JP7373899B2 - 光電変換素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
以下、この発明の実施の形態1について図1から図4を用いて説明する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。図1から図4において、フォトダイオード部10は、複数のフォトダイオード1が少なくとも一列配列されている。配列されている方向は、長手方向又は主走査方向(走査方向)と称する。光透過層11(保護層11)は、光が透過する層で、フォトダイオード部10を覆うものである。例えば、シリコン窒化膜2が使用される。配線層12は、光透過層11と後述の粒子6との間に配置された層で、金属配線3(導体配線3)が配置されている。例えば、シリコン酸化膜4が使用される。配線層12は、金属配線3以外の部分は、光透過層11と同じく、光が透過する層である。光透過層11及び配線層12を合わせて、光透過層と称してもよい。
以下、この発明の実施の形態2について図5及び図6を用いて説明する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。実施の形態2に係る光電変換素子及びその製造方法は、フォトダイオード部10が、二列以上の複数のフォトダイオード1が配列され、複数の粒子6は、入射光方向において、対応するフォトダイオード部10の列ごとに、波長選択性の対象波長が異なるものである。例示として、フォトダイオード部10が、三列のものを説明に使用する。実施の形態2では実施の形態1と異なる部分を中心に説明を行い、実施の形態2では実施の形態1及び2で共通する部分の説明は省略している場合がある。
1G・・フォトダイオード、2・・シリコン窒化膜、3・・金属配線(導体配線)、
4・・シリコン酸化膜、5・・コーティング剤、6・・粒子、6R・・粒子、
6G・・粒子、6B・・粒子、7・・シリコン基板(半導体基板)、
8・・シリコン基板(製造段階)、9・・シリコン基板(製造段階)、
10・・フォトダイオード部、101・・受光面、11・・光透過層(保護層)、
12・・配線層、13・・粒子層。
Claims (13)
- 複数のフォトダイオードが少なくとも一列配列されたフォトダイオード部と、前記フォトダイオード部を覆う光透過層と、コーティング剤によって固定され、前記光透過層の平坦な表面に凸凹を形成するように間隔を空けないで配置された複数の粒子を有し、前記光透過層へ入射する入射光を前記複数の粒子によって散乱又は屈折させる粒子層とを備え、前記粒子層は、前記複数の粒子が少なくとも二種類の粒径を有して混在することにより、前記光透過層との境界面に該境界面の延在方向へ不規則な形状で凹凸する凹凸部分を有し、前記フォトダイオード部は、前記入射光の多重反射が、前記粒子層による散乱又は屈折によって軽減された状態で前記入射光を受光することを特徴とする光電変換素子。
- 前記粒子層は、最外殻の層であることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子。
- 前記複数の粒子は、少なくとも二種類の形状のものが混在していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光電変換素子。
- 前記複数の粒子は、波長選択性があるものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 前記フォトダイオード部は、二列以上の前記複数のフォトダイオードが配列され、前記複数の粒子は、対応する前記フォトダイオード部の列ごとに、前記波長選択性の対象波長が異なるものであることを特徴とする請求項4に記載の光電変換素子。
- 前記複数の粒子は、着色されたものであることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の光電変換素子。
- 前記コーティング剤は、前記複数の粒子と同じ前記波長選択性を有するものであることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の光電変換素子。
- 複数のフォトダイオードが少なくとも二列配列されたフォトダイオード部を覆う光透過層へ、複数の粒子を有する粒子層を形成する光電変換素子の製造方法であって、前記複数の粒子とコーティング剤とを混ぜ合わせる混合ステップと、前記フォトダイオード部の一方の列に対応する平坦な前記光透過層の部分へ、前記混合ステップで混ぜ合わせて凸凹を形成するように間隔を空けないで配置された前記複数の粒子及び前記コーティング剤を塗布する第1塗布ステップと、前記フォトダイオード部の他方の列に対応する平坦な前記光透過層の部分へ、前記混合ステップで混ぜ合わせて凸凹を形成するように間隔を空けないで配置された前記複数の粒子及び前記コーティング剤を塗布する第2塗布ステップとを備え、前記混合ステップでは、少なくとも二種類の粒径を有する前記複数の粒子を混ぜ合わせ、前記第1塗布ステップと前記第2塗布ステップでは、混ぜ合わされた前記複数の粒子及び前記コーティング剤を塗布することにより、平坦な前記光透過層の部分との境界面に該境界面の延在方向へ不規則な形状で凹凸する凹凸部分を形成することを特徴とする光電変換素子の製造方法。
- 前記混合ステップは、前記複数の粒子が少なくとも二種類の形状のものを前記コーティング剤と混ぜ合わせることを特徴とする請求項8に記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記第1塗布ステップと前記第2塗布ステップとは、それぞれ異なる波長選択性を有する前記複数の粒子を塗布することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記第1塗布ステップと前記第2塗布ステップとは、前記コーティング剤が、前記複数の粒子と同じ前記波長選択性を有するものを塗布することを特徴とする請求項10に記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記混合ステップは、前記コーティング剤へ着色された前記複数の粒子を混ぜ合わせることを特徴とする請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の光電変換素子の製造方法。
- 複数のフォトダイオードが少なくとも一列配列されたフォトダイオード部を覆う光透過層へ、複数の粒子を有する粒子層を形成する光電変換素子の製造方法であって、コーティング剤へ着色された前記複数の粒子を混ぜ合わせる混合ステップと、前記混合ステップで混ぜ合わせて凸凹を形成するように間隔を空けないで配置された前記複数の粒子及び前記コーティング剤を平坦な前記光透過層へ塗布する塗布ステップとを備え、前記混合ステップでは、少なくとも二種類の粒径を有する前記複数の粒子を混ぜ合わせ、前記塗布ステップでは、混ぜ合わされた前記複数の粒子及び前記コーティング剤を塗布することにより、平坦な前記光透過層との境界面に該境界面の延在方向へ不規則な形状で凹凸する凹凸部分を形成することを特徴とする光電変換素子の製造方法。
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