图像传感器是应用在摄像机及摄像机这样的广泛领域的器件。
这些器件所使用的图像传感器由许多像素构成。而且，器件整体的效率 取决于像素的大小及像素结构。
在彩色用的器件中，通过将固体状态的、通常以有机材料为起源的吸收 滤光材料分别设置于各像素，可以将像素的类型分为红、绿、蓝三色。
为了改善像素内的效率，通常使用有像素尺寸的透镜，这是为了确保入 射光的焦点会聚在像素的感光元件上，使该像素捕捉尽可能多的可入射到像 素的光且不使其扩散到周围的像素。
但是，使用简单的像素尺寸的透镜是有限制的。随着入射光角度的增大， 其限制随之而来，使得光不能局限于入射到的该像素内。即，透镜可修正的 角度偏向的大小是有限的。像素的纵横尺寸比即其宽度占其高度比例的值越 小，则该影响越明显。
因此，最近将像素尺寸缩小的趋势意味着，利用标准的片上透镜技术控 制该混色的影响将变得更加困难。另外，由于通常需要有机抗蚀剂起源的材 料即各个滤色器，因而使这些器件的高度大大增加。而且，这些滤色器的存 在使纵横尺寸比减小而使混色的问题变大显著，特别是在像素尺寸变小时会 成为问题。
另外，若像素尺寸减小到1μm的宽度，则透镜的尺寸接近透过透镜的光 的波长，渐渐地不能起到透镜的作用。即，透镜将不能对透过其内部的光进 行会聚。
这样，若使像素尺寸变小，则基于现有的透镜的设计显然将不能保持有 利的效果。因此，要求用于将光保持在像素内的新的系统。
在标准的透镜中，作为即使是不充分的状况也朝向光线的方法，许多研 究者提出(例如参照专利文献1及专利文献2)使用菲涅耳透镜、衍射光学元 件透镜、数字透镜及那样的“人工的”透镜。
诚然，这样的结构在比普通的透镜更准确地引导光线方面是行之有效的， 但也有许多的缺点。作为该缺点，可列举波长依赖性高、制造工序复杂等。
但是，在小的尺寸的像素方面，必须对将引起更大的问题进行关注。即， 事实上，由于上述的设计需要用于起作用的物理空间、即必须有极大的宽度， 故而若要适用于小的像素则完全不实用。在最差的情况下，透镜变得比像素 大。该尺寸界限取决于入射光的波长，在大多情况下是根本性的界限。
专利文献1：日本特开2006-74055号公报
专利文献2：日本特开2006-351972号公报
如在上述大致说明，使光在越来越小的像素内会聚的问题达到用标准的 片上透镜技术无法克服的程度。
结果是，该问题在任何情况下将使混色的程度增大到虽不至于不能进行 颜色、色调的区别但却极难进行颜色、色调的区别的程度。
该情况主要是由于纵横尺寸比减小而使光从入射的像素向周围的像素泄 漏而引起的，在大的像素的设计中不会产生任何问题的入射角在小的像素尺 寸中已经不能成为决定因素。
值得指出的是，入射角是随着使光在图像传感器的表面会聚的摄像机镜 头的设定而变化的。这取决于该外部会聚系统的被称为F值的参数。
通过限制可使用的入射角，事实上限制了可使用的外部透镜的类型，进 而限制了在上述的图像传感器中可使用的系统。
虽然在大的像素及大的纵横尺寸比上存在该入射角的限制，但却是很大 的值。
在需要区别颜色、即需要将滤色器内设于器件中时的问题都是由上述那 样的结构的物理尺寸而造成的。
该问题是由制造图像器件的标准方法的基本设计而造成的。只要改变传 感器的基本设计就可解决这些问题。
在此，参照图15具体说明上述的问题。
图15(A)、(B)分别表示像素的上下方向的剖面。图15(A)表示大尺 寸的像素的剖面图，图15(B)表示小尺寸的像素的剖面图，所表示的各个 像素的高度都是相同的。
在各图中，51表示形成有感光元件即光电二极管的硅基板，52表示层间 的绝缘层等，53表示滤色器，54表示片上透镜。另外，大的箭头55表示以 从竖直方向稍稍倾斜地偏离的角度入射的光。结构内部的锥形的形状表示经 由片上透镜使光会聚的情况。
