固体拍摄装置以及固体拍摄装置的制造方法

1.本发明涉及固体拍摄装置以及固体拍摄装置的制造方法。


背景技术：

2.cmos图像传感器具有光电二极管。在cmos图像传感器中，也可能每一个像素具有光电二极管。在cmos图像传感器的技术领域中，正在研究cmos图像传感器的高灵敏化。近年来，在光电二极管和cmos图像传感器的技术领域中，积极地利用了波长为800nm到1100nm的近红外线区域的光。因此，近红外线区域的高灵敏化备受关注。例如，在将图像传感器用于监控技术的情况下，能够通过组合使用近红外线区域的光(以下，称作“近红外光”)和可见光，来提高灵敏度。人眼无法检测到近红外光。因此，可以应用于病室的监控、使用time of flight(tof，飞行时间法)的手势输入以及距离测量等。因此，将近红外光作为检测对象的图像传感器的应用范围广。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2017-108062号公报
6.专利文献2：国际公开第2018/079296号
7.专利文献3：国际公开第2018/030213号
8.专利文献4：日本特开2020-13909号公报
9.非专利文献
10.非专利文献1：押山到、横川創造、池田晴美、姥子芳樹、平野智之、大井上昴志、斎藤卓、萩本賢哉、岩元勇人“使用psd结构的背照式cmos图像传感器的红外线灵敏度提高”影像信息媒体学会技术报告、vol.41、no.10、影像信息媒体学会、2018年3月。


技术实现要素：

11.所要解决的问题
12.图像传感器有时由硅构成。图28是示出硅的光特性的曲线。横轴表示光的波长。纵轴表示被吸收的光的波长。在以下的说明中，将被吸收的光的波长称作“吸收长度”。当参照表示吸收特性的曲线g28时，可以看出从可见光朝近红外线区域，吸收长度急剧变大。因此，为了检测出近红外光，有必要使由硅构成的光吸收区域的厚度变大。
13.作为硅的另一光特性，示例了因光的吸收而产生的光强度的衰减。图29是示出光强度的衰减的曲线。横轴表示光在硅的内部行进的距离，换言之，表示硅中的深度。纵轴表示光强度。曲线g29a～g29g分别示出了光的按波长的特性。曲线g29a是表示光的波长为800nm时的特性。曲线g29b是表示光的波长为850nm时的特性。曲线g29c是表示光的波长为900nm时的特性。曲线g29d是表示光的波长为950nm时的特性。曲线g29e是表示光的波长为1000nm时的特性。曲线g29f是表示光的波长为1050nm时的特性。例如，手势输入用的图像传感器将波长为850nm的光作为检测对象。参照曲线g29b，可以看出，为了吸收波长为850nm的
光的1/2，需要12μm的吸收长度。作为另一示例，预期应用于车载的图像传感器将波长为950nm的光作为检测对象。可以看出当参照曲线g29d时，为了吸收波长为950nm的光的1/2，需要44m的吸收长度。所需的光的吸收率越大，构成光吸收部的硅的吸收长度越长。
14.但是，通常使用的可见光用的图像传感器的传感器厚度是3μm程度。用于监控的图像传感器的像素尺寸也是3μm程度。从这些图像传感器的尺寸来看，不得不说上述硅的吸收长度很大。因此，在使用硅来检测近红外光的情况下，检测所需的硅的厚度成为图像传感器的设计和制造的问题。
15.因此，例如，专利文献1和非专利文献1公开了以解决上述问题的为目指的技术。专利文献1和非专利文献1的传感器包括在光入射面采用金字塔结构的光散射部。入射到传感器的光的行进方向因光散射部而发生变化。具体而言，光的行进方向变为相对于硅层的厚度方向倾斜。通过行进方向发生变化，无需增加硅层的厚度，就能够实质上延长有助于光吸收的距离。
16.由硅构成的光吸收部有时包括隔离壁部。隔离壁抑制像素间的串扰。也研究了通过对隔离壁部赋予反射光的功能，来进一步延长有助于光吸收的距离。
17.例如，专利文献1公开了涉及深槽隔离(以下，称作“dti”)的技术。dit是通过cvd法将钨(w)、铝(al)等金属埋入沟槽中的技术。虽然专利文献1的图中未示出，在负电荷保持膜之上配置有彩色滤光片和称作微透镜的光学部件。光学部件发挥彩色化、集光的作用。dti不透光。其结果，因光散射部而倾斜行进的光不会向相邻的像素透过。dti通过防止信号电子向相邻的像素扩散，来抑制串扰的发生。dti反射光。其结果，能够实质上延长有助于硅中的光吸收的距离。因此，能够提高灵敏度。
18.例如，专利文献2公开了具有光散射部和沟槽的元件结构(参照专利文献2的图25和图28)。专利文献2示例了埋设在沟槽中的一些材料。埋设在沟槽中的材料形成核。在专利文献2中，作为材料示例了钨、钽、铜、铝以及银等。这些金属材料不会使可见光和近红外光透射。专利文献2公开了，将硅氧化物或硅氮化物作为主成分的电介质来薄薄地覆盖核的周围的结构。在专利文献2中，对于以硅为核的情形，通过计算多层膜的干渉，示出了以硅为核时的优点。在专利文献2中，还指出了根据具有电介质的结构，降低了灵敏度的作用。根据具有电介质的结构，由于构成核的金属的物理性质，可见光和近红外光的一部分被吸收，因此灵敏度相应地下降。在专利文献2中，否定了作为埋设于沟槽的材料使用金属材料。在专利文献2中，作为埋设于沟槽的材料还示例了非晶硅、多晶硅或将单晶硅作为主成分的材料。
19.专利文献3公开了使用结构色滤光片的固体拍摄装置。专利文献3的固体拍摄装置防止在构成单位像素103的受光元件101的内部衍射的光向相邻的像素103透过。其结果，防止了相邻的像素间的串扰的发生。但是，结构色滤光片不作为光散射部发挥功能。结构色滤光片作为滤光器发挥功能。在此情况下，优选，在结构色滤光片发生的散射小。专利文献3的固体拍摄装置具有金属沟槽结构。在专利文献3中，作为金属沟槽结构的材料示例了选自于由钨、钛、铜、铝以及这些合金组成组中的至少一种金属。
20.在拍摄元件的技术领域中，与采用上述构成的拍摄元件相比，希望进一步提高近红外光的光电转换效率。本发明提供能够进一步提高近红外光的光电转换效率的固体拍摄装置以及固体拍摄装置的制造方法。
21.解决问题的技术方案
22.本发明的第一形态是包括多个像素的固体拍摄装置。像素包括：光散射部，接受入射光并产生包含散射光的被吸收光；以及光电转换部，从光输入面接受被吸收光，产生与所接受的被吸收光对应的信号电压。光散射部包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体，产生与入射光对应的等离子激元引起的衍射光并作为散射光。
23.固体拍摄装置通过包括多个金属结构体的光散射部来衍射入射光。基于包括多个金属结构体的光散射部的光的衍射是等离子激元激元现象引起的。衍射光的产生能够通过规定多个金属结构体的配置的周期长度来控制。因此，能够得到所需的散射角，从而能够确保由入射光的波长和光电转换部的光吸收特性确定的光路长度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
24.第一形态的固体拍摄装置，可以将多个金属结构体的周期长度作为变量p。可以将光电转换部的折射率的实部作为变量n。可以将入射光的波长作为变量λ。可以将变量l设定为1或2。变量p、变量n、变量λ以及变量l可以满足数学式(1)。
25.[数学式1]
[0026][0027]
根据该构成，在光电转换部的厚度方向上直线行进的零级衍射光的比例下降。相对于光电转换部的厚度方向倾斜的方向上行进的衍射光数量的比例提高。其结果，能够以所希望的形态设定，在光电转换部的衍射光的光量。进一步，也能够将有助于光的吸收的距离设定为所希望的形态。因此，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0028]
第一形态的固体拍摄装置的多个金属结构体可以构成沿第一方向的第一周期结构和沿与第一方向交叉的第二方向的第二周期结构。根据该构成，能够使将第一周期结构作为对象的入射光的形态或衍射的形态，与将第二周期结构作为对象的入射光的形态或衍射的形态不同。
[0029]
第一形态的固体拍摄装置的第一周期结构的周期长度，可以与第二周期结构的周期长度不同。通过该构成，也能够使将第一周期结构作为对象的入射光的形态或衍射的形态，与将第二周期结构作为对象的入射光的形态或衍射的形态不同。
[0030]
第一形态的固体拍摄装置还可以包括设置在光散射部和光电转换部之间的电荷保持膜。通过该构成，也能够进一步提高近红外光的光电转换效率。此外，也可以期待暗电流的抑制。
[0031]
在第一形态的固体拍摄装置的光电转换部的光输入面，可以设置有高浓度杂质层。通过该构成，也能够进一步提高近红外光的光电转换效率。此外，也可以期待暗电流的抑制。
[0032]
第一形态的固体拍摄装置的多个金属结构体可以由选自于由银、铝、金、铜以及钛的氮化物组成的组中的材料形成。根据该构成，能够得到包括由选自于由银、铝、金、铜以及钛的氮化物组成的组中的材料形成的金属结构体的固体拍摄装置。
[0033]
第一形态的固体拍摄装置的多个金属结构体可以由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铝作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料以及将钛的氮化物为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成。根据该构成，能够得到包括由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铝作为主要成分包含的
材料、将金作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料以及将钛的氮化物为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成的金属结构体的固体拍摄装置。
[0034]
第一形态的固体拍摄装置还可以包括设置在彼此相邻的像素之间的第一隔离壁部。第一隔离壁部可以包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部。光反射部可以由入射光的波长为800nm以上1100nm以下的范围的折射率的实部n2和折射率的虚部k2满足数学式(2)的材料形成。根据该构成，能够在第一隔离壁部上适当地反射衍射光。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0035]
[数学式2]
[0036]
k2≥6.31n2+1.03......(2)
[0037]
第一形态的固体拍摄装置的光反射部可以由选自于由银、铜、金、铂以及铋组成的组中的材料形成。这些材料在波长950nm中满足数学式(2)。根据该构成，能够得到包括由选自于由银、铜、金、铂以及铋组成的组中的材料形成的光反射部的固体拍摄装置。
[0038]
第一形态的固体拍摄装置的光反射部可以由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铂作为主要成分包含的材料以及将铋作为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成。根据该构成，能够得到包括由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铂作为主要成分包含的材料以及将铋作为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成的光反射部的固体拍摄装置。
[0039]
第一形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是45nm以上，光反射部可以由银或将银作为主要成分包含的材料形成。根据该构成，可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0040]
第一形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是50nm以上。光反射部可以由铜或将铜作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0041]
第一形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是60nm以上。光反射部可以由金或将金作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0042]
第一形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是30nm以上。光反射部可以由铂或将铂作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0043]
第一形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是70nm以上。光反射部可以由铋或将铋作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0044]
第一形态的固体拍摄装置还可以包括设置在彼此相邻的像素之间的第一隔离壁部。第一隔离壁部可以包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部。沟槽的宽度可以是35nm以上。光反射部可以由铝或将铝作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0045]
第一形态的固体拍摄装置的第一隔离壁部还可以包括设置在沟槽的壁面和光反射部之间的负电荷保持膜。根据该构成，能够抑制沟槽的界面上的暗电流的产生。
[0046]
第一形态的固体拍摄装置的负电荷保持膜可以由氧化铝形成。根据该构成，能够得到包括由氧化铝形成的负电荷保持膜的固体拍摄装置。
[0047]
第一形态的固体拍摄装置的负电荷保持膜可以由硅氮化物形成。根据该构成，能够得到包括由硅氮化物形成的负电荷保持膜的固体拍摄装置。
[0048]
第一形态的固体拍摄装置还可以包括：第一隔离壁部，设置在彼此相邻的像素之间，并且包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部；以及第二隔离壁部，隔着光电转换部与第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部。可以将从第一隔离壁部的光反射部到第二隔离壁部的光反射部的距离作为变量w
pd
。可以将多个金属结构体的周期长度作为变量p。可以将多个金属结构体的周期数量，即将多个金属结构体的数量作为变量m。可以将多个金属结构体各自的宽度作为变量w
metal
。变量w
pd
、变量p以及变量w
metal
可以满足数学式(3)。变量j可以是0或正整数。根据该构成，能够形成在第一隔离壁部和第二隔离壁部之间存在驻波的干涉场。通过满足数学式(3)，能够加强干涉程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0049]
[数学式3]
[0050]wpd
＝p(m+j-1)+w
metal
±
p/4......(3)
[0051]
±
表示w
pd
的上下限。
[0052]
在第一形态的固体拍摄装置中，在将从多个金属结构体到第一隔离壁部的光反射部的距离作为变量x
l
，将从多个金属结构体到第二隔离壁部的光反射部的距离作为变量xr时，变量x
l
和变量xr可以彼此相等。通过该构成，也能够进一步加强干涉的程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0053]
第一形态的固体拍摄装置还可以包括：第一隔离壁部，设置在彼此相邻的像素之间，并且包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部；以及第二隔离壁部，隔着光电转换部与第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部。可以将从第一隔离壁部的光反射部到第二隔离壁部的光反射部的距离作为变量w
pd
。可以将多个金属结构体的周期长度作为变量p。可以将多个金属结构体的周期数量，即将多个金属结构体的数量作为变量m。变量w
pd
、变量p以及变量m可以满足数学式(4)。变量j可以是0或正整数。通过该构成，也能够形成在第一隔离壁部和第二隔离壁部之间存在驻波的干涉场。并且，通过满足数学式(4)，能够加强干涉程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0054]
[数学式4]
[0055]wpd
＝p(m-1+j)+200
±
p/4(单位：nm)......(4)
[0056]
本发明的第二形态的固体拍摄装置包括多个像素和设置在彼此相邻的像素之间的第一隔离壁部。像素包括光电转换部，所述光电转换部从光输入面接受被吸收光，并产生与所接受的被吸收光对应的信号电压。第一隔离壁部包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部。光反射部由向像素入射的入射光的波长为800nm以上1100nm以下的范围的折射率的实部n2和折射率的虚部k2满足数学式(5)的材料形成。根据该构成，能够在第一隔离壁部上适当地反射衍射光。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0057]
[数学式5]
[0058]
k2≥6.31n2+1.03......(5)
[0059]
第二形态的固体拍摄装置的光反射部可以由选自于由银、铜、金、铂以及铋组成的
组中的材料形成。根据该构成，能够得到包括由选自于由银、铜、金、铂以及铋组成的组中的材料形成的光反射部的固体拍摄装置。
[0060]
第二形态的固体拍摄装置的光反射部可以由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铂作为主要成分包含的材料以及将铋作为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成。根据该构成，能够得到包括由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铂作为主要成分包含的材料以及将铋作为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成的光反射部的固体拍摄装置。
[0061]
第二形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是45nm以上。光反射部可以由银或将银作为主要成分包含的材料形成。根据该构成，可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0062]
第二形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是50nm以上。光反射部可以由铜或将铜作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0063]
第二形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是60nm以上。光反射部可以由金或将金作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0064]
第二形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是30nm以上。光反射部可以由铂或将铂作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0065]
第二形态的固体拍摄装置的沟槽的宽度可以是70nm以上。光反射部可以由铋或将铋作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0066]
第二形态的固体拍摄装置的第一隔离壁部还可以包括设置在沟槽的壁面和光反射部之间的负电荷保持膜。根据该构成，能够抑制沟槽的界面上的暗电流的产生。
[0067]
第二形态的固体拍摄装置的负电荷保持膜可以由氧化铝形成。根据该构成，能够得到具有由氧化铝形成的负电荷保持膜的固体拍摄装置。
[0068]
第二形态的固体拍摄装置的负电荷保持膜可以由硅氮化物形成。根据该构成，能够得到具有由硅氮化物形成的负电荷保持膜的固体拍摄装置。
[0069]
第二形态的固体拍摄装置还可以包括：光散射部，接受入射光并产生包含散射光的被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着光电转换部与第一隔离壁部相邻。光散射部可以包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体。可以将从第一隔离壁部的光反射部到第二隔离壁部的光反射部的距离作为变量w
pd
。可以将多个金属结构体的周期长度作为变量p。可以将多个金属结构体的周期数量，即多个金属结构体的数量作为变量m。可以将多个金属结构体各自的宽度作为变量w
metal
。变量w
pd
、变量p以及变量w
metal
可以满足数学式(6)。变量j可以是0或正整数。根据该构成，能够形成在第一隔离壁部和第二隔离壁部之间存在驻波的干涉场。并且，通过满足数学式(6)，能够加强干涉程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0070]
[数学式6]
[0071]wpd
＝p(m+j-1)+w
metal
±
p/4......(6)
[0072]
在第二形态的固体拍摄装置中，在将从多个金属结构体到第一隔离壁部的光反射部的距离作为变量x
l
，将从多个金属结构体到第二隔离壁部的光反射部的距离作为变量xr时，变量x
l
和变量xr可以彼此相等。通过该构成，也能够进一步加强干涉的程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0073]
第二形态的固体拍摄装置可以包括：光散射部，接受入射光并产生包含散射光的被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着光电转换部与第一隔离壁部相邻。光散射部可以包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体。可以将从第一隔离壁部到第二隔离壁部的距离作为变量w
pd
。可以将多个金属结构体的周期长度作为变量p。可以将多个金属结构体的周期数量，即多个金属结构体的数量作为变量m。变量w
pd
、变量p以及变量m可以满足数学式(7)。变量j可以是0或正整数。通过该构成，也能够形成在第一隔离壁部和第二隔离壁部之间存在驻波的干涉场。通过满足数学式(7)，能够加强干涉程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0074]
[数学式7]
[0075]wpd
＝p(m-1+j)+200
±
