光接收元件和光接收装置的制作方法

1.本公开涉及光接收元件和包括多个光接收元件的光接收装置。


背景技术：

2.例如，如jp 2018-098343a中所公开的，包括光入射侧的线栅偏振元件，等离子滤波器和光电转换部的成像元件是众所周知的。具体地，专利公开的第【0201】段公开了线栅型偏振器301可内置到成像元件12d中，并且因此可被配置为层压在层间膜102的上层上，该层间膜102层压在等离子滤波器121上，如专利公开的图29中所示。
3.[引用列表]
[0004]
[专利文献]
[0005]
[专利文献1]
[0006]
jp 2018-098343a


技术实现要素：

[0007]
[技术问题]
[0008]
但是，没有公开一个成像元件能够接收多个波长的光的结构，或者能够接收宽波段的光的结构。
[0009]
因此，本公开的目的是提供一种光接收元件，该光接收元件具有能够接收具有多个波长的光的配置或结构并且具有接收多个波长的光的配置或结构，以及提供一种包括多个光接收元件的光接收装置。
[0010]
[问题的解决方案]
[0011]
用于实现上述目的的本公开的光接收元件包括：
[0012]
从光入射侧开始的线栅偏振元件，波长选择装置和光电转换部，
[0013]
其中，波长选择装置包括多个波长选择构件，以及
[0014]
由等离子滤波器构成的波长选择构件透射不同波长的光。
[0015]
用于实现上述目的的本公开的光接收装置包括：
[0016]
多个光接收元件单元，每个光接收元件单元由多个光接收元件构成，
[0017]
其中，构成每个光接收元件单元的光接收元件中的每一个从光入射侧开始包括线栅偏振元件，波长选择装置和光电转换部，
[0018]
波长选择装置包括多个波长选择构件，以及
[0019]
由等离子滤波器构成的波长选择构件透射不同波长的光。
附图说明
[0020]
图1是沿图2和图3中的箭头a-a截取的示例1中的光接收装置的示意性局部截面图。
[0021]
图2是包含在构成示例1中的光接收装置中的光接收元件单元的四个光接收元件
中的线栅偏振元件的示意性平面图。
[0022]
图3是包含在构成示例1中的光接收装置中的光接收元件单元的光接收元件中的波长选择装置的示意性平面图。
[0023]
图4a是示出构成示例1中的光接收装置中的光接收元件单元的四个光接收元件中所包括的线栅偏振元件的排列的概念平面图，以及图4b是示出波长选择装置的排列的概念平面图。
[0024]
图5是示出构成示例1中的光接收装置中的光接收元件单元的四个光接收元件中所包括的光电转换部的排列的概念平面图。
[0025]
图6是构成本公开的光接收元件的线栅偏振元件的示意性透视图。
[0026]
图7是根据线栅偏振元件的变形例的示意性透视图。
[0027]
图8a和图8b是线栅偏振元件的示意性局部截面图。
[0028]
图9a和图9b是线栅偏振元件的示意性局部截面图。
[0029]
图10是沿着图2和图3中的箭头a-a截取的示例1中的光接收装置的变形例的示意性局部截面图。
[0030]
图11是示例1的光接收装置(固态成像装置)中的光电转换部的等效电路图。
[0031]
图12是在由等离子共振体构成的等离子滤波器中获得等离子异常透射现象(表面等离子共振体)中的激发波长与第二方向上相邻孔的孔间距p
hl
之间的关系的图，所述等离子共振体由其中在第二方向上设置了孔组的基板构成。
[0032]
图13a是示出包含在构成示例2中的光接收装置中的光接收元件组的四个光接收元件中的线栅偏振元件的排列的概念平面图，以及图13b是示出波长选择装置的排列的概念平面图。
[0033]
图14是示出包括在构成示例2中的光接收装置中的光接收元件组的四个光接收元件中的光电转换部的排列的概念平面图。
[0034]
图15是构成示例3的光接收装置中的光接收元件单元的光接收元件中包含的波长选择装置的示意性平面图。
[0035]
图16是构成示例4的光接收装置中的光接收元件单元的光接收元件中所包含的波长选择装置的示意性平面图。
[0036]
图17a，图17b，图17c和图17d是用于示出制造构成本公开的光接收装置的线栅偏振元件的方法的基底绝缘层等的示意性局部截面图。
[0037]
图18是在本公开的光接收装置应用于固态成像装置的情况下的固态成像装置的概念图。
[0038]
图19是作为应用本公开的光接收装置的固态成像装置的电子设备(相机)的概念图。
[0039]
图20是示出了车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。
[0040]
图21是示出车外信息检测单元及成像单元的安装位置的示例图。
[0041]
图22是示出内窥镜手术系统的示意性配置的示例图。
[0042]
图23是示出摄像机头和ccu的功能配置的示例的框图。
[0043]
图24是示出穿过线栅偏振元件等的光的概念图。
具体实施方式
[0044]
在下文中，将参考附图基于示例描述本公开。然而，本公开不限于这些示例，并且示例中的各种数值和材料是示例。将按照以下顺序给出描述。
[0045]
1.本公开的光接收元件和本公开的光接收装置的总体描述
[0046]
2.示例1(本公开的光接收元件和光接收装置)
[0047]
3.示例2(示例1的变形例)
[0048]
4.示例3(示例1和示例2的变形例)
[0049]
5.示例4(示例1和示例2的另一变形例)
[0050]
6.示例5(示例1至示例4的光接收装置的应用示例)
[0051]
7.其他
[0052]
《本公开的光接收元件和本公开的光接收装置的总体描述》
[0053]
可以采用线栅偏振元件被配置为使得带状层压结构(稍后描述)延伸的方向与用于消光的偏振方向一致，以及带状层压结构重复的方向与透射的偏振方向一致的模式。即，光反射层具有作为偏振器的功能，衰减入射在线栅偏振元件上的光之中的在平行于层压结构的延伸方向的方向上具有电场分量的偏振波(te波/s波和tm波/p波中的任一个)，以及传输在与所述层压结构的延伸方向(所述带状层压结构的重复方向)正交的方向上具有电场分量的偏振波(te波/s波和tm波/p波中的另一个)。即，层压结构的延伸方向是线栅偏振元件的光吸收轴，而正交于层压结构的延伸方向的方向是线栅偏振元件的光透射轴。为了方便起见，带状层压结构(即，构成线和空间结构的布线部)的延伸方向(线栅偏振元件的光吸收轴)可以被称为“第一方向”，以及为了方便起见，带状层压结构(布线部)的重复方向(与带状层压结构的延伸方向正交的方向，和线栅偏振元件的光透射轴)可以被称为“第二方向”。
[0054]
由稍后描述的角度α与第二方向形成的角度可基本上被设置为任何角度，并且可被设置为0度或90度。然而，本公开不限于此。
[0055]
如图24的概念图所示，在线栅偏振元件的形成间距p
wg
显著小于入射电磁波的波长λ0的情况下，在平行于线栅偏振元件的延伸方向(第一方向)的平面中振动的电磁波被线栅偏振元件选择性地反射和吸收。这里，将布线部之间的距离(第二方向上间隔部分的距离或长度)设定为线栅偏振元件的形成间距p
wg
。然后，如图24所示，到达线栅偏振元件的电磁波(光)包括垂直偏振分量和水平偏振分量，但是在通过线栅偏振元件的电磁波中，垂直偏振分量是主要的线性偏振光。这里，考虑到可见光波段，在线栅偏振元件的形成间距p
wg
显著小于入射在线栅偏振元件上的电磁波的有效波长λ
eff
的情况下，偏置到平行于第一方向的平面的偏振分量被线栅偏振元件的表面反射或吸收。另一方面，当具有偏向平行于第二方向的平面的偏振分量的电磁波入射到线栅偏振元件上时，已经传播通过线栅偏振元件的表面的电场以与来自线栅偏振元件的后表面的入射波长相同的波长和偏振方向透射(发射)。这里，当基于设置在空间部中的材料获得的平均折射率被设置为n
ave
时，有效波长λ
eff
由(λ0/n
ave
)表示。平均折射率n
ave
是通过将折射率和提供在空间部中的材料块的乘积相加并且将该值除以空间部的体积而获得的值。在波长λ0的值被设置为固定的情况下，有效波长λ
eff
的值随着n
ave
的值减小而增大，并且因此能够增大形成间距p
wg
的值。此外，n
ave
值的增大导致线栅偏振元件的透射率降低和消光比降低。
[0056]
在本公开的光接收元件或构成本公开的光接收装置的光接收元件(在下文中，这些光接收元件可被统一简称为“本公开的光接收元件等”)中，可以采用以下模式：
[0057]
每个波长选择构件由周期性结构构成，以及
[0058]
周期性结构由基板和设置在基板中的多个孔构成。在这种模式中，可以采用由线栅偏振元件执行的透射的偏振方向(第二方向)和多个孔的排列方向彼此平行的模式。即，可采用多个孔的排列方向和第二方向彼此平行的模式。在这种模式中，可以采用如下模式：孔组由排列在第二方向上且构成每个波长选择构件的多个孔构成，并且多个孔组排列在第一方向上。此外，可以采用构成每个波长选择构件的孔组在第一方向上交替排列的模式。
[0059]
可替代地，在本公开的光接收元件等中，可以采用以下模式：
[0060]
每个波长选择构件由周期性结构构成，以及周期性结构由基底层，设置在基底层上的点以及设置在基底层上并填充在点之间的介电材料构成。在这种模式中，可以采用由线栅偏振元件执行的透射的偏振方向(第二方向)和多个点的排列方向彼此平行的模式。即，可以采用多个点的排列方向平行于第二方向的模式。在这种模式中，可以采用点组由排列在第二方向上并构成每个波长选择构件的多个点构成，并且多个点组排列在第一方向上的模式。此外，可以采用构成每个波长选择构件的点组在第一方向上交替排列的模式。
[0061]
可替代地，在本公开的光接收元件等中，可以采用以下配置：
[0062]
每个波长选择构件由周期性结构构成，以及周期性结构由基底层和设置在该基底层上的多个带状(格子状)导电材料层构成。在这种模式中，可以采用由线栅偏振元件执行的透射的偏振方向(第二方向)和带状导电材料层的重复方向彼此平行的模式。换言之，可以采用带状导电材料层的延伸方向是第一方向的模式，以及可以采用带状导电材料层的重复方向是第二方向的模式。在这种模式中，可以采用导电材料层组由排列在第二方向上并构成每个波长选择构件的多个带状导电材料层构成的模式，可以采用多个导电材料层组排列在第一方向上的模式，以及可以采用构成每个波长选择构件的导电材料层组交替地排列在第一方向上的模式。
[0063]
可以采用本公开的光接收装置由二维排列的多个光接收元件组构成的模式，
[0064]
光接收元件组由以2
×
2阵列排列的四个光接收元件单元组成，
[0065]
第一光接收元件单元，包括透射第一波长范围内的光的第一波长选择装置，
[0066]
第二光接收元件单元，包括透射第二波长范围内的光的第二波长选择装置，
[0067]
第三光接收元件单元，包括透射第三波长范围内的光的第三波长选择装置，以及
[0068]
第四光接收元件单元包括透射第四波长范围内的光的第四波长选择装置。
[0069]
具体地，一个光接收元件组由例如以拜耳阵列排列的四个光接收元件单元组成，并且待接收的光的示例可包括作为第一波长范围内的光的红光，作为第二波长范围内的光和第三波长范围内的光的绿光以及作为第四波长范围内的光的蓝光。可替代地，其示例可包括作为第一波长范围内的光的红光，作为第二波长范围内的光的绿光，作为第三波长范围内的光的蓝光，以及作为第四波长范围内的光的红外光。
[0070]
可以采用第一光接收元件单元，第二光接收元件单元，第三光接收元件单元和第四光接收元件单元分别由第一光接收元件，第二光接收元件，第三光接收元件和第四光接收元件构成的模式。即，可以采用每个光接收元件单元由排列为2
×
2阵列的四个光接收元件构成的模式，
[0071]
由构成该第一光接收元件单元的第一光接收元件，该第二光接收元件单元的第一光接收元件，该第三光接收元件单元的第一光接收元件，以及该第四光接收元件单元的第一光接收元件的线栅偏振元件执行的透射的偏振方向为α度，
[0072]
由构成该第一光接收元件单元的第二光接收元件，该第二光接收元件单元的第二光接收元件，该第三光接收元件单元的第二光接收元件以及该第四光接收元件单元的第二光接收元件的线栅偏振元件执行的透射的偏振方向为(α 45)度，
[0073]
由构成该第一光接收元件单元的第三光接收元件，该第二光接收元件单元的第三光接收元件，该第三光接收元件单元的第三光接收元件和该第四光接收元件单元的第三光接收元件的线栅偏振元件执行的透射的偏振方向为(α 90)度，以及
[0074]
由构成该第一光接收元件单元的第四光接收元件，该第二光接收元件单元的第四光接收元件，该第三光接收元件单元的第四光接收元件和该第四光接收元件单元的第四光接收元件的线栅偏振元件执行的透射的偏振方向为(α 135)度。
[0075]
在包括上述各种优选模式的本公开的光接收装置中，多个光接收元件被排列为二维矩阵。然而，为了方便起见，光接收元件的一个排列方向称为“x0方向”，并且另一个排列方向称为“y0方向”。优选x0方向与y0方向正交。x0方向是所谓的行方向或所谓的列方向，并且y0方向是列方向或行方向。
[0076]
