[发明专利]成像装置、电子装置、光电池和制造成像装置的方法

说明书

技术领域

本公开涉及成像装置、电子装置、光电池和制造成像装置的方法。

背景技术

诸如数码相机之类的电子装置包括成像装置。在成像装置中，排列了多个像素的成像区域被排列在衬底的面上。成像装置接收图像区域中作为被摄体图像入射的入射光，并且产生捕获的图像。这里，例如，通过接收三原色的光产生彩色图像作为捕获的图像。

例如，成像装置包括CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)型图像传感器和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)型图像传感器。在这种情况下，在成像区域中，例如在多个图像的每一个中安置光电二极管作为光电变换器(例如，参见JP-A-2009-277732)。更确切地，如JP-A-2009-277732中所说明的，通过对硅半导体衬底进行杂质的离子注入，形成光电二极管，并且光电二极管接收入射光并进行入射光的光电转换，从而产生信号电荷。

另外，建议了通过使用应用了等离子体(plasmon)共振的器件检测光来进行成像处理(例如，参见JP-A-2009-38352、JP-T-2009-528542和JP-A-2009-175124)。

等离子体共振是表面等离子体根据通过允许入射光入射至金属表面所产生的瞬变光进行共振而使得在金属表面上受到激励并且局部加强电场的现象。据此，在此方法中，通过使用基于局部加强的电场获取的信号进行成像。

更确切地，在JP-A-2009-38352中公开的情况下，光入射到其中通过使用半导体材料周期性地形成凸起凹入的格栅结构的表面，并且基于等离子体共振产生电场。然后，电场能量用于硅层中的光电转换，从而进行光检测。这里，通过适当地改变格栅结构的形状，可以选择性地检测特定波长的光，藉此创建彩色图像。

在JP-T-2009-528542的情况下，光入射至金属和电介质之间的波界面(wave interface)，并且基于等离子体共振产生电场能量。这里，与三原色的各自光对应地堆叠三个波界面。由此，在界面上产生的等离子体的电场能量用于半导体层中的光电转换，并且高效率地产生电子，从而进行光检测。

在JP-A-2009-175124的情况下，将多个金属纳米粒子相连接的纳米链安置在绝缘膜上，并且光入射至此，藉此发生等离子体共振。据此，通过根据等离子体共振的发生读出布置在低层上的二极管的电阻的变化或者由于用于电场能量(发热能量)的热电偶引起的电位的变化来进行光检测。

发明内容

在上面给出的描述中，如JP-A-2009-277732那样，在像素中布置光电二极管的情况下，存在电子由于硅晶体的缺陷而重新组合或产生的情况。据此，存在即使在光未入射至像素的情况下也产生信号电荷而使得输出成像信号的情况。结果，在捕获的图像中产生所谓的白点(白色划痕)，从而，存在画质恶化的情况。

类似地，在JP-A-2009-38352和JP-T-2009-528542的情况下，使用半导体层中的光电转换，从而，存在画质由于在捕获的图像中产生白点(白色划痕)而恶化的情况。

与此对照，在半导体层(硅晶体)内部未传播电子的情况下，与上述情况不同，原理上在捕获的图像中不产生白点(白色划痕)

然而，在JP-A-2009-175124的情况下，由于使用空间上各向同性的纳米链结构，因此存在高偏振依赖性。据此，尽管这种技术适合于具有强偏振的激光束之类的光的检测，然而其不适合于检测包括了混合偏振光的自然光之类的光。另外，尽管以温度变化的形式检测到根据等离子体共振产生的电场能量，然而使用了通过将温度变化平均来获取信号的结构。因此，检测强度的动态范围是窄的，并且该技术在光谱观察和灵敏度方面可能不适合的。

如上面那样，在成像装置中，由于各种缺陷的发生而难以改善捕获的图像的画质。

另外，难以减小成像装置的厚度，因此，存在难以使装置小型化的情况。此外，存在难以降低成本的情况。

与成像装置的像素类似地，由于难以减小包括光电器件的光电池的厚度，因此存在难以使装置小型化的情况。另外，存在难以降低成本的情况。

由此，期望提供能够改善捕获的图像的画质并且减小其尺寸和成本的成像装置和电子装置以及制造该装置的方法。另外，期望提供能够减小装置的尺寸和成本的光电池。