p/4(单位：nm)......(7)
[0076]
第二形态的固体拍摄装置还可以包括：光散射部，接受入射光并产生包含散射光的被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着光电转换部与第一隔离壁部相邻。可以将从第一隔离壁部的光反射部到第二隔离壁部的光反射部的距离作为变量w
pd
。可以将光电转换部的折射率的实部作为变量n
si
。可以将入射光的波数作为变量k0。可以将由光散射部对入射光产生的衍射的角度作为变量θd。变量m可以是自然数。变量w
pd
、变量n
si
、变量k0、变量θd以及变量m可以满足数学式(8)。通过该构成，也能够形成在第一隔离壁部和第二隔离壁部之间存在驻波的干涉场。并且，通过满足数学式(8)，能够加强干涉程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0077]
[数学式8]
[0078][0079]
本发明的第三形态的固体拍摄装置包括多个像素、设置在彼此相邻的像素之间的第一隔离壁部。像素包括光电转换部，所述光电转换部从光输入面接受被吸收光，并产生与所接受的被吸收光对应的信号电压。第一隔离壁部包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部。沟槽的宽度是35nm以上。光反射部由铝或将铝作为主要成分包含的材料形成。通过该构成，也可以得到能够适当地反射衍射光的第一隔离壁部。
[0080]
第三形态的固体拍摄装置还可以包括：光散射部，接受入射光并产生包含散射光的被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着光电转换部与第一隔离壁部相邻。光散射部可以包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体。可以将从第一隔离壁部的光反射部到第二隔离壁部的光反射部的距离作为变量w
pd
。可以将多个金属结构体的周期长度作为变量p。可以将多个金属结构体的周期数量，即多个金属结构体的数量作为变量m。可以将多个金属结构体各自的宽度作为变量w
metal
。变量w
pd
、变量p以及变量w
metal
可以满足数学式(9)。变量j可以是0或正整数。通过该构成，也能够形成在第一隔离壁部和第二隔离壁部之间存在驻波的干涉场。并且，通过满足数学式(9)，能够加强干涉程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光
电转换效率。
[0081]
[数学式9]
[0082]wpd
＝p(m+j-1)+w
metal
±
p/4......(9)
[0083]
第三形态的固体拍摄装置还可以包括：光散射部，接受入射光并产生包含散射光的被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着光电转换部与第一隔离壁部相邻。可以将从第一隔离壁部的光反射部到第二隔离壁部的光反射部的距离作为变量w
pd
。可以将光电转换部的折射率的实部作为变量n
si
。可以将入射光的波数作为变量k0。可以将由光散射部对入射光产生的衍射的角度作为变量θd。变量m可以是自然数。变量w
pd
、变量n
si
、变量k0、变量θd以及变量m可以满足数学式(10)。通过该构成，也能够形成在第一隔离壁部和第二隔离壁部之间存在驻波的干涉场。通过满足数学式(10)，能够加强干涉程度。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0084]
[数学式10]
[0085][0086]
本发明的第四形态是固体拍摄装置的制造方法，所述固体拍摄装置包括：多个像素；以及第一隔离壁部，设置在彼此相邻的像素之间并且包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部。固体拍摄装置的制造方法包括：形成沟槽的工序；以及在沟槽形成光反射部的工序。在形成光反射部的工序中，通过原子层沉积法将入射光的波长为800nm以上1100nm以下的范围的折射率的实部n2和折射率的虚部k2满足数学式(11)的材料设置在沟槽。
[0087]
[数学式11]
[0088]
k2≥6.31n2+1.03......(11)
[0089]
根据固体拍摄装置的制造方法，能够形成适当地反射衍射光的第一隔离壁部。其结果，能够制造进一步提高近红外光的光电转换效率的固体拍摄装置。
[0090]
在第四形态的固体拍摄装置的制造方法中，可以通过使用包含银的原料气体的原子层沉积法来形成光反射部。包含银的原料气体可以是三乙基膦(6，6，7，7，8，8，8-七氟-2，2-二甲基-3，5-辛烷二酮)银(i)。根据该方法，能够形成由银构成的光反射部。
[0091]
在第四形态的固体拍摄装置的制造方法的形成光反射部的工序中，可以通过使用包含铜的原料气体的原子层沉积法来形成光反射部。包含铜的原料气体可以是双(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)铜(ii)或双(6，6，7，7，8，8，8-七氟-2，2-二甲基-3，5-辛烷二酮)铜(ii)。根据该方法，能够形成由铜构成的光反射部。
[0092]
在第四形态的固体拍摄装置的制造方法的形成光反射部的工序中，可以通过使用包含金的原料气体的原子层沉积法来形成光反射部。包含金的原料气体可以是三甲基(三甲基膦)金(iii)。根据该方法，能够形成由金构成的光反射部。
[0093]
在第四形态的固体拍摄装置的制造方法的形成光反射部的工序中，可以通过使用包含铝的原料气体的原子层沉积法来形成光反射部。包含铝的原料气体可以是三甲基铝、三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)铝或三乙基铝。根据该方法，能够形成由铝构成的光反射部。
[0094]
在第四形态的固体拍摄装置的制造方法的形成光反射部的工序中，可以通过使用
包含铋的原料气体的原子层沉积法来形成光反射部。包含铋的原料气体可以是选自于由三苯基铋、三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)铋、双(乙酸-o)三苯基铋、三(2-甲氧基苯基)铋、三(叔丁氧基)铋、三(1，1，2-三甲基丙氧基)铋以及三(1，1-二异丙基-2-甲基丙氧基)铋组成的组中的材料。根据该方法，能够形成由铋构成的光反射部。
[0095]
在第四形态的固体拍摄装置的制造方法的形成光反射部的工序中，可以通过使用包含铂的原料气体的原子层沉积法来形成光反射部。包含铂的原料气体可以是(三甲基)甲基环戊二烯基铂(iv)。根据该方法，能够形成由铂构成的光反射部。
[0096]
上述固体拍摄装置具有的光电转换部可以包括：光电转换主面，包括光输入面；以及光电转换背面，是光电转换主面的相反侧。在光电转换背面上可以设置有改变被吸收光的行进方向的光方向改变部。光方向改变部可以以行进方向发生变化之后以基准轴为基准的被吸收光的角度，与行进方向发生变化之前以基准轴为基准的被吸收光的角度不同的方式改变被吸收光的行进方向。
[0097]
本发明的第五形态的固体拍摄装置包括：多个像素，包括产生与被吸收光对应的信号电压的光电转换部；以及隔离壁部，包括沟槽和埋入沟槽中的光反射部，设置在彼此相邻的像素之间。光电转换部包括：光电转换主面，包括接受入射光的光输入面；以及光电转换背面，是光电转换主面的相反侧。在光电转换背面上设置有光方向改变部。光方向改变部以行进方向发生变化之后以基准轴为基准的被吸收光的角度，与行进方向发生变化之前以基准轴为基准的被吸收光的角度不同的方式改变被吸收光的行进方向。
[0098]
在上述固体拍摄装置中，行进方向发生变化之后的被吸收光的以光输入面的法线为基准轴的角度并以基准轴为基准的角度，可以与行进方向发生变化之前的被吸收光的以光输入面的法线为基准的角度对应。在此提到的角度是相对于基准轴的角度的绝对值。
[0099]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变部可以相对于以法线为基准的基准轴倾斜，并且反射所接受的光。
[0100]
在上述固体拍摄装置中，光电转换背面可以与配线部接触。
[0101]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变部可以包括设置在配线部的反射部。
[0102]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变部可以包括以光电转换背面为基准凸出或以光电转换背面为基准凹陷的至少一个光方向改变体。
[0103]
在上述固体拍摄装置中，以光电转换背面为基准凸出的光方向改变体的高度或以光电转换背面为基准凹陷的光方向改变体的深度，与基于光电转换部的折射率的被吸收光的波长对应。
[0104]
在上述固体拍摄装置中，以光电转换背面为基准的光方向改变体的高度，可以大于基于光电转换部的折射率的被吸收光的波长的1/10的长度。
[0105]
在上述固体拍摄装置中，以光电转换背面为基准的光方向改变体的高度，可以小于基于光电转换部的折射率的被吸收光的波长的5倍的长度。
[0106]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体可以包括作为平面的面。
[0107]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体的剖面形状可以包括作为矩形的部分。
[0108]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体的形状可以是由作为平面的面构成的长方体。
[0109]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体的剖面形状可以是三角形。
[0110]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体的形状可以是由作为平面的面构成的四棱锥。
[0111]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体的形状可以是由作为平面的面构成的三棱柱。
[0112]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体可以包括作为曲面的面。
[0113]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体的剖面形状可以包括作为椭圆的部分。
[0114]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体的形状可以是使包括作为椭圆的部分的剖面围绕轴线旋转的旋转体。
[0115]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变体的形状可以是使包括作为椭圆的部分的剖面沿着轴线延伸的扫描体。
[0116]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变部可以构成为，多个光方向改变体沿第一方向配置有多个，并且沿与第一方向交叉的第二方向配置有多个，由此俯视时呈网格状。
[0117]
在上述固体拍摄装置中，光方向改变部可以构成为，光方向改变体沿第一方向延伸，并且沿与第一方向交叉的第二方向配置有多个，由此俯视时呈条纹状。
[0118]
上述固体拍摄装置的光电转换部可以包括：第一光电转换界面，包括光输入面；以及第二光电转换界面，与第一光电转换界面不同的界面，改变从光输入面接受的被吸收光的行进方向。被吸收光可以以第一角度从光输入面向光电转换部的内部进入。在第二光电转换界面上行进方向发生变化的被吸收光，可以以第二角度向光输入面入射。第二光电转换界面可以将被吸收光的行进方向改变为，第二角度与第一角度不同。
[0119]
在上述固体拍摄装置的光电转换部中，第二光电转换界面可以是与配线部的分界面，所述配线部设置在第一光电转换界面的相反侧的光电转换背面上。
[0120]
第二光电转换界面可以是与沟槽的分界面，所述沟槽设置为与第一光电转换界面交叉。
[0121]
发明效果
[0122]
根据本发明，提供一种能够进一步提高近红外光的光电转换效率的固体拍摄装置以及固体拍摄装置的制造方法。
附图说明
[0123]
图1是概略示出根据实施方式的固体拍摄装置的构成的图。
[0124]
图2是示出像素的电结构的图。
[0125]
图3是向像素提供的控制信号的示例。
[0126]
图4是示出像素的结构的图。
[0127]
图5是将作为图4的一部分的光输入面的附近s1放大并示出的图。
[0128]
图6是概略示出光散射部和dti的工作的图。
[0129]
图7是概略示出dti的工作的图。
[0130]
图8是示出光从第一部件向第二部件垂直入射时的反射率的曲线。
[0131]
图9是示意性地示出光每一次在dti反射时的衰减的状态的图。
[0132]
图10是示出反射次数和有效倍率的关系的曲线。
[0133]
图11是示出在反射次数为无限次时的反射率和有效倍率的关系的曲线。
[0134]
图12是总结各种材料的折射率的一览表。
[0135]
图13是表示埋设材料的折射率的实部和折射率的虚部的关系的曲线。
[0136]
图14是总结各种材料的复折射率、参考源、与硅的关系中的反射率、介电常数的实数部以及介电常数的虚数部的一览表。
[0137]
图15的(a)是用于研究的分析模型的概要图。图15的(b)是示出膜厚和反射率的关系的曲线。图15的(c)是示出膜厚和透射率的关系的曲线。
[0138]
图16是示出获得最优宽度的计算中使用的各种参数的图。
[0139]
图17的(a)、图17的(b)、图17的(c)以及图17的(d)是示出制造固体拍摄装置的方法的主要工序的图。
[0140]
图18是示出变形例的固体拍摄装置包括的光散射部的图。
[0141]
图19是示出包括负电荷保持膜的固体拍摄装置的图。
[0142]
图20的(a)是示出金字塔状的光散射部的图。图20的(b)是示出随机凹凸状的光散射部的图。
[0143]
图21的(a)是示出第一研究中使用的模型的图。图21的(b)是示出第一研究结果的曲线。
[0144]
图22的(a)、图22的(b)、图22的(c)以及图22的(d)是概略示出第二研究中使用的条件的图。
[0145]
图23的(a)、图23的(b)、图23的(c)以及图23的(d)是概略示出第二研究中使用的条件的图。
[0146]
图24的(a)是概略示出第二研究中使用的条件的图。图24的(b)是示出第二研究结果的曲线。
[0147]
图25的(a)是示出在未包括dti的固体拍摄装置中利用等离子激元的衍射模式的模拟结果的等值线图。图25的(b)是示出在未包括dti的固体拍摄装置中利用等离子激元的衍射模式的模拟结果的饼图。
[0148]
图26的(a)是示出模拟在包括dti的固体拍摄装置中利用等离子激元的衍射模式的结果的等值线图。图26的(b)是示出模拟在包括dti的固体拍摄装置中利用等离子激元的衍射模式的结果的饼图。
[0149]
图27是示出硅厚度和累计吸收量的关系的曲线。
[0150]
图28是示出硅的光特性的曲线。
[0151]
图29是示出光强度的衰减的曲线。
[0152]
图30的(a)是示出作为第五研究的结果的电场强度的分布的等值线图。图30的(b)是总结第五研究、第六研究、第七研究以及第八研究的结果的表。
[0153]
图31是简略示出第五研究中使用的分析模型的图。
[0154]
图32的(a)是示出第二实施方式的固体拍摄装置的结构的剖视图。图32的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0155]
图33是示意性地示出光在第二实施方式的固体拍摄装置11的光电转换层的内部中行进的状态的图。
[0156]
图34是示出作为第六研究的结果的电场强度的分布的等值线图。
[0157]
图35的(a)是示出第二实施方式的变形例1的固体拍摄装置的结构的剖视图。图35
的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0158]
图36的(a)是示出第二实施方式的变形例2的固体拍摄装置的结构的剖视图。图36的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0159]
图37的(a)是示出第二实施方式的变形例3的固体拍摄装置的结构的剖视图。图37的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0160]
图38的(a)是示出第二实施方式的变形例4的固体拍摄装置的结构的剖视图。图38的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0161]
图39的(a)是示出第二实施方式的变形例5的固体拍摄装置的结构的剖视图。图39的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0162]
图40的(a)是示出第二实施方式的变形例6的固体拍摄装置的结构的剖视图。图40的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0163]
图41的(a)是示出第二实施方式的变形例7的固体拍摄装置的结构的剖视图。图41的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0164]
图42的(a)是示出第三实施方式的固体拍摄装置的结构的剖视图。图42的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0165]
图43是示意性地示出光在第三实施方式的固体拍摄装置19的光电转换层409的内部中行进的状态的图。
[0166]
图44的(a)是示出第三实施方式的变形例1的固体拍摄装置的结构的剖视图。图44的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0167]
图45的(a)是示出第三实施方式的变形例2的固体拍摄装置的结构的剖视图。图45的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0168]
图46的(a)是示出第三实施方式的变形例3的固体拍摄装置的结构的剖视图。图46的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0169]
图47的(a)是示出第三实施方式的变形例4的固体拍摄装置的结构的剖视图。图47的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0170]
图48的(a)是示出第三实施方式的变形例5的固体拍摄装置的结构的剖视图。图48的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0171]
图49的(a)是示出第三实施方式的变形例6的固体拍摄装置的结构的剖视图。图49的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0172]
图50的(a)是示出第三实施方式的变形例7的固体拍摄装置的结构的剖视图。图50的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0173]
图51的(a)是示出第三实施方式的变形例8的固体拍摄装置的结构的剖视图。图51的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0174]
图52的(a)是示出第三实施方式的变形例9的固体拍摄装置的结构的剖视图。图52的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0175]
图53的(a)是示出第三实施方式的变形例10的固体拍摄装置的结构的剖视图。图53的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0176]
图54的(a)是示出第三实施方式的变形例11的固体拍摄装置的结构的剖视图。图54的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0177]
图55的(a)是示出第三实施方式的变形例12的固体拍摄装置的结构的剖视图。图55的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0178]
图56的(a)是示出第三实施方式的变形例13的固体拍摄装置的结构的剖视图。图56的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0179]
图57的(a)是示出第三实施方式的变形例14的固体拍摄装置的结构的剖视图。图57的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0180]
图58的(a)是示出第三实施方式的变形例15的固体拍摄装置的结构的剖视图。图58的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0181]
图59的(a)是示出第三实施方式的变形例16的固体拍摄装置的结构的剖视图。图59的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0182]
图60的(a)是示出第三实施方式的变形例17的固体拍摄装置的结构的剖视图。图60的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0183]
图61的(a)是示出第三实施方式的变形例18的固体拍摄装置的结构的剖视图。图61的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0184]
图62的(a)是示出第三实施方式的变形例19的固体拍摄装置的结构的剖视图。图62的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0185]
图63的(a)是示出第三实施方式的变形例20的固体拍摄装置的结构的剖视图。图63的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0186]
图64的(a)是示出第三实施方式的变形例21的固体拍摄装置的结构的剖视图。图64的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0187]
图65的(a)是示出第三实施方式的变形例22的固体拍摄装置的结构的剖视图。图65的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面4的立体图。
[0188]
