DE112021003874T5 - Festkörperbildgebungseinrichtung, verfahren zum herstellen einer festkörperbildgebungseinrichtung und elektronische vorrichtung - Google Patents

Festkörperbildgebungseinrichtung, verfahren zum herstellen einer festkörperbildgebungseinrichtung und elektronische vorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112021003874T5
DE112021003874T5 DE112021003874.5T DE112021003874T DE112021003874T5 DE 112021003874 T5 DE112021003874 T5 DE 112021003874T5 DE 112021003874 T DE112021003874 T DE 112021003874T DE 112021003874 T5 DE112021003874 T5 DE 112021003874T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
state imaging
imaging device
solid state
transmitting member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112021003874.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohiko Baba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of DE112021003874T5 publication Critical patent/DE112021003874T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1847—Manufacturing methods
    • G02B5/1857—Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

[Problem] Bereitstellen einer Festkörperbildgebungsvorrichtung, in der ein lichtdurchlässiges Element geeignet auf einem Substrat bereitgestellt werden kann, das eine fotoelektrische Umwandlungseinheit beinhaltet. [Lösung] Diese Festkörperbildgebungsvorrichtung umfasst Folgendes: ein Substrat, das eine fotoelektrische Umwandlungseinheit beinhaltet; eine Linse, die auf dem Substrat bereitgestellt ist; und ein lichtdurchlässiges Element, das auf der Linse bereitgestellt ist, wobei das lichtdurchlässige Element mehrere hervorstehende Abschnitte beinhaltet, die auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements in einer zweidimensionalen Arrayform bereitgestellt sind.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Festkörperbildgebungseinrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildgebungseinrichtung und eine elektronische Vorrichtung.
  • [Hintergrund]
  • In den letzten Jahren wurden solche Festkörperbildgebungseinrichtungen wie ein CCD-Sensor und ein CMOS-Sensor nicht nur in Kameras installiert, sondern auch in verschiedenen anderen Vorrichtungen. Zum Beispiel werden Festkörperbildgebungseinrichtungen in Vorrichtungen mit geringer Größe installiert und dafür werden dünnere Festkörperbildgebungseinrichtungen gefordert. Ein weithin verwendetes Verfahren zu diesem Zweck ist ein Kapselungsverfahren, das als „Chip Scale Package (CSP)“ (Gehäuse auf Chipskala) bezeichnet wird, das keine Drahtbondung erfordert. Im Fall des Verwendens von CSP wird ein lichtdurchlässiges Element, wie etwa ein Deckglas, an einem Substrat angebracht, das eine Fotodiode (fotoelektrischer Umwandlungsteil) beinhaltet.
  • [Zitatliste]
  • [Patentliteratur]
    • [PTL 1] JP 4000507 B
    • [PTL 2] JP 2013-38164 A
  • [Kurzdarstellung]
  • [Technisches Problem]
  • Im Fall des Verwendens von CSP wird jedoch eine Reflexion von Licht innerhalb der Glasabdeckung zu einem Problem. Zum Beispiel gibt es ein Phänomen, bei dem die Reflexionsbeugung innerhalb der Glasabdeckung auf ein Bild reflektiert wird, was die Bildqualität negativ beeinflusst. Falls es einen Versuch zum Kontrollieren der Beugungsreflexion unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens gibt, kann das Bild verwackelt sein. Daher ist es im Fall des Verwendens von CSP wünschenswert, diese Probleme zu minimieren.
  • In Anbetracht des Vorhergehenden ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Festkörperbildgebungseinrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildgebungseinrichtung und eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, ein lichtdurchlässiges Element geeignet auf einem Substrat anzuordnen, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet.
  • [Lösung des Problems]
  • Eine Festkörperbildgebungseinrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet Folgendes: ein Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet; eine Linse, die auf dem Substrat angeordnet ist; und ein lichtdurchlässiges Element, das auf der Linse angeordnet ist, wobei das lichtdurchlässige Element mehrere hervorstehende Teile beinhaltet, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements angeordnet sind. Dadurch kann das lichtdurchlässige Element geeignet auf dem Substrat angeordnet werden, das den fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet. Zum Beispiel kann unter Verwendung der hervorstehenden Teile, die in dem lichtdurchlässigen Element enthalten sind, der negative Einfluss der Reflexionsbeugung innerhalb des lichtdurchlässigen Elements auf ein Bild reduziert werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann die Höhe des hervorstehenden Teils 0,13 bis 1,00 µm betragen. Dadurch kann zum Beispiel der Transmissionsgrad des Lichts von dem lichtdurchlässigen Element zu der Außenseite auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements verbessert werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann ein Rastermaß der hervorstehenden Teile 0,23 bis 0,70 µm betragen. Dadurch kann zum Beispiel der Anteil des transmittierten Lichts nullter Ordnung in dem transmittieren Licht, das von der Außenseite zu dem lichtdurchlässigen Element auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements transmittiert wird, erhöht werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann ein Packungsverhältnis der hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements 35 % oder mehr betragen. Dadurch kann zum Beispiel der Transmissionsgrad des Lichts von der Außenseite zu dem lichtdurchlässigen Element auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements verbessert werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann das Packungsverhältnis der hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements 60 % oder mehr betragen. Dadurch kann zum Beispiel der Transmissionsgrad des Lichts von der Außenseite zu dem lichtdurchlässigen Element auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements weiter verbessert werden.
  • Bei dem ersten Aspekt können die hervorstehenden Teile so angeordnet sein, dass 97 % oder mehr des transmittierten Lichts des Lichts, das in die obere Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements von einer Motivseite unter einem Einfallswinkel von 0° eingetreten ist, nichtgebeugtes Licht wird, und 30 % oder mehr von transmittiertem Licht des Lichts, das in die obere Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements von der Substratseite unter einem Einfallswinkel von 43° eingetreten ist, nichtgebeugtes Licht wird. Dadurch kann zum Beispiel eine Festkörperbildgebungseinrichtung mit wünschenswerten Kameracharakteristiken implementiert werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann die Form des hervorstehenden Teils ein Zylinder, ein Prisma, ein Kegel oder eine Pyramide sein. Dadurch können die hervorstehenden Teile zum Beispiel in einer zweidimensionalen Arrayform angeordnet werden oder können die hervorstehenden Teile einfach gebildet werden.
  • Bei dem ersten Aspekt beinhaltet der hervorstehende Teil einen ersten Teil und einen zweiten Teil, der auf dem ersten Teil angeordnet ist und eine Projektionsfläche größer als der erste Teil aufweist. Dadurch kann zum Beispiel der Propagationsweg des Lichts unter Verwendung dieser Teile angepasst werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann der hervorstehende Teil einen ersten Teil und einen zweiten Teil, der auf dem ersten Teil angeordnet ist und eine Projektionsfläche kleiner als der erste Teil aufweist, beinhalten. Dadurch kann zum Beispiel der Propagationsweg des Lichts unter Verwendung dieser Teile angepasst werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann eine Form eines vertikalen Querschnitts des hervorstehenden Teils ein Trapez sein. Daher kann zum Beispiel ein hervorstehender Teil mit einer Zwischencharakteristik zwischen einem Zylinder (oder Prisma) und einem Kegel (oder einer Pyramide) gebildet werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann der hervorstehende Teil einen vertieften Teil beinhalten, der sich in der vertikalen Richtung innerhalb des hervorstehenden Teils erstreckt. Dadurch kann zum Beispiel der Propagationsweg des Lichts unter Verwendung des vertieften Teils angepasst werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann eine planare Form des hervorstehenden Teils ein Kreis oder ein Polygon sein. Dadurch können die hervorstehenden Teile zum Beispiel in einer zweidimensionalen Arrayform angeordnet werden oder können die hervorstehenden Teile einfach gebildet werden.
  • Bei dem ersten Aspekt können die hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements in einer dreieckigen Gitterform gebildet sein. Dadurch können die hervorstehenden Teile zum Beispiel so angeordnet sein, dass die Entfernung zwischen den hervorstehenden Teilen kurz ist.
  • Bei dem ersten Aspekt können die hervorstehenden Teile Luft ausgesetzt sein. Dadurch kann zum Beispiel der Propagationsweg des Lichts, das von der Luft eintritt, oder des Lichts, das in die Luft emittiert wird, unter Verwendung der hervorstehenden Teile angepasst werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann der hervorstehende Teil aus SiO2, SiN, Al2O3, HfO2, TiO2 oder STO (Strontiumtitanoxid (wobei Si Silicium ist, O Sauerstoff ist, N Stickstoff ist, Al Aluminium ist, Hf Hafnium ist und Ti Titan ist)) gebildet sein. Dadurch kann der hervorstehende Teil zum Beispiel unter Verwendung eines Materials gebildet werden, das weithin in einem Halbleiterprozess verwendet wird.
  • Bei dem ersten Aspekt kann das lichtdurchlässige Element eine Glasabdeckung sein. Dadurch kann zum Beispiel der negative Einfluss der Reflexionsbeugung innerhalb der Glasabdeckung auf die Bildqualität reduziert werden.
  • Bei dem ersten Aspekt kann das lichtdurchlässige Element an dem Substrat angeheftet sein. Dadurch kann das lichtdurchlässige Element zum Beispiel einfach auf dem Substrat unter Verwendung eines Klebstoffs angeordnet werden.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildgebungseinrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet folgende Schritte: Anordnen eines lichtdurchlässigen Elements auf einem Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet, über eine Linse; und Bilden mehrerer hervorstehender Teile in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements. Dadurch kann das lichtdurchlässige Element geeignet auf dem Substrat angeordnet werden, das den fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet. Zum Beispiel kann unter Verwendung der hervorstehenden Teile, die in dem lichtdurchlässigen Element enthalten sind, der negative Einfluss der Reflexionsbeugung innerhalb des lichtdurchlässigen Elements auf ein Bild reduziert werden.
  • Bei dem zweiten Aspekt können die hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements durch Verarbeiten der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements durch Ätzen gebildet werden. Dadurch können die hervorstehenden Teile zum Beispiel einfach durch Ätzen gebildet werden.
  • Eine elektronische Vorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet Folgendes: ein Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet; eine erste Linse, die auf dem Substrat angeordnet ist; ein lichtdurchlässiges Element, das auf der Linse angeordnet ist; und eine zweite Linse, die oberhalb des lichtdurchlässigen Elements angeordnet ist, so dass sie von dem lichtdurchlässigen Element separiert ist, wobei das lichtdurchlässige Element mehrere hervorstehende Teile beinhaltet, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements angeordnet sind. Dadurch kann das lichtdurchlässige Element geeignet auf dem Substrat angeordnet werden, das den fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet. Zum Beispiel kann unter Verwendung der hervorstehenden Teile, die in dem lichtdurchlässigen Element enthalten sind, der negative Einfluss der Reflexionsbeugung innerhalb des lichtdurchlässigen Elements auf das Bild reduziert werden.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellt.
    • [2] 2 zeigt perspektivische Ansichten, die Beispiele für eine Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellen.
    • [3] 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellt.
    • [4] 4 ist eine weitere Querschnittsansicht, die die Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellt.
    • [5] 5 ist eine weitere Querschnittsansicht, die die Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellt.
    • [6] 6 zeigt Draufsichten, die eine Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 vor und nach dem Zerteilen darstellen.
    • [7] 7 zeigt Querschnittsansichten, die einen Zustand einer Propagation von Licht innerhalb einer elektronischen Vorrichtung aus Ausführungsform 1 und einen Zustand einer Propagation von Licht innerhalb einer elektronischen Vorrichtung eines Vergleichsbeispiels von Ausführungsform 1 darstellen.
    • [8] 8 zeigt Querschnittsansichten, die einen Zustand einer Propagation von Licht innerhalb der Festkörperbildgebungseinrichtung des Vergleichsbeispiels von Ausführungsform 1 und einen Zustand einer Propagation von Licht innerhalb der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellen.
    • [9] 9 zeigt Querschnittsansichten, die die Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellen.
    • [10] 10 zeigt einen Graphen zum Erklären einer Höhe H gemäß Ausführungsform 1.
    • [11] 11 zeigt einen Graphen zum Erklären einer Höhe H gemäß Ausführungsform 1.
    • [12] 12 zeigt einen Graphen zum Erklären eines Rastermaßes P gemäß Ausführungsform 1.
    • [13] 13 zeigt einen Graphen zum Erklären eines Rastermaßes P gemäß Ausführungsform 1.
    • [14] 14 zeigt einen Graphen zum Erklären eines Packungsverhältnisses R/P gemäß Ausführungsform 1.
    • [15] 15 zeigt einen Graphen zum Erklären eines Packungsverhältnisses R/P gemäß Ausführungsform 1.
    • [16] 16 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 2 darstellen.
    • [17] 17 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 3 darstellen.
    • [18] 18 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 4 darstellen.
    • [19] 19 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 5 darstellen.
    • [20] 20 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 6 darstellen.
    • [21] 21 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 7 darstellen.
    • [22] 22 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 8 darstellen.
    • [23] 23 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 9 darstellen.
    • [24] 24 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 10 darstellen.
    • [25] 25 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 11 darstellen.
    • [26] 26 zeigt einen Graphen zum Erklären eines Transmissionsgrades gemäß Ausführungsform 1.
    • [27] 27 zeigt einen Graphen zum Erklären eines Reflexionsgrades gemäß Ausführungsform 1.
    • [28] 28 zeigt einen Graphen zum Erklären eines Transmissionsgrades gemäß Ausführungsform 5.
    • [29] 29 zeigt einen Graphen zum Erklären eines Reflexionsgrades gemäß Ausführungsform 5.
