DE112019003583T5 - Sensorelement und elektronische vorrichtung - Google Patents

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Sozo Yokogawa
Itaru Oshiyama
Mikinori Ito
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Sensorelement und eine elektronische Vorrichtung, die eine Verbesserung der Sensorempfindlichkeit ermöglichen.Ein optisch-elektrisches Umwandlungselement, das Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt, ist in einer Halbleiterschicht gebildet. Ein Reflexionsunterdrückungsteil, der die Reflexion des Lichts unterdrückt, ist auf einer Lichtempfangsoberfläche vorgesehen, die als eine Seite dient, auf der das Licht in die Halbleiterschicht eintritt. Ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil, der die Durchlässigkeit des Lichts, das von der Lichtempfangsoberfläche eingefallen lassen wird, durch die Halbleiterschicht unterdrückt, ist auf einer Schaltungsoberfläche vorgesehen, die als eine Seite dient, die der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht gegenüberliegt. Die vorliegende Technologie kann zum Beispiel auf einen CMOS-Bildsensor vom Rückseitenbestrahlungstyp angewandt werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Sensorelement und eine elektronische Vorrichtung und insbesondere ein Sensorelement und eine elektronische Vorrichtung, die eine Verbesserung der Sensorempfindlichkeit ermöglichen.
  • HINTERGRUND DER TECHNIK
  • Herkömmlicherweise wird in einem Festkörperbildaufnahmeelement wie einer ladungsgekoppelten Vorrichtung (CCD) oder einem komplementären Metall-Oxid-Halbleiter(CMOS)-Bildsensor kristallines Silizium als eine lichtabsorbierende Schicht, ein optisch-elektrischer Wandler oder dergleichen verwendet. Ferner umfasst Silizium einen Halbleiter, für den ein Wert einer physikalischen Eigenschaft, insbesondere ein Imaginärteil eines komplexen Brechungsindex (was als ein optischer Absorptionskoeffizient bezeichnet wird), klein ist und der eine Bandlücke bei einem Energieniveau von 1,1 eV hat. Um die Empfindlichkeit, Quantenausbeute oder dergleichen in Bezug auf Strahlen im Nahinfrarotbereich zu verbessern, muss daher ein Siliziumsubstrat selbst dicker gemacht werden.
  • Andererseits wird für den Zweck einer Solarbatterie, die kristallines Silizium verwendet, ähnlich wie das Festkörperbildaufnahmeelement, um die Effizienz der Energieerzeugung, die Kosten oder dergleichen der Solarbatterie zu minimieren, verlangt, dass durch Verwendung beschränkter Materialien eine maximale Lichtmenge absorbiert wird und die Effizienz der Energieerzeugung verbessert wird. Daher ist für den Zweck der Solarbatterie normalerweise eine Lichtfangstruktur vorgesehen.
  • Währenddessen hat ein Festkörperbildaufnahmeelement vom Rückseitenbestrahlungstyp eine Struktur, in der ein Siliziumsubstrat dünn ist. Daher breitet sich eine dominante Komponente von einfallendem Licht, das in eine Lichtempfangsoberfläche eingetreten ist, innerhalb des Siliziumsubstrats aus, das als eine lichtabsorbierende Schicht dient, und wird durch eine Schaltungsoberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite der Lichtempfangsoberfläche durchgelassen. Außer wenn in dem Siliziumsubstrat eine Konfiguration verwendet wird, in der das Siliziumsubstrat eine ausreichende Dicke hat (zum Beispiel 100 µm oder dergleichen), kann somit in dem Siliziumsubstrat die optisch-elektrische Umwandlung auf einer Komponente mit langer Wellenlänge im sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich nicht ausreichend durchgeführt werden, was ein Hauptfaktor für eine Verschlechterung der Empfindlichkeit, der Quantenausbeute oder dergleichen ist.
  • Dementsprechend wurde, wie zum Beispiel in Patentdokument 1 offenbart, ein Festkörperbildaufnahmegerät entwickelt, das mit einer unebenen Struktur an einer Grenzfläche auf einer Lichtempfangsoberflächenseite einer optisch-elektrischen Umwandlungsregion jedes der zweidimensional angeordneten Pixel vorgesehen ist und Licht durch Verwendung der unebenen Struktur beugt.
  • LITERATURLISTE
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2015-29054
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Währenddessen hat das Festkörperbildaufnahmegerät, das in dem vorstehend beschriebenen Patentdokument 1 offenbart ist, eine Struktur, bei der gebeugtes Licht 1. Ordnung einer gebeugten Komponente von einfallendem Licht, das von einer Lichtempfangsoberfläche in ein Siliziumsubstrat eingetreten ist, in einem Siliziumsubstrat eingefangen werden kann, was eine Verbesserung der Sensorempfindlichkeit bewirkt. Andererseits kann in der Struktur eine Lichtkomponente 0. Ordnung nicht effizient in dem Siliziumsubstrat eingefangen werden und wird daher gefordert, dass weitere Verbesserungen durchgeführt werden und die Sensorempfindlichkeit verbessert wird.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf diese Situation gemacht und ermöglicht eine Verbesserung der Sensorempfindlichkeit.
  • LÖSUNGEN DER PROBLEME
  • Ein Sensorelement in einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine Halbleiterschicht, in der ein optisch-elektrisches Umwandlungselement gebildet ist, wobei das optisch-elektrische Umwandlungselement Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt; einen Reflexionsunterdrückungsteil, der die Reflexion des Lichts unterdrückt, auf einer ersten Oberfläche, die als eine Seite dient, auf der das Licht in die Halbleiterschicht eintritt; und einen Durchlässigkeitsunterdrückungsteil, der die Durchlässigkeit des Lichts, das von der ersten Oberfläche einfallen gelassen wurde, durch die Halbleiterschicht unterdrückt, auf einer zweiten Oberfläche, die als eine Seite dient, die der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht gegenüberliegt.
  • Eine elektronische Vorrichtung in einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Sensorelement, das umfasst: eine Halbleiterschicht, in der ein optisch-elektrisches Umwandlungselement gebildet ist, wobei das optisch-elektrische Umwandlungselement Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt; einen Reflexionsunterdrückungsteil, der die Reflexion des Lichts unterdrückt, auf einer ersten Oberfläche, die als eine Seite dient, auf der das Licht in die Halbleiterschicht eintritt; und einen Durchlässigkeitsunterdrückungsteil, der die Durchlässigkeit des Lichts, das von der ersten Oberfläche einfallen gelassen wurde, durch die Halbleiterschicht unterdrückt, auf einer zweiten Oberfläche, die als eine Seite dient, die der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht gegenüberliegt.
  • In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung unterdrückt ein Reflexionsunterdrückungsteil die Reflexion von Licht auf einer ersten Oberfläche, die als eine Seite dient, auf der Licht in eine Halbleiterschicht eintritt, in der ein optisch-elektrisches Umwandlungselement gebildet ist, wobei das optisch-elektrische Umwandlungselement Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt. Ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil unterdrückt die Durchlässigkeit des Lichts, das von der ersten Oberfläche einfallen gelassen wurde, durch die Halbleiterschicht auf einer zweiten Oberfläche, die als eine Seite dient, die der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht gegenüberliegt.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Sensorempfindlichkeit verbessert werden.
  • Es ist anzumerken, dass die hierin beschriebene Wirkung nicht notwendigerweise einschränkend ist und dass sich jegliche der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Wirkungen zeigen können.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das ein erstes Konfigurationsbeispiel gemäß einer ersten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde.
    • 2 ist ein Diagramm, das ein Pixel mit einer herkömmlichen Struktur erklärt.
    • 3 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 1 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel planer Anordnung von Pixeln mit der in 1 dargestellten Konfiguration darstellt.
    • 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration einer für 8 Pixel gemeinsam genutzten Struktur darstellt.
    • 6 ist ein Diagramm, das ein zweites Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 7 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 6 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel planer Anordnung von Pixeln mit der in 6 dargestellten Konfiguration darstellt.
    • 9 ist ein Diagramm, das ein drittes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 10 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 9 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel planer Anordnung von Pixeln mit der in 9 dargestellten Konfiguration darstellt.
    • 12 ist ein Diagramm, das ein viertes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 13 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 12 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 14 ist ein Diagramm, das ein fünftes Konfigurationsbeispiel gemäß der ersten Ausführungsform eines Pixels darstellt.
    • 15 ist ein Diagramm, das Formen eines Reflexionsunterdrückungsteils und eines Durchlässigkeitsunterdrückungsteils erklärt, die in 14 dargestellt sind.
    • 16 ist ein Diagramm, das eine Variation des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils erklärt.
    • 17 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 14 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel planer Anordnung von Pixeln mit der in 14 dargestellten Konfiguration darstellt.
    • 19 ist ein Diagramm, das ein erstes Konfigurationsbeispiel gemäß einer zweiten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wird.
    • 20 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 19 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 21 ist ein Diagramm, das ein zweites Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 22 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 21 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 23 ist ein Diagramm, das ein drittes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 24 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 23 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 25 ist ein Diagramm, das ein viertes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 26 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 25 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 27 ist ein Diagramm, das ein fünftes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 28 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 27 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 29 ist ein Diagramm, das ein sechstes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 30 ist eine Schnittansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt, das Pixel mit der in 29 dargestellten Konfiguration umfasst.
    • 31 ist ein Diagramm, das ein Sensorpotential und einen vertikalen Transistor erklärt.
    • 32 ist ein Diagramm, das die Abstandsgröße einer Beugungsstruktur erklärt.
    • 33 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das äußere Erscheinungsbild einer elektronischen Vorrichtung darstellt, an der ein Festkörperbildaufnahmeelement montiert ist.
    • 34 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration eines Festkörperbildaufnahmeelements darstellt.
    • 35 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel für ein Bildaufnahmegerät darstellt.
    • 36 ist ein Diagramm, das Anwendungsbeispiele darstellt, in denen ein Bildsensor verwendet wird.
    • 37 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems darstellt.
    • 38 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für die Installationspositionen eines Detektors für Informationen außerhalb des Fahrzeugs und einer Bildaufnahmeeinheit darstellt.
    • 39 ist ein Diagramm, das einen Überblick über Konfigurationsbeispiele eines Festkörperbildaufnahmegeräts vom gestapelten Typ darstellt, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • AUSFÜHRUNGSARTEN DER ERFINDUNG
  • Spezielle Ausführungsformen, auf die die vorliegende Technologie angewandt wurde, sind nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • <Erstes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der ersten Ausführungsform>
  • 1 ist ein Diagramm, das ein erstes Konfigurationsbeispiel gemäß einer ersten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 1 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11 in Schnittansicht dar und B aus 1 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11 eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird.
  • Wie in 1 dargestellt, wurde in dem Pixel 11 eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21 gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf einer Schaltungsoberflächenseite, die in eine der Lichtempfangsoberfläche entgegengesetzte Richtung gerichtet ist, gestapelt. Anders ausgedrückt hat das Pixel 11 zum Beispiel eine Konfiguration, bei der die vorliegende Technologie auf einen Bildsensor vom Rückseitenbestrahlungstyp angewandt wurde, in dem eine Leiterplatte (nicht dargestellt) über die Verdrahtungsschicht 23 auf einer Vorderflächenseite in einem Prozess zur Herstellung eines Siliziumsubstrats gestapelt wurde und eine Rückflächenseite mit Licht bestrahlt wird. Es ist unnötig zu erwähnen, dass die vorliegende Technologie auch auf einen Bildsensor vom Vorderseitenbestrahlungstyp angewandt werden kann.
  • In dem Sensorsubstrat 21 wurde eine tiefe Grabenisolation (DTI) 32, die eine Elementisolationsstruktur zur Isolierung benachbarter Pixel 11 voneinander ist, so gebildet, dass sie eine Halbleiterschicht 31 umgibt, in der ein optisch-elektrischer Wandler gebildet ist, der Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt. In der DTI 32 wurde zum Beispiel ein Isolator (zum Beispiel SiO2) in eine Ausnehmung eingebettet, die durch Graben in die Halbleiterschicht 31 von der Lichtempfangsoberflächenseite gebildet wurde. Ferner ist die DTI 32 in dem in 1 dargestellten Beispiel mit einer Tiefe gebildet, dass ein Zustand bewirkt wird, in dem Halbleiterschichten 31 benachbarter Pixel 11 auf der Schaltungsoberflächenseite der Halbleiterschichten 31 miteinander verbunden sind.
  • Ferner ist in dem Pixel 11 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 ein Reflexionsunterdrückungsteil 33 gebildet, der die Reflexion von Licht unterdrückt, das in die Halbleiterschicht 31 eintritt.
  • Der Reflexionsunterdrückungsteil 33 umfasst zum Beispiel eine unebene Struktur, die gebildet wird durch Bereitstellung, in vorbestimmten Intervallen, einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen, die eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers umfasst, der die Halbleiterschicht 31 konfiguriert. Insbesondere umfasst der Reflexionsunterdrückungsteil 33 eine unebene Struktur, bei der ein Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers 110 oder 111 ist und ein Intervall zwischen benachbarten Scheiteln einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen größer oder gleich 200 nm und kleiner oder gleich 1000 nm ist.
  • Dann ist in dem Pixel 11 auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 gebildet, der die Durchlässigkeit von Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, durch die Halbleiterschicht 31 unterdrückt.
  • Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 umfasst eine unebene Struktur, die zum Beispiel durch Graben einer Mehrzahl von flachen Grabenisolationen (STI) in vorbestimmten Intervallen gebildet wird, die in Bezug auf die Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 eine vertiefte Form haben. Anders ausgedrückt wird der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 in einem Prozess gebildet, der einem Prozess zur Bildung von Gräben der DTI 32 ähnlich ist, wird jedoch mit einer Tiefe gebildet, die geringer ist als die Tiefe der Gräben der DTI 32. Insbesondere umfasst der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 eine unebene Struktur, in der Gräben mit einer Tiefe von 100 nm oder mehr gegraben wurden und ein Intervall zwischen benachbarten Gräben größer oder gleich 100 nm und kleiner oder gleich 1000 nm ist.
  • Die in den Chip integrierte Linsenschicht 22 umfasst eine Mikrolinse 41, die für jedes der Pixel 11 Licht kondensiert, das auf das Sensorsubstrat 21 aufgebracht wurde. Ferner ist die in den Chip integrierte Linsenschicht 22 zum Beispiel auf einer flachen Oberfläche gestapelt, die durch einen Isolator in einem Prozess der Einbettung des Isolators in die DTI 32 von der Lichtempfangsoberflächenseite der Halbleiterschicht 31 flach gemacht wurde.
  • Die Verdrahtungsschicht 23 hat eine Konfiguration, bei der ein optisch dünner Isolierfilm 51 auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 gebildet wurde, Gate-Elektroden 52a und 52b über den Isolierfilm 51 gestapelt wurden und ferner eine Mehrzahl von Mehrschichtverbindungen 54 gebildet wurde, die durch einen Zwischenschichtisolierfilm 53 voneinander isoliert sind.
  • Wie vorstehend beschrieben, hat das Pixel 11 eine Struktur, bei der der Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 umfasst eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von flachen Gräben umfasst.
  • Dann wird, wie in B aus 1 dargestellt, einfallendes Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, von dem Reflexionsunterdrückungsteil 33 gebeugt und unterdrückt die unebene Struktur des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34 die Durchlässigkeit einer Lichtkomponente 0. Ordnung, die sich geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, des einfallenden Lichts durch die Halbleiterschicht 31. Ferner wird eine Lichtkomponente 1. Ordnung, die durch den Reflexionsunterdrückungsteil 33 gebeugt wurde, des einfallenden Lichts von der DTI 32 reflektiert und auch von dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 der Halbleiterschicht 31 reflektiert.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann das Pixel 11 einfallendes Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, durch Verwendung einer Kombination aus der DTI 32 und dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 einfangen. Anders ausgedrückt kann das Pixel 11 die Durchlässigkeit des einfallenden Lichts durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken. Daher kann das Pixel 11 die Effizienz der Absorption insbesondere von Licht im Bereich von einer roten Wellenlänge bis hin zu Strahlen im Nahinfrarotbereich selbst dann verbessern, wenn die Halbleiterschicht 31 eine begrenzte Dicke hat. Infolgedessen kann das Pixel 11 die Empfindlichkeit, Quantenausbeute oder dergleichen in Bezug auf das vorstehend beschriebene Wellenlängenband bemerkenswert verbessern und die Sensorempfindlichkeit verbessern.
  • Hier wird die Lichtdurchlässigkeit in einem Pixel 11A und einem Pixel 11B, die eine herkömmliche Struktur haben, mit Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • A aus 2 stellt das Pixel 11A mit einer Struktur dar, die ein Sensorsubstrat 21A umfasst, in dem der Reflexionsunterdrückungsteil 33 und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 nicht vorgesehen sind, wobei eine flache Oberfläche 35a auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 gebildet wurde und eine flache Oberfläche 35b auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 gebildet wurde. In dem Pixel 11A wird einfallendes Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, nicht von der flachen Oberfläche 35a gebeugt, bewegt sich geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fort und wird durch die flache Oberfläche 35b zu der Verdrahtungsschicht 23 durchgelassen.
  • B aus 2 stellt das Pixel 11B mit einer Struktur dar, die ein Sensorsubstrat 21B umfasst, in dem der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 nicht vorgesehen ist, der Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und die flache Oberfläche 35b auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 gebildet wurde. In dem Pixel 11B wird einfallendes Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, von dem Reflexionsunterdrückungsteil 33 gebeugt und wird eine Lichtkomponente 1. Ordnung, die gebeugt wurde, von einer Grenzfläche der flachen Oberfläche 35b vollständig reflektiert und in dem Pixel 11B eingefangen. Andererseits bewegt sich eine Lichtkomponente 0. Ordnung des gebeugten Lichts geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fort und wird durch die flache Oberfläche 35b zu der Verdrahtungsschicht 23 durchgelassen.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird bei den Pixeln 11A und 11B, die eine herkömmliche Struktur haben, einfallendes Licht durch die Halbleiterschicht 31 zur Verdrahtungsschicht 23 durchgelassen und kann das einfallende Licht nicht effizient eingefangen werden.
  • Im Gegensatz dazu kann, wie vorstehend mit Bezug auf B aus 1 beschrieben, das Pixel 11 die Wirkung einer Einfangsstruktur (eines Lichtfangpixels) bemerkenswert verbessern und einfallendes Licht durch Unterdrücken der Durchlässigkeit einer Lichtkomponente 0. Ordnung des einfallenden Lichts zu der Verdrahtungsschicht 23 effizient einfangen. Daher kann das Pixel 11 bei Verwendung einer begrenzten Dicke der Halbleiterschicht 31 die Empfindlichkeit oder Quantenausbeute in Bezug auf Strahlen im Nahinfrarotbereich maximieren und die Sensorempfindlichkeit im Vergleich zu Pixel 11A und Pixel 11B verbessern.
  • Ein Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements 101, das ein Sensorelement ist, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11 in Form einer Matrix angeordnet ist, ist mit Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11-1 bis 11-3 in Schnittansicht dar. Es ist anzumerken, dass in 3 die in 1 dargestellte Verdrahtungsschicht 23 weggelassen wurde.
  • Wie in 3 dargestellt, wurde in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101 eine Filterschicht 24 zwischen das Sensorsubstrat 21 und die in den Chip integrierte Linsenschicht 22 gestapelt. Es ist anzumerken, dass zwischen dem Sensorsubstrat 21 und der Filterschicht 24 ein flach gemachter Film gebildet sein kann.
  • In der Filterschicht 24 sind für die Pixel 11-1 bis 11-3 entsprechende Farbfilter 61-1 bis 61-3 angeordnet, durch die Licht in einem Wellenlängenbereich von Lichtempfang der Pixel 11-1 bis 11-3 selektiv durchgelassen wird. In der Filterschicht 24 wird zum Beispiel ein Sichtbarfarbfilter verwendet, durch den ein Wellenlängenbereich (zum Beispiel eine Wellenlänge im Bereich von 400 nm bis 700 nm) von sichtbarem Licht durchgelassen wird. Dann wird Licht in einem roten Wellenlängenbereich durch den Farbfilter 61-1 durchgelassen, Licht in einem grünen Wellenlängenbereich durch den Farbfilter 61-2 durchgelassen und Licht in einem blauen Wellenlängenbereich durch den Farbfilter 61-3 durchgelassen. Ferner kann die Filterschicht 24 anstelle des Durchlassens von Licht in einem Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht zum Beispiel eine Konfiguration verwenden, in der ein Filter vom Infrarot(IR)-Durchlass-Typ angeordnet ist, der Licht in einem Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht blockiert und durch den ein Wellenlängenbereich (zum Beispiel eine Wellenlänge von 700 nm bis 1100 nm) von Strahlen im Nahinfrarotbereich durchgelassen wird.
  • Ferner wurden in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101 optisch-elektrische Wandler 36-1 bis 36-3 in Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 für die entsprechenden Pixel 11-1 bis 11-3 gebildet. Der optisch-elektrische Wandler 36-1 empfängt Licht, das durch den Farbfilter 61-1 durchgelassen wurde, und führt eine optisch-elektrische Umwandlung auf dem Licht durch. Der optisch-elektrische Wandler 36-2 empfängt Licht, das durch den Farbfilter 61-2 durchgelassen wurde, und führt eine optisch-elektrische Umwandlung auf dem Licht durch. Der optisch-elektrische Wandler 36-3 empfängt Licht, das durch den Farbfilter 61-3 durchgelassen wurde, und führt eine optisch-elektrische Umwandlung auf dem Licht durch.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101 sind dann auf Schaltungsoberflächen der entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11-1 bis 11-3 Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34-1 bis 34-3 vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11-1 bis 11-3 eine effiziente optisch-elektrische Umwandlung von Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen durchführen und kann ein Bild mit einer höheren Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • 4 stellt ein Beispiel für eine plane Anordnung der Pixel 11 in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101 dar.
  • Zum Beispiel kann das Festkörperbildaufnahmeelement 101 eine für Pixel gemeinsam genutzte Struktur verwenden, bei der eine vorbestimmte Anzahl von Pixeln 11 einen Transistor gemeinsam nutzt. 4 ist ein schematisches Diagramm einer für Pixel gemeinsam genutzten Struktur mit acht Pixeln 11-1 bis 11-8, die in einer 2 × 4-Form angeordnet wurden.
  • Wie in 4 dargestellt, sind in der für Pixel gemeinsam genutzten Struktur Transfertransistoren 71-1 bis 71-8 entsprechend für die Pixel 11-1 bis 11-8 vorgesehen. Außerdem sind in der für Pixel gemeinsam genutzten Struktur ein Verstärkungstransistor 72, ein Auswahltransistor 73 und ein Rücksetztransistor 74, die gemeinsam genutzt werden, für die Pixel 11-1 bis 11-8 vorgesehen. Dann ist ein Transistor, der zum Ansteuern dieser Pixel 11-1 bis 11-8 verwendet wird, auf einer Schaltungsoberflächenseite einer Halbleiterschicht 31 angeordnet.
  • Dementsprechend sind Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34-1 bis 34-8, die auf den Schaltungsoberflächen der Halbleiterschichten 31 vorgesehen sind, in effektiven Pixelregionen 37-1 bis 37-8, wie dargestellt, für die entsprechenden Pixel 11-1 bis 11-8 gebildet, wenn das Festkörperbildaufnahmeelement 101 von der Schaltungsoberflächenseite in einer Draufsicht von oben betrachtet wird. Hier sind die effektiven Pixelregionen 37-1 bis 37-8 Regionen, die man durch Entfernen eines Bereichs aus entsprechenden Regionen der Pixel 11-1 bis 11-8 erlangt, in dem die Transfertransistoren 71-1 bis 71-8, der Verstärkungstransistor 72, der Auswahltransistor 73 und der Rücksetztransistor 74 angeordnet sind.
  • Zum Beispiel ist die effektive Pixelregion 37-1 des Pixels 11-1 eine Region, in der der in 3 dargestellte optisch-elektrische Wandler 36-1 angeordnet ist, und ist eine Region, die durch Entfernen eines Bereichs erlangt wird, in dem der Transfertransistor 71-1 angeordnet ist, wenn von der Schaltungsoberflächenseite in einer Draufsicht von oben betrachtet. Außerdem sind die effektiven Pixelregionen 37-2 bis 37-8 der Pixel 11-2 bis 11-8 Regionen, die der vorstehend beschriebenen Region ähnlich sind.
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm der in 4 dargestellten für Pixel gemeinsam genutzten Struktur, die die Pixel 11-1 bis 11-8 umfasst.
  • Wie in 5 dargestellt, sind in den Pixeln 11-1 bis 11-8 die optisch-elektrischen Wandler 36-1 bis 36-8 über die entsprechenden Transfertransistoren 71-1 bis 71-8 mit einer FD-Einheit 75 verbunden und wird die FD-Einheit 75 von den Pixeln 11-1 bis 11-8 gemeinsam genutzt. Dann ist die FD-Einheit 75 mit einer Gate-Elektrode des Verstärkungstransistors 72 verbunden. Ein Source-Anschluss des Verstärkungstransistors 72 ist mit einer vertikalen Signalleitung 76 verbunden und ein Drain-Anschluss des Verstärkungstransistors 72 ist über den Auswahltransistor 73 mit einer Vdd-Energieversorgung verbunden. Ferner ist die FD-Einheit 75 über den Rücksetztransistor 74 mit der Vdd-Energieversorgung verbunden.
  • Die Pixel 11-1 bis 11-8 können eine für Pixel gemeinsam genutzte Struktur mit einer solchen Schaltungskonfiguration verwenden. Es ist anzumerken, dass eine für Pixel gemeinsam genutzte Struktur mit einer Schaltungskonfiguration, die der in 5 dargestellten Schaltungskonfiguration ähnlich ist, in den entsprechenden nachstehend beschriebenen Konfigurationsbeispielen verwendet werden kann.
  • <Zweites Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der ersten Ausführungsform>
  • 6 ist ein Diagramm, das ein zweites Konfigurationsbeispiel gemäß der ersten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 6 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11C in Schnittansicht dar und B aus 6 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11C eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 6 dargestellte Konfiguration des Pixels 11C die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 6 dargestellt, wurde in dem Pixel 11C, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21C gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21C gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11C, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, ein Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf einer Lichtempfangsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Andererseits hat in dem Sensorsubstrat 21C des Pixels 11C ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C, der auf einer Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist, eine Konfiguration, die sich von einer Konfiguration des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34 des Pixels 11 aus 1 unterscheidet.
