[发明专利]光电转换装置

说明书

本申请是申请号为201210024573.9，申请日为2012年2月6日，题为“光电转换装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光电转换装置。

背景技术

近来提出的光电转换装置包括光波导和层内透镜，以便增加入射在光电转换部分上的光的量。

日本专利公开No.2007-201091的图8示出了下面的作为光电转换装置的固态图像拾取元件。具有贯通孔的平坦化层被设置在具有光电转换部分的半导体衬底上。第一高折射率的材料被设置在平坦化层之上，使得贯通孔用第一高折射率的材料填充，其形成光波导。由第二高折射率的材料制成的作为层内透镜的内侧透镜被设置在第一高折射率的材料上。顶部微透镜被设置在内侧透镜上。

日本专利公开No.2008-192951的图1示出了下面的作为光电转换装置的固态图像拾取装置。多个层间电介质膜被堆叠在具有光电转换元件的半导体衬底上。以使得与相应的光电转换元件交迭的方式在层间电介质膜的叠层的部分中设置开口。光波导被嵌入相应的开口中。层内透镜被设置在相应的光波导上。顶部透镜被设置在相应的层内透镜上。

在由日本专利公开No.2007-201091公开的固态图像拾取元件被应用于其的光电转换装置中，由与形成层内透镜的材料相同的高折射率的材料制成的膜被插入层内透镜和光波导之间。因此，透射通过层内透镜的光中的一些可能不进入光波导。在由日本专利公开No.2008-192951公开的光电转换装置中，每个光波导与层内透镜中的对应的一个层内透镜接触。在这种配置中，入射在层内透镜的周边区域上的光中的一些可能不进入光波导。

在光线相对于光轴倾斜地入射在层内透镜上的情况下，上述情形是显著的。因此，在这种光电转换装置中，在图像拾取区域的中心周围的一组像素与接近图像拾取区域的端部的一组像素之间可能存在灵敏度方面的差别。这是因为，与图像拾取区域的中心周围的像素相比，接近图像拾取区域的端部的像素倾向于接收更倾斜的光线。随着光电转换装置的图像拾取区域变得越大，该现象变得越显著。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种光电转换装置包括：半导体衬底；设置在所述半导体衬底中的光电转换部分；设置在所述半导体衬底上的绝缘体；第一部件，所述第一部件被设置在所述半导体衬底上并且被配置为与所述光电转换部分交迭；第一透镜，所述第一透镜被设置在所述第一部件的较远离所述光电转换部分的较远侧并且被配置为将光会聚到所述第一部件上；第二透镜，所述第二透镜被设置在所述第一透镜的较远离所述光电转换部分的较远侧；以及波长选择部件，所述波长选择部件被设置在所述第一透镜的较远离所述光电转换部分的较远侧。所述光电转换部分和所述第一部件被沿着第一方向并排设置。所述绝缘体包括第一部分和与所述第一部分不同的第二部分。所述第一部分、所述第一部件和所述第二部分被沿着与所述第一方向相交的第二方向并排设置。所述装置还包括设置在所述第一部件与所述第一透镜之间的第二部件。所述第二部件的面积比所述第一部件的面积大。包括在所述第二部件中的材料的折射率比包括在所述第一透镜中的材料的折射率低。

根据本发明的第二方面，一种光电转换装置包括：半导体衬底；设置在所述半导体衬底中的光电转换部分。绝缘体被设置在所述半导体衬底上。第一部件被设置在所述半导体衬底上并且被配置为与所述光电转换部分交迭。透镜被设置在所述第一部件的较远离所述光电转换部分的较远侧并且被配置为将光会聚到所述第一部件上。波长选择部件被设置在所述透镜的较远离所述光电转换部分的较远侧。所述光电转换部分和所述第一部件被沿着第一方向并排设置。所述绝缘体包括第一部分和与所述第一部分不同的第二部分。所述第一部分、所述第一部件和所述第二部分被沿着与所述第一方向相交的第二方向并排设置。仅仅将具有比所述透镜低的折射率的膜设置在所述透镜与所述第一部件之间，并且所述膜的面积比所述第一部件的面积大。