一种光电转换装置，包括透镜阵列，该透镜阵列包括多个凸弯月透镜。每个凸弯月透镜都被提供在第一构件和第二构件之间。第一构件具有比每个凸弯月透镜低的折射率并且具有与凸弯月透镜的相应凹面相吻合的凸面。第二构件具有比每个凸弯月透镜低的折射率并且具有与凸弯月透镜的相应凸面相吻合的凹面。第一构件被提供在一组凸弯月透镜与一组光电转换部分之间。
【技术实现步骤摘要】
光电转换装置
[0001 ] 本专利技术涉及包括透镜的光电转换装置。
技术介绍
在诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合设备(CXD)传感器之类的图像拾取设备中，片上(on-chip)透镜(微透镜)被用于提高光利用效率。多个片上透镜与多个光电转换部分相对应地被布置，由此提供了透镜阵列。这种片上透镜的例子包括顶部透镜、层内透镜，等等。日本专利公开N0.2008-192951公开了一种包括作为层内透镜的平凸透镜的装置，每个平凸透镜都具有在其入射侧的凸面和在其出射侧的平坦面。为了抑制在每个层内透镜与在该层内透镜的出射侧提供的作为介质的光波导(第二透明膜)之间的界面处的反射，光波导的折射率与层内透镜的折射率之比被设定为0.95至1.05。如果使在层内透镜的出射侧提供的介质的折射率充分地小于该层内透镜的折射率，则该层内透镜的出射面处的反射系数由于该层内透镜与在该层内透镜的出射侧提供的介质之间的折射率的差异而增大。因此，在出射面与对应的一个光电转换部分之间存在具有更不同折射率的另一个界面的情况下，由于在例如经由出射面和界面被发射而未被出射面和界面反射的光束与经由出射面被发射、被界面和出射面反射并且经由界面被发射的光束之间的光路径长度的差异，可能会发生光学干涉。如果出射面或界面的位置(高度)随不同的光电转换部分而变化，则干涉强度也随不同的光电转换部分而变化。因此，所产生的问题在于，即使进入不同层内透镜的光束具有相同的强度，通过光电转换而获得的信号的强度也随不同的光电转换部分而变化。对比而言，如果层内透镜与该层内透镜的出射侧的介质之间的折射率的差异减小，如由日本专利公开N0.2008-192951所公开的那样，则将光引导至对应的一个光电转换部分变得困难，从而导致了光利用效率的降低。
技术实现思路
本专利技术提供了高性能的光电转换装置。根据本专利技术的一个方面，光电转换装置包括具有多个光电转换部分的光电转换区域和在光电转换区域上方所提供的透镜阵列。该透镜阵列包括多个凸弯月透镜。每个凸弯月透镜都被提供在第一构件和第二构件之间。第一构件具有比每个凸弯月透镜都低的折射率并且具有与凸弯月透镜的相应凹面相吻合的凸面。第二构件具有比每个凸弯月透镜都低的折射率并且具有与凸弯月透镜的相应凹面相吻合的凸面。第一构件被提供在一组凸弯月透镜与一组光电转换部分之间。参考附图，根据以下对示例性实施例的描述，本专利技术的其他特征将变得清楚。【附图说明】图1A是示出根据第一实施例的示例性光电转换装置的示意性剖视图。图1B是示出根据第二实施例的示例性光电转换装置的示意性剖视图。图2A是示出根据第一或第二实施例的另一个示例性光电转换装置的示意性剖视图。图2B是示出根据比较实施例的示例性光电转换装置的示意性剖视图。图3A是示出根据第一或第二实施例的示例性光电转换装置的示意性剖视图。图3B是示出根据比较实施例的示例性光电转换装置的示意性剖视图。图4A至4H是示出根据第一实施例的制造光电转换装置的方法的示意性剖视图。图5A至5H是示出根据第二实施例的制造光电转换装置的方法的示意性剖视图。【具体实施方式】现在将参考附图描述示例性光电转换装置，其中相似的元件用相似的附图标记表示，并且省略其冗余的描述。图1A示出了根据第一实施例的示例性光电转换装置。图1B示出了根据第二实施例的示例性光电转换装置。第一实施例和第二实施例共有的元件将首先被描述。光电转换装置1000包括光电转换单元100、导光单元200、第一聚光单元300、滤光器单兀400、第二聚光单兀500和金属结构体600。导光单兀200位于第一聚光单兀300与光电转换单元100之间。第一聚光单元300位于第二聚光单元500与光电转换单元100之间。滤光器单元400位于第一聚光单元300与第二聚光单元500之间。光电转换单元100包括具有多个光电转换部分101的光电转换区域。在光电转换区域中所提供的每个光电转换部分101都例如是被嵌入半导体基板中的光电二极管。作为光电二极管的光电转换部分101包括第一导电类型的半导体区域和第二导电类型的半导体区域。通过光电转换而生成的第一导电类型的信号电荷是在包含于光电转换部分101中的第一导电类型的半导体区域中被收集的。如果信号电荷是电子，则第一导电类型对应于负类型。光电转换单元100还包括半导体元件(未显示)。该半导体元件每个都是金属氧化物半导体(MOS)晶体管、MOS栅极或电荷耦合设备(CCD)。半导体元件传送由光电转换部分101生成的信号电荷，或者根据信号电荷生成电信号。例如，在MOS光电转换装置中，由光电转换部分101生成的信号电荷经由转移栅而被转移到浮置扩散部分。浮置扩散部分连接到放大器晶体管的栅极。对应于放大器晶体管的栅极电压的信号从该放大晶体管输出。除了光电转换区域之外，光电转换单元100还可以包括外周区域。该外周区域具有:被遮光构件635遮住光线从而生成光学黑色信号的伪光电转换部分1010，处理从信号电荷生成的信号的信号处理部分(未显示)，以及驱动在光电转换区域中所提供的元件的驱动部分(未显示)。