  • Anders ausgedrückt umfasst der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C zum Beispiel eine unebene Struktur, die durch Anordnen einer Mehrzahl von Blindelektroden in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, die in Bezug auf die Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 eine hervorstehende Form haben. Zum Beispiel kann eine Blindelektrode, die in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C vorgesehen ist, ähnlich wie die Gate-Elektrode 52, Polysilizium umfassen und ist über einen Isolierfilm 51 auf die Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 gestapelt. Ferner ist diese Blindelektrode elektrisch schwebend oder bei einem Massepotential fixiert.
  • Insbesondere umfasst der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C eine unebene Struktur, in der Blindelektroden so gebildet wurden, dass sie eine Höhe von 100 nm oder mehr haben und ein Intervall zwischen benachbarten Blindelektroden größer oder gleich 100 nm und kleiner oder gleich 1000 nm ist.
  • Wie vorstehend beschrieben, hat das Pixel 11C eine Struktur, bei der der Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C umfasst eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst. Dann kann der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C die Durchlässigkeit einer Lichtkomponente 0. Ordnung, die sich geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken, ähnlich wie der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 in 1.
  • Dementsprechend kann das Pixel 11C einfallendes Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, durch Verwendung einer Kombination aus einer DTI 32 und dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, einfangen, wodurch die Sensorempfindlichkeit verbessert werden kann.
  • 7 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11C-1 bis 11C-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101C dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11C in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 7 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101C die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 7 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101C die Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34C-1 bis 34C-3 auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11C-1 bis 11C-3 vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101C, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11C-1 bis 11C-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit einer höheren Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • 8 stellt ein Beispiel für eine plane Anordnung von acht Pixeln 11C-1 bis 11C-8 in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101C dar, ähnlich wie in 4. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 8 dargestellten Konfigurationen der Pixel 11C-1 bis 11C-8 die gleichen Bezugszeichen in Konfigurationen verwendet werden, die den Konfigurationen der Pixel 11-1 bis 11-8 in 4 gemeinsam sind, und dass eine detaillierte Beschreibung dieser Konfigurationen weggelassen wird.
  • Wie in 8 dargestellt, sind Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34C-1 bis 34C-8, die auf Schaltungsoberflächen der Halbleiterschichten 31 vorgesehen sind, in effektiven Pixelregionen 37-1 bis 37-8 für die entsprechenden Pixel 11C-1 bis 11C-8 gebildet, wenn das Festkörperbildaufnahmeelement 101C von einer Schaltungsoberflächenseite in Draufsicht von oben betrachtet wird.
  • <Drittes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der ersten Ausführungsform>
  • 9 ist ein Diagramm, das ein drittes Konfigurationsbeispiel gemäß der ersten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 9 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11D in Schnittansicht dar und B aus 9 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11D eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 9 dargestellte Konfiguration des Pixels 11D die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 9 dargestellt, wurde in dem Pixel 11D, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21D gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21D gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11D, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, ein Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf einer Lichtempfangsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Andererseits hat in dem Sensorsubstrat 21D des Pixels 11D ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D, der auf einer Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist, eine Konfiguration, die sich von einer Konfiguration des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34 des Pixels 11 aus 1 unterscheidet.
  • Anders ausgedrückt umfasst der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D zum Beispiel eine Kombination aus einer unebenen Struktur, die durch Graben einer Mehrzahl von flachen Gräben mit einer in Bezug auf die Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vertieften Form in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, und einer unebenen Struktur, die durch Anordnen einer Mehrzahl von Blindelektroden mit einer in Bezug auf die Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 hervorstehenden Form in vorbestimmten Intervallen gebildet ist. Anders ausgedrückt hat der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D eine Konfiguration, bei der der in 1 dargestellte Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 mit dem in 6 dargestellten Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C kombiniert ist.
  • Insbesondere umfasst der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D eine unebene Struktur, die Gräben, die so gegraben wurden, dass sie eine Tiefe von 100 nm oder mehr haben, und für die ein Intervall zwischen benachbarten Gräben größer oder gleich 100 nm und kleiner oder gleich 1000 nm ist, sowie Blindelektroden umfasst, die so gebildet wurden, dass sie eine Höhe von 100 nm oder mehr haben, und für die ein Intervall zwischen benachbarten Blindelektroden größer oder gleich 100 nm und kleiner oder gleich 1000 nm ist. Ferner ist diese Blindelektrode über einen Isolierfilm 51 auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 gestapelt und ist elektrisch schwebend oder bei einem Massepotential fixiert.
  • Wie vorstehend beschrieben, hat das Pixel 11D eine Struktur, bei der der Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D umfasst eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von flachen Gräben und eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst. Dann kann der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D die Durchlässigkeit einer Lichtkomponente 0. Ordnung, die sich geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken, ähnlich wie der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 aus 1 und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C aus 6.
  • Dementsprechend kann das Pixel 11D einfallendes Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, durch Verwendung einer Kombination aus einer DTI 32 und dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D einfangen, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, wodurch die Sensorempfindlichkeit verbessert werden kann.
  • 10 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11D-1 bis 11D-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101D dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11D in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 10 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101D die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 10 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101D auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11D-1 bis 11D-3 Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34D-1 bis 34D-3 vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101D, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11D-1 bis 11D-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit höherer Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • 11 stellt ein Beispiel für eine plane Anordnung von acht Pixeln 11D-1 bis 11D-8 in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101D dar, ähnlich wie in 4. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 11 dargestellten Konfigurationen der Pixel 11D-1 bis 11D-8 die gleichen Bezugszeichen in Konfigurationen verwendet werden, die den Konfigurationen der Pixel 11-1 bis 11-8 in 4 gemeinsam sind, und dass eine detaillierte Beschreibung dieser Konfigurationen weggelassen wird.
  • Wie in 11 dargestellt, sind Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34D-1 bis 34D-8, die auf Schaltungsoberflächen der Halbleiterschichten 31 vorgesehen sind, in effektiven Pixelregionen 37-1 bis 37-8, wie dargestellt, für die entsprechenden Pixel 11D-1 bis 11D-8 gebildet, wenn das Festkörperbildaufnahmeelement 101D von der Schaltungsoberflächenseite in einer Draufsicht von oben betrachtet wird.
  • <Viertes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der ersten Ausführungsform>
  • 12 ist ein Diagramm, das ein viertes Konfigurationsbeispiel gemäß der ersten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 12 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11E in Schnittansicht dar und B aus 12 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11E eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 12 dargestellte Konfiguration des Pixels 11E die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 12 dargestellt, wurde in dem Pixel 11E, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21E gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21E gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11E, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, ein Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf einer Lichtempfangsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Ferner umfasst in dem Pixel 11E ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34E, der auf einer Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist, eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von flachen Gräben und eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst, ähnlich wie der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D in 9. Daher kann das Pixel 11E die Durchlässigkeit einer Lichtkomponente 0. Ordnung, die sich geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken, ähnlich wie bei dem Pixel 11D in 9.
  • Außerdem hat in dem Sensorsubstrat 21E des Pixels 11E eine DTI 32E, die die Halbleiterschicht 31 isoliert, eine Konfiguration, die sich von einer Konfiguration der DTI 32 des Pixels 11 aus 1 unterscheidet.
  • Anders ausgedrückt wurde in dem Pixel 11 aus 1 die DTI 32 so gebildet, dass Halbleiterschichten 31 benachbarter Pixel 11 auf der Schaltungsoberflächenseite der Halbleiterschichten 31 miteinander verbunden sind. Im Gegensatz dazu hat die DTI 32E in dem Pixel 11E eine durchgehende Struktur, die bewirkt, dass die Halbleiterschichten 31 benachbarter Pixel 11 vollständig voneinander isoliert sind.
  • Wie vorstehend beschrieben, hat das Pixel 11E eine Struktur, bei der der Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34E auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34E umfasst eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von flachen Gräben und eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst. Außerdem hat die DTI 32E in dem Pixel 11E eine durchgehende Struktur.
  • Daher kann das Pixel 11E das Austreten von Licht zu einem benachbarten Pixel 11E durch Verwendung der DTI 32E mit einer durchgehenden Struktur zuverlässig verhindern. Dementsprechend kann das Pixel 11E einfallendes Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, durch Verwendung einer Kombination aus der DTI 32E und dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34E zuverlässiger einfangen, wodurch die Sensorempfindlichkeit weiter verbessert werden kann.
  • 13 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11E-1 bis 11E-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101E dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11E ähnlich wie in 3 in einer Matrixform angeordnet wurde. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 13 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101E die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 13 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101E die Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34E-1 bis 34E-3 auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11E-1 bis 11E-3 vorgesehen. Dann isolieren die DTI 32E mit einer durchgehenden Struktur die Pixel 11E-1 bis 11E-3 vollständig voneinander.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101E, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11E-1 bis 11E-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit einer höheren Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • Es ist anzumerken, dass eine plane Anordnung der Pixel 11E in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101E der in 11 dargestellten planen Anordnung der Pixel 11D in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101D ähnlich ist und die Darstellung und Beschreibung davon weggelassen wird.
  • <Fünftes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der ersten Ausführungsform>
  • 14 ist ein Diagramm, das ein fünftes Konfigurationsbeispiel gemäß der ersten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 14 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11F in Schnittansicht dar und B aus 14 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11F eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 14 dargestellte Konfiguration des Pixels 11F die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 14 dargestellt, wurde in dem Pixel 11F, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21F gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21F gestapelt. Außerdem wurde in dem Pixel 11F, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, ein Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf einer Lichtempfangsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Andererseits hat in dem Pixel 11F ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F, der auf einer Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 in dem Sensorsubstrat 21F vorgesehen ist, eine Konfiguration, die sich von einer Konfiguration des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34 des Pixels 11 aus 1 unterscheidet.
  • Anders ausgedrückt umfasst der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F zum Beispiel eine unebene Struktur, die durch Bereitstellung, in vorbestimmten Intervallen, einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen gebildet ist, die eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers umfasst, der die Halbleiterschicht 31 konfiguriert, ähnlich wie der Reflexionsunterdrückungsteil 33. Insbesondere umfasst der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F eine unebene Struktur, bei der ein Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers 110 oder 111 ist und ein Intervall zwischen benachbarten Scheiteln einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen größer oder gleich 200 nm und kleiner oder gleich 1000 nm ist.
  • Zum Beispiel kann das Pixel 11F eine Kombination verwenden, bei der der Reflexionsunterdrückungsteil 33 so gebildet ist, dass ein Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers 111 ist, und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F so gebildet ist, dass ein Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers 110 ist. Selbstverständlich können die entsprechenden Ebenenindizes umgedreht werden. Der Reflexionsunterdrückungsteil 33 kann so gebildet sein, dass ein Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers 110 ist, und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F kann so gebildet sein, dass ein Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers 111 ist.
  • Hier werden Formen des Reflexionsunterdrückungsteils 33 und des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34F mit Bezugnahme auf 15 beschrieben. A aus 15 ist ein schematisches Schnittdiagramm und B aus 15 ist ein schematisches räumliches Diagramm.
  • 15 stellt ein Konfigurationsbeispiel dar, in dem der Reflexionsunterdrückungsteil 33 und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F vier umgekehrte viereckige Pyramidenformen umfassen.
  • Wie in A aus 15 dargestellt, beträgt zum Beispiel ein Neigungswinkel, der eine unebene Struktur des Reflexionsunterdrückungsteils 33 konfiguriert, 57°, und ein Neigungswinkel, der die unebene Struktur des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34F konfiguriert, 45°. Ferner ist, wie in B aus 15 dargestellt, eine Ausrichtung der unebenen Struktur des Reflexionsunterdrückungsteils 33 in Bezug auf eine Ausrichtung der unebenen Struktur des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34F relativ um 45° versetzt.
  • Es ist anzumerken, dass die Anzahl der viereckigen Pyramidenformen oder der umgekehrten viereckigen Pyramidenformen in jedem des Reflexionsunterdrückungsteils 33 und des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34F nicht auf das in 15 dargestellte Beispiel beschränkt ist.
  • Zum Beispiel kann, wie in einer in 16 dargestellten Variation, ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F' eine viereckige Pyramidenform umfassen.
  • Wie vorstehend beschrieben, hat das Pixel 11F eine Struktur, bei der der Reflexionsunterdrückungsteil 33 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F umfasst eine unebene Struktur, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen in vorbestimmten Intervallen gebildet ist. Dann kann der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F die Durchlässigkeit einer Lichtkomponente 0. Ordnung, die sich geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 vorwärts bewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken, ähnlich wie der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 in 1.
  • Dementsprechend kann das Pixel 11F einfallendes Licht, das in die Halbleiterschicht 31 eingetreten ist, durch Verwendung einer Kombination aus einer DTI 32 und dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, einfangen, wodurch die Sensorempfindlichkeit verbessert werden kann.