在图15(A)所示的大尺寸的像素中，倾斜入射光55在硅基板51表面 的焦点在入射的像素60内。
另一方面，在图15(B)所示的较小尺寸的像素中，在硅基板51表面的 焦点的位置变为入射到的具有红R滤色器53的像素60A之外，进入相邻的 具有绿G滤色器53的像素60B。
另外，实际上由于期待像素尺寸从最近5μm变成1.75μm左右并进一步 缩小，因而该图是留有余地的。
如图15(B)所示的通过自身的像素60A的片上透镜54而进入相邻的像 素60B的光显得不明亮。即，使得得到的图像信号不清晰。
这表示像素尺寸减少的进退两难，即使最大限度地有效利用片上透镜也 不会改善其特性。即，若超过一定角度则片上透镜将不能对角度进行修正。

为了解决上述的问题，本发明提供一种即使像素尺寸减小也不会发生混 色的结构的固体摄像元件及其制造方法、电子设备及电子设备的制造方法。
本发明的固体摄像元件及电子设备具备：基体，其对应于各个像素而设 有光接收部；棒状部件，其由透光的材料构成，在各像素的光接收部的上方 分别设置一个以上。
本发明的固体摄像元件及电子设备的制造方法包括如下的工序：在基体 上形成各像素的光接收部；在基体的上方形成由透光的材料构成的层；对该 层进行加工而在各像素的光接收部的上方分别形成一个以上的棒状部件。
根据上述的本发明的固体摄像元件及电子设备的构成，由于设有由透光 的材料构成的棒状部件，故而在各像素的棒状部件内使入射的光朝向下方且 能够以高的比率导向形成于该像素下方的基体的光接收部。
由此，可以抑制入射到棒状部件的光进入相邻的像素，可以抑制混色的 发生。
根据上述的本发明的固体摄像元件及电子设备的制造方法，由于对由透 光的材料构成的层进行加工而在各像素的光接收部的上方形成棒状部件，故 而可以比较容易地制造可抑制混色的发生的上述本发明的固体摄像元件及电 子设备。
根据上述的本发明可以抑制混色的发生且改善固体摄像元件的特性。
另外，根据本发明，即使是小的像素尺寸也不会发生混色。
附图说明
图1是本发明的固体摄像元件的第一实施方式的示意结构图(剖面图)；
图2是将杆的截面形状形成圆形的图1的固体摄像元件的主要部分的立 体图；
图3是将杆的截面形状形成矩形(方形杆)的图1的固体摄像元件的主 要部分的立体图；
图4(A)、(B)由两个构造比较表示混色的状态的图；
图5是表示使杆的粗细与三色光的波长相对应时的各杆的响应的波长分 布(光谱)的图；
图6是本发明的固体摄像元件的第二实施方式的示意剖面图；
图7是本发明的固体摄像元件的第三实施方式的示意剖面图；
图8是本发明的固体摄像元件的第四实施方式的示意剖面图；
图9是本发明的固体摄像元件的第五实施方式的示意剖面图；
图10是本发明的固体摄像元件的第六实施方式的示意剖面图；
图11是本发明的固体摄像元件的第七实施方式的示意剖面图；
图12是本发明的固体摄像元件的第八实施方式的示意剖面图(放大剖面 图)；
图13是本发明的固体摄像元件的第九实施方式的示意剖面图(放大剖面 图)；
图14是表示形成两个结构的相同像素尺寸的平均的图像传感器中的成荫 的量的测定结果；
图15(A)、(B)是说明纵横尺寸比及像素尺寸对混色的影响的图；
图16是本发明实施方式的摄像机的框图。
附图标记说明
1：硅基板
2：绝缘层
3：棒状部件(杆)
4：选择层
5：配线层
7：防反射层
8：层内透镜
9：光波导
10B、10G、10R：像素
11：钝化层
13：滤色器
15：滤色材料
16：反射层
17：折射率调节层

首先，在说明本发明的具体实施方式之前先说明本发明的概要。
