(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子を有する光電変換装置において、
前記複数の光電変換素子の上部に配された絶縁膜と、
前記複数の光電変換素子の上部に、前記複数の光電変換素子のそれぞれに対応して配された複数の導光部と、
前記絶縁膜と前記導光部との間に設けられ、前記複数の導光部に接する複数のレンズと、
前記複数の導光部のうち、隣接する導光部の間の境界部と、を有し、
前記境界部の幅は可視光の波長範囲における最短波長の半分以下であり、
前記導光部の高さは可視光の波長範囲における最長波長の２倍以上であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記隣接する導光部と導光部との間の物質は、前記導光部を形成する物質に比べて低い屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記導光部が接するレンズの底面は、前記導光部の底面に比べて大きいことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記レンズは窒化シリコンからなり、前記導光部は酸化シリコンからなることを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記導光部の上面は平坦であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記導光部の上部に、ローパスフィルタもしくは前記複数のレンズと異なる別のレンズが配されたことを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記導光部の上部に、カラーフィルタが配されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記導光部がカラーフィルタを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記カラーフィルタは原色のカラーフィルタであり、
前記可視光の波長範囲における最短波長は青のカラーフィルタの分光透過率に応じた波長であり、前記可視光の波長範囲における最長波長は赤のカラーフィルタの分光透過率に応じた波長であることを特徴とする請求項７あるいは８に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子の上部に配された絶縁膜と、
前記複数の光電変換素子の上部に、前記複数の光電変換素子それぞれに対応して配された複数の導光部と、
前記絶縁膜と前記導光部との間に設けられ、前記複数の導光部に接する複数のレンズと、
前記複数の導光部のうち、隣接する導光部の間の境界部と、を有し、
前記境界部の幅は０．２μｍ以下であり、
前記導光部の高さは１．５μｍ以上であることを特徴とする可視光用光電変換装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の前記導光部を有する光電変換装置と、
前記光電変換装置から出力された撮像信号を処理する信号処理回路とを有することを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置の導光部に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換装置では、入射した光を効率よく光電変換素子の受光面に集光させることが望まれている。特許文献１には、集光率を向上させるための構造が記載されている。具体的に特許文献１には、マイクロレンズに斜めに入射した光が隣接する光電変換素子等に入射することを抑制するため、マイクロレンズの下に導光部を配する構成が開示されている。
【特許文献１】特開平０６−２２４３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１においては導光部と導光部との境界部に入射した光に関する検討がなされていない。例えば、光電変換素子の受光面に対して鉛直に入射した光であっても導光部と導光部との間の境界部に入射した場合には光電変換素子に入射させることが困難である。今後、光電変換素子を含む画素の面積が小さくなるにつれて、画素面積に対する導光部と導光部との間の境界部が占める割合は増加してしまうため、境界部に入射する光を無視することはできない。
【０００４】
上記課題に鑑みて、本発明では、導光部と導光部の間に入射した光を効率よく集光できる、集光率が向上した光電変換装置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】
【０００５】