图66的(a)是示出第三实施方式的变形例23的固体拍摄装置的结构的剖视图。图66的(b)是示出固体拍摄装置具有的光电转换层的配线层侧界面的立体图。
[0189]
图67的(a)、图67的(b)、图67的(c)以及图67的(d)是示出第二实施方式和第二实施方式的变形例的固体拍摄装置的另一变形例的剖视图。
[0190]
图68的(a)、图68的(b)、图68的(c)、图68的(d)、图68的(e)以及图68的(f)是示出第三实施方式的固体拍摄装置的另一变形例的剖视图。
[0191]
图69的(a)、图69的(b)、图69的(c)、图69的(d)、图69的(e)以及图69的(f)是示出第三实施方式的固体拍摄装置的另一变形例的剖视图。
[0192]
图70的(a)是示出第三实施方式的固体拍摄装置的另一变形例的剖视图。图70的(b)是示出第四实施方式的固体拍摄装置的结构的剖视图。
具体实施方式
[0193]
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。在附图的说明中，对同一构成要素赋予了相同的附图标记，并省略了重复的说明。
[0194]
以下的说明涉及光电二极管或各个像素具有光电二极管的cmos图像传感器的高灵敏化。尤其，以下的说明涉及一种近红外光区域的高灵敏化。
[0195]
如图1所示，本实施方式的固体拍摄装置1是所谓的背照式的图像传感器。需要说
明的是，固体拍摄装置1也可以从相反侧接受光。相反侧是指后述的支撑基板11侧。固体拍摄装置1具有像素部2、像素控制部3、信号处理部4、多个水平控制线6以及多个垂直信号线7。像素部2、像素控制部3以及信号处理部4等设置于后述的传感器基板12。传感器基板12粘合在支撑基板11。作为形成有像素部2的硅晶片的传感器基板12较薄。因此，传感器基板12无法得到机械强度。支撑基板11赋予固体拍摄装置1机械强度。在传感器基板12的与受光区域s对应的部分设置有像素部2。像素部2具有以二维状配置的多个像素8。像素8将与所入射的光对应的信号电压输出给垂直信号线7。像素控制部3通过水平控制线6而与各个像素8连接。像素控制部3输出用于控制像素8的动作的控制信号。信号处理部4通过垂直信号线7而与各个像素8连接。信号处理部4接受像素8输出的信号电压δ。信号处理部4由从像素8输出的信号电压δ生成图像信号。
[0196]
图2是示出像素8的电构成的图。像素8是所谓的4晶体管型cmos图像传感器。本实施方式的像素8是n沟道型。像素8的信号由信号电子负责。需要说明的是，像素8也可以是p沟道型。
[0197]
像素8具有光电二极管pd、浮动扩散层fd、传输门tg、复位晶体管rg、源跟随晶体管sf以及选择晶体管sel。
[0198]
光电二极管pd是pn结型。光电二极管pd产生作为载体的信号电子。并且，光电二极管pd累积所产生的信号电子。
[0199]
传输门tg、复位晶体管rg、源跟随晶体管sf以及选择晶体管sel分别是场效应晶体管。
[0200]
传输门tg的源极与光电二极管pd连接。传输门tg的漏极与浮动扩散层fd连接。传输门tg的栅极与水平控制线6连接。传输门tg从水平控制线6接收控制信号。传输门tg基于控制信号，控制从光电二极管pd向浮动扩散层fd的信号电子的传输。
[0201]
浮动扩散层fd与传输门tg的漏极连接。即，浮动扩散层fd通过传输门tg而与光电二极管pd连接。浮动扩散层fd将信号电子转换为信号电压。浮动扩散层fd与复位晶体管rg的源极连接。浮动扩散层fd也与源跟随晶体管sf的栅极连接。
[0202]
复位晶体管rg的源极与浮动扩散层fd连接。复位晶体管rg的漏极与复位漏极连接。复位晶体管rg的栅极与水平控制线6连接。复位晶体管rg从水平控制线6接收控制信号。复位晶体管rg基于控制信号，复位浮动扩散层fd的电势。
[0203]
源跟随晶体管sf的源极与选择晶体管sel连接。源跟随晶体管sf的漏极与模拟电源连接。源跟随晶体管sf的栅极与水平控制线6连接。源跟随晶体管sf通过与在选择晶体管sel输入到栅极的电压对应的信号电压进行输出。
[0204]
选择晶体管sel的源极与垂直信号线7连接。选择晶体管sel的漏极与源跟随晶体管sf的源极连接。选择晶体管sel的栅极与水平控制线6连接。选择晶体管sel基于控制信号，向垂直信号线7输出信号电压δ。
[0205]
图3是示出像素控制部3输出的控制信号rs、ss的图。图3表示在第n行的读取期间的控制信号rs、ss的时序。在以下的说明中“h”表示信号高(high)，即表示导通。“l”表示信号低(low)、即表示关断。
[0206]
像素控制部3输出控制信号(h)。其结果，接收到控制信号的行被选择。接着，
像素控制部3仅在规定的期间输出控制信号(h)。其结果，向浮动扩散层fd输出复位漏极电压。接着，像素控制部3仅在规定的期间输出控制信号rs(h)。其结果，采样到复位电平。之后，像素控制部3仅在规定期间输出控制信号(h)。其结果，信号电子从光电二极管pd传输到浮动扩散层fd。之后，像素控制部3仅在规定期间输出控制信号ss(h)。其结果，因累积在浮动扩散层fd的信号电子而产生的信号电平在控制信号ss(h)的时间点被采样。之后，像素控制部3仅在规定期间再次输出控制信号(h)。其结果，复位漏极电压被输出到浮动扩散层fd。浮动扩散层fd的电势被复位。像素控制部3输出控制信号(l)。其结果，第n行的读取结束。之后，像素控制部3将控制信号(h)输出给下一个的第n+1行。
[0207]
在信号处理部4中，制作被采样的信号电平和复位电平的差异。被采样的信号电平和复位电平的差异是相关双采样。根据相关双采样，能够降低噪声。根据相关双采样，能够消除偏移。被采样的信号电平和复位电平的差异，作为信号分量来处理。该信号分量从模拟值转换成数字值。然后，转换成数字值的分量被输出到固体拍摄装置1的外部。
[0208]
图4示意性地示出了像素部2的剖面。像素部2形成在传感器基板12。传感器基板12具有配线区域13和元件区域14。传感器基板12的配线区域13侧的面与支撑基板11接合。另外，像素部2之上配置有彩色滤光片16和微透镜17。彩色滤光片16发挥彩色化的作用。微透镜17发挥集光的作用。
[0209]
配线区域13具有多个配线18、多个通孔19以及栅极21、21a。配线18由铜或铝形成。通孔19将配线18彼此电连接。通孔19将配线18电连接到由多晶硅形成的栅极21、21a。配线区域13还具有覆盖配线18和通孔19的绝缘膜(未图示)。
[0210]
元件区域14具有像素8和dti22。
[0211]
像素8具有光电转换部26和光散射部27。光电转换部26产生与从光输入面26a接受的被吸收光l2对应的信号电压。光散射部27设置于光电转换部26的光输入面26a。光输入面26a也是后述的钉扎区域36的主面。光散射部27接受入射光l1(图5参照)并产生向光电转换部26输出的被吸收光l2(图5参照)。
[0212]
光电转换部26具有第一区域29和第二区域31。
[0213]
第一区域29具有基体部32、电荷累积部33a、光电二极管钉扎层33b以及读取部34。基体部32是p型，构成光输入面26a。在基体部32中，被吸收光l2被吸收。其结果，产生信号电子。电荷累积部33a和光电二极管钉扎层33b设置在基体部32和配线区域13之间。换言之，电荷累积部33a设置于配线区域13侧的表面附近。电荷累积部33a通过与p型的基体部32和光电二极管钉扎层33b协作来构成pn结二极管。作为p+型的光电二极管钉扎层33b设置在电荷累积部33a和配线区域13之间。光电二极管钉扎层33b防止来自硅表面的界面态的暗电流的发生。光电二极管钉扎层33b与沟道停止区域24接触。光电二极管钉扎层33b的电势与沟道停止区域24的电势相同。
[0214]
读取部34具有阈值调节区域34a、n+型区域34b、34c、34d以及p型阱34e。
[0215]
阈值调节区域34a与电荷累积部33a和光电二极管钉扎层33b接触。阈值调节区域34a通过与栅极21a协作来构成传输门tg。n+型区域34b与阈值调节区域34a接触。n+型区域34b构成浮动扩散层fd。换言之，n+型区域34b和阈值调节区域34a的光电二极管pd设置于相反侧。即，阈值调节区域34a设置在电荷累积部33a和浮动扩散层fd之间。p型阱34e与电荷累
积部33a相邻。换言之，p型阱34e通过阈值调节区域34a与电荷累积部33a相邻。
[0216]
n+型区域34c隔着由p型阱34e形成的沟道区域与n+型区域34b相邻。累积在电荷累积部33a的信号电子通过构成传输门tg的阈值调节区域34a被n+型区域34b读取。n+型区域34b是浮动扩散层fd。被读取的信号电子在浮动扩散层fd中被转换为电压信号。n+型区域34d隔着由p型阱34e形成的沟道区域与n+型区域34c相邻。n+型区域34d、n+型区域34c以及栅极21构成源跟随晶体管sf。n+型区域34d与沟道停止区域24接触。虽然未图示，设置有复位晶体管rg和选择晶体管sel。
[0217]
p型阱34e包括浮动扩散层fd、复位晶体管rg、源跟随晶体管sf以及选择晶体管sel。p型阱34e防止来自p型的基体部32的信号电子的流入。p型阱34e控制复位晶体管rg、源跟随晶体管sf以及选择晶体管sel的阈值。
[0218]
图5是图4的区域s1的放大图。如图5所示，光电转换部26还具有形成于第二区域31的钉扎区域36。
[0219]
钉扎区域36(高浓度杂质层)设置于基体部32的入射侧。换言之，钉扎区域36设置于基体部32的与配线区域13侧相反的表面。钉扎区域36的厚度是3nm以上。钉扎区域36的厚度是100nm以下。钉扎区域36具有较高的受主浓度。钉扎区域36中性化。钉扎区域36保持空穴。钉扎区域36抑制暗电流的发生。对钉扎区域36进行更详细的说明。
[0220]
在本实施方式的固体拍摄装置1包括具有如下功能的区域(第二区域31、钉扎区域36)：产生因光的吸收而引起的信号电子的区域(光电转换部)抑制暗电流的产生。因此，在光散射部27和光电转换部26之间实质上不存在妨碍从光散射部27向光电转换部26输出的被吸收光l2的层和膜。
[0221]
将传感器作为n沟道型进行说明。由入射光l1引起的信号被解释为由信号电子携带。钉扎区域36是p型。
[0222]
钉扎区域36是p+型，并且是形成于入射侧的表面的钉扎层。钉扎区域36的受主浓度较高。在钉扎区域36的光输入面26a的附近，总是存在1
×
10
17
cm-3
以上的浓度的空穴。由于存在于光电转换部26的入射侧的光输入面26a的界面态，而产生暗电流。该空穴抑制该暗电流的产生。
[0223]
钉扎区域36至少满足第一条件。如果钉扎区域36满足第二条件和第三条件更好。
[0224]
第一条件是钉扎区域36在入射侧的光输入面26a累积空穴而中性化的条件。根据第一条件，能够抑制在输入面26a中的暗电流的发生。在如si/sio2界面包含多个带隙能级的情况下，价带中的电子通过带隙能级而被激发到传导体。其结果，产生暗电流。暗电流的值由基于srh(schockley-read-hall)模型的数学式(12)表示。
[0225]
[数学式12]
[0226]
u＝σv
thnt
(pn-n
i2
)/(n+p+2nicosh((e
t-ei)//kt))
…
(12)
[0227]
构成数学式(12)的各参数如下：
[0228]
u：再结合率。
[0229]
σ＝σn＝σ
p
：对于电子和空穴的带隙能级的捕获截面积。
[0230]vth
：热运动速度。
[0231]nt
：带隙能级密度。
[0232]
n：导带中的电子密度。
[0233]
p：价带的空穴密度。
[0234]
ni：本征载流子密度。
[0235]
k：玻尔兹曼常数。
[0236]
t：绝对温度。
[0237]
需要说明的是，再结合率为正的情况表示再结合。再结合率为负的情况下表示暗电流的生成比率。在si/sio2界面耗尽化的情况下，n、p＜＜ni。根据该条件，能够从数学式(12)得到数学式(13)。
[0238]
[数学式13]
[0239]udep
＝σv
thnt
(-n
i2
)/(2nicosh((e
t-ei)/kt))
…
(13)
[0240]
在e
t
＝ei时，si/sio2界面耗尽化时的再结合率u
dep
最大。因此，能够从数学式(13)得到数学式(14)。
[0241]
[数学式14]
[0242]udep
≈-σv
thnt
ni…
(14)
[0243]
根据该构成，产生较大的暗电流。针对此，在界面附近的空穴浓度较大的情况下，即p＞＞ni＞＞n的情况下，并且，当有助于暗电流的产生的带隙能级是et＝ei的情况下，能够从数学式(12)得到数学式(15)。
[0244]
[数学式15]
[0245]upinning
≈σv
thntni2
/p
…
(15)
[0246]
数学式(16)是界面耗尽化时和累积有空穴时的比率。
[0247]
[数学式16]
[0248]udep
/u
pining
＝ni/p
…
(16)
[0249]
在数学式(16)中，ni是1.45
×
10
10
cm-3
。例如，在p＝10
17
cm-3
的情况下，暗电流降低到10-7
倍。
[0250]
第二条件是延长少数载体的寿命的条件。少数载体是指电子。换言之，第二条件是所产生的电子空穴对中的电子迅速地穿过p型的光电转换部26，由此电子到达电荷累积部33a。
[0251]
少数载体的寿命受钉扎区域36包含的晶体缺陷的数量的影响。具体而言，如果钉扎区域36包含的晶体缺陷的数量减少，则少数载体的寿命延长。在钉扎区域36包含的杂质浓度较大且高浓度区域较大的情况下容易产生晶体缺陷。这是因为杂质原子的大小与硅原子的大小不同。
[0252]
钉扎区域36通过离子注入来设置。注入的离子量相当于杂质浓度和杂质分布的积分。作为能够抑制晶体缺陷的发生的离子注入量，示出了3
×
10
15
cm-2
以下。
[0253]
在离子注入中，将杂质导入到硅中的同时将能量带入硅中。带入到硅中的能量也是发生晶体缺陷的主要因素。晶体缺陷能够通过在离子注入后实施的退火处理来恢复。但是，通过退火处理，晶体缺陷不会完全消失。
[0254]
钉扎区域36的形成是在配线区域13的形成结束后进行的。退火方法不限于激光退火法等。因此，有必要减少离子注入引起的晶体缺陷的发生。因离子注入而带入到硅中的能量与杂质量成比例。因离子注入而带入到硅中的能量与能量的强度也成比例。作为抑制晶体缺陷的发生的条件，示出了将杂质量和能量的乘积设定为5
×
10
15
kev
·
cm-2
以下。
[0255]
第三条件是使因光电转换而产生的电子空穴对中的电子迅速地到达电荷累积部33a的条件。电子在穿过p型基体部32之后，到达电荷累积部33a。这种动作是因电势梯度引起的漂移运动而发生的电子移动。
[0256]
p型的基体部32被耗尽化。同样地，钉扎区域36中的基体部32侧的杂质浓度较低的部分被耗尽。被耗尽的区域得到充分的电场。用于抑制暗电流的空穴累积在钉扎区域36中光输入面26a的附近。光输入面26a的附近被中性化。杂质浓度的差异使电子在未耗尽区域的移动顺畅。
[0257]
钉扎区域36具有杂质浓度的分布。受主浓度越高费米能级和价带端的能量差越小。作为受主的杂质的浓度在钉扎区域36中从入射侧的表面朝基体部32的方向减小。根据这种杂质浓度的分布，即便在钉扎区域36中存在累积有空穴的部分的情况下，信号电子也会通过漂移迅速的移动到基体部32。
[0258]
这样的杂质浓度的分布通过离子注入得到。具体而言，通过将杂质浓度的分布的峰值位置设定在光输入面26a得到的。需要说明的是，也可以将杂质浓度的分布的峰值位置设定于在光输入面26a设置的氧化膜中。根据这样的峰值位置的设定，形成杂质浓度从光输入面26a向基体部32单调减少的杂质浓度分布。
[0259]
杂质浓度的分布也能够通过其他条件来实现。在称作0.2kev的低能量条件下进行离子注入。其结果，杂质浓度的分布中的峰值位置为0.5nm程度。当对具有这样的分布的元件进行退火时，峰值几乎消失。其结果，可以得到杂质浓度从入射侧的表面向基体部32单调减小的杂质浓度的分布。注入能量优选为例如1kev以下。使用低能量的离子注入的方法不会形成氧化膜。其结果，使用低能量的离子注入的方法具有在离子注入后无需去除氧化膜这样的工序的优点。以下，以通过低能量的离子注入来形成钉扎区域36的方法为中心进行说明。
[0260]
(光散射部)
[0261]
发明者潜心研究了进一步提高专利文献1等中示出的图像传感器的灵敏度。其结果，发明者发现了灵敏度的提高不足的主要原因是光散射部中的光的散射不充分。分析金字塔状的散射层或随机凹凸状的散射层的特性的结果在后面的第一研究和第二研究中进行详细的说明。
[0262]
作为使光充分散射的光散射结构，发明者想到了图6所示的结构。图6所示的结构是基于使用等离子激元的衍射使入射光l1散射的。数学式(17)表示关于光散射结构的变量的关系。光散射结构由多个金属结构体27a构成。多个金属结构体27a按规定的周期配置。光散射结构是周期结构。在光散射结构中，视为因等离子激元而产生的衍射光。衍射光是在数学式(17)中散射角θd满足小于90度的条件产生的。换言之，在散射角θd为90度以下的情况下是衍射模式。在衍射模式中，光传播在硅中产生。在θd大于90度的情况是局部增强场模式。
[0263]
[数学式17]
[0264][0265]
p(nm)：多个金属结构体的周期长度。
[0266]
λ(nm)：入射光的波长。
[0267]nsi
：硅的折射率的实部。
[0268]
l：1或2。
[0269]
因通常的衍射现象产生的衍射光包含不被衍射而笔直行进的零级光。衍射光从衍射角度(散射角θd)较小的一方生成一级光以及二级光。首先，光散射部27需要降低零级光的比例。其次，光散射部27需要增大衍射光中比例较大的一级光的衍射角度(散射角θd)。第三，光散射部27需要减小反射率。在数学式(17)中，l＝1表示一级光可用作散射光的范围。l＝2的情况下表示二级光可用作散射光的范围。在作为散射光使用到二级光的情况下，赋予强度权重的一级光和二级光的平均散射角比仅一级光时小。但是，金属结构体的周期长度可以是2倍。其结果，具有减缓精细加工程度的优点。通常的衍射现象不适合用作光散射部27。这是因为通常的衍射现象的零级光的比率较大且反射率也较大。
[0270]
在利用等离子激元的衍射模式中，衍射光通过在金属结构体27a的下部(硅侧)感应的电偶极子的振动来产生。衍射光被视为从电偶极子的振动中心辐射。
[0271]
光散射部27是形成在钉扎区域36的表面的金属膜。光散射部27与钉扎区域36直接接触。光散射部27由选自于由银、铝、金、铜以及钛的氮化物组成的组中的材料形成。光散射部27可以由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铝作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料以及将钛的氮化物为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成。光散射部27的厚度为10nm以上。光散射部27的厚度为30nm以下。
[0272]
光散射部27与相邻于像素8的另一像素8的光散射部27分开。该分开意味着在一方的光散射部27中产生的等离子激元不会向相邻的另一方的光散射部27移动。换言之，在像素8的边界部设置有间隙。在一方的光散射部27中产生的等离子激元移动到相邻的另一方的光散射部27的情形，被称作等离子激元的干渉。根据该间隙，能够抑制像素8之间的等离子激元的干渉。
[0273]
光散射部27产生由等离子激元产生的散射光。间隔的存在使光散射部27的面积减小。固体拍摄装置1具有微透镜17(图4参照)。微透镜17设置在光散射部27之上。根据微透镜17，能够使入射光l1集中于光散射部27。其结果，能够防止灵敏度的下降。
[0274]
光散射部27可以包括凹凸结构。凹凸结构包括多个金属结构体27a(多个凸部)。金属结构体27a从光输入面26a凸出。
[0275]
光散射部27可以采用能够产生由等离子激元产生的衍射光的各种结构。光散射部27可以包括周期性结构。作为周期性结构，例如，可以是多个球状结构。作为周期性结构，例如，可以是多个柱状结构。这种结构可以分类为图案结构体、微粒结构体。
[0276]
作为图案结构体，示例有例如，衍射光栅、孔阵列、盘阵列、狭缝阵列、天线阵列以及靶心阵列。衍射光栅可以是例如，条纹上的一维排列结构。衍射光栅可以是例如，方格状的二维排列结构。衍射光栅也可以是例如，三角格子状的二维排列结构。孔阵列的孔形状可以是圆形、矩形以及三角形。盘阵列的盘形状可以是圆板形、矩形、三角形以及半球形。狭缝阵列的狭缝形状可以是一维结构、十字型结构以及星型结构。狭缝阵列各自的结构可以排列为方格状或三角格子状。天线阵列可以是粒子对结构、杆对结构以及领结结构。靶心阵列可以是具有与开口同心圆状的凹凸结构的结构排列成方格状或三角格子状。
[0277]
作为微粒结构，示例有由金属材料形成的微粒。作为金属材料，可以使用例如是铝、银、金以及铜等。作为微粒的形状，示例有球形纳米粒子、金属纳米壳、金属纳米杆以及
金属纳米线。微粒结构利用局部表面等离子激元共振。在作为微粒结构采用球形纳米粒子的情况下，适用在粒子之间工作的间隔模式。其结果，能够得到近红外共振。球形纳米粒子和纳米壳的直径可以是10nm以上。球形纳米粒子和纳米壳的直径可以是1μm以下。纳米杆和纳米线的直径可以是10nm以上。纳米杆和纳米线的直径可以是300nm以下。纳米杆和纳米线的长度可以是50nm以上。纳米杆和纳米线的长度可以是10μm以下。作为形成微粒结构的材料示例有tin等氮化物类纳米粒子和利用mie散射的si等高折射率纳米粒子。这些微粒结构可以通过化学合成法、溅射法以及真空蒸镀法来形成。根据真空蒸镀法，能够形成作为晶粒结构的岛状的膜。
[0278]
优选，利用基于周期性的表面等离子激元共振的结构的周期长度为100nm以上，且波长以下。优选，在利用基于间隔模式的表面等离子激元共振的结构中，粒子对等的金属间距离为波长以下。例如，作为金属间距离，优选1nm以上。作为金属间距离，优选100nm以下。结构体可以通过准分子激光光刻、电子光刻以及聚焦离子束加工技术等来形成。
[0279]
(dti)
[0280]
通过发明者的进一步的研究，找到了用于进一步提高灵敏度的因素。灵敏度提高不足、发生串扰是dti22的结构引起的。
[0281]
dti22设置在彼此相邻的像素8之间。dti22具有深沟槽22a和光反射部22b。深沟槽22a设置在入射侧。光反射部22b由埋入到深沟槽22a的金属材料形成。沟道停止区域24设置在配线区域13侧。在夹在深沟槽22a的区域设置有电荷累积部33a、浮动扩散层fd等。深沟槽22a抑制像素8之间的光学串扰。深沟槽22a抑制信号电子的扩散引起的串扰。沟道停止区域24将像素8彼此电隔离。更详细而言，沟道停止区域24将电荷累积部33a和n+型区域34d电隔离。
[0282]
如图7所示，dti22将彼此相邻的像素8光学隔开。因此，优选，dti22理想地反射所有的光，而所有的光不能透过dti22。在dti22的光反射性和遮光性不足的情况下，dti22不能充分地使光反射。其结果，一部分光透过dti22。漏到相邻的像素8的光成为串扰的原因。
[0283]
