光电转换装置的制造方法_4

文档序号:9757097阅读:来源:国知局
外周的轮廓,覆盖第一金属膜 301的两端的狭缝311a、311a的所有区域、第二金属膜301的两端的狭缝321a,321a的所有区 域、第一金属膜301与第二金属膜302之间的区域、第一金属膜301和第二金属膜302的两端 W外的多个狭缝31U321……各自的长度方向的两端部31化、32化……。也就是说,上述第 =金属膜400覆盖第一金属膜301和第二金属膜302的多个狭缝311、321、……的位于最外周 的部分。
[0113] 像运样,上述第S金属膜400覆盖第一金属膜301和第二金属膜302的多个狭缝 311、321、……的位于最外周的部分,因此,能够由第=金属膜400遮断从形状容易因曝光时 来自相邻开口部的干设光的影响或蚀刻时的微负载效应而变得不均匀的两端的狭缝311a、 321a和狭缝31U321……各自的长边方向的两端部31化、32化……透射的透射光,即使是狭 缝结构也能够形成确保了期望的波长选择性的等离子体滤光片。
[0114] 因此,根据该第五实施方式的光电转换装置,能够防止本来不透射的波长的光的 异常透射,能够使光谱波形的半值宽度减小。
[0115] 此外,上述第一金属膜301和第二金属膜302通过未图示的配线接地,为接地电位。
[0116] 像运样,上述第一金属膜301和第二金属膜302为接地电位,因此构成等离子体滤 光片区域的第一金属膜301和第二金属膜302的电位稳定,电子的举动稳定,波长选择性变 得良好。如果等离子体滤光片区域的第一金属膜301和第二金属膜302的电位变动,贝会对 波长选择性产生不良影响。
[0117] 根据上述结构的光电转换装置,即使是狭缝结构,通过选择合适的周期(间距)P1、 P2、狭缝宽度S1、S2和间隔a,也与第一实施方式~第四实施方式同样地观测到由等离子体 效应带来的波长选择效应。
[0118] 图15是狭缝型MIM(Meta]_-Insulato;r-Metal)结构,具体而言,示出使用40nm厚的 Al膜、IOOnm厚的绝缘膜、40nm厚的Al膜,将狭缝宽度徊定在IOOnm的情况下的实验例。
[0119] 从图15可知,即使是相同狭缝的宽度S(l〇〇皿),通过改变栅格的宽度G,改变间距 P,最大透射光的波长也不同。运是指,即使是使用相同的金属材料或绝缘材料的等离子体 滤光片,在相邻地配置有多个等离子体滤光片的情况下,该相邻的多个等离子体滤光片互 相不干设的、两等离子体滤光片的狭缝间的距离a(参照图14)也变化。
[0120] 更加具体而言,光电转换装置主要使用一般在半导体中使用的娃材料,利用作为 通常方法的光刻或离子注入等,在娃基板上形成用于将入射光转换成电信号的光电转换元 件,形成Si化的层间膜后,利用CMP等的方法充分进行平坦化。然后,作为滤光片膜,参考非 专利文献3(NATURE COMMUNICATIONS IDOI: 10.1038/ncommsl058)示出的结构即由Al构成的 厚度40nm的膜、由SiSe构成的厚度IOOnm的绝缘膜、Al的厚度40nm的膜的层叠结构,将上述 绝缘膜从由化Se构成的膜变更为由通常半导体工艺中使用的SiN构成的膜。图15中示出巧中 折射率(n = 1.95、n = 2.7)下的等离子体滤光片的透射波长依赖于栅格宽度G的依赖性,例 如在折射率n为2.7的情况下,为了作为RGB传感器使用,通过形成栅格宽度G分别为lOOnm、 150皿、200皿(由于狭缝宽度S都为100皿,因此间距P为200皿、250皿、300皿)的狭缝结构,能 够形成蓝色(B)、绿色(G)、红色(R)用的滤光片。
[0121 ]此外,在将运些等离子体滤光片相邻地配置时,隔开使娃能够吸收的光的最大波 长入max即IlOOnm的波长的光透射的滤光片间距即450nmW上地配置,由此与已经叙述的圆 孔的孔阵列型滤光片同样地娃在相邻的边界进行吸收,不会透射成为噪声的多余的光,能 够将具有优异的色分离性的透射任意波长的彩色滤光片相邻地配置。
[0122] 上述中,对具有Al、SiN、Al的层叠结构的狭缝型滤光片进行了说明,层叠结构、周 期结构为其它结构时,间距、最小隔开距离虽然改变,但可W说是同样的特征。本质是,由各 材料、俯视时的周期结构决定的使期望的光透射的间距虽然改变,但都是比使采用的光电 转换材料的最大透射波长的光透射的间距更远离地配置多个不同周期结构的滤光片。
[0123] 上述第五实施方式的结构要素和第一实施方式~第四实施方式的结构要素可W 适当组合。
[0124] 总结本发明和实施方式如下。
[0125] 本发明的光电转换装置的特征在于,包括:
[0126] 第一光电转换元件A;
[0127] 第二光电转换元件B;