    • [30] 30 zeigt Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 12 (1/2) darstellen.
    • [31] 31 zeigt Querschnittsansichten, die das Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 12 (2/2) darstellen.
  • [Beschreibung von Ausführungsformen]
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • (Ausführungsform 1)
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Festkörperbildgebungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
  • Die Festkörperbildgebungseinrichtung in 1 ist ein Bildsensor vom Komplementärer-Metall-Oxid-Halbleiter(CMOS)-Typ und beinhaltet ein Pixelarraygebiet 2 mit mehreren Pixeln 1, einen Steuerschaltkreis 3, einen Vertikalansteuerungsschaltkreis 4, mehrere Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5, einen Horizontalansteuerungsschaltkreis 6, einen Ausgabeschaltkreis 7 und mehrere Vertikalsignalleitungen 8 und eine Horizontalsignalleitung 9.
  • Jedes Pixel 1 beinhaltet eine Fotodiode, die als ein fotoelektrischer Umwandlungsteil fungiert, und mehrere Pixeltransistoren. Beispiele für den Pixeltransistor sind solche MOS-Transistoren wie ein Transfertransistor, ein Rücksetztransistor, ein Verstärkungstransistor und ein Auswahltransistor.
  • Das Pixelarraygebiet 2 weist mehrere Pixel 1 auf, die in einer zweidimensionalen Arrayform angeordnet sind. Das Pixelarraygebiet 2 beinhaltet Folgendes: ein effektives Pixelgebiet, das Licht empfängt und eine fotoelektrische Umwandlung durchführt und Signalladungen verstärkt, die durch die fotoelektrische Umwandlung erzeugt werden, und die verstärkten Signalladungen ausgibt; und ein Schwarzreferenzpixelgebiet, das ein optisches Schwarz ausgibt, das die Referenz des Schwarzpegels sein soll. Normalerweise ist das Schwarzreferenzpixelgebiet auf einem äußeren Peripheriebereich des effektiven Pixelgebiets angeordnet.
  • Der Steuerschaltkreis 3 erzeugt verschiedene Signale, die die Referenz der Operation des Vertikalansteuerungsschaltkreises 4, des Spaltensignalverarbeitungsschaltkreises 5 und des Horizontalansteuerungsschaltkreises 6 sein sollen, basierend auf einem Vertikalsynchronsignal, einem Horizontalsynchronsignal, einem Master-Taktsignal und dergleichen. Die durch den Steuerschaltkreis 3 erzeugten Signale sind zum Beispiel ein Taktsignal und ein Steuersignal und werden in den Vertikalansteuerungsschaltkreis 4, die Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5 und den Horizontalansteuerungsschaltkreis 6 und dergleichen eingegeben.
  • Der Vertikalansteuerungsschaltkreis 4 beinhaltet zum Beispiel ein Schieberegister, in dem jedes Pixel 1 in dem Pixelarraygebiet 2 vertikal in Einheiten von Zeilen gescannt wird. Der Vertikalansteuerungsschaltkreis 4 liefert auch ein Pixelsignal basierend auf der Signalladung, die durch jedes Pixel 1 erzeugt wird, über die Vertikalsignalleitungen 8 an die Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5.
  • Der Spaltensignalverarbeitungsschaltkreis 5 ist zum Beispiel für jede Spalte der Pixel 1 in dem Pixelarraygebiet 2 angeordnet und führt eine Signalverarbeitung von Signalen, die von einer Zeile von Pixeln 1 ausgegeben werden, basierend auf dem Signal von dem Schwarzreferenzpixelgebiet durch. Beispiele für die Signalverarbeitung sind Rauschbeseitigung und Signalverstärkung.
  • Der Horizontalansteuerungsschaltkreis 6 beinhaltet zum Beispiel ein Schieberegister und liefert ein Pixelsignal von jedem Spaltensignalverarbeitungsschaltkreis 5 an die Horizontalsignalleitung 9.
  • Der Ausgabeschaltkreis 7 führt eine Signalverarbeitung an einem Signal durch, das von jedem Spaltensignalverarbeitungsschaltkreis 5 über die Horizontalsignalleitung 9 geliefert wird, und gibt das durch diese Signalverarbeitung erzeugte Signal aus.
  • 2 zeigt perspektivische Ansichten, die Beispiele für die Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellen.
  • In 2A bis 2C sind die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse, die senkrecht zueinander sind, gezeigt. Die X-Richtung und die Y-Richtung entsprechen den lateralen Richtungen (horizontalen Richtungen) und die Z-Richtung entspricht der longitudinalen Richtung (vertikalen Richtung). Die +Z-Richtung entspricht der Oben-Richtung und die -Z-Richtung entspricht der Unten-Richtung. Die -Z-Richtung kann exakt mit der Schwerkraftrichtung übereinstimmen oder stimmt möglicherweise nicht exakt mit der Schwerkraftrichtung überein.
  • Bei dem ersten Beispiel, das in 2A gezeigt ist, beinhaltet die Festkörperbildgebungseinrichtung das Pixelarraygebiet 2, den Steuerschaltkreis 3 und einen Logikschaltkreis 10 auf einem Substrat 11. Der Logikschaltkreis 10 beinhaltet den Vertikalansteuerungsschaltkreis 4, den Spaltensignalverarbeitungsschaltkreis 5, den Horizontalansteuerungsschaltkreis 6 und den Ausgabeschaltkreis 7, die zuvor erwähnt wurden.
  • Bei dem zweiten Beispiel, das in 2B gezeigt ist, weist die Festkörperbildgebungseinrichtung das Substrat 11 auf einem Stützsubstrat 21 auf, wobei sich das Pixelarraygebiet 2 und der Steuerschaltkreis 3 auf dem Substrat 11 befinden und sich der Logikschaltkreis 10 auf dem Stützsubstrat 21 befindet.
  • Bei dem dritten Beispiel, das in 2C gezeigt ist, weist die Festkörperbildgebungseinrichtung das Substrat 11 auf dem Stützsubstrat 21 auf, wobei sich das Pixelarraygebiet 2 auf dem Substrat 11 befindet und sich der Steuerschaltkreis 3 und der Logikschaltkreis 10 auf dem Stützsubstrat 21 befinden.
  • In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 die Struktur des dritten Beispiels aufweist. Die folgende Beschreibung kann jedoch auch auf die Festkörperbildgebungseinrichtung mit der Struktur des ersten Beispiels oder des zweiten Beispiels angewandt werden, mit der Ausnahme der Beschreibung über die Struktur, die einzigartig für das dritte Beispiel ist.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellt. 3 zeigt einen longitudinalen Querschnitt des Pixelarraygebiets 2.
  • Die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 beinhaltet Folgendes: das Substrat 11; mehrere fotoelektrische Umwandlungsteile 12 innerhalb des Substrats 11; ein p-Typ-Halbleitergebiet 13, ein n-Typ-Halbleitergebiet 14 und ein p-Typ-Halbleitergebiet 15, die in jedem fotoelektrischen Umwandlungsteil 12 enthalten sind; und eine Pixelisolationsschicht 16, eine p-Wanne-Schicht 17 und mehrere Floating-Diffusion-Teile 18 innerhalb des Substrats 11.
  • Die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 beinhaltet ferner Folgendes: das Stützsubstrat 21; mehrere Verdrahtungsschichten 22, 23 und 24; einen Zwischenschichtisolationsfilm 25; und eine Gate-Elektrode 26 und einen Gate-Isolationsfilm 27, die in jedem Transfertransistor Trl enthalten sind.
  • Die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 beinhaltet ferner Folgendes: eine Kerbe 31; einen Elementisolationsteil 32, der in der Kerbe 31 angeordnet ist; einen Festladungsfilm 33 (Film mit negativen festen Ladungen) und einen Isolationsfilm 34, die in dem Elementisolationsteil 32 enthalten sind; einen Abschirmungsfilm 35; mehrere Farbfilter 36; und mehrere On-Chip-Linsen 37.
  • Das Substrat 11 ist ein solches Halbleitersubstrat wie zum Beispiel ein Siliciumsubstrat. In 3 ist die Oberfläche des Substrats 11 in der -Z-Richtung eine vordere Oberfläche des Substrats 11 und ist die Oberfläche des Substrats 11 in der +Z-Richtung eine hintere Oberfläche des Substrats 11. Die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 ist ein Rückflächenbestrahlungstyp, daher wird die hintere Oberfläche des Substrats 11 eine Lichteinfallsoberfläche (Lichtempfangsoberfläche) des Substrats 11.
  • Der fotoelektrische Umwandlungsteil 12 ist für jedes Pixel 1 innerhalb des Substrats 11 angeordnet. 3 veranschaulicht drei fotoelektrische Umwandlungsteile 12, die für drei Pixel 1 angeordnet sind, als ein Beispiel. Jeder fotoelektrische Umwandlungsteil 12 beinhaltet das p-Typ-Halbleitergebiet 13, das n-Typ-Halbleitergebiet 14 und das p-Typ-Halbleitergebiet 15, die sequentiell innerhalb des Substrats 11 von der vorderen Oberflächenseite zu der hinteren Oberflächenseite des Substrats 11 gebildet sind. In dem fotoelektrischen Umwandlungsteil 12 sind Hauptfotodioden durch einen p-n-Übergang des p-Typ-Halbleitergebiets 13 und des n-Typ-Halbleitergebiets 14 und einen p-n-Übergang des n-Typ-Halbleitergebiets 14 und des p-Typ-Halbleitergebiets 15 gebildet und die Fotodioden wandeln Licht in elektrische Ladungen um. Der fotoelektrische Umwandlungsteil 12 empfängt Licht von der hinteren Oberflächenseite des Substrats 11, erzeugt Signalladungen, die der Menge an empfangenem Licht entsprechen, und speichert die erzeugten Signalladungen in dem n-Typ-Halbleitergebiet 14.
  • Die Pixelisolationsschicht 16 ist ein p-Typ-Halbleitergebiet, das zwischen angrenzenden fotoelektrischen Umwandlungsteilen 12 angeordnet ist. Die p-Wanne-Schicht 17 ist ein p-Typ-Halbleitergebiet, das auf der vorderen Oberflächenseite des Substrats 11 mit Bezug auf die Pixelisolationsschicht 16 angeordnet ist. Der Floating-Diffusion-Teil 18 ist ein n+-Typ-Halbleitergebiet, das auf der vorderen Oberflächenseite des Substrats 11 mit Bezug auf die p-Wanne-Schicht 17 angeordnet ist. Der Floating-Diffusion-Teil 18 wird zum Beispiel durch Injizieren von n-Typ-Fremdstoffen in die p-Wanne-Schicht 17 mit hoher Konzentration gebildet.
  • Die Kerbe 31 weist eine Form auf, die sich von der hinteren Oberfläche des Substrats 11 in der Tiefenrichtung (-Z-Richtung) erstreckt, und ist zwischen den angrenzenden fotoelektrischen Umwandlungsteilen 12 angeordnet, genauso wie die Pixelisolationsschicht 16. Die Kerbe 31 wird durch Bilden eines vertieften Teils in der Pixelisolationsschicht 16 von der hinteren Oberfläche des Substrats 11 durch Ätzen gebildet. Die Kerbe 31 aus Ausführungsform 1 erreicht die p-Wanne-Schicht 17, erreicht aber den Floating-Diffusion-Teil 18 nicht.
  • Der Elementisolationsteil 32 beinhaltet den Festladungsfilm 33 und den Isolationsfilm 34, die sequentiell in der Kerbe 31 gebildet sind. Der Festladungsfilm 33 ist auf der Seitenfläche und der unteren Fläche der Kerbe 31 gebildet. Der Isolationsfilm 34 ist in der Kerbe 31 über den Festladungsfilm 33 gebildet.
  • Der Festladungsfilm 33 ist ein Film mit negativen festen Ladungen und stellt den Elementisolationsteil 32 zusammen mit dem Isolationsfilm 34 dar. Der Festladungsfilm 33 weist eine Funktion zum Reduzieren der Erzeugung von als „Dunkelstrom“ bezeichnetem Rauschen auf, das durch winzige Defekte verursacht wird, die auf der Grenzfläche des Substrats 11 vorhanden sind. Der Festladungsfilm 33 ist ein Oxidfilm oder ein Nitridfilm, der solche metallischen Elemente wie zum Beispiel Hafnium (Hf), Aluminium (Al), Zirconium (Zr), Tantal (Ta) oder Titan (Ti) beinhaltet. Der Festladungsfilm 33 aus Ausführungsform 1 ist auf der gesamten hinteren Oberfläche des Substrats 11 gebildet und ist nicht nur innerhalb des Elementisolationsteils 32 gebildet, sondern auch oberhalb des fotoelektrischen Umwandlungsteils 12.
  • Der Isolationsfilm 34 stellt zusammen mit dem Festladungsfilm 33 den Elementisolationsteil 32 dar. Bei Ausführungsform 1 sind die fotoelektrischen Umwandlungsteile 12 durch den Festladungsfilm 33 und den Isolationsfilm 34 durch Einbetten des Festladungsfilms 33 und des Isolationsfilms 34 innerhalb der Kerbe 31 voneinander isoliert. Dadurch kann das Mischen von Farben der Pixel 1 reduziert werden. Der Isolationsfilm 34 ist zum Beispiel ein Siliciumoxidfilm, Siliciumnitridfilm, Siliciumoxinitridfilm oder ein Harzfilm. Der Isolationsfilm 34 aus Ausführungsform 1 ist auf der gesamten hinteren Oberfläche des Substrats 11 gebildet und ist nicht nur innerhalb des Elementisolationsteils 32 gebildet, sondern auch oberhalb des fotoelektrischen Umwandlungsteils 12.