  • 17 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11F-1 bis 11F-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101F dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11F in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 17 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101F die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 17 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101F auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11F-1 bis 11F-3 Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34F-1 bis 34F-3 vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101F, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11F-1 bis 11F-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit höherer Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • 18 stellt ein Beispiel für eine plane Anordnung von acht Pixeln 11F-1 bis 11F-8 in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101F dar, ähnlich wie in 4. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 18 dargestellten Konfigurationen der Pixel 11F-1 bis 11F-8 die gleichen Bezugszeichen in Konfigurationen verwendet werden, die den Konfigurationen der Pixel 11-1 bis 11-8 in 4 gemeinsam sind, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 18 dargestellt, sind Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34F-1 bis 34F-8, die auf Schaltungsoberflächen von Halbleiterschichten 31 vorgesehen sind, in effektiven Pixelregionen 37-1 bis 37-8, wie dargestellt, für die entsprechenden Pixel 11F-1 bis 11F-8 gebildet, wenn das Festkörperbildaufnahmeelement 101F von der Schaltungsoberflächenseite in einer Draufsicht von oben betrachtet wird. Außerdem ist, wie vorstehend mit Bezugnahme auf 15 beschrieben, eine Ausrichtung einer unebenen Struktur der Reflexionsunterdrückungsteile 33-1 bis 33-9 in Bezug auf eine Ausrichtung einer unebenen Struktur der Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34F-1 bis 34F-8 relativ um 45° versetzt.
  • <Erstes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform>
  • 19 ist ein Diagramm, das ein erstes Konfigurationsbeispiel gemäß einer zweiten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 19 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11G in Schnittansicht dar und B aus 19 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11G eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 19 dargestellte Konfiguration des Pixels 11G die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 19 dargestellt, wurde in dem Pixel 11G, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21G gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21G gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11G, ähnlich wie in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 des Pixels 11 aus 1, ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34G, der eine unebene Struktur umfasst, die eine Mehrzahl von flachen Gräben umfasst, auf einer Schaltungsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Andererseits unterscheidet sich das Pixel 11G in einer Konfiguration von dem Pixel 11 aus 1 dadurch, dass auf einer Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 in dem Sensorsubstrat 21G eine flache Oberfläche 35 gebildet wurde.
  • Anders ausgedrückt hat das Pixel 11G eine Struktur, bei der die flache Oberfläche 35 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34G auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34G umfasst eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von flachen Gräben umfasst.
  • Dann kann in dem Pixel 11G, wie in B aus 19 dargestellt, der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34G die Durchlässigkeit von einfallendem Licht, das sich ohne Beugung an der flachen Oberfläche 35 geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken. Hier tritt, in dem Pixel 11G, an der flachen Oberfläche 35 keine Beugung auf und kann dies zum Beispiel verhindern, dass eine Farbmischung zwischen benachbarten Pixeln 11G auftritt.
  • Es ist anzumerken, dass in dem Pixel 11G auf der flachen Oberfläche 35 ein Antireflexionsfilm (nicht dargestellt) gebildet ist, der die Reflexion von Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich selektiv verhindert. Zum Beispiel wird ein Antireflexionsfilm verwendet, der selektiv die Reflexion einer Nahinfrarotwellenlänge im Bereich von 700 nm bis 1100 nm verhindert. Ferner kann zum Beispiel ein Antireflexionsfilm vom 1/4-Wellenlängentyp verwendet werden, der eine Dicke von A/4N (hier ist A eine Wellenlänge und N der Brechungsindex eines Mediums) in Bezug auf eine Mittenwellenlänge eines Wellenlängenbandes elektromagnetischer Wellen hat, für das die Reflexion unterdrückt werden soll. Dieser Antireflexionsfilm vom 1/4-Wellenlängentyp hat einen Brechungsindex, der größer als der Brechungsindex von Si02 ist, und hat einen Brechungsindex, der kleiner als der Brechungsindex von Silizium ist.
  • 20 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11G-1 bis 11G-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101G dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11G in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 20 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101G die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 20 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101G Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34G-1 bis 34G-3 auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11G-1 bis 11G-3 vorgesehen und die flachen Oberflächen 35-1 bis 35-3 auf Lichtempfangsoberflächen vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101G, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11G-1 bis 11G-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit höherer Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • Es ist anzumerken, dass eine plane Anordnung der Pixel 11G in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101G der vorstehend beschriebenen und in 4 dargestellten planen Anordnung der Pixel 11 in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101 ähnlich ist und die Darstellung und Beschreibung davon weggelassen wird.
  • <Zweites Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform>
  • 21 ist ein Diagramm, das ein zweites Konfigurationsbeispiel gemäß der zweiten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 21 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11H in Schnittansicht dar und B aus 21 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11H eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 21 dargestellte Konfiguration des Pixels 11H die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 21 dargestellt, wurde in dem Pixel 11H, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21H gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21H gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11H, ähnlich wie in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34C des Pixels 11C aus 6, ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34H, der eine unebene Struktur umfasst, die eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst, auf einer Schaltungsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Andererseits unterscheidet sich das Pixel 11H in einer Konfiguration von dem Pixel 11 aus 1 dadurch, dass auf einer Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 in dem Sensorsubstrat 21H eine flache Oberfläche 35 gebildet wurde.
  • Anders ausgedrückt hat das Pixel 11H eine Struktur, bei der die flache Oberfläche 35 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34H auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34H umfasst eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst.
  • Dann kann in dem Pixel 11H, wie in B aus 21 dargestellt, der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34H die Durchlässigkeit von einfallendem Licht, das sich ohne Beugung an der flachen Oberfläche 35 geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken. Hier tritt, in dem Pixel 11H, an der flachen Oberfläche 35 keine Beugung auf und kann dies zum Beispiel verhindern, dass eine Farbmischung zwischen benachbarten Pixeln 11H auftritt.
  • Es ist anzumerken, dass in dem Pixel 11H, ähnlich wie bei der Beschreibung des Pixels 11G in 19, auf der flachen Oberfläche 35 ein Antireflexionsfilm (nicht dargestellt) gebildet ist, der die Reflexion von Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich selektiv verhindert.
  • 22 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11H-1 bis 11H-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101H dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11H in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 22 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101H die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 22 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101H die Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34H-1 bis 34H-3 auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11H-1 bis 11H-3 vorgesehen und die flachen Oberflächen 35-1 bis 35-3 auf Lichtempfangsoberflächen vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101H, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11H-1 bis 11H-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit höherer Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • Es ist anzumerken, dass eine plane Anordnung der Pixel 11H in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101H der vorstehend beschriebenen und in 8 dargestellten planen Anordnung der Pixel 11C in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101C ähnlich ist, so dass die Darstellung und Beschreibung davon weggelassen wird.
  • <Drittes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform>
  • 23 ist ein Diagramm, das ein drittes Konfigurationsbeispiel gemäß der zweiten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 23 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11J in Schnittansicht dar und B aus 23 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11J eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 23 dargestellte Konfiguration des Pixels 11J die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 23 dargestellt, wurde in dem Pixel 11J, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21J gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21J gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11J, ähnlich wie in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34D des Pixels 11D aus 9, ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34J, der eine unebene Struktur umfasst, die eine Mehrzahl von flachen Gräben und eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst, auf einer Schaltungsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Andererseits unterscheidet sich das Pixel 11J in einer Konfiguration von dem Pixel 11 aus 1 dadurch, dass auf einer Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 in dem Sensorsubstrat 21J eine flache Oberfläche 35 gebildet wurde.
  • Anders ausgedrückt hat das Pixel 11J eine Struktur, bei der die flache Oberfläche 35 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34J auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34J umfasst eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von flachen Gräben und eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst.
  • Dann kann in dem Pixel 11J, wie in B aus 23 dargestellt, der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34J die Durchlässigkeit von einfallendem Licht, das sich ohne Beugung an der flachen Oberfläche 35 geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken. Hier tritt, in dem Pixel 11J, an der flachen Oberfläche 35 keine Beugung auf und kann dies zum Beispiel verhindern, dass eine Farbmischung zwischen benachbarten Pixeln 11J auftritt.
  • Es ist anzumerken, dass in dem Pixel 11J, ähnlich wie bei der Beschreibung des Pixels 11G in 19, auf der flachen Oberfläche 35 ein Antireflexionsfilm (nicht dargestellt) gebildet ist, der die Reflexion von Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich selektiv verhindert.
  • 24 stellt Konfigurationen in Schnittansicht von drei Pixeln 11J-1 bis 11J-3 in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101J dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11J in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 24 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101J die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 24 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101J die Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34J-1 bis 34J-3 auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11J-1 bis 11J-3 und die flachen Oberflächen 35-1 bis 35-3 auf Lichtempfangsoberflächen vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101J, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11J-1 bis 11J-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit höherer Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • Es ist anzumerken, dass eine plane Anordnung der Pixel 11J in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101J der vorstehend beschriebenen und in 11 dargestellten planen Anordnung der Pixel 11D in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101D ähnlich ist und die Darstellung und Beschreibung davon weggelassen wird.
  • <Viertes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform>
  • 25 ist ein Diagramm, das ein viertes Konfigurationsbeispiel gemäß der zweiten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 25 stellt ein Beispiel für eine Querschnittkonfiguration eines Pixels 11K dar und B aus 25 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11K eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 25 dargestellte Konfiguration des Pixels 11K die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 25 dargestellt, wurde in dem Pixel 11K, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21K gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21K gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11K, ähnlich wie in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34E des Pixels 11E aus 12, ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34K, der eine unebene Struktur umfasst, die eine Mehrzahl von flachen Gräben und eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst, auf einer Schaltungsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Andererseits unterscheidet sich das Pixel 11K in einer Konfiguration von dem Pixel 11 aus 1 dadurch, dass auf einer Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 in dem Sensorsubstrat 21K eine flache Oberfläche 35 gebildet wurde. Außerdem hat eine DTI 32K in dem Pixel 11K, ähnlich wie die DTI 32E des Pixels 11E aus 12, eine durchgehende Struktur, die bewirkt, dass die Halbleiterschichten 31 benachbarter Pixel 11K vollständig voneinander isoliert sind.
  • Anders ausgedrückt hat das Pixel 11K eine Struktur, bei der die flache Oberfläche 35 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34K auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34K umfasst eine unebene Struktur, die eine Mehrzahl von flachen Gräben und eine Mehrzahl von Blindelektroden umfasst. Außerdem hat die DTI 32K in dem Pixel 11K eine durchgehende Struktur.
  • Dann kann in dem Pixel 11K, wie in B aus 25 dargestellt, der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34K die Durchlässigkeit von einfallendem Licht, das sich ohne Beugung an der flachen Oberfläche 35 geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken. Hier tritt, in dem Pixel 11K, an der flachen Oberfläche 35 keine Beugung auf und kann dies zum Beispiel verhindern, dass eine Farbmischung zwischen benachbarten Pixeln 11K auftritt.
  • Es ist anzumerken, dass in dem Pixel 11K, ähnlich wie bei der Beschreibung des Pixels 11G in 19, auf der flachen Oberfläche 35 ein Antireflexionsfilm (nicht dargestellt) gebildet ist, der die Reflexion von Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich selektiv verhindert.
  • 26 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11K-1 bis 11K-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101K dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11K in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 26 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101K die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 26 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101K die Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34K-1 bis 34K-3 auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11K-1 bis 11K-3 vorgesehen und die flachen Oberflächen 35-1 bis 35-3 auf Lichtempfangsoberflächen vorgesehen. Dann isolieren die DTI 32K mit einer durchgehenden Struktur die Pixel 11K-1 bis 11K-3 vollständig voneinander.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101K, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11K-1 bis 11K-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen eine optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit einer höheren Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • Es ist anzumerken, dass eine plane Anordnung der Pixel 11K in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101K der vorstehend beschriebenen und in 11 dargestellten planen Anordnung der Pixel 11D in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101D ähnlich ist und die Darstellung und Beschreibung davon weggelassen wird.
  • <Fünftes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform>
  • 27 ist ein Diagramm, das ein fünftes Konfigurationsbeispiel gemäß der zweiten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 27 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11L in Schnittansicht dar und B aus 27 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11L eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 27 dargestellte Konfiguration des Pixels 11L die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 27 dargestellt, wurde in dem Pixel 11L, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21L gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21L gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11L, ähnlich wie in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F des Pixels 11F aus 14, ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34L, der eine unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen in vorbestimmten Intervallen gebildet wurde, auf einer Schaltungsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Hier ist, in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34L, die unebene Struktur zum Beispiel so gebildet, dass ein Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers 110 ist. Es ist anzumerken, dass zum Beispiel eine unebene Struktur, die durch Verwendung eines Ebenenindex von 110 gebildet ist, flacher ist als eine unebene Struktur, die durch Verwendung eines Ebenenindex von 111 gebildet ist, und in Bezug auf die unebene Struktur, die durch Verwendung eines Ebenenindex von 111 gebildet ist, relativ um 45° versetzt ist (siehe 15).
  • Andererseits unterscheidet sich das Pixel 11L in einer Konfiguration von dem Pixel 11 aus 1 dadurch, dass auf einer Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 in dem Sensorsubstrat 21L eine flache Oberfläche 35 gebildet wurde.
  • Anders ausgedrückt hat das Pixel 11L eine Struktur, bei der die flache Oberfläche 35 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34L auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34L umfasst eine unebene Struktur, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen in vorbestimmten Intervallen so gebildet ist, dass ein Ebenenindex 110 ist.