本発明の光電変換装置は、複数の光電変換素子を有する光電変換装置において、前記複数の光電変換素子の上部に配された絶縁膜と、前記複数の光電変換素子の上部に、前記複数の光電変換素子のそれぞれに対応して配された複数の導光部と、前記絶縁膜と前記導光部との間に設けられ、前記複数の導光部に接する複数のレンズと、前記複数の導光部のうち、隣接する導光部の間の境界部と、を有し、前記境界部の幅は可視光の波長範囲における最短波長の半分以下であり、前記導光部の高さは可視光の波長範囲における最長波長の２倍以上であることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の光電変換装置は可視光用であり、複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子の上部に配された絶縁膜と、前記複数の光電変換素子の上部に、前記複数の光電変換素子それぞれに対応して配された複数の導光部と、前記絶縁膜と前記導光部との間に設けられ、前記複数の導光部に接する複数のレンズと、前記複数の導光部のうち、隣接する導光部の間の境界部と、を有し、前記境界部の幅は０．２μｍ以下であり、前記導光部の高さは１．５μｍ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、集光率が向上した光電変換装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、複数の光電変換素子を有する光電変換装置における各光電変換素子に対応して設けられた導光部の構造、及び隣接する導光部との配置関係に特徴を有する。具体的には、隣接する導光部の間隔を可視光の波長範囲における最短波長の半分以下とし、導光部の高さを可視光の波長範囲における最長波長の２倍以上とした点に特徴を有している。このような構造によって、導光部と導光部の間に入射した光の集光率を向上させることが可能となる。
【０００９】
ここで、可視光とは、可視スペクトルとも呼び、目に見える電磁スペクトルの範囲である。波長では一般的に約４００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲である。ここで可視光波長の範囲は、オプトロニクス社  光技術用語辞典  第３版を参照した。後述するが、光電変換装置に配された青色及び赤色のカラーフィルタの透過する波長範囲、それぞれの色の波長領域と定義しても良い。この場合、最も短い波長に対応した色のカラーフィルタの分光透過率により、可視光領域における波長の最短波長を規定し、最も長い波長に対応した色のカラーフィルタの分光透過率により可視光領域における最長波長を規定できる。
【００１０】
ここで、本明細書で用いる用語に関して説明をする。画素とは光電変換素子を含む最小の単位である。画素は光電変換素子の他にトランジスタなどを含みうる。また、材料基板である半導体基板を「基板」と表現するが、以下のような材料基板が処理された場合も含む。例えば、１又は複数の半導体領域等が形成された状態の部材、又は、一連の製造工程を途中にある部材、又は、一連の製造工程を経た部材を基板と呼ぶこともできる。
【００１１】
以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の光電変換装置の断面図である。複数の光電変換素子の上部に各光電変換素子に対応して導光部が配されており、導光部同士の間隔と導光部の高さとが所定の値となっている。
【００１３】
図１において、１０１は基板であり、１０２は光電変換素子の電荷蓄積部を示す。１０３は光電変換素子の受光面である。基板１０１には複数の光電変換素子１０２が配されている。１０４は光電変換素子の上部に配された複数層からなる絶縁膜であり、１０５は絶縁膜の間に配された配線層である。そして、絶縁膜１０４の上部には、複数の導光部１０６が光電変換素子１０２に対応して配されている。導光部１０６を構成する物質は、例えば酸化シリコンであり、隣接する導光部同士の境界部１０７は空気が充填されている。そして、導光部１０６は隣接する導光部と所定の間隔を有して配されている。このような構成によって、隣接する導光部の間の、導光部が存在しない領域に入射した光が、導光部の中心方向へ向けて屈折するため、集光率を向上させることができる。
【００１４】
ここで、図１において導光部１０６の高さＨは可視光の波長範囲における最長波長の２倍以上（例えば１．５μｍ）であり、導光部同士の間隔Ｗは可視光の波長範囲における最短波長の半分以下（例えば２００ｎｍ）である。この導光部１０６の高さ、間隔及び集光可能な光の波長については後に詳述する。
【００１５】
図２は、第１の実施形態の光電変換装置における光の挙動をシミュレーションした結果である。具体的には、図２（Ａ）にて導光体の上面に対して鉛直な光が入射した場合、及び図２（Ｂ）にて導光体の上面に対して斜めの光が入射した場合の光の挙動を解析した結果を示している。
【００１６】