在本发明的固体摄像元件及电子设备中，在各像素上，代替片上透镜而 设置由透光的材料构成的棒状(杆状)部件。棒状部件是用于将入射光导入 光电二极管等光接收部的部件，由透光的材料构成。
在此，与图15所示的同样，在现有的设有片上透镜的结构和本发明的设 有棒状部件的结构中对使光倾斜入射时的动作进行比较并示于图4。
图4(A)表示现有的设有片上透镜的结构，图4(B)表示本发明的设 有棒状部件的结构。分别使像素的宽度与硅基板及绝缘层的厚度相同。
在如图4(A)所示的现有的设有片上透镜的情况下，倾斜入射的光55 在通过片上透镜54而在硅基板51表面会聚成锥形时，从片上透镜54的某像 素60R泄漏而进入相邻的像素60G。
因此，必须进行从该相邻的像素60G的峰值增益中严格地抽出受像素60R 影响的混色的大小的信号处理。
在图4(B)所示的设有棒状部件的情况下，倾斜入射的光20分别进入 各棒状部件(以下有时也称为“杆”)3且沿着该杆3的长度方向(即上下方 向)传导。同时，与最近相邻的杆3发生相互作用，使倾斜向斜方向的光恢 复成不倾斜的状态。这样，入射光的大部分以在其原来的像素内进入硅基板1 的方式被传导。
由此，可得到非常准确的峰值增益。
因此，与现有的片上透镜的情况相比较，可抑制混色的发生且可改善固 体摄像元件的特性。
另外，在图4(B)所示的设有棒状部件的情况下，若进一步增大入射角， 则光将进入相邻的像素，故而入射角具有上限。
但是，与现有的片上透镜的情况相比较时，由于入射角的上限变得相当 大，因而可显著改善器件。
另外，图4是以二维结构说明发生的现象的，但在实际的固体摄像元件 中是三维结构，各像素被邻接的八个像素包围。
可以将棒状部件(杆)3的截面形状可形成为圆形、矩形、六边形及其它 各种形状。
只要是能够形成杆3，则杆3的截面形状就不作特别限定。
另外，杆3的直径及宽度可以在上下方向一样(大致一定)，也可以在上 下有差别。
棒状部件(杆)3例如在形成有杆3的材料(透光的材料)的层之后，通 过利用各向异性蚀刻等将该层加工成棒状而可以很容易地制作。
当棒状部件(杆)3过低时，传导光的效果减弱，因此，杆3需要有一定 的高度。典型的范围是300nm以上。
另一方面，杆3的高度的上限取决于蚀刻技术及杆3的制作方法。若采 用不好的制作方法，则会生成带有一定程度以上的角度的锥状杆3，故而不予 优选。
而且，杆3的高度的最为典型的值为0.5μm～6μm的范围。
对应各个像素的杆3的根数主要取决于其像素的大小，大部分情况可认 为是，将杆3尽可能地装满像素上时可得到更良好的结果。
但是，在有些情况下，通过在各像素的端缘部分设置200nm左右的没有 杆3的自由区域以促进良好的响应。
在一个像素设置多个杆3时、在相同像素内相邻的杆3之间的空间大小 是根据邻接的杆3间的耦合的强度而设定的。
相邻的杆3间的耦合过强时，光已经不能区分各杆3而是将它们全部一 起作为一个大的杆3使用。该情况显然是由于杆3的宽度被识别得很大，而 导致损害必要的波长依存性。
另一方面，通过空间使相邻的杆3相离过远，意味着将浪费可使用的图 像传感器的表面区域。
因此，对在相同像素内邻接的杆3的空间的大小加以权衡，通常使用50～ 200nm范围的空间，优选使用100nm的空间。
另外，杆还具有根据杆3的直径及宽度等即水平方向的尺寸而使与其尺 寸相对应的波长频带的光透过的特性。
因此，将杆3的水平方向的尺寸在同一像素内形成相同尺寸，并且根据 像素而有一定程度的差异，由此，与现有的滤色器同样地，能够对各像素设 定接收的光的波长频带(例如R、G、B中的一种颜色)。而且，通过设置透 过的光的波长频带不同的多种杆3，并且将具有各种杆3的像素有规则地配 置，能够与现有的滤色器同样地得到彩色图像。