在包括上述优选配置的本公开的光接收元件等中，可以采用线栅偏振元件被配置为使得各自包括至少带状光反射层和光吸收层(光吸收层位于光入射侧上)的多个层压结构被分开地平行排列的模式(即，包括线和空间结构的配置)。可替代地，可以采用一种模式，其中线栅偏振元件被配置为使得分别包括带状光反射层，绝缘膜和光吸收层(光吸收层位于光入射侧上)的多个层压结构被分开地平行排列。此外，在这种情况下，还可以采用层压结构中的光反射层和光吸收层通过绝缘膜彼此分开的配置(即，其中绝缘膜形成在光反射层的整个顶部表面上，并且光吸收层形成在绝缘膜的整个顶部表面上的配置)，并且还可以采用其中绝缘膜的一部分被刻痕，并且光反射层和光吸收层在绝缘膜的刻痕部分中彼此接触的配置。在这些情况下，可以采用光反射层由第一导电材料形成，并且光吸收层由第二导电材料形成的模式。利用这种配置，光吸收层和光反射层的整个区域可以电连接到光接收装置中具有适当电势的区域。结果，可以可靠地避免线栅偏振元件或光电转换部由于线栅偏振元件的充电和在形成线栅偏振元件时发生一种放电而损坏的问题的发生。可替代地，可以采用一种配置，其中线栅偏振元件被配置为使绝缘膜被省略，并且从光入射侧层压光吸收层和光反射层。
[0077]
这些线栅偏振元件可以基于例如以下步骤来制造，这些步骤包括：
[0078]
(a)形成例如光电转换部然后在光电转换部上设置光反射层形成层的步骤，该光反射层形成层由第一导电材料形成并电连接至基板或光电转换部，
[0079]
(b)在光反射层形成层上设置绝缘膜形成层并在该绝缘膜形成层上设置光吸收层形成层的步骤，该光吸收层形成层由第二导电材料形成并且其至少一部分与该光反射层形成层接触，以及
[0080]
(c)图案化光吸收层形成层，绝缘膜形成层和光反射层形成层以获得线栅偏振元件被配置为使得带状光反射层，绝缘膜和光吸收层的多个布线部分开平行排列的步骤。
[0081]
此外，可以采用在步骤(b)中，在光反射层形成层通过基板或光电转换部被设置为
处于预定电势的状态下设置由第二导电材料形成的光吸收层形成层的模式，以及
[0082]
在步骤(c)中，光吸收层形成层，绝缘膜形成层，以及光反射层形成层通过基板或光电转换部在光反射层形成层被设置为处于预定电势的状态下被图案化。
[0083]
此外，可以采用在光反射层下方形成基底膜的构造，因此可以改善光反射层形成层和光反射层的粗糙度。用于形成基底膜(阻挡金属层)的材料的示例可以包括ti，tin和ti/tin的层压结构。
[0084]
光从构成线栅偏振元件的光吸收层入射。线栅偏振元件通过使用光的透射，反射和干涉以及基于光学各向异性的偏振的选择性光吸收的四个动作来衰减具有平行于第一方向的电场分量的偏振波(te波/s波和tm波/p波中的任何一个)，并且透射具有平行于第二方向的电场分量的偏振波(te波/s波和tm波/p波中的另一个)。即，由于光吸收层的光学各向异性，一个偏振波(例如，te波)通过偏振波的选择性光吸收被衰减。带状光反射层用作偏振器，以及已经穿过光吸收层和绝缘膜的一个偏振波(例如，te波)由光反射层反射。在这种情况下，当绝缘膜被配置为使得已经穿过光吸收层并由光反射层反射的一个偏振波(例如，te波)的相位偏离半个波长时，由光反射层反射的一个偏振波(例如，te波)被抵消以及通过与由光吸收层反射的一个偏振波(例如，te波)的干扰而被衰减。如上所述，可以选择性地衰减一个偏振波(例如，te波)。然而，如上所述，即使绝缘膜的厚度没有被优化，也可以实现对比度的提高。因此，实践中，绝缘膜的厚度可以基于期望的偏振特性和实际制造工艺之间的平衡来确定。
[0085]
在以下描述中，为了方便起见，构成设置在光电转换部上方的线栅偏振元件的层压结构可被称为“第一层压结构”，以及为了方便起见，围绕第一层压结构的层压结构可被称为“第二层压结构”。第二层压结构连接构成特定光接收元件的线栅偏振元件(第一层压结构)和构成与特定光接收元件相邻的光接收元件的线栅偏振元件(第一层压结构)。第二层压结构可以具有与构成线栅偏振元件的层压结构的构造相同的层压结构(即，至少由光反射层和光吸收层构成的第二层压结构，例如，由光反射层，绝缘膜，和光吸收层，以及未设置具有线和空间结构的所谓的固体膜结构构成的第二层压结构)。只要第二层压结构不用作线栅偏振元件，第二层压结构可以提供具有与线栅偏振元件一样的线和空间结构。即，第二层压结构可以具有线网格的形成间距p
wg
充分大于入射电磁波的有效波长的结构。以下描述的框架部分也可以由第二层压结构构成。在一些情况下，框架部分可以由第一层压结构构成。优选地，框架部分连接到线栅偏振元件的布线部。框架部分还可用作遮光部分。
[0086]
反光层(反光层形成层)也可由金属材料，合金材料或半导体材料形成，以及光吸收层可由金属材料，合金材料或半导体材料形成。
[0087]
具体地，用于形成光反射层(光反射层形成层)的无机材料的示例可包括诸如铝(al)、银(ag)、金(au)、铜(cu)、铂(pt)、钼(mo)、铬(cr)、钛(ti)、镍(ni)、钨(w)、铁(fe)、硅(si)、锗(ge)、以及碲(te)的金属材料、包含这些金属的合金材料、以及半导体材料。
[0088]
用于形成光吸收层(或光吸收层形成层)的材料的示例可以包括金属材料、合金材料、以及消光系数k不为零(即，具有光吸收作用)的半导体材料。具体地，其示例包括金属材料(诸如铝(al)、银(ag)、金(au)、铜(cu)、钼(mo)、铬(cr)、钛(ti)、镍(ni)、钨(w)、铁(fe)、硅(si)、锗(ge)、碲(te)和锡(sn))、包含这些金属的合金材料以及半导体材料。此外，其示例还包括诸如fesi2(具体地，β-fesi2)、mgsi2、nisi2、basi2、crsi2和cosi2的硅化物材料。具
体地，通过使用铝或其合金、或包含β-fesi2、锗、或碲的半导体材料作为用于形成光吸收层(光吸收层形成层)的材料，在可见光区域中可以获得高对比度(高消光比)。此外，为了对可见光区域以外的波段(例如，红外区域)提供偏振特性，优选使用银(ag)、铜(cu)、金(au)等作为用于形成光吸收层(光吸收层形成层)的材料。这是因为这些金属的谐振波长在红外区域附近。
[0089]
光反射层形成层和光吸收层形成层可以基于已知的方法形成，诸如各种化学气相沉积法(cvd法)、涂覆法、包括溅射法和真空气相沉积法的各种物理气相沉积法(pvd法)、溶胶-凝胶法、镀敷法、mocvd法和mbe法。此外，用于光反射层形成层和光吸收层形成层的图案化方法的示例可以包括光刻技术和蚀刻技术(例如，使用四氟化碳气体、六氟化硫气体、三氟甲烷气体、二氟化氙气等的各向异性干法蚀刻技术或物理蚀刻技术)、所谓的剥离技术、以及使用侧壁作为掩模的所谓的自对准双重图案化技术的组合。光刻技术的示例可包括光刻技术(使用高压汞灯、krf准分子激光器、arf准分子激光器、euv等的g射线和i射线作为光源的光刻技术，以及浸渍光刻技术、电子束光刻技术以及其x射线光刻)。可替代地，还可以基于使用诸如飞秒激光器的超短脉冲激光的微制造技术和纳米压印法形成光反射层和光吸收层。
[0090]
用于形成绝缘膜(或绝缘膜形成层)、层间绝缘层和基底绝缘层的材料的示例可包括对入射光透明并且不具有光吸收特性的绝缘材料。具体地，其示例可包括基于siox的材料(用于形成硅基氧化物膜的材料)，诸如氧化硅(sio2)、非掺杂硅酸盐玻璃(nsg)、硼磷硅酸盐玻璃(bpsg)，psg、bsg、pbsg、assg、sbsg或旋涂玻璃(sog)、sin、氮氧化硅(sion)、sioc、siof、sicn、低介电常数绝缘材料(例如，碳氟化合物、环全氟碳聚合物、苯并环丁烯、环氟树脂、聚四氟乙烯、无定形四氟乙烯、聚芳基醚、氟芳基醚、氟聚酰亚胺、有机sog、聚对二甲苯、氟富勒烯和无定形碳)，聚酰亚胺类树脂、氟树脂、silk陶氏化学公司(the dow chemical co.)的商标，涂层型低介电常数层间绝缘膜材料、和flare霍尼韦尔电子材料公司(honeywell electronic materials co.)的商标，聚烯丙基醚(pae)类材料，这些材料可以单独使用，也可以适当组合使用。可替换地，其示例可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)；聚乙烯苯酚(pvp)；聚乙烯醇(pva)；聚酰亚胺；聚碳酸酯(pc)；聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)；聚苯乙烯；硅烷醇衍生物(硅烷偶联剂)，如n-2(氨乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷(aeaptms)、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(mptms)、十八烷基三甲氧基硅烷(ots)；还可以使用酚醛清漆酚醛树脂；氟树脂；有机绝缘材料(有机聚合物)，示例为具有能够在一端偶联至控制电极的官能团的直链烃，如十八烷醇、十二烷基异氰酸酯等，以及它们的组合。绝缘膜形成层可以基于已知的方法形成，例如各种cvd方法、涂覆方法、包括溅射法和真空气相沉积法的各种pvd方法、例如丝网印刷法的各种印刷方法和溶胶-凝胶法。绝缘膜用作光吸收层的基底层，并且被形成以用于调节由光吸收层反射的偏振光和已经穿过光吸收层并由光反射层反射的偏振光的相位，通过干涉效应改善消光比和透射率，并且降低反射率。因此，优选绝缘膜具有这样的厚度，即其相位在一次往返行程中偏离半个波长。然而，光吸收层具有光吸收效果，并且因此反射光被吸收。因此，即使当绝缘膜的厚度没有被优化时，也可以实现消光比的提高。因此，实践中，绝缘膜的厚度可以基于期望的偏振特性和实际制造工艺之间的平衡来确定，并且厚度可以是例如1
×
10-9
m至1
×
10-7
m，并且更优选地，1
×
10-8
m至8
×
10-8
m。另外，绝缘膜的折射率大于1.0且不受限制，但优选为2.5以下。
[0091]
线栅偏振元件的空间部也可以是空隙的形式(即，空间部至少填充有空气)。以这种方式，线栅偏振元件的空间部被配置为空隙，因此可以减小平均折射率n
ave
的值。因此，可以实现线栅偏振元件的透射率的提高和消光比的提高。此外，可以增加形成间距p
wg
的值，并且因此可以实现线栅偏振元件的制造成品率的改进。
[0092]
还可以采用保护膜形成在线栅偏振元件上的模式，并且因此可以提供具有高可靠性的光接收元件和光接收装置。此外，可以通过提供保护膜改善可靠性，例如改善线栅偏振元件的耐湿性。保护膜的厚度可以设定为在不影响偏振特性的范围内的厚度。入射光的反射率也根据保护膜的光学厚度(折射率
×
保护膜的膜厚度)而改变，因此，可以考虑到反射率的改变来确定保护膜的厚度材料。厚度可被设置为例如15nm或更小，或者可被设置为例如层压结构之间的距离的1/4或更小。作为用于形成保护膜的材料，优选使用折射率为2以下的材料以及消光系数接近于零的材料。材料的示例可包括诸如sio2、sion、sin、sic、sioc以及含有teos-sio2的sicn的绝缘材料以及诸如氧化铝(alo
x
)、氧化铪(hfo
x
)、氧化锆(zro
x
)以及五氧化钽(tao
x
)的金属氧化物。或者，其示例可包括全氟癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷。可以通过诸如各种cvd方法、涂覆方法、包括溅射方法和真空沉积方法的各种pvd方法、以及溶胶-凝胶方法的已知工艺来形成保护膜，但是更优选采用所谓的单原子层沉积方法(ald方法、原子层掺杂沉积方法)和hdp-cvd方法(高密度等离子化学气相沉积方法)。通过采用ald方法或hdp-cvd方法，可以在线栅偏振元件上共形地形成薄保护膜。保护膜可以形成在线栅偏振元件的整个表面上，但是可以被配置为仅形成在线栅偏振元件的侧表面上，而不形成在位于线栅偏振元件之间的基底绝缘层上。以这种方式，通过形成保护膜以覆盖侧表面，该侧表面是用于形成线栅偏振元件的金属材料等的暴露部分，可以阻挡空气中的湿气和有机物质，并且可以可靠地抑制诸如用于形成线栅偏振元件的金属材料的腐蚀和异常沉淀的问题的发生。可以实现光接收元件的长期可靠性的改进并且以片上方式提供配备有具有较高可靠性的线栅偏振元件的光接收元件。
[0093]
在线栅偏振元件上形成保护膜的情况下，其还采用在线栅偏振元件和保护膜之间形成第二保护膜的模式；并且当用于形成保护膜的材料的折射率被设置为n1’
，并且用于形成第二保护膜的材料的折射率被设置为n2’
时，满足n1’
》n2’
的关系。通过满足n1’
》n2’
的关系，可以可靠地减小平均折射率n
ave
的值。在此，优选上述保护膜由sin形成，上述第二保护膜由sio2或sion形成。
[0094]
此外，可以采用在至少面向线栅偏振元件的间隔部分的布线部的侧表面上形成第三保护膜的模式。即，在空间部中填充空气，在空间部中设置第三保护膜。这里，作为用于形成第三保护膜的材料，优选使用折射率等于或小于2且消光系数接近于零的材料。材料的示例可包括诸如sio2、sion、sin、sic、sioc以及含有teos-sio2的sicn的绝缘材料以及诸如氧化铝(alo
x
)、氧化铪(hfo
x
)、氧化锆(zro
x
)以及五氧化钽(tao
x