[0128] 由导电材料膜构成的第一光学滤光片6a、301,其包括周期性地具有多个结构11、 311的第一图案,并且隔着绝缘膜5配置在上述第一光电转换元件A之上;和
[0129] 由导电材料膜构成的第二光学滤光片6b、302,其包括周期性地具有多个结构12、 321的第二图案,并且隔着绝缘膜5配置在上述第二光电转换元件B之上,
[0130] 相互相邻的上述第一图案与第二图案的间隔a比上述第一图案的结构11、311的周 期Pl和上述第二图案的结构12、321的周期P2长。
[0131] 另外,上述第一图案与第二图案的间隔a没有上限,即使长也没有问题,但从集成 化的观点出发优选是符合上述条件的间隔的最小值,该间隔是2个光电转换元件A、B的至少 一者能够吸收的波长范围的光实质上不透射的间隔。例如上述尺寸因电介质的折射率而变 化,如果是由图4设想的电介质的折射率1.0~3.0,则上述间隔a为600~SOOOnm左右的范 围。
[0132] 根据上述结构的光电转换装置,上述第一光学滤光片6a的结构11、311的第一图案 与上述第二光学滤光片化的结构12、321的第二图案的间隔a比上述第一图案的结构11、311 的周期Pl和上述第二图案的结构12、321的周期P2长,因此上述第一光电转换元件A和第二 光电转换元件B的至少一者能够吸收的波长范围内的光不会在第一光学滤光片6a、301的结 构11、311与第二光学滤光片化、302的结构12,321之间进行表面等离子体共振而透射,不会 入射到第一光电转换元件A和第二光电转换元件B,在第一光学滤光片6a、301的结构11、311 与第二光学滤光片6b、302的结构12、321之间进行等离子体共振而透射的波长范围内的光 不会被上述第一光电转换元件A和第二光电转换元件即及收。
[0133]像运样,从上述第一光学滤光片6曰、301和第二光学滤光片6b、302的边界部透射的 波长范围内的光不被第一光电转换元件A和第二光电转换元件B吸收而不会被第一光电转 换元件A和第二光电转换元件B检测到,因此作为传感器的特性没有影响。
[0134] 因此,利用上述第一光学滤光片6a、301和第二光学滤光片6b、302、即第一等离子 体滤光片6a、301和第二等离子体滤光片6b、302,能够任意地选择透射的光的波长,并且不 会受到因在彼此相邻的等离子体滤光片63、301、66、302的边界部产生的结构11、311、12、 321间的周期而透射的波长的光的影响,能够确保高的波长选择性。
[0135] 换而言之,在相邻地配置多种等离子体滤光片6曰、301、66、302的情况下,通过使边 界部的周期性结构11、311、12、321间的间隔为多个光电转换元件4、8能够吸收的最长波长 的光不进行表面等离子体共振而透射的尺寸W上,能够得到装载了能够任意选择各个等离 子体滤光片63、301、66、302的波长,并且多个光电转换元件4、8不会受到因在相邻的等离子 体滤光片63、301、66、302的边界部产生的周期而透射的波长的光的影响,确保了波长选择 性的精度的多个等离子体滤光片63、301、66、302的光电转换装置。
[0136] 此外,根据本发明,具有不同周期结构11、311、12、321的第一光学滤光片6曰、301和 第二光学滤光片化、302的配置不会受到很大制约,能够任意地配置。
[0137] 上述第一光电转换元件A和第二光电转换元件B的材料可W相同,也可W不同,在 制造上优选相同。此外,上述第一光学滤光片6a、301和第二光学滤光片化、302的材料也是 可W相同可W不同,在制造上优选相同。
[0138] 另外,该发明的光电转换装置具有上述第一光电转换元件A和第二光电转换元件 B,W及上述第一光学滤光片6a、301和第二光学滤光片6b、302,当然只要具有运些第一光电 转换元件A和第二光电转换元件B、第一光学滤光片6a、301和第二光学滤光片化、302,即使 具有第=光电转换元件和第=光学滤光片,也包含在本发明的技术范围中。
[0139] 在1实施方式中,上述第一光电转换元件A和第二光电转换元件B至少包含娃和娃 氧化膜3。
[0140]根据上述实施方式,上述第一光电转换元件A和第二光电转换元件B包含半导体装 置中经常使用的材料即娃和娃氧化膜3,因此具有通常的半导体工艺中的处理容易,并且也 能够应用于包含可见光(380nm~750nm)的RGB传感器的优点。
[0141 ]在1实施方式中,上述第一光学滤光片6a、301和第二光学滤光片6b、302的导电材 料膜由Al或Al合金(Al化、AlSi等)构成。
[0142] 上述实施方式中,上述第一光学滤光片6a、301和第二光学滤光片6b、302由Al或Al 合金构成,因此在400nm左右的短波长产生表面等离子体共振,能够应用于RGB传感
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1