图8是示出光从第一部件向第二部件垂直入射时的反射率的计算值。第一部件由硅构成。第二部件由银(ag：曲线g8a)、铜(cu：曲线g8b)、铝(al：曲线g8c)、氧化硅(sio2：曲线g8d)、钨(w：曲线g8e)中的任意一种构成。横轴表示真空中的光的波长。纵轴表示反射率。例如，在tof法中使用的光的波长是850nm或940nm。现有的图像传感器由氧化硅(曲线g8d)或钨(曲线g8e)构成。在此情况下，发现反射率为20％以下。
[0284]
为了提高灵敏度，有必要使光多次通过p型基体。通过了p型基体的光入射到dti22。入射的光被dti22反射。光再次通过p型基体。通过反复穿过该p型基体和被dti22反射，有助于光的吸收的光路长度l被延长。当dti22中的反射次数增加时，光路长度l延长。为了增加dti22中的反射次数，提高dti22的反射率r是非常重要的。
[0285]
例如，假设dti22使光完全反射。在使光完全反射的情况下，反射率能够以r＝1表示。在假设反射率r＝1的情况下，光路长度l能够由数学式(18)表示。根据数学式(18)可知，光路长度l与反射次数k成比例。
[0286]
[数学式18]
[0287]
[0288]
θd：散射角。
[0289]wpd
(nm)：从第一dti22的光反射部22b到第二dti22的光反射部22b的距离(沟槽间距离、p型基体的宽度)。
[0290]
w0(nm)：入射位置到最初反射的dti22的距离。
[0291]
k(次数)：反射次数。
[0292]
接下来，示出反射率小于1的情形。根据反射率小于1的情形，光路长度l可以由数学式(19)表示。实际有效的光路长度l根据因反射而衰减的量而变短。根据数学式(19)，反射光相对于反射次数k的衰减，可以由等比数列来表示。图9示意性地示出了光每一次以反射率r反射时的衰减的状态。
[0293]
[数学式19]
[0294][0295]
θd：散射角。
[0296]wpd
(nm)：从第一dti22的光反射部22b到第二dti22的光反射部22b的距离(沟槽间距离、p型基体的宽度)。
[0297]
w0(nm)：入射位置到最初反射的dti22的距离。
[0298]
k(次数)：反射次数。
[0299]
在数学式(19)中，将右边第二项的第二因子称作有效倍率em。确认了反射次数k和有效倍率em的关系。图10示出了研究结果。图10示出了反射次数k和有效倍率em的关系。横轴表示反射次数。纵轴表示有效倍率em。具体而言，图10示出了反射次数k为1次到14次时的有效倍率em。各曲线g10a～g10j和有效倍率em的对应关系如下。
[0300]
曲线g10a：em＝1.0
[0301]
曲线g10b：em＝0.9
[0302]
曲线g10c：em＝0.8
[0303]
曲线g10d：em＝0.7
[0304]
曲线g10e：em＝0.6
[0305]
曲线g10f：em＝0.5
[0306]
曲线g10g：em＝0.4
[0307]
曲线g10h：em＝0.3
[0308]
曲线g10i：em＝0.2
[0309]
曲线g10j：em＝0.1
[0310]
确认了反射次数k为无限次时，反射率r和有效倍率em的关系。图11示出了其结果。横轴表示反射率r。纵轴表示有效倍率em。参照曲线g11，可以看出尽管是无限次的反射，在反射率r较小的情况下有效倍率em的值仍然较小。可以看出，当反射率r超过0.8时有效倍率em急剧变大。根据图11示出的结果可以看出，优选dti22的反射率r被设定为0.8以上。
[0311]
研究了能够实现0.8以上的反射率r的dti22的构成。反射率r是向由硅构成dti22的埋设材料入射的入射光的反射率r。研究了基于埋设材料的复折射率，实现所需的反射率r的构成。为了简化，假设垂直入射。其结果，反射率r通过数学式(20)得到。
[0312]
[数学式20]
[0313][0314]
n1：硅的折射率。
[0315]
n1：硅的折射率的实部。
[0316]
k1：硅的折射率的虚部。
[0317]
n2：埋设材料(光反射部22b)的折射率。
[0318]
n2：埋设材料(光反射部22b)的折射率的实部。
[0319]
k2：埋设材料(光反射部22b)的折射率的虚部。
[0320]
图12是总结各种材料的折射率的一览表。将图12示出的硅的复折射率代入数学式(20)中。则能够求出r＝0.8时的n2和k2的关系式。图13示出了该关系式的曲线g13。横轴表示实数部n2。纵轴表示虚数部k2。菱形标记m13a对应于波长800nm的情形。“十”型的标记m13b对应于波长1100nm的情形。标记m13a、m13b几乎彼此重叠。并且，即使是从波长800nm到波长1100nm的值，也表现出大致相同的趋势。即，标记m13a、m13b几乎彼此重叠。以标记m13a、m13b为基准，左上区域a13的反射率为0.8以下。曲线g13是标记m13a、m13b的近似直线。如果使用曲线g13，则反射率r为0.8以上的条件由数学式(21)表示。
[0321]
[数学式21]
[0322]
k2≥6.31n2+1.03
…
(21)
[0323]
根据图8可知，在波长800nm以上的近红外线区域中银和铜的反射率r较高。在波长800nm以上的近红外线区域中，银和铜适合作为埋入dti22的材料。参照图12示出的复折射率的值，银和铜满足数学式(21)。作为构成dti22的材料，最优选银或铜。金、铂以及铋也满足数学式(21)。因此，金、铂以及铋也是构成dti22的优选材料。
[0324]
图14是总结各种材料的复折射率、参考源、与硅的关系中的反射率r、介电常数的实数部以及介电常数的虚数部的一览表。这些值是波长940nm时的值。在将反射率r为作为基准时，反射率r为0.8以上的材料是银、铜、锂、金以及铋。从材料的稳定性来看，优选在这些中选择银、铜、金以及铋。
[0325]
dti22的光学特性除了埋设材料的种类之外，还影响埋设材料的厚度。光学特性是指透射率。透射率影响串扰。对构成dti22的埋设材料的厚度和透射率进行了研究。图15的(a)是用于研究的分析模型的概要图。图15的(b)示出了膜厚和反射率r的关系。横轴表示膜厚。纵轴表示反射率r。各曲线和埋设材料的关系如下。
[0326]
银：曲线g15a。
[0327]
铜：曲线g15b。
[0328]
铝：曲线g15c。
[0329]
氧化硅：曲线g15d。
[0330]
钨：曲线g15e。
[0331]
埋设材料的厚度与dti22的槽宽度具有相同的意思。串扰与透射率密切相关。在将通常的实用中承受的串扰设定为5％以下的情况下，将透射率设定为5％以下。埋设材料的厚度只要是下面的值以上即可。
[0332]
银：膜厚45nm。
[0333]
铜：膜厚50nm。
[0334]
铝：膜厚35nm。
[0335]
图15的(c)示出了膜厚和透射率的关系。横轴表示膜厚。纵轴表示透射率。各曲线和埋设材料的关系如下。
[0336]
银：曲线g15i。
[0337]
铜：曲线g15h。
[0338]
铝：曲线g15j。
[0339]
氧化硅：曲线g15f。
[0340]
钨：曲线g15g。
[0341]
例如，从图15的(b)的曲线g15a～g15e可知，就反射率而言，在铝(曲线g15c)的情况下不高于银(曲线g15a)、铜(曲线g15b)。从图15的(c)的曲线g15j可知，铝具有透射率较小的优异的特性。
[0342]
上述研究结果，列出了能够作为dti22的埋设材料采用的金属的种类、对于每个金属种类设定的dti22的宽度，具体如下。本说明书中的“dti22的宽度”可以替换为深沟槽22a的宽度。“dti22的宽度”可以替换为光反射部22b的宽度。
[0343]
当埋设材料是银或作为主要成分包含银的材料时，dti22的宽度是45nm以上。
[0344]
当埋设材料是铜或作为主要成分包含铜的材料时，dti22的宽度是50nm以上。
[0345]
当埋设材料是金或作为主要成分包含金的材料时，dti22的宽度是60nm以上。
[0346]
当埋设材料是铂或作为主要成分包含铂的材料时，dti22的宽度是30nm以上。
[0347]
当埋设材料是铋或作为主要成分包含铋的材料时，dti22的宽度是70nm以上。
[0348]
当埋设材料是铝或作为主要成分包含铝的材料时，dti22的宽度是35nm以上。
[0349]
dti22有时会具有用于防止来自沟槽界面的暗电流的负电荷保持膜。作为负电荷保持膜可以使用氧化铝。作为负电荷保持膜也可以使用硅氮化物。研究了负电荷保持膜对反射率和透射率的影响。在图15的(b)和图15的(c)中，用虚线示出的曲线表示存在负电荷保持膜时的结果。作为负电荷保持膜，在硅和金属之间设置了5nm膜厚的氧化铝层。在图15的(b)和图15的(c)中均发现，负电荷保持膜存在与否，对膜厚和反射率的关系没有明显的影响。发现了对于透射率也是同样的。具体而言，发现了负电荷保持膜对于膜厚和透射率的关系没有明显的影响。
[0350]
关于dti22，发明者从其他方面追加了研究。在关于上述dti22的研究中，关注了构成dti22的材料。发明者进一步关注了彼此相邻的dti22的间隔w
pd
。具体而言，通过金属等离子激元结构衍射的光被dti22反复反射。其结果，衍射的光作为驻波形成干涉场。从第一dti22(第一隔离壁部)到第二dti22(第二隔离壁部)的间隔w
pd
满足驻波中的干涉增强的条件。通过将间隔w
pd
设定为满足干涉的增强条件，能够最大化光吸收效率。
[0351]
如图16所示，规定从第一dti22到第二dti22的间隔w
pd
。从第一dti22到第二dti22的间隔w
pd
是夹在第一dti22和第二dti22的光电转换部26的宽度。间隔w
pd
由数学式(22)规定。
[0352]
[数学式22]
[0353]wpd
＝p(m+j-1)+w
metal
±
p/4
…
(22)
[0354]wpd
：从第一dti22的光反射部22b到第二dti22的光反射部22b的距离。
[0355]
p：多个金属结构体27a的周期长度。
[0356]wmetal
：金属结构体27a的宽度。
[0357]
m：金属结构体27a的数量，即金属结构体27a的周期数量。
[0358]
j：0或正整数。
[0359]
变量x
l
和变量xr满足数学式(23)。
[0360]
[数学式23]
[0361]
x
l
＝xr…
(23)
[0362]
x
l
：从金属结构体27a到第一dti22的距离。
[0363]
xr：从金属结构体27a到第二dti22的距离。
[0364]
在未定义金属结构体27a的间隔w
metal
的情况下，间隔w
pd
可以由数学式(24)规定。
[0365]
[数学式24]
[0366]wpd
＝p(m-1+j)+200
±
p/4(nm)
…
(24)
[0367]wpd
：从第一dti22的光反射部22b到第二dti22的光反射部22b的距离。
[0368]
p：多个金属结构体27a的周期长度。
[0369]
m：多个金属结构体27a的周期数量，即金属结构体数量。
[0370]
j：0或正整数。
[0371]
光散射部27具有周期性结构时上述间隔w
pd
的讨论成立。但是，在上述间隔w
pd
的讨论中，具有使光散射的结构和满足驻波中的干涉增强的条件非常重要。光散射部27具有周期性结构并不是必要条件。光散射部27为未规定周期长度p的非周期性结构时的间隔w
pd
的讨论在变形例中进行说明。
[0372]
《固体拍摄装置的制造方法》
[0373]
以下，对固体拍摄装置1的制造方法进行说明。
[0374]
准备硅晶片。之后在固体拍摄装置1中成为配线区域13侧的硅晶片的一部分，形成电荷累积部33a、光电二极管钉扎层33b、晶体管以及配线18等构成物。通过该工序，形成传感器基板12。之后将传感器基板12接合到支撑基板11。在该工序中，形成有电荷累积部33a等的一侧的面被接合在支撑基板11。支撑基板11可以采用形成有电路的晶片。在作为支撑基板11采用形成有电路的晶片的情况下，能够进一步提高集成度。
[0375]
之后调整传感器基板12的厚度。具体而言，从传感器基板12的光输入面26a切削传感器基板12。在普通的可见光用的情况下传感器基板12的厚度是2μm以上4μm以下。在近红外光用的情况下，通常，在传感器基板12的厚度为2μm以上4μm以下的情况下，不能充分吸收近红外光。根据固体拍摄装置1的构成，即便传感器基板12的厚度为2μm以上4μm以下，也可以充分地检测出近红外光。
[0376]
之后形成钉扎区域36。具体而言，将硼离子注入到传感器基板12的光输入面26a。离子注入的能量最低为0.2kev。离子注入的能量为0.2kev以上。离子注入的能量为1kev以下。在离子注入之后，进行用于活性化的激光退火。也可以通过氧化膜进行离子注入。在此情况下，在杂质浓度的分布中，杂质浓度的峰值在入射侧的界面或氧化膜中产生。优选，离子注入量为1
×
10
14
cm-3
以上。优选，离子注入量为3
×
10
15
cm-3
以下。接着，在离子注入后，进行激光退火。根据激光退火，可以在不损坏形成于配线区域13侧的晶体管和配线的情况下进行退火。在进行激光退火时，降低激光退火的能量。即，在进行激光退火时，不使硅熔融。通过满足这种条件，能够控制熔融部分的杂质浓度恒定。通过进行多次不引起熔融的条件
的激光退火，能够使杂质的活性不充分的状态变为杂质的活性充分的状态。形成用于防止串扰的深沟槽22a。
[0377]
对从背面(入射面)侧制作dti22的方法进行说明。dti22的制作方法包括挖掘深沟槽22a的蚀刻工序s1和将金属埋入深沟槽22a的工序s3。在p型基体100的主面形成硬掩模101。之后形成深沟槽22a。深沟槽22a通过交替进行多次各向异性蚀刻工序和侧壁保护膜的形成工序来形成。(参照图17的(a))。根据这种工序，能够形成纵横比(dti22的宽度与深度之比)较大的深沟槽22a。
[0378]
之后，如图17的(b)所示，在深沟槽22a的内表面形成5nm程度的氧化铝(al2o3)膜(工序s2)。氧化铝(al2o3)膜是负电荷保持膜52。去除硬掩模101。之后，形成膜。在膜的形成中，可以使用ald(atomic layer deposition，原子层沉积)。通过使用ald的工序，能够对纵横比较大的深沟槽22a形成均匀的膜。可以在同一工序形成dti22的负电荷保持膜52和背面侧的负电荷保持膜(未图出)。通过负电荷保持膜52，空穴被累积在深沟槽22a的界面。其结果，来自界面态的暗电流被抑制。
[0379]
之后，如图17的(c)所示，在深沟槽22a配置成为光反射部22b的材料。在工序s3中，可以使用原子层沉积法。埋设材料和原料气体(precursor，前驱体)的关系如下。
[0380]
在埋设材料为银的情况下，使用含有银的原料气体。作为含有银的原料气体，可以使用“三乙基膦(6，6，7，7，8，8，8-七氟-2，2-二甲基-3，5-辛烷二酮)银(i)”(triethylphosphine(6，6，7，7，8，8，8-heptafluoro-2，2-dimethyl-3，5-octanedionate)silver(i))。
[0381]
在埋设材料为铜的情况下，使用含有铜的原料气体。作为含有铜的原料气体，可以使用下述气体。
[0382]“双(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)铜(ii)”(cu(thd)2，(thd＝2，2，6，6-tetramethyl-3，5-heptanedionate，cu(occ(ch3)3chcoc(ch3)3)2))。
[0383]“双(6，6，7，7，8，8，8-七氟-2，2-二甲基-3，5-辛烷二酮)铜(ii)”(cu(occ(ch3)3chcocf2cf2cf3)2))。
[0384]
在埋设材料为金的情况下，使用含有金的原料气体。作为含有金的原料气体，可以使用下述气体。
[0385]
三甲基(三甲基膦)金(iii)(trimethyl(trimethylphosphine)gold(iii)，me3aupme3(me＝methyl))。
[0386]
在埋设材料为铝的情况下，使用含有铝的原料气体。作为含有铝的原料气体，可以使用下述气体。
[0387]
三甲基铝(al(ch3)3，tma。
[0388]
三(2，2，6，6-四甲基-3，53，5-庚二酮酸)铝(al(c
11h19
o2)3，al(dpm)3)。
[0389]
三乙基铝(al(c2h5)3，tea)。
[0390]
在埋设材料为铋的情况下，使用含有铋的原料气体。作为含有铋的原料气体，可以使用下述气体。
[0391]
三苯基铋(triphenylbismuth(ph)3(ph＝phenyl))。
[0392]
三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)铋(2，2，6，6-tetramethyl-3，5-heptanedionate(iii)bi(bi(tmhd)3))。
[0393]
双(乙酸-o)三苯基铋(bis(acetato-o)triphenylbismuth(ph3bi(oac)2，(ch3co2)2bi(c6h5)3))(也可以参照下述化学式)。
[0394]
三(2-甲氧基苯基)铋(tris(2-methoxyphenyl)bismuthine((ch3oc6h4)3bi))。
[0395]
三(叔丁氧基)铋(tri-tert-butoxybismuth(iii)，tri(tert-butyloxy)bismuth)。
[0396]
三(1，1，2-三甲基丙氧基)铋。
[0397]
三(1，1-二异丙基-2-甲基丙氧基)铋。
[0398]
在埋设材料为铂的情况下，使用含有铂的原料气体。作为含有铂的原料气体，可以使用下述气体。
[0399]“三甲基(甲基环戊二烯基)铂(iv)”(c5h4ch3pt(ch3)3)。
[0400]
在上述原料气体中，烃基的碳原子数为1以上即可。作为其它的原料气体，可以使用m(c5h5)2或(ch3c5h4)m(ch3)3。
[0401]
之后，通过化学机械抛光(cmp：chemical mechanical polishing)去除沉积在深沟槽22a之外的埋设材料。
[0402]
之后，如图17的(d)所示，形成保护膜53(工序s4)。根据保护膜53，能够抑制埋设在深沟槽22a的银或铜的腐蚀。保护膜53可以是氧化铝。负电荷保持膜52也可以兼作保护膜53。也可以相对于负电荷保持膜52独立地设置保护膜53。
[0403]
接着，在形成深沟槽之后，进行光散射部27的形成。
[0404]
在光散射部27之上形成彩色滤光片16和微透镜17。通过以上工序，能够得到固体拍摄装置1。
[0405]
《作用效果》
[0406]
固体拍摄装置1通过包括多个金属结构体27a的光散射部27来衍射入射光l1。基于包括多个金属结构体27a的光散射部27的光的衍射是等离子激元激元现象引起的。衍射光的发生能够通过规定多个金属结构体27a的配置的周期长度p来控制。因此，如数学式(25)，能够获得所需的散射角θd。其结果，能够确保由入射光l1的波长λ和光电转换部26的光吸收特性确定的光路长度l。因此，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0407]
[数学式25]
[0408]
θd＝sin-1
(l
·
λ/n
·
p)
…
(25)
[0409]
在具有满足数学式(26)的构成的固体拍摄装置1中，沿光电转换部26的厚度方向直线行进的零级衍射光的比例下降。相对于光电转换部26的厚度方向倾斜行进的级次的衍射光的比例上升。其结果，能够将光电转换部26中的衍射光的光量和传播距离设定为所希望的形态。因此，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0410]
[数学式26]
[0411][0412]
由满足数学式(27)的金属形成的dti22能够适当地反射衍射光。其结果，能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0413]
[数学式27]
[0414]
k2≥6.31n2+1.03
…
(27)
[0415]
金属在近红外线区域中具有特有的光学特性。换言之，金属在近红外线区域中具有特有的复折射率。因此，形成光反射部22b的金属的选择非常重要。在没有光散射部27的情况下，入射光l1的角度不会发生大的变化。向dti22的侧面的入射角度变大。其结果，根据情况可能发生全反射。因此，因此存在反射率r变大的可能性。在有光散射部27的情况下，向dti22的侧面的入射角有时会变小。根据数学式(26)，可以构成由适合近红外线区域的金属形成的dti22。其结果，dti22能够提高反射率r。dti22能够降低透射率。此外，dti22可以被微细化。
[0416]
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是本发明的固体拍摄装置不限于上述实施方式。
[0417]
(变形例：非周期结构中的最优沟槽间隔)
[0418]
对光散射部27为非周期结构时的dti22的间隔w
pd
进行说明。在硅受光面为金字塔形状、三棱柱结构或具有随机的凹凸结构的情况下，可以说光散射部27是非周期结构。在光散射部27为非周期结构的情况下，结构不会被周期长度p这样的变量特定。使用干涉条件来定义间隔w
pd
，该干涉条件是光电转换部26的内部中的传播波长的整数倍。根据该定义，不需要周期长度p和周期数量m。定义变为传播波长的整数倍加上偏移范围的形式。
[0419]
光散射部27为非周期结构时的dti22的间隔w
pd
可以通过数学式(28)来规定。
[0420]
[数学式28]
[0421]
(单位：nm)
……
(28)
[0422]wpd
：从第一dti22的光反射部22b到第二dti22的光反射部22b的距离。
[0423]nsi
：光电转换部26(硅)的折射率的实部
[0424]
k0：入射光的波数
[0425]
θd：散射角
[0426]
m：自然数
[0427]
如图18所示，光散射部27可以具有第一周期结构27m1和第二周期结构27m2。
[0428]
第一周期结构27m1包括多个金属结构体27a。金属结构体27a沿着第一方向d1等间隔配置。金属结构体27a的配置由第一周期长度p1规定。第一周期长度p1可以基于入射光l1的波长λ来确定。第一周期长度p1可以基于散射角θd来确定。
[0429]
第二周期结构27m2包括多个金属结构体27a。金属结构体27a可以是构成第一周期结构27m1的金属结构体27a。金属结构体27a也可以是另一金属结构体27a。图18的光散射部27示出了构成第二周期结构27m2的金属结构体27a与构成第一周期结构27m1的金属结构体27a共通的情形。
[0430]
金属结构体27a沿着第二方向d2等间隔配置。第二方向d2相对于第一方向d1倾斜。第二方向d2相对于第一方向d1不平行。在图18示出的例子中，第二方向d2与第一方向d1正交。金属结构体27a的配置由第二周期长度p2规定。第二周期长度p2可以基于入射光l1的波长λ来确定。第二周期长度p2可以基于散射角θd来确定。第二周期长度p2与第一周期长度p1不同。例如，可以使将第二周期结构27m2作为对象的入射光l1的波长λ和将第一周期结构27m1作为对象的入射光l1的波长λ不同。可以使基于第二周期结构27m2的第二散射角θd和基于第一周期结构27m1的第一散射角θd不同。