)的金属氧化物。或者，其示例可包括全氟癸基三氯硅烷和十八烷基三氯硅烷。可以通过诸如各种cvd方法、涂覆方法、包括溅射方法和真空沉积方法的各种pvd方法、以及溶胶-凝胶方法的已知工艺来形成第三保护膜，但是更优选采用所谓的单原子层沉积方法(ald方法、原子层掺杂沉积方法)和hdp-cvd方法(高密度等离子化学气相沉积方法)。可以通过采用ald方法在线栅偏振元件上共形地形成薄的第三保护膜。但是，从布线部的侧面形成较薄的第三保护膜的观点出发，更优选采用hdp-cvd法。或者，当空间部填充有用于形成第三保护膜的材料并且第三保护膜设置有
间隙、孔、空隙等时，可以降低整个第三保护膜的折射率。
[0095]
当用于形成线栅偏振元件的金属材料或合金材料(在下文中，可以称为“金属材料等”)与外部空气接触时，存在金属材料等的耐腐蚀性可能由于来自外部空气的湿气或有机物质的粘附而劣化，以及存在光电转换部的长期可靠性可能劣化的担忧。具体地，当湿气粘附到金属材料等、绝缘材料和金属材料等的布线部(层压结构)时，co2和o2溶解在充当电解液的湿气中，并且存在局部电池可以形成在两种类型的金属之间的担忧。当发生这种现象时，还原反应(例如氢的生成)在阴极侧(正电极侧)进行，氧化反应在阳极侧(负电极侧)进行，这导致金属材料等的异常析出和线栅偏振元件的形状改变的发生。因此，担心线栅偏振元件和光电转换部的最初预期的性能可能受损。例如，在使用铝(al)作为光反射层的情况下，存在以下反应式所示的铝的异常析出可能发生的担忧。然而，当形成保护膜和第三保护膜时，可以可靠地避免出现这种问题。
[0096]
al
→
al
3
3e-[0097]
al
3
3oh-→
al(oh)3[0098]
在线栅偏振元件中，光反射层在第一方向上的长度可以被设置为与光电转换区的长度相同，光电转换区是用于基本上执行光电转换的光接收元件的区域，在第一方向上，光电转换区也可以被设置为与光接收元件的长度相同，并且还可以被设置为光接收元件在第一方向上的长度的整数倍，但是本公开不限于此。
[0099]
假定孔穿透基板并用作波导的情况。在这种情况下，波导包括根据孔的直径确定的截止频率(截止波长λ
cut-off
)。具有频率为截止频率或以下(波长为截止波长λ
cut-off
以上)的光具有不通过波导传播的特性。截止波长λ
cut-off
取决于孔的直径，并且截止波长λ
cut-off
随着直径变小而减小。
[0100]
另一方面，当具有波长λ0的光入射到基板上时，其中该基板在比期望波长λ0(》λ
cut-off
)短的周期p
hl
中周期性地形成孔，发生具有该波长λ0的光穿过基板的现象。这种现象被称为等离子异常透射现象(表面等离子共振体)，并且通过应用这种现象来控制光的透射的滤波器被称为等离子滤波器。这种现象是由于在基板和在基板上形成的层间膜(覆盖基板的层间膜)之间的边界处发生的表面等离子的激发而引起的(具体参见jp2018-098343a)。
[0101]
本公开的光接收元件等中的等离子滤波器由等离子共振体构成，该等离子共振体由例如在第二方向上排列孔组的基板构成，如上所述。
[0102]
由等离子滤波器透射的光的波段(等离子的共振波长，以下将称为“透射带”)取决于基板的材料和膜厚度、层间膜的材料和膜厚度、孔阵列的图案周期(例如，孔的直径d0和第二方向上的相邻孔的间距p
hl
)等。此外，相邻孔在第二方向上的间距在下文中可以称为“孔间距p
hl”。在确定基板和层间膜的材料和膜厚度的情况下，等离子滤波器的透射带取决于孔阵列的图案周期，特别是孔间距p
hl
。即，随着孔间距p
hl
变小，等离子滤波器的透射带更多地偏移至短波长侧，并且随着孔间距p
hl
变大，等离子滤波器的透射带更多地偏移至长波长侧。此外，等离子滤波器的透光率主要取决于孔的直径d0。随着直径d0变大，光透射率增加，但是更可能发生颜色混合。直径d0优选为孔间距p
hl
的50％至60％。
[0103]
用于形成基板的材料的示例可包括导体薄膜，例如，由用于形成上述光反射层的材料形成的薄膜，具体地，铝(al)、银(ag)、金(au)或铜(cu)。另外，作为用于形成层间膜的
材料，优选使用具有低介电常数的材料。材料的示例可包括在用于形成绝缘膜的上述材料中的具有低介电常数的材料，并且具体地，sio2、低-k材料等。
[0104]
此外，在等离子共振体中，所有的孔不需要穿透基板，并且即使当一些孔被配置为不穿透基板的非通孔时，等离子共振体也用作等离子滤波器。即，可以周期性地设置被配置为通孔的孔和被配置为非通孔的孔。此外，等离子滤波器可由单层等离子共振体构成，或者可由例如层压的多个层(例如，两层)的等离子共振体构成。
[0105]
可替代地，本公开的光接收元件等中的等离子滤波器由例如等离子共振体构成，其中，点组排列在第二方向上，如上所述。等离子滤波器用作吸收预定波段中的光的滤波器。由等离子滤波器吸收的光的波段(在下文中，称为“吸收带”)取决于第二方向上的相邻点的间距p
dt
。此外，第二方向上的相邻点的间距在下文中可以称为“点间距p
dt”。此外，根据点间距p
dt
调节点的直径。随着点间距p
dt
变小，等离子滤波器的吸收带更多地向短波长侧偏移，随着点间距p
dt
变大，等离子滤波器的吸收带更多地向长波长侧偏移。
[0106]
用于形成点的材料的示例可包括用于形成上述光反射层的材料，具体地，铝(al)、银(ag)、金(au)和铜(cu)。此外，作为电介质材料，优选使用具有低介电常数的材料。材料的示例可包括在用于形成绝缘膜的上述材料中的具有低介电常数的材料，并且具体地，sio2、低-k材料等。此外，用于形成基底层的材料的示例可包括上述用于形成绝缘膜的材料。
[0107]
此外，在具有孔结构或点结构的等离子滤波器中，可以仅通过在第二方向上调节孔或点的间距p
hl
或p
dt
来调节透射带或吸收带。因此，例如，可以仅通过在光刻步骤中调整第二方向上的孔或点的间距p
hl
或p
dt
来为每个光接收元件单独地设置透射带或吸收带，并且可以在更少的步骤中增加滤光器的颜色的数量。此外，等离子滤波器的厚度约为100nm至500nm，这基本上与基于有机材料的滤色器的厚度相同，这导致良好的工艺关联性。圆形或椭圆形形状可例示为孔或点的平面形状。另外，优选椭圆的长轴与第二方向平行。
[0108]
可替代地，本公开的光接收元件等中的等离子滤波器由等离子共振体构成，其中，多个带状(晶格状)导电材料层一字排列在第二方向上，如上所述。等离子滤波器从入射光侧依次包括导电材料层和基底层。矩形导电材料层以第二方向上的间距p
cl
形成在基底层上，并且等离子滤波器的透射带根据间距p
cl
而改变。此外，相邻的矩形导电材料层在第二方向上的间距在下文中可以称为“导电材料层间距p
cl”。即，随着导电材料层间距p
cl
变小，等离子滤波器的透射带更多地向短波长侧偏移，并且导电材料层间距p
cl
变大，等离子滤波器的透射带更多地向长波长侧偏移。
[0109]
用于形成导电材料层的材料的示例可包括用于形成上述光反射层的材料，具体地，铝(al)、银(ag)、金(au)和铜(cu)。此外，用于形成基底层的材料的示例可包括上述用于形成绝缘膜的材料。优选基底层和导电材料层被层间膜覆盖，并且优选使用具有低介电常数的材料作为用于形成层间膜的材料。材料的示例可包括在用于形成绝缘膜的上述材料中的具有低介电常数的材料，并且具体地，sio2、低-k材料等。
[0110]
例如，为了驱动光接收元件，在线栅偏振元件的下面形成由铝(al)、铜(cu)等形成的多个各种布线(布线层)。线栅偏振元件通过各种布线(布线层)和接触孔部连接到半导体基板，因此可以将预定电势施加到线栅偏振元件。具体地，例如，线栅偏振元件被接地。半导体基板的示例可包括诸如硅半导体基板或ingaas基板等化合物半导体基板。
[0111]
光接收元件形成在例如硅半导体基板和化合物半导体基板上，或形成在这些导体
基板上。或者，构成光接收元件的光电转换部可以形成在形成在硅半导体基板和化合物半导体基板上的硅层(结晶硅层、非晶硅层、微晶硅层)中，构成光接收元件的光电转换部可以形成在锗层、硒层(结晶硒层、非晶硒层)、有机材料层或化合物半导体层(具体地，例如，inp层、inas层、insb层、ingaas层、ingasb层、ingap层、ingaalp层、ingaasp层、inalp层、inalas层、gaas层、algaas层)，构成光接收元件的光电转换部可以由黄铜矿系化合物(具体地，例如，cigs(cuingase)、cis(cuinse2)、cuins2、cuals2、cugas2、cugase2、agals2、agalse2、agins2、aginse2)形成，以及可以由化合物半导体形成，诸如cdse、cds、in2se3、in2s3、bi2se3、bi2s3、znse、zns、pbse或pbs，并且由这些材料形成的量子点也可以用于光电转换部。
[0112]
在成像元件由光接收元件构成的情况下，构成控制成像元件的驱动的控制单元的浮动扩散层、放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管的配置和结构可与现有技术的控制单元中的浮动扩散层、放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管的配置和结构相同。驱动电路还可以具有已知的配置和结构。
[0113]
可以在光接收元件组中的光接收元件之间设置波导结构，或者可以设置聚光管结构，并且因此可以实现光学串扰的减少。这里，波导结构由折射率大于形成层间绝缘层的材料的折射率的薄膜构成，该薄膜形成在位于覆盖光电转换部的层间绝缘层的光电转换部之间的区域(例如，圆柱形区域)中。从光电转换部上方入射的光被薄膜全反射并到达光电转换部。即，光电转换部相对于基板的正交投影图像位于构成波导结构的薄膜相对于基板的正交投影图像的内侧，光电转换部相对于基板的正交投影图像由构成波导结构的薄膜相对于基板的正交投影图像包围。此外，聚光管结构由金属材料或合金材料形成的遮光薄膜构成，遮光薄膜形成在位于覆盖光电转换部的层间绝缘层的光电转换部之间的区域(例如，圆柱形区域)中。从光电转换部上方入射的光被薄膜反射并到达光电转换部。即，光电转换部相对于基板的正交投影图像位于构成聚光管结构的薄膜相对于基板的正交投影图像的内侧，光电转换部相对于基板的正交投影图像由构成聚光管结构的薄膜相对于基板的正交投影图像包围。
[0114]
在本公开的光接收装置中，一个光接收元件单元(一个像素)可以由多个光接收元件(子像素)构成。例如，每个子像素包括一个光接收元件。光接收元件或光电转换部的配置和结构可以是众所周知的配置和结构。
[0115]
构成本公开的光接收装置的所有光接收元件可以包括线栅偏振元件，或者一些光接收元件可以包括线栅偏振元件。可以采用由多个光接收元件构成的光接收元件单元具有拜耳阵列，并且一个光接收元件单元(一个像素)由四个光接收元件(四个子像素)构成的模式。然而，光接收元件单元的阵列不限于拜耳阵列，并且阵列的示例可包括其他阵列，诸如行间阵列、g条带rb交错阵列、g条带rb完全交错阵列、交错互补色阵列、条带阵列、对角条带阵列、原色差阵列、场色差顺序阵列、帧色差顺序阵列、mos型阵列、改进的mos型阵列、帧交错阵列以及场交错阵列。光接收元件可以由对红光敏感的红光的光接收元件、对绿光敏感的绿光的光接收元件和对蓝光敏感的蓝光的光接收元件的组合构成。此外，光接收元件可以由对红外光敏感的红外光接收元件的组合构成，可以被配置为在本公开的光接收装置中获得单一颜色的图像的固态成像装置，可以被配置为基于红外光获得单一颜色的图像和图像的组合的固态成像装置，或者可以被配置为基于红外光获得图像的固态成像装置。
[0116]
在本公开的光接收元件等中，可以采用在每个光接收元件中的片上微透镜被设置
为比线栅偏振元件更接近光入射侧的模式。在这种情况下，片上微透镜(ocl)可以由设置在线栅偏振元件上方的主片上微透镜构成，并且还可以由设置在线栅偏振元件上方的片上微透镜(内透镜，opa)和设置在片上微透镜(opa)上方的片上微透镜构成。
[0117]
在固态成像装置中使用本公开的光接收装置的情况下，光接收元件的示例可包括ccd元件、cmos图像传感器、接触图像传感器(cis)以及电荷调制装置(cmd)型信号放大型图像传感器。光接收元件是表面照射型或后表面照射型光接收元件。固态成像装置可以构成，例如，数字静态相机、摄像机、录像机、监控相机、车载相机、智能电话相机、游戏用户界面相机、生物特征相机、内窥镜、通过接收红外光的血管造影装置、对皮肤成像的皮肤测量装置、对头皮成像的显微镜、以及用于监测田地和农作物状况的相机。可以配置除了执行正常成像之外还可以同时获取偏振信息的固态成像装置。此外，还可以配置捕获三维图像的固态成像装置。在固态成像装置由本发明的光接收装置构成的情况下，单板彩色固态成像装置可以由固态成像装置构成。
[0118]
[示例1]
[0119]
示例1涉及本公开的光接收装置和光接收元件。在图1中示出沿图2和图3中的箭头a-a截取的示例1中的光接收装置的示意性局部截面图，在图2中示出了包括在构成示例1中的光接收装置中的光接收元件单元的四个光接收元件中的线栅偏振元件的示意性平面图，并且在图3中示出了构成示例1中的光接收元件的波长选择装置的示意性平面图。此外，示出构成示例1中的光接收装置中的光接收元件单元的四个光接收元件中所包括的线栅偏振元件的排列的概念平面图在图4a中示出，示出波长选择装置的排列的概念平面图在图4b中示出，并且示出光电转换部的排列的概念平面图在图5中示出。此外，在图6和图7中示出了线栅偏振元件的示意性透视图，并且在图8a、图8b、图9a和图9b中示出了线栅偏振元件的示意性局部截面图。此外，示例1的光接收装置(固态成像装置)中的光电转换部的等效电路图在图11中示出。此外，在由等离子共振体构成的等离子滤波器中，等离子共振体由其中在第二方向上设置孔组的基板(基板由铝形成)构成，在图12中示出其中获得等离子的异常透射现象(表面等离子共振体)中的激发波长与在第二方向上相邻的孔的孔间距p