シミュレーションでは、平行光の波長を５００ｎｍ、導光部の高さＨを５．０μｍ、導光部同士の間隔Ｗを２５０ｎｍとした。図２において、黒で囲まれた長方形の画面２００がシミュレーションの結果を示している。画面２００内に白及び黒の縞状の模様は光の挙動を示しており、白及び黒が濃くなるにつれて、それぞれ光の波動としての振幅が大きくなること、振幅の２乗である光のエネルギーが高くなることを表している。そして、灰色の部分は振幅の中心を示し、光エネルギーが低いことを示している。
【００１７】
図２（Ａ）には導光体の上面に対して入射角０度で平行光を入射させた場合を、図２（Ｂ）には導光体の上面に対して入射角２０度で平行光を入射させた場合を示す。図中の白矢印は入射光の入射角の違いによる挙動を模式的に説明するためのものである。図２（Ａ）において、矢印２０３によって示した、導光部２０１の中央付近に入射した平行光成分は、光電変換素子に対して鉛直に導光部を伝播する。矢印２０４によって示した、導光部２０１及び導光部２０２との境界部に入射した平行光成分は、導光部と空気の屈折率差によって、矢印２０５のように導光部の内側に向かって伝播する。また、図２（Ｂ）においては、導光部２０６及び２０７に入射角２０度で入射した平行光２０８及び２０９は導光部２０６の側面にて全反射し、矢印２１０で示したような挙動で導光部２０６の内側に向かって伝播する。導光部２０６及び導光部２０７との境界部に入射した平行光成分２０９は、図２（Ａ）の場合と同様に、導光部と空気の屈折率差によって導光部の内側に向かって伝播する。
【００１８】
従来、レンズアレイ等が配された光電変換装置において、レンズアレイのレンズ境界に光が入射した場合、その光は直進するため、光電変換素子に取り込むことは困難であった。しかし、本実施形態においては、導光部と導光部との境界部に入射した光は導光部の中心方向へ屈折するため、従来の光電変換装置に比べて集光率を向上させることが可能となる。
【００１９】
この導光部の光の挙動について図３を用いて詳細に説明する。図３は、平行光が導光部と導光部の間に入射した場合の集光の原理を説明した図面である。図２と同様の機能を有する構成には同じ符号を付している。
【００２０】
図３は、平行光３０１が複数の導光部１０６に入射した直後の光を点光源にて示したものである。複数の導光部１０６ａ及び１０６ｂが隣接している。導光部１０６ａ及び１０６ｂ上の点光源を３０２及び３０４とし、導光部１０６の境界部（ギャップ部）１０７の点光源を３０３とする。ここで、境界部１０７の幅、すなわち導光部１０６ａと導光部１０６ｂとの間隔は入射する平行光３０１の波長の半分以下としている。簡単のため１つの導光部１０６ａに着目して説明する。
【００２１】
まず、境界部１０７に入射した光の一部３０８は直進する。しかし、角度をもつ光線３０７は導光部１０６ａに入射する。そして、光線３０７は導光部１０６ａに入射する際に屈折し、導光部１０６ａの中心に向かって伝播する。
【００２２】
一方、導光部１０６ａに入射した光線３０５及び光線３０６は、屈折率差が存在するために導光部１０６ａの側壁で全反射する光が多く、境界部１０７へ入射する光は少ない。つまり、境界部１０７へ入射する光が少ないため、境界部１０７を直進する光線３０８と強め合う光線は少ない。更に、境界部１０７を進む光線は導光部１０６ａあるいは導光部１０６ｂへ入射するので、最終的には境界部１０７を伝播する光線３０８のエネルギーは小さくなる。つまり、境界部１０７へ入射した光は導光部に集光される。
【００２３】
図４は、導光部の高さ及び間隔と集光率との関係を示すグラフである。図４のグラフは図２と同様のシミュレーションによって得られたグラフであり、入射光の波長を５００ｎｍ、導光部間隔を０．２５μｍ、０．５μｍ、０．７５μｍ及び１．０μｍとした場合の導光部の高さに対する集光率を示している。グラフの横軸は、基板に鉛直な方向において導光部の表面（図１、１０８）を原点とし、光が進む方向である基板方向を正とし、長さを波長で正規化した値である。即ち、導光部内での位置（導光部表面からの光学的な距離）を示す。縦軸は、導光部と導光部の間の境界部に残る光エネルギーを、導光部表面での値を１として正規化した値である。先に述べたように、導光部と導光部の間に残る光エネルギーが減少するということは、すなわち導光部内に光が集まることを示している。
【００２４】
図４において、同一の導光部間隔においては、その導光部内での位置が導光部表面から離れる程、光エネルギーが減少していることが分かる。また、図４において、光が導光部内を２波長分の距離を進行した時の導光部間隔１．０μｍと０．２５μｍの場合の光エネルギーを比較する。導光部間隔１．０μｍでは光エネルギーが７０％程度であり、導光部間隔０．２５μｍでは光エネルギーが１０％程度である。つまり、導光部間隔０．２５μｍでは、約７５％の光が導光部内に入射し、集光されていると言え、間隔が狭い方がより集光率が高いことが分かる。更に、導光部間隔１．０μｍにおいては、波長の１０倍の距離を光が進んだ場合においても光エネルギーが２０％存在するため、導光部間隔０．２５μｍの場合と同様の効果は得られていない。