接下来，说明本发明的具体实施方式。
首先，图1表示本发明的固体摄像元件的第一实施方式的示意结构图(剖 面图)。
本实施方式表示将本发明应用于CMOS型固体摄像元件的情况。
虽未作图示，该固体摄像元件在硅基板1内对应于各个像素10B、10G、 10R上而形成由光电二极管构成的光接收部。
另外，虽未作图示，在硅基板1上还形成有像素内的MOS晶体管(电荷 传送晶体管、放大晶体管、像素选择晶体管等)及周边电路的MOS晶体管。
在硅基板1的上方，在绝缘层2中形成有三层配线层5。
这些配线层5是将像素10B、10G、10R的光电二极管及未图示的晶体管 与周边电路及外部连接的金属配线。而且，如图中箭头所示，光在这些配线 层5之间通过而入射到硅基板1中的光接收部(光电二极管)。
另外，为了防止在硅基板1的表面发生光反射，在绝缘层2与硅基板1 之间设有防反射层7。
绝缘层2表示为一层，但有时也由材料及形成方法不同的多个绝缘层构 成。
本实施方式的固体摄像元件中，特别是在各像素10B、10G、10R的上部 表面设有由透光的材料构成的棒状部件(杆)3。
该杆3在水平面上垂直地在上下方向延伸而形成。
这样，通过在各像素10B、10G、10R上设置杆3，如图4(B)中所说明 地，可以由杆3将入射的光导向下方的光接收部。
作为杆3的材料，可以使用SiO2、SiN、SiON、SiC、金属氧化物、聚碳 酸酯(PC)树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)、聚氯乙烯树 脂(PVC)、光致抗蚀剂材料等。
优选使用不仅可使光透过且可容易地形成所期望的杆3的形状的材料。
如上所述，在形成作为杆3的材料的透光的材料的层之后，通过各向异 性蚀刻等将该层加工成棒状，由此可以容易地制作杆3。
在杆3之下具有选择层4。该选择层4由与杆3相同的材质构成，以促进 光从杆3向硅基板1传导。
在通过上述的各向异性蚀刻加工成棒状时，未加工到下层而将最下部保 留一部分，由此可形成该选择层4。
另外，在选择层4与其下层的绝缘层2之间设有用于使折射率一致的层6。
在本实施方式的固体摄像元件中，在蓝B像素10B上形成有4个细杆3， 在绿G像素10G上形成有三个稍粗的杆3，在红R像素10R上形成有三个更 粗的杆3。即，对应于像素的颜色来改变杆3的粗细(即宽度及直径等水平方 向的尺寸)及条数。另一方面，将同一像素内的三个或者四个杆3形成相同 的粗细。
杆3的粗细与由光接收部接收的颜色的光的波长频带相对应，在接收波 长长的光的红R像素10R内形成粗杆3，随着由绿G像素10G、蓝B像素10B 接收的光的波长的变短，杆3的粗细也相应地变小。
这样，与由各像素10B、10G、10R的光接收部接收的颜色的光的波长频 带相对应，将杆3的粗细设定为三种类型。由此，由于杆3根据粗细而具有 波长频带的选择性，因而可以使杆3保持滤光片的功能。而且，通过有规则 地配置具有各种杆3的像素，可以进行彩色图像的检测。
在此，图5表示与如图1所示地使杆3的粗细与由光接收部接收的三色 的光R、G、B的波长相对应的情况下的各杆3的响应的波长分布(光谱)。
由图5得知，与带通滤波器即通常的滤光片不同，在杆3的情况下，是 作为将长波长侧截止的滤光器而响应的。
该事实意味着，通过减去各颜色的滤光器的响应而生成色度信号。即， 为了得到实际的红色信号，只要从红色像素的响应中减去绿色像素的响应即 可。
形成杆3的该构成的优点在于，红色像素的响应是白色的响应即全色的 响应，可以提高传感器相对于低明亮度的灵敏度。再者，与标准的图像传感 器相对称，蓝色像素噪声最少。另外，已经不需要外部的红色截止滤波器。