hl
之间的关系的图。此外，在图4a和图4b以及图5中，示出了一个光接收元件单元。此外，对角线被添加到孔以清楚地表示图3中的孔，并且阴影线未添加到图1和稍后描述的图10中的下层和层间绝缘层。
[0120]
示例1中的光接收元件(光电转换元件，成像元件)11是后表面照射型光接收元件，并且包括从光入射侧的线栅偏振元件50、波长选择装置60和光电转换部21，
[0121]
波长选择装置60由多个波长选择构件61构成，并且
[0122]
等离子滤波器构成的波长选择构件61透射不同波长的光。
[0123]
此外，示例1中的光接收装置(成像装置，固态成像装置)由通过多个光接收元件11构成的光接收元件单元10a构成，
[0124]
构成每个光接收元件单元10a的每个光接收元件11从光入射侧包括线栅偏振元件50、波长选择装置60和光电转换部21，
[0125]
波长选择装置60由多个波长选择构件61构成，以及
[0126]
等离子滤波器构成的波长选择构件61透射不同波长的光。
[0127]
在每个光接收元件11中，片上微透镜81被设置为比线栅偏振元件50更接近光入射
侧。
[0128]
示例1中的光接收装置由如图4a和图4b以及图5所示的二维排列的多个光接收元件组构成，
[0129]
一个光接收元件组由以2
×
2阵列排列的四个光接收元件单元10a1、10a2、10a3和10a4构成，
[0130]
第一光接收元件单元10a1包括透射第一波长范围内的光的第一波长选择装置601(60
11
,60
12
,60
13
,60
14
)，
[0131]
第二光接收元件单元10a2包括透射第二波长范围内的光的第二波长选择装置602(60
21
,60
22
,60
23
,60
24
)，
[0132]
第三光接收元件单元10a3包括透射第三波长范围内的光的第三波长选择装置603(60
31
,60
32
,60
33
,60
34
)，以及
[0133]
第四光接收元件单元10a4包括透射第四波长范围内的光的第四波长选择装置604(60
41
,60
42
,60
43
,60
44
)。
[0134]
具体地，一个光接收元件组由例如以拜耳阵列排列的四个光接收元件单元10a1，10a2，10a3和10a4构成，并且要接收的光的示例可以包括作为第一波长范围内的光的红光，作为第二波长范围内的光和第三波长范围内的光的绿光，以及作为第四波长范围内的光的蓝光。可替代地，其示例可包括作为第一波长范围内的光的红光，作为第二波长范围内的光的绿光，作为第三波长范围内的光的蓝光，以及作为第四波长范围内的光的红外光。
[0135]
这里，第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和第四光接收元件单元10a4由第一光接收元件11
11
，11
21
，11
31
和11
41
，第二光接收元件11
21
，11
22
，11
32
和11
42
，第三光接收元件11
31
，11
23
，11
33
和11
43
，以及第四光接收元件11
41
，11
24
，11
34
和11
44
构成。即，每个光接收元件单元由排列为2
×
2阵列的四个光接收元件构成。然后，由构成第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和第四光接收元件单元10a4的第一光接收元件11
11
，11
21
，11
31
和11
41
的线栅偏振元件50
11
，50
21
，50
31
和50
41
执行的透射的偏振方向为α度，
[0136]
由构成第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和第四光接收元件单元10a4的第二光接收元件11
21
，11
22
，11
32
和11
42
的线栅偏振元件50
12
，50
22
，50
32
和50
42
执行的透射的偏振方向为(α 45)度，
[0137]
由构成第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和第四光接收元件单元10a4的第三光接收元件11
31
，11
23
，11
33
和11
43
的线栅偏振元件50
13
，50
23
，50
33
和50
43
执行的透射的偏振方向为(α 90)度，以及
[0138]
由构成第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和第四光接收元件单元10a4的第四光接收元件11
41
，11
24
，11
34
和11
44
的线栅偏振元件50
14
，50
24
，50
34
和50
44
执行的透射的偏振方向处于(α 135)度。
[0139]
另外，
[0140]
第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和第四光接收元件单元10a4的第一光接收元件11
11
，11
21
，11
31
和11
41
包括波长选择装置60
11
，60
21
，60
31
和60
41
，
[0141]
第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和
第四光接收元件单元10a4的第二光接收元件11
21
，11
22
，11
32
，以及11
42
包括波长选择装置60
12
，60
22
，60
32
，以及60
42
，
[0142]
第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和第四光接收元件单元10a4的第三光接收元件11
31
，11
23
，11
33
，以及11
43
包括波长选择装置60
13
，60
23
，60
33
，以及60
43
，以及
[0143]
第一光接收元件单元10a1，第二光接收元件单元10a2，第三光接收元件单元10a3和第四光接收元件单元10a4的第四光接收元件11
41
，11
24
，11
34
，以及11
44
包括波长选择装置60
14
，60
24
，60
34
，以及60
44
。
[0144]
此外，在图4a中，阴影线表示线栅偏振元件中的第一方向，在图4b中，阴影线表示波长选择装置中的第二方向。此外，在角度α与第二方向之间形成的角度可基本上被设置为任何角度，但是在示例1或以下描述的示例中被设置为0度。
[0145]
在示例1中的光接收元件11中，每个波长选择构件61由周期性结构构成，并且该周期性结构由基板60a和设置在基板60a中的多个孔63构成。由线栅偏振元件50执行的透射的偏振方向(第二方向)和多个孔63的排列方向彼此平行。即，多个孔63的排列方向平行于第二方向。此外，孔组62由排列在第二方向上并构成每个波长选择构件61的多个孔63构成，并且多个孔组62排列在第一方向上。具体地，构成每个波长选择构件61的孔组62在第一方向上交替排列。每个波长选择构件61覆盖有层间膜35，并且孔63嵌入层间膜35中。
[0146]
此外，在示例1中，假设波长选择装置60由两个波长选择构件61构成，但不限于此。波长选择构件的数量也可以设定为3个以上。此外，关于一个波长选择构件，“a”附接至参考标号的端部，并且关于另一个波长选择构件，“b”附接至参考标号的端部。此外，关于第三波长选择构件，“c”附接至参考标号的端部。根据这样的结构，波长选择装置60能够使具有多个(具体地例如两种)波长的光透射。
[0147]
在示例1中的光接收装置中，具有已知配置和结构的光电转换部21通过已知方法形成在硅半导体基板31中。构成第一光接收元件单元10a1的光接收元件11
11
，11
12
，11
13
，以及11
14
包括光电转换部21
11
，21
12
，21
13
，以及21
14
。构成第二光接收元件单元10a2的光接收元件11
21
11
22
，11
23
，以及11
24
包括光电转换部21
21
，21
22
，21
23
，以及21
24
。构成第三光接收元件单元10a3的光接收元件11
31
，11
32
，11
33
，以及11
34
包括光电转换部21
31
，21
32
，21
33
，以及21
34
。构成第四光接收元件单元10a4的光接收元件11
41
，11
42
，11
43
，以及11
44
包括光电转换部21
41
，21
42
，21
43
，以及21
44
。
[0148]
光电转换部21覆盖有层间绝缘层(下层和层间绝缘层33)，在下层和层间绝缘层33上形成基底绝缘层34，并且在基底绝缘层34上形成波长选择装置60和波长选择装置和延伸部60’。波长选择装置和延伸部60’设置在光接收元件11之间的区域中，并且具有与波长选择装置60的配置和结构相同的配置和结构，除了在其中没有形成孔。波长选择装置60和包括孔63的波长选择装置和延伸部60’被层间膜35覆盖，线栅偏振元件50形成在层间膜35上。上层和层间绝缘层36形成在线栅偏振元件50上，并且片上微透镜81排列在上层和层间绝缘层36上。此外，图中示出了五个下层和层间绝缘层33以及四个布线层32。然而，本公开不限于此，并且下层和层间绝缘层33和布线层32的数量是任意的。
[0149]
如图8a所示，线栅偏振元件50具有线和空间结构。线栅偏振元件50的布线部54由层压结构(第一层压结构)构成，其中，从与光入射侧相反的一侧(示例1中的光电转换部侧)
层压由第一导电材料(具体地，铝(al))形成的光反射层51、由sio2形成的绝缘膜52和由第二导电材料(具体地，钨(w))形成的光吸收层53。绝缘膜52形成在光反射层51的整个顶表面上，并且光吸收层53形成在绝缘膜52的整个顶表面上。具体地，光反射层51由具有150nm厚度的铝(al)形成，绝缘膜52由具有25nm或50nm厚度的sio2形成，并且光吸收层53由具有25nm厚度的钨(w)形成。光反射层51具有作为偏振器的功能，衰减在平行于光反射层51的延伸方向(第一方向)的方向上具有电场分量的偏振波，并且透射入射在线栅偏振元件50上的光中在与光反射层51的延伸方向正交的方向(第二方向)上具有电场分量的偏振波。第一方向是线栅偏振元件50的光吸收轴，第二方向是线栅偏振元件50的光透射轴。由ti、tin或ti/tin的层压结构形成的基底膜形成在基底绝缘层34和光反射层51之间，但是该基底膜未在图中示出。
[0150]
光反射层51，绝缘膜52和光吸收层53对于光接收元件11是共用的。框架部分59由包括除了未设置的空间部55之外的光反射层51，绝缘膜52和光吸收层53的层压结构(第二层压结构)构成。即，如图2的示意性平面图中所示，提供了围绕线栅偏振元件50的框架部分59，并且框架部分59和线栅偏振元件50的布线部54相互连接。以这种方式，框架部分59具有与线栅偏振元件50的布线部54的结构相同的结构，并且也用作遮光部分。
[0151]
线栅偏振元件50可通过以下方法制造。即，基于真空气相沉积法在基底绝缘层34上设置由ti、tin形成的基底膜(未示出)或ti/tin和光反射层形成层51a的层压结构，该光反射层形成层51a由第一导电材料(具体地，铝)形成(见图17a和图17b)。接着，在光反射层形成层51a上设置绝缘膜形成层52a，并且在绝缘膜形成层52a上设置由第二导电材料形成的光吸收层形成层53a。具体地，基于cvd方法，在光反射层形成层51a上形成由sio2形成的绝缘膜形成层52a(见图17c)。通过溅射法在绝缘膜形成层52a上形成由钨(w)形成的光吸收层形成层53a。以这种方式，可以获得图17d中所示的结构。
[0152]
此后，通过基于光刻技术和干蚀刻技术图案化光吸收层形成层53a、绝缘膜形成层52a、光反射层形成层51a和基底膜，可以获得具有带状光反射层51、绝缘膜52和光吸收层53的多个布线部(层压结构)54分别平行排列的线和空间结构的线栅偏振元件50。此后，可以基于cvd方法形成层间膜35以覆盖线栅偏振元件50。线栅偏振元件50被由光反射层51，绝缘膜52和光吸收层53构成的框架部分59(见图2)包围。
[0153]
作为线栅偏振元件50的变形例，可以采用如下配置，其中，形成在线栅偏振元件50上的保护膜56被设置为如图8b的示意性局部截面图所示，并且线栅偏振元件50的空间部55是空隙。即，空间部55的一部分或全部被空气填充。具体而言，在示例1中，空间部55整体被空气填充。
[0154]
此外，如图9a的示意性局部截面图所示，还可以采用在线栅偏振元件50和保护膜56之间形成第二保护膜57的配置。当用于形成保护膜56的材料的折射率被设置为n1’
，并且用于形成第二保护膜57的材料的折射率被设置为n2’
时，满足n1’
》n2’
的关系。在此，例如，保护膜56由sin(n1’
