[发明专利]光电转换元件、及使用该元件的光电转换装置和成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有光导的光电转换元件。

背景技术

关于具有光电转换部分的光电转换装置，诸如光电转换部分的间距和光接收面的面积的缩小对于增加光电转换部分的数量和/或使光电转换装置小型化是必要的。因此，通过提高入射光的使用效率，可改进光电转换装置的灵敏度。

为了提高入射光的使用效率，如日本专利公开No.07-045805、日本专利公开No.2002-118245和日本专利公开No.2008-218650中所公开的，在光接收部分(光电转换部分)的光接收表面上提供光导(光路构件)和在光导的上部部分上形成微透镜是有效的。

日本专利公开No.07-045805公开了位于光导的入射面附近的微透镜焦点。日本专利公开No.2002-118245公开了位于光接收面附近的微透镜焦点。日本专利公开No.2008-218650公开了从微透镜的光轴附近的区域输入的光的、位于光导的出射面附近的焦点和从微透镜外围附近的区域输入的光的、位于光导的入射面附近的焦点。

发明内容

本发明提供一种光电转换元件，包括：光电转换部分；光路构件，该电路构件布置在绝缘膜的开口部分内，所述绝缘膜具有从所述开口部分延伸的上面，所述光路构件具有在与光电转换部分的光接收面对应的区域中的下面；和聚光构件，该聚光构件包括至少一个聚光透镜本体层；其中，所述光接收面位于第一平面中，所述上面位于第二平面中，第二平面与第一平面平行，并与第一平面相距距离T；并且其中，所述下面位于第三平面中，第三平面与第一平面平行，并朝向光接收面侧与第二平面相距距离D，所述距离D等于或小于距离T；并且其中，所述聚光构件使入射在光路构件的与开口部分对应的第一区域上的光聚集在光路构件的区域中，所述区域在第二平面与第四平面之间，第四平面与第一平面平行，并朝向光接收面侧与第二平面相距距离D/2。

从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得明白。

附图说明

图1是描述本发明的截面示意图。

图2是描述本发明的示意图。

图3是描述光电转换元件的第一实施例的截面示意图。

图4是描述光电转换元件的第二实施例的截面示意图。

图5是描述光电转换元件的第三实施例的截面示意图。

图6是描述光电转换元件的第四实施例的截面示意图。

图7是描述光电转换元件的第五实施例的截面示意图。

图8是描述光电转换元件的第六实施例的截面示意图。

图9是描述光电转换装置和成像系统的示意图。

图10是描述光电转换装置的示例的截面示意图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明进行描述。图1是光电转换元件1的示意性截面图，该示意性截面图示出本发明的概念。

光电转换元件1具有光电转换部分110。光电转换装置可通过将多个(许多)光电转换元件1排列成一维形式或两维形式来形成。光电转换装置稍后将参照图9进行描述，并且还可包括未显示的用于控制从光电转换元件1获得的信号的外围路径。

光电转换部分110设置在衬底100上。关于光电转换装置，一个衬底100具有多个光电转换部分110，并且多个光电转换部分110中的每一个形成单个光电转换元件1的一部分。

光电转换部分110的示图的上侧的面是光接收面111。我们将把包括光接收面111的假想(几何)平面称为第一平面1001。通常，通过将杂质引入到半导体衬底100的比主面101深的部分中来形成光电转换部分110。因此，通常，光电转换部分110的光接收面111基本上与衬底100的主面101的至少一部分匹配，并且第一平面1001包括衬底100的主面101。

然而，光电转换部分110可具有设置在半导体衬底100的主面101中的凹陷部分，并可形成在比该凹陷部分的底面深的部分中。可替换地，光电转换部分110可被形成为MIS型构造或者在玻璃板等的主面上具有PIN型构造的薄膜。在这样的情况下，衬底100的主面101和光电转换部分110的光接收面111不必存在于同一平面上。