【００２５】
これらの結果から、波長に対して導光部間隔を狭くし、且つ導光部の高さを高くすることで、集光率が高められることが分かる。従って、導光部間隔は可視光の波長範囲における最短波長の半分以下とし、導光部の高さを可視光の波長範囲における最長波長の２倍以上にすることが望ましい。このような構造にすることで、可視光の波長範囲に含まれる全ての光に対して十分な集光効果を得ることが可能となる。また、導光部の高さを抑制することができるため、製造プロセスが容易となり、また形状制御も容易となる。可視光の波長の範囲を上述したものとすると、最短波長は４００ｎｍ、最長波長は７５０ｎｍとなるため、導光部間隔は０．２μｍ以下、導光部高さは１．５μｍ以上であればよい。例えば、導光部間隔が０．２μｍ程度、導光部高さが１．５μｍ程度の導光部となる。ここで、このような可視光に対して集光率が向上した導光部を有する光電変換装置は、特に可視光用光電変換装置として用いることが可能である。この時の光電変換素子は可視光に対応した分光感度を有するとよい。
【００２６】
また、実際に光電変換装置に入射する光の波長範囲はある程度予想できるため、その光源の波長範囲を基に導光部間隔、高さの設計を行うことも可能である。例えば、光源をいくつか想定し、それらの光の波長範囲を網羅するように選択しても良い。
【００２７】
導光部の高さと間隔を規定する最長波長と最短波長について、上述したように可視光の波長範囲を用いてもよいが、次のように規定することも可能である。例えば、導光部の間隔と高さについて、光電変換素子の分光感度（入射光の波長に対する光電変換効率）から規定を行ってもよい。光電変換素子の分光感度の下限値を定めることで、波長の上限（赤外領域側）と下限（紫外領域側）を設定することができる。また、分光感度がピークを有する場合には、光の強度がピークの半分になるときの波長の範囲における上限と下限の波長を用いることも可能である。ここで、光の強度がピークの半分になるときの波長の範囲における上限と下限の波長とは、半値全幅を求めるときの下限と上限の波長である。光電変換素子の分光感度については、光電変換素子を形成する半導体の種類、及び形成方法等によって適宜定めることができる。このように設定された導光部によって、光電変換素子の感度ピークに対応した光を効率的に集光することが可能となる。
【００２８】
また、カラーフィルタを設けて、各画素において波長分離して光電変換を行う場合にはカラーフィルタの分光透過率（カラーフィルタを透過する光の、各波長に対する強度）から入射光の波長範囲を推測し、規定することができる。原色のカラーフィルタを有する光電変換装置の場合、可視光の波長範囲における最短波長を青に対応するカラーフィルタの分光透過率から、最長波長を赤に対応するカラーフィルタの分光透過率から選択すればよい。例えば、赤のカラーフィルタの分光透過率においてピークの半分の強度を示すときの波長の中で最長の波長と、青のカラーフィルタの分光透過率においてピークの半分の強度を示すときの波長の中で最短の波長とを選択することができる。また、ピーク強度を示す時の波長を選択してもよい。ここで、光電変換素子の分光感度とカラーフィルタの分光透過率とを組み合わせて設定しても良い。このように設定することによって、光電変換素子の感度ピークに対応した光を効率的に集光することが可能となる。
【００２９】
以上、本実施形態の光電変換装置によって、導光部が存在しない領域に入射した光が、導光部の中心方向へ向けて集光するため、集光率を向上させることができる。本実施形態において、導光部と導光部の間には空気が充填されているとしたが、導光部よりも屈折率の低い物質が配されていればよく、また導光部の材料も記載の物質に限定されない。
【００３０】
本実施形態においては、複数層の絶縁膜と配線層とからなる積層配線構造を有する構成について述べたが、ＣＣＤ型光電変換装置のような構成や透明電極上に導光部を配する構成にも適用可能である。
【００３１】
（第２の実施形態）
本実施形態の光電変換装置は、第１の実施形態の構成に加え、レンズアレイとカラーフィルタを有する。本実施形態の光電変換装置の断面図を図５に示し、上面図を図６に示す。図１と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３２】
図５において、５０１は導光部５０５と絶縁膜１０４との間に配されたレンズであり、５０３は導光部５０５に含まれるカラーフィルタである。アレイ状のレンズ５０１を導光部５０５と絶縁膜１０４との間に配することで、導光部５０５によって集光された光を、更に光電変換素子の受光面１０３に集光することが可能となる。また、導光部５０５がカラーフィルタ５０３を含むことで、光電変換装置の受光面１０３からの高さを高くすることなく、カラーフィルタ５０３を有することが可能となる。
【００３３】