该构成的缺点在于，通过减去各响应，噪声增大的可能性提高，在这一 点上需要引起注意。
由于图1表示杆3的剖面图，故而没有表示杆3的截面形状。如前所述， 可以将杆3的截面形状形成圆形、矩形、六边形等任意的形状。其中，图2 表示将杆3的截面形状形成圆形时的主要部分的立体图，图3表示将杆3的 截面形状形成矩形(方形杆)时的主要部分的立体图。
图2及图3表示将像素的颜色排列形成为三色B、G、R的带状时的绿色 G像素整体、和左右的蓝色B及红色R像素的一部分，表示两行像素。
图2及图3中，在绿色G像素中设有纵横各三个合计九个杆3。
对于杆3以外的构成而言，图2及图3都与图1一样。
较之将杆3的截面形状形成图2所示的圆形状，优选将其形成图3所示 的矩形(方形杆)。通过将截面形状形成矩形即方形杆，可以很好地控制杆3 间的相互作用。另外，将由圆形的杆产生的假反射引起的光量损失降低，能 够将假反射的反射光大部分由相邻的杆拾取。
为了使杆3的波长频带的选择性良好，例如如以下说明地来设定杆3的 宽度或直径。
在红色像素10R内例如设置宽度或者直径为610nm左右的杆3。
其中，杆3最佳的宽度或者直径根据固体摄像元件的外部摄像机镜头的F 值和通过摄像机镜头后的光的入射角度的平均而变化，为了在图像传感器的 端部的像素上对入射角度进行补偿而设定为低值。
因此，将杆3的宽度或者直径的最佳的范围设为500nm～620nm。
在绿色像素10G内例如设置宽度或者直径为560nm左右的杆3。
其中，杆3最佳的宽度或者直径根据固体摄像元件的外部的摄像机镜头 的F值和通过摄像机镜头后的光的入射角度的平均而变化，为了在图像传感 器的端部的像素上对入射角度进行补偿而设定为低值。
因此，将杆3的宽度或者直径的最佳的范围设为480nm～570nm。
在蓝色像素10B设置宽度或者直径例如为470nm左右的杆3。
其中，杆3最佳的宽度或者直径根据固体摄像元件的外部的摄像机镜头 的F值和通过摄像机镜头后的光的入射角度的平均而变化，为了在图像传感 器的端部的像素上对入射角度进行补偿而设定为低值。
因此，将杆3的宽度或者直径的最佳的范围设为420nm～480nm。
根据上述的本实施方式的固体摄像元件，在各像素10B、10G、10R的上 部表面设有由透光的材料构成的棒状部件(杆)3。由于利用该杆3可以使入 射到各像素的杆3的光朝向下方，因而能够以高的比率将其导向形成于该像 素的下方的硅基板1的光接收部。
由此，可以抑制入射到杆3的光进入相邻的像素进而可抑制混色的发生。
另外，根据本实施方式的固体摄像元件，将杆3的粗细设定为与由各像 素10B、10G、10R的光接收部接收的颜色的光的波长相对应的三种类型。因 此，由于杆3因粗细而具有波长频带的选择性，故而可以使杆3具有滤光片 的功能。
由此，如图1所示，即使没有现有技术中设置的滤色器层也可以对色彩 进行选别。
而且，由于没有滤色器层，杆3与硅基板1之间的距离相应地缩短，从 该观点来看也可以抑制混色的发生。
因此，可以抑制混色的发生而改善固体摄像元件的特性。
另外，即使在小像素尺寸中也可以不发生混色。
另外，图2及图3中将像素的颜色排列形成三色B、G、R的带状，但是 也可以采用拜尔配列(ベイヤ—配列)等其它颜色配列。
接下来，对本发明的固体摄像元件的其它实施方式做以下说明。
其次，图6表示本发明的固体摄像元件的第二实施方式的示意剖面图。
本实施方式除了图1所示的第一实施方式的构成之外，还在绝缘层2的 内部的配线层5的上方设有层内透镜8。
层内透镜8将上表面形成凸面、将下表面形成平面。由此，可以使从上 方的杆3入射到层内透镜8的光进一步会聚并导入到硅基板1的光接收部。