[0431]
如图19所示，固体拍摄装置1a可以包括电荷保持膜81。电荷保持膜81设置在光散射部27和光电转换部26之间。
[0432]
在本说明书中，说明了用于提高固体拍摄装置的光电转换效率的要素技术。在用于提高光电转换效率的要素技术中，第一是在光散射部27得到较大的散射角θd的技术。第二是在dti22得到较大的反射率r的技术。第三是在光电转换部26中形成驻波的技术。第一要素技术是通过基于微细的金属结构的等离子激元而产生的衍射光的利用。第二要素技术是构成dti22的最优的金属材料的选择。第三要素技术是dti22的间隔w
pd
的最优化。换言之，第三要素技术是光电转换部26的宽度的最优化。具备第一要素技术、第二要素技术以及第三要素技术的固体拍摄装置能够实现最佳的光电转换效率。只要固体拍摄装置具备三个要素技术中的至少一个，就能够得到提高光电转换效率的效果。
[0433]
基于三个要素技术，对成为本发明的对象的固体拍摄装置进行说明。
[0434]
第一方案的固体拍摄装置具备第一要素技术、第二要素技术以及第三要素技术。该固体拍摄装置已在实施方式中进行了说明。
[0435]
第二方案的固体拍摄装置具备第一要素技术和第二要素技术。关于第三要素技术的dti22的间隔w
pd
可以采用任意的值。
[0436]
第三方案的固体拍摄装置具备第一要素技术和第三要素技术。关于第二要素技术的dti22的材料可以采用任意的材料。
[0437]
第四方案的固体拍摄装置具备第一要素技术。关于第二要素技术的dti22的材料可以采用任意的材料。关于第三要素技术的dti22的间隔w
pd
可以采用任意的值。
[0438]
第五方案的固体拍摄装置具备第二要素技术和第三要素技术。关于第一要素技术的光散射部可以不是产生基于等离子激元的散射光的光散射部。第五方案的固体拍摄装置可以采用具有周期性结构的光散射部来作为光散射部。例如，如图20的(a)所示，固体拍摄装置1b可以采用金字塔状的散射层或三棱柱列的散射层作为光散射部27b。
[0439]
第六方案的固体拍摄装置包括第二要素技术。关于第一要素技术的光散射部可以不是产生基于等离子激元的散射光的光散射部。第六方案的固体拍摄装置可以采用具有周期性结构的光散射部作为光散射部。例如，作为光散射部可以采用金字塔状的散射层或三棱柱列的散射层。关于第三要素技术的dti22间隔w
pd
可以采用任意的值。
[0440]
第七方案的固体拍摄装置包括第三要素技术。关于第一要素技术的光散射部可以不是产生基于等离子激元的散射光的光散射部。第七方案的固体拍摄装置可以采用具有周期性结构的光散射部作为光散射部。例如，作为光散射部可以采用金字塔状的散射层。即，关于第二要素技术的dti22的材料可以采用任意的材料。
[0441]
第八方案的固体拍摄装置包括第二要素技术和第三要素技术。关于第一要素技术的光散射部可以不是产生基于等离子激元的散射光的光散射部。如图20的(b)所示，第八方案的固体拍摄装置1c可以采用具有非周期性结构的光散射部作为光散射部27c。例如，作为光散射部可以采用随机凹凸状的散射层。
[0442]
第九方案的固体拍摄装置包括第二要素技术。关于第一要素技术的光散射部可以不是产生基于等离子激元的散射光的光散射部。第九方案的固体拍摄装置可以采用具有非周期性结构的光散射部作为光散射部。例如，作为光散射部可以采用随机凹凸状的散射层。关于第三要素技术的dti22的间隔w
pd
可以采用任意的值。
[0443]
第十方案的固体拍摄装置包括第三要素技术。关于第一要素技术的光散射部可以不是产生基于等离子激元的散射光的光散射部。第十方案的固体拍摄装置可以采用具有非周期性结构的光散射部作为光散射部。例如，作为光散射部可以采用随机凹凸状的散射层。即，关于第二要素技术的dti22的材料可以采用任意的材料。
[0444]
对作为光散射结构采用具有金字塔状的散射层或等腰三棱柱的散射层时的特性进行了研究。在研究时，如图21的(a)所示，假设了光从硅氧化膜向硅入射的情形。标记l1是入射光。标记la是折射光(散射光)。标记lb是反射光。标记δ是入射角。标记θ2是折射角。标记α是入射面的倾斜角。标记θd是散射角。散射角θd是折射角和入射面的倾斜角α之和。在第一研究中，求出了将反射次数设定为1时的特性。在第二研究中求出了将反射次数设定为三次时的特性。
[0445]
以下，对固体拍摄装置进行的一些研究结果进行说明。
[0446]
(第一研究)
[0447]
图21的(b)表示第一研究的结果。横轴表示入射面的倾斜角α。入射面的倾斜角α相当于，构成光散射部27s的金字塔面的倾斜度或形成随机凹凸的一个面的倾斜度。第一纵轴表示反射率r(曲线g21a)。第二纵轴表示散射角θd(曲线g21b)。反射率r以s偏振光和p偏振光的平均值表示。光的波长λ是940nm。
[0448]
根据曲线g21b可知，散射角θd与入射面的倾斜角α成比例。根据曲线g21a，在入射面的倾斜角α大于50度的情况下，反射率r急剧增大。当反射率r的容许值为0.3时，反射率r为0.3时的入射面的倾斜角α是73度。反射率r为0.3时的散射角θd是50度。散射角θd越大可以使光路长度l越长。因此，从光吸收的观点来看，优选较大地设定散射角θd。根据用于增大散射角θd的条件，反射率r会增大。因此，发现了原本入射到光电转换部26的光会减少。
[0449]
(第二研究)
[0450]
计算了采用等腰三棱柱列时的特性。图22的(a)～(d)、图23的(a)～(d)以及图24的(a)示意性地示出了光的路径。在各图中，如以下记载，入射面的倾斜角α不同。标记l1是入射光。标记la是折射光(散射光)。标记lb是反射光。标记la2是第二折射光。标记lb2是第二次的反射光。
[0451]
图22的(a)：60度＜倾斜角α。
[0452]
图22的(b)：倾斜角α＝60度。
[0453]
图22的(c)：54度＜倾斜角α＜60度。
[0454]
图22的(d)：倾斜角α＝54度。
[0455]
图23的(a)：45度＜倾斜角α＜54度。
[0456]
图23的(b)：倾斜角α＝45度。
[0457]
图23的(c)：30度＜倾斜角α＜45度。
[0458]
图23的(d)：倾斜角α＝30度。
[0459]
图24的(a)：0度＜倾斜角α＜30度。
[0460]
根据图22的(a)，可以看出在60度＜倾斜角α时，总是发生两次或三次的入射。第二次的入射角δ是δ＝180-3α。即，是负的。第三次的入射角ε是ε＝360-5α。
[0461]
根据图22的(b)，可以看出在倾斜角α＝60度时，总是发生两次的入射。还可以看出发生了第三次的向三棱柱的入射。第二次的入射角δ是δ＝180-3α＝0度。第三次的入射角ε
是ε＝360-5α＝60度。
[0462]
根据图22的(c)，可以看出在54度＜倾斜角α＜60度时，第三次的入射根据入射位置而发生变化。第二次的入射角δ是δ＝180-3α。第三次的入射角ε是ε＝360-5α。
[0463]
根据图22的(d)，可以看出在倾斜角α＝54度时，总是发生两次的入射。第二次的入射角δ是δ＝180-3α＝18度。第二次的反射光lb2与三棱柱面平行。这是第三次入射的界限。
[0464]
根据图23的(a)，可以看出在45度＜倾斜角α＜54度时，不会因入射位置而发生第三次的入射。第二次的入射角δ是δ＝180-3α。
[0465]
根据图23的(b)，可以看出在倾斜角α＝45度时，发生第二次的入射。第二次的入射角δ是δ＝45度。
[0466]
根据图23的(c)，可以看出在30度＜倾斜角α＜45度时，根据入射位置而发生第二次的入射。第二次的入射角δ是δ＝180-3α。发生第二次的入射的界限位置xc通过数学式(29)来规定。
[0467]
[数学式29]
[0468][0469]
根据图23的(d)，可以看出在倾斜角α＝30度时，不会发生第二次的入射。
[0470]
根据图24的(a)，可以看出在0度＜倾斜角α＜30度时，不会发生第二次的入射。
[0471]
图24的(b)示出了研究结果。横轴表示入射面的倾斜角α。入射面的倾斜角α相当于金字塔面的倾斜度或形成随机凹凸的一个面的倾斜度。第一纵轴表示反射率r(曲线g24a)。第二纵轴表示散射角θd(曲线g24b)。反射率r以s偏振光和p偏振光的平均值表示。光的波长设定为940nm。
[0472]
在图24的(b)中，范围r24a表示入射次数为一次的倾斜角α的范围。范围r24b表示根据入射位置向三棱柱的入射次数为两次的倾斜角α的范围。范围r24c表示入射次数为两次的倾斜角α的范围。范围r24d表示根据入射位置向三棱柱的入射次数为三次的倾斜角α的范围。范围r24e表示入射次数为三次的倾斜角α的范围。
[0473]
根据曲线g24b，可以看出散射角θd与入射面的倾斜角α几乎成比例。不管分析中考虑的反射次数如何，散射角θd的特性大致表现出相同的趋势。根据分析中考虑的反射次数，反射率r的特性表现出不同的趋势。可以看到，在考虑三次的反射次数的分析中，存在即便入射面的倾斜角α较大反射率r仍然减小的范围。发现了三棱柱形状的光散射部和金字塔形状的光散射部不能增大散射角。
[0474]
(第三研究)
[0475]
图25的(a)和图25的(b)是在不包括dti22的固体拍摄装置中，利用等离子激元的衍射模式的模拟结果。作为分析模型，设定了在硅基板上通过2nm的硅氧化膜形成23个银晶格的结构。银晶格的周期设定为265nm。银晶格的宽度设定为230nm。银晶格的高度设定为180nm。光的波长设定为940nm。
[0476]
图25的(a)是表示电场强度的分布的等值线图。更详细而言，图25的(a)表示电场强度的绝对值的平方的分布。通过将晶格周期265nm带入数学式(30)中得到的散射角θd是80.6度。可以看出，从数学式(30)得到的散射角θd的值与模拟结果中表现出的散射角θd一致。
[0477]
[数学式30]
[0478]
θd＝sin-1
(l
·
λ/n
·
p)
…
(30)
[0479]
图25的(b)是表示入射光l1的到达比例的饼图。可以看出，在将入射光l1设定为100％的情况下，比例分别如下。
[0480]
零级反射光(g25a)：7.7％。
[0481]
被散射的反射光(g25b)：3.5％。
[0482]
零级透射光(g25c)：30.1％。
[0483]
被散射的透射光(g25d)：49.5％。
[0484]
被银吸收的光(g25e)：3.2％。
[0485]
被硅吸收的光(g25f)：6.1％。
[0486]
需要说明的是，硅的吸收是3μm硅厚的情形。通过该结果，知道了能够满足以下的条件。
[0487]
反射率：11.2％。
[0488]
零级透射光：30.1％。
[0489]
散射的比例：49.5％。
[0490]
主要的散射角：80.6度。
[0491]
上述条件中的值，比作为光散射部采用金字塔状的散射层、随机凹凸状的散射层时更好。
[0492]
(第四研究)
[0493]
图26的(a)和图26的(b)是在包括dti22的固体拍摄装置中，利用等离子激元的衍射模式的模拟结果。作为分析模型，设定了在硅基板上通过2nm的硅氧化膜形成23个银晶格的结构。银晶格的周期设定为265nm。银晶格的宽度设定为230nm。银晶格的高度设定为180nm。光的波长设定为940nm。
[0494]
图26的(a)是表示电场强度的分布的等值线图。更详细而言，图26的(a)表示电场强度的绝对值的平方的分布。
[0495]
图26的(b)是表示入射光l1的到达比例的饼图。在将入射光l1设定为100％的情况下，比例分别如下。
[0496]
零级反射光(g26a)：6.3％。
[0497]
被散射的反射光(g26b)：5.9％。
[0498]
透射光(g26c)：60.7％。
[0499]
被沟槽吸收的光(g26d)：2.2％。
[0500]
被银吸收的光(g26e)：3.8％。
[0501]
被硅吸收的光(g26f)：21.1％。
[0502]
在图26的(b)中，图25的(b)中示出的“被散射的透射光”的分量包含在透射光(g26c)中。透射光(g25c)表示零级透射光和被散射的透射光的比例的合计。与上述研究结果相比，在该研究中的“被硅吸收的光”的分量的比例增加。在具有dti22的情况下，能够使“被硅吸收的光”的分量的比例增加。在图26的(b)中，“被硅吸收的光”的增加份是被散射的光的分量的一部分。
[0503]
通过具有dti22，被散射的透射光因dti22的反射而反复在光电转换部26传播。其
结果，增大被吸收的光的量。在基于dti22的反射的传播中，不会吸收所有的光。未被吸收的光被视为透射光。包含在透射光(g26c)中。
[0504]
(第五研究)
[0505]
在图27中，对于硅厚度和累计吸收量的关系，比较了具有等离子体结构情形(曲线g27a)和未具有等离子体结构情形(曲线g27b)。横轴是自入射面的硅深度。纵轴是累计的吸收量比率。换言之，纵轴是累计吸收量。根据曲线g27a、g27b，可以看出具有等离子体结构的固体拍摄装置的累计吸收量能够大于未具有等离子体结构的固体拍摄装置的累计吸收量。
[0506]
(第五计算例)
[0507]
专利文献4(日本特开2020-13909)的图2示出了背照式cmos图像传感器具有的像素的剖面。在图2中示出了遮光部件。遮光部件在配线层形成。在专利文献4中，作为遮光部件的材料，示例了铜或铝金属(metal)配线。另外，在专利文献4中，除了金属材料之外，作为遮光部件的材料还公开了多晶硅或氧化膜。进一步，在专利文献4中，还公开了通过遮光部件反射在半导体基板中未被光电转换而透过半导体基板的红外光，使红外光再次向半导体基板入射的内容。即，遮光部件发挥遮光的功能之外还发挥反射的功能。但是，专利文献4并未对遮光部件的剖面形状进行具体的公开。进一步，专利文献4并未公开遮光部件使反射光散射的内容，也未公开关于被反射的光的角度的内容。
[0508]
如第四研究中所述，第一实施方式的固体拍摄装置1具有产生等离子激元引起的衍射光的金属结构体和沟槽。根据图26的(b)的饼图，在第一实施方式的固体拍摄装置1中，被硅吸收的光g26f的比率是21.1％。另一方面，根据图26的(b)的饼图，第一实施方式的固体拍摄装置1的透射光g26c的比率是60.7％。在第四研究中，未考虑在光电转换部26的配线部侧界面26b(图33参照)发生的光的反射。
[0509]
因此，在第五研究中，考虑在光电转换部26的配线部侧界面26b发生的光的反射。在第五研究使用的分析模型包括配线区域13。需要说明的是，配线区域13包括配线18和通孔19等。但是，在第五研究中，模拟在配线部侧界面26b发生的光的反射即可。因此，分析模型不包括配线18和通孔19。
[0510]
在第五研究中，与第四研究同样地通过计算求出电场强度的分布。计算中使用的数值与在第四研究的计算中使用的数值相同。即，作为分析模型，设定了在硅基板上通过2nm的硅氧化膜形成23个银晶格的结构。银晶格的周期设定为265nm。银晶格的宽度设定为230nm。银晶格的高度设定为180nm。光的波长设定为940nm。
[0511]
图30的(a)是表示电场强度的分布的等值线图。更详细而言，图30的(a)示出了电场强度的绝对值的平方的分布。参照图30的(a)，在光电转换部26的深度方向上也确认到了驻波。该驻波是因从光输入面26a入射的光和从配线部侧界面26b反射的光的干渉而产生的。
[0512]
图30的(b)是总结第五研究、第六研究、第七研究以及第八研究的结果的表。根据第五研究的结果，在将入射光l1设定为100％的情况下，比例分别如下。需要说明的是，由于存在计算误差，因此即便相加了所有的比例的数值，数值也无法与100％一致。
[0513]
零级反射光：43.6％。
[0514]
被散射的反射光：6.1％。
[0515]
透射光：19.1％。
[0516]
被沟槽吸收的光：5.2％。
[0517]
被银吸收的光：4.0％。
[0518]
被硅吸收的光：26.6％。
[0519]
合计：104.6％。
[0520]
比较第四研究的数值和第五研究的数值。
[0521]
得到了表示第五研究的透射光优于第四研究的透射光的结果。具体而言，第四研究的透射光是60.7％。另一方面，第五研究的透射光是19.1％。即，能够通过反射来大幅度减小透射光的比例。
[0522]
得到了表示第五研究的被硅吸收的光也优于第四研究的被硅吸收的光的结果。具体而言，第四研究的被硅吸收的光是21.1％。另一方面，第五研究的被硅吸收的光是26.6％。即，能够通过反射来增加被硅吸收的光的比例。
[0523]
但是，得到了表示第四研究的零级反射光优于第五研究的零级反射光的结果。具体而言，第四研究的零级反射光是6.3％。另一方面，第五研究的零级反射光是43.6％。即，知道了反射使零级反射光的比例增加。
[0524]
图31是简单地示出第五研究中使用的分析模型的图。图31的点划线表示，在光电转换部26的配线部侧界面26b反射的光l3。光l3进一步被dti22反射。在该反射中，光l3相对于dti22的入射角与被光散射部27衍射的被吸收光l2相对于dti22的入射角相同。光l3在反复在dti22中的反射的同时朝光输入面26a行进。在前往光输入面26a期间，光l3的一部分被光电转换部26吸收。
[0525]
在此，假设一对dti22彼此平行，且dti22的延伸方向与光输入面26a垂直。进一步，假设配线部侧界面26b与光输入面26a平行，并且与dti22的延伸方向垂直。根据这些假设，光l3相对于光输入面26a的入射角与光散射部27产生的光l2的角度相同。当光l3具有与光l2的角度相同的角度且向光输入面26a入射时，通过光散射部27的作用，所入射的光l3在零度方向上朝光电转换部26外作为光l4射出。其结果，可以认为大幅度增加了零级反射光的比率。
[0526]
总而言之，在第五研究明确的是以下两点。
[0527]
第一，知道了配线部侧界面26b的反射使透射光的比例减少，并且增加被硅吸收的光的比例。即，知道了由于配线部侧界面26b的反射有助于被硅吸收的光的比例的增加，因此对近红外光的光电转换效率的提高有益。
[0528]
第二，知道了配线部侧界面26b的反射使向光电转换层401的外部射出的光l3增加。在此，发明者关注了，如果能够降低向光电转换层401的外部射出的光l3，则能够进一步提高近红外光的光电转换效率。换言之，发明者为了进一步提高被硅吸收的光的比率，想到了如果能够降低向光电转换部26的外部射出的光，则能够进一步提高光电转换效率。
[0529]
即，当光l3以与因光散射部27而衍射的光l2的衍射角相同的角度，从光电转换部26侧向光散射部27入射时，光l3以与原始入射光的入射角相同的角度向光电转换部26外作为光l4射出。因此，光l2在配线部侧界面26b反射时，光l3的反射角发生变化。其结果，能够减小向由硅形成的光电转换部26外射出的光l4。
[0530]
例如，作为改变光l3的反射角的构成，可以设置有将在配线部侧界面26b上的光l3的反射角改变为与入射角不同的角度的构成。将具有这种构成的固体拍摄装置作为第二实
施方式进行说明。进一步，作为用于改变光l3的反射角的构成，可以在配线部侧界面26b设置有散射结构。将具有这种构成的固体拍摄装置作为第三实施方式进行说明。
[0531]
＜第二实施方式＞
[0532]
图32的(a)是示出第二实施方式的固体拍摄装置11的结构的剖视图。图32的(b)是示出固体拍摄装置11具有的光电转换层401的配线层侧界面411的立体图。
[0533]
固体拍摄装置11具有入射侧绝缘层60、光电转换层401以及配线层501。
[0534]
入射侧绝缘层60由例如，氧化硅(sio2)构成。入射侧绝缘层60具有入射侧绝缘层主面61和入射侧绝缘层背面62。入射侧绝缘层主面61接受光。即，入射侧绝缘层主面61是固体拍摄装置11的光输入面。入射侧绝缘层背面62与光电转换层401接触。在入射侧绝缘层60埋入有光散射部27。光散射部27的详细说明与第一实施方式的光散射部27相同。
[0535]
光电转换层401主要由硅(si)构成。光电转换层401的详细说明与第一实施方式的光电转换层401大致相同。省略第二实施方式的光电转换层401中与第一实施方式的光电转换层401相同的构成的说明，对与第一实施方式的光电转换层401不同的构成进行详细的说明。
[0536]
光电转换层401具有配线层侧界面411(光电转换背面、第二光电转换界面)、绝缘层侧界面42(光电转换主面、第一光电转换界面)以及dti侧界面43。光电转换层401的绝缘层侧界面42与入射侧绝缘层60的入射侧绝缘层背面62接触。在绝缘层侧界面42设置有光散射部27。配线层侧界面411与配线层501接触。作为一个从绝缘层侧界面42到配线层侧界面411的距离的示例是3μm。换言之，从绝缘层侧界面42到配线层侧界面411的距离是光电转换层401的厚度。
[0537]
在光电转换层401设置有dti22。第二实施方式的dti22的详细说明与第一实施方式的dti22相同。光电转换层401的dti侧界面43与dti22的dti侧面221接触。
[0538]
配线层501由例如，氧化硅(sio2)构成。第二实施方式的配线层501的详细说明与第一实施方式的配线层501大致相同。省略第二实施方式的配线层501中与第一实施方式的配线层501相同的构成的说明，对在第一实施方式中未说明的构成进行详细的说明。
[0539]
配线层501具有配线层主面511。配线层主面511与光电转换层401的配线层侧界面411接触。
[0540]
在此，对第二实施方式的固体拍摄装置11的特征结构进行详细的说明。在第二实施方式的固体拍摄装置11中，配线层侧界面411的形状与第一实施方式的配线部侧界面26b的形状不同。
[0541]
如图31所示，第一实施方式的固体拍摄装置1的光电转换部26的配线部侧界面26b是平坦面。进一步，配线部侧界面26b与光电转换部26的厚度方向正交。换言之，配线部侧界面26b与dti侧界面26c正交。
[0542]
如图32的(a)所示，第二实施方式的固体拍摄装置11的配线层侧界面411包括第一界面部41a1和第二界面部41b1。第一界面部41a1与配线层主面511的第一主面部51a1接触。第二界面部41b1与配线层主面511的第二主面部51b1接触。第一界面部41a1和第二界面部41b1分别是平坦面。另一方面，第一界面部41a1和第二界面部41b1不与光电转换层401的厚度方向正交。换言之，第一界面部41a1和第二界面部41b1是相对于光电转换层401的厚度方向倾斜的斜面。例如，定义连接dti22的下端的假想面k。当以假想面k为基准时，以假想面k为基
准的第一界面部41a1的角度是5度。同样地，以假想面k为基准的第二界面部41b1的角度也是5度。需要说明的是，第一界面部41a1的角度可以与第二界面部41b1相同，也可以不同。
[0543]
作为第一界面部41a1和第二界面部41b1的边界的棱线41
c1
是光电转换层401的宽度的大致中央。光电转换层401的宽度是从一方的dti侧界面43到另一方的dti侧界面43的距离。光电转换层401的宽度也被称为从一方的dti22到另一方的dti22的距离。进一步，棱线41
c1
位于比dti22的下端面更靠配线层501侧的位置。换言之，棱线41
c1
位于一对dti22之间的外侧。即，光电转换层401的配线层侧界面411向配线层501凸出。
[0544]
在光电转换层401的剖面中，可以将由假想面k、第一界面部41a1以及第二界面部41b1构成的剖面区域a1称作“光方向改变部30