  • Der Abschirmungsfilm 35 ist ein Film, der eine Funktion des Abschirmens von Licht aufweist, und ist auf einem vorbestimmten Gebiet des Isolationsfilms 34 gebildet, der auf der hinteren Oberfläche des Substrats 11 gebildet ist. Der Abschirmungsfilm 35 aus Ausführungsform 1 ist oberhalb des Elementisolationsteils 32 gebildet und weist eine netzartige planare Form auf. Das Licht, das in den Abschirmungsfilm 35 eingetreten ist, wird durch den Abschirmungsfilm 35 abgeschirmt oder geht durch die Öffnungen (Netz) des Abschirmungsfilms 35 hindurch. Der Abschirmungsfilm 35 ist ein Film, der ein metallisches Element, wie etwa zum Beispiel Wolfram (W), Aluminium (Al) oder Kupfer (Cu), enthält.
  • Das Farbfilter 36 weist eine Funktion des Transmittierens von Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge auf und ist für jedes Pixel 1 auf dem Isolationsfilm 34 und dem Abschirmungsfilm 35 gebildet. Zum Beispiel sind die Farbfilter 36 für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) oberhalb der fotoelektrischen Umwandlungsteile 12 für die Pixel 1 von Rot, Grün bzw. Blau angeordnet. Ferner kann das Farbfilter 36 für Infrarotlicht oberhalb des fotoelektrischen Umwandlungsteils 12 für die Pixel 1 von Infrarotlicht angeordnet sein. Das durch jedes Farbfilter 36 transmittierte Licht tritt über den Isolationsfilm 34 und den Festladungsfilm 33 in den fotoelektrischen Umwandlungsteil 12 ein.
  • Die On-Chip-Linse 37 weist eine Funktion des Sammelns von eingetretenem Licht auf und ist für jedes Pixel 1 auf dem Farbfilter 36 gebildet. Das durch jede On-Chip-Linse 37 gesammelte Licht tritt über das Farbfilter 36, den Isolationsfilm 34 und den Festladungsfilm 33 in den fotoelektrischen Umwandlungsteil 12 ein. Jede On-Chip-Linse 37 aus Ausführungsform 1 ist aus einem Material gebildet, das Licht transmittiert, und die On-Chip-Linsen 37 aus Ausführungsform 1 sind über dieses Material miteinander verbunden. Die On-Chip-Linse 37 ist ein Beispiel für die Linse oder die erste Linse der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Stützsubstrat 21 ist auf der vorderen Oberfläche des Substrats 11 über den Zwischenschichtisolationsfilm 25 angeordnet und ist zum Sicherstellen der Festigkeit des Substrats 11 angeordnet. Das Stützsubstrat 21 ist ein solches Halbleitersubstrat wie zum Beispiel ein Siliciumsubstrat.
  • Die Verdrahtungsschichten 22 bis 24 sind innerhalb des Zwischenschichtisolationsfilms 25 auf der Vorderoberflächenseite des Substrats 11 angeordnet und bilden eine Mehrschichtverdrahtungsstruktur. Die Mehrschichtverdrahtungsstruktur aus Ausführungsform 1 beinhaltet drei Schichten der Verdrahtungsschichten 22 bis 24, kann aber vier oder mehr Schichten der Verdrahtungsschichten beinhalten. Jede Verdrahtungsschicht 22 bis 24 beinhaltet verschiedene Drähte und die Pixeltransistoren, wie etwa die Transfertransistoren Tr1, werden unter Verwendung dieser Drähte angesteuert. Die Verdrahtungsschichten 22 bis 24 sind Schichten, die ein solches metallisches Element wie Wolfram (W), Aluminium (Al) oder Kupfer (Cu) enthalten. Der Zwischenschichtisolationsfilm 25 ist ein Isolationsfilm, der einen Siliciumoxidfilm beinhaltet.
  • Die Gate-Elektrode 26 jedes Transfertransistors Tr1 ist unter der p-Wanne-Schicht 17 zwischen dem p-Typ-Halbleitergebiet 13 und dem Floating-Diffusion-Teil 18 via den Gate-Isolationsfilm 27 angeordnet. Die Gate-Elektrode 26 und der Gate-Isolationsfilm 27 sind innerhalb des Zwischenschichtisolationsfilms 25 angeordnet. Jeder Transfertransistor Tr1 kann die Signalladungen innerhalb des fotoelektrischen Umwandlungsteils 12 zu dem Floating-Diffusion-Teil 18 transferieren.
  • Bei Ausführungsform 1 wird das Licht, das in jede On-Chip-Linse 37 eingetreten ist, durch die On-Chip-Linse 37 gesammelt, durch das Farbfilter 36 transmittiert, durchläuft die Öffnung des Abschirmungsfilms 35 und tritt in den fotoelektrischen Umwandlungsteil 12 ein. Der fotoelektrische Umwandlungsteil 12 wandelt dieses Licht in elektrische Ladungen um, indem eine fotoelektrische Umwandlung durchgeführt wird, und erzeugt Signalladungen. Die Signalladungen werden als Pixelsignale über die Vertikalsignalleitung 8 in den Verdrahtungsschichten 22 bis 24 ausgegeben.
  • 4 ist eine weitere Querschnittsansicht, die die Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellt. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des longitudinalen Querschnitts des Pixelarraygebiets 2. In 4 ist jedoch eine Veranschaulichung des fotoelektrischen Umwandlungsteils 12 innerhalb des Substrats 11, des Stützsubstrats 21 unter dem Substrat 11 und dergleichen weggelassen.
  • Die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 beinhaltet zusätzlich zu den in 3 angegebenen Bestandsteilen auch einen Planarisierungsfilm 41, einen Deckfilm 42, ein Glasversiegelungsharz 43 und eine Glasabdeckung 44.
  • Der Planarisierungsfilm 41 ist auf der hinteren Oberfläche des Substrats 11 gebildet, so dass er die mehreren On-Chip-Linsen 37 bedeckt. Dadurch wird die Ebene auf der hinteren Oberfläche des Substrats 11 planarisiert. Der Planarisierungsfilm 41 ist aus einem Material gebildet, dessen Brechungsindex niedriger als der Brechungsindex des Materials der On-Chip-Linse 37 ist. Zum Beispiel ist das Material der On-Chip-Linse 37 Siliciumoxid und ist das Material des Planarisierungsfilms 41 ein Harz.
  • Der Deckfilm 42, das Glasversiegelungsharz 43 und die Glasabdeckung 44 sind sequentiell auf dem Planarisierungsfilm 41 angeordnet. Die Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 ist aus Glas (Siliciumoxid) gebildet und durch das Glasversiegelungsharz 43 an dem Deckfilm 42 angehaftet. Die Glasabdeckung 44 ist ein Beispiel für das lichtdurchlässige Element der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Glasabdeckung 44 kann mit einer unterschiedlichen Abdeckung ersetzt werden, die aus einem Material gebildet ist, durch das Licht transmittiert wird (lichtdurchlässiges Material). Diese Abdeckung ist möglicherweise nur aus einem lichtdurchlässigen Material außer Glas gebildet oder kann aus Glas und einem lichtdurchlässigen Material außer Glas gebildet sein. Diese Abdeckung ist auch ein Beispiel für das lichtdurchlässige Element der vorliegenden Offenbarung.
  • 4 zeigt eine obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44. Die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 ist der Luft ausgesetzt. Die Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 beinhaltet mehrere hervorstehende Teile 44b, die auf der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 angeordnet sind, wie nachfolgend beschrieben ist (siehe 8B, 8C und dergleichen), aber in 4 und dergleichen ist eine Veranschaulichung der hervorstehenden Teile 44b weggelassen.
  • 5 ist eine weitere Querschnittsansicht, die die Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellt. 5 zeigt einen longitudinalen Querschnitt des Substrats 11 und der Glasabdeckung 44 als Ganzes. In 5 ist jedoch eine Veranschaulichung der fotoelektrischen Umwandlungsteile 12 in dem Substrat 11, dem Stützsubstrat 21 unter dem Substrat 11, dem Festladungsfilm 33 auf dem Substrat 11 und dergleichen weggelassen.
  • Die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 beinhaltet zusätzlich zu den in 3 und 4 gezeigten Bestandsteilen auch einen Isolationsfilm 51, eine Verdrahtungsschicht 52, mehrere Metallpads 53, eine Lötmaske 54 und mehrere Lötkugeln 55.
  • 5 zeigt den Planarisierungsfilm 41, der auf dem Substrat 11 gebildet ist, das in Chipgrößen zerteilt ist, so dass die mehreren On-Chip-Linsen 37 bedeckt sind, den Deckfilm 42, das Glasversiegelungsharz 43 und die Glasabdeckung 44. Wie in 5 gezeigt, ist die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 durch ein Chip-Scale-Package (CSP) gekapselt. Daher ist die Größe der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 näherungsweise gleich der Größe der oberen Oberfläche (hinteren Oberfläche) des Substrats 11.
  • Der Isolationsfilm 51 und die Verdrahtungsschicht 52 sind sequentiell auf der unteren Oberfläche (vorderen Oberfläche) des Substrats 11 angeordnet. Die Metallpads 53 sind andererseits auf der oberen Oberfläche des Substrats 11 angeordnet. Die Verdrahtungsschicht 52 beinhaltet mehrere Vias 52a, die das Substrat 11 durchdringen, und die Vias 52a kontaktieren die untere Oberfläche des Metallpads 53. Dadurch können verschiedene Vorrichtungen auf der oberen Oberfläche des Substrats 11 und die Verdrahtungsschicht 52 elektrisch verbunden werden.
  • Die Lötmaske 54 ist auf der unteren Oberfläche der Verdrahtungsschicht 52 angeordnet. Die Lötkugeln 55 sind auf der unteren Oberfläche der Verdrahtungsschicht 52 angeordnet, die von der Lötmaske 54 freigelegt ist. Dadurch können die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 und eine andere Einrichtung elektrisch über die Lötkugeln 55 verbunden werden.
  • 6 zeigt Draufsichten, die die Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 vor und nach dem Zerteilen darstellen.
  • 6A zeigt ein Substrat (Wafer) 11 vor dem Zerteilen. Das Substrat 11 ist auf dem Stützsubstrat 21 angeordnet (siehe 3), das hier nicht veranschaulicht ist, und wird zusammen mit dem Stützsubstrat 21 zerteilt.
  • 6B ist eine vergrößerte Ansicht eines Gebiets A, das in 6A gezeigt ist. Das Substrat 11 (und das Stützsubstrat 21) beinhaltet mehrere Chipgebiete 61 und ein Zerteilungsgebiet 62. 6B zeigt zum Beispiel neun Chipgebiete 61. Jedes Chipgebiet 61 beinhaltet ein effektives Pixelgebiet 61a und ein äußeres Peripheriegebiet 61b, das das effektive Pixelgebiet 61a umgibt. Das Zerteilungsgebiet 62 weist eine Form des Kombinierens mehrerer Zerteilungslinien 62a, die sich in der X-Richtung erstrecken, und mehrerer Zerteilungslinien 62b, die sich in der Y-Richtung erstrecken, auf. Das Substrat 11 wird durch Schneiden dieser Zerteilungslinien 62a und 62b unter Verwendung einer Klinge in mehrere Chips 61' (siehe 6C) zerteilt.
  • 6C zeigt einen Chip 61', der durch dieses Zerteilen erlangt wird. Der Chip 61' beinhaltet das zuvor genannte effektive Pixelgebiet 61a und das äußere Peripheriegebiet 61b und entspricht der in 3 gezeigten Festkörperbildgebungseinrichtung.
  • 7 zeigt Querschnittsansichten, die einen Zustand einer Propagation von Licht innerhalb einer elektronischen Vorrichtung aus Ausführungsform 1 und einen Zustand einer Propagation von Licht innerhalb einer elektronischen Vorrichtung eines Vergleichsbeispiels von Ausführungsform 1 darstellen.
  • 7A zeigt einen longitudinalen Querschnitt der elektronischen Vorrichtung aus Ausführungsform 1. Die elektronische Vorrichtung aus Ausführungsform 1 beinhaltet den Chip (Festkörperbildgebungseinrichtung) 61', ein Montagesubstrat 63 und eine Abbildungslinsenbaugruppe 64, die aus mehreren Abbildungslinsen 64a bis 64e besteht. Beispiele für die elektronische Vorrichtung aus Ausführungsform 1 sind Folgendes: eine Kamera (z. B. eine digitale Videokamera, eine digitale Fotokamera, eine Action-Kamera, eine Onboard-Kamera) ein portables Telefon (z. B. Smartphone), ein Computer (z. B. PersonalComputer (PC)) und verschiedene IoT(Internet of Things - Internet der Dinge)-Vorrichtungen.
  • Der Chip 61' ist über Lötkugeln 55 (siehe 5), die hier nicht veranschaulicht sind, auf dem Montagesubstrat 63 gestapelt. Dadurch können die Verdrahtung des Chips 61' und die Verdrahtung des Montagesubstrats 63 über die Lötkugeln 55 elektrisch verbunden werden. 7A zeigt das Substrat 11 und die Glasabdeckung 44, die in dem Chip 61' enthalten sind.
  • Die Abbildungslinsen 64a bis 64e sind oberhalb der Glasabdeckung 44 angeordnet, so dass sie von der Glasabdeckung 44 separiert sind. Bei der elektronischen Vorrichtung aus Ausführungsform 1 wird das Licht von dem Motiv sequentiell durch die Abbildungslinsen 64a bis 64e transmittiert und tritt in die Glasabdeckung 44 ein. Das Licht, das in die Glasabdeckung 44 eingetreten ist, wird durch die Glasabdeckung 44, die On-Chip-Linse 37, das Farbfilter 36 und dergleichen transmittiert und tritt in den fotoelektrischen Umwandlungsteil 12 innerhalb des Substrats 11 ein (siehe 3). Die Abbildungslinsen 64a bis 64e sind Beispiele für die zweite Linse der vorliegenden Offenbarung.
