(57)【要約】【課題】薄い半導体基板厚さのトランジスタであっても、十分に光を吸収させることのできる固体撮像装置を実現する。【解決手段】光を面内方向に導光する光導波路１２０と、光入射面１２０ａから入射する光の伝搬方向が光導波路１２０の面内方向となるように変換するグレーティングカプラ１４０を備える。光導波路１２０の面内方向に沿ってＴＦＴ１１０を２次元状に配置する。光導波路１２０の表面から入射する光を、光伝搬方向が光導波路１２０の面内方向となるようにグレーティングカプラ１４０で変換し、伝搬方向が変換された光を光導波路１２０内で面内方向に進行させ、この光の進行過程でＴＦＴ１１０により検知することにより画像情報を取得する。光は、光導波路１２０の面内方向に沿って配置されたＴＦＴ１１０の表面に沿って伝搬するので、光がＴＦＴ１１０に吸収され易くなり、ＴＦＴ１１０の光進行方向の長さが長ければ長いほど受光感度が高まる。【選択図】図２
2008282900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路の表面から入射する光を、当該光の伝搬方向が前記光導波路の面内方向となるように変換し、
当該伝搬方向が変換された光を前記光導波路内で前記面内方向に進行させ、この光の進行過程で受光素子により検知することにより画像情報を取得する
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項２】
光を面内方向に導光する光導波路と、
前記光導波路の表面から入射する光を、当該光の伝搬方向が前記光導波路の面内方向となるように変換する光伝搬方向変換部と、
前記面内方向に沿って配置された、前記伝搬方向が変換された光を、前記光導波路内で前記面内方向に進行する過程で検知して電気信号に変換する受光素子と
を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
前記光導波路には、当該光導波路内で前記面内方向に進行する光が隣接する前記受光素子で検知されるのを防止する進行分断領域が形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
それぞれの前記受光素子が形成される領域は、前記光伝搬方向変換部が形成されている領域の片側と対応する位置に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記光導波路の光入射面の上層には、光に対して透明性を有する部材が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
光を検知して電気信号に変換する受光素子を基板上に形成する受光素子形成工程と、
高屈折率材料を前記受光素子の上層に形成することで光導波路を設ける光導波路形成工程と、
前記光導波路の表面から入射する光を、当該光の伝搬方向が前記光導波路の面内方向となるように変換する光伝搬方向変換部となる微細パターンを有する型を前記高屈折率材料の表面に押し当てる押圧工程と、
前記型を前記高屈折率材料の表面から取り外す工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
光に対して透明性を有する部材に、光導波路の表面から入射する光を当該光の伝搬方向が前記光導波路の面内方向となるように変換する光伝搬方向変換部となる微細パターンを射出成形により形成するパターン形成工程と、
高屈折率材料を前記微細パターンの上層に形成することで前記光導波路を設ける光導波路形成工程と、
光を検知して電気信号に変換する受光素子を基板上に形成する受光素子形成工程と、
前記光導波路形成工程で生成された前記光導波路の前記透明性を有する部材側とは反対側の面と、前記受光素子形成工程で生成された前記受光素子が形成された面とを貼り合わせる工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像方法、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法に関する。より詳細には、たとえば光や放射線などの外部から入力される電磁波に対して感応性をする単位構成要素が配列されてなり、単位構成要素によって電気信号に変換された物理量分布の情報を電気信号として読出可能な、一般的に固体撮像装置と称される物理量分布検知の半導体装置および撮像方法とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、固体撮像装置（イメージングデバイスとも称する）の一例として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）イメージセンサが持つ種々の問題を克服し得るＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor ）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor ）型のイメージセンサが注目を集めている（たとえば非特許文献１を参照）。
【０００３】
【非特許文献１】米本和也、“ＣＣＤ／ＣＭＯＳイメージ・センサの基礎と応用―原理、構造、動作方式、諸特性からシステム概要まで”、Ｃ＆Ｅ基礎解説シリーズ、2003.8.10、初版、ＣＱ出版社、ｐ40の図３−５や表３−１