1”。可以将第一界面部41a1和第二界面部41b1称作光方向改变部301的表面。图31示出的第一实施方式的固体拍摄装置1不包括相当于第二实施方式的固体拍摄装置11所包括的光方向改变部301的部分。即，可以说是光方向改变部301是在光电转换层401中与第一实施方式的固体拍摄装置1的光电转换部26不同的部分。
[0545]
图32的(b)是光电转换层401的配线层侧界面411的立体图。如图32的(b)所示，光电转换层401的配线层侧界面411是沿规定的轴x扫描剖面区域a1的扫描体。
[0546]
图33是示意性地示出光在第二实施方式的固体拍摄装置11的光电转换层401的内部中行进的状态。光散射部27接受光l1，并射出光l2。以绝缘层侧界面42的法线方向为基准轴d1，光l2的行进方向角度是θ。光l2在dti侧界面43上反射。此时，光l2相对于dti侧界面43的入射角是90-θ度。同样地，反射角也是90-θ度。光l2经过在dti侧界面43上的多次的反射之后到达配线层侧界面411。以与基准轴线d正交的轴线d2为基准，定义配线层侧界面411的角度。则，光l2相对于配线层侧界面411的入射角是度。
[0547]
在此，第一实施方式的配线部侧界面26b是平坦面。即。度。另一方面，第二实施方式的配线层侧界面411是倾斜面。例如度。因此，可以说相对于向第一实施方式的配线部侧界面26b的入射角，向第二实施方式的配线层侧界面411的入射角发生了度的变化。其结果，光l3再次向光散射部27入射时的入射角是度。即，光l3向光散射部27入射时的入射角与光l2的角度θ不同。其结果，光散射部27中的衍射的状态与入射时不同，因此抑制光l3从光电转换层401向外部射出。
[0548]
(第六研究)
[0549]
作为第六研究，对于第二实施方式的固体拍摄装置11，得到了与第五研究同样的电场强度的分布。计算中用的数值如下。
[0550]
配线部侧界面411的角度：5度。
[0551]
像素的大小：6.5μm。
[0552]
光电转换层401的厚度：3μm。
[0553]
配线层的厚度：4.1μm。
[0554]
需要说明的是，光电转换层401的厚度和配线层501厚度是dti22的附近部分的值。
[0555]
图34是表示电场强度的分布的等值线图。更详细而言，图34是表示电场强度的绝对值的平方的分布。参照图34，与第五研究的结果(图30的(a))同样地，能够在光电转换部26的深度方向上也确认到了驻波。当详细比较时，第六研究的驻波比第五研究的驻波更错乱。认为该驻波的错乱是由于配线部侧界面411倾斜使反射角发生了变化。
[0556]
根据图30的(b)示出的第六研究的结果，将入射的光l1设定为100％的情况下，比例分别如下。
[0557]
零级反射光：33.8％。
[0558]
被散射的反射光：6.5％。
[0559]
透射光：14.5％。
[0560]
被沟槽吸收的光：7.2％。
[0561]
被银吸收的光：2.9％。
[0562]
被硅吸收的光：38.1％。
[0563]
合计：103.0％。
[0564]
比较第五研究的数值和第六研究的数值。
[0565]
得到了表示第六研究的零级反射光优于第五研究的零级反射光的结果。具体而言，第五研究的零级反射光是43.6％。另一方面，第六研究的零级反射光是33.8％。即，通过使配线部侧界面411倾斜，能够减少零级反射光的比例。
[0566]
得到了表示第六研究的透射光也优于第五研究的透射光的结果。具体而言，第五研究的透射光是19.1％。另一方面，第六研究的透射光是14.5％。即，通过使配线部侧界面411倾斜，能够减少零级反射光的比例。
[0567]
得到了表示第六研究的被硅吸收的光也优于第五研究被硅吸收的光结果。具体而言，第五研究的被硅吸收的光是26.6％。另一方面，第六研究的被硅吸收的光是38.1％。即，通过使配线部侧界面411倾斜，能够增加被硅吸收的光的比例。
[0568]
因此，知道了能够通过使配线部侧界面411倾斜来抑制光从光电转换层401的射出。其结果，了解到了能够进一步提高近红外光的光电转换效率。
[0569]
＜第二实施方式的变形例＞
[0570]
在第二实施方式的固体拍摄装置11中，方向发生变化的光l3的方向基于方向发生变化之前的光l2的方向而产生。这样的构成是所谓的镜面反射。就光方向改变部301的形状而言，只要发生镜面反射即可，不限于第二实施方式的固体拍摄装置11具有的形状。
[0571]
第二实施方式的变形例1、2、3示例了由平坦面构成的配线层侧界面。
[0572]
＜第二实施方式的变形例1＞
[0573]
图35的(a)是示出第二实施方式的变形例1的固体拍摄装置12的结构的剖视图。图35的(b)是示出固体拍摄装置12具有的光电转换层402的配线层侧界面412的立体图。光方向改变部302的形状也可以是四棱锥。该四棱锥的一边可以与dti22的间隔相同。配线层侧界面412包括第一界面部41a2、第二界面部41b2、第三界面部41c2以及第四界面部41d2。第一界面部41a2与配线层主面512的第一主面部51a2接触。第二界面部41b2与配线层主面512的第二主面部51b2接触。第三界面部41c2与配线层主面512的第三主面部接触。第四界面部41d2与配线层主面512的第四主面部接触。顶点41p2位于比假想面k更靠配线层502侧的位置。顶点41p2位于一对dti22之间的外侧。即，光方向改变部302是突起状。
[0574]
＜第二实施方式的变形例2＞
[0575]
图36的(a)是示出第二实施方式的变形例2的固体拍摄装置13的结构的剖视图。图36的(b)是示出固体拍摄装置13具有的光电转换层403的配线层侧界面413的立体图。光方向改变部303相对于假想面k凹陷。第二实施方式的光方向改变部301是凸出部，而光方向改变
部303是凹陷部。光方向改变部303包括第一界面部41a3和第二界面部41b3。第一界面部41a3与配线层主面513的第一主面部51a3接触。第二界面部41b3与配线层主面513的第二主面部51b3接触。棱线41c3位于一对dti22之间。
[0576]
＜第二实施方式的变形例3＞
[0577]
图37的(a)是示出第二实施方式的变形例3的固体拍摄装置14的结构的剖视图。图37的(b)是示出固体拍摄装置14具有的光电转换层404的配线层侧界面414的立体图。光方向改变部304的形状也可以是四棱锥。第二实施方式的变形例1的光方向改变部302是凸出部，而第二实施方式的变形例3的光方向改变部304是凹陷部。光电转换层404的配线层侧界面414包括第一界面部41a4、第二界面部41b4、第三界面部41c4以及第四界面部41d4。第一界面部41a4与配线层主面514的第一主面部51a4接触。第二界面部41b4与配线层主面514的第二主面部51b4接触。第三界面部41c4与配线层主面514的第三主面部接触。第四界面部41d4与配线层主面514的第四主面部接触。顶点41p4位于一对dti22之间。即，光方向改变部304是凹陷部。
[0578]
上述第二实施方式的配线层侧界面411等由几个平坦面构成。配线层侧界面可以包括曲面部分。第二实施方式的变形例4、5、6、7示例了包括曲面部分的配线层侧界面。
[0579]
＜第二实施方式的变形例4＞
[0580]
图38的(a)是示出第二实施方式的变形例4的固体拍摄装置15的结构的剖视图。图38的(b)是固体拍摄装置15具有的光电转换层405的配线层侧界面415的立体图。光电转换层405的配线层侧界面415的剖面可以是椭圆形状。被假想面k和曲面41s5包围的区域a5与光方向改变部305对应。曲面41s5从假想面k向配线层505凸出。曲面41s5与配线层主面515的曲面51s5接触。曲面41s5从一方的dti侧界面43到另一方的dti侧界面43。即，在配线层侧界面415中位于dti侧界面43之间的部分未包含平坦面。对于曲面41s5的形状，不作特别的限定。例如，在曲面41s5的剖面出现的曲线也可以是如椭圆、双曲线或抛物线的二次曲线。光电转换层405的配线层侧界面415是，沿着规定的轴x扫描被假想面k包括的线和曲面41s5包括的曲线包围的剖面区域a5的扫描体。
[0581]
＜第二实施方式的变形例5＞
[0582]
图39的(a)是示出第二实施方式的变形例5的固体拍摄装置16的结构的剖视图。图39的(b)是示出固体拍摄装置16具有的光电转换层406的配线层侧界面416的立体图。光电转换层406的配线层侧界面416的剖面包括椭圆形状的部分。第二实施方式的变形例4的光方向改变部305(参照图38的(b))是沿着规定的轴x的方向扫描剖面区域a5的扫描体。第二实施方式的变形例5的光方向改变部306是使剖面区域a6以规定的轴z为中心旋转的旋转体。例如，光方向改变部306是如凸透镜的形状。光方向改变部306包括曲面41s6。曲面41s6与配线层主面516的曲面51s6接触。光方向改变部306向配线层506侧凸出。
[0583]
＜第二实施方式的变形例6＞
[0584]
图40的(a)是示出第二实施方式的变形例6的固体拍摄装置17的结构的剖视图。图40的(b)是示出固体拍摄装置17具有的光电转换层407的配线层侧界面417的立体图。光方向改变部307相对于假想面k凹陷。即，第二实施方式的变形例4的光方向改变部305是凸出部(图38的(b))，而光方向改变部307是凹陷部。光方向改变部307包括曲面41s7。作为光方向改变部307的表面的曲面41s7是，通过向规定的轴x的方向扫描剖面区域a7而得到的扫描面。曲
面41s7与配线层主面517的曲面51s7接触。曲面41s7位于一对dti22之间。
[0585]
＜第二实施方式的变形例7＞
[0586]
图41的(a)是示出第二实施方式的变形例7的固体拍摄装置18的结构的剖视图。图41的(b)是示出固体拍摄装置18具有的光电转换层408的配线层侧界面418的立体图。光方向改变部308相对于假想面k凹陷。作为光方向改变部308的表面的曲面41s8是使剖面区域a8以规定的轴z为中心旋转的旋转面。例如，光方向改变部308是如凹透镜的形状。曲面41s8与配线层主面518的曲面51s8接触。曲面41s7位于一对dti22之间。
[0587]
作为用于改变光l3的反射角的构成，已经描述了可以在配线层侧界面设置有散射结构。将使光散射的结构设置在配线层侧界面的固体拍摄装置，作为第三实施方式进行说明。
[0588]
＜第三实施方式＞
[0589]
图42的(a)是示出第三实施方式的固体拍摄装置19的结构的剖视图。图42的(b)是示出固体拍摄装置19具有的光电转换层409的配线层侧界面419的立体图。
[0590]
配线层侧界面419具有界面凹部41a9和界面平坦部41b9。界面平坦部41b9与dti侧界面43正交。界面凹部41a9比界面平坦部41b9更凹陷。界面凹部41a9设置在一对dti22之间。从界面凹部41a9到一方的dti22的距离与从界面凹部41a9到另一方的dti22的距离大致相同。界面凹部41a9设置于被dti22包围的配线层侧界面419的大致中央。
[0591]
界面凹部41a9的深度是以界面平坦部41b9为基准定义的。界面凹部41a9的深度是从界面平坦部41b9到界面凹部41a9的凹部底面41t9的距离。在界面凹部41a9配置有从配线层509的配线层主面519凸出的配线层凸部51t9。在配线层凸部51t9的上表面与界面凹部41a9的凹部底面41t9接触。因此，界面凹部41a9的深度与配线层凸部51t9的高度相同。
[0592]
界面凹部41a9的深度基于光l2的波长确定。界面凹部41a9的深度例如，大于光l2的波长(λ)的10％。也可以说该定义是界面凹部41a9的深度的下限。进一步，界面凹部41a9的深度例如，小于光l2的波长(λ)的5倍。也可以说该定义是界面凹部41a9的深度的上限。
[0593]
在此提到的光l2的波长(λ)是指以光电转换层409的折射率为基准的值。例如，认为光l2在真空中的折射率为940nm。光电转换层409的主要材料是硅。硅的折射率的实部是3.59。因此，在硅中的光l2的波长是262nm。
[0594]
界面凹部41a9的深度可以是例如，262nm的1/10以上。界面凹部41a9的深度可以是例如，小于262nm的5倍。作为一个示例，界面凹部41a9的深度也可以是405nm。在此情况下，界面凹部41a9的深度(405nm)是波长(262nm)的大约1.55倍。需要说明的是，作为一个示例，界面凹部41a9的宽度可以是285nm。
[0595]
在俯视光散射部27的金属结构体27a和界面凹部41a9时，可以是界面凹部41a9的全体与金属结构体27a重叠。也可以是界面凹部41a9的一部分与金属结构体27a重叠，而另一部分与金属结构体27a不重叠。换言之，界面凹部41a9的另一部分可以与彼此相邻的金属结构体27a的间隙重叠。进一步，界面凹部41a9的全体可以不与金属结构体27a重叠。换言之，界面凹部41a9的全体可以与彼此相邻的金属结构体27a的间隙重叠。
[0596]
图43是示意性地示出了光在第三实施方式的固体拍摄装置19的光电转换层409的内部行进的状态。光散射部27接受光l1，并射出光l2。光l2的行进方向以绝缘层侧界面42的法线方向为基准轴d1呈角度θ。光l2经过dti侧界面43上的多次的反射之后，入射到配线层
侧界面419的界面凹部41a9。
[0597]
被光l2入射的界面凹部41a9射出被散射的光l3s。光l3s的朝向分布在界面凹部41a9的周围。通过该散射，光的行进方向得到改变。因此，界面凹部41a9是光方向改变体。再次向光散射部27入射的光l3s包括以与光l2的角度θ不同的入射角向光散射部27入射的分量。其结果，在光散射部27中的衍射的状态与入射时不同，因此光l3s从光电转换层409向外部的射出得到抑制。
[0598]
因此，也可以说界面凹部41a9是光散射体。第三实施方式的固体拍摄装置19具有设置在绝缘层侧界面42的光散射部27和作为设置在配线层侧界面419的界面凹部41a9的散射体。即，第三实施方式的固体拍摄装置19具有两个使光散射的功能。光散射部27产生的散射用于使向光电转换层409的入射角变大。界面凹部41a9产生的散射用于当在光电转换层409行进的光再次向光散射部27入射时，使该入射角度与衍射角度不同。
[0599]
＜第三实施方式的变形例＞
[0600]
光方向改变部301的形状只要产生光的散射即可，不限于第三实施方式的固体拍摄装置19具有的形状。
[0601]
＜第三实施方式的变形例1＞
[0602]
图44的(a)是示出第三实施方式的变形例1的固体拍摄装置1
10
的结构的剖视图。图44的(b)是示出固体拍摄装置1
10
具有的光电转换层40
10
的配线层侧界面41
10
的立体图。界面凹部41a
10
可以在配线层侧界面41
10
设置有多个。多个界面凹部41a
10
构成光方向改变部30
10
。界面凹部41a10的单体的形状可以与第三实施方式的界面凹部41a9相同。多个界面凹部41a
10
沿x轴方向设置有多个。多个界面凹部41a
10
沿与x轴正交的y轴方向设置有多个。即，多个界面凹部41a
10
以网格状配置。界面凹部41a
10
的间隔可以彼此相同。即，多个界面凹部41a
10
可以规则地配置。另外，界面凹部41a
10
的间隔也可以彼此不同。即，多个界面凹部41a
10
可以不规则地配置。
[0603]
＜第三实施方式的变形例2＞
[0604]
图45的(a)是示出第三实施方式的变形例2的固体拍摄装置1
11
的结构的剖视图。图45的(b)是示出固体拍摄装置1
11
具有的光电转换层40
11
的配线层侧界面41
11
的立体图。第三实施方式的变形例2的固体拍摄装置1
11
具有一个界面凹部41a
11
。一个界面凹部41a
11
构成光方向改变部30
11
。例如，俯视时第三实施方式的界面凹部41a9呈正方形。另一方面，俯视时第三实施方式的变形例2的界面凹部41a
11
呈矩形。即，界面凹部41a
11
是条纹状。而且，长边的长度大于短边的长度。界面凹部41a
11
可以从一方的dti22延伸到另一方的dti22。需要说明的是，界面凹部41a
11
的深度可以与第三实施方式的界面凹部41a9相同。
[0605]
(第七研究)
[0606]
在第七研究中，确认了变形例2的固体拍摄装置1
11
的结构的效果。在作为光方向改变体的界面凹部41a
11
中，将深度设定为405nm，将宽度设定为285nm。根据图30的(b)示出的第七研究的结果，将光l1设定为100％的情况下，比例分别如下。
[0607]
零级反射光：10.2％。
[0608]
被散射的反射光：4.7％。
[0609]
透射光：20.2％。
[0610]
被沟槽吸收的光：8.9％。
[0611]
被银吸收的光：12.1％。
[0612]
被硅吸收的光：42.1％。
[0613]
合计：98.1％。
[0614]
比较第五研究的数值和第七研究的数值。
[0615]
得到了表示第七研究的零级反射光优于第五研究的零级反射光的结果。具体而言，第五研究的零级反射光是43.6％。另一方面，第七研究的零级反射光是10.2％。即，通过设置作为散射体的界面凹部41a
11
，能够减少零级反射光的比例。
[0616]
得到了表示第七研究的被硅吸收的光优于第五研究的被硅吸收的光的结果。具体而言，第五研究的被硅吸收的光是26.6％。另一方面，第七研究的被硅吸收的光是42.0％。即，通过设置作为散射体的界面凹部41a
11
，能够增加被硅吸收的光的比例。
[0617]
需要说明的是，对于透射光，第五研究的结果和第七研究的结果未出现明显的差异。
[0618]
通过第五研究和第七研究的比较结果可知，根据作为光散射体的界面凹部41a
11
，能够以与配线部侧界面26b为平坦面时的反射角不同的角度射出光。
[0619]
＜第三实施方式的变形例3＞
[0620]
图46的(a)是示出第三实施方式的变形例3的固体拍摄装置1
12
的结构的剖视图。图46的(b)是示出固体拍摄装置1
12
具有的光电转换层40
12
的配线层侧界面41
12
的立体图。第三实施方式的变形例3的固体拍摄装置1
12
可以具有多个界面凹部41a
12
。多个界面凹部41a
12
构成光方向改变部30
12
。界面凹部41a
12
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例2的界面凹部41a
11
相同。多个界面凹部41a
12
沿着与界面凹部41a
12
所延伸的第一方向正交的第二方向彼此隔开设置。
[0621]
(第八研究)
[0622]
在第八研究中，确认了变形例3的固体拍摄装置1
12
的结构的效果。在作为光方向改变体的界面凹部41a
12
中，将深度设定为405nm，将宽度设定为285nm。界面凹部41a
12
的数量是23个。根据图30的(b)示出的第八研究的结果，在将入射光l1设定为100％的情况下，比例分别如下。
[0623]
零级反射光：27.6％。
[0624]
被散射的反射光：3.4％。
[0625]
透射光：17.5％。
[0626]
被沟槽吸收的光：7.0％。
[0627]
被银吸收的光：12.3％。
[0628]
被硅吸收的光：30.8％。
[0629]
合计：98.6％。
[0630]
比较第五研究的数值和第八研究的数值。
[0631]
得到了表示第七研究的零级反射光优于第五研究的零级反射光的结果。具体而言，第五研究的零级反射光是43.6％。另一方面，第八研究的零级反射光是27.7％。即，通过设置作为散射体的界面凹部41a
12
，能够减少零级反射光的比例。
[0632]
得到了表示第八研究的透射光优于第五研究的透射光的结果。具体而言，第五研究的透射光是19.1％。另一方面，第八研究的透射光是17.5％。即，通过设置作为散射体的
界面凹部41a
12
，能够减小透射光的比例。
[0633]
得到了表示第八研究的被硅吸收的光优于第五研究的被硅吸收的光的结果。具体而言，第五研究的被硅吸收的光是26.6％。另一方面，第八研究的被硅吸收的光是30.8％。即，通过设置作为散射体的界面凹部41a
12
，能够增加被硅吸收的光的比例。
[0634]
＜第三实施方式的变形例4＞
[0635]
图47的(a)是示出第三实施方式的变形例4的固体拍摄装置1
13
的结构的剖视图。图47的(b)是示出固体拍摄装置1
13
具有的光电转换层40
13
的配线层侧界面41
13
的立体图。第三实施方式的界面凹部41a9是长方体形状。界面凹部的形状不限于长方体。例如，第三实施方式的变形例4的界面凹部41a
13
的形状是四棱锥。在界面凹部41a
13
的形状为四棱锥的情况下，界面凹部41a
13
的剖面形状为三角形。第三实施方式的变形例4的固体拍摄装置1
13
具有一个界面凹部41a
13
。一个界面凹部41a
13
构成光方向改变部30
13
。界面凹部41a
13
与界面凹部41a9同样地，设置在被dti22包围的区域的大致中央。另外，界面凹部41a
13
的深度可以与界面凹部41a9的宽度相同。界面凹部41a
13
的底边的长度也可以与界面凹部41a9的宽度相同。
[0636]
＜第三实施方式的变形例5＞
[0637]
图48的(a)是示出第三实施方式的变形例5的固体拍摄装置1
14
的结构的剖视图。图48的(b)是示出固体拍摄装置1
14
具有的光电转换层40
14
的配线层侧界面41
14
的立体图。界面凹部41a
14
可以在配线层侧界面41
14
设置有多个。多个界面凹部41a
14
构成光方向改变部30
14
。界面凹部41a
14
的单体的形状也可以与第三实施方式的变形例3的界面凹部41a
12
相同。多个界面凹部41a
14
沿x轴方向设置有多个。多个界面凹部41a
14
沿y轴方向设置有多个。即，多个界面凹部41a
14
以网格状配置。
[0638]
＜第三实施方式的变形例6＞
[0639]
图49的(a)是示出第三实施方式的变形例6的固体拍摄装置1
15
的结构的剖视图。图49的(b)是示出固体拍摄装置1
15
具有的光电转换层40
15
的配线层侧界面41
15
的立体图。固体拍摄装置1
15
具有一个界面凹部41a
15
。一个界面凹部41a
15
构成光方向改变部30
15
。固体拍摄装置1
15
具有的界面凹部41a
15
的剖面形状为三角形的条纹状。界面凹部41a
15
也可以与第三实施方式的变形例2的界面凹部41a
11
同样地，从一方的dti22延伸至另一方的dti22。
[0640]
＜第三实施方式的变形例7＞
[0641]
图50的(a)是示出第三实施方式的变形例7的固体拍摄装置1
16
的结构的剖视图。图50的(b)是示出固体拍摄装置1
16
具有的光电转换层40
16
的配线层侧界面41
16
的立体图。界面凹部41a
16
可以在配线层侧界面41
16
设置有多个。多个界面凹部41a
16
构成光方向改变部30
16
。界面凹部41a
16
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例6的界面凹部41a
15
相同。多个界面凹部41a
16
沿着与界面凹部41a
16
所延伸的方向正交的另一方向彼此隔开设置。
[0642]
＜第三实施方式的变形例8＞
[0643]
图51的(a)是示出第三实施方式的变形例8的固体拍摄装置1