  • 7A zeigt einen Zustand des Lichts, das von den Abbildungslinsen 64a bis 64e zu dem Substrat 11 propagiert. 7A zeigt Strahlen, die in den zentralen Teil des Chips 6 1' eintreten, Strahlen, die in einen äußeren Peripherieteil des Chips 6 1' eintreten, und Strahlen, die zwischen dem zentralen Teil und dem äußeren Peripherieteil des Chips 61' eintreten.
  • Probleme der elektronischen Vorrichtung des Vergleichsbeispiels aus Ausführungsform 1 werden als Nächstes unter Bezugnahme auf 7B beschrieben. 7B zeigt einen longitudinalen Querschnitt der elektronischen Vorrichtung des Vergleichsbeispiels. Die elektronische Vorrichtung des Vergleichsbeispiels weist die gleichen Bestandsteile wie die elektronische Vorrichtung aus Ausführungsform 1 auf und die Glasabdeckung 44 des Vergleichsbeispiels beinhaltet eine flache obere Oberfläche S.
  • Bei dem Vergleichsbeispiel wird ein Reflexionsbeugungs-Flare in der Festkörperbildgebungseinrichtung erzeugt, wenn die Empfindlichkeit der Festkörperbildgebungseinrichtung zunimmt, und die Bildqualität wird dadurch negativ beeinflusst. Das Reflexionsbeugungs-Flare wird zum Beispiel erzeugt, wenn die Helligkeit des Lichts, das in den zentralen Teil der Festkörperbildgebungseinrichtung (zentraler Teil des Chips 61') eintritt, hoch ist. Die Festkörperbildgebungseinrichtung dieses Vergleichsbeispiels weist eine dünne Plattenform auf, daher neigt die Reflexionsbeugung dazu, innerhalb der Festkörperbildgebungseinrichtung aufzutreten.
  • 7B zeigt das Einfallslicht L, das in das Substrat 11 eintritt, und die reflektierten Lichter L1, L2 und L3, die innerhalb des Substrats 11 reflektiert werden, als ein Beispiel. Wie in 7B gezeigt, bewirkt das Einfallslicht L, das in das Substrat 11 eingetreten ist, eine Reflexionsbeugung und wird zu gebeugtem Licht (reflektiertem Licht). Das gebeugte Licht, das in 7B gezeigt ist, entspricht einem gebeugten Licht dritter Ordnung. Ein Teil des gebeugten Lichts tritt erneut in das Substrat 11 ein, wie als das reflektierte Licht L3 gezeigt ist.
  • Hier tritt, falls das Einfallslicht L in den äußeren Peripherieteil der Festkörperbildgebungseinrichtung eintritt, das reflektierte Licht L3 größtenteils nicht erneut in das effektive Pixelgebiet 61a ein, sondern in das äußere Peripheriegebiet 61b, daher wird ein dadurch bewirkter negativer Einfluss auf die Bildqualität kein signifikantes Problem. Im Fall des Einfallslichts L, das in den zentralen Teil der Festkörperbildgebungseinrichtung eintritt, tritt jedoch das reflektierte Licht L3 größtenteils erneut in das effektive Pixelgebiet 61a ein und der dadurch bewirkte negative Einfluss auf die Bildqualität neigt dazu, ein Problem zu werden.
  • Falls die Glasabdeckung 44 dieses Vergleichsbeispiels aus einem üblichen Glas gebildet wird, beträgt die Totalreflexionsbedingung der Glasabdeckung 44 etwa 43°. Die Totalreflexionsbedingung ist ein Minimalwert eines Einfallswinkels, unter dem die Reflexion des Lichts 100 % wird, wenn das Licht von einem Medium mit einem höheren Brechungsindex in ein Medium mit einem niedrigeren Brechungsindex eintritt. Da die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 dieses Vergleichsbeispiels der Luft ausgesetzt ist, ist das Medium mit einem höheren Brechungsindex hier Glas und ist das Medium mit einem niedrigeren Brechungsindex hier die Luft. Die Einfallswinkel der reflektierten Lichter L1, L2 und L3 mit Bezug auf die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 sind ein Winkel kleiner als 43°, 43° bzw. ein Winkel größer als 43°.
  • Daher erfährt das gebeugte Licht, dessen Einfallswinkel zwischen der Glasabdeckung 44 und der Luft 43° oder mehr beträgt, eine Totalreflexion und das gebeugte Licht, dessen Einfallswinkel kleiner als 43° ist, wird an die Luft ausgegeben. Die Intensität des gebeugten Lichts, das oberhalb der Glasabdeckung 44 beobachtet wird, ändert sich erheblich an der Grenze der Totalreflexion. Zum Beispiel ist die Intensität des gebeugten Lichts auf einer Seite der Totalreflexionsgrenze näherungsweise 10-mal die Intensität des gebeugten Lichts auf der anderen Seite der Totalreflexionsgrenze. Diese Totalreflexionsgrenze wird zu einer Ursache eines ringförmigen Flares. Es ist wünschenswert, die Erzeugung eines solchen Flares zu reduzieren.
  • 8 zeigt Querschnittsansichten, die einen Zustand einer Propagation von Licht innerhalb der Festkörperbildgebungseinrichtung des Vergleichsbeispiels von Ausführungsform 1 und einen Zustand einer Propagation von Licht innerhalb der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellen.
  • 8A zeigt einen longitudinalen Querschnitt der Glasabdeckung 44 des Vergleichsbeispiels von Ausführungsform 1. Wie zuvor erwähnt, erfährt an der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 dieses Vergleichsbeispiels das Totalreflexionslicht, das in die obere Oberfläche S von der Glasabdeckung 44 eintritt, eine Totalreflexion.
  • 8B zeigt einen longitudinalen Querschnitt der Glasabdeckung 44 der Ausführungsform 1. Die Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 weist mehrere hervorstehende Teile 44b auf, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 angeordnet sind. Insbesondere beinhaltet die Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 einen Haupteinheitsteil 44a und diese hervorstehenden Teile 44b, und diese hervorstehenden Teile 44b stehen von dem Haupteinheitsteil 44a in der +Z-Richtung hervor. Der Haupteinheitsteil 44a und diese hervorstehenden Teile 44b aus Ausführungsform 1 sind aus einem gleichen Glas gebildet. Die Form jedes hervorstehenden Teils 44b bei Ausführungsform 1 ist ein Zylinder.
  • Die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 beinhaltet eine obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und eine obere Oberfläche S2 jedes hervorstehenden Teils 44b. Die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und die obere Oberfläche S2 jedes hervorstehenden Teils 44b sind durch eine Seitenoberfläche S3 des hervorstehenden Teils 44b verbunden. Im weiteren Sinn ist die Seitenoberfläche S3 auch ein Teil der oberen Oberfläche S. Die hervorstehenden Teile 44b werden auf der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 durch Verarbeiten der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 durch zum Beispiel Ätzen gebildet. Die obere Oberfläche S 1 entspricht der oberen Oberfläche, die durch das Ätzen verarbeitet wird, und die obere Oberfläche S2 entspricht der oberen Oberfläche, die nicht durch das Ätzen verarbeitet wird.
  • Wie zuvor beschrieben, ist die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 keine einfache Ebene, sondern ist eine geprägte Oberfläche, wobei feine Unregelmäßigkeiten durch die hervorstehenden Teile 44b gebildet sind. Daher tritt, selbst wenn Licht von der Glasabdeckung 44 unter einem Winkel in die obere Oberfläche S eintritt, bei dem eine Totalreflexion auftreten würde, falls die obere Oberfläche S eine einfache Ebene wäre, eine Totalreflexion in Abhängigkeit von der Einfallsposition des Lichts aufgrund des Einflusses der Unregelmäßigkeiten möglicherweise nicht auf. Zum Beispiel zeigt 8B einen Zustand, in dem das Licht, das in die Seitenoberfläche S3 des hervorstehenden Teils 44b eingetreten ist, in die Luft ausgegeben wird. Dadurch kann das Auftreten einer Totalreflexion reduziert werden und kann die Erzeugung eines Flares reduziert werden.
  • 8C zeigt den longitudinalen Querschnitt der Glasabdeckung 44 einer Modifikation von Ausführungsform 1. Die Glasabdeckung 44 dieser Modifikation weist auch mehrere hervorstehende Teile 44b auf, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 gebildet sind. Die Form jedes hervorstehenden Teils 44b dieser Modifikation ist jedoch ein Kegel. Mit anderen Worten kann die Form jedes hervorstehenden Teils 44b eine Form außer einem Zylinder sein. Die anderen Beispiele für die Form jedes hervorstehenden Teils werden später beschrieben.
  • Die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 dieser Modifikation beinhaltet die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und eine obere Oberfläche S4 jedes hervorstehenden Teils 44b. Die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und die obere Oberfläche S4 jedes hervorstehenden Teils 44b sind direkt verbunden. Bei dieser Modifikation ist die obere Oberfläche S 1 eine horizontale Oberfläche, die parallel zu der XY-Ebene ist, und ist die obere Oberfläche S4 eine geneigte Ebene, die von der XY-Ebene geneigt ist.
  • 8C zeigt einen Zustand, in dem Licht, das in die obere Oberfläche S4 des hervorstehenden Teils 44b eingetreten ist, in die Luft ausgegeben wird. Dadurch kann das Auftreten einer Totalreflexion reduziert werden und kann die Erzeugung eines Flares reduziert werden.
  • 9 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 darstellen. 9A zeigt einen longitudinalen Querschnitt der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1, genauso wie in 8B. 9B zeigt einen transversalen Querschnitt der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1. 9B zeigt den transversalen Querschnitt entlang der A-A'-Linie, die in 9A gezeigt ist, und 9A zeigt den longitudinalen Querschnitt entlang der B-B'-Linie, die in 9B gezeigt ist.
  • Wie zuvor erwähnt, beinhaltet die Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 den Haupteinheitsteil 44a und die mehreren hervorstehenden Teile 44b. Diese hervorstehenden Teile 44b sind auf der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 in einer zweidimensionalen Arrayform, insbesondere in einer dreieckigen Gitterform gebildet (siehe 9B). Da die Form jedes hervorstehenden Teils 44b ein Zylinder ist, ist die planare Form jedes hervorstehenden Teils 44b ein Kreis (siehe 9B). Der Haupteinheitsteil 44a und die hervorstehenden Teile 44b sind aus SiO2 gebildet (Si gibt Silicium an, O gibt Sauerstoff an). Die hervorstehenden Teile 44b aus Ausführungsform 1 sind nicht durch eine andere Schicht bedeckt, sondern sind der Luft ausgesetzt.
  • 9A und 9B zeigen die Höhe H des hervorstehenden Teils 44b, den Durchmesser R des hervorstehenden Teils 44b und das Rastermaß P der hervorstehenden Teile 44b. Das Rastermaß P der hervorstehenden Teile 44b entspricht der Zentrumsentfernung zwischen den nächstgelegenen hervorstehenden Teilen 44b. 9B zeigt auch die Zentrumsentfernung P' zwischen den nächsten nächstgelegenen hervorstehenden Teilen 44b. P und P' weisen eine Beziehung von P' = √3 × P auf. 9A zeigt auch einen Einfallswinkel θ des Lichts, das von dem Substrat 11 die Oberfläche S des Glassubstrats 44 erreicht. Der Einfallswinkel θ gibt einen Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung des Lichts und der +Z-Richtung an. Die Höhe H, der Durchmesser R und das Rastermaß P aus Ausführungsform 1 sind 300 nm, 300 nm bzw. 400 nm. Diese Abmessungen werden später ausführlich beschrieben.
  • 10 zeigt einen Graphen zum Erklären der Höhe H gemäß Ausführungsform 1. Dieser Graph wurde durch eine Berechnung unter Verwendung des FDTD-Verfahrens (gleiches gilt für andere Graphen, die nachfolgend beschrieben sind) erlangt.
  • 10A zeigt eine Beziehung zwischen der Höhe H und dem Transmissionsgrad eines 0°-Einfallslichts, das von der Luft in die Glasabdeckung 44 eintritt. Das 0°-Einfallslicht ist ein Einfallslicht, dessen Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung des Lichts und der -Z-Richtung 0° beträgt, das heißt ein Einfallslicht, das sich in der -Z-Richtung ausbreitet. 10B zeigt ein Beispiel für das Einfallslicht, das reflektierte Licht, das transmittierte Licht nullter Ordnung und das transmittierte gebeugte Licht. Falls die Menge des transmittierten gebeugten Lichts hoch ist, wird das Bild verwackelt, daher wird es bevorzugt, dass die Menge des transmittierten gebeugten Lichts niedrig ist und die Menge des transmittierten Lichts nullter Ordnung hoch ist. Es wird auch bevorzugt, dass die Menge des reflektierten Lichts gering ist.
  • 10A zeigt den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung und den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt (Transmissionsgradwerte des transmittierten Lichts nullter Ordnung und des transmittierten gebeugten Lichts). In 10A wird die Höhe H auf verschiedene Werte geändert, während der Durchmesser auf 0,3 µm und das Rastermaß P auf 0,4 µm festgesetzt sind. Gemäß 10A werden sowohl der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung und der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts auf näherungsweise 100 % beibehalten, selbst wenn sich die Höhe H zwischen 0,1 µm und 1,0 µm ändert. Das heißt, dass hinsichtlich der Optimierung dieser Transmissionsgradwerte die Höhe H ein beliebiger Wert in dem Bereich von 0,1 µm bis 1,0 µm sein kann.