【０００４】
図１２は、従来の一般的な固体撮像装置を利用した撮像装置８の光学構成の基本を示す図である。従来の撮像装置８は、図１２に示すように、光学レンズを撮影レンズ８０２として使用し、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサといったバルクシリコン材料２により形成された複数の受光素子を２次元状に配してなる画素アレイ部１０を具備した固体撮像装置１に光線が結像する構成を有している。
【０００５】
このような構成となった理由は、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサといったバルクシリコン材料により形成された受光素子は安価に大型デバイスを形成することができないので、縮小光学系を用いたいという理由があるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、このような光学系の撮像装置８においては、薄型の構成を実現したい場合には、魚眼レンズのような光学系を用いることが必要になるが、このような光学系を用いた場合には、画像の歪みが大きいために、たとえば静脈認証装置のような光学長の短い構成が必要となるアプリケーションには適用が困難になると言った問題がある。
【０００７】
また、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサといったバルクのシリコンを用いない受光素子としては、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が存在するが、たとえば非特許文献１の図３−５に示されるように、シリコンを薄膜構造とすると長波長成分（たとえば近赤外光成分）の吸収効率が良くなく感度が極端に減少する。また表３−１から理解されるように、長波長成分は薄いＴＦＴ部分を透過してしまうこととなる。図１３は、その様子を示している。この側面からも、近赤外光を主に用いたい静脈認証装置などへの適用がさらに困難となる。
【０００８】
たとえば、液晶表示装置などに用いられているＴＦＴ基板はシリコン層の厚さが１００ｎｍ以下と薄いので、短波長である青色以外の光に対しては殆ど受光感度がなく、カラーイメージデバイスへの応用あるいは静脈認証など近赤外光を用いる分野への応用は不可能である。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、薄い半導体基板厚さのトランジスタであっても、十分に光を吸収させることのできる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る撮像方法の一実施形態は、光導波路の表面から入射する光を、当該光の伝搬方向が光導波路の面内方向となるように変換し、伝搬方向が変換された光を光導波路内で面内方向に進行させ、この光の進行過程で受光素子により検知することにより画像情報を取得することを特徴とする。つまり、光導波路の表面から入射する光を、伝搬方向が光導波路の面内方向となるように変換して導光し、その光の進行過程で受光素子により検知して画像情報を取得するということである。
【００１１】
本発明に係る固体撮像装置の一実施形態は、光を面内方向に導光する光導波路と、光導波路の表面から入射する光を、光の伝搬方向が光導波路の面内方向となるように変換する光伝搬方向変換部とを備える。そして、伝搬方向が変換された光を光導波路内で面内方向に進行する過程で検知して電気信号に変換する受光素子を、光導波路の面内方向に沿って配置する。
【００１２】
光導波路の表面から入射した光は光伝搬方向変換部によって、光導波路の面内方向へと、その伝搬（進行）方向が変換されるので、光は、光導波路の面内方向に沿って配置された受光素子の表面に沿って伝搬する。よって、光が光導波路内を進行する過程で、光が受光素子に吸収され易くなる。受光素子の光進行方向の長さが長ければ長いほど受光感度が高まる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、光導波路の表面から入射する光を、伝搬方向が光導波路の面内方向となるように変換して導光し、その光の進行過程で受光素子により検知して画像情報を取得するようにしたので、光導波路の表面から入射した光がほぼ直進して薄膜の受光素子を通過してしまう従来の場合に比べて光が受光素子に吸収され易くなり、受光効率が高まる。たとえば、薄いシリコン厚さのＴＦＴであっても十分に光を吸収させることができ、高い受光感度を持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
＜受光原理＞
図１は、本発明の一実施形態を適用した受光原理を説明する図（断面図）である。図示のように、ガラス基板１０２の上に、１００ｎｍ程度以下の薄膜のＴＦＴ１１０を形成し、その上層に樹脂などの高屈折率材料で光導波路１２０を設けた構造となっている。
【００１６】
図では、２画素分のＴＦＴ１１０を示しているが、実際には、光導波路１２０の表面とは反対側には、光導波路１２０の面内方向に沿って２次元状に複数個が配置される（たとえば後述の図５を参照）。
【００１７】
