專利名稱：固體攝像元件、固體攝像器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有在半導(dǎo)體襯底上形成的光電轉(zhuǎn)換元件和在光電轉(zhuǎn)換元件上形成的光學(xué)元件的固體攝像元件，特別涉及將光子晶體用作光學(xué)元件的固體攝像元件、以及由多個固體攝像元件構(gòu)成的固體攝像器件。
背景技術(shù)：
以前，作為提高固體攝像元件的聚光效率的技術(shù)，提出了各種技術(shù)。例如，如圖1所示的固體攝像元件30，為了將入射光聚光到光電轉(zhuǎn)換元件27上，在其上部形成了微透鏡21，還在其內(nèi)部形成了層內(nèi)透鏡24，來謀求改善聚光效率。另外，固體攝像元件30為了檢測RGB光信號中的一種光信號而設(shè)置了濾色片22。即，根據(jù)檢測的光信號，從三種濾色片中選擇一種濾色片來設(shè)置。
另外，關(guān)于固體攝像元件(或固體攝像器件)，提出了各種技術(shù)(例如，參照日本特開2003-133536號公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)1)和日本特開2001-44401號公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)2))。
上述現(xiàn)有技術(shù)1中所公開的固體攝像器件，具有如下結(jié)構(gòu)在圍住光電轉(zhuǎn)換元件之上的窗口的區(qū)域設(shè)置波導(dǎo)構(gòu)造的光子晶體，從而阻止預(yù)定波長區(qū)域的光的侵入。因此，不必使用金屬等遮光膜，在防止光射入到其周邊區(qū)域的同時，可謀求聚光效率的改善。
另外，上述現(xiàn)有技術(shù)2中所公開的固體攝像元件，在光電轉(zhuǎn)換元件上形成有錐狀且具有光反射性的反射膜。并且，在反射膜所圍起的部分的光電轉(zhuǎn)換元件的上部，形成有隨著從周邊到中心折射率變高的透射膜。其結(jié)果，入射到固體攝像元件的光在光電轉(zhuǎn)換元件的位置高效率地聚光，聚光靈敏度提高。
但是，上述現(xiàn)有的固體攝像元件(或固體攝像器件)，全部由多個元件進(jìn)行聚光和色分離，因此聚光效率因各元件之間的反射損耗和耦合損耗而有限，存在難以實(shí)現(xiàn)用于提高單位面積的像素?cái)?shù)量的固體攝像元件的小型化的問題。
另外，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，必須另外設(shè)置濾色片，構(gòu)成濾色片的樹脂和顏料的尺寸是固體攝像元件的尺寸的幾分之一左右，因此存在色分離隨著固體攝像元件的小型化而變得困難的問題。
另外，從固體攝像元件30的集合體即固體攝像器件來看，光幾乎垂直地入射到固體攝像器件的中央附近的固體攝像元件30，光傾斜地入射到周邊附近的固體攝像元件30。但是，由于微透鏡21通過回流而形成，所以，難以將固體攝像器件的中央附近的固體攝像元件30的微透鏡21和周邊附近的固體攝像元件30的微透鏡21區(qū)分開來成型(即，考慮固體攝像器件的各個固體攝像元件的位置，來控制各微透鏡的成型)，因此，存在固體攝像器件的周邊附近的固體攝像元件的聚光效率低于中央附近的固體攝像元件的聚光效率的問題。
再有，在上述現(xiàn)有技術(shù)1中所公開的固體攝像器件中，采用以反射鏡得到RGB的各光的方式，因此存在聚光效率有限的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是為了解決上述的問題點(diǎn)而做出的發(fā)明，目的在于提供一種低損耗且聚光效率高的小型的固體攝像元件、固體攝像器件及其制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的固體攝像元件包括光電轉(zhuǎn)換元件和在上述光電轉(zhuǎn)換元件上形成的光學(xué)元件，上述光學(xué)元件具有使折射率不同的至少兩種透光材料層疊而構(gòu)成的具有預(yù)定折射率的折射率周期構(gòu)造；上述折射率周期構(gòu)造具有在層疊方向上的周期構(gòu)造、以及在面內(nèi)方向上呈同心且相似形狀的周期構(gòu)造。