  • 11 zeigt einen Graphen zum Erklären der Höhe H gemäß Ausführungsform 1.
  • 11A zeigt eine Beziehung zwischen der Höhe H und dem Transmissionsgrad eines 43°-Einfallslichts, das von der Luft in die Glasabdeckung 44 eintritt. Das 43°-Einfallslicht ist ein Einfallslicht, dessen Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung des Lichts und der +Z-Richtung 43° beträgt, das heißt ein Einfallslicht, dessen zuvor genannter Einfallswinkel θ 43° beträgt. 11B zeigt ein Beispiel für das Einfallslicht, das reflektierte Licht, das transmittierte Licht nullter Ordnung und das transmittierte gebeugte Licht. Dieses reflektierte Licht bewirkt ein Flare. Es ist vorteilhaft, dass die Menge des transmittierten Lichts hoch ist, da das reflektierte Licht abnimmt, wenn das transmittierte Licht zunimmt.
  • 11A zeigt den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung und den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt. In 11A wird die Höhe H auf verschiedene Werte geändert, während der Durchmesser auf 0,3 µm und das Rastermaß P auf 0,4 µm festgesetzt sind. Gemäß 11A sind diese Transmissionsgradwerte am höchsten, wenn die Höhe H 0,3 µm beträgt, und nehmen ab, wenn die Höhe H von 0,3 µm abweicht. Insbesondere nehmen die Transmissionsgradwerte plötzlich ab, wenn die Höhe H von 0,3 µm abnimmt. Zum Beispiel ist der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung bei H = 0,13 µm näherungsweise gleich dem Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung bei H = 1,00 µm, das heißt, der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung, wenn die Höhe geringer als 0,13 µm ist, ist niedriger als der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung, wenn die Höhe H 1,00 µm ist. Ein solch niedriger Transmissionsgrad ist nicht wünschenswert. Daher wird es bevorzugt, dass die Höhe H aus Ausführungsform 1 0,13 bis 1,00 µm (0,13 µm ≤ H ≤ 1,00 µm) ist.
  • Die bevorzugte Bedingung der Höhe H ist immer noch die gleiche, selbst wenn die Wellenlänge des Lichts berücksichtigt wird. Gemäß 11A sind der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung und der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt am höchsten, wenn die Höhe H 0,3 µm beträgt. Dies entspricht einem Zyklus einer Wellenlänge. Das 43°-Einfallslicht breitet sich jedoch in einem geneigten Zustand mit Bezug auf die +Z-Richtung aus, daher muss, um die Bedingung der Höhe H für das 43°-Einfallslicht zu bestimmen, der eine Zyklus einer Wellenlänge in dem geneigten Zustand berücksichtigt werden. Daher wird es im Fall des Berücksichtigens des einen Zyklus einer Wellenlänge in dem geneigten Zustand bevorzugt, dass die Höhe H eine Länge von 1/4 bis 2 Wellenlängen aufweist. Die Länge von 1/4 Wellenlänge ist näherungsweise 0,13 µm und die Länge von 2 Wellenlängen ist näherungsweise 1,00 µm. Die Werte 0,13 µm und 1,00 µm weichen geringfügig von der genauen 1/4 Wellenlänge bzw. 2 Wellenlängen ab, aber dies liegt darin begründet, dass ein Fall des Ersetzens der Glasabdeckung 44, die aus SiO2 (Brechungsindex: 1,45) gebildet ist, mit einer Abdeckung, die aus einem anderen Material gebildet ist, auch berücksichtigt wird. Ein Beispiel für ein solches Material ist TiO2 (Brechungsindex: 2,5) (Ti gibt Titan an).
  • Der Winkel von 43° des 43°-Einfallslichts entspricht der zuvor genannten Totalreflexionsbedingung. Daher kann gemäß Ausführungsform 1 eine Erzeugung der Totalreflexion effektiv reduziert werden, indem die Höhe H auf 0,13 bis 1,00 µm eingestellt wird.
  • 12 ist ein Graph zum Erklären des Rastermaßes P gemäß Ausführungsform 1.
  • 12 zeigt eine Beziehung zwischen dem Rastermaß P und dem Transmissionsgrad eines 0°-Einfallslichts, das von der Luft in die Glasabdeckung 44 eintritt. Insbesondere zeigt 12 den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung und den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt. In 12 wird das Rastermaß P auf verschiedene Werte geändert, während die Höhe H auf 0,3 µm festgesetzt wird. Der Durchmesser R wird so geändert, dass das nachfolgend erwähnte Packungsverhältnis (R/P) auf 0,75 beibehalten wird.
  • Gemäß 12 ist, falls das Rastermaß P 0,70 µm oder weniger beträgt, der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung näherungsweise gleich dem Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt, falls aber das Rastermaß P größer als 0,70 µm ist, ist der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung niedriger als der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt. Dies bedeutet, dass das transmittierte gebeugte Licht zunimmt, wenn das Rastermaß P mehr als 0,70 µm beträgt. Wie zuvor erwähnt, ist es nicht wünschenswert, dass die Menge des transmittierten gebeugten Lichts hoch ist. Daher wird es bevorzugt, dass das Rastermaß P aus Ausführungsform 1 0,70 µm oder weniger beträgt.
  • Andererseits ist ein kleines Rastermaß P wünschenswert hinsichtlich des Reduzierens des transmittierten Lichts, ist aber nicht wünschenswert hinsichtlich der Einfachheit des Bildens der hervorstehenden Teile 44b. Falls zum Beispiel das Rastermaß P klein ist, werden Fotolithografie und Ätzen zum Bilden der hervorstehenden Teile 44b schwierig. Daher wird es bevorzugt, dass die untere Grenze des erwünschten Rastermaßes P etwa 1/3 der oberen Grenze des erstwünschten Rastermaßes P (0,70 µm), das heißt etwa 0,23 µm, ist. Dieser Wert von 0,23 µm ist nahe dem optimalen Wert der Höhe H (0,3 µm), daher ist er hinsichtlich der Form des hervorstehenden Teils 44b ebenfalls vorteilhaft. Falls das Rastermaß P beträchtlich kleiner als die Höhe H ist, wird die Form des hervorstehenden Teils 44b länglich und wird eine Zuverlässigkeit des hervorstehenden Teils 44b verringert. Daher wird es bevorzugt, dass das Rastermaß P aus Ausführungsform 1 0,23 bis 0,70 µm (0,23 µm ≤ P ≤ 0,70 µm) ist. Die bevorzugte Bedingung das Rastermaßes P ist immer noch die gleiche, selbst wenn die Wellenlänge von Licht berücksichtigt wird.
  • 13 zeigt einen Graphen zum Erklären des Rastermaßes P gemäß Ausführungsform 1.
  • 13 zeigt eine Beziehung zwischen dem Rastermaß P und dem Transmissionsgrad eines 43°-Einfallslichts, das von der Glasabdeckung 44 in die Luft eintritt. Insbesondere zeigt 13 den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung und den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt. In 13 wird das Rastermaß P auf verschiedene Werte geändert, während die Höhe H auf 0,3 µm festgesetzt wird. Der Durchmesser R wird so geändert, dass das nachfolgend erwähnte Packungsverhältnis (R/P) auf 0,75 beibehalten wird.
  • In 13 sind der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung und der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt näherungsweise konstant, wenn das Rastermaß P 0,23 bis 0,70 µm beträgt. Daher wird es bevorzugt, dass das Rastermaß P aus Ausführungsform 1 0,23 bis 0,70 µm ist, selbst wenn das Ergebnis aus 13 betrachtet wird.
  • 14 zeigt einen Graphen zum Erklären des Packungsverhältnisses R/P gemäß Ausführungsform 1.
  • 14 zeigt eine Beziehung zwischen dem Packungsverhältnis R/P des hervorstehenden Teils 44b auf der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 und dem Transmissionsgrad des 0°-Einfallslichts, das von der Luft in die Glasabdeckung 44 eintritt. 14 zeigt den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt. Das Packungsverhältnis R/P gibt die Größe der oberen Oberfläche S2 des hervorstehenden Teils 44b mit Bezug auf die obere Oberfläche S (= S1 + S2) der Glasabdeckung 44 an und ist ein Wert, der durch Teilen des Durchmessers R durch das Rastermaß P bestimmt wird. In 14 wird das Packungsverhältnis R/P auf verschiedene Werte geändert, während die Höhe H auf 0,3 µm und der Durchmesser auf 0,3 µm festgesetzt wird. Die Wellenlänge des 0°-Einfallslichts ist hier 0,55 µm.
  • Gemäß 14 nimmt der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt ab, wenn das Packungsverhältnis R/P abnimmt. Insbesondere beginnt, wenn das Packungsverhältnis R/P kleiner als 0,6 (60 %) wird, der Transmissionsgrad, von 100 % abzufallen, und wird, während das Packungsverhältnis R/P weiter von 0,35 (35 %) bis 0,3 (30 %) abfällt, der Transmissionsgrad kleiner als 80 %. Wie zuvor erwähnt, ist es nicht wünschenswert, dass das transmittierte Licht abnimmt und das reflektierte Licht zunimmt. Daher ist das Packungsverhältnis R/P aus Ausführungsform 1 bevorzugt 35 % oder mehr (R/P ≥ 0,35) und ist sogar besonders bevorzugt 60 % oder mehr (R/P ≥ 0,6).
  • 15 zeigt einen Graphen zum Erklären des Packungsverhältnisses R/P gemäß Ausführungsform 1.
  • 15 zeigt eine Beziehung zwischen dem Packungsverhältnis R/P des hervorstehenden Teils 44b auf der oberen Oberfläche S der Glasabdeckung 44 und dem Transmissionsgrad des 43°-Einfallslichts, das von der Glasabdeckung 44 in die Luft eintritt. 15 zeigt den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung und den Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt. In 15 wird das Packungsverhältnis R/P auf verschiedene Werte geändert, während die Höhe H auf 0,3 µm und der Durchmesser auf 0,3 µm festgesetzt wird. Die Wellenlänge des 0°-Einfallslichts ist hier 0,55 µm.
  • Gemäß 15 nimmt der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts nullter Ordnung zu, wenn das Packungsverhältnis R/P zunimmt, aber der Transmissionsgrad des transmittierten Lichts insgesamt nimmt zu, wenn das Packungsverhältnis R/P zunimmt, falls das Packungsverhältnis R/P kleiner als etwa 0,6 ist, und nimmt ab, wenn das Packungsverhältnis R/P abnimmt, falls das Packungsverhältnis R/P etwa 0,6 oder mehr ist. Wie zuvor erwähnt, ist es nicht wünschenswert, dass das transmittierte Licht abnimmt und das reflektierte Licht zunimmt. Daher ist das Packungsverhältnis R/P aus Ausführungsform 1 bevorzugt ein Wert nahe 60 % hinsichtlich des Optimierens des 43°-Einfallslichts.
  • Es wird bevorzugt, dass die Höhe H, der Durchmesser R und das Rastermaß P aus Ausführungsform 1 auf die zuvor genannten optimalen Werte eingestellt werden. Ferner wird es bei Ausführungsform 1 bevorzugt, dass eine Kombination aus diesen optimalen Werten verwendet wird. Zum Beispiel wird es bevorzugt, die Höhe H auf 0,13 bis 1,00 µm, das Rastermaß P auf 0,23 bis 0,70 µm und das Packungsverhältnis R/P auf 35 % oder mehr einzustellen. Dadurch können sowohl der Transmissionsgrad des 0°-Einfallslichts, das von der Luft in die Glasabdeckung 44 eintritt, und der Transmissionsgrad des 43°-Einfallslichts, das von der Glasabdeckung 44 in die Luft eintritt, auf optimale Werte angepasst werden. Zum Beispiel können die Form und die Anordnung der hervorstehenden Teile 44b so eingestellt werden, dass 97 % oder mehr des transmittierten Lichts des 0°-Einfallslichts zu nichtgebeugtem Licht (transmittiertes Licht nullter Ordnung) werden und 30 % oder mehr des transmittierten Lichts des 43°-Einfallslichts zu nichtgebeugtem Licht (transmittiertem Licht nullter Ordnung) werden. Dadurch kann eine Festkörperbildgebungseinrichtung mit gewünschten Kameracharakteristiken implementiert werden.
  • Wie zuvor erwähnt, sind die Höhe H, der Durchmesser R und das Rastermaß P aus Ausführungsform 1 300 nm, 300 nm bzw. 400 nm. In dem Ergebnis der Berechnung basierend auf dem FDTD-Verfahren, das unter Verwendung dieser Abmessungen durchgeführt wird, werden 98,5 % des transmittierten Lichts des 0°-Einfallslichts zu transmittiertem Licht nullter Ordnung und werden 44,7 % des transmittierten Lichts des 43°-Einfallslichts zu dem transmittierten Licht nullter Ordnung. Dies gibt an, dass die Erzeugung eines Flares effektiv dadurch reduziert werden kann.
  • Wie zuvor beschrieben, beinhaltet die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 die Glasabdeckung 44, die über die On-Chip-Linsen 37 auf dem Substrat 11 angeordnet ist, und die Glasabdeckung 44 beinhaltet mehrere hervorstehende Teile 44b, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf den oberen Oberflächen S der Glasabdeckung 44 angeordnet sind. Daher kann gemäß Ausführungsform 1 die Glasabdeckung 44 geeignet auf dem Substrat 11 angeordnet werden, das den fotoelektrischen Umwandlungsteil 12 beinhaltet. Zum Beispiel kann unter Verwendung der hervorstehenden Teile, 44b der negative Einfluss der Reflexionsbeugung innerhalb der Glasabdeckung 44 auf ein Bild reduziert werden.