层内透镜8使用折射率比周围的绝缘层2高的材料。
另外，有时也将周围的绝缘层2形成材料及形成方法在层内透镜的下层 和层内透镜的上层不同的绝缘层。
根据本实施方式的固体摄像元件，可以与上述实施方式的固体摄像元件 同样地抑制入射到杆3的光进入相邻的像素，可以抑制混色的发生。另外， 即使没有现有技术中设置的滤光片的层也可以对色彩进行选别。
另外，根据本实施方式的固体摄像元件，由于在杆3与硅基板1之间设 有层内透镜8，故而可以利用层内透镜8使来自杆3的光会聚，从而可以增加 入射到光接收部的光量。
另外，图6中将层内透镜8的上表面形成凸面、将下表面形成平面，但 是只要是产生使入射的光会聚的透镜作用，则也可以将层内透镜的上下表面 形成其它形状。例如，可考虑上表面为平面、下表面为凸面的结构以及上表 面及下表面都是凸面的结构。
其次，图7表示本发明的固体摄像元件的第三实施方式的示意剖面图。
本实施方式中，除了图1所示的第一实施方式的构成之外还在绝缘层2 内部的包含配线层5之间的部分设有光波导9。
光波导9通过在绝缘层2内开槽且埋入该槽的内部而构成。
关于光波导9的材料，优选使用折射率与周围的绝缘层2有很大区别的 材料。光波导9与周围的绝缘层2的折射率的差别越大则导波效果越好。
根据本发明的固体摄像元件，可以与第一实施方式的固体摄像元件同样 地抑制入射到杆3的光进入相邻的像素，可以抑制混色的发生。另外，即使 没有现有技术中设置的滤光片层也可以对色彩进行选别。
再者，根据本实施方式的固体摄像元件，由于在杆3与硅基板1之间设 有光波导9，故而可以利用光波导9来传导光且增加入射到光接收部的光量。
即，在本实施方式中，可得到与如图6所示的第二实施方式的层内透镜8 大致同样的效果。另外，由于图6的层内透镜8设置在配线层5的上方，而 本实施方式的光波导9也包括配线层5之间而构成，因此，可以进一步降低 整体的高度。这样，通过降低整体的高度还可以改善混色的问题。
另外，较之可形成层内透镜8的像素尺寸的界限，即使小的像素尺寸也 可形成光波导9，从而可以应用于比第二实施方式还小的像素尺寸。
其次，图8表示本发明的固体摄像元件的第四实施方式的示意剖面图。
在之前的实施方式中都是将配线层5设置在硅基板1的上方。即，使光 从配线层5侧照射到光接收部的表面照射型的结构。
而在本实施方式中，将配线层5设置在硅基板1的下方，形成使光从与 配线层相反的一侧照射到光接收部的背面照射型的结构。
配线层5及其周围的绝缘层2位于硅基板1的下方，在用于使杆3之下 的选择层4的更下面的折射率一致的层6与硅基板1之间设有钝化层12。另 外，在钝化层12与硅基板1之间设有用于使折射率一致的层11，在钝化层 12的上下具有用于使折射率一致的层6、11。
其它的构成与如图1～图3所示的实施方式一样，因而省略了重复的说 明。
根据本实施方式的固体摄像元件，可以与之前的各实施方式的固体摄像 元件同样地抑制入射到杆3的光进入相邻的像素，可以抑制混色的发生。另 外，即使没有现有技术中设置的滤光片层也可以对色彩进行选别。
另外，根据本实施方式的固体摄像元件，由于在与光入射的杆3相反侧 设有配线层5，因而可以使硅基板1与杆3的距离变近。由此，可进一步降低 混色。
而且，可以使来自杆3的输出大部分直接进入硅基板1的表面，从而可 提高光的利用效率。
另外，由于可使从杆3至硅基板1的结构变得简单，故而不受像素尺寸 的限制。因此，也可以应用于极小的像素尺寸。
其次，图9表示本发明的固体摄像元件的第五实施方式的示意剖面图。
在本实施方式中，除了图8所示的第四实施方式的构成之外，还设有与 现有技术同样的滤光片。