據(jù)此，本發(fā)明的固體攝像元件，由于由具有折射率周期構(gòu)造的一體型光學(xué)元件同時實(shí)現(xiàn)色分離和聚光，因此沒有由多個元件構(gòu)成固體攝像元件時產(chǎn)生的反射損耗和耦合損耗，能實(shí)現(xiàn)低損耗且聚光效率高的小型的固體攝像元件。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的固體攝像器件中多個固體攝像元件排列成2維形狀，上述固體攝像元件包括光電轉(zhuǎn)換元件和在上述光電轉(zhuǎn)換元件上形成的光學(xué)元件，上述光學(xué)元件具有使不同折射率的至少2種透光材料層疊而構(gòu)成的具有預(yù)定折射率的折射率周期構(gòu)造，上述折射率周期構(gòu)造，具有在層疊方向上的周期構(gòu)造和在面內(nèi)方向上呈同心且相似形狀的周期構(gòu)造。
據(jù)此，本發(fā)明的固體攝像器件，由于是將低損耗且聚光效率高的上述固體攝像元件排列成2維形狀而構(gòu)成，因此作為固體攝像器件整體也能實(shí)現(xiàn)低損耗且聚光效率高的小型的固體攝像器件。
另外，本發(fā)明的固體攝像器件的制造方法，使用用于半導(dǎo)體的制造工藝中的多層膜形成技術(shù)(例如，光刻和刻蝕等)，來形成具有折射率周期構(gòu)造的光學(xué)元件(光子晶體)，因此能容易地實(shí)現(xiàn)用于從RGB光信號中檢測出一種光信號的折射率周期構(gòu)造、和與固體攝像器件中的固體攝像元件的位置相對應(yīng)的最佳的折射率周期構(gòu)造。
另外，本發(fā)明的固體攝像器件的制造方法，在成形垂直剖面形狀為三角形的具有折射率周期構(gòu)造的光學(xué)元件(光子晶體)的情況下，在面內(nèi)方向上具有同心且相似形狀的基底上通過自己隆起而成形。該垂直剖面形狀為三角形的具有折射率周期構(gòu)造的光學(xué)元件(光子晶體)，也和筒型形狀的光學(xué)元件(光子晶體)具有同等的功能。
如上所述，本發(fā)明的固體攝像器件除了低損耗且聚光效率高之外，還能實(shí)現(xiàn)小型化，因此應(yīng)用范圍廣，其實(shí)用價值極高。


圖1(a)是現(xiàn)有技術(shù)涉及的固體攝像元件的剖面圖。
圖1(b)是現(xiàn)有技術(shù)涉及的固體攝像元件的俯視圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的固體攝像元件組的外觀圖。
圖3是示出了本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的固體攝像元件的構(gòu)成低折射率層或高折射率層的低折射率材料或高折射率材料的具體例的圖。
圖4是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的固體攝像元件的光子晶體的間距和開口的圖。
圖5是示出了本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的固體攝像元件的間距和開口尺寸的具體例的圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的固體攝像元件的剖面圖的一例。
圖7(a)是作為本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的固體攝像元件的變形例，示出了面內(nèi)方向的周期構(gòu)造的形狀為正六邊形的固體攝像元件的圖。
圖7(b)是作為本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的固體攝像元件的變形例，示出了面內(nèi)方向的周期構(gòu)造的形狀為正方形的固體攝像元件的圖。
圖8是示出了平面地配置了本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的、面內(nèi)方向的周期構(gòu)造的形狀為正六邊形的固體攝像元件的圖。
圖9是示出了本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的固體攝像元件的光子晶體的制造方法的流程圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的固體攝像元件組的外觀圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的固體攝像元件組的光子晶體的基底的外觀圖。