＝2.0)形成，第二保护膜57由sio2(n2’
＝1.5)形成。在附图中，第二保护膜57的底面(面向基底绝缘层34的表面)被示出为平坦状态，但是第二保护膜57的底面可以具有朝向空间部55的凸形形状，或者第二保护膜57的底面可以具有朝向保护膜56的凹形形状或者可以以楔形形状凹陷。
[0155]
在这种结构中，获得具有线和空间结构的线栅偏振元件50，然后基于cvd方法在整
个表面上形成由sio2形成并具有平均厚度0.01μm至10μm的第二保护膜57。位于布线部54和布线部54之间的空间部55的上部被第二保护膜57封闭。接下来，基于cvd方法，在第二保护膜57上形成由sin形成并具有0.1μm至10μm的平均厚度的保护膜56。通过由sin构成的保护膜56，能够得到可靠性高的光电转换部。然而，sin具有相对较高的相对介电常数，因此，通过形成由sio2形成的第二保护膜57，实现了平均折射率n
ave
的减小。
[0156]
通过以这种方式将线栅偏振元件的空间部形成为空隙(具体地，空间部填充有空气)，可以减小平均折射率n
ave
的值，并且因此，可以实现线栅偏振元件的透射率的提高和消光比的提高。此外，可以增加形成间距p
wg
的值，并且因此可以实现线栅偏振元件的制造成品率的改进。此外，当在线栅偏振元件上形成保护膜时，可以提供具有高可靠性的光电转换部和光接收装置。此外，通过连接框架部分和线栅偏振元件的布线部，并通过将框架部分形成为具有与线栅偏振元件的布线部相同的结构，可以形成稳定，均匀和统一的线栅偏振元件。由此，可以解决对应于光电转换部的四个角的线栅偏振元件的外周部分中发生剥离的问题，线栅偏振元件的外周部分的结构与线栅偏振元件的中心部分的结构之间存在差异的问题，这导致线栅偏振元件自身的性能劣化，以及入射到线栅偏振元件的外周部分的光容易泄漏到具有不同偏振方向的相邻光电转换部的问题，并且可以提供具有高可靠性的光电转换部和光接收装置。
[0157]
线栅偏振元件可以被配置为具有省略绝缘膜的结构，即，从与光入射侧相对的一侧层压光反射层(例如，由铝形成)和光吸收层(例如，由钨形成)的配置。可替代地，线栅偏振元件也可以由单个导电遮光材料层构成。用于形成导电遮光材料层的材料的示例可包括在光电转换部具有灵敏度的波段中具有复折射率的导电材料，诸如，铝(al)，铜(cu)，金(au)，银(ag)，铂(pt)，钨(w)或者包含这些金属的合金。
[0158]
在一些情况下，如图9b中的线栅偏振元件的示意性局部截面图中所示，由例如sio2形成的第三保护膜58可以形成在布线部54的面向空间部55的侧表面上。即，空间部55填充有空气，并且第三保护膜58设置在空间部中。例如，基于hdp-cvd方法形成第三保护膜58，并且因此可以在布线部54的侧表面上共形地形成较薄的第三保护膜58。
[0159]
在一些情况下，如根据图7中的线栅偏振元件的变形例的示意性透视图中所示，还可以采用绝缘膜52的部分被切口，并且光反射层51和光吸收层53在绝缘膜52的缺口部52a处彼此接触的配置。
[0160]
在半导体基板31中，可以形成连接至光电转换部21并且临时存储在光电转换部21中产生的电荷的存储部tr
mem
。在图10中示出了根据示例1中的光接收元件的变形例的示意性局部截面图，并且存储器部tr
mem
由光电转换部21，栅极部22，沟道形成区以及高浓度杂质区23构成。栅极部22连接到存储器选择线mem。此外，高浓度杂质区23通过众所周知的方法形成在硅半导体基板31中以便与光电转换部21分离。在高浓度杂质区23的上方形成遮光膜24。即，高浓度杂质区23被遮光膜24覆盖。因此，防止光入射到高浓度杂质区23。通过包含临时存储电荷的存储部tr
mem
，可以容易地实现所谓的全局快门功能。用于形成遮光膜24的材料的示例可包括铬(cr)，铜(cu)，铝(al)，钨(w)和不透射光的树脂(例如，聚酰亚胺树脂)。
[0161]
仅在图11中示出的传输晶体管tr
trs
由连接至传输栅极线tg的栅极部，沟道形成区，连接至高浓度杂质区23的一个源极/漏极区(或者与高浓度杂质区23共享一个区域)，以及构成浮动扩散层fd的另一个源极/漏极区构成。
[0162]
仅在图11中示出的复位晶体管tr
rst
由栅极部，沟道形成区以及源极/漏极区构成。复位晶体管tr
rst
的栅极部连接至复位线rst，复位晶体管tr
rst
的一个源极/漏极区连接至电源vdd，并且另一个源极/漏极区还用作浮动扩散层fd。
[0163]
仅在图11中示出的放大晶体管tr
amp
由栅极部，沟道形成区以及源极/漏极区构成。栅极部通过布线层连接至复位晶体管tr
rst
的另一个源极/漏极区(浮动扩散层fd)。此外，一个源极/漏极区连接至电源vdd。
[0164]
仅在图11中示出的选择晶体管tr
sel
由栅极部，沟道形成区以及源极/漏极区构成。栅极部连接到选择线sel。此外，一个源极/漏极区与构成放大晶体管tr
amp
的另一个源极/漏极区共享一个区，并且另一个源极/漏极区连接至信号线(数据输出线)vsl(117)。
[0165]
光电转换部21连接至电荷发射控制晶体管tr
abg
的一个源极/漏极区。电荷发射控制晶体管tr
abg
的栅极部连接至电荷发射控制晶体管控制线abg，并且另一源极/漏极区连接至电源vdd。
[0166]
光电转换部21的包括电荷存储，复位操作和电荷传输的一系列操作与相关技术的光电转换部中的包括电荷存储，复位操作和电荷传输的一系列操作相同，因此将省略其详细描述。
[0167]
光电转换部21，存储器部tr
mem
，传输晶体管tr
trs
，复位晶体管tr
rst
，放大晶体管tr
amp
，选择晶体管tr
sel
，以及电荷发射控制晶体管tr
abg
由下层和层间绝缘层33覆盖。
[0168]
图18示出了在示例2中的光接收装置应用于固态成像装置的情况下的固态成像装置的概念图。示例1中的固态成像装置100包括光电转换部101以二维阵列排列的成像区(有效像素区域)111，设置在外围区域中并用作驱动电路(外围电路)的垂直驱动电路112，列信号处理电路113，水平驱动电路114，输出电路115，驱动控制电路116等。不用说，这些电路可以由众所周知的电路构成，并且可以使用其他电路配置(例如，在现有技术的ccd成像装置和cmos成像装置中使用的各种电路)来配置。在图18中，仅针对一行显示光电转换部101中的参考标号“101”。
[0169]
驱动控制电路116基于垂直同步信号，水平同步信号和主时钟生成时钟信号或控制信号，该时钟信号或控制信号用作垂直驱动电路112，列信号处理电路113和水平驱动电路114的操作的基准。所生成的时钟信号或控制信号被输入到垂直驱动电路112，列信号处理电路113和水平驱动电路114。
[0170]
由例如移位寄存器构成的垂直驱动电路112在垂直方向上以行为单位依次选择性地扫描成像区111中的光电转换部101。基于根据在光电转换部101中接收的光量生成的电流(信号)的像素信号(图像信号)通过信号线(数据输出线)117和vsl被传输至列信号处理电路113。
[0171]
例如，列信号处理电路113被设置用于光电转换部101的每一列，并且使用从用于每个光电转换部的黑色参考像素(图中未示出，并且形成在有效像素区域周围)输出的信号对从一行的光电转换部101输出的图像信号执行诸如噪声去除和信号放大的信号处理。水平选择开关(未示出)连接在列信号处理电路113的输出端与水平信号线118之间。
[0172]
由例如移位寄存器构成的水平驱动电路114顺次输出水平扫描脉冲，从而顺次选择列信号处理电路113中的每一个，并且将来自列信号处理电路113中的每一个的信号输出至水平信号线118。
[0173]
输出电路115对从列信号处理电路113中的每一个通过水平信号线118顺次提供的信号执行信号处理，并且输出经处理的信号。
[0174]
在构成示例1中的上述光接收装置的光接收元件中或在示例1中的光接收元件中，线栅偏振元件，波长选择装置，以及光电转换部被设置来自光入射侧，该波长选择装置由多个波长选择构件构成，由等离子滤波器构成的各波长选择构件使不同波长的光透射，因此，一个光接收元件(成像元件)可以接收具有多个波长的光或者可以接收宽波段中的光。此外，当由通过使用从用于测量，评估和分析的预定光源发射的光(可见光和包括近红外光的红外光以及远红外光)照射物体等的本公开的光接收装置(成像装置)获得图像时，即使在外部光(例如，阳光或室内灯的光)的影响不可忽略的环境下，也可可靠地获得图像。此外，如下所述，能够以极高的效率接收具有期望波长的光。
[0175]
在示例1中的光接收装置中，一个光接收元件组包括以2
×
2阵列排列的四个光接收元件单元10a1，10a2，10a3和10a4，并且一个光接收元件单元10a包括四个光接收元件11。因此，当“100”的光量入射在一个光接收元件单元10a上时，入射在光接收元件11上的光量为“25”。由于穿过线栅偏振元件50的光量经验地为40％，穿过线栅偏振元件50的光量为25
×
0.4＝10。
[0176]
因为多个孔63的排列方向平行于第二方向(偏振方向)，即，因为波长选择构件61上的入射光的偏振方向被对准，所以波长选择构件61中的光吸收可忽略，并且已经穿过波长选择构件61的光量为25
×
0.4
×
1＝10。
[0177]
另一方面，在排列滤色器层而不是波长选择构件61的情况下，通过滤色器层的光量按照经验为70％，因此25
×
0.4
×
0.7＝7。
[0178]
此外，在假设波长选择装置60，线栅偏振元件50和光电转换部21被设置来自光入射侧的光接收元件的情况下，波长选择装置60上的入射光的偏振方向不对准，穿过波长选择装置60的光量按照经验为40％，并且穿过线栅偏振元件50的光量为25
×
0.4
×
0.4＝4。
[0179]
根据上述考虑，可以理解，通过来自光入射侧依次排列线栅偏振元件50，波长选择装置60和光电转换部21，可以高效率地将入射光纳入光电转换部。
[0180]
此外，在示例1中的光接收装置中，一个光接收元件单元包括四种类型的线栅偏振元件，并且因此可以配置能够获取偏振信息的光接收装置(固态成像装置)。即，可以向光接收装置(固态成像装置)提供用于在空间上执行入射光的偏振信息的偏振分离的偏振分离功能。具体地，可以在每个光接收元件(成像元件)中获得光强度，偏振分量强度和偏振方向。例如，通过对通过成像天空或窗户玻璃获得的图像的一部分，通过成像水面获得的图像的一部分等应用期望的处理，可以强调或减少偏振分量或者分离各种偏振分量，并且可以提高图像的对比度并且删除不必要的信息。
[0181]
[示例2]
[0182]
示例2是示例1的变形例。在图13a中示出了包括在构成示例2中的光接收装置中的光接收元件组的四个光接收元件中的线栅偏振元件的排列的概念平面图，在图13b中示出了示出波长选择装置的排列的概念平面图，并且在图14中示出了示出光电转换部的排列的概念平面图。在这些附图中，示出了以2
×
2阵列设置的光接收元件组10b。
[0183]
与示例1不同，示例2中的光接收装置由二维排列的多个光接收元件组10b构成。每个光接收元件组10b包括排列为2
×
2阵列的四个光接收元件(第一光接收元件111，第二光
接收元件112，第三光接收元件113和第四光接收元件114)。由构成第一光接收元件111的线栅偏振元件501执行的透射的偏振方向为α度，由构成第二光接收元件112的线栅偏振元件502执行的透射的偏振方向为(α 45)度，由构成第三光接收元件113的线栅偏振元件503执行的透射的偏振方向为(α 90)度，并且由构成第四光接收元件114的线栅偏振元件504执行的透射的偏振方向为(α 135)度。另外，第一光接收元件111包括波长选择装置601和光电转换部211，第二光接收元件112包括波长选择装置602和光电转换部212，第三光接收元件113包括波长选择装置603和光电转换部213，并且第四光接收元件114包括波长选择装置604和光电转换部214。根据这种结构，波长选择装置60能够透射多种(具体地讲是两种)波长的光，波长选择装置60能够透射期望波段的光。
[0184]
除了上述点之外，示例2中的光接收元件和光接收装置的配置和结构可以与示例1中的光接收元件和光接收装置的配置和结构相同，因此将省略其详细描述。
[0185]
[示例3]
[0186]
示例3是示例1和示例2的变形例。构成示例3的光接收装置中的光接收元件单元的光接收元件中所包括的波长选择装置的示意性平面图在图15中示出。
[0187]
在示例3中的光接收元件中，每个波长选择构件64由周期性结构构成，并且周期性结构包括基底层(具体地，示例3中的基底绝缘层34)，设置在基底层(基底绝缘层34)上的点66，以及设置在基底层(基底绝缘层34)上并且填充在点66之间的电介质材料(具体地，示例3中的层间膜35)。由线栅偏振元件50执行的透射的偏振方向(第二方向)和多个点66的排列方向彼此平行。即，多个点66的排列方向平行于第二方向。此外，点组65由排列在第二方向上并构成每个波长选择构件64的多个点66构成，多个点组65排列在第一方向上，并且构成每个波长选择构件64的点组65在第一方向上交替地排列。此外，在图15所示的示例中，假设两种类型的点组65排布在第一方向上。
[0188]