光導波路１２０内の紙面の横方向に光が進行するようにする。この際の導波モードの電界強度分布は、光導波路１２０内の光進行方向にピークを持つが、その側部（光導波路１２０とガラス基板１０２との境界部）のＴＦＴ１１０の存在する場所でもある程度の光強度を持つ。よって、光が光導波路１２０内を進行する過程で、光がＴＦＴ１１０に吸収されるようになる。ＴＦＴ１１０の光進行方向の長さが長くなればなるほど光を十分に吸収できるようになる。本明細書では、このような構造のものを、光導波路型の固体撮像装置と称する。
【００１８】
光導波路型の受光素子にすれば、ＴＦＴ１１０を構成するシリコンの厚さを薄くしても、光の進行方向はシリコンの厚さ方向ではないので、光を十分に吸収することのできる長さがあれば長波長の光であっても、受光素子として機能するＴＦＴ１１０の感度が存在する波長であれば受光することができる、ということである。１００ｎｍ以下のシリコン厚さのＴＦＴ１１０においても、近赤外光の受光感度を与えることができるようになる。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図２は、光導波路型の固体撮像装置１００の第１実施形態を示す図（断面図）である。第１実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、最も基本の構造を示すものである。具体的には、光導波路型の固体撮像装置１００の光入射面１２０ａ（光導波路１２０のＴＦＴ１１０側とは反対側の表面）の面内方向とは異なる方向から入射する光を、当該光の伝搬方向が面内方向となるように変換して、面内方向に形成された光導波路１２０に入射させ導光するグレーティングカプラ１４０が、光導波路１２０の光入射面１２０ａ側に、画素ごとに配置されている。
【００２０】
グレーティングカプラ１４０は、光伝搬方向変換部の一例であり、光導波路１２０の表面から入射する光の伝搬方向を光導波路１２０の面内方向となるように変換することで、光導波路１２０の面内方向に導光する。本例のグレーティングカプラ１４０は、複数個のグレーティングを配置して構成されている。
【００２１】
１画素分のグレーティングカプラ１４０が配置されているガラス基板１０２と光導波路１２０との境界部分には、画素ごとに、光導波路１２０を導波している光を吸収し電気信号に変換する受光素子としての薄膜のＴＦＴ１１０が形成されている。グレーティングカプラ１４０の下部の概ね全面にＴＦＴ１１０が形成されている。つまり、複数個のグレーティングを配置したグレーティングカプラ１４０を形成した光導波路１２０をＴＦＴ１１０よりなる受光部分の上に設けている。
【００２２】
換言すれば、ＴＦＴ１１０よりなる受光部分の上に、イメージングデバイスを構成する基板の面内方向とは異なる方向から入射する光を、ガラス基板１０２上に形成された光導波路１２０に入射させる構成となっている。
【００２３】
イメージングデバイス内への光人力方法として、グレーティングカプラ１４０を使用することで、結合面積を広くとれるので、導入パワーを大きくできる利点がある。グレーティングカプラ１４０としては、光導波路１２０の表面（光入射面１２０ａ）の左右両方向から入射する光を、光導波路１２０の面内方向に導光する、光伝搬方向変換機能としては対称性を持ったものを使用することができる。たとえば、矩形の対称グレーティングカプラを使用することもできる。
【００２４】
あるいは、光導波路１２０の表面（光入射面１２０ａ）の左右何れか一方の方向から入射する光を、光導波路１２０の面内方向の左右の他方の方向に導光する、光伝搬方向変換機能としては光導波路１２０の面内方向の左右に不均等に導光する非対称性を持ったものを使用することもできる。たとえば、鋸波状の非対称グレーティングカプラを使用することができる。非対称グレーティングカプラでは、一方向に優先的に光を導くことができ、たとえば、光入射面１２０ａの左方向から入射する光を、光導波路１２０の面内方向の右方向に導光するようにする場合、右に進む光強度は左に比べ数倍にすることができる。
【００２５】
このように、ＴＦＴ１１０よりなる受光部分の上に、グレーティングカプラ１４０を光入射側の表面（光入射面１２０ａ）に有する光導波路１２０の層を形成することにより、光導波路型の固体撮像装置１００の上方より光入射面１２０ａに入射する光を、グレーティングカプラ１４０により光導波路１２０の面内方向に入射させることができる。イメージングデバイスの上方より入射する光をグレーティングカプラ１４０により光導波路１２０に入射させ、光の進行方向を基板平面方向に変換し、光の進行方向の経路上にＴＦＴ１１０を配置することで、薄いシリコン厚さのＴＦＴ１１０であっても、十分に光を吸収させるようにすることにより受光感度を持たせることができる。
【００２６】
つまり、ガラス基板１０２上に形成されている光導波路１２０に入射した光は、光導波路１２０に近接されて形成されるＴＦＴ１１０などより構成される受光素子に高効率で結合させることができるため、光の強度信号を電気信号に変換することができるようになる。したがって、イメージセンシングを行ないたい物体、たとえば、近赤外光が照射された指が、図２に示す光導波路型の固体撮像装置１００に近接されて配置されている場合には、この光導波路型の固体撮像装置１００により受光することができることとなる。センシングを行ないたい物体がとても近接している場合に有効なイメージングデバイスとなる。