圖12是示出了本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的固體攝像元件的光子晶體的制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明涉及的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖2是本實(shí)施方式涉及的固體攝像元件11a、11b和11c的外觀圖。例如，固體攝像元件11c，在半導(dǎo)體襯底5c的表面設(shè)置有將入射光轉(zhuǎn)換成信號電荷的光電轉(zhuǎn)換元件4c，在光電轉(zhuǎn)換元件4c上部的窗口周圍，設(shè)置有遮擋來自側(cè)面方向的光的射入的遮光部3c，在遮光部3c的上部設(shè)置有平坦化層7c，在平坦化層7c的上部還設(shè)置有后面詳述的層疊結(jié)構(gòu)的光子晶體。如圖2所示，固體攝像元件11c的光子晶體，在中心部設(shè)有圓柱狀的空洞的開口部8c，在其周圍設(shè)置有縱長環(huán)狀的空洞、即兩個開口部9c、10c。另外，在從該固體攝像元件11c的正上方看過去的情況下，可以確認(rèn)是5個同心圓，這些同心圓的中心和光電轉(zhuǎn)換元件4c的中心形成一致。
該光子晶體用于同時進(jìn)行光的色分離和聚光。在層疊方向上，形成與多層膜濾光片一樣的折射率周期構(gòu)造。也就是說，在整體上以11層的多層膜構(gòu)成，從最上層開始，奇數(shù)層為由低折射率材料形成的低折射率層1(例如，固體攝像元件11c時為1c)，從上面起第2層開始，偶數(shù)層為由高折射率材料形成的高折射率層2(例如，固體攝像元件11c時為2c)，它們交替配置。另外，從上面起第6層由高折射材料形成的層是層疊缺陷諧振器6(例如，固體攝像元件11c時為6c)。
構(gòu)成光子晶體的材料，例如，作為低折射率材料1有SiO2、Al2O3等，作為高折射率材料2有TiO2、Ta2O5等。另外，為了避免因吸收引起的損耗，在可見區(qū)最好是透明的材料。在使用了SiO2和Ta2O5的情況下，由SiO2形成的各低折射率層的膜厚為217(nm)，由Ta2O5形成的各高折射率層的膜厚為141(nm)(其中，層疊缺陷諧振器為282(nm))。
另一方面，在光子晶體的面內(nèi)方向上，每個固體攝像元件上都設(shè)有3個同心圓狀的空洞。也就是說，最上層中央的開口和兩個環(huán)狀的開口各自垂直地挖空，直到光子晶體的最下層。中央的開口的直徑和環(huán)狀開口的寬度，在固體攝像元件11a、11b和11c的光子晶體中，都分別為180(nm)、210(nm)、250(nm)(環(huán)狀開口的間距全部為600(nm))。
透射波長由光子晶體的層疊方向的低折射率層1和高折射率層2各自的膜厚和折射率決定，但是，實(shí)際折射率因同心圓周期如上述那樣變化而變化，所以透射波長發(fā)生變化，且利用固體攝像元件11a、11b和11c的光子晶體能夠?qū)、G和B這些光分別進(jìn)行色分離(波長濾光片功能)。另外，在該光子晶體的面內(nèi)方向上，因同心且相似形狀的折射率周期構(gòu)造而產(chǎn)生聚光功能。
另外，固體攝像元件11a、11b和11c的構(gòu)造并不限于如上所述的構(gòu)造。
圖3是示出了本實(shí)施方式涉及的構(gòu)成固體攝像元件的低折射率材料和高折射率材料的具體例的圖。另外，圖3中還示出了上述圖2中的層疊缺陷諧振器6c的膜厚的具體例。
圖4是用于說明本實(shí)施方式涉及的固體攝像元件的光子晶體的間距和開口的圖。在上述圖2中示出了有3個開口部的固體攝像元件的例子，而在圖4中示出了有4個開口部的固體攝像元件11a’的例子。在圖4中，將相鄰開口之間的距離定義為間距。例如，將從中央的開口端到下一環(huán)狀開口端的距離定義為間距P1。以下，間距P2、P3也同樣進(jìn)行定義。再有，在圖4中，將中央的開口的寬度定義為A1，將其外側(cè)的環(huán)狀開口的寬度從內(nèi)側(cè)起依次定義為A2、A3。
圖5是如上述圖4所定義時，光子晶體的間距和開口尺寸的具體例。
圖6是本實(shí)施方式涉及的固體攝像元件11a的層疊方向的剖面圖的一例。光子晶體10a具有層疊方向的折射率周期構(gòu)造、以及在面內(nèi)方向上呈同心且相似形狀的(例如同心圓狀的)折射率周期構(gòu)造，通過該光子晶體10a僅使入射光中的特定波長段(此時為紅)透射并聚光，并到達(dá)光電轉(zhuǎn)換元件4a。
圖7是表示本實(shí)施方式涉及的固體攝像元件的變形例的圖。在上述圖2中，示出了在面內(nèi)方向上的同心狀的形狀(即，在水平面上剖開時的剖面形狀)為圓的例子，但是，圖7(a)所示的固體攝像元件11d是正六邊形，另外，圖7(b)所示的固體攝像元件11e是正方形。