具体而言，在选择层4与用于使折射率一致的层6之间设有三色B、G、 R滤光片13。
其它的构成与图8所示的第四实施方式同样，故而省略了重复的说明。
根据本实施方式的固体摄像元件，可以与上述实施方式的固体摄像元件 同样地抑制入射到杆3的光进入相邻的像素，可以抑制混色的发生。
另外，根据本实施方式的固体摄像元件，除了图8所示的第四实施方式 的构成之外，还设有三色B、G、R滤光片13，由此，可以利用各滤色器13 进行全部或者部分的色彩选别。
由此，可以并用杆3和滤色器13更明确地进行颜色选别。
其中，在本实施方式的构成中，由于杆3与硅基板1之间的高度增加了 滤色器13的量，因而难以应用于8所示的第四实施方式的构成可适用的极小 的可适用的像素尺寸。
另外，是否采用与滤色器13的并用，是否需要某种程度的颜色选别，根 据设计的用途而定。
另外，并用杆3和滤光片13的构成还可以应用于图1、图6及图7所示 的各实施方式的构成。
其次，图10表示本发明的固体摄像元件的第六实施方式的示意剖面图。
在本实施方式中，除了图8所示的第四实施方式的构成之外，还通过与 杆3不同的材料(填充剂)14将杆3的周围填埋。
作为埋在杆3周围的材料14可考虑聚合物(高分子材料)这样的具有适 当的可视光透过性的材料。
其它的构成由于与图8所示的第四实施方式同样，故而省略重复的说明。
根据本实施方式的固体摄像元件，可以与上述实施方式的固体摄像元件 同样地抑制入射到杆3的光进入相邻的像素，可抑制混色的发生。另外，即 使没有现有技术中设置的滤光片层也可以对颜色进行选别。
另外，根据本实施方式的固体摄像元件，由于由其它材料14将杆3的周 围填埋，故而可对杆3进行物理固定，可以保护细的杆3在使用时不至于破 损，从而可以维持保持杆3。
另外，由其它材料14将杆3的周围填埋的构成还可以应用于图1、图6、 图7及图8所示的各实施方式的构成。
其次，图11表示本发明的固体摄像元件的第七实施方式的示意剖面图。
在本实施方式中，除了图8所示的第四实施方式的构成之外，还由与各 个像素对应的三色B、G、R滤色材料15将杆3的周围填埋。
其它的构成由于与如图8所示的第四实施方式一样，故而省略重复的说 明。
根据本实施方式的固体摄像元件，可以与上述实施方式的固体摄像元件 同样地抑制入射到杆3的光进入相邻的像素，可以抑制混色的发生。
另外，根据本实施方式的固体摄像元件，由于利用滤色材料15将杆3的 周围填埋，故而可对杆3进行物理固定，可以保护细的杆3在使用时不至于 破损，从而可以维持保持杆3。
另外，利用三色B、G、R滤色材料15可以进行全部或者部分的颜色选 别。由此，并用杆3和滤色材料15可以更明确地进行颜色选别。
该构成中的将杆3周围填埋的(作为填充剂)滤色材料15，没有增大从 表面至形成有光接收部的硅基板1的高度的缺点，而是具有可提高颜色识别 能力这一有利且显著的效果。
另外，利用滤色材料15将杆3周围填埋的构成还可以应用于图1、图6、 图7、图8所示的各实施方式的构成。
在本发明中，将棒状部件(杆)以外的部分做成何种结构根据像素尺寸 及其结构的适用性而定。
另外，在用于得到黑白像素的固体摄像元件及主要对红外光进行接收检 测的固体摄像元件这样不需要抽出颜色信息的固体摄像元件中，遍及传感器 整体而形成共同的杆3即统一尺寸的杆3。
例如，在用于得到黑白像素的固体摄像元件的情况下，在各像素内设置 宽度或者直径为610nm左右的尺寸的杆3。
其中，杆3最佳的宽度或者直径根据固体摄像元件的外部的摄像机镜头 的F值和通过摄像机镜头后的光的入射角度的平均而变化，为了在图像传感 器端部的像素中对入射角度进行补偿而设定为低值。
因此，杆3的宽度或者直径的最佳的范围为590nm～640nm。