以这种方式，在示例3中的光接收元件中，等离子滤波器由其中点组65被排列在第二方向上的等离子共振体构成。等离子滤波器用作吸收预定波段中的光的滤波器。等离子滤波器吸收的光的吸收带取决于点间距p
dt
。另外，点66的直径根据点间距p
dt
进行调整。随着点间距p
dt
变小，等离子滤波器的吸收带更多地向短波长侧偏移，并且随着点间距p
dt
变大，等离子滤波器的吸收带更多地向长波长侧偏移。
[0189]
用于形成点的材料的示例可包括铝(al)和铜(cu)。此外，用于形成层间膜的材料的具体示例可包括sio2和低-k材料。
[0190]
根据这种结构，波长选择装置60能够透射多种(具体地讲是两种)波长的光，波长选择装置60能够透射期望波段的光。此外，排列在第一方向上的波长选择构件64a，波长选择构件64b和波长选择构件64c的顺序基本上是任意的。
[0191]
除了上述点之外，示例3中的光接收元件和光接收装置的配置和结构可以与示例1和示例2中的光接收元件和光接收装置的配置和结构相同，并且因此将省略其详细描述。
[0192]
[示例4]
[0193]
示例4也是示例1和示例2的变形。图16中示出了构成示例4中的光接收装置中的光接收元件单元的光接收元件中所包括的波长选择装置的示意性平面图。
[0194]
在示例4中的光接收元件中，每个波长选择构件67由周期性结构构成，并且周期性结构包括基底层(具体地，示例4中的基底绝缘层34)和设置在基底层(基底绝缘层34)上的
多个带状(格子状)导电材料层69。由线栅偏振元件50执行的透射的偏振方向(第二方向)和带状导电材料层69的重复方向彼此平行。换言之，带状导电材料层69的延伸方向是第一方向，并且带状导电材料层69的重复方向是第二方向。此外，导电材料层组68由排列在第二方向上并构成每个波长选择构件67的多个带状导电材料层69构成，多个导电材料层组69排列在第一方向上，并且构成每个波长选择构件67的导电材料层组68交替地排列在第一方向上。此外，在图16所示的示例中，两种类型的导电材料层组68被排列在第一方向上。
[0195]
以这种方式，在示例4中的光接收元件中，等离子滤波器由等离子共振体构成，其中多个带状(格子状)导电材料层69在第二方向上一字排列。在等离子滤波器中，在基底层(基底绝缘层34)上形成由例如铝(al)形成的矩形导电材料层69，在第二方向上具有导电材料层间距p
cl
，并且等离子滤波器的透射带根据导电材料层间距p
cl
而改变。即，随着导电材料层间距p
cl
变小，等离子滤波器的透射带更多地向短波长侧偏移，并且随着导电材料层间距p
cl
变大，等离子滤波器的透射带更多地向长波长侧偏移。
[0196]
根据这种结构，波长选择装置60能够透射多种(具体地讲是两种)波长的光，波长选择装置60能够透射期望波段的光。
[0197]
除了上述点之外，示例4中的光接收元件和光接收装置的配置和结构可以与示例1和示例2中的光接收元件和光接收装置的配置和结构相同，并且因此将省略其详细描述。
[0198]
[示例5]
[0199]
本公开的光接收装置(成像装置)可以应用于各种产品。例如，本公开的光接收装置(成像装置)可以实现为安装在任何类型的移动体上的装置，例如，汽车，电动车辆，混合电动车辆，摩托车，自行车，个人移动性，飞机，无人机，船舶以及机器人。
[0200]
图20是示出了车辆控制系统的示意性配置示例的框图，该车辆控制系统是可以应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例。
[0201]
车辆控制系统12000包括通过通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图20所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010，车身系统控制单元12020，车外信息检测单元12030，车内信息检测单元12040以及综合控制单元12050。此外，作为集成控制单元12050的功能配置，示出了微型计算机12051，音频图像输出单元12052和车载网络接口(i/f)12053。
[0202]
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010作为产生内燃机或驱动电动机等车辆的驱动力的驱动力生成器，向车轮传输驱动力的驱动力传输机制，调整车辆的转向角的转向机制，产生车辆的制动力的制动装置等控制装置发挥功能。
[0203]
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车身中的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统，智能钥匙系统，电动车窗装置或诸如车头灯，车尾灯，制动灯，转向信号和雾灯的各种灯的控制装置。在这种情况下，可以将从用于替代钥匙或各种开关的信号的便携式装置发射的无线电波输入到主体系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入并且控制车辆的门锁装置，电动车窗装置，灯等。
[0204]
车外信息检测单元12030检测安装有车辆控制系统12000的车辆外部的信息。例如，成像单元12031与车外信息检测单元12030连接。车外信息检测单元12030使成像单元
12031捕获车辆外部的图像并接收捕获的图像。另外，车外信息检测单元12030也可以基于接收到的图像，对道路上的人物，汽车，障碍物，标志，文字等进行物体检测处理，距离检测处理。
[0205]
成像单元12031是接收光并输出与接收的光量相应的电信号的光学传感器。成像单元12031能够将电信号作为图像进行输出或者将电信号作为测距信息进行输出。另外，成像单元12031接收到的光可以是可见光，也可以是红外光等不可见光。
[0206]
车内信息检测单元12040检测车内的信息。例如，检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041连接到车内信息检测单元12040。驾驶员状态检测单元12041包括例如捕获驾驶员的图像的摄像机，并且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息计算驾驶员的疲劳度或集中度或者可以确定驾驶员是否打瞌睡。
[0207]
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆的内部和外部的信息，计算驱动力生成器，转向机制或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(adas)的功能的协作控制，包括车辆碰撞避免或冲击减轻，基于车间距离的跟随行驶，车速维持行驶，车辆碰撞警告，车辆车道偏离警告等。
[0208]
另外，微型计算机12051基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040取得的车辆周边的信息，对驱动力生成器，转向机制，制动装置等进行控制，由此，能够进行不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协调控制。
[0209]
另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获取的车外信息，将控制命令输出到车身系统控制单元12020。例如，微型计算机12051可以通过根据由车外信息检测单元12030检测到的前面车辆或对面车辆的位置控制前照灯，来执行用于防眩光的协作控制，例如将远光切换为近光。
[0210]
音频图像输出单元12052将音频和图像中的至少一个的输出信号传输到可视或可听地向车辆的乘员或车辆的外部通知信息的输出装置。在图20所示的示例中，音频扬声器12061，显示单元12062和仪表盘12063被示为输出设备。例如，显示单元12062可包括车载显示器和抬头显示器中的至少一个。
[0211]
图21是表示成像单元12031的安装位置的示例的图。
[0212]
在图21中，车辆12100包括成像单元12101，12102，12103，12104和12105作为成像单元12031。
[0213]
成像单元12101，12102，12103，12104和12105可设置在诸如车辆12100的车辆内部的前鼻，侧视镜，后保险杠，后门，以及挡风玻璃的上部的位置处。设置在车辆内部的前鼻处的成像单元12101和设置在挡风玻璃的上部处的成像单元12105主要获得车辆12100的前视图图像。设置在侧视镜上的成像单元12102和12103主要获取车辆12100的横向侧上的图像。设置在后保险杠或后门上的成像单元12104主要获取车辆12100的后方的图像。由成像单元12101和12105获取的前视图图像主要用于前方车辆，行人，障碍物，交通信号，交通标志，车道等的检测。
[0214]
需注意，图21示出了成像单元12101至12104的成像范围的示例。成像范围12111指示设置在前鼻处的成像单元12101的成像范围，成像范围12112和12113分别指示设置在侧视镜处的成像单元12102和12103的成像范围，并且成像范围12114指示设置在后保险杠或
后门处的成像单元12104的成像范围。例如，通过使成像单元12101至12104捕获到的图像数据重叠，能够得到从上方观察到的车辆12100的俯瞰图像。
[0215]
成像单元12101至12104中的至少一个可具有用于获得距离信息的功能。例如，成像单元12101至12104中的至少一个可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
[0216]
例如，微型计算机12051尤其能够提取出车辆12100行驶的路径上的最近的三维物体，即，在与车辆12100大致相同的方向上以规定的速度(例如，0km/h以上)行驶的三维物体，基于从成像单元12101至12104获得的距离信息，获取与捕获范围12111至12114中的各个三维物体之间的距离和该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，来作为前方车辆。另外，微型计算机12051可以在前行车辆的前方设定应当提前保证的车间距离，并且可以执行自动制动控制(也包括跟随停止控制)或自动加速控制(也包括跟随起动控制)。由此，能够与驾驶员的操作无关地进行车辆自主行驶的自动驾驶等，能够进行协调控制。
[0217]
例如，微型计算机12051可以基于从成像单元12101至12104获得的距离信息将与三维物体有关的三维物体数据分类并提取为二轮车，普通车辆，大型车辆，行人和其他三维物体(诸如电线杆)，并且使用该三维物体数据用于自动躲避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100附近的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051可以确定指示与每个障碍物碰撞的风险的程度的碰撞风险，并且当碰撞风险具有等于或大于设定值的值并且存在碰撞可能性时，微型计算机12051可以通过经由音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶员输出警告并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或躲避转向来执行用于防碰撞的驾驶辅助。
[0218]
成像单元12101至12104中的至少一个可以是检测红外光的红外相机。例如，微型计算机12051可通过确定在由成像单元12101至12104捕获的图像中是否存在行人来识别行人。这种步行者的识别例如通过提取用作红外照相机的成像单元12101至12104的捕获图像中的特征点的过程和对表示对象的轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理以确定对象是否是步行者的过程来执行。当微型计算机12051判断为在成像单元12101至12104的捕获图像中存在行人并识别出行人时，音频图像输出单元12052控制显示单元12062，使得在识别出的行人上重叠并显示用于强调的正方形轮廓线。另外，音频图像输出单元12052可控制显示单元12062，使得在期望的位置处显示指示行人的图标等。
[0219]
此外，例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
[0220]
图22是示出可以应用根据本公开的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性配置的示例的示图。
[0221]
图22示出外科医生(医生)11131通过使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术操作的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括内窥镜11100，气腹管11111，通电治疗工具11112等其他手术器具11110，支承内窥镜11100的支撑臂装置11120，以及具有各种内窥镜手术用装置的手推车11200。