ここで、カラーフィルタ５０３は導光部５０５の一部５０２及び５０４と同等の屈折率を有する材料からなることが望ましい。このような屈折率関係にすることで、カラーフィルタ５０３と導光部の一部５０２あるいは５０４との界面での光の反射を低減させることが可能となる。
【００３４】
更に、カラーフィルタ５０３の側面は、導光部５０５の一部５０２及び５０４の側面と一致させることが好ましい。カラーフィルタの側面が導光部内部に含まれている場合には、導光部５０５に入射した光でもカラーフィルタ５０３を通過しない光が生じてしまい、色選択性が低下してしまう場合がある。また、導光部５０５の側面よりもカラーフィルタの側面が境界部にはみ出している場合には、境界部５０６に入射した光が導光部に入射せず、集光率が低下してしまう可能性があるためである。ここで、カラーフィルタの側面が導光部内部に含まれてしまう場合、及び境界部にはみ出してしまう場合とは、平面的（図５と直交する方向）に見ると、カラーフィルタの面積が導光部の面積よりも小さい場合、及び大きい場合である。
【００３５】
次に、図６を用いて、レンズ５０１と導光部５０５との平面的な大小関係について説明する。図６には、光電変換素子の受光面１０３、光電変換素子を含む画素６０１、レンズ５０１及び導光部５０５の平面図が示されている。ここで、導光部５０５の上面あるいは底面に比べてレンズ５０１の底面が大きくなっている。このような構造によって、導光部５０５にて集光された光の損失なくレンズ５０１にて集光することが可能となる。ここで、レンズ５０１は、導光部５０５に比べて高い屈折率の材料からなり、凸レンズとなっている。しかし、レンズ５０１の屈折率が導光部５０５の屈折率に比べて低い場合には、凹レンズにしてもよく、材料及び形状は適宜、設計可能である。
【００３６】
次に、本実施形態の光電変換装置の製造方法の一例を図７に示す。以下、詳細な工程を説明するが、一般半導体プロセスによって製造できる部分については、説明を省略する。図７（Ａ）の基板１０１は、光電変換素子１０２を含む半導体素子を有している。更に、基板１０１上に複数層の絶縁膜１０４とそれらの間に配される配線層１０５を有している。この絶縁膜と配線層の積層数については適宜設定される。次に、絶縁膜１０４上にレンズ５０１を形成する。レンズ５０１は、例えば窒化シリコンからなる。
【００３７】
そして、平坦化層７０１を形成し、平坦化層７０１の上部に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ７０２を形成する。ここで、平坦化層７０１及びカラーフィルタ７０２は、例えば樹脂で形成される（図７（Ｂ））。更に、図７（Ｃ）に示されるように、導光部を形成するための透明膜７０３をカラーフィルタ上に形成する。透明膜７０３は例えば酸化シリコンを用いることができる。酸化シリコンは、既に形成されている半導体素子、レンズやカラーフィルタが劣化しないように低温で形成可能なスピンオンガラス法等で形成することが望ましい。
【００３８】
その後、図７（Ｄ）及び図７（Ｅ）では、透明膜７０３上にエッチングマスク７０４が形成される。エッチングマスクには、フォトレジストを用いる。このエッチングマスク７０４を用いて透明膜７０３に対してエッチングを行い、導光部の一部５０４を形成する。透明膜が酸化シリコンの場合には、ＣＦ系のガスを用いて異方性のエッチングを行う。そして、導光部を完成させるために、カラーフィルタ７０２及び平坦化層７０１をエッチングする。エッチング方法としては、酸素を含むガスを用いて異方性のエッチングを行い、カラーフィルタ及び平坦化層の一部を除去する。同時に、透明膜７０３上に配されたエッチングマスク７０４もエッチングされて除去される。ここで、シリコン窒化膜からなるレンズ５０１はエッチングストップ膜としても機能させることができる。このようにして、本実施形態の光電変換装置が形成される（図７（Ｆ））。
【００３９】
本実施形態においては原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のカラーフィルタを用いている。したがって、実施形態１でも述べたように、各色のカラーフィルタの特性により導光部の間隔、高さを設計することができる。例えば、Ｂのカラーフィルタを透過する光がピークの半分の強度となる波長範囲の最短波長を可視光の波長範囲の最短波長とする。そして、Ｒのカラーフィルタを透過する光がピークの半分の強度となる波長範囲の最長波長を可視光の波長範囲に含まれる最長波長とする。これらに基づいて、導光部の間隔、高さを規定する。
【００４０】
本実施形態では、カラーフィルタの下に平坦化層が配されているが、必須ではない。平坦化層がない場合には導光部中の異なる媒質の界面を削減することが可能となり、界面反射を低減させることができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