  • Nun werden die Strukturen von Festkörperbildgebungseinrichtungen aus Ausführungsformen 2 bis 11 beschrieben. Für die Festkörperbildgebungseinrichtungen dieser Ausführungsformen werden hauptsächlich Unterschiedene von der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 beschrieben und eine Beschreibung der Struktur, die mit der Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 gemein ist, wird weggelassen, außer eine solche Beschreibung ist notwendig.
  • (Ausführungsform 2)
  • 16 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 2 darstellen. 16A ist eine Longitudinalquerschnittsansicht und 16B ist eine Transversalquerschnittsansicht (das gleiche gilt für 17 bis 25, die nachfolgend beschrieben sind).
  • Die hervorstehenden Teile 44b aus Ausführungsform 2 sind in einer zweidimensionalen Arrayform angeordnet, genauso wie die hervorstehenden Teile 44b aus Ausführungsform 1, sind aber im Gegensatz zu den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 1 in einer Quadratgitterform angeordnet. 16B zeigt das Rastermaß P der hervorstehenden Teile 44b, welches die Zentrumsentfernung zwischen den nächstgelegenen hervorstehenden Teilen 44b ist, und die Zentrumsentfernung P'' zwischen den nächsten nächstgelegenen hervorstehenden Teilen. P und P' aus Ausführungsform 1 weisen eine Beziehung von P' = √3 × P auf, während P und P" aus Ausführungsform 2 eine Beziehung von P" = √2 × P aufweisen.
  • Die hervorstehenden Teile 44b aus Ausführungsform 1 weisen nicht nur die zyklische Struktur der Entfernung P auf, sondern weisen auch die zyklische Struktur der Entfernung P' auf, daher beeinflusst die zyklische Struktur der Entfernung P' auch die Reflexionsbeugung. Auf die gleiche Weise weisen die hervorstehenden Teile 44b aus Ausführungsform 2 nicht nur die zyklische Struktur der Entfernung P auf, sondern weisen auch die zyklische Struktur der Entfernung P'' auf, daher beeinflusst die zyklische Struktur der Entfernung P" auch die Reflexionsbeugung. Jedoch ist das Verhältnis von P" und P (P''/P) kleiner als das Verhältnis von P' und P (P'/P), was bedeutet, dass der Einfluss der zyklischen Struktur der Entfernung P'' normalerweise größer als der Einfluss der zyklischen Struktur der Entfernung P' ist. Daher wird es, um den Einfluss der zyklischen Struktur der nächsten nächstgelegenen hervorstehenden Teile 44b aufeinander zu reduzieren, bevorzugt, ein dreieckiges Gitter, wie in Ausführungsform 1, anstelle des Quadratgitters, wie in Ausführungsform 2, zu verwenden.
  • (Ausführungsform 3)
  • 17 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 3 darstellen.
  • Die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 3 beinhaltet eine lichtdurchlässige Abdeckung 44' anstelle der Glasabdeckung 44. Die hervorstehenden Teile 44b der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 1 sind aus SiO2 gebildet, aber die hervorstehenden Teile 44b' aus Ausführungsform 3 sind aus TiO2 gebildet. Dadurch können Effekte ähnlich den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 1 erlangt werden. Die lichtdurchlässige Abdeckung 44' ist ein Beispiel für das lichtdurchlässige Element der vorliegenden Offenbarung.
  • Die lichtdurchlässige Abdeckung 44' aus Ausführungsform 3 beinhaltet einen Haupteinheitsteil 44a' und mehrere hervorstehende Teile 44b', die von dem Haupteinheitsteil 44a' in der +Z-Richtung hervorstehen. Der Haupteinheitsteil 44a' kann aus TiO2 gebildet werden, genauso wie die hervorstehenden Teile 44b', kann aber aus einem Material außer TiO2 (z. B. SiO2) gebildet werden.
  • Die hervorstehenden Teile 44b' aus Ausführungsform 3 können aus einem Material außer SiO2 und TiO2 gebildet werden. Beispiele für ein solches Material sind SiN, Al2O3, HfO2, TiO2 und STO (Strontiumtitanoxid). Hier gibt N Stickstoff an, gibt Al Aluminium an und gibt Hf Hafnium an.
  • (Ausführungsform 4)
  • 18 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 4 darstellen.
  • Wie in 18A gezeigt, beinhaltet jeder hervorstehende Teil 44b aus Ausführungsform 4 einen unteren Teil 45 und einen oberen Teil 46, der auf dem unteren Teil 45 angeordnet ist. Die Formen des unteren Teils 45 und des oberen Teils 46 sind beide zylindrisch. Die Projektionsfläche des oberen Teils 46 ist jedoch so eingestellt, dass sie größer als die Projektionsfläche des unteren Teils 45 ist. Die Projektionsflächen des unteren Teils 45 und des oberen Teils 46 sind Flächen, die erlangt werden, wenn der untere Teil 45 und der obere Teil 46 jeweils auf die XY-Ebene projiziert werden, und sind gleich den Flächen der transversalen Querschnitte des unteren Teils 45 bzw. des oberen Teils 46 bei Ausführungsform 4. Der untere Teil 45 ist ein Beispiel für den ersten Teil der vorliegenden Offenbarung und der obere Teil 46 ist ein Beispiel für den zweiten Teil der vorliegenden Offenbarung.
  • 18A gibt eine Höhe H1 des unteren Teils 45 und eine Höhe H2 des oberen Teils 46 an. Diese Höhen H1 und H2 weisen eine Beziehung von H = H1 + H2 auf. 18B gibt einen Durchmesser R1 des unteren Teils 45 und einen Durchmesser R2 des oberen Teils 46 an. Diese Durchmesser R1 und R2 weisen eine Beziehung von R2 > R1 auf. Ein Beispiel für die Werte dieser Abmessungen ist: H1 = 300 nm, H2 = 300 nm, R1 = 160 nm und R2 = 320 nm. Sowohl der untere Teil 45 als auch der obere Teil 46 aus Ausführungsform 4 sind aus SiO2 gebildet.
  • Gemäß Ausführungsform 4 kann der hervorstehende Teil 44b mit einer Form nahe einem Kegel oder der hervorstehende Teil 44b mit einer Longitudinalquerschnittsform nahe einem Trapez einfach gebildet werden. Ferner kann gemäß Ausführungsform 4 der Propagationsweg des Lichts durch Ändern des Verhältnisses von H1 und H2 oder durch Ändern des Verhältnisses von R1 und R2 angepasst werden.
  • (Ausführungsform 5)
  • 19 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 5 darstellen.
  • Wie in 19A gezeigt, beinhaltet jeder hervorstehende Teil 44b aus Ausführungsform 5 einen unteren Teil 47 und einen oberen Teil 48, der auf dem unteren Teil 47 angeordnet ist. Die Formen des unteren Teils 47 und des oberen Teils 48 sind beide zylindrisch. Die Projektionsfläche des oberen Teils 48 ist jedoch so eingestellt, dass sie kleiner als die Projektionsfläche des unteren Teils 47 ist. Die Projektionsflächen des unteren Teils 47 und des oberen Teils 48 sind Flächen, die erlangt werden, wenn der untere Teil 47 und der obere Teil 48 jeweils auf die XY-Ebene projiziert werden, und sind gleich den Flächen der transversalen Querschnitte des unteren Teils 47 bzw. des oberen Teils 48 aus Ausführungsform 5. Der untere Teil 47 ist ein Beispiel für den ersten Teil der vorliegenden Offenbarung und der obere Teil 48 ist ein Beispiel für den zweiten Teil der vorliegenden Offenbarung.
  • 19A gibt eine Höhe H3 des unteren Teils 47 und eine Höhe H4 des oberen Teils 48 an. Diese Höhen H3 und H4 weisen eine Beziehung von H = H3 + H4 auf. 19B gibt einen Durchmesser R3 des unteren Teils 47 und einen Durchmesser R4 des oberen Teils 48 an. Diese Durchmesser R3 und R4 weisen eine Beziehung von R4 < R3 auf. Ein Beispiel für die Werte dieser Abmessungen ist: H3 = 300 nm, H4 = 200 nm, R3 = 320 nm und R4 = 160 nm. Sowohl der untere Teil 47 als auch der obere Teil 48 aus Ausführungsform 5 sind aus SiO2 gebildet.
  • Gemäß Ausführungsform 5 kann der hervorstehende Teil 44b mit einer Form nahe einem Kegel oder der hervorstehende Teil 44b mit einer Longitudinalquerschnittsform nahe einem Trapez einfach gebildet werden. Ferner kann gemäß Ausführungsform 5 der Propagationsweg des Lichts durch Ändern des Verhältnisses von H3 und H4 oder durch Ändern des Verhältnisses von R3 und R4 angepasst werden.
  • (Ausführungsform 6)
  • 20 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 6 darstellen.
  • Wie in 20A gezeigt, ist die Form jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 6 ein Kegel. Die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 6 beinhaltet die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und die obere Oberfläche S4 jedes hervorstehenden Teils 44b. Die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und die obere Oberfläche S4 jedes hervorstehenden Teils 44b sind direkt verbunden. Bei Ausführungsform 6 ist die obere Oberfläche S1 eine horizontale Oberfläche, die parallel zu der XY-Ebene ist, und ist die obere Oberfläche S4 eine geneigte Oberfläche, die mit Bezug auf die XY-Ebene geneigt ist.
  • Die Verfahren zum Bestimmen der Höhe H, des Durchmessers R und des Rastermaßes P des hervorstehenden Teils 44b sind die gleichen wie im Fall von Ausführungsform 1 (siehe 9A und 9B). Der Durchmesser R des hervorstehenden Teils 44b gibt hier jedoch den Durchmesser des unteren Teils des hervorstehenden Teils 44b an. Die Werte der Höhe H, des Durchmessers R und des Rastermaßes P aus Ausführungsform 6 sind: zum Beispiel 240 nm, 293 nm bzw. 450 nm.
  • Gemäß den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 6 können Effekte ähnlich den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 1 erlangt werden.
  • (Ausführungsform 7)
  • 21 zeigt Querschnittsansichten einer Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 7.
  • Wie in 21A gezeigt, ist die Form jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 7 ein Kegel, dessen Spitze abgeschnitten ist. Dies bedeutet, dass die Longitudinalquerschnittsform (Vertikalquerschnittsform) jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 7 ein Trapez ist. Die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 7 beinhaltet die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a, die obere Oberfläche S4 jedes hervorstehenden Teils 44b und die obere Oberfläche S5 auf der Oberseite des hervorstehenden Teils 44b. Die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und die obere Oberfläche S5 des hervorstehenden Teils 44b sind über die obere Oberfläche S4 des hervorstehenden Teils 44b verbunden. Bei Ausführungsform 7 ist die obere Oberfläche S1 eine horizontale Oberfläche, die parallel zu der XY-Ebene ist, ist die obere Oberfläche S4 eine geneigte Oberfläche, die mit Bezug auf die XY-Ebene geneigt ist, und ist die obere Oberfläche S5 eine horizontale Oberfläche, die parallel zu der XY-Ebene ist.
  • Das Verfahren zum Bestimmen der Höhe H, des Durchmessers R und des Rastermaßes P des hervorstehenden Teils 44b ist das gleiche wie im Fall von Ausführungsform 1 (siehe 9A und 9B). Der Durchmesser R des hervorstehenden Teils 44b gibt hier jedoch den Durchmesser des unteren Teils des hervorstehenden Teils 44b an. Die Werte der Höhe H, des Durchmessers R und des Rastermaßes P aus Ausführungsform 7 sind: zum Beispiel 170 nm, 293 nm bzw. 450 nm. Der Durchmesser der oberen Oberfläche S5 aus Ausführungsform 7 ist zum Beispiel 146 nm.
  • Gemäß den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 7 können Effekte ähnlich den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 1 erlangt werden. Ferner kann gemäß Ausführungsform 7 ein hervorstehender Teil 44b mit einer Zwischencharakteristik zwischen dem zylindrischen hervorstehenden Teil 44b und dem kegelförmigen hervorstehenden Teil 44b implementiert werden.
  • (Ausführungsform 8)
  • 22 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 8 darstellen.
  • Wie in 20A gezeigt, ist die Form jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 8 eine Pyramide, insbesondere eine achtseitige Pyramide. Daher ist die planare Form jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 8 ein Polygon (Achteck), wie in 20B gezeigt. Die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 8 beinhaltet die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und die obere Oberfläche S4 jedes hervorstehenden Teils 44b. Die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und die obere Oberfläche S4 des hervorstehenden Teils 44b sind direkt verbunden. Bei Ausführungsform 8 ist die obere Oberfläche S 1 eine horizontale Oberfläche, die parallel zu der XY-Ebene ist, und ist die obere Oberfläche S4 eine geneigte Oberfläche, die mit Bezug auf die XY-Ebene geneigt ist.
  • Gemäß den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 8 können Effekte ähnlich den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 1 erlangt werden. Die Form jedes hervorstehenden Teils 44b kann eine Pyramide außer einer achtseitigen Pyramide sein. In diesem Fall ist die planare Form jedes hervorstehenden Teils 44b ein Polygon außer einem Achteck, wie etwa ein Dreieck, ein Quadrat und ein Sechseck. Die Form jedes hervorstehenden Teils 44b kann ein Prisma sein, wie etwa ein Dreiecksprisma, ein rechteckiges Prisma und ein sechseckiges Prisma. In diesem Fall ist die planare Form jedes hervorstehenden Teils 44b ein Polygon, wie etwa ein Dreieck, ein Quadrat und ein Sechseck.
  • (Ausführungsform 9)
  • 23 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 9 darstellen.