[0222]
内窥镜11100包括透镜镜筒11101和连接到透镜镜筒11101的近端的摄像机头11102，距离远端具有预定长度的透镜镜筒11101被插入到患者11132的体腔中。虽然在图示的示例中示出被配置为具有刚性透镜镜筒11101的所谓的刚性镜的内窥镜11100，但是内窥镜11100可被配置为具有柔性透镜镜筒的所谓的柔性镜。
[0223]
在透镜镜筒11101的远端设置有装配物镜的开口。光源装置11203连接到内窥镜11100，并且由光源装置11203产生的光被在透镜镜筒11101内部延伸的光导引导至透镜镜筒的远端并且经由物镜朝向患者11132的体腔中的观察对象照射。内窥镜1110可以是直视型内窥镜，也可以是透视型内窥镜或侧视型内窥镜。
[0224]
光学系统和成像元件被设置在摄像机头11102的内部，并且来自观察目标的反射光(观察光)通过光学系统会聚在成像元件上。通过成像元件对观察光进行光电转换，生成与该观察光对应的电信号，即与观察图像对应的图像信号。图像信号被作为raw数据传输至摄像机控制单元(ccu)11201。
[0225]
ccu 11201由中央处理单元(cpu)，图案处理单元(gpu)等构成，并且全面地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，ccu 11201从摄像机头11102接收图像信号，并且基于图像信号执行用于显示图像的各种类型的图像处理，例如，对图像信号的显影处理(去马赛克处理)。
[0226]
显示设备11202在ccu 11201的控制下基于ccu 11201已经经历图像处理的图像信号来显示图像。
[0227]
光源装置11203例如由发光二极管(led)等光源构成，将捕获手术部位等时的照射光供应到内窥镜11100。
[0228]
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户能够经由输入装置11204向内窥镜手术系统11000输入各种信息或指令。例如，用户输入用于改变内窥镜11100的成像条件(照射光的类型，倍率，焦距等)的指令。
[0229]
治疗工具控制装置11205对通电治疗工具11112进行驱动控制以烧灼或切割组织，封闭血管等。为了确保内窥镜11100的视野和外科医生的作业空间，气腹装置11206通过气腹管11111向体腔内输送气体，使患者11132的体腔膨胀。记录仪11207是能够记录与操作有关的各种信息的装置。打印机11208是能够以诸如文本，图像或图案的各种格式打印关于操作的各种类型的信息的装置。
[0230]
向内窥镜11100供应用于捕获手术部位的放射线光的光源装置11203例如可以由led，激光光源，或它们的组合构成的白光源构成。当通过rgb激光源的组合形成白光源时，可以高精度地控制每种颜色(每种波长)的输出强度和输出时序，并且因此，光源装置11203调整捕获图像的白平衡。此外，在这种情况下，来自各个rgb激光源中的每个的激光以时分方式被照射至观察目标，并且与照射时序同步地控制摄像机头11102的成像元件的驱动，使得可以以时分方式捕获与各个rgb对应的图像。根据该方法，不用对成像元件设置滤色器，就能够得到彩色图像。
[0231]
此外，可以控制光源装置11203的驱动以便以预定的时间间隔改变输出光的强度。可以通过与光的强度改变的时序同步地控制摄像机头11102的成像元件的驱动以时分方式获取图像，并且可以通过组合图像生成没有所谓的黑白的高动态范围图像。
[0232]
此外，光源装置11203可以被配置为能够提供具有与特殊光观察对应的预定波段的光。例如，在特殊光观察中，通过在普通观察中发出比照射光(即白光)窄的频带的光，该观察利用在身体组织中的依赖光吸收的波长，来进行以高对比度对诸如粘膜表层的血管的预定组织进行成像的所谓的窄频带光观察(窄频带成像)。或者，在特殊光观察中，也可以进行通过发出激发光而生成的荧光来获取图像的荧光观察。荧光观察可以通过向身体组织发
出激发光，并且从身体组织观察荧光(自发荧光观察)，或者将诸如吲哚菁绿(icg)的试剂局部地注入到身体组织，并且向身体组织发出与试剂的荧光波长对应的激发光以获得荧光图像来执行。光源装置11203能够供应与这样的特殊光观察对应的窄频带光和/或激发光。
[0233]
图23是示出图22中示出的摄像机头11102和ccu 11201的功能配置的示例的框图。
[0234]
摄像机头11102包括透镜单元11401，成像单元11402，驱动单元11403，通信单元11404和摄像机头控制单元11405。ccu 11201包括通信单元11411，图像处理单元11412，以及控制单元11413。摄像机头11102和ccu11201经由传输电缆11400彼此连接，使得它们可以彼此通信。
[0235]
透镜单元11401是设置在用于与透镜镜筒11101连接的部分处的光学系统。从透镜镜筒11101的远端得到的观察光被引导至摄像机头11102并且入射在透镜单元11401上。透镜单元11401被配置为组合包括变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜。
[0236]
成像单元11402包括成像元件。构成成像单元11402的成像元件可以是一个元件(所谓的单板型)或多个元件(所谓的多板型)。当成像单元11402由多板型构成时，例如，与rgb对应的图像信号由成像元件生成，并被合成，从而可获得彩色图像。可选地，成像单元11402可包括用于获取对应于3d(维度)显示的右眼和左眼的图像信号的一对成像元件。当进行3d显示时，外科医生11131可以更精确地确定手术部位中的生物组织的深度。这里，当成像单元11402由多板型构成时，可根据成像元件设置多个透镜单元11401。
[0237]
此外，成像单元11402可不必设置在摄像机头11102中。例如，成像单元11402可紧接物镜之后设置在透镜镜筒11101内部。
[0238]
驱动单元11403包括致动器，并且在摄像机头控制单元11405的控制下将透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。因而，可适当地调整由成像单元11402捕获的图像的倍率和聚焦。
[0239]
通信单元11404由用于向ccu 11201传输各种信息或者从ccu 11201接收各种信息的通信装置构成。通信单元11404通过传输电缆11400将从成像单元11402获得的图像信号作为raw数据传输至ccu 11201。
[0240]
通信单元11404从ccu 11201接收用于控制摄像机头11102的驱动的控制信号，并且将控制信号供应至摄像机头控制单元11405。控制信号包括例如关于成像条件的信息，诸如指示指定捕获图像的帧速率的信息，指示指定成像时的曝光值的信息和/或指示指定捕获图像的放大倍率和焦点的信息。
[0241]
应注意，成像条件(诸如上述的帧速率，曝光值，放大倍率以及聚焦)可以由用户适当地指定或者可以基于所获取的图像信号由ccu 11201的控制单元11413自动设置。在后者的情况下，在内窥镜11100中提供所谓的自动曝光(ae)功能，自动聚焦(af)功能和自动白平衡(awb)功能。
[0242]
摄像机头控制单元11405基于经由通信单元11404接收的来自ccu111201的控制信号控制摄像机头11102的驱动。
[0243]
通信单元11411包括用于向摄像机头11102传输各种类型的信息/从摄像机头11102接收各种类型的信息的通信装置。通信单元11411经由传输电缆11400接收从摄像机头11102传输的图像信号。
[0244]
此外，通信单元11411向摄像机头11102传输用于控制摄像机头11102的驱动的控
制信号。图像信号或控制信号可以通过电通信，光通信等传输。
[0245]
图像处理单元11412对作为从摄像机头11102传输的raw数据的图像信号执行各种类型的图像处理。
[0246]
控制单元11413进行关于使用内窥镜11100的手术部位等的捕获和通过捕获手术部位等获得的捕获图像的显示的各种控制。例如，控制单元11413生成用于控制摄像机头11102的驱动的控制信号。
[0247]
此外，控制单元11413使显示装置11202基于已经经受图像处理单元11412的图像处理的图像信号，显示通过对手术部位等进行成像而获得的捕获图像。在这种情况下，控制单元11413可使用各种图像识别技术来识别捕获图像中的各种对象。例如，控制单元11413通过检测捕获图像中包含的对象的边缘形状，颜色，能够识别使用了通电治疗工具11112时的钳子，特定的生物体部位，出血，雾沫等手术工具。当控制单元11413使显示装置11202显示所捕获的图像时，可使用识别结果使各种类型的手术辅助信息与手术部位的图像叠加并显示。当手术辅助信息叠加和显示并呈现给外科医生11131时，可以减少外科医生11131的负担，并且外科医生11131可以可靠地进行操作。
[0248]
将摄像机头11102连接到ccu 111201的传输电缆11400是与电信号的通信兼容的电信号电缆，与光通信兼容的光纤或者其复合电缆。
[0249]
在此，在示出的示例中，使用传输电缆11400执行有线通信，但是可以无线地执行摄像机头11102与ccu 11201之间的通信。
[0250]
在此，虽然内窥镜手术系统已经被描述为示例，但是根据本公开的技术可以应用于其他，例如，显微手术系统。
[0251]
虽然已经基于优选示例描述了本公开，但是本公开不限于这些示例。在示例中描述的光接收元件(光电转换元件，成像元件)，光接收装置和固态成像装置的结构和配置，制造方法和使用的材料是示例，并且可以适当地改变。这些示例的光接收元件可以适当地彼此组合。可以基于本公开的光接收装置使用固态成像装置捕获运动图像并执行感测。
[0252]
还可以配置混合有本公开的光接收元件和现有技术的光接收元件的光接收装置。即，例如，可以交替地设置本公开中的光接收元件单元和不包括线栅偏振元件的光接收元件单元。这种光接收装置包括本公开的光接收元件，并且因此可以配置除了执行正常成像之外同时能够获取偏振信息的光接收装置(固态成像装置)。即，可以向光接收装置(固态成像装置)提供用于在空间上执行入射光的偏振信息的偏振分离的偏振分离功能。具体地，可以在每个光接收元件(成像元件)中获得光强度，偏振分量强度和偏振方向，因此，例如，可以基于成像之后的偏振信息处理图像数据。例如，通过对通过对天空或窗户玻璃成像获得的图像的一部分，通过对水面成像获得的图像的一部分等应用期望的处理，可以强调或减少偏振分量或者分离各种偏振分量，并且可以提高图像的对比度并且删除不必要的信息。此外，具体地，可以例如通过指定在使用固态成像装置进行成像时的成像模式来进行这种处理。此外，通过固态成像装置可以移除窗户玻璃上的反射并且通过将偏振信息添加到图像信息使多个对象的边界(轮廓)清晰。或者，也可以检测路面的状况并检测路面上的障碍物。此外，可以执行对反射物体的双折射的图案的成像，延迟分布的测量，偏光显微镜图像的获取，物体的表面形状的获取，物体的表面特性的测量，移动物体(车辆等)的检测，诸如云分布的测量的气象观测，以及各种领域的应用。此外，还可以配置捕获三维图像的固态成
像装置。
[0253]
在一些情况下，可以采用在光电转换部的边缘部分形成具有嵌入其中的绝缘材料或遮光材料并且从基板延伸到线栅偏振元件的下侧的凹槽部分(元件隔离区域的类型)的模式。绝缘材料的示例可包括用于形成绝缘膜(绝缘膜形成层)或层间绝缘层的材料，并且遮光材料的示例可包括用于形成上述遮光膜24的材料。通过形成这样的沟槽部分，可以防止灵敏度的降低，偏振串扰的发生和消光比的降低。
[0254]
可以在光电转换部21之间设置波导结构。波导结构由折射率大于用于形成下层和层间绝缘层33的材料的折射率的薄膜构成，该薄膜形成在位于下层的光电转换部21与覆盖光电转换部21的层间绝缘层33之间的区域(例如，圆柱形区域)中(具体地，下层和层间绝缘层33的一部分)。从光电转换部21的上方入射的光被薄膜全反射并到达光电转换部21。光电转换部21相对于半导体基板31的正交投影图像位于构成波导结构的薄膜相对于半导体基板31的正交投影图像的内侧。光电转换部21相对于半导体基板31的正交投影图像由构成波导结构的薄膜相对于基板的正交投影图像包围。
[0255]
可替代地，聚光管结构可设置在光电转换部21之间。聚光管结构由金属材料或合金材料形成的遮光薄膜构成，该薄膜形成在位于下层的光电转换部21和覆盖光电转换部21的层间绝缘层33之间的区域(例如，圆柱形区域)中，并且从光电转换部21上方入射的光被薄膜反射并且到达光电转换部21。即，光电转换部21相对于半导体基板31的正交投影图像位于构成聚光管结构的薄膜的半导体基板31的正交投影图像的内侧。光电转换部21相对于半导体基板31的正交投影图像由构成聚光管结构的薄膜的半导体基板31的正交投影图像包围。例如，通过形成整个下层和层间绝缘层33，在下层和层间绝缘层33中形成圆形凹槽部分，然后利用金属材料或合金材料填充凹槽部分，可以获得薄膜。
[0256]
可以采用2
×
2像素共享方法，用于在2
×
2光电转换部中共享选择晶体管，复位晶体管，和放大晶体管，并且可以提供通过在不执行像素相加的成像模式下执行包括偏振信息的成像，以及在对2