【００２７】
このような構造の光導波路型の固体撮像装置１００によれば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサといった従来のバルクのシリコン基板を用いたイメージングデバイスに比較して、ガラス基板１０２上に形成するＴＦＴ１１０による構成が可能であるので、安価にイメージングデバイスを作製することができる。
【００２８】
さらに、従来型のように縮小光学系の光学レンズを用いた結像方式を用いていないので、光学レンズの焦点距離の関数を用いたイメージングデバイスの大きさ制限を受けず、画期的に薄型のイメージングデバイスを形成することができる。新しい概念の大面積用イメージングデバイスを形成できるようになる。
【００２９】
したがって、たとえば厚さ０．５ミリ以下といった従来のイメージングデバイスに比較して画期的に薄型でかつ安価なイメージングデバイスを作製することができることにより、ノートパソコンに一体型とすることや、あるいはクレジットカードなどへの静脈認証デバイスの組み込みが可能となる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図３は、光導波路型の固体撮像装置１００の第２実施形態を示す図（断面図）である。第２実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、左右対称の方向より入射される光を光導波路１２０の面内方向に入射させるようにした点に特徴を有する。
【００３１】
矩形の対称グレーティングカプラを同一周期にて形成することで、左右対称の方向より入射される光を光導波路１２０の面内方向の左右に入射させることができる。このため、図３に示すように、２方向より入射する光が光導波路１２０に結合することとなる。
【００３２】
したがって、第２実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００においても、第１実施形態と同様に、センシングを行ないたい物体がとても近接している場合に有効なイメージングデバイスとなる。
【００３３】
＜第３実施形態＞
図４および図５は、光導波路型の固体撮像装置１００の第３実施形態を示す図である。ここで、図４は、図２や図３と同じように断面図であり、図５は平面図である。ここでは、光入射方向が片側である場合で示すが、左右両側の光入射方向に対して有効な第２実施形態に対しても適用できる。
【００３４】
第３実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、光導波路１２０内で面内方向に進行する光が隣接するＴＦＴ１１０で検知されるのを防止する領域を光導波路１２０内に形成することで、画素（エレメント）間のクロストークを防止した構成を持つ点に特徴を有する。
【００３５】
前述の第１および第２実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００では、光導波路１２０を導波する光がとても強くＴＦＴ１１０により十分に吸収されない場合には、隣の画素の光導波路１２０に導波してしまい、その隣接画素のＴＦＴ１１０で受光されクロストーク現象が起きてしまう。その対策を行なったのが第３実施形態である。
【００３６】
具体的には、第３実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、画素間の光導波路１２０の光進行方向における画素間に、光の進行を妨げる進行分断領域１５０が形成されている。進行分断領域１５０は、たとえば、光導波路１２０が形成されていない領域とすればよい。
【００３７】
図５に示す平面図において、枠で示した１画素分のグレーティングカプラ形成部分の内、進行分断領域１５０の光入射面１２０ａ側には、グレーティングを形成する必要はない。同様に、進行分断領域１５０のガラス基板１０２側には、ＴＦＴ１１０を形成する必要はない。
【００３８】
進行分断領域１５０により、ＴＦＴ１１０が受光する光の進行方向が規定される。進行分断領域１５０により光導波路１２０を画素の境界で分断することで、画素間のクロストークを防止することができる。
【００３９】
第３実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００においても、第１あるいは第２実施形態と同様に、センシングを行ないたい物体がとても近接している場合に有効なイメージングデバイスとなる。
【００４０】
＜第４実施形態＞
図６および図７は、光導波路型の固体撮像装置１００の第４実施形態を示す図である。ここで、図６は、図２〜図４と同じように断面図であり、図７は図５と同じように平面図である。図８は、第４実施形態の効果を説明する参考図である。
【００４１】
第３実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、画素（エレメント）間のクロストークを防止した構成を持つ点に特徴を有する。前述の第１〜第３実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００では、センシングを行ないたい物体がとても近接している場合に有効なデバイスであるが、センシングを行ないたい物体が光入射面１２０ａから離れると、光導波路１２０を導波してきた光のみでなくその他の光もＴＦＴ１１０に吸収されてしまい２重の像が得られてしまうこととなる。この２重像の欠点を対策したのが第４実施形態である。