  • Wie in 23A gezeigt, ist die Form jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 9 eine Pyramide, deren Spitze abgeschnitten ist. Dies bedeutet, dass die Longitudinalquerschnittsform (Vertikalquerschnittsform) jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 9 ein Trapez ist. Die obere Oberfläche S der Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 9 beinhaltet die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a, die obere Oberfläche S4 jedes hervorstehenden Teils 44b und die obere Oberfläche S5 auf der Oberseite des hervorstehenden Teils 44b. Die obere Oberfläche S1 des Haupteinheitsteils 44a und die obere Oberfläche S5 des hervorstehenden Teils 44b sind über die obere Oberfläche S4 des hervorstehenden Teils 44b verbunden. Bei Ausführungsform 9 ist die obere Oberfläche S1 eine horizontale Oberfläche, die parallel zu der XY-Ebene ist, ist die obere Oberfläche S4 eine geneigte Oberfläche, die mit Bezug auf die XY-Ebene geneigt ist, und ist die obere Oberfläche S5 eine horizontale Oberfläche, die parallel zu der XY-Ebene ist.
  • Gemäß den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 9 können Effekte ähnlich den hervorstehenden Teilen 44b aus Ausführungsform 1 erlangt werden. Ferner kann gemäß Ausführungsform 9 ein hervorstehender Teil 44b mit einer Zwischencharakteristik zwischen dem hervorstehenden Teil 44b des Prismas und dem hervorstehenden Teil 44b der Pyramide implementiert werden. In diesem Fall kann eine Anzahl an Eckpunkten der unteren Fläche des Prismas oder eine Anzahl an Eckpunkten der unteren Fläche der Pyramide beliebig sein.
  • (Ausführungsform 10)
  • 24 zeigt Querschnittsansichten, die eine Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 10 darstellen.
  • Wie in 24A gezeigt, ist die Form jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 10 ein Zylinder, in dem ein vertiefter Teil 49 gebildet ist, der sich in der Z-Richtung erstreckt. Die Tiefe des vertieften Teils 49 aus Ausführungsform 10 ist gleich der Höhe H des hervorstehenden Teils 44b (siehe 9A), kann aber tiefer oder flacher als die Höhe H des hervorstehenden Teils 44b sein. Gemäß Ausführungsform 10 kann der Propagationsweg des Lichts durch Ändern der Form des vertieften Teils 49 angepasst werden.
  • (Ausführungsform 11)
  • 25 zeigt Querschnittsansichten, die eine Struktur einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 11 darstellen.
  • Wie in 25A gezeigt, ist die Form jedes hervorstehenden Teils 44b aus Ausführungsform 11 ein Kegel, in dem ein vertiefter Teil 49 gebildet ist, der sich in der Z-Richtung erstreckt. Die Tiefe des vertieften Teils 49 aus Ausführungsform 11 ist gleich der Höhe H des hervorstehenden Teils 44b, kann aber tiefer oder flacher als die Höhe H des hervorstehenden Teils 44b sein. Gemäß Ausführungsform 11 kann der Propagationsweg des Lichts durch Ändern der Form des vertieften Teils 49 angepasst werden.
  • Der vertiefte Teil 49 aus Ausführungsform 10 oder 11 kann innerhalb eines Festkörpers außer einem Zylinder und einem Kegel gebildet werden. Beispiele für den Festkörper sind ein Prisma und eine Pyramide. In diesem Fall kann eine Anzahl an Eckpunkten der unteren Fläche des Prismas oder eine Anzahl an Eckpunkten der unteren Fläche der Pyramide beliebig sein. Ferner kann die Form des vertieften Teils 49 aus Ausführungsform 10 oder 11 eine Form außer dem Zylinder sein und kann zum Beispiel ein Prisma sein. In diesem Fall kann ebenfalls eine Anzahl an Eckpunkten der unteren Fläche des Prismas beliebig sein.
  • (Graphen von Ausführungsformen 1 und 5)
  • 26 ist ein Graph zum Erklären des Transmissionsgrades bei Ausführungsform 1. 27 ist ein Graph zum Erklären des Reflexionsgrades bei Ausführungsform 1. Wie zuvor erwähnt, beinhaltet die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 mehrere hervorstehende Teile 44b mit jeweils einer zylindrischen Form.
  • 26 zeigt die Transmissionsgradgradwerte von Einfallslichtern, die von der Glasabdeckung 44 unter verschiedenen Einfallswinkeln in die Luft eintreten. 27 zeigt die Reflexionsgradwerte von Einfallslichtern, die von der Glasabdeckung 44 unter verschiedenen Einfallswinkeln in die Luft eintreten. Zum Vergleich zeigen 26 und 27 nicht nur Kurven 1 bis 3, die erlangt werden, falls die Glasabdeckung 44 die hervorstehenden Teile 44b beinhaltet, sondern auch Kurven 4 bis 6, die erlangt werden, falls die Glasabdeckung 44 die hervorstehenden Teile 44b nicht beinhaltet. Die Kurven 1 bis 3 zeigen die Transmissionsgradwerte, wenn die Wellenlängen der Einfallslichter 0,5 µm, 0,55 µm bzw. 0,6 µm sind. Auf die gleiche Weise zeigen die Kurven 4 bis 6 die Reflexionsgradwerte, wenn die Wellenlängen der Einfallslichter 0,5 µm, 0,55 µm bzw. 0,6 µm sind.
  • 26 zeigt, dass der Transmissionsgrad des Einfallslichts zunimmt, falls die hervorstehenden Teile 44b auf der Glasabdeckung 44 angeordnet sind. Falls zum Beispiel der Einfallswinkel 40° beträgt, sind die Transmissionsgradwerte der Kurven 4 bis 6 niedriger als 40 %, sind aber die Transmissionsgradwerte der Kurven 1 bis 3 höher als 80 %.
  • 27 zeigt, dass der Reflexionsgrad des Einfallslichts abnimmt, falls die hervorstehenden Teile 44b auf der Glasabdeckung 44 angeordnet sind. Falls zum Beispiel der Einfallswinkel 43° beträgt, sind die Reflexionsgradwerte der Kurven 4 bis 6 höher als 80 %, sind aber die Reflexionsgradwerte der Kurven 1 bis 3 niedriger als 40 %.
  • 28 ist ein Graph zum Erklären des Transmissionsgrades bei Ausführungsform 5. 29 ist ein Graph zum Erklären des Reflexionsgrades bei Ausführungsform 5. Die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 5 beinhaltet mehrere hervorstehende Teile 44b, die jeweils eine Form aufweisen, die durch den unteren Teil 47 bzw. den oberen Teil 48 gegeben ist, wie zuvor erwähnt.
  • 28 zeigt die Transmissionsgradgradwerte von Einfallslichtern, die von der Glasabdeckung 44 unter verschiedenen Einfallswinkeln in die Luft eintreten. 29 zeigt die Reflexionsgradwerte von Einfallslichtern, die von der Glasabdeckung 44 unter verschiedenen Einfallswinkeln in die Luft eintreten. Zum Vergleich zeigen 28 und 29 nicht nur Kurven 1 bis 3, die erlangt werden, falls die Glasabdeckung 44 die hervorstehenden Teile 44b beinhaltet, beinhalten aber auch Kurven 4 bis 6, die erlangt werden, falls die Glasabdeckung 44 die hervorstehenden Teile 44b nicht beinhaltet. Die Kurven 1 bis 3 zeigen Transmissionsgradwerte, wenn die Wellenlängen der Einfallslichter 0,5 µm, 0,55 µm bzw. 0,6 µm sind. Auf die gleiche Weise zeigen die Kurven 4 bis 6 Reflexionsgradwerte, wenn die Wellenlängen der Einfallslichter 0,5 µm, 0,55 µm bzw. 0,6 µm sind.
  • 28 zeigt, dass der Transmissionsgrad des Einfallslichts zunimmt, falls die hervorstehenden Teile 44b auf der Glasabdeckung 44 angeordnet sind. Falls zum Beispiel der Einfallswinkel 40° beträgt, sind die Transmissionsgradwerte der Kurven 4 bis 6 niedriger als 40 %, aber sind die Transmissionsgradwerte der Kurven 1 bis 3 höher als 80 %.
  • 29 zeigt, dass der Reflexionsgrad des Einfallslichts abnimmt, falls die hervorstehenden Teile 44b auf der Glasabdeckung 44 angeordnet sind. Falls zum Beispiel der Einfallswinkel 43° beträgt, sind die Reflexionsgradwerte der Kurven 4 bis 6 höher als 80 %, sind aber die Reflexionsgradwerte der Kurven 1 bis 3 niedriger als 40 %.
  • Wie zuvor beschrieben, kann gemäß Ausführungsformen 1 und 5 der negative Einfluss der Reflexionsbeugung innerhalb der Glasabdeckung 44 auf die Bildqualität reduziert werden, indem die hervorstehenden Teile 44b auf der Glasabdeckung 44 angeordnet werden. Das gleiche gilt für die anderen Ausführungsformen.
  • (Ausführungsform 12)
  • 30 und 31 zeigen Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 12 darstellen. Bei dem Verfahren aus Ausführungsform 12 wird die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 hergestellt, aber die Festkörperbildgebungseinrichtung der anderen Ausführungsformen können hergestellt werden, wie später beschrieben ist.
  • Zuerst wird das Substrat 11 vorbereitet (30A). Dann werden der fotoelektrische Umwandlungsteil 12 und dergleichen in dem Substrat 11 gebildet; die Verdrahtungsschichten 22 bis 24, der Zwischenschichtisolationsfilm 25 und dergleichen werden auf der vorderen Oberfläche des Substrats 11 gebildet; die On-Chip-Linse 37 und dergleichen werden auf der hinteren Oberfläche des Substrats 11 gebildet; und das Substrat 11 wird auf dem Stützsubstrat 21 angeordnet. Veranschaulichungen des fotoelektrischen Umwandlungsteils 12, der Verdrahtungsschichten 22 bis 24, des Zwischenschichtisolationsfilms 25, der On-Chip-Linsen 37, des Stützsubstrats 21 und dergleichen sind hier weggelassen.
  • Dann wird die Glasabdeckung 44 auf der hinteren Oberfläche des Substrats 11 über die On-Chip-Linsen 37 und das Glasversiegelungsharz 43 angebracht, die nicht veranschaulicht sind (30A). Die Glasabdeckung 44 aus Ausführungsform 12 ist zum Beispiel ein Glassubstrat.
  • Dann wird eine Fotolackschicht 71 auf der Glasabdeckung 44 gebildet ( 30B). Dann wird die Fotolackschicht 71 durch Lithografie unter Verwendung einer Fotomaske 72 belichtet (30C). 30C zeigt einen Abschirmungsteil 72a, der in der Fotomaske 72 enthalten ist. Licht, das nicht durch den Abschirmungsteil 72a abgeschirmt wurde, wird zu der Fotolackschicht 71 emittiert.
  • Dann wird die Fotolackschicht 71 durch Ätzen entwickelt (31A). Infolgedessen wird die Fotolackschicht 71 strukturiert, wie in 31A veranschaulicht ist. 31A zeigt mehrere Fotolackteile 71a, die übriggebliebene Teile der Fotolackschicht 71 sind.
  • Dann wird die Glasabdeckung 44 durch Ätzen unter Verwendung der Fotolackschicht 71 als eine Maske verarbeitet (31B). Infolgedessen wird die Form der Fotolackteile 71a auf die Glasabdeckung 44 transferiert und werden die mehreren hervorstehenden Teile 44b auf der oberen Oberfläche der Glasabdeckung 44 gebildet. 31B zeigt den Haupteinheitsteil 44a der Glasabdeckung 44 und diese hervorstehenden Teile 44b. Die hervorstehenden Teile 44b aus Ausführungsform 12 sind in einer zweidimensionalen Arrayform gebildet, wie zuvor erwähnt wurde.
  • Dann wird die Fotolackschicht 71 entfernt und wird die Glasabdeckung 44 gereinigt (31C). Auf diese Weise wird die Festkörperbildgebungseinrichtung aus Ausführungsform 1 hergestellt.
  • Eine beliebige der Festkörperbildgebungseinrichtungen aus Ausführungsformen 2 bis 11 kann unter Verwendung des Verfahrens aus Ausführungsform 12 hergestellt werden. Zum Beispiel kann im Fall des Festlegens der Form des hervorstehenden Teils 44b auf ein Prisma anstelle eines Zylinders die Form jedes Fotolackteils 71a auf ein Prisma anstelle eines Zylinders festgelegt werden. Im Fall des Festlegens der Form des hervorstehenden Teils 44b auf einen Kegel oder eine Pyramide kann die Form jedes Fotolackteils 71a auf einen Kegel oder eine Pyramide festgelegt werden oder kann die Glasabdeckung 44 durch das Ätzen in 31B rückgeätzt werden. Des Weiteren kann der vertiefte Teil 49 innerhalb jedes hervorstehenden Teils 44b durch das Ätzen in 31B oder eine andere Art von Ätzen gebildet werden.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden beschrieben, aber diese Ausführungsformen können auf verschiedene Arten innerhalb des Schutzumfangs ohne Abweichung von der Idee der Offenbarung modifiziert werden. Zum Beispiel können wenigstens zwei Ausführungsformen kombiniert werden.
  • Die vorliegende Offenbarung kann die folgende Konfiguration aufweisen.
    • (1) Eine Festkörperbildgebungseinrichtung, die Folgendes beinhaltet: ein Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet; eine Linse, die auf dem Substrat angeordnet ist; und ein lichtdurchlässiges Element, das auf der Linse angeordnet ist, wobei das lichtdurchlässige Element mehrere hervorstehende Teile beinhaltet, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements angeordnet sind.