本実施形態は、導光部の上部に光学部材であるローパスフィルタを配したことが特徴である。本実施形態の光電変換装置の断面図を図８に示す。第１の実施形態と同様の構成には同じ符号を付与し、説明を省略する。
【００４２】
図８において、絶縁膜１０４上にレンズ８０１が形成されており、レンズ８０１上に導光部８０２が配されている。導光部８０２の詳細な構成については第１の実施形態と同様であるので省略する。更に、導光部８０２上にローパスフィルタ８０３が配されている。
【００４３】
従来、集光率も考慮しつつ、ローパスフィルタを光電変換装置に配する場合には、例えば、光電変換装置とローパスフィルタとの間にファイバーオプティックプレート（ＦＯＰ）を配置する必要があった。また、例えば光電変換装置の上部にマイクロレンズを配し、マイクロレンズとローパスフィルタとの間に平坦化層を配置する必要があった。しかし、本実施形態においては、導光部８０２の上面が平坦であるため、ＦＯＰや平坦化層を介せずローパスフィルタ８０３を光電変換素子上に配することが可能となる。ＦＯＰや平坦化層などを設けることによって形成される界面を削減できるため、界面で生じる光の反射を削減することができる。
【００４４】
本実施形態では、光学部材としてローパスフィルタを用いたが、その他の光学部材として波長変換素子、平凸レンズ、平凹レンズ、カラーフィルタ等が挙げられる。それらを適宜組み合わせて積層してもよい。このような構成によって、実装が容易となる。また、光学部材を光電変換素子に近接して配することが可能となるため、集光率を向上させることが可能となる。更には、収差を低減することも可能となる。
【００４５】
（デジタルカメラへの応用）
図９は、本発明の第１乃至第３の実施形態にて説明した光電変換装置を撮像システムの一例であるデジタルカメラへ適用した場合のブロック図である。
【００４６】
光電変換装置９０４へ光を取り込む光学系として、シャッター９０１、撮像レンズ９０２、絞り９０３が設けられている。シャッター９０１は光電変換装置９０４への露出を制御し、入射した光は、撮像レンズ９０２によって光電変換装置９０４に結像される。このとき、絞り９０３によって光量が制御される。
【００４７】
取り込まれた光に応じて光電変換装置９０４から出力された撮像信号は、撮像信号処理回路９０５にて処理され、Ａ／Ｄ変換器９０６によってアナログ信号からデジタル信号へ変換される。出力されたデジタル信号は、更に信号処理部９０７にて演算処理され撮像画像データが生成される。撮像画像データは、ユーザーの動作モードの設定に応じ、デジタルカメラに搭載されたメモリ９１０への蓄積や、外部Ｉ／Ｆ部９１３を通してコンピュータやプリンタなどの外部の機器への送信ができる。また、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９１１を通して、デジタルカメラに着脱可能な記録媒体９１２に撮像画像データを記録することも可能である。
【００４８】
光電変換装置９０４、撮像信号処理回路９０５、Ａ／Ｄ変換器９０６、信号処理部９０７はタイミング発生部９０８により制御されるほか、システム全体は制御及び演算部９０９にて制御される。また、光電変換装置９０４とＡ／Ｄ変換器９０６とが同一の基板（図１、１１４）上に形成されてもよく、また同一工程によって形成されてもよい。更に、光電変換装置９０４とこれらのシステム全体とが同一の基板上に形成されてもよく、また同一工程によって形成することも可能である。
【００４９】
このような撮像システムに、本発明の光電変換装置を用いることによって、ローパスフィルタ等を配置するための実装部品を削減することが可能となるため、より小型な撮像システムを製造することが可能となる。
【００５０】
以上述べてきたように、本発明によって、集光率が向上した光電変換装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の実施形態の光電変換装置の断面図
【図２】第１の実施形態の光電変換装置における光の挙動を説明する図
【図３】第１の実施形態の光電変換装置における光の挙動を説明する
【図４】導光部の高さ及び間隔と集光率との関係を示すグラフ
【図５】第２の実施形態の光電変換装置の断面図
【図６】第２の実施形態の光電変換装置の上面図
【図７】第２の実施形態の光電変換装置の製造工程を説明する図
【図８】第３の実施形態の光電変換装置の断面図
【図９】撮像システムを説明するブロック図
【符号の説明】
【００５２】
１０１  基板
１０２  光電変換素子
１０３  受光面
１０４  絶縁膜
１０５  配線層
１０６  導光部
１０７  境界部
１０８  導光部の上面
【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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