该信号处理部分和驱动部分是在具有光电转换区域的半导体基板上被提供的。导光单元200包括每个都用作导光路径(光波导)的多个导光部分201，和围绕导光部分201的基座部分220。导光部分201构成透射光的一个或多个导光构件210 (除非特别声明，否则在下文以复数形式描述)。导光部分201每个都具有圆柱形、多角柱形、截圆锥形、多角截锥形、圆锥形、多角锥形等中的任一种。在图1A所示的第一实施例中，多个彼此隔开的导光构件210构成各个导光部分201。在图1B所示的第二实施例中，一个导光构件210包括多个导光部分201和将导光部分201彼此相连的连接部分202。原则上，每个导光部分201都引导光，同时全反射或镜面地反射光。当基座部分220包括具有比导光构件210更低的折射率的层(低折射率层)时，或当在基座部分220和导光构件210之间提供具有比导光构件210更低的折射率的区域(低折射率区域)时，趋于发生全反射。气隙是低折射率区域的一个例子。当在基座部分220与导光构件210之间提供金属膜时，趋于发生镜面反射。图1A和IB所示的配置二者都采用了全反射的原理。导光构件210和基座部分220每个都可以具有单层结构或多层结构。图1A所示的导光构件210每个都只包括一层。图1B所示的导光构件210包括两层。图1A所示的导光构件210是由氮化硅制成的。图1B所示的导光构件210包括用作每个导光部分201的外层的氮化硅层211，和用作每个导光部分201的内层的树脂层212。在导光部分201中，如果外层的折射率要高于内层的折射率，则由于光泄漏到基板部分220中而造成的光损耗量被减少。用于树脂层212的材料不限于纯粹的树脂，而可以是聚合树脂，在聚合树脂中具有比树脂高的折射率的无机微粒散布于树脂中。示例性材料包括丙烯酸树脂、聚酰亚胺、以及其中氧化钛微粒散布于聚酰亚胺或硅氧烷树脂中的材料。氧化钛微粒散布于其中的硅氧烷树脂的折射率例如是1.8至2.0。图1A和IB每个中所示的基座部分220都具有多层结构。基座部分220包括保护光电转换单元100的保护膜221。保护膜221是包括氮化硅层本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电转换装置，包括：具有多个光电转换部分的光电转换区域；和在所述光电转换区域上方提供的透镜阵列，其中，透镜阵列包括多个凸弯月透镜，其中，每个凸弯月透镜都被提供在第一构件和第二构件之间，第一构件具有比每个凸弯月透镜低的折射率并且具有与凸弯月透镜的相应凹面相吻合的凸面，第二构件具有比每个凸弯月透镜低的折射率并且具有与凸弯月透镜的相应凸面相吻合的凹面，以及其中，第一构件被提供在一组凸弯月透镜与一组光电转换部分之间。
【技术特征摘要】
2012.08.08 JP 2012-1760281.一种光电转换装置，包括: 具有多个光电转换部分的光电转换区域；和 在所述光电转换区域上方提供的透镜阵列， 其中，透镜阵列包括多个凸弯月透镜， 其中，每个凸弯月透镜都被提供在第一构件和第二构件之间，第一构件具有比每个凸弯月透镜低的折射率并且具有与凸弯月透镜的相应凹面相吻合的凸面，第二构件具有比每个凸弯月透镜低的折射率并且具有与凸弯月透镜的相应凸面相吻合的凹面，以及 其中，第一构件被提供在一组凸弯月透镜与一组光电转换部分之间。2.根据权利要求1所述的光电转换装置，还包括在透镜阵列与光电转换区域之间提供的多个导光路径。3.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第一构件的折射率大于等于第二构件的折射率。4.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第二构件的与第二构件的面对凸弯月透镜的面相反的面比第二构件的凹面更平坦。5.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，凸弯月透镜中的相邻凸弯月透镜的凸面彼此邻界。6.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，凸弯月透镜中的相邻凸弯月透镜的凹面相互分隔开。7.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，凸弯月透镜的每个凸面的投影面积都大于凸弯月透镜的每个凹面的投影面积。8.根据权利要求1所述的光电转换装置，还包括被提供为比透镜阵列更远离光电转换区域的第二透镜阵列，第二透镜阵列包括多个凸透镜， 其中，凸弯月透镜的每个凸面的曲率大于凸透镜的每个凸面的曲率。9.根据权利要求1所述的光电转换装置，还包括第三构件，该第三构件具有比第一构件高的折射率并且被提供在第一构件与光电转换部分之间。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光电转换装置，其中，第一构件和第二构件中的每一个都是由树脂制成的。11.根据权利要求1至9中任一项所述的光电转换装置，其中，凸弯月透镜是由氮化硅和氮氧化硅中的至少一种制成的。1...
【专利技术属性】
技术研发人员：豊田刚宏，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。