17
的结构的剖视图。图51的(b)是示出固体拍摄装置1
17
具有的光电转换层40
17
的配线层侧界面41
17
的立体图。第三实施方式的界面凹部41a9是长方体形状。界面凹部的形状不限于长方体。例如，第三实施方式的变形例8的界面凹部41a
17
的形状包括曲面。在界面凹部41a
17
的形状为曲面的情况下，界面凹部41a
17
的剖面形状包括圆弧。例如，界面凹部41a
17
的剖面形状是椭圆的一部分。第三实施方式的变形例8的固体拍摄装置1
17
具有一个界面凹部41a
17
。一个界面凹部41a
17
构成
光方向改变部30
17
。界面凹部41a
17
可以与界面凹部41a9同样地，设置于被dti22包围的区域的大致中央。另外，界面凹部41a
17
的深度可以与界面凹部41a9的深度相同。界面凹部41a
17
的直径也可以与界面凹部41a9的宽度相同。
[0644]
＜第三实施方式的变形例9＞
[0645]
图52的(a)是示出第三实施方式的变形例9的固体拍摄装置1
18
的结构的剖视图。图52的(b)是示出固体拍摄装置1
18
具有的光电转换层40
18
的配线层侧界面41
18
的立体图。界面凹部41a
18
可以在配线层侧界面41
18
设置有多个。多个界面凹部41a
18
构成光方向改变部30
18
。界面凹部41a
18
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例8的界面凹部41a
16
相同。多个界面凹部41a
18
沿着x轴方向设置有多个。多个界面凹部41a
18
沿着y轴方向设置有多个。即，多个界面凹部41a
18
以网格状配置。
[0646]
＜第三实施方式的变形例10＞
[0647]
图53的(a)是示出第三实施方式的变形例10的固体拍摄装置1
19
的结构的剖视图。图53的(b)是示出固体拍摄装置1
19
具有的光电转换层40
19
的配线层侧界面41
19
的立体图。固体拍摄装置1
19
具有一个界面凹部41a
19
。一个界面凹部41a
19
构成光方向改变部30
19
。固体拍摄装置1
19
所具有的界面凹部41a
19
的剖面形状是椭圆形状。界面凹部41a
19
与朝规定的方向延伸的扫描体的表面对应。界面凹部41a
19
是条纹状。界面凹部41a
19
也可以从一方的dti22延伸至另一方的dti22。
[0648]
＜第三实施方式的变形例11＞
[0649]
图54的(a)是示出第三实施方式的变形例11的固体拍摄装置1
20
的结构的剖视图。图54的(b)是示出固体拍摄装置1
20
具有的光电转换层40
20
的配线层侧界面41
20
的立体图。界面凹部41a
20
可以在配线层侧界面41
20
设置有多个。多个界面凹部41a
20
构成光方向改变部30
20
。界面凹部41a
20
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例10的界面凹部41a
19
相同。多个界面凹部41a
20
可以沿着与界面凹部41a
20
所延伸的方向正交的另一方向彼此隔开设置。
[0650]
第三实施方式的光方向改变部309等是比界面平坦部41b9更凹陷的凹部。作为光散射体的光方向改变部也可以是比界面平坦部41b9更凸出的凸部。以下，将光方向改变部为凸部的例子作为第三实施方式的变形例12～23进行说明。
[0651]
＜第三实施方式的变形例12＞
[0652]
图55的(a)是示出第三实施方式的变形例12的固体拍摄装置1
21
的结构的剖视图。图55的(b)是示出固体拍摄装置1
21
具有的光电转换层40
21
的配线层侧界面41
21
的立体图。配线层侧界面41
21
具有界面凸部41a
21
和界面平坦部41b
21
。固体拍摄装置1
21
具有一个界面凸部41a
21
。一个界面凸部41a
21
构成光方向改变部30
21
。界面凸部41a
21
向配线层50
21
侧凸出。界面凸部41a
21
配置在从配线层50
21
的配线层主面51
21
凹陷的配线层凹部51t1。界面凸部41a
21
与界面凹部41a9同样地，设置于被dti22包围的区域的大致中央。界面凸部41a
21
的高度可以与界面凹部41a9相同。界面凸部41a
21
的宽度也可以与界面凹部41a9相同。
[0653]
＜第三实施方式的变形例13＞
[0654]
图56的(a)是示出第三实施方式的变形例13的固体拍摄装置1
22
的结构的剖视图。图56的(b)是示出固体拍摄装置1
22
具有的光电转换层40
22
的配线层侧界面41
22
的立体图。第三实施方式的变形例13的固体拍摄装置1
22
具有多个界面凸部41a
22
。多个界面凸部41a
22
构
成光方向改变部30
22
。界面凸部41a
22
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例12的界面凸部41a
21
相同。多个界面凸部41a
22
沿着x轴方向设置有多个。多个界面凸部41a
22
沿着与x轴正交的y轴方向设置有多个。即，多个界面凸部41a
22
以网格状配置。界面凸部41a
22
的间隔可以彼此相同。即，多个界面凸部41a
22
可以规则地配置。另外，界面凸部41a
22
的间隔也可以彼此不同。即，多个界面凸部41a
22
也可以不规则地配置。
[0655]
＜第三实施方式的变形例14＞
[0656]
图57的(a)是示出第三实施方式的变形例14的固体拍摄装置1
23
的结构的剖视图。图57的(b)是示出固体拍摄装置1
23
具有的光电转换层40
23
的配线层侧界面41
23
的立体图。第三实施方式的变形例14的固体拍摄装置1
23
具有一个界面凸部41a
23
。一个界面凸部41a
23
构成光方向改变部30
23
。俯视时第三实施方式的变形例14的界面凸部41a
23
呈矩形。即，界面凸部41a
23
是条纹状。界面凸部41a
23
可以从一方的dti22延伸至另一方的dti22。
[0657]
＜第三实施方式的变形例15＞
[0658]
图58的(a)是示出第三实施方式的变形例15的固体拍摄装置1
24
的结构的剖视图。图58的(b)是示出固体拍摄装置1
24
具有的光电转换层40
24
的配线层侧界面41
24
的立体图。第三实施方式的变形例15的固体拍摄装置1
24
具有多个界面凸部41a
24
。多个界面凸部41a
24
构成光方向改变部30
24
。界面凸部41a
24
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例14的界面凸部41a
23
相同。多个界面凸部41a
24
沿着与界面凸部41a
24
所延伸的第一方向正交的第二方向彼此隔开设置。
[0659]
＜第三实施方式的变形例16＞
[0660]
图59的(a)是示出第三实施方式的变形例16的固体拍摄装置1
25
的结构的剖视图。图59的(b)是示出固体拍摄装置1
25
具有的光电转换层40
25
的配线层侧界面41
25
的立体图。第三实施方式的变形例12的界面凸部41a
21
是长方体形状。界面凸部的形状不限于长方体。例如，第三实施方式的变形例16的界面凸部41a
25
的形状是四棱锥。在界面凸部41a
25
的形状为四棱锥的情况下，界面凸部41a
25
的剖面形状是三角形。第三实施方式的变形例16的固体拍摄装置1
25
具有一个界面凸部41a
25
。一个界面凸部41a
25
构成光方向改变部30
25
。界面凸部41a
25
设置于被dti22包围的区域的大致中央。
[0661]
＜第三实施方式的变形例17＞
[0662]
图60的(a)是示出第三实施方式的变形例17的固体拍摄装置1
26
的结构的剖视图。图60的(b)是示出固体拍摄装置1
26
具有的光电转换层40
26
的配线层侧界面41
26
的立体图。第三实施方式的变形例17的固体拍摄装置1
26
具有多个界面凸部41a
26
。多个界面凸部41a
26
构成光方向改变部30
26
。界面凸部41a
26
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例16的界面凸部41a
25
相同。多个界面凸部41a
26
沿着x轴方向设置有多个。多个界面凸部41a
26
沿着与x轴正交的y轴方向设置有多个。即，多个界面凸部41a
26
以网格状配置。界面凸部41a
26
的间隔可以彼此相同。即，多个界面凸部41a
26
可以规则地配置。另外，界面凸部41a
26
的间隔也可以彼此不同。即，多个界面凸部41a
26
也可以不规则地配置。
[0663]
＜第三实施方式的变形例18＞
[0664]
图61的(a)是示出第三实施方式的变形例18的固体拍摄装置1
27
的结构的剖视图。图61的(b)是示出固体拍摄装置1
27
具有的光电转换层40
27
的配线层侧界面41
27
的立体图的。固体拍摄装置1
27
具有一个界面凸部41a
27
。一个界面凸部41a
27
构成光方向改变部30
27
。固体
拍摄装置1
27
具有的界面凸部41a
27
的剖面形状是椭圆形状。界面凸部41a
27
是朝规定的方向延伸的条纹状。界面凸部41a
27
也可以从一方的dti22延伸至另一方的dti22。
[0665]
＜第三实施方式的变形例19＞
[0666]
图62的(a)是示出第三实施方式的变形例19的固体拍摄装置1
28
的结构的剖视图。图62的(b)是示出固体拍摄装置1
28
具有的光电转换层40
28
的配线层侧界面41
28
的立体图。界面凸部41a
28
可以在配线层侧界面41
28
设置有多个。多个界面凸部41a
28
构成光方向改变部30
28
。界面凸部41a
28
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例18的界面凸部41a
27
相同。多个界面凸部41a
28
沿着与界面凸部41a
28
所延伸的方向正交的另一方向彼此隔开设置。
[0667]
＜第三实施方式的变形例20＞
[0668]
图63的(a)是示出第三实施方式的变形例20的固体拍摄装置1
29
的结构的剖视图。图63的(b)是示出固体拍摄装置1
29
具有的光电转换层40
29
的配线层侧界面41
29
的立体图。界面凹部的形状不限于长方体。例如，第三实施方式的变形例20的界面凸部41a
29
的形状包括曲面。在界面凸部41a
29
的形状包括曲面的情况下，例如，界面凸部41a
29
的剖面形状是椭圆的一部分。第三实施方式的变形例20的固体拍摄装置1
29
具有一个界面凸部41a
29
。一个界面凸部41a
29
构成光方向改变部30
29
。界面凸部41a
29
设置于被dti22包围的区域的大致中央。另外，界面凸部41a
29
的高度可以与界面凸部41a
21
的深度相同。界面凸部41a
29
的直径也可以与界面凸部41a
21
的宽度相同。
[0669]
＜第三实施方式的变形例21＞
[0670]
图64的(a)是示出第三实施方式的变形例21的固体拍摄装置1
30
的结构的剖视图。图64的(b)是示出固体拍摄装置1
30
具有的光电转换层40
30
的配线层侧界面41
30
的立体图。第三实施方式的变形例21的固体拍摄装置1
30
具有多个界面凸部41a
30
。多个界面凸部41a
30
构成光方向改变部30
30
。界面凸部41a
30
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例20的界面凸部41a
29
相同。多个界面凸部41a
30
沿着x轴方向设置有多个。多个界面凸部41a
30
沿着与x轴正交的y轴方向设置有多个。即，多个界面凸部41a
30
以网格状配置。界面凸部41a
30
的间隔可以彼此相同。即，多个界面凸部41a30可以规则地配置。另外，界面凸部41a
30
的间隔也可以彼此不同。即，多个界面凸部41a
30
也可以不规则地配置。
[0671]
＜第三实施方式的变形例22＞
[0672]
图65的(a)是示出第三实施方式的变形例22的固体拍摄装置1
31
的结构的剖视图。图65的(b)是示出固体拍摄装置131具有的光电转换层40
31
的配线层侧界面41
31
的立体图。第三实施方式的变形例22的固体拍摄装置1
31
具有一个界面凸部41a
31
。一个界面凸部41a
31
构成光方向改变部30
31
。俯视时第三实施方式的变形例22的界面凸部41a
31
呈矩形。即，界面凸部41a
31
是条纹状。界面凸部41a
31
可以从一方的dti22延伸至另一方的dti22。
[0673]
＜第三实施方式的变形例23＞
[0674]
图66的(a)是示出第三实施方式的变形例23的固体拍摄装置1
32
的结构的剖视图。图66的(b)是示出固体拍摄装置1
32
具有的光电转换层40
32
的配线层侧界面41
32
的立体图。第三实施方式的变形例23的固体拍摄装置1
32
具有多个界面凸部41a
32
。多个界面凸部41a
32
构成光方向改变部30
32
。界面凸部41a
32
的单体的形状可以与第三实施方式的变形例22的界面凸部41a
31
相同。多个界面凸部41a
32
沿着与界面凸部41a
32
所延伸的第一方向正交的第二方向彼此隔开设置。
[0675]
＜进一步的变形例＞
[0676]
第二实施方式的固体拍摄装置11和第二实施方式的变形例的固体拍摄装置12～18具有产生等离子激元引起的衍射光的光散射部27。同样地，第三实施方式的固体拍摄装置19和变形例1～23的固体拍摄装置1
10
～1
32
也具有产生等离子激元引起的衍射光的光散射部27。光散射部27可以变更为其他要素。光散射部也可以是在光入射面形成有微细的凹凸的金字塔结构。
[0677]
图67的(a)示出的固体拍摄装置1a1是第二实施方式的固体拍摄装置11和变形例的固体拍摄装置12的变形例。固体拍摄装置1a1作为光散射部具有金字塔结构70。
[0678]
图67的(b)示出的固体拍摄装置1a3是第二实施方式的变形例的固体拍摄装置13、14的进一步的变形例。固体拍摄装置1a3作为光散射部具有金字塔结构70。
[0679]
图67的(c)示出的固体拍摄装置1a5是第二实施方式的变形例的固体拍摄装置15、16的进一步的变形例。固体拍摄装置1a5作为光散射部具有金字塔结构70。
[0680]
图67的(d)示出的固体拍摄装置1a7是第二实施方式的变形例的固体拍摄装置17、18的进一步的变形例。固体拍摄装置1a7作为光散射部具有金字塔结构70。
[0681]
图68的(a)示出的固体拍摄装置1a9是第三实施方式的固体拍摄装置19和变形例的固体拍摄装置1
11
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a9作为光散射部具有金字塔结构70。
[0682]
图68的(b)示出的固体拍摄装置1a
10
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
10
、1
12
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
10
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0683]
图68的(c)示出的固体拍摄装置1a
13
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
13
、1
15
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
13
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0684]
图68的(d)示出的固体拍摄装置1a
14
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
14
、1
16
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
14
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0685]
图68的(e)示出的固体拍摄装置1a
17
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
17
、1
19
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
17
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0686]
图68的(f)示出的固体拍摄装置1a
18
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
18
、1
20
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
18
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0687]
图69的(a)示出的固体拍摄装置1a
21
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
21
、1
23
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
21
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0688]
图69的(b)示出的固体拍摄装置1a
22
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
22
、1
24
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
22
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0689]
图69的(c)示出的固体拍摄装置1a
25
，第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
25
、1
27
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
25
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0690]
图69的(d)示出的固体拍摄装置1a
26
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
26
、1
28
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
26
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0691]
图69的(e)示出的固体拍摄装置1a
29
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
29
、1
31
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
29
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0692]
图69的(f)示出的固体拍摄装置1a
30
是第三实施方式的变形例的固体拍摄装置1
30
、1
32
的进一步的变形例。固体拍摄装置1a
30
作为光散射部具有金字塔结构70。
[0693]
图70的(a)示出了第三实施方式的进一步的变形例的固体拍摄装置1
33
。除了与第
三实施方式的固体拍摄装置19相同的构成之外，固体拍摄装置1
33
还具有埋入配线层50
13
的反射膜55。固体拍摄装置1
33
除了基于光方向改变部30
33
的散射的效果之外，还能够获得基于反射膜55的反射效果。根据反射膜55，能够降低透射光。
[0694]
＜第四实施方式＞
[0695]
图70的(b)是示出第四实施方式的固体拍摄装置的结构的剖视图。在第二实施方式的固体拍摄装置11中，光方向改变部301设置在配线层侧界面411。由于只要向光散射部27的入射角与衍射角不同即可，因此改变光的方向的构成只要设置在光电转换部中的光的路径上即可。例如，如图70的(b)所示，光方向改变部30
34
可以设置在dti侧界面43
34
。如第二实施方式，dti侧界面43
34
可以是斜面。另外，如第三实施方式，在dti侧界面43
35
可以设置有光散射体44。
[0696]
附图标记说明
[0697]
1：固体拍摄装置
[0698]
2：像素部
[0699]
3：像素控制部
[0700]
4：信号处理部
[0701]
8：像素
[0702]
22：dti
[0703]
26：光电转换部
[0704]
26a：光输入面
[0705]
27：光散射部
[0706]
l1：入射光
[0707]
l2：被吸收光
[0708]
301：光方向改变部
[0709]
411：配线层侧界面(光电转换背面)
[0710]
41a10：界面凹部(光方向改变体)
[0711]
41a21：界面凸部(光方向改变体)

技术特征：
1.一种固体拍摄装置，包括多个像素，其中，所述像素包括，光散射部，接受入射光，并产生包含散射光的被吸收光；以及光电转换部，从光输入面接受所述被吸收光，产生与所接受的所述被吸收光对应的信号电压；所述光散射部包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体，并产生与所述入射光对应的由等离子激元引起的衍射光作为所述散射光。2.根据权利要求1所述的固体拍摄装置，其中，将多个所述金属结构体的周期长度作为变量p，将所述光电转换部的折射率的实部作为变量n，将所述入射光的波长作为变量λ，将变量l设定为1或2，所述变量p、所述变量n、所述变量λ以及所述变量l满足数学式(1)：[数学式1]3.根据权利要求1或2所述的固体拍摄装置，其中，多个所述金属结构体构成沿第一方向的第一周期结构和沿与所述第一方向交叉的第二方向的第二周期结构。4.根据权利要求3所述的固体拍摄装置，其中，所述第一周期结构的周期长度与所述第二周期结构的周期长度不同。5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体拍摄装置，其中，还包括配置在所述光散射部和所述光电转换部之间的电荷保持膜。6.根据权利要求1至4中任一项所述的固体拍摄装置，其中，在所述光电转换部的所述光输入面设置有高浓度杂质层。7.根据权利要求1至6中任一项所述的固体拍摄装置，其中，多个所述金属结构体由选自于由银、铝、金、铜、以及钛的氮化物组成的组中的材料形成。8.根据权利要求1至6中任一项所述的固体拍摄装置，其中，多个所述金属结构体由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铝作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料以及将钛的氮化物为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成。9.根据权利要求1至8中任一项所述的固体拍摄装置，其中，还包括设置在彼此相邻的所述像素之间的第一隔离壁部，所述第一隔离壁部包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部，所述光反射部由所述入射光的波长为800nm以上1100nm以下的范围的折射率的实部(n2)和折射率的虚部(k2)满足数学式(2)的材料形成，[数学式2]k2≥6.31n2+1.03......(2)。