圖8是示出了平面地配置了本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的、在面內(nèi)方向上的同心且相似的形狀為正六邊形的固體攝像元件11f的例的圖。此時，配置僅使RGB中的某1個光成分透射的3種正六邊形的固體攝像元件11f，使得沒有間隙并且種類相同的固體攝像元件11f彼此不相鄰。如果將固體攝像元件11f象這樣排列成蜂巢狀，則與排列成正方形格子狀時相比，在各固體攝像元件的光子晶體中，角部分的不能聚光的區(qū)域減少。因此，聚光效率提高。并且，如果將固體攝像元件排列成蜂巢狀，并在由光子晶體構(gòu)成的光學(xué)元件的面內(nèi)方向上，將同心且相似形狀設(shè)置成六邊形，則幾乎不產(chǎn)生不能聚光的區(qū)域。因此，聚光效率進(jìn)一步提高。
圖9是表示本實(shí)施方式涉及的固體攝像元件11a、11b和11c的光子晶體的制造方法的流程圖。首先，通過用濺射法等形成多層膜，設(shè)置疊層方向的折射率周期構(gòu)造(S1)，接著，經(jīng)過通過基于電子束曝光等光刻法和干刻蝕等在面內(nèi)方向上設(shè)置同心且相似形狀的空洞的工序(S2)，最終制造出具有上述圖2所示的層疊方向的折射率周期構(gòu)造、以及在面內(nèi)方向上具有同心且相似形狀的折射率周期構(gòu)造的筒型光子晶體。另外，作為實(shí)現(xiàn)上述圖2所示的縱橫比大的深的微細(xì)構(gòu)造的刻蝕技術(shù)，請參照以下所示的文獻(xiàn)。
(1)Inductively coupled plasma(ICP)EtchingT.Bada他Journal ofLightwave technology，vol.17pp.2113-2120，1999；(2)Electron Cyclotron Resonance(ECR)EtchingT.Bada他Japanese Journal of Applied Physics，vol.38pp.7253-7256，1999；(3)Anode-Coupled Reactive Ion Etching(RIE)T.Saitoh他Japanese Journal of Applied Physica，vol.39pp.6259-6263，2000。
如上所述，本實(shí)施方式的固體攝像元件，僅使用由光子晶體形成的光學(xué)元件進(jìn)行聚光和色分離，因此沒有作為現(xiàn)有的問題點(diǎn)的、因由多個元件構(gòu)成而引起的反射損耗和耦合損耗，另外，不需要濾色片，因此能實(shí)現(xiàn)極低損耗且聚光效率高的小型固體攝像元件。
另外，在本實(shí)施方式中，在面內(nèi)方向上，同心且相似的形狀是圓、正六邊形或者正方形，但是也可以用其它的多邊形來實(shí)施。
(實(shí)施方式2)接下來，說明本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的固體攝像元件。與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)在于，光子晶體的構(gòu)造和制造方法。
圖10是本實(shí)施方式涉及的固體攝像元件12a、12b和12c的外觀圖。例如，固體攝像元件12c，在半導(dǎo)體襯底5c的表面設(shè)置有將入射光轉(zhuǎn)換成信號電荷的光電元件4c，在該光電元件4c上部的窗口周圍設(shè)置有遮擋來自側(cè)面的光的射入的遮光部3c，在該遮光部3c的上部還設(shè)置有后面詳述的光子晶體，且該光子晶體的同心且相似形狀的中心與光電轉(zhuǎn)換元件4c的中心一致。
光子晶體在疊層方向上形成有與多層膜濾光片一樣的折射率周期構(gòu)造。與上述實(shí)施方式1一樣，整體上由11層構(gòu)成，從最上層起在奇數(shù)層上配置有低折射率層1c，并且，從上面第2層起在偶數(shù)層上配置有高折射率層2c。另外，從上面起第6層的由高折射率材料構(gòu)成的層為層疊缺陷諧振器6c。低折射率層1c和高折射率層2c的材料例子與上述實(shí)施方式1相同。例如，在使用了SiO2和Ta2O5的情況下，SiO2的膜厚為92(nm)(其中，最下層為200(nm))，Ta2O5的膜厚為60(nm)(其中，層疊缺陷諧振器為120(nm))。
另一方面，在光子晶體的面內(nèi)方向上，從最上層到第10層為止，剖面形狀為三角形的山形突起形成3個同心圓，由此得到折射率周期構(gòu)造。第11層即最下一層的構(gòu)造在后面詳述。