    • (2) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei die Höhe des hervorstehenden Teils 0,13 bis 1,00 µm beträgt.
    • (3) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei ein Rastermaß der hervorstehenden Teile 0,23 bis 0,70 µm beträgt.
    • (4) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei ein Packungsverhältnis der hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements 35 % oder mehr beträgt.
    • (5) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (4), wobei das Packungsverhältnis der hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements 60 % oder mehr beträgt.
    • (6) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei die hervorstehenden Teile so angeordnet sind, dass 97 % oder mehr von transmittiertem Licht des Lichts, das in die obere Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements von einer Motivseite unter einem Einfallswinkel von 0° eingetreten ist, nichtgebeugtes Licht wird, und 30 % oder mehr von transmittiertem Licht des Lichts, das in die obere Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements von der Substratseite unter einem Einfallswinkel von 43° eingetreten ist, nichtgebeugtes Licht wird.
    • (7) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei die Form des hervorstehenden Teils ein Zylinder, ein Prisma, ein Kegel oder eine Pyramide ist.
    • (8) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei der hervorstehende Teil einen ersten Teil und einen zweiten Teil, der auf dem ersten Teil angeordnet ist und eine Projektionsfläche größer als der erste Teil aufweist, beinhaltet.
    • (9) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei der hervorstehende Teil einen ersten Teil und einen zweiten Teil, der auf dem ersten Teil angeordnet ist und eine Projektionsfläche kleiner als der erste Teil aufweist, beinhaltet.
    • (10) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei eine Form eines vertikalen Querschnitts des hervorstehenden Teils ein Trapez ist.
    • (11) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei der hervorstehende Teil einen vertieften Teil beinhaltet, der sich in der vertikalen Richtung innerhalb des hervorstehenden Teils erstreckt.
    • (12) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei eine planare Form des hervorstehenden Teils ein Kreis oder ein Polygon ist.
    • (13) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei die hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements in einer dreieckigen Gitterform gebildet sind.
    • (14) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei die hervorstehenden Teile der Luft ausgesetzt sind.
    • (15) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei der hervorstehende Teil aus SiO2, SiN, Al2O3, HfO2, TiO2 oder STO (Strontiumtitanoxid) (wobei Si Silicium ist, O Sauerstoff ist, N Stickstoff ist, Al Aluminium ist, Hf Hafnium ist und Ti Titan ist) gebildet ist.
    • (16) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei das lichtdurchlässige Element eine Glasabdeckung ist.
    • (17) Die Festkörperbildgebungseinrichtung nach (1), wobei das lichtdurchlässige Element an dem Substrat angehaftet ist.
    • (18) Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildgebungseinrichtung, welches folgende Schritte beinhaltet:
      • Anordnen eines lichtdurchlässigen Elements auf einem Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet, über eine Linse; und Bilden mehrerer hervorstehender Teile in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements.
    • (19) Verfahren zum Herstellen der Festkörperbildgebungseinrichtung nach (18), wobei die hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements durch Verarbeiten der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements durch Ätzen gebildet werden.
    • (20) Eine elektronische Vorrichtung, die Folgendes beinhaltet: ein Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet; eine erste Linse, die auf dem Substrat angeordnet ist; ein lichtdurchlässiges Element, das auf der Linse angeordnet ist; und eine zweite Linse, die oberhalb des lichtdurchlässigen Elements angeordnet ist, so dass sie von dem lichtdurchlässigen Element separiert ist, wobei das lichtdurchlässige Element mehrere hervorstehende Teile beinhaltet, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements angeordnet sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Pixel
    2
    Pixelarraygebiet
    3
    Steuerschaltkreis
    4
    Vertikalansteuerungsschaltkreis
    5
    Spaltensignalverarbeitungsschaltkreis
    6
    Horizontalansteuerungsschaltkreis
    7
    Ausgabeschaltkreis
    8
    Vertikalsignalleitung
    9
    Horizontalsignalleitung
    10
    Logikschaltkreis
    11
    Substrat
    12
    Fotoelektrischer Umwandlungsteil
    13
    p-Typ-Halbleitergebiet
    14
    n-Typ-Halbleitergebiet
    15
    p-Typ-Halbleitergebiet
    16
    Pixelisolationsschicht
    17
    p-Wanne-Schicht
    18
    Floating-Diffusion-Teil
    21
    Stützsubstrat
    22
    Verdrahtungsschicht
    23
    Verdrahtungsschicht
    24
    Verdrahtungsschicht
    25
    Zwischenschichtisolationsfilm
    26
    Gate-Elektrode
    27
    Gate-Isolationsfilm
    31
    Kerbe
    32
    Elementisolationsteil
    33
    Festladungsfilm
    34
    Isolationsfilm
    35
    Abschirmungsfilm
    36
    Farbfilter
    37
    On-Chip-Linse
    41
    Planarisierungsfilm
    42
    Deckfilm
    43
    Glasversiegelungsharz
    44
    Glasabdeckung
    44'
    Lichtdurchlässige Abdeckung
    44a
    Haupteinheitsteil
    44a'
    Haupteinheitsteil
    44b
    Hervorstehender Teil
    44b'
    Hervorstehender Teil
    45
    Unterer Teil
    46
    Oberer Teil
    47
    Unterer Teil
    48
    Oberer Teil
    49
    Vertiefter Teil
    51
    Isolationsfilm
    52
    Verdrahtungsschicht
    52a
    Via
    53
    Metallpad
    54
    Lötmaske
    55
    Lötkugel
    61
    Chip gebiet
    61'
    Chip
    61a
    Effektives Pixelgebiet
    61b
    Äußeres Peripheriegebiet
    62
    Zerteilungsgebiet
    62a
    Zerteilungslinie
    62b
    Zerteilungslinie
    63
    Montagesubstrat
    64
    Abbildungslinsenbaugruppe
    64a
    Abbildungslinse
    64b
    Abbildungslinse
    64c
    Abbildungslinse
    64d
    Abbildungslinse
    64e
    Abbildungslinse
    71
    Fotolackschicht
    71a
    Fotolackteil
    72
    Fotomaske
    72a
    Abschirmungsteil
  • 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 4000507 B [0002]
    • JP 201338164 A [0002]

Claims (20)

  1. Festkörperbildgebungseinrichtung, die Folgendes umfasst: ein Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet; eine Linse, die auf dem Substrat angeordnet ist; und ein lichtdurchlässiges Element, das auf der Linse angeordnet ist, wobei das lichtdurchlässige Element mehrere hervorstehende Teile beinhaltet, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements angeordnet sind.
  2. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Höhe des hervorstehenden Teils 0,13 bis 1,00 µm beträgt.
  3. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Rastermaß der hervorstehenden Teile 0,23 bis 0,70 µm beträgt.
  4. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Packungsverhältnis der hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements 35 % oder mehr beträgt.
  5. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei das Packungsverhältnis der hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements 60 % oder mehr beträgt.
  6. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die hervorstehenden Teile so angeordnet sind, dass 97 % oder mehr von transmittiertem Licht des Lichts, das in die obere Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements von einer Motivseite unter einem Einfallswinkel von 0° eingetreten ist, nichtgebeugtes Licht wird, und 30 % oder mehr von transmittiertem Licht des Lichts, das in die obere Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements von der Substratseite unter einem Einfallswinkel von 43° eingetreten ist, nichtgebeugtes Licht wird.
  7. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Form des hervorstehenden Teils ein Zylinder, ein Prisma, ein Kegel oder eine Pyramide ist.
  8. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der hervorstehende Teil einen ersten Teil und einen zweiten Teil, der auf dem ersten Teil angeordnet ist und eine Projektionsfläche größer als der erste Teil aufweist, beinhaltet.
  9. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der hervorstehende Teil einen ersten Teil und einen zweiten Teil, der auf dem ersten Teil angeordnet ist und eine Projektionsfläche kleiner als der erste Teil aufweist, beinhaltet.
  10. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Form eines vertikalen Querschnitts des hervorstehenden Teils ein Trapez ist.
  11. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der hervorstehende Teil einen vertieften Teil beinhaltet, der sich in der vertikalen Richtung innerhalb des hervorstehenden Teils erstreckt.
  12. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei eine planare Form des hervorstehenden Teils ein Kreis oder ein Polygon ist.
  13. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements in einer dreieckigen Gitterform gebildet sind.
  14. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die hervorstehenden Teile der Luft ausgesetzt sind.
  15. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der hervorstehende Teil aus SiO2, SiN, Al2O3, HfO2, TiO2 oder STO (Strontiumtitanoxid) (wobei Si Silicium ist, O Sauerstoff ist, N Stickstoff ist, Al Aluminium ist, Hf Hafnium ist und Ti Titan ist) gebildet ist.
  16. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei das lichtdurchlässige Element eine Glasabdeckung ist.
  17. Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei das lichtdurchlässige Element an dem Substrat angehaftet ist.
  18. Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildgebungseinrichtung, welches folgende Schritte umfasst: Anordnen eines lichtdurchlässigen Elements auf einem Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet, über eine Linse; und Bilden mehrerer hervorstehender Teile in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements.
  19. Verfahren zum Herstellen der Festkörperbildgebungseinrichtung nach Anspruch 18, wobei die hervorstehenden Teile auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements durch Verarbeiten der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements durch Ätzen gebildet werden.
  20. Elektronische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Substrat, das einen fotoelektrischen Umwandlungsteil beinhaltet; eine erste Linse, die auf dem Substrat angeordnet ist; ein lichtdurchlässiges Element, das auf der Linse angeordnet ist; und eine zweite Linse, die oberhalb des lichtdurchlässigen Elements angeordnet ist, so dass sie von dem lichtdurchlässigen Element separiert ist, wobei das lichtdurchlässige Element mehrere hervorstehende Teile beinhaltet, die in einer zweidimensionalen Arrayform auf einer oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Elements angeordnet sind.
DE112021003874.5T 2020-07-21 2021-06-03 Festkörperbildgebungseinrichtung, verfahren zum herstellen einer festkörperbildgebungseinrichtung und elektronische vorrichtung Pending DE112021003874T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-124490 2020-07-21
JP2020124490A JP2022021100A (ja) 2020-07-21 2020-07-21 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器
PCT/JP2021/021231 WO2022018981A1 (ja) 2020-07-21 2021-06-03 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112021003874T5 true DE112021003874T5 (de) 2023-05-11

Family

ID=79728652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112021003874.5T Pending DE112021003874T5 (de) 2020-07-21 2021-06-03 Festkörperbildgebungseinrichtung, verfahren zum herstellen einer festkörperbildgebungseinrichtung und elektronische vorrichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230261018A1 (de)
JP (1) JP2022021100A (de)
KR (1) KR20230041712A (de)
CN (1) CN115803885A (de)
DE (1) DE112021003874T5 (de)
WO (1) WO2022018981A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4000507B2 (ja) 2001-10-04 2007-10-31 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP2013038164A (ja) 2011-08-05 2013-02-21 Sony Corp 固体撮像装置、電子機器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4978105B2 (ja) * 2006-08-10 2012-07-18 セイコーエプソン株式会社 撮像素子カバー及び撮像装置
JP2011013330A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Canon Inc 光学フィルタ、該フィルタを有する固体撮像素子及び撮像装置
JP2011180426A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Canon Inc 分光装置
JP2017224755A (ja) * 2016-06-16 2017-12-21 株式会社東芝 光検出器、光検出装置、およびライダー装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4000507B2 (ja) 2001-10-04 2007-10-31 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP2013038164A (ja) 2011-08-05 2013-02-21 Sony Corp 固体撮像装置、電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022021100A (ja) 2022-02-02
WO2022018981A1 (ja) 2022-01-27
US20230261018A1 (en) 2023-08-17
CN115803885A (zh) 2023-03-14
KR20230041712A (ko) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017123338B4 (de) Verfahren zur qualitätssteigerung durch doppeiseitige multiabsorptionsstruktur
DE102015105451B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden rückseitig beleuchteter Bildsensoren mit eingebetteten Farbfiltern
DE10230134B4 (de) Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102005016564B4 (de) Bildsensor mit integrierter elektrischer optischer Vorrichtung
DE60318168T2 (de) Bildsensor mit größeren Mikrolinsen in den Randbereichen
DE60223330T2 (de) Fotoelektrische Halbleiter-Wandlervorrichtung
DE102014113618B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer CMOS-Bildsensor-Struktur
DE102018118613B4 (de) Halbleiter-Bildsensor
DE102017125227B4 (de) Fotoelektrisches umwandlungsgerät und bildaufnahmesystem
DE102018133660B4 (de) Waferebene-bildsensor-package
DE102019120380A1 (de) Verbund-bsi-aufbau und verfahren zu seiner herstellung
DE112019004109T5 (de) Festkörper-bildgebungsvorrichtung und elektronisches gerät
DE102005047127A1 (de) CMOS-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102006061029A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors
DE202010018538U1 (de) Festkörperbildgebungseinrichtung und elektronisches Gerät
DE112008003468T5 (de) Lichtleiteranordnung für einen Bildsensor
DE112018001963T5 (de) Festkörperbildgebungsvorrichtung
DE112013002559B4 (de) Spektralsensor
DE102012103431A1 (de) Integrierte Schaltungsanordnungen
DE3031759A1 (de) Festkoerper-bildaufnahmevorrichtung
DE112013002560B4 (de) Spektralsensor
DE102004062973A1 (de) Komplementärer Metalloxid-Halbleiter-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10352741B4 (de) Strahlungsdetektierendes optoelektronisches Bauelement, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
DE102004062972A1 (de) CMOS-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102020111491A1 (de) Photodetektor mit einer vergrabenen gateelektrode für einentransfertransistor und herstellungsverfahren