10.根据权利要求9所述的固体拍摄装置，其中，所述光反射部由选自于由银、铜、金、铂以及铋组成的组中的材料形成。11.根据权利要求9所述的固体拍摄装置，其中，所述光反射部由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铂作为主要成分包含的材料以及将铋作为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成。12.根据权利要求9所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是45nm以上，所述光反射部由银或将银作为主要成分包含的材料形成。13.根据权利要求9所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是50nm以上，所述光反射部由铜或将铜作为主要成分包含的材料形成。14.根据权利要求9所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是60nm以上，所述光反射部由金或将金作为主要成分包含的材料形成。15.根据权利要求9所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是30nm以上，所述光反射部由铂或将铂作为主要成分包含的材料形成。16.根据权利要求9所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是70nm以上，所述光反射部由铋或将铋作为主要成分包含的材料形成。17.根据权利要求9所述的固体拍摄装置，其中，还包括设置在彼此相邻的所述像素之间的第一隔离壁部，所述第一隔离壁部包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部，所述沟槽的宽度是35nm以上，所述光反射部由铝或将铝作为主要成分包含的材料形成。18.根据权利要求9至17中任一项所述的固体拍摄装置，其中，所述第一隔离壁部还包括设置在所述沟槽的壁面和所述光反射部之间的负电荷保持膜。19.根据权利要求18所述的固体拍摄装置，其中，所述负电荷保持膜由氧化铝形成。20.根据权利要求18所述的固体拍摄装置，其中，所述负电荷保持膜由硅氮化物形成。21.根据权利要求1至20中任一项所述的固体拍摄装置，其中，还包括：第一隔离壁部，设置在彼此相邻的所述像素之间，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；以及第二隔离壁部，隔着所述光电转换部与所述第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；
将从所述第一隔离壁部的所述光反射部到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量w
pd
，将多个所述金属结构体的周期长度作为变量p，将多个所述金属结构体的周期数量作为变量m，将多个所述金属结构体各自的宽度作为变量w
metal
，变量j是0或正整数，所述变量w
pd
、所述变量p以及所述变量w
metal
满足数学式(3)：[数学式3]w
pd
＝p(m+j-1)+w
metal
±
p/4......(3)。22.根据权利要求21所述的固体拍摄装置，其中，在将从多个所述金属结构体到所述第一隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量x
l
，将从多个所述金属结构体到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量x
r
时，所述变量x
l
和所述变量x
r
彼此相等。23.根据权利要求1至20中任一项所述的固体拍摄装置，其中，还包括：第一隔离壁部，设置在彼此相邻的所述像素之间，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；以及第二隔离壁部，隔着所述光电转换部与所述第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；将从所述第一隔离壁部的所述光反射部到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量w
pd
，将多个所述金属结构体的周期长度作为变量p，将多个所述金属结构体的周期数量作为变量m，变量j是0或正整数，所述变量w
pd
、所述变量p以及所述变量m满足数学式(4)：[数学式4]w
pd
＝p(m-1+j)+200
±
p/4(单位:nm)......(4)。24.一种固体拍摄装置，其中，包括：多个像素；以及第一隔离壁部，设置在彼此相邻的所述像素之间；所述像素包括光电转换部，所述光电转换部从光输入面接受被吸收光，并产生与所接受的所述被吸收光对应的信号电压，所述第一隔离壁部包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部，所述光反射部由向所述像素入射的入射光的波长为800nm以上1100nm以下的范围的折射率的实部(n2)和折射率的虚部(k2)满足数学式(5)的材料形成：[数学式5]k2≥6.31n2+1.03......(5)。
25.根据权利要求24所述的固体拍摄装置，其中，所述光反射部由选自于由银、铜、金、铂以及铋组成的组中的材料形成。26.根据权利要求24所述的固体拍摄装置，其中，所述光反射部由选自于由将银作为主要成分包含的材料、将铜作为主要成分包含的材料、将金作为主要成分包含的材料、将铂作为主要成分包含的材料以及将铋作为主要成分包含的材料组成的组中的材料形成。27.根据权利要求24所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是45nm以上，所述光反射部由银或将银作为主要成分包含的材料形成。28.根据权利要求24所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是50nm以上，所述光反射部由铜或将铜作为主要成分包含的材料形成。29.根据权利要求24所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是60nm以上，所述光反射部由金或将金作为主要成分包含的材料形成。30.根据权利要求24所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是30nm以上，所述光反射部由铂或将铂作为主要成分包含的材料形成。31.根据权利要求24所述的固体拍摄装置，其中，所述沟槽的宽度是70nm以上，所述光反射部由铋或将铋作为主要成分包含的材料形成。32.根据权利要求24至31中任一项所述的固体拍摄装置，其中，所述第一隔离壁部还包括设置在所述沟槽的壁面和所述光反射部之间的负电荷保持膜。33.根据权利要求32所述的固体拍摄装置，其中，所述负电荷保持膜由氧化铝形成。34.根据权利要求32所述的固体拍摄装置，其中，所述负电荷保持膜由硅氮化物形成。35.根据权利要求24至34中任一项所述的固体拍摄装置，其中，还包括：光散射部，接受入射光并产生含有散射光的所述被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着所述光电转换部与所述第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；所述光散射部包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体，将从所述第一隔离壁部的所述光反射部到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量w
pd
，将多个所述金属结构体的周期长度作为变量p，将多个所述金属结构体的周期数量作为变量m，将多个所述金属结构体各自的宽度作为变量w
metal
，
变量j是0或正整数，所述变量w
pd
、所述变量p以及所述变量w
metal
满足数学式(6)：[数学式6]w
pd
＝p(m+j-1)+w
metal
±
p/4......(6)。36.根据权利要求35所述的固体拍摄装置，其中，在将从多个所述金属结构体到所述第一隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量x
l
，将从多个所述金属结构体到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量x
r
时，所述变量x
l
和所述变量x
r
彼此相等。37.根据权利要求24至34中任一项所述的固体拍摄装置，其中，还包括：光散射部，接受入射光并产生含有散射光的所述被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着所述光电转换部与所述第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；所述光散射部包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体，将从所述第一隔离壁部的所述光反射部到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量w
pd
，将多个所述金属结构体的周期长度作为变量p，将多个所述金属结构体的周期数量作为变量m，变量j是0或正整数，所述变量w
pd
、所述变量p以及所述变量m满足数学式(7)：[数学式7]w
pd
＝p(m-1+j)+200
±
p/4(单位:nm)......(7)。38.根据权利要求24至34中任一项所述的固体拍摄装置，其中，还包括：光散射部，接受入射光并产生含有散射光的所述被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着所述光电转换部与所述第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；将从所述第一隔离壁部的所述光反射部到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量w
pd
，将所述光电转换部的折射率的实部作为变量n
si
，将所述入射光的波数作为变量k0，将由所述光散射部对所述入射光产生的衍射角度作为变量θ
d
，变量m为自然数，所述变量w
pd
、所述变量n
si
、所述变量k0、所述变量θ
d
以及所述变量m满足数学式(8)：[数学式8]39.一种固体拍摄装置，其中，
多个像素；以及第一隔离壁部，设置在彼此相邻的所述像素之间；所述像素包括光电转换部，所述光电转换部从光输入面接受被吸收光，并产生与所接受的所述被吸收光对应的信号电压，所述第一隔离壁部包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部，所述沟槽的宽度是35nm以上，所述光反射部由铝或将铝作为主要成分包含的材料形成。40.根据权利要求39所述的固体拍摄装置，其中，还包括：光散射部，接受入射光并产生含有散射光的所述被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着所述光电转换部与所述第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；所述光散射部包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体，将从所述第一隔离壁部的所述光反射部到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量w
pd
，将多个所述金属结构体的周期长度作为变量p，将多个所述金属结构体的周期数量作为变量m，将多个所述金属结构体各自的宽度作为变量w
metal
，变量j是0或正整数，所述变量w
pd
、所述变量p以及所述变量w
metal
满足数学式(9)：[数学式9]w
pd
＝p(m+j-1)+w
metal
±
p/4......(9)。41.根据权利要求39所述的固体拍摄装置，其中，还包括：光散射部，接受入射光并产生含有散射光的所述被吸收光；以及第二隔离壁部，隔着所述光电转换部与所述第一隔离壁部相邻，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；将从所述第一隔离壁部的所述光反射部到所述第二隔离壁部的所述光反射部的距离作为变量w
pd
，将所述光电转换部的折射率的实部作为变量n
si
，将所述入射光的波数作为变量k0，将由所述光散射部对所述入射光产生的衍射角度作为变量θ
d
，变量m为自然数，所述变量w
pd
、所述变量n
si
、所述变量k0、所述变量θ
d
以及所述变量m满足数学式(10)：[数学式10]
42.一种固体拍摄装置的制造方法，所述固体拍摄装置具有：多个像素；以及第一隔离壁部，设置在彼此相邻的所述像素之间，并且包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部；其中，所述固体拍摄装置的制造方法包括：形成沟槽的工序；以及在所述沟槽形成光反射部的工序；在形成所述光反射部的工序中，通过原子层沉积法，将入射光的波长为800nm以上1100nm以下的范围的折射率的实部n2和折射率的虚部k2满足数学式(11)的材料设置在所述沟槽，[数学式11]k2≥6.31n2+1.03......(11)。43.根据权利要求42所述的固体拍摄装置的制造方法，其中，在形成所述光反射部的工序中，通过使用包含银的原料气体的原子层沉积法来形成所述光反射部，所述包含银的原料气体是三乙基膦(6，6，7，7，8，8，8-七氟-2，2-二甲基-3，5-辛烷二酮)银(i)。44.根据权利要求42所述的固体拍摄装置的制造方法，其中，在形成所述光反射部的工序中，通过使用包含铜的原料气体的原子层沉积法来形成所述光反射部，所述包含铜的原料气体是双(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)铜(ii)或双(6，6，7，7，8，8，8-七氟-2，2-二甲基-3，5-辛烷二酮)铜(ii)。45.根据权利要求42所述的固体拍摄装置的制造方法，其中，在形成所述光反射部的工序中，通过使用包含金的原料气体的原子层沉积法来形成所述光反射部，所述包含金的原料气体是三甲基(三甲基膦)金(iii)。46.根据权利要求42所述的固体拍摄装置的制造方法，其中，在形成所述光反射部的工序中，通过使用包含铝的原料气体的原子层沉积法来形成所述光反射部，所述包含铝的原料气体是三甲基铝、三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)铝或三乙基铝。47.根据权利要求42所述的固体拍摄装置的制造方法，其中，在形成所述光反射部的工序中，通过使用包含铋的原料气体的原子层沉积法来形成所述光反射部，所述包含铋的原料气体是选自于由三苯基铋、三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)铋、双(乙酸-o)三苯基铋(v)、三(2-甲氧基苯基)铋、三(叔丁氧基)铋、三(1，1，2-三甲基丙氧基)铋以及三(1，1-二异丙基-2-甲基丙氧基)铋组成的组中的材料。48.根据权利要求42所述的固体拍摄装置的制造方法，其中，
在形成所述光反射部的工序中，通过使用包含铂的原料气体的原子层沉积法来形成所述光反射部，所述包含铂的原料气体是(三甲基)甲基环戊二烯基铂(iv)。49.根据权利要求1至41中任一项所述的固体拍摄装置，其中，所述光电转换部包括光电转换主面和与所述光电转换主面相反侧的光电转换背面，所述光电转换主面具有所述光输入面，在所述光电转换背面上，设置有改变所述被吸收光的行进方向的光方向改变部，所述光方向改变部以行进方向发生变化之后以基准轴为基准的所述被吸收光的角度，与行进方向发生变化之前以所述基准轴为基准的所述被吸收光的角度不同的方式改变所述被吸收光的行进方向。50.一种固体拍摄装置，其中，包括：多个像素，包括产生与被吸收光对应的信号电压的光电转换部；以及隔离壁部，包括沟槽和埋入所述沟槽中的光反射部，并设置在彼此相邻的所述像素之间；所述光电转换部包括光电转换主面和与所述光电转换主面相反侧的光电转换背面，所述光电转换主面包括接受入射光的光输入面，在所述光电转换背面上设置有光方向改变部，所述光方向改变部以行进方向发生变化之后以基准轴为基准的所述被吸收光的角度，与行进方向发生变化之前以所述基准轴为基准的所述被吸收光的角度不同的方式改变所述被吸收光的行进方向。51.根据权利要求49或50所述的固体拍摄装置，其中，行进方向发生变化之后的所述被吸收光的以所述光输入面的法线为基准的角度，与行进方向发生变化之前的所述被吸收光的以所述光输入面的法线为基准的角度对应。52.根据权利要求51所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变部相对于以所述法线为基准的基准轴倾斜，并且使所接受的所述光反射。53.根据权利要求52所述的固体拍摄装置，其中，所述光电转换背面与配线部接触。54.根据权利要求53所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变部包括设置在所述配线部的反射部。55.根据权利要求49或50所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变部包括以所述光电转换背面为基准凸出或以所述光电转换背面为基准凹陷的至少一个光方向改变体。56.根据权利要求55所述的固体拍摄装置，其中，以所述光电转换背面为基准凸出的所述光方向改变体的高度或以所述光电转换背面为基准凹陷的所述光方向改变体的深度，与基于所述光电转换部的折射率的所述被吸收光的波长对应。57.根据权利要求56所述的固体拍摄装置，其中，以所述光电转换背面为基准的所述光方向改变体的高度大于，基于所述光电转换部的
折射率的所述被吸收光的波长的1/10的长度。58.根据权利要求56或57所述的固体拍摄装置，其中，以所述光电转换背面为基准的所述光方向改变体的高度小于，基于所述光电转换部的折射率的所述被吸收光的波长的5倍的长度。59.根据权利要求56至58中任一项所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体包括作为平面的面。60.根据权利要求59所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体的剖面形状包括作为矩形的部分。61.根据权利要求59所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体的形状是由所述作为平面的面构成的长方体。62.根据权利要求59所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体的剖面形状是三角形。63.根据权利要求59所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体的形状是由所述作为平面的面构成的四棱锥。64.根据权利要求59所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体的形状是由所述作为平面的面构成的三棱柱。65.根据权利要求56至58中任一项所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体包括作为曲面的面。66.根据权利要求65所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体的剖面形状包括作为椭圆的部分。67.根据权利要求66所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体的形状是使包括作为椭圆的部分的剖面围绕轴线旋转的旋转体。68.根据权利要求66所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变体的形状是使包括作为椭圆的部分的剖面沿着轴线延伸的扫描体。69.根据权利要求61、63以及67中任一项所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变部构成为，多个所述光方向改变体沿第一方向配置有多个，并且沿与所述第一方向交叉的第二方向配置有多个，由此俯视时呈网格状。70.根据权利要求61、64以及68中任一项所述的固体拍摄装置，其中，所述光方向改变部构成为，所述光方向改变体沿第一方向延伸并且沿与所述第一方向交叉的第二方向配置有多个，由此俯视时呈条纹状。71.根据权利要求1至41中任一项所述的固体拍摄装置，其中，所述光电转换部包括：第一光电转换界面，包括所述光输入面；以及第二光电转换界面，是与所述第一光电转换界面不同的界面，改变从所述光输入面接受的所述被吸收光的行进方向；所述被吸收光以第一角度从所述光输入面进入所述光电转换部的内部，在所述第二光电转换界面上行进方向发生变化的所述被吸收光，以第二角度入射到所述光输入面，所述第二光电转换界面以所述第二角度与所述第一角度不同的方式改变所述被吸收
光的行进方向。72.根据权利要求72所述的固体拍摄装置，其中，所述第二光电转换界面是与设置在所述第一光电转换界面的相反侧的光电转换背面上的配线部的分界面。73.根据权利要求71或72所述的固体拍摄装置，其中，所述第二光电转换界面是与设置为与所述第一光电转换界面交叉的沟槽的分界面。

技术总结
构成固体拍摄装置(1)的像素(8)包括：光散射部(27)，接受入射光(L1)并产生包含散射光的被吸收光(L2)；以及光电转换部(26)，从光输入面26a接受被吸收光(L2)，并产生与所接受的被吸收光(L2)对应的信号电压。光散射部(27)包括以规定的周期长度配置的多个金属结构体(27a)。光散射部(27)产生与入射光(L1)对应的由等离子激元引起的衍射光作为散射光。由等离子激元引起的衍射光作为散射光。由等离子激元引起的衍射光作为散射光。


技术研发人员：寺西信一 小野笃史 桥本和磨 吉永崇仁
受保护的技术使用者：国立大学法人静冈大学
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2023/9/9