【００４２】
具体的には、第４実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、受光を行なうＴＦＴ１１０が配置される領域を、グレーティングカプラ１４０が形成されている領域の片側に寄せて（離して）グレーティングカプラ１４０と対向して配置している。
【００４３】
ここでは、光入射方向が片側である場合で示すが、左右両側の光入射方向に対して有効な第２実施形態に対しても適用できる。ただし、この第４実施形態特有の構造に鑑みれば、非対称グレーティングカプラを使用することで一方向に優先的に光を導くようにした構造にすることが望ましい。図では、第３実施形態に対する変形例で示しており、画素ごとに、ＴＦＴ１１０の領域を進行分断領域１５０側に寄せて配置している。
【００４４】
このような構造により、ＴＦＴ１１０は、光導波路１２０を導波してきた光のみを受光するようになる。このようにすることにより、第４実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、光学レンズを有していなくても、受光する光の方向を１つに定義することができることとなるので、図８に示すような撮影レンズ８０２を有するイメージングデバイスと光学的に同様の機能を与えることができることとなる。
【００４５】
＜第１〜第４実施形態の固体撮像装置の製法＞
図９は、第１〜第４実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００の製造方法を説明する図である。ここでは、グレーティングカプラ１４０の下部の概ね全面にＴＦＴ１１０が形成されており、かつ進行分断領域１５０が形成されていない第１や第２実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００の製法例で示す。
【００４６】
グレーティングカプラ１４０のグレーティングの周期は波長程度のオーダーが必要であるため、たとえばリソグラフィとエッチングを使う従来のパターン形成技術のように、一般のガラス基板１０２上に形成されるＴＦＴ１１０のパターン精度である数ミクロン（３〜４ミクロン）のパターンの露光精度においては、グレーティングカプラ１４０の作製が容易でない。そこで本実施形態では、次に示すような手法を採用する。その手法は、微細パターンを有する型を用いるナノインプリント技術の製造方法とする点に特徴を有する。
【００４７】
具体的には、先ず図９（Ａ）に示すＴＦＴ形成工程のように、ガラス基板１０２上にＴＦＴ１１０を形成する。次に、図９（Ｂ）に示す光導波路形成工程のように、表面にＴＦＴ１１０が形成されたガラス基板１０２のＴＦＴ１１０の上層に、光導波路１２０を構成する樹脂などの高屈折率材料１２２を塗布などの手段により形成する。
【００４８】
次に、図９（Ｃ）に示すプリント（押圧）工程のように、グレーティングカプラ１４０となる微細パターンを有する押し型２１０を高屈折率材料１２２の表面に押し当てる。そして最後に、図９（Ｄ）に示す取り外し工程のように、高屈折率材料１２２から押し型２１０を引きはがす。
【００４９】
ナノインプリント技術は、たとえば電子線露光技術とエッチング技術を使って金型に刻み込んだ寸法が数１０ｎｍ〜数１００ｎｍの凹凸を、基板上に塗布した樹脂材料に押し付けて形状を転写する技術である。このナノインプリント技術は、転写の工程は数分で終了し、同じ形状の部品を短時間で大量に作り出せる、ナノインプリント技術で使う装置の構成が簡便でリソグラフィとエッチングを使う従来技術の装置に比べて安く、従来のパターン形成技術に比べて低コストで作れる、などの利点があり、その利点を本実施形態の製法でも享受できる。
【００５０】
＜第５実施形態＞
図１０は、光導波路型の固体撮像装置１００の第５実施形態を示す図である。ここで、図１０は、図２〜図４や図６と同じように断面図である。
【００５１】
第５実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、光ディスクなどの製造に用いられている射出成形技術を用いてグレーティングカプラ１４０が形成されたものである点に特徴を有する。
【００５２】
具体的には、第５実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００は、構造的には、ポリカーボネート材料などに射出成形によりグレーティングカプラパターン１４２（グレーティングカプラ１４０のパターン）が形成された成型部品１６０が、高屈折率材料１２２で形成された光導波路１２０上に設けられている。
【００５３】
後述する製法を考慮したときには、ポリカーボネート材料などの受光したい光に対して透明性を有する材料よりなるグレーティングカプラパターン１４２が形成された成形部品２２０の上に、光導波路１２０となる高屈折率材料１２２が形成されている。さらに、光導波路１２０のグレーティングカプラパターン１４２（グレーティングカプラ１４０）側とは反対側に、ＴＦＴ１１０を有するガラス基板１０２が、光導波路１２０とＴＦＴ１１０とが密接するように貼り合わされた構造となっている。