×
2子像素区中的累积电荷执行fd相加的模式中对所有偏振分量进行积分而获得的正常捕获图像。
[0257]
此外，在示例中，已经作为示例描述了应用cmos型固态成像装置的情况，该cmos型固态成像装置被配置成使得检测与作为物理量的入射光的光量相对应的信号电荷的单位像素设置在矩阵中，但是本公开不限于应用于cmos型固态成像装置，并且还可应用于ccd型固态成像装置。在后一种情况下，通过具有ccd型结构的垂直传输寄存器在垂直方向传输信号电荷，并且在水平方向通过水平传输寄存器传输信号电荷，并且通过信号电荷的放大输出像素信号(图像信号)。此外，本公开并不局限于像素形成为二维矩阵的所有列式固态成像装置，并且为每个像素列设置列信号处理电路。进一步地，在一些情况下，还可以省略选择晶体管。
[0258]
此外，本公开的光接收元件(成像元件)不限于应用于检测可见光的入射光的光量的分布并且捕获该分布作为图像的固态成像装置，并且还可以应用于捕获红外光，x射线，颗粒等的入射光的光量的分布作为图像的固态成像装置。此外，在广义上，本公开可应用于所有固态成像装置(物理量分布检测装置)，诸如检测其他物理量(诸如压力和电容)的分布并捕获该分布作为图像的指纹检测传感器。
[0259]
此外，本公开不限于以行为单位按顺序扫描成像区中的单位像素并从单位像素中
读出像素信号的固态成像装置。本公开还可应用于以像素为单位选择任何像素并且从所选择的像素中以像素为单位读出像素信号的x-y地址型固态成像装置。固态成像装置可形成为一个芯片，或者可被配置为具有成像区和驱动电路或光学系统封装在一起的有成像功能的模块形状。
[0260]
此外，本公开不限于应用于固态成像装置，并且还可应用于成像装置。这里，成像装置指示相机系统(诸如数字静态相机或摄像机)和具有成像功能的电子设备(诸如移动电话)。安装在电子设备中的模块类型，即，相机模块也可以用作成像装置。
[0261]
其中本公开的固态成像装置201用于电子设备(相机)200中的示例在图19中被示出为概念图。电子设备200包括固态成像装置201，光学透镜210，快门装置211，驱动电路212，以及信号处理电路213。光学透镜210在固态成像装置201的成像表面上形成来自对象的图像光(入射光)的图像。因此，信号电荷在固态成像装置201中积累特时序间段。快门装置211控制固态成像装置201的光照射时段和光阻挡时段。驱动电路212提供用于控制固态成像装置201的传输操作和快门装置211的快门操作的驱动信号。固态成像装置201的信号传输由从驱动电路212提供的驱动信号(时序信号)执行。信号处理电路213执行各种信号处理。信号处理后的视频信号被存储在存储器等存储介质中，或者被输出到监测器。在这样的电子设备200中，可以实现固态成像器件201的像素尺寸的小型化和传输效率的改进，并且因此可以获得具有改进的像素特性的电子设备200。固态成像器件201可应用于不限于相机的电子设备200，并且还可以应用于诸如数字静态相机和用于诸如移动电话的移动设备的相机模块的成像器件。
[0262]
例如，可以基于本公开的光接收装置检测食物的味道和新鲜度。例如，在检测到表示金枪鱼，牛肉等的美味成分的肌红蛋白的情况下的检测带的峰值波长在580nm至630nm的范围内，并且半值宽度在30nm至50nm的范围内。在检测出表示金枪鱼，牛肉等的鲜度的油酸的情况下的检测带的峰值波长为980nm，并且半值宽度在50nm至100nm的范围内。检测到表示芜菁等叶菜的新鲜度的叶绿素的情况下的检测带的峰值波长在650nm至700nm的范围内，半值宽度在50nm至100nm的范围内。
[0263]
此外，可以基于本公开的光接收装置检测水果的糖含量和水含量。
[0264]
例如，在检测出指示香瓜类raiden的糖含量的果肉光路长度的情况下的检测带的峰值波长为880nm，并且半值宽度在20nm至30nm的范围内。在检测到指示raiden糖含量的蔗糖的情况下，检测带的峰值波长为910nm，并且半值宽度在40nm至50nm的范围内。检测到指示另一种香瓜raiden red糖含量的蔗糖的情况下的检测带的峰值波长为915nm，并且半值宽度在40nm至50nm的范围内。在检测到指示raiden red糖含量的水含量的情况下，检测带的峰值波长为955nm，并且半值宽度在20nm至30nm的范围内。
[0265]
检测指示苹果的糖含量的蔗糖的情况下的检测带的峰值波长为912nm，并且半值宽度在40nm至50nm的范围内。在检测到指示桔橙含水量的水的情况下的检测带的峰值波长为844nm，并且半值宽度为30nm。在检测指示桔橙糖含量的蔗糖的情况下的检测带的峰值波长为914nm，并且半值宽度在40nm至50nm的范围内。
[0266]
此外，可以基于本公开的光接收装置对塑料进行分类。例如，在检测出聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的情况下的检测带的峰值波长为1669nm，并且半值宽度在30nm至50nm的范围内。在检测出聚苯乙烯(ps)的情况下的检测带的峰值波长为1688nm，并且半值宽度在
30nm至50nm的范围内。在检测出聚乙烯(pe)的情况下的检测带的峰值波长为1735nm，并且半值宽度在30nm至50nm的范围内。在检测出聚氯乙烯(pvc)的情况下的检测带的峰值波长在1716nm至1726nm的范围内，半值宽度在30nm至50nm的范围内。检测出聚丙烯(pp)的情况下的检测带的峰值波长在1716nm至1735nm的范围内，半值宽度在30nm至50nm的范围内。
[0267]
此外，本公开的光接收装置可应用于切花的新鲜度管理。
[0268]
此外，本公开的光接收装置可应用于检查混合在食物中的异物。例如，本公开的光接收装置可应用于检测外来物质，诸如，混合在坚果和果实(诸如，杏仁，蓝莓，以及核桃)中的皮，壳，石，叶，枝，或木屑。此外，例如，本公开的光接收装置可应用于检测诸如混合在加工食品，饮料等中的塑料片的异物。可替代地，可以将本公开的光接收装置可应用于作为植被指数的归一化差分植被指数(ndvi)的检测。
[0269]
此外，例如，本公开的光接收装置可应用于基于从人皮肤的血红蛋白衍生的具有约580nm的波长的光谱形状和从包含在人皮肤中的黑色素色素衍生的具有约960nm的波长的光谱形状中的任一者或两者的人的检测。
[0270]
此外，例如，本公开的光接收装置可应用于生物特征检测(生物特征认证)，用户界面和签名的防伪和监控等。
[0271]
此外，本公开还可采用以下配置。
[0272]
[a01]《《光接收元件》》
[0273]
一种光接收元件，包括：
[0274]
从光入射侧开始的线栅偏振元件，波长选择装置和光电转换部，其中，波长选择装置包括多个波长选择构件，以及
[0275]
由等离子滤波器构成的波长选择构件透射具有不同波长的光。
[0276]
[a02]根据[a01]所述的光接收元件，
[0277]
其中，每个波长选择构件由周期性结构构成，以及
[0278]
周期性结构包括基板和设置在基板中的多个孔。
[0279]
[a03]根据[a02]所述的光接收元件，
[0280]
其中，当线栅偏振元件的光吸收轴被设置为第一方向，并且线栅偏振元件的光透射轴被设置为第二方向时，多个孔的排列方向平行于第二方向。
[0281]
[a04]根据[a03]所述的光接收元件，
[0282]
其中，孔组由排列在第二方向上并且构成每个波长选择构件的多个孔构成，并且多个孔组排列在第一方向上。
[0283]
[a05]根据[a04]所述的光接收元件，
[0284]
其中，构成每个波长选择构件的孔组在第一方向上交替地排列。
[0285]
[a06]根据[a01]所述的光接收元件，
[0286]
其中，每个波长选择构件由周期性结构构成，以及
[0287]
周期性结构包括基底层，设置在基底层上的点，以及设置在基底层上并且填充在点之间的介电材料。
[0288]
[a07]根据[a06]所述的光接收元件，
[0289]
其中，当线栅偏振元件的光吸收轴被设置为第一方向，并且线栅偏振元件的光透射轴被设置为第二方向时，多个点的排列方向平行于第二方向。
[0290]
[a08]根据[a07]所述的光接收元件，
[0291]
其中，点组由排列在第二方向上并且构成每个波长选择构件的多个点构成，并且多个点组排列在第一方向上。
[0292]
[a09]根据[a08]所述的光接收元件，
[0293]
其中，构成每个波长选择构件的点组交替地排列在第一方向上。
[0294]
[a10]根据[a01]所述的光接收元件，
[0295]
其中，每个波长选择构件由周期性结构构成，以及
[0296]
周期性结构包括基底层和设置在基底层上的多个带状导电材料层。
[0297]
[a11]根据[a10]所述的光接收元件，
[0298]
其中，当线栅偏振元件的光吸收轴被设置为第一方向，并且线栅偏振元件的光透射轴被设置为第二方向时，带状导电材料层的重复方向是第二方向。
[0299]
[a12]根据[a11]所述的光接收元件，
[0300]
其中，导电材料层组由排列在第二方向上并且构成每个波长选择构件的多个带状导电材料层构成，并且多个导电材料层组排列在第一方向上。
[0301]
[a13]根据[a12]所述的光接收元件，
[0302]
其中，构成每个波长选择构件的导电材料层组交替地排列在第一方向上。
[0303]
[b01]《《光接收装置》》
[0304]
一种光接收装置，包括：
[0305]
多个光接收元件单元，每个光接收元件单元由多个光接收元件构成，
[0306]
其中，构成每个光接收元件单元的光接收元件中的每一个从光入射侧包括线栅偏振元件，波长选择装置和光电转换部，
[0307]
波长选择装置包括多个波长选择构件，以及
[0308]
由等离子滤波器构成的波长选择构件透射具有不同波长的光。
[0309]
[b02]根据[b01]所述的光接收装置，
[0310]
其中，光接收元件单元包括以2
×
2阵列排列的四个光接收元件，
[0311]
由构成第一光接收元件的线栅偏振元件执行的透射的偏振方向为α度，
[0312]
由构成第二光接收元件的线栅偏振元件执行的透射的偏振方向为(α 45)度，
[0313]
由构成第三光接收元件的线栅偏振元件执行的透射的偏振方向为(α 90)度，以及
[0314]
由构成第四光接收元件的线栅偏振元件执行的透射的偏振方向为(α 135)度。
[0315]
[参考标号列表]
[0316]
10a，10a1，10a2，10a3，10a
4 光接收元件单元
[0317]
10b 光接收元件组
[0318]
11 光接收元件
[0319]
21 光电转换部
[0320]
22 构成存储部的栅极部
[0321]
23 构成存储部的高浓度杂质区
[0322]
24 遮光膜
[0323]
31 硅半导体基板
[0324]
32 布线层
[0325]
33 下层和层间绝缘层
[0326]
34 基底绝缘层
[0327]
35 层间膜
[0328]
36 上层和层间绝缘层
[0329]
50，501，502，503，50
4 线栅偏振元件
[0330]
51a 光反射层形成层
[0331]
52 绝缘膜
[0332]
52a 绝缘膜形成层
[0333]
52a 绝缘膜的缺口部
[0334]
53 光吸收层
[0335]
53a 光吸收层形成层
[0336]
54 布线部(层压结构)
[0337]
55 空间部(层压结构之间的间隙)
[0338]
56 保护膜
[0339]
57 第二保护膜
[0340]
58 第三保护膜
[0341]
59 框架部分
[0342]
60，601，602，603，60
4 波长选择装置
[0343]
60
’ꢀ
波长选择装置和延伸部
[0344]
60a 基板
[0345]
61，64，67 波长选择构件
[0346]
62 孔组
[0347]
63 孔
[0348]
65 点组
[0349]
66 点
[0350]
68 导电材料层组
[0351]
69 导电材料层
[0352]
81 片上微透镜
[0353]
100 固态成像装置
[0354]
101 光电转换部(成像元件)
[0355]
111 成像区(有效像素区域)
[0356]
112 垂直驱动电路
[0357]
113 列信号处理电路
[0358]
114 水平驱动电路
[0359]
115 输出电路
[0360]
116 驱动控制电路
[0361]
117 信号线(数据输出线)
[0362]
118 水平信号线
[0363]
200 电子设备(照相机)
[0364]
201 固态成像装置
[0365]
210 光学镜片
[0366]
211 快门装置
[0367]
212 驱动电路
[0368]
213 信号处理电路
[0369]
fd 浮动扩散层
[0370]
tr
mem 存储部分
[0371]
tr
trs 传输晶体管
[0372]
tr
rst 复位晶体管
[0373]
tr
amp 放大晶体管
[0374]
tr
sel 选择晶体管
[0375]vdd 电源
[0376]
mem 存储器选择线
[0377]
tg 传输栅极线
[0378]
rst 复位线
[0379]
sel 选择线
[0380]
vsl 信号线(数据输出线)。