  • Dann kann in dem Pixel 11L, wie in B aus 27 dargestellt, der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34L die Durchlässigkeit von einfallendem Licht, das sich ohne Beugung an der flachen Oberfläche 35 geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken. Hier tritt, in dem Pixel 11L, an der flachen Oberfläche 35 keine Beugung auf und kann dies zum Beispiel verhindern, dass eine Farbmischung zwischen benachbarten Pixeln 11L auftritt.
  • Es ist anzumerken, dass in dem Pixel 11L, ähnlich wie bei der Beschreibung des Pixels 11G in 19, auf der flachen Oberfläche 35 ein Antireflexionsfilm (nicht dargestellt) gebildet ist, der die Reflexion von Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich selektiv verhindert.
  • 28 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11L-1 bis 11L-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101L dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11L in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 28 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101L die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 28 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101L die Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34L-1 bis 34L-3 auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11L-1 bis 11L-3 vorgesehen und die flachen Oberflächen 35-1 bis 35-3 auf Lichtempfangsoberflächen vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101L, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11L-1 bis 11L-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit höherer Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • Es ist anzumerken, dass eine plane Anordnung der Pixel 11L in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101L einer planen Anordnung ähnlich ist, die durch Entfernen der Reflexionsunterdrückungsteile 33-1 bis 33-9 aus der vorstehend beschriebenen und in 18 dargestellten planen Anordnung der Pixel 11F in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101F erlangt wird, und die Darstellung und Beschreibung davon weggelassen wird.
  • <Sechstes Konfigurationsbeispiel eines Pixels gemäß der zweiten Ausführungsform>
  • 29 ist ein Diagramm, das ein sechstes Konfigurationsbeispiel gemäß der zweiten Ausführungsform eines Pixels darstellt, das in einem Sensorelement vorgesehen ist, auf das die vorliegende Technologie angewandt wurde. A aus 29 stellt ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 11M in Schnittansicht dar und B aus 29 stellt schematisch einen Zustand dar, in dem einfallendes Licht, das in das Pixel 11M eingetreten ist, gebeugt oder reflektiert wird. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 29 dargestellte Konfiguration des Pixels 11M die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Pixels 11 aus 1 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 29 dargestellt, wurde in dem Pixel 11M, ähnlich wie bei dem Pixel 11 aus 1, eine in den Chip integrierte Linsenschicht 22 auf eine Lichtempfangsoberflächenseite eines Sensorsubstrats 21M gestapelt und eine Verdrahtungsschicht 23 auf eine Schaltungsoberflächenseite des Sensorsubstrats 21M gestapelt. Ferner wurde in dem Pixel 11M, ähnlich wie in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34F des Pixels 11F aus 14, ein Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34M, der eine unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, auf einer Schaltungsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 gebildet.
  • Hier ist, in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34M, die unebene Struktur zum Beispiel so gebildet, dass ein Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers 111 ist. Es ist anzumerken, dass zum Beispiel eine unebene Struktur, die durch Verwendung eines Ebenenindex von 111 gebildet ist, tiefer ist als eine unebene Struktur, die durch Verwendung eines Ebenenindex von 110 gebildet ist, und in Bezug auf die unebene Struktur, die durch Verwendung eines Ebenenindex von 110 gebildet ist, relativ um 45° versetzt ist (siehe 15).
  • Andererseits unterscheidet sich das Pixel 11M in einer Konfiguration von dem Pixel 11 aus 1 dadurch, dass auf einer Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 in dem Sensorsubstrat 21M eine flache Oberfläche 35 gebildet wurde.
  • Anders ausgedrückt hat das Pixel 11M eine Struktur, bei der die flache Oberfläche 35 auf der Lichtempfangsoberfläche der Halbleiterschicht 31 und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34M auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist. Der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34M umfasst eine unebene Struktur, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen in vorbestimmten Intervallen so gebildet ist, dass ein Ebenenindex 111 ist.
  • Dann kann in dem Pixel 11M, wie in B aus 29 dargestellt, der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34M die Durchlässigkeit von einfallendem Licht, das sich ohne Beugung an der flachen Oberfläche 35 geradlinig durch die Halbleiterschicht 31 fortbewegt hat, durch die Halbleiterschicht 31 nach außen unterdrücken. Hier tritt, in dem Pixel 11M, an der flachen Oberfläche 35 keine Beugung auf und kann dies zum Beispiel verhindern, dass eine Farbmischung zwischen benachbarten Pixeln 11M auftritt.
  • Es ist anzumerken, dass in dem Pixel 11M, ähnlich wie bei der Beschreibung des Pixels 11G in 19, auf der flachen Oberfläche 35 ein Antireflexionsfilm (nicht dargestellt) gebildet ist, der die Reflexion von Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich selektiv verhindert.
  • 30 stellt Konfigurationen von drei Pixeln 11M-1 bis 11M-3 in Schnittansicht in einem Festkörperbildaufnahmeelement 101M dar, in dem eine Mehrzahl von Pixeln 11M in einer Matrixform angeordnet wurde, ähnlich wie in 3. Es ist anzumerken, dass in Bezug auf die in 30 dargestellte Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101M die gleichen Bezugszeichen in einer Konfiguration verwendet werden, die der Konfiguration des Festkörperbildaufnahmeelements 101 aus 3 gemeinsam ist, und dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
  • Wie in 30 dargestellt, sind in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101M die Durchlässigkeitsunterdrückungsteile 34M-1 bis 34M-3 auf Schaltungsoberflächen von entsprechenden Halbleiterschichten 31-1 bis 31-3 in den Pixeln 11M-1 bis 11M-3 vorgesehen und die flachen Oberflächen 35-1 bis 35-3 auf Lichtempfangsoberflächen vorgesehen.
  • In dem Festkörperbildaufnahmeelement 101M, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die Pixel 11M-1 bis 11M-3 auf Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbereichen optisch-elektrische Umwandlung effizient durchführen und kann ein Bild mit höherer Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • Es ist anzumerken, dass eine plane Anordnung der Pixel 11M in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101M einer planen Anordnung ähnlich ist, die durch Entfernen der Reflexionsunterdrückungsteile 33-1 bis 33-9 aus der vorstehend beschriebenen und in 18 dargestellten planen Anordnung der Pixel 11F in dem Festkörperbildaufnahmeelement 101F erlangt wird, und die Darstellung und Beschreibung davon weggelassen wird.
  • <Sensorpotential und vertikaler Transistor>
  • Ein Sensorpotential und ein vertikaler Transistor sind mit Bezugnahme auf 31 beschrieben.
  • A aus 31 stellt ein Beispiel für Potentiale in einer Konfiguration, bei der die flache Oberfläche 35 auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 gebildet wurde, und in einer Konfiguration, bei der der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 gebildet wurde, dar. Wie dargestellt, befindet sich in einer Konfiguration, bei der der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 vorgesehen ist, ein Bereich eines Tiefenpotentials auf einer Innenseite der Halbleiterschicht 31 (in einer von der Schaltungsoberfläche entfernten Position) im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31 die flache Oberfläche 35 ist.
  • Dementsprechend ist es, wie in B aus 31 in einem Pixel 11 dargestellt, vorzuziehen, dass ein Transfertransistor 71 mit einer vertikalen Struktur, in den ein Teil einer Elektrode bis zu einer vorbestimmten Tiefe von einer Schaltungsoberfläche einer Halbleiterschicht 31 eingebettet ist, verwendet wird, um eine elektrische Ladung von einem optisch-elektrischen Wandler 36 an eine FD-Einheit 75 zu übertragen. Wie vorstehend beschrieben, kann durch Verwendung des Transfertransistors 71 mit einer vertikalen Struktur eine elektrische Ladung von dem optisch-elektrischen Wandler 36 auch in einer Konfiguration zufriedenstellend an die FD-Einheit 75 übertragen werden, bei der ein Potential in einer von der Schaltungsoberfläche entfernten Position tief wird, durch Bereitstellung des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34, wie in dem Pixel 11.
  • Ferner kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der hochkonzentrierte Störstellen vom P-Typ in eine Region um den Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34, die eine Region umfasst, wo der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 vorgesehen ist, auf der Schaltungsoberfläche der Halbleiterschicht 31, auf der der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 vorgesehen ist, implantiert werden oder die Region um den Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34, die die Region umfasst, in der der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 vorgesehen ist, durch einen Film mit einer negativen fixierten Ladung elektrisch gepinnt ist. Dadurch wird ermöglicht, dass ein Gradient eines Potentials steiler werden kann.
  • <Abstandsgröße der Beugungsstruktur>
  • Die Abstandsgröße einer Beugungsstruktur wird mit Bezugnahme auf 32 beschrieben.
  • In 32 gibt eine vertikale Achse eine Empfindlichkeit eines Pixels 11 an und wird die Empfindlichkeit des Pixels 11 als ein Empfindlichkeitsverhältnis zu dem Pixel 11A mit einer herkömmlichen Struktur angegeben, wie in A aus 2 dargestellt. Ferner gibt eine horizontale Achse eine Abstandsgröße einer Beugungsstruktur an, die in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 gebildet ist (d.h. eine unebene Struktur des Durchlässigkeitsunterdrückungsteils 34 gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und in jedem der vorstehend beschriebenen Konfigurationsbeispiele). Dann stellt 32 ein Ergebnis der Simulation einer Empfindlichkeit in Bezug auf die Größe eines Abstands der unebenen Struktur für jede Wellenlänge (750 nm, 850 nm oder 950 nm) von einfallendem Licht dar, das in das Pixel 11 eintritt.
  • Es ist zum Beispiel angegeben, dass mit zunehmender Größe des Abstands der in dem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil 34 gebildeten Beugungsstruktur die Empfindlichkeit des Pixels 11 zunimmt und das Licht effektiver eingefangen wird. Dann ändert sich eine Abstandsgröße, die eine maximale Empfindlichkeit bewirkt gemäß der Wellenlänge des einfallenden Lichts und ist es vorzuziehen, dass die Abstandsgröße der Beugungsstruktur gemäß einer Wellenlänge geeignet ausgewählt wird, die als ein Ziel für optisch-elektrische Umwandlung in dem Pixel 11 dient.
  • Es ist anzumerken, dass es bekannt ist, dass die Effizienz der Beugung unter Verwendung einer Lichtbeugungsstruktur eine Beziehung zu einer physikalischen Größe der Struktur und einer Wellenlänge hat und dass insbesondere in einer Struktur in einem Si02-Medium eine kleine Wirkung auftritt, wenn eine Abstandsgröße kleiner oder gleich etwa 200 nm ist, und dass ein Grad an Verbesserungen ebenfalls abnimmt, wenn die Abstandsgröße größer als 1000 nm ist.
  • <Anwendung auf elektronische Vorrichtung>
  • Das vorstehend beschriebene Festkörperbildaufnahmeelement 101 kann zum Beispiel auf eine elektronische Vorrichtung wie ein sogenanntes Smartphone oder ein Tablet angewandt werden.
  • 33 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das äußere Erscheinungsbild einer elektronischen Vorrichtung 120 darstellt, an der das Festkörperbildaufnahmeelement 101 montiert ist. A aus 33 stellt eine Seite einer Vorderfläche der elektronischen Vorrichtung 120 dar und B aus 33 stellt eine Seite einer Rückfläche der elektronischen Vorrichtung 120 dar.
  • Wie in A aus 33 dargestellt, ist eine Anzeigevorrichtung 121, die ein Bild anzeigt, in der Mitte der Vorderfläche der elektronischen Vorrichtung 120 angeordnet. Dann sind Frontkameras 122-1 und 122-2, die das Festkörperbildaufnahmeelement 101 verwenden, eine IR-Lichtquelle 123, die Infrarotlicht emittiert, und eine Quelle 124 für sichtbares Licht, die sichtbares Licht emittiert, entlang einer Oberseite der Vorderfläche der elektronischen Vorrichtung 120 angeordnet.
  • Ferner sind, wie in B aus 33 dargestellt, Rückkameras 125-1 und 125-2, die das Festkörperbildaufnahmeelement 101 verwenden, eine IR-Lichtquelle 126, die Infrarotlicht emittiert, und eine Quelle 127 für sichtbares Licht, die sichtbares Licht emittiert, entlang einer Oberseite der Rückseite der elektronischen Vorrichtung 120 angeordnet.
  • Durch Anwendung des vorstehend beschriebenen Festkörperbildaufnahmeelements 101 auf die wie vorstehend beschrieben konfigurierte elektronische Vorrichtung 120 kann zum Beispiel ein Bild mit einer höheren Empfindlichkeit aufgenommen werden. Es ist anzumerken, dass das Festkörperbildaufnahmeelement 101 auf eine andere elektronische Vorrichtung angewandt werden kann, wie zum Beispiel einen Infrarotsensor, einen Entfernungsmessungssensor, der eine aktive Infrarotlichtquelle verwendet, eine Sicherheitskamera oder eine persönliche Kamera zur biometrischen Authentifizierung. Dies ermöglicht Verbesserungen der Empfindlichkeit, Leistung oder dergleichen dieser elektronischen Vorrichtungen. Ferner kann eine Verringerung des Energieverbrauchs eines Systems durch eine Verringerung der Energie einer Lichtquelle erreicht werden.
  • <Schaltungskonfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmeelements>
  • Ein Beispiel für eine Schaltungskonfiguration eines Festkörperbildaufnahmeelements ist mit Bezugnahme auf 34 beschrieben.