【００５４】
本構成では、成形部品２２０のグレーティングカプラパターン１４２とは反対側の面が最初の（成形部品２２０への）光入射面２２０ａとなり、成形部品２２０と成形部品２２０のグレーティングカプラパターン１４２とが密接する部分が次の（光導波路１２０への）光入射面１２０ａとなる。
【００５５】
成形部品２２０の厚さをある程度薄くすることで、第５実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００においても、第１〜第３実施形態と同様に、センシングを行ないたい物体がとても近接している場合に有効なイメージングデバイスとなる。また、このような構造により、成形部品２２０を光導波路１２０やグレーティングカプラ１４０の保護層として機能させることができる。
【００５６】
＜第５実施形態の固体撮像装置の製法＞
図１１は、第５実施形態の光導波路型の固体撮像装置１００の製造方法を説明する図（断面図）である。構造面から説明したことから推測されるように、第５実施形態用の製法は、グレーティングカプラ１４０用の射出成形により形成された微細パターン（グレーティングカプラパターン１４２）を有する成形部品２２０上に高屈折率材料よりなる光導波路１２０を形成し、これと、ＴＦＴ１１０が形成されているガラス基板１０２とを貼り合わせる点に特徴を有する。
【００５７】
具体的には、先ず図１１（Ａ）に示すグレーティングパターン形成工程のように、ポリカーボネートなどの受光したい光に対して透明性を有する材料に、グレーティングカプラ１４０となる微細パターンのグレーティングカプラパターン１４２を、射出成形工程により形成する。
【００５８】
次に、図１１（Ｂ）に示す光導波路形成工程のように、グレーティングカプラパターン１４２が形成された成形部品２２０のグレーティングカプラパターン１４２側の上層に、光導波路１２０を構成する樹脂などの高屈折率材料１２２をスピンコーティングなどの工程により形成する。
【００５９】
そして最後に、図１１（Ｂ）に示す貼り合せ工程のように、表面にＴＦＴ１１０が形成されたガラス基板１０２を、光導波路１２０をなす高屈折率材料１２２の表面（成形部品２２０上のグレーティングカプラパターン１４２側とは反対側の面）とＴＦＴ１１０とが密接するように貼り合わせる。
【００６０】
当該第５実施形態用の製法は、光ディスクなどの製造に用いられている射出成形技術を流用できる利点がある。一般的な樹脂成形法の１つである射出成形技術は、金型を閉じて加熱溶融状態の樹脂を高圧で射出し、製品形状に沿った空間（キャビティ）を空けている金型に充填し、金型内で樹脂が冷やされある程度固化した時点で金型を開いて製品を取り出すものである。型閉じ→樹脂射出→保圧・冷却→型開き→製品取出し、の一連の作業を成形サイクルと呼び、製品取出し後は、金型を閉じて次のサイクルに入る。連続工程で自動化し易く生産性が高い利点があり、その利点を本実施形態のグレーティングカプラ１４０の製法でも享受できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態を適用した受光原理を説明する断面図である。
【図２】光導波路型の固体撮像装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図３】光導波路型の固体撮像装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図４】光導波路型の固体撮像装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図５】光導波路型の固体撮像装置の第３実施形態を示す平面図である。
【図６】光導波路型の固体撮像装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図７】光導波路型の固体撮像装置の第４実施形態を示す平面図である。
【図８】第４実施形態の効果を説明する参考図である。
【図９】第１〜第４実施形態の光導波路型の固体撮像装置の製造方法を説明する図である。
【図１０】光導波路型の固体撮像装置の第５実施形態を示す断面図である。
【図１１】第５実施形態の光導波路型の固体撮像装置の製造方法を説明する図である。
【図１２】従来の一般的な固体撮像装置を利用した撮像装置の光学構成の基本を示す図である。
【図１３】ＴＦＴを光が透過する様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…固体撮像装置、１０…画素アレイ部、１００…光導波路型の固体撮像装置、１０２…ガラス基板、１１０…ＴＦＴ、１２０…光導波路、１２０ａ…光入射面、１２２…高屈折率材料、１４０…グレーティングカプラ（光伝搬方向変換部の一例）、１４２…グレーティングカプラパターン、１５０…進行分断領域、２…バルクシリコン材料、２１０…押し型、２２０…成形部品、２２０ａ…光入射面、８…撮像装置、８０２…撮影レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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