圖11是用于制造本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的固體攝像元件的光子晶體的基底的外觀圖。基底13a、13b和13c分別成為通過自己隆起制造上述圖10所示的固體攝像元件12a、12b和12c的光子晶體時的基底。即，成為上述圖10所示的固體攝像元件12a、12b和12c的光子晶體的最下層。在膜厚200(nm)的SiO2的上部，設(shè)置3個剖面形狀為長方形、高度為100(nm)的同心圓狀突起。突起的寬度和相鄰的同心圓的間距，在基底13a、13b和13c上，分別為80(nm)和160(nm)、100(nm)和200(nm)，以及120(nm)和240(nm)。中心部的直徑分別與同心圓的間距相同。
透射波長由光子晶體在層疊方向上的低折射率材料1和高折射率材料2各自的膜厚和折射率決定，但是，實(shí)際折射率因同心圓周期如上所述變化而變化，因此透射波長變化，上述圖10的固體攝像元件12a、12b和12c的光子晶體可分別對B、G和R這些光進(jìn)行RGB的色分離(波長濾光片功能)。另外，在光子晶體的面內(nèi)方向上，同心且相似形狀的折射率周期構(gòu)造產(chǎn)生聚光功能。
圖12是表示本實(shí)施方式涉及的固體攝像元件的光子晶體的制造方法的流程圖。首先，進(jìn)行在上述圖11所示的面內(nèi)方向上形成同心且相似形狀的基底的制造工序(S11)，接著，經(jīng)過通過自己隆起交替層疊高折射率材料和低折射率材料，從而在面內(nèi)方向上和層疊方向上設(shè)置折射率周期構(gòu)造的工序(S12)，最終，制造出具有上述圖10所示的層疊方向上的折射率周期構(gòu)造、以及在面內(nèi)方向上的同心且相似形狀的折射率周期構(gòu)造的固體攝像元件12a、12b和12c的光子晶體。
如上所述，本實(shí)施方式2中的固體攝像元件，使用只由通過自己隆起制造出的光子晶體形成的光學(xué)元件進(jìn)行色分離和聚光，因此不需要濾色片，沒有因多個元件的結(jié)構(gòu)而造成的反射損耗和耦合損耗，因此能實(shí)現(xiàn)極低損耗且聚光效率高的小型的固體攝像元件。因此，可以使一個固體攝像元件在面內(nèi)方向上的大小比以前小。
另外，在本實(shí)施方式中，在面內(nèi)方向上同心且相似的形狀為圓，但也可以用正六邊形和正方形等多邊形來實(shí)施。
以上，對于本發(fā)明涉及的固體攝像元件，基于實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式1和2中，光子晶體做成11層的層疊構(gòu)造，但是也可以做成11層以上的層疊構(gòu)造。另外，面內(nèi)方向的同心的周期構(gòu)造為3個周期，并且是規(guī)則的，但是，大于或等于4個周期也可以，并且也可以是不規(guī)則的。另外，光子晶體的制造方法并不限于多層膜形成技術(shù)、光刻、刻蝕和自己隆起，也可以用其它方法來制造。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可以用于固體攝像元件，特別是可以應(yīng)用于數(shù)字靜像照相機(jī)、便攜式終端等中的CCD型固體攝像器件等中。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像元件，包括光電轉(zhuǎn)換元件和在上述光電轉(zhuǎn)換元件上形成的光學(xué)元件，其特征在于，上述光學(xué)元件具有使折射率不同的至少兩種透光材料層疊而構(gòu)成的具有預(yù)定折射率的折射率周期構(gòu)造；上述折射率周期構(gòu)造具有在層疊方向上的周期構(gòu)造、以及在面內(nèi)方向上呈同心且相似形狀的周期構(gòu)造。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其特征在于，上述光學(xué)元件的構(gòu)造是使上述面內(nèi)方向上的同心且相似的形狀在垂直于上述面內(nèi)方向的方向上延伸的筒型形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的固體攝像元件，其特征在于，作為上述筒型形狀，在上述光學(xué)元件上，在上述垂直的方向上形成有同心狀的一個或者多個開口部。
4.如權(quán)利要求3所述的固體攝像元件，其特征在于，作為上述筒型形狀，在上述光學(xué)元件上，越是靠近外側(cè)的開口部，表示一個開口部的寬度的開口寬度與表示上述一個開口部和與之最近的外側(cè)的開口部之間的間隔的間距的比例越大。
5.如權(quán)利要求4所述的固體攝像元件，其特征在于，作為上述筒型形狀，在上述光學(xué)元件上，上述間距一定，并且上述開口寬度越靠近外側(cè)越大。
6.如權(quán)利要求4所述的固體攝像元件，其特征在于，作為上述筒型形狀，在上述光學(xué)元件上，上述開口寬度一定，并且上述間距越靠近外側(cè)越小。