  • Wie in 34 dargestellt, umfasst das Festkörperbildaufnahmeelement 101 eine Pixelregion 151, eine vertikale Ansteuerschaltung 152, eine Spaltensignalverarbeitungsschaltung 153, eine horizontale Ansteuerschaltung 154, eine Ausgangsschaltung 155 und eine Steuerschaltung 156.
  • Die Pixelregion 151 ist eine Lichtempfangsoberfläche, die Licht empfängt, das von einem nicht dargestellten optischen System kondensiert wurde. In der Pixelregion 151 ist eine Mehrzahl von Pixeln 11 in einer Matrixform angeordnet. Jede der Zeilen der entsprechenden Pixel 11 ist über eine horizontale Signalleitung 161 mit der vertikalen Ansteuerschaltung 152 verbunden und jede der Spalten der entsprechenden Pixel 11 ist über eine vertikale Signalleitung 162 mit der Spaltensignalverarbeitungsschaltung 153 verbunden. Jedes der Mehrzahl von Pixeln 11 gibt ein Pixelsignal mit einem Pegel aus, der einer empfangenen Lichtmenge entspricht, und aus den Pixelsignalen wird ein Bild eines in der Pixelregion 151 zu bildenden Subjekts konstruiert.
  • Die vertikale Ansteuerschaltung 152 liefert sequentiell ein Ansteuersignal zum Ansteuern (Übertragen, Auswählen, Rücksetzen oder dergleichen) jedes der Mehrzahl von Pixeln 11 über die horizontale Signalleitung 161 an jede der Zeilen der Pixel 11, die in der Pixelregion 151 angeordnet sind. Die Spaltensignalverarbeitungsschaltung 153 führt korrelierte Doppelabtastungs(CDS)-Verarbeitung auf Pixelsignalen durch, die von der Mehrzahl von Pixeln 11 über die vertikale Signalleitung 162 ausgegeben wurden, um eine AD-Umwandlung der Pixelsignale durchzuführen und Rücksetzrauschen zu entfernen.
  • Die horizontale Ansteuerschaltung 154 führt der Spaltensignalverarbeitungsschaltung 153 sequentiell ein Ansteuersignal zu, um zu bewirken, dass ein Pixelsignal von der Spaltensignalverarbeitungsschaltung 153 an eine Datenausgabesignalleitung 163 für jede der Spalten der Mehrzahl von Pixeln 11 ausgegeben wird, die in der Pixelregion 151 angeordnet sind. Die Ausgangsschaltung 155 verstärkt Pixelsignale, die von der Spaltensignalverarbeitungsschaltung 153 über die Datenausgabesignalleitung 163 zu einer Zeit gemäß dem Ansteuersignal der horizontalen Ansteuerschaltung 154 zugeführt wurden, und gibt die Pixelsignale an eine Signalverarbeitungsschaltung der hinteren Stufe aus. Die Steuerschaltung 156 steuert die Ansteuerung jedes Blocks des Festkörperbildaufnahmeelements 101 zum Beispiel durch Erzeugen und Zuführen eines Taktsignals gemäß einem Ansteuerzyklus jedes der Blöcke.
  • Das Festkörperbildaufnahmeelement 101 ist wie vorstehend beschrieben konfiguriert, das Pixel 11 gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und in jedem der vorstehend beschriebenen Konfigurationsbeispiele kann auf das Festkörperbildaufnahmeelement 101 angewandt werden und es kann zum Beispiel ein Bild mit einer höheren Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • <Konfigurationsbeispiel einer elektronischen Vorrichtung>
  • Ein Festkörperbildaufnahmeelement 101 kann, wie vorstehend beschrieben, auf verschiedene elektronische Vorrichtungen angewandt werden, zum Beispiel in einem Bildaufnahmesystem wie einer digitalen Fotokamera oder einer digitalen Videokamera, einem Mobiltelefon mit einer Bildaufnahmefunktion oder einer anderen Vorrichtung mit der Bildaufnahmefunktion.
  • 35 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Bildaufnahmegeräts darstellt, das an einer elektronischen Vorrichtung montiert ist.
  • Wie in 35 dargestellt, umfasst ein Bildaufnahmegerät 201 ein optisches System 202, ein Bildaufnahmeelement 203, eine Signalverarbeitungsschaltung 204, einen Bildschirm 205 und einen Speicher 206 und kann ein Standbild und ein bewegtes Bild aufnehmen.
  • Das optische System 202 umfasst eine Linse oder eine Mehrzahl von Linsen, führt Bildaufnahmelicht (einfallendes Licht) von einem Subjekt zu dem Bildaufnahmeelement 203 und bewirkt die Bildung eines Bildes auf einer Lichtempfangsoberfläche (einer Sensoreinheit) des Bildaufnahmeelements 203.
  • Als das Bildaufnahmeelement 203 wird das vorstehend beschriebene Festkörperbildaufnahmeelement 101 angewandt. In dem Bildaufnahmeelement 203 werden während einer vorbestimmten Zeitdauer Elektronen angesammelt, die dem Bild entsprechen, das über das optische System 202 auf der Lichtempfangsoberfläche gebildet wird. Dann wird ein Signal, das den in dem Bildaufnahmeelement 203 angesammelten Elektronen entspricht, der Signalverarbeitungsschaltung 204 zugeführt.
  • Die Signalverarbeitungsschaltung 204 führt verschiedene Typen von Signalverarbeitung auf einem Pixelsignal durch, das von dem Bildaufnahmeelement 203 ausgegeben wurde. Ein Bild (Bilddaten), das von der Signalverarbeitungsschaltung 204, die Signalverarbeitung durchführt, erlangt wurde, wird dem Bildschirm 205 zugeführt und auf dem Bildschirm 205 angezeigt oder wird dem Speicher 206 zugeführt und in dem Speicher 206 gespeichert (aufgezeichnet).
  • Durch Anwendung des vorstehend beschriebenen Festkörperbildaufnahmeelements 101 auf das wie vorstehend beschrieben konfigurierte Bildaufnahmegerät 201 kann zum Beispiel ein Bild mit einer höheren Empfindlichkeit aufgenommen werden.
  • <Anwendungsbeispiele des Bildsensors>
  • 36 ist ein Diagramm, das Anwendungsbeispiele darstellt, in denen der vorstehend beschriebene Bildsensor (das Bildaufnahmeelement) verwendet wird.
  • Der vorstehend beschriebene Bildsensor kann zum Beispiel in verschiedenen Fällen verwendet werden, in denen Licht wie sichtbares Licht, Infrarotlicht, ultraviolettes Licht oder Röntgenstrahlen erfasst wird, wie nachstehend beschrieben.
    • - Vorrichtungen, die zur Würdigung vorgesehen sind, die Bilder aufnehmen, wie zum Beispiel Digitalkameras oder tragbare Vorrichtungen mit Kamerafunktion
    • - Vorrichtungen, die für Verkehr vorgesehen sind, wie zum Beispiel fahrzeuginterne Sensoren, die eine Vorderseite, eine Rückseite, die Peripherie, ein Inneres oder dergleichen eines Automobils zum Zweck des sicheren Fahrens abbilden, wie zum Beispiel automatisches Anhalten, Erkennen des Zustands eines Fahrers oder dergleichen, Überwachungskameras, die fahrende Fahrzeuge oder Straßen überwachen, oder Abstandsmessungssensoren, die einen Abstand zwischen Fahrzeugen messen oder dergleichen
    • - Vorrichtungen, die als Unterhaltungselektronik vorgesehen sind, wie Fernseher, Kühlschränke oder Klimaanlagen, mit dem Zweck, die Geste eines Benutzers abzubilden und eine Vorrichtung gemäß der Geste zu betätigen
    • - Vorrichtungen, die für medizinische Behandlung oder Gesundheitsfürsorge vorgesehen sind, wie Endoskope oder Vorrichtungen, die Angiographie durchführen durch Empfang von Infrarotlicht
    • - Vorrichtungen, die für Sicherheit vorgesehen sind, wie Überwachungskameras zur Verbrechensvorbeugung oder Kameras zur persönlichen Authentifizierung
    • - Vorrichtungen, die für Schönheit vorgesehen sind, wie Hautmessvorrichtungen, die Haut abbilden, oder Mikroskope, die eine Kopfhaut abbilden
    • - Vorrichtungen, die für Sport vorgesehen sind, wie zum Beispiel Action-Kameras oder tragbare Kameras für den Sport oder dergleichen
    • - Vorrichtungen, die für die Landwirtschaft vorgesehen sind, wie zum Beispiel Kameras, die den Zustand von Feldern oder Pflanzen überwachen.
  • <Beispiel für die Nutzung im bewegten Körper>
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) kann in einer Vielzahl von Produkten genutzt werden. Zum Beispiel kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als ein Gerät implementiert werden, das in jeglichem Typ von beweglichem Körper eines Automobils, eines Elektroautos, eines Hybrid-Elektroautos, eines Motorrads, eines Fahrrads, einer persönlichen Mobilität, eines Flugzeugs, einer Drohne, eines Schiffs, eines Roboters oder dergleichen montiert ist.
  • 37 ist ein Blockdiagramm, das ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Fahrzeugsteuersystems darstellt, das ein Beispiel für ein Steuersystem für einen beweglichen Körper ist, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • Ein Fahrzeugsteuersystem 12000 umfasst eine Mehrzahl von elektronischen Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetzwerk 12001 verbunden sind. In dem in 37 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuersystem 12000 eine Antriebssystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs, eine Detektionseinheit 12040 für Informationen innerhalb des Fahrzeugs und eine integrierte Steuereinheit 12050. Ferner sind als eine funktionale Konfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 ein Mikrocomputer 12051, eine Ton- oder Bildausgabeeinheit 12052 und eine fahrzeuginterne Netzwerkschnittstelle (I/F) 12053 dargestellt.
  • Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 steuert den Betrieb einer Vorrichtung, die sich auf ein Antriebssystem eines Fahrzeugs bezieht, gemäß verschiedenen Programmen. Zum Beispiel fungiert die Antriebssystemsteuereinheit 12010 als eine Steuervorrichtung einer Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, die eine Antriebskraft eines Fahrzeugs erzeugt, wie ein Verbrennungsmotor oder ein Antriebsmotor, ein Antriebskraftübertragungsmechanismus, der die Antriebskraft auf Räder überträgt, ein Lenkmechanismus, der einen Lenkwinkel des Fahrzeugs einstellt, eine Bremsvorrichtung, die eine Bremskraft des Fahrzeugs erzeugt und dergleichen.
  • Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 steuert den Betrieb verschiedener Vorrichtungen, die in einer Fahrzeugkarosserie vorhanden sind, gemäß verschiedenen Programmen. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 fungiert zum Beispiel als eine Steuervorrichtung eines Systems mit schlüssellosem Zugang, eines Systems mit intelligentem Schlüssel, einer elektrischen Fensterhebervorrichtung oder verschiedener Leuchten wie eines Scheinwerfers, einer Rückleuchte, eines Bremslichts, eines Blinkers oder eines Nebelscheinwerfers. In diesem Fall können Funkwellen, die von einem tragbaren Gerät gesendet werden, das einen Schlüssel ersetzt, oder Signale verschiedener Schalter in die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 empfängt einen Eingang dieser Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die elektrische Fensterhebervorrichtung, eine Leuchte oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs detektiert Informationen, die sich auf außerhalb eines Fahrzeugs beziehen, in dem das Fahrzeugsteuersystem 12000 montiert ist. Zum Beispiel ist die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs mit einer Bildaufnahmeeinheit 12031 verbunden. Die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs bewirkt, dass die Bildaufnahmeeinheit 12031 ein Bild von außerhalb des Fahrzeugs aufnimmt, und empfängt das aufgenommene Bild. Die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs kann auf Grundlage des empfangenen Bildes eine Objektdetektionsverarbeitung oder Abstandsdetektionsverarbeitung an einer Person, einem Auto, einem Hindernis, einem Verkehrszeichen, Zeichen auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen durchführen.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und ein elektrisches Signal ausgibt, das einer Menge des empfangenen Lichts entspricht. Die Bildaufnahmeeinheit 12031 kann das elektrische Signal als ein Bild ausgeben oder als Entfernungsmessungsinformation ausgeben. Ferner kann das von der Bildaufnahmeeinheit 12031 empfangene Licht sichtbares Licht oder unsichtbares Licht wie Infrarotstrahlen sein.
  • Die Detektionseinheit 12040 für Informationen innerhalb des Fahrzeugs detektiert Informationen, die sich auf das Innere des Fahrzeugs beziehen. Die Detektionseinheit 12040 für Informationen innerhalb des Fahrzeugs ist zum Beispiel mit einem Fahrerzustandsdetektor 12041 verbunden, der den Zustand eines Fahrers detektiert. Der Fahrerzustandsdetektor 12041 umfasst zum Beispiel eine Kamera, die einen Fahrer abbildet, und die Detektionseinheit 12040 für Informationen innerhalb des Fahrzeugs kann auf Grundlage der von dem Fahrerzustandsdetektor 12041 eingegebenen Detektionsinformationen einen Ermüdungsgrad oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder bestimmen, ob der Fahrer döst oder nicht.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuersollwert der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, des Lenkmechanismus oder der Bremsvorrichtung auf Grundlage von Informationen außerhalb des Fahrzeugs oder Informationen innerhalb des Fahrzeugs berechnen, die von der Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs oder der Detektionseinheit 12040 für Informationen innerhalb des Fahrzeugs erlangt werden, und kann einen Steuerbefehl an die Antriebssystemsteuereinheit 12010 ausgeben. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 kooperative Steuerung durchführen, die darauf abzielt, eine Funktion eines fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu implementieren, umfassend Fahrzeugkollisionsvermeidung oder -aufprallminderung, Nachfolgefahren auf Grundlage eines Abstands zwischen Fahrzeugen, Geschwindigkeitsregelung, Fahrzeugkollisionswarnung, Spurverlassungswarnung oder dergleichen.
