受光元件制造技术

受光元件(1)具备：基板(2)，其包含至少1个受光区域(10)，具有供光入射的光入射面(2a)；以及超透镜(3)，其形成于基板(2)的光入射面(2a)，以将入射至光入射面(2a)的光聚光。在从基板(2)的厚度方向(Z轴方向)观察的情形时，超透镜(3)形成为，与和受光区域(10)相邻的相邻区域(R1)及周缘区域(R2)两者重叠，上述周缘区域(R2)为与相邻区域(R1)连续且沿着受光区域(10)的外缘的受光区域(10)的内侧的区域。在从Z轴方向观察的情形时，于在光入射面(2a)中与受光区域(10)的中央区域重叠的区域，设置有未形成超透镜(3)的非形成区域(R3)。形成超透镜(3)的非形成区域(R3)。形成超透镜(3)的非形成区域(R3)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】受光元件


[0001]本公开关于一种受光元件。

技术介绍

[0002]已知有一种结构，其于包含受光区域的光传感器基板的光入射面设置作为折射率调制构造的光栅构造(例如参照专利文献1)。专利文献1中所记载的光栅构造在光入射面中设置于从光传感器基板的厚度方向观察时不与受光区域重叠的周边区域，不设置于从上述厚度方向观察时与受光区域重叠的区域。[现有技术文献][专利文献][0003][专利文献1]美国专利申请公开2018/0130914号说明书