7.如權(quán)利要求4所述的固體攝像元件，其特征在于，作為上述筒型形狀，在上述光學(xué)元件上，上述間距越靠近外側(cè)越小，并且上述開口寬度越靠近外側(cè)越大。
8.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其特征在于，在上述面內(nèi)方向上呈同心且相似的形狀的周期構(gòu)造的垂直剖面形狀，呈連續(xù)的三角形。
9.如權(quán)利要求2或8所述的固體攝像元件，其特征在于，上述相似的形狀是圓或者多邊形。
10.如權(quán)利要求8所述的固體攝像元件，其特征在于，上述光學(xué)元件通過自己隆起的方法形成。
11.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其特征在于，上述光學(xué)元件包括由低折射率材料構(gòu)成的低折射率層和由高折射率材料構(gòu)成的高折射率層，作為上述低折射率材料使用SiO2或者Al2O3中的任意一種，作為上述高折射率材料使用TiO2、Ta2O5、Nb2O5或者HfO2中的任意一種。
12.一種固體攝像器件，多個固體攝像元件排列成2維形狀，其特征在于，上述固體攝像元件包括光電轉(zhuǎn)換元件和在上述光電轉(zhuǎn)換元件上形成的光學(xué)元件，上述光學(xué)元件具有使不同折射率的至少2種透光材料層疊而構(gòu)成的具有預(yù)定折射率的折射率周期構(gòu)造，上述折射率周期構(gòu)造，具有在層疊方向上的周期構(gòu)造和在面內(nèi)方向上呈同心且相似形狀的周期構(gòu)造。
13.如權(quán)利要求12所述的固體攝像器件，其特征在于，上述固體攝像器件的上述固體攝像元件排列成蜂巢狀。
14.一種固體攝像器件的制造方法，該固體攝像器件的多個固體攝像元件排列成2維形狀，其特征在于，上述固體攝像元件包括光電轉(zhuǎn)換元件和在上述光電轉(zhuǎn)換元件上形成的光學(xué)元件，上述光學(xué)元件具有使折射率不同的至少2種透光材料層疊而構(gòu)成的具有預(yù)定折射率的折射率周期構(gòu)造，上述折射率周期構(gòu)造，具有在層疊方向上的周期構(gòu)造和在面內(nèi)方向上呈同心且相似形狀的周期構(gòu)造，上述制造方法包括用光刻和刻蝕使面內(nèi)方向上的同心且相似形狀在垂直方向上延伸，形成具有筒型空洞的上述光學(xué)元件的元件形成步驟。
15.一種固體攝像器件的制造方法，該固體攝像器件的多個固體攝像元件排列成2維形狀，其特征在于，上述固體攝像元件包括光電轉(zhuǎn)換元件和在該光電轉(zhuǎn)換元件上形成的光學(xué)元件，上述光學(xué)元件具有使折射率不同的至少2種透光材料層疊而構(gòu)成的具有預(yù)定折射率的折射率周期構(gòu)造，上述折射率周期構(gòu)造，具有在層疊方向上的周期構(gòu)造和在面內(nèi)方向上呈同心且相似形狀的周期構(gòu)造，在上述面內(nèi)方向上呈同心且相似形狀的周期構(gòu)造的垂直剖面形狀，呈連續(xù)的三角形，上述制造方法包括在面內(nèi)方向上具有同心且相似形狀的基底上，通過自己隆起形成具有上述折射率周期構(gòu)造的上述光學(xué)元件的元件形成步驟。
16.如權(quán)利要求14或者15所述的固體攝像器件的制造方法，其特征在于，上述光學(xué)元件為光子晶體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固體攝像元件、固體攝像器件及其制造方法。具有使低折射率材料(1)和高折射率材料(2)交替層疊的折射率周期構(gòu)造、以及在面內(nèi)方向上為同心且相似的形狀(圓或者多邊形)的折射率周期構(gòu)造的光子晶體，配置在各光電轉(zhuǎn)換元件上而構(gòu)成固體攝像元件(11a、11b和11c)。只用本光子晶體就能同時進(jìn)行RGB的色分離和聚光。另外，本光子晶體，對于具有層疊方向的折射率周期構(gòu)造的多層膜，能用通過光刻和刻蝕在面內(nèi)方向上設(shè)置同心且相似形狀的空洞的方法來制造，或者在面內(nèi)方向上形成同心且相似形狀的基底上，能用通過自己隆起設(shè)置面內(nèi)方向和層疊方向的折射率周期構(gòu)造的方法來制造。
文檔編號H04N5/335GK1797774SQ200410101190
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者折田賢兒, 瀧川信一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社