  • Ferner kann der Mikrocomputer 12051 kooperative Steuerung mit dem Ziel des automatischen Fahrens oder dergleichen zum autonomen Fahren unabhängig von der Bedienung durch den Fahrer durchführen durch Steuern der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, des Lenkmechanismus, der Bremsvorrichtung oder dergleichen auf Grundlage von Informationen, die sich auf die Fahrzeugperipherie beziehen, die von der Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs oder der Detektionseinheit 12040 für Informationen innerhalb des Fahrzeugs erlangt wurden.
  • Ferner kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerbefehl an die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 auf Grundlage der von der Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs erlangten Informationen außerhalb des Fahrzeugs ausgeben. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 kooperative Steuerung mit dem Ziel von Blendschutz durchführen, wie zum Beispiel die Steuerung eines Scheinwerfers gemäß der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs, die von der Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs erfasst wurde, um ein Fernlicht auf Abblendlicht umzuschalten.
  • Die Ton- oder Bildausgabeeinheit 12052 sendet ein Ausgangssignal von mindestens einem von Ton oder Bild an eine Ausgabevorrichtung, die visuell oder akustisch Information an einen Fahrzeuginsassen oder nach außerhalb des Fahrzeugs melden kann. In dem Beispiel gemäß 37 sind als die Ausgabevorrichtung ein Audiolautsprecher 12061, eine Anzeigeeinheit 12062 und ein Armaturenbrett 12063 dargestellt. Die Anzeigeeinheit 12062 kann zum Beispiel mindestens eine On-Board-Anzeigevorrichtung oder eine Head-up-Anzeigevorrichtung umfassen.
  • 38 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Installationsposition der Bildaufnahmeeinheit 12031 darstellt.
  • 38 stellt Bildaufnahmeeinheiten 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 als die Bildaufnahmeeinheit 12031 dar.
  • Die Bildaufnahmeeinheiten 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind zum Beispiel an Positionen einer Fahrzeugfront, eines Seitenspiegels, einer hinteren Stoßstange, einer Hecktür, eines oberen Teils einer Windschutzscheibe in einer Fahrzeugkabine und dergleichen eines Fahrzeugs 12100 vorgesehen. Die Bildaufnahmeeinheit 12101 in der Fahrzeugfront und die Bildaufnahmeeinheit 12105 in dem oberen Teil der Windschutzscheibe in der Fahrzeugkabine erlangen im Prinzip ein Bild einer Vorderseite des Fahrzeugs 12100. Die Bildaufnahmeeinheiten 12102 und 12103 in den Seitenspiegeln erlangen hauptsächlich Bilder von Seiten des Fahrzeugs 12100. Die Bildaufnahmeeinheit 12104 in der hinteren Stoßstange oder der Hecktür erlangt hauptsächlich ein Bild einer hinteren Seite des Fahrzeugs 12100. Die Bildaufnahmeeinheit 12105 in dem oberen Teil der Windschutzscheibe in der Fahrzeugkabine wird hauptsächlich verwendet, um ein vorausfahrendes Fahrzeug oder einen Fußgänger, ein Hindernis, eine Ampel, ein Verkehrsschild, eine Fahrspur oder dergleichen zu detektieren.
  • Es ist anzumerken, dass 38 Beispiele für Bildaufnahmebereiche der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 darstellt. Ein Bildaufnahmebereich 12111 gibt einen Bildaufnahmebereich der Bildaufnahmeeinheit 12101 in der Fahrzeugfront an, die Bildaufnahmebereiche 12112 und 12113 geben entsprechende Bildaufnahmebereiche der Bildaufnahmeeinheiten 12102 und 12103 in den Seitenspiegeln an und ein Bildaufnahmebereich 12114 gibt einen Bildaufnahmebereich der Bildaufnahmeeinheit 12104 in der hinteren Stoßstange oder der Hecktür an. Zum Beispiel wird ein Überkopfbild, in dem das Fahrzeug 12100 von oben betrachtet wird, durch Überlagerung von Bilddaten, die von den Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 aufgenommen wurden, erlangt.
  • Mindestens eine der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 kann eine Funktion zum Erlangen von Abstandsinformation haben. Zum Beispiel kann mindestens eine der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 eine Stereokamera mit einer Mehrzahl von Bildaufnahmeelementen oder ein Bildaufnahmeelement mit Pixeln für die Detektion einer Phasendifferenz sein.
  • Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 insbesondere ein dreidimensionales Objekt extrahieren, das sich am nächsten auf einer sich vor dem Fahrzeug 12100 erstreckenden Strecke befindet und sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel 0 km/h oder mehr) in fast der gleichen Richtung wie eine Richtung des Fahrzeugs 12100 bewegt, so dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug ist, durch Erlangen eines Abstands zu jedem dreidimensionalen Objekt in den Bildaufnahmebereichen 12111 bis 12114 und einer zeitlichen Änderung dieses Abstands (einer relativen Geschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 12100) auf Grundlage der von den Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 erlangten Abstandsinformation. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 im Voraus einen Abstand zwischen Fahrzeugen einstellen, der vor einem vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten ist, und kann automatische Bremssteuerung (umfassend eine Nachlauf-Stoppsteuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (umfassend eine Nachlauf-Anfahrsteuerung) und dergleichen durchführen. Wie vorstehend beschrieben, kann eine kooperative Steuerung durchgeführt werden, die auf automatisches Fahren oder dergleichen für autonomes Fahren unabhängig von der Bedienung eines Fahrers abzielt.
  • Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 dreidimensionale Daten, die sich auf dreidimensionale Objekte beziehen, auf Grundlage der von den Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 erlangten Abstandsinformation in ein Motorrad, ein gewöhnliches Fahrzeug, ein großes Fahrzeug, einen Fußgänger und ein anderes dreidimensionales Objekt wie einen Telegraphenmasten klassifizieren, um die dreidimensionalen Daten zu extrahieren, und kann die dreidimensionalen Daten dazu verwenden, einem Hindernis automatisch auszuweichen. Zum Beispiel identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse um das Fahrzeug 12100 herum, um die Hindernisse in Hindernisse, die ein Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennen kann, und in Hindernisse, die visuell schwer zu erkennen sind, einzuteilen. Dann bestimmt der Mikrocomputer 12051 ein Kollisionsrisiko, das einen Risikograd der Kollision mit jedem der Hindernisse angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko größer oder gleich einem Einstellwert ist und die Möglichkeit einer Kollision besteht, kann der Mikrocomputer 12051 Fahrassistenz zur Kollisionsvermeidung durchführen, indem er über den Audiolautsprecher 12061 oder die Anzeigeeinheit 12062 einen Alarm an den Fahrer ausgibt oder über die Antriebssystemsteuereinheit 12010 eine erzwungene Verlangsamung oder eine Ausweichlenkung durchführt.
  • Mindestens eine der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 einen Fußgänger erkennen durch Bestimmen, ob der Fußgänger in den von den Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 aufgenommenen Bildern vorhanden ist oder nicht. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird zum Beispiel in einem Ablauf des Extrahierens von Merkmalspunkten in Bildern, die von den als Infrarotkameras dienenden Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 aufgenommen wurden, und in einem Ablauf des Durchführens einer Musterabgleichsverarbeitung an aufeinanderfolgenden Merkmalspunkten, die die Kontur eines Objekts angeben, und des Bestimmens, ob die aufeinanderfolgenden Merkmalspunkte einen Fußgänger angeben oder nicht, durchgeführt. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass in den von den Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 aufgenommenen Bildern ein Fußgänger vorhanden ist, und den Fußgänger erkennt, steuert die Ton- oder Bildausgabeeinheit 12052 die Anzeigeeinheit 12062 so, dass eine rechteckige Konturlinie zur Hervorhebung angezeigt wird, die dem erkannten Fußgänger überlagert wird. Ferner kann die Ton- oder Bildausgabeeinheit 12052 die Anzeigeeinheit 12062 so steuern, dass sie ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger angibt, in einer erwünschten Position anzeigt.
  • Ein Beispiel für ein Fahrzeugsteuersystem, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, wurde vorstehend beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel auf die Bildaufnahmeeinheit 12031 oder dergleichen in der vorstehend beschriebenen Konfiguration angewandt werden. Durch die Anwendung der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Bildaufnahmeeinheit 12031 kann ein aufgenommenes Bild mit einer höheren Empfindlichkeit erlangt werden, so dass die Objektdetektionsverarbeitung oder die Abstandsdetektionsverarbeitung unter Verwendung des Bildes zuverlässig durchgeführt werden kann.
  • <Konfigurationsbeispiele von Festkörperbildaufnahmegeräten vom gestapelten Typ, auf die die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann>
  • 39 ist ein Diagramm, das einen Überblick über Konfigurationsbeispiele eines Festkörperbildaufnahmegeräts vom gestapelten Typ darstellt, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • A aus 39 stellt ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Festkörperbildaufnahmegeräts vom nicht gestapelten Typ dar. Ein Festkörperbildaufnahmegerät 23010 umfasst einen Die (ein Halbleitersubstrat) 23011, wie in A aus 39 dargestellt. Eine Pixelregion 23012, in der Pixel in Form einer Matrixform angeordnet sind, eine Steuerschaltung 23013, die verschiedene Typen von Steuerung durchführt, umfassend die Ansteuerung eines Pixels und dergleichen, und eine Logikschaltung 23014, die die Signalverarbeitung durchführt, sind auf diesem Die 23011 montiert.
  • B und C aus 39 zeigen schematische Konfigurationsbeispiele eines Festkörperbildaufnahmegeräts vom gestapelten Typ. Ein Festkörperbildaufnahmegerät 23020 ist als ein Halbleiterchip gebildet, bei dem zwei Dies, ein Sensor-Die 23021 und ein Logik-Die 23024, gestapelt und elektrisch miteinander verbunden wurden, wie in B und C aus 39, dargestellt.
  • In B gemäß 39 sind eine Pixelregion 23012 und eine Steuerschaltung 23013 auf dem Sensor-Die 23021 montiert und ist eine Logikschaltung 23014, die eine Signalverarbeitungsschaltung umfasst, die Signalverarbeitung durchführt, auf dem Logik-Die 23024 montiert.
  • In C aus 39 sind eine Pixelregion 23012 auf dem Sensor-Die 23021 montiert und eine Steuerschaltung 23013 und eine Logikschaltung 23014 auf dem Logik-Die 23024 montiert.
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann, wie vorstehend beschrieben, auf ein Festkörperbildaufnahmegerät angewandt werden.
  • <Beispiel einer Kombination von Konfigurationen>
  • Es ist anzumerken, dass die vorliegende Technologie auch die nachstehend beschriebenen Konfigurationen verwenden kann.
    • (1) Ein Sensorelement mit: einer Halbleiterschicht, in der ein optisch-elektrisches Umwandlungselement gebildet ist, wobei das optisch-elektrische Umwandlungselement Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt; einem Reflexionsunterdrückungsteil, der die Reflexion des Lichts unterdrückt, auf einer ersten Oberfläche, die als eine Seite dient, auf der das Licht in die Halbleiterschicht eintritt; und einem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil, der die Durchlässigkeit des Lichts, das von der ersten Oberfläche einfallen gelassen wurde, durch die Halbleiterschicht unterdrückt, auf einer zweiten Oberfläche, die als eine Seite dient, die der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht gegenüberliegt.
    • (2) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1), in dem der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil in der Halbleiterschicht für mindestens einige einer Mehrzahl von Pixeln vorgesehen ist, die in einer Matrixform angeordnet sind, und wenn die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht in einer Draufsicht von oben betrachtet wird, der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil mindestens in einer Region vorgesehen ist, in der das in jedem der Pixel vorgesehene optisch-elektrische Umwandlungselement angeordnet ist, wobei die Region durch Entfernen eines Bereichs erlangt wird, in dem ein Transistor angeordnet ist, der zum Ansteuern jedes der Pixel verwendet wird.
    • (3) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) oder (2), in dem der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Graben einer Mehrzahl von Gräben in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jeder der Gräben eine vertiefte Form in Bezug auf die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht hat.
    • (4) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) oder (2), in dem der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Anordnen einer Mehrzahl von hervorstehenden Strukturen in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der hervorstehenden Strukturen eine hervorstehende Form in Bezug auf die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht hat.
    • (5) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (4), in dem jede der Mehrzahl von hervorstehenden Strukturen eine Gate-Scheinelektrode umfasst, die durch Bildung einer Gate-Elektrode eines Transistors gebildet ist, der zum Ansteuern eines Pixels verwendet wird, das das optisch-elektrische Umwandlungselement umfasst, wobei sich die Gate-Scheinelektrode in einem Schwebepotentialzustand befindet oder bei einem Massepotential fixiert ist.