技术实现思路

[专利技术所要解决的问题][0004]在专利文献1中所记载的上述构成中，利用光栅构造将入射至周边区域的光聚光至受光区域，由此谋求聚光效率的提升。另一方面，在上述构成中，在整个从光传感器基板的厚度方向观察时与受光区域重叠的区域未形成有光栅构造。即，从光传感器基板的厚度方向观察，未形成光栅构造的开口区域包含整个受光区域。在分析对象的光包含相对于光入射面倾斜地入射的成分(斜入射光)的情形时，已通过开口区域的斜入射光的较多成分有可能直接逸出至受光区域的外侧。因此，专利文献1中所记载的上述构成中，在至少对于这种斜入射光谋求提升此向受光区域的聚光效率的方面尚存改善余地。
[0005]因此，本公开的一形态的目的在于，提供一种可进一步提升针对受光区域的聚光效率的受光元件。[解决问题的技术手段][0006]本公开的一形态的受光元件具备：基板，其包含至少1个受光区域，具有供光入射的光入射面；以及超透镜，其在基板的光入射面，以将入射至光入射面的光聚光的方式形成；在从基板的厚度方向观察的情形时，超透镜形成为，与和受光区域相邻的相邻区域及周缘区域两者重叠，上述周缘区域为与相邻区域连续且沿着受光区域的外缘的受光区域的内侧的区域；在从厚度方向观察的情形时，于在光入射面中与受光区域的中央区域重叠的区域，设置有未形成超透镜的非形成区域。
[0007]根据上述受光元件，通过超透镜形成于相邻区域，可将入射至相邻区域的光恰当地引导至受光区域。另外，通过形成有非形成区域，可使从受光区域的正面朝受光区域直进的入射光不经由超透镜地入射至受光区域。因此，可抑制光通过超透镜所致的光损失。进一步，超透镜也形成于与受光区域的缘部重叠的周缘区域。由此，即便在分析对象的光包含相对于光入射面倾斜地入射的斜入射光的情形时，也可将上述斜入射光中入射至设置于周缘区域的超透镜的成分恰当地导光至受光区域。通过以上情况，可进一步提升针对受光区域
的聚光效率。
[0008]超透镜可包含周期性地排列的多个凸部。根据上述构成，可使超透镜成为物理上坚固的构造。
[0009]超透镜也可包含周期性地排列的多个凹部。根据上述构成，可使超透镜进一步成为物理上坚固的构造。进一步，也可在多个凹部的各个的内部填充有介电体。根据上述构成，可使超透镜进一步有效地成为物理上坚固的构造，并且可降低超透镜的表面反射率。由此，可进一步提升针对受光区域的聚光效率。
[0010]超透镜也可形成为，至少与周缘区域中在正交于厚度方向的一方向相对的第1周缘区域及第2周缘区域重叠。根据上述构成，可至少于上述一方向上一维地谋求聚光效率的提升。
[0011]超透镜也可形成为，与遍及受光区域的全周形成的整个环状周缘区域重叠。根据上述构成，可二维地谋求聚光效率的提升。
[0012]非形成区域的宽度可基于入射至非形成区域的光的衍射所致的扩展宽度，设定为入射至非形成区域的光的主瓣包含于受光区域内的范围。越减小非形成区域的宽度，入射至非形成区域的光的衍射所致的扩展宽度越增大。根据上述构成，通过将非形成区域的宽度设定为衍射扩展所产生的光的主瓣包含于受光区域内的范围，可使入射至非形成区域的光的大部分(主瓣)入射至受光区域。由此，可有效地提升聚光效率。
[0013]可在非形成区域设置有抗反射膜。根据上述构成，可抑制光入射面与外界(例如空气)的界面的入射光的反射损失。
[0014]基板也可具有：第1基板，其具有设置有受光区域的第1面及与第1面为相反侧的第2面；以及第2基板，其经由粘合树脂层与第1基板的第2面接合，并支承第1基板；光入射面也可由第2基板中的位于与第1基板相反的侧的面构成。另外，第1基板可为硅基板，第2基板可为玻璃基板。根据上述构成，由设置有受光部的第1基板及支承第1基板的第2基板构成基板，由此可恰当地确保基板的强度。
[0015]可在第1基板与第2基板之间设置有抗反射膜。根据上述构成，可抑制第1基板与第2基板的界面的入射光的反射损失。
[0016]也可在第1基板与第2基板之间设置有超透镜层。根据上述构成，将朝向受光区域的入射光进一步聚光于第1基板与第2基板的界面，由此可谋求聚光效率的进一步提升。
[0017]基板也可由单一基板构件构成，该单一基板构件具有设置有受光区域的第1面及与第1面为相反侧的第2面，光入射面也可由第2面构成。根据上述构成，可谋求受光元件的构造的简化，并可获得上述聚光效率的提升效果。[专利技术的效果][0018]根据本公开的一形态，可提供一种可进一步提升针对受光区域的聚光效率的受光元件。
附图说明
[0019]图1为本公开的实施方式的受光元件的俯视图。图2的(A)为沿着图1的IIa
‑
IIa线的剖视图，图2的(B)为沿着图1的IIb
‑
IIb线的剖视图。
图3为表示超透镜的基本构成(单位单元)的图。图4为表示超透镜的制造工序的图。图5为用以对受光元件的效果进行说明的图。图6为用以对实施例及比较例中的斜入射光的聚光效率进行说明的图。图7为用以对超透镜的开口的衍射扩展进行说明的图。图8为表示受光元件所具备的基板的第1变形例的图。图9为表示受光元件所具备的基板的第2变形例的图。图10为表示受光元件所具备的基板的第3变形例的图。图11为表示超透镜的基本构成的第1变形例的图。图12为表示超透镜的基本构成的第2变形例的图。图13为表示具有第1变形例及第2变形例的基本构成的超透镜的制造工序的图。图14为表示受光元件的第1变形例～第4变形例的图。
具体实施方式
[0020]以下，参照附图，对本公开的一实施方式进行详细说明。再者，在以下的说明中，对相同或相当的要素使用相同符号，省略重复的说明。
[0021][实施方式的受光元件的构成]如图1及图2所示，受光元件1具备基板2及超透镜3。在本实施方式中，作为一例，受光元件1为包含1像素的受光区域10的长条状受光传感器。但是，受光元件1也可包含与多个像素对应的多个受光区域10。例如，受光元件1可具有沿X轴方向或Y轴方向呈一维状排列有多个图1所示的1像素的单元构造(基板2)的构造，也可具有分别沿X轴方向及Y轴方向呈二维状(格子状)排列有多个上述单元构造的构造。再者，在图1及图2以及下述的其他附图中，为便于说明，图示了包含X轴、Y轴及Z轴的三维正交坐标。X轴方向、Y轴方向及Z轴方向对应于受光元件1(基板)的短边方向、长边方向及厚度方向。
[0022]基板2包含至少1个受光区域10，具有供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种受光元件，其具备：基板，其包含至少1个受光区域，具有供光入射的光入射面；以及超透镜，其在所述基板的所述光入射面，以将入射至所述光入射面的所述光聚光的方式形成，在从所述基板的厚度方向观察的情形时，所述超透镜被形成为，与和所述受光区域相邻的相邻区域及周缘区域两者重叠，所述周缘区域为与所述相邻区域连续且沿着所述受光区域的外缘的所述受光区域的内侧的区域，在从所述厚度方向观察的情形时，于在所述光入射面中与所述受光区域的中央区域重叠的区域，设置有未形成所述超透镜的非形成区域。2.如权利要求1所述的受光元件，其中，所述超透镜包含周期性地排列的多个凸部。3.如权利要求1所述的受光元件，其中，所述超透镜包含周期性地排列的多个凹部。4.如权利要求3所述的受光元件，其中，在所述多个凹部的各个的内部填充有介电体。5.如权利要求1至4中任一项所述的受光元件，其中，所述超透镜被形成为，至少与所述周缘区域中在正交于所述厚度方向的一方向相对的第1周缘区域及第2周缘区域重叠。6.如权利要求1至4中任一项所述的受光元件，其中，所述超透镜被形成为，与遍及所述受光区域的全周形成的整个环状的所述周缘区域重叠。7.如权利要求1至6中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田隼斗，广瀬真树，细川畅郎，上野山聪，广瀬和义，田中和典，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：