    • (6) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) oder (2), in dem der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Graben einer Mehrzahl von Gräben in vorbestimmten Intervallen und Anordnen einer Mehrzahl von hervorstehenden Strukturen in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jeder der Gräben eine vertiefte Form in Bezug auf die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht hat, wobei jede der hervorstehenden Strukturen eine hervorstehende Form in Bezug auf die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht hat.
    • (7) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) oder (2), in dem der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers umfasst, der die Halbleiterschicht konfiguriert.
    • (8) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß einem von (1) bis (7), in dem der Reflexionsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen auf der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers umfasst, der die Halbleiterschicht konfiguriert.
    • (9) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) oder (2), in dem der Reflexionsunterdrückungsteil eine erste unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen auf der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem ersten Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers umfasst, der die Halbleiterschicht konfiguriert, und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine zweite unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem zweiten Ebenenindex umfasst, der sich von dem ersten Ebenenindex unterscheidet.
    • (10) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (9), in dem der Reflexionsunterdrückungsteil und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil so gebildet sind, dass eine Ausrichtung der ersten unebenen Struktur in Bezug auf eine Ausrichtung der zweiten unebenen Struktur relativ um 45 Grad versetzt ist.
    • (11) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (9), in dem ein Ebenenindex der Kristalloberfläche, die zur Bildung der ersten unebenen Struktur verwendet wird, 110 ist, und ein Ebenenindex der Kristalloberfläche, die zur Bildung der zweiten unebenen Struktur verwendet wird, 111 ist.
    • (12) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (9), in dem ein Ebenenindex der Kristalloberfläche, die zur Bildung der ersten unebenen Struktur verwendet wird, 111 ist, und ein Ebenenindex der Kristalloberfläche, die zur Bildung der zweiten unebenen Struktur verwendet wird, 110 ist.
    • (13) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) bis (12), umfassend: eine Elementisolationsstruktur, die eine Mehrzahl der Pixel voneinander isoliert und durch Graben in die Halbleiterschicht gebildet ist.
    • (14) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (13), in dem die Elementisolationsstruktur so gebildet ist, dass sie durch die Halbleiterschicht durchgeht.
    • (15) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) bis (14), in dem hochkonzentrierte Störstellen vom P-Typ in einer Region um den Durchlässigkeitsunterdrückungsteil auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht implantiert sind, wobei die Region um den Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine Region umfasst, in der der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil vorgesehen ist, oder die Region um den Durchlässigkeitsunterdrückungsteil durch einen Film mit einer negativen fixierten Ladung elektrisch gepinnt ist.
    • (16) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) bis (15), in dem eine Filterschicht auf einer Seite der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei das von dem optisch-elektrischen Umwandlungselement empfangene Licht selektiv durch die Filterschicht durchgelassen wird.
    • (17) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) bis (16), in dem die erste Oberfläche der Halbleiterschicht eine flache Oberfläche umfasst und der Reflexionsunterdrückungsteil einen Antireflexionsfilm umfasst, der die Reflexion von Licht in einem Wellenlängenband im Nahinfrarotbereich selektiv verhindert.
    • (18) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (17), in dem der Reflexionsunterdrückungsteil einen Antireflexionsfilm umfasst, der so gebildet wurde, dass er eine Dicke gemäß einer Mittenwellenlänge von Licht in einem erwünschten Wellenlängenband hat, wobei der Antireflexionsfilm das Licht selektiv reflektiert und der Antireflexionsfilm ein Medium mit einem Brechungsindex umfasst, der größer als der Brechungsindex von Siliziumdioxid und kleiner als der Brechungsindex von Silizium ist.
    • (19) Das vorstehend beschriebene Sensorelement gemäß (1) bis (18), in dem eine Gate-Elektrode eines Transfertransistors bis zu einer vorbestimmten Tiefe von der zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht eingebettet ist, wobei der Transfertransistor eine elektrische Ladung überträgt, die bei der von dem optisch-elektrischen Umwandlungselement durchgeführten optisch-elektrischen Umwandlung aufgetreten ist.
    • (20) Eine elektronische Vorrichtung mit: einem Sensorelement, das umfasst: eine Halbleiterschicht, in der ein optisch-elektrisches Umwandlungselement gebildet ist, wobei das optisch-elektrische Umwandlungselement Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt; einen Reflexionsunterdrückungsteil, der die Reflexion des Lichts unterdrückt, auf einer ersten Oberfläche, die als eine Seite dient, auf der das Licht in die Halbleiterschicht eintritt; und einen Durchlässigkeitsunterdrückungsteil, der die Durchlässigkeit des Lichts, das von der ersten Oberfläche einfallen gelassen wurde, durch die Halbleiterschicht unterdrückt, auf einer zweiten Oberfläche, die als eine Seite dient, die der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht gegenüberliegt.
  • Es ist anzumerken, dass die vorliegenden Ausführungsformen nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sind und verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Kern der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Ferner haben die hierin beschriebenen Wirkungen nur veranschaulichenden Charakter und sind nicht einschränkend und es können auch andere Wirkungen aufgewiesen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 11
    Pixel
    21
    Sensorsubstrat
    22
    in den Chip integrierte Linsenschicht
    23
    Verdrahtungsschicht
    24
    Filterschicht
    31
    Halbleiterschicht
    32
    DTI
    33
    Reflexionsunterdrückungsteil
    34
    Durchlassungsunterdrückungsteil
    35
    Flache Oberfläche
    36
    Optisch-elektrischer Wandler
    37
    Effektive Pixelregion
    41
    Mikrolinse
    51
    Isolierfilm
    52
    Gate-Elektrode
    53
    Zwischenschichtisolierfilm
    54
    Mehrschichtverbindung
    61
    Farbfilter
    71
    Transfertransistor
    72
    Verstärkungstransistor
    73
    Auswahltransistor
    74
    Rücksetztransistor
    75
    FD-Einheit
    76
    Vertikale Signalleitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015029054 [0006]

Claims (20)

  1. Sensorelement mit: einer Halbleiterschicht, in der ein optisch-elektrisches Umwandlungselement gebildet ist, wobei das optisch-elektrische Umwandlungselement Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt; einem Reflexionsunterdrückungsteil, der die Reflexion des Lichts unterdrückt, auf einer ersten Oberfläche, die als eine Seite dient, auf der das Licht in die Halbleiterschicht eintritt; und einem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil, der die Durchlässigkeit des Lichts, das von der ersten Oberfläche einfallen gelassen wurde, durch die Halbleiterschicht unterdrückt, auf einer zweiten Oberfläche, die als eine Seite dient, die der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht gegenüberliegt.
  2. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil in der Halbleiterschicht für mindestens einige einer Mehrzahl von Pixeln vorgesehen ist, die in einer Matrixform angeordnet sind, und wenn die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht in einer Draufsicht von oben betrachtet wird, der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil mindestens in einer Region vorgesehen ist, in der das in jedem der Pixel vorgesehene optisch-elektrische Umwandlungselement angeordnet ist, wobei die Region durch Entfernen eines Bereichs erlangt wird, in dem ein Transistor angeordnet ist, der zum Ansteuern jedes der Pixel verwendet wird.
  3. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Graben einer Mehrzahl von Gräben in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jeder der Gräben eine vertiefte Form in Bezug auf die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht hat.
  4. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Anordnen einer Mehrzahl von hervorstehenden Strukturen in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der hervorstehenden Strukturen eine hervorstehende Form in Bezug auf die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht hat.
  5. Sensorelement nach Anspruch 4, wobei jede der Mehrzahl von hervorstehenden Strukturen eine Gate-Scheinelektrode umfasst, die durch Bildung einer Gate-Elektrode eines Transistors gebildet ist, der zum Ansteuern eines Pixels verwendet wird, das das optisch-elektrische Umwandlungselement umfasst, wobei die Gate-Scheinelektrode sich in einem Schwebepotentialzustand befindet oder bei einem Massepotential fixiert ist.
  6. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Graben einer Mehrzahl von Gräben in vorbestimmten Intervallen und Anordnen einer Mehrzahl von hervorstehenden Strukturen in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jeder der Gräben eine vertiefte Form in Bezug auf die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht hat, wobei jede der hervorstehenden Strukturen eine hervorstehende Form in Bezug auf die zweite Oberfläche der Halbleiterschicht hat.
  7. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers umfasst, der die Halbleiterschicht konfiguriert.
  8. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei der Reflexionsunterdrückungsteil eine unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen auf der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers umfasst, der die Halbleiterschicht konfiguriert.
  9. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei der Reflexionsunterdrückungsteil eine erste unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen auf der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem ersten Ebenenindex einer Kristalloberfläche eines Einkristall-Siliziumwafers umfasst, der die Halbleiterschicht konfiguriert, und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine zweite unebene Struktur umfasst, die durch Bereitstellung einer Mehrzahl von viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht in vorbestimmten Intervallen gebildet ist, wobei jede der viereckigen Pyramidenformen oder umgekehrten viereckigen Pyramidenformen eine Schräge mit einem Neigungswinkel gemäß einem zweiten Ebenenindex umfasst, der sich von dem ersten Ebenenindex unterscheidet.
  10. Sensorelement nach Anspruch 9, wobei der Reflexionsunterdrückungsteil und der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil so gebildet sind, dass eine Ausrichtung der ersten unebenen Struktur in Bezug auf eine Ausrichtung der zweiten unebenen Struktur relativ um 45 Grad versetzt ist.
  11. Sensorelement nach Anspruch 9, wobei ein Ebenenindex der Kristalloberfläche, die zur Bildung der ersten unebenen Struktur verwendet wird, 110 ist, und ein Ebenenindex der Kristalloberfläche, die zur Bildung der zweiten unebenen Struktur verwendet wird, 111 ist.
  12. Sensorelement nach Anspruch 9, wobei ein Ebenenindex der Kristalloberfläche, die zur Bildung der ersten unebenen Struktur verwendet wird, 111 ist, und ein Ebenenindex der Kristalloberfläche, die zur Bildung der zweiten unebenen Struktur verwendet wird, 110 ist.
  13. Sensorelement nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Elementisolationsstruktur, die die Mehrzahl von Pixeln voneinander isoliert und durch Graben in die Halbleiterschicht gebildet ist.
  14. Sensorelement nach Anspruch 13, wobei die Elementisolationsstruktur so gebildet ist, dass sie durch die Halbleiterschicht durchgeht.
  15. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei hochkonzentrierte Störstellen vom P-Typ in einer Region um den Durchlässigkeitsunterdrückungsteil auf der zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht implantiert sind, wobei die Region um den Durchlässigkeitsunterdrückungsteil eine Region umfasst, in der der Durchlässigkeitsunterdrückungsteil vorgesehen ist, oder die Region um den Durchlässigkeitsunterdrückungsteil durch einen Film mit einer negativen fixierten Ladung elektrisch gepinnt ist.
  16. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei eine Filterschicht auf einer Seite der ersten Oberfläche angeordnet ist, wobei das von dem optisch-elektrischen Umwandlungselement empfangene Licht selektiv durch die Filterschicht durchgelassen wird.
  17. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei die erste Oberfläche der Halbleiterschicht eine flache Oberfläche umfasst, und der Reflexionsunterdrückungsteil einen Antireflexionsfilm umfasst, der die Reflexion von Licht in einem Wellenlängenband im Nahinfrarotbereich selektiv verhindert.
  18. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei der Reflexionsunterdrückungsteil einen Antireflexionsfilm umfasst, der so gebildet wurde, dass er eine Dicke gemäß einer Mittenwellenlänge von Licht in einem erwünschten Wellenlängenband hat, wobei der Antireflexionsfilm das Licht selektiv reflektiert, und der Antireflexionsfilm ein Medium mit einem Brechungsindex umfasst, der größer als der Brechungsindex von Siliziumdioxid und kleiner als der Brechungsindex von Silizium ist.
  19. Sensorelement nach Anspruch 1, wobei eine Gate-Elektrode eines Transfertransistors bis zu einer vorbestimmten Tiefe von der zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht eingebettet ist, wobei der Transfertransistor eine elektrische Ladung überträgt, die bei der von dem optisch-elektrischen Umwandlungselement durchgeführten optisch-elektrischen Umwandlung aufgetreten ist.
  20. Elektronische Vorrichtung mit: einem Sensorelement, das umfasst: eine Halbleiterschicht, in der ein optisch-elektrisches Umwandlungselement gebildet ist, wobei das optisch-elektrische Umwandlungselement Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich empfängt und optisch-elektrische Umwandlung durchführt; einem Reflexionsunterdrückungsteil, der die Reflexion des Lichts unterdrückt, auf einer ersten Oberfläche, die als eine Seite dient, auf der das Licht in die Halbleiterschicht eintritt; und einem Durchlässigkeitsunterdrückungsteil, der die Durchlässigkeit des Lichts, das von der ersten Oberfläche einfallen gelassen wurde, durch die Halbleiterschicht unterdrückt, auf einer zweiten Oberfläche, die als eine Seite dient, die der ersten Oberfläche der Halbleiterschicht gegenüberliegt.
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