再者，以下表示对上述各实施方式的构成进行了变形的实施方式。
图12表示本发明的固体摄像元件的第八实施方式的示意构成图(放大剖 面图)。
在本实施方式中，对于图1所示的第一实施方式，在各杆3之间(没有 杆3的部分)的选择层4之上设有高反射率的反射层16。
作为这样的反射层16的材料，可列举Al、Au、W这样的金属及SiN、 SiC、TiO2这样的高折射率材料或者其它同样的氧化物。
另外，在层叠有反射率不同的多种膜而形成的多层膜中，可以将反射率 高的作为反射层16而使用。
这样，发现通过设置反射层16而失去了传感器的可使用的表面区域。但 是，在大多数情况下，由于最初从反射层16反射的光被相邻的杆3再利用且 朝向硅基板1的光接收部，故而可提高光的利用效率。
其它的构成由于与图1所示的第一实施方式相同，故而省略了重复的说 明。
根据本实施方式的固体摄像元件，可以与上述实施方式的固体摄像元件 同样地抑制入射到杆3的光进入相邻的像素，可以抑制混色的发生。
另外，根据本实施方式的固体摄像元件，除了图1所示的第一实施方式 的构成之外，通过在杆3之间的部分设置反射层16，可以将入射到反射层16 的光反射而由相邻的杆3再使用。由此，可以提高光的利用效率。
另外，在杆3之间的部分设置反射层16的构成还可应用于第二～第七各 实施方式的构成。在如第六及第七实施方式这样由填充剂14、15将杆3之间 填埋的情况下，将反射层设置在填充剂14、15与选择层4之间。
其次，图13表示本发明的固体摄像元件的第九实施方式的示意构成图(放 大剖面图)。
在本实施方式中，对于图12所示的第八实施方式，在各杆3的上表面设 有由具有杆3的材料与周围的材料(例如空气)的中间折射率的材料构成的 折射率调节层17。
在本实施方式中，仅在杆3的上表面形成有该折射率调节层17。
该折射率调节层17的典型的材料为SiON、SiO2、CaF、MgF、LiF。通 过将这些材料例如涂敷在杆3的上表面，可以形成折射率调节层17。
另外，为了进一步增加送入到杆3中的光量，还可以与上面同样地、在 杆3的侧面设置折射率调节层17。但是，该情况也存在下述缺点，减弱向杆 3照射的光的耦合，降低传导光的效率。
根据本实施方式的固体摄像元件，可以与上述实施方式的固体摄像元件 同样地抑制入射到杆3的光进入相邻的像素，可以抑制混色的发生。
另外，根据本实施方式的固体摄像元件，除了图12所示的第八实施方式 的构成之外，还在杆3的上表面设有由具有杆3的材料与周围的材料(例如 空气)的中间折射率的材料构成的折射率调节层17。因此，可抑制入射到折 射率调节层17的光发生反射，且使更多的光进入杆3。由此，可以进一步提 高光的利用效率。
另外，在杆3的上表面及侧面设置折射率调节层17的构成还可应用于不 设置反射层16的第二～第七各实施方式的构成。另外，还可以将第二～第七 各实施方式的构成和第九实施方式的设有反射层16及折射率调节层17的构 成进行组合。在第六及第七实施方式这样由充剂(埋入材料14及滤色材料15) 将杆3之间填埋的情况下，将折射率调节层17形成具有杆3与填充剂的折射 率的构成。
本发明特别是在不足2μm的小像素的图像传感器中改善了图像传感器的 特性，从而可以保持良好的特性。
显然，本发明由于可利用棒状部件(杆)将入射光高效地导入光接收部， 故而在大的像素的图像传感器中也是有用的。
通过本发明得到的主要的改善在于降低像素间的混色。
另外，通过本发明得到的主要的改善在于对沿着图像传感器的对角线的 成荫特性(シエ—デイング特性)的改善。
在此，将一方形成具有现有的标准的片上透镜的结构，将另一方形成具 有上述的本发明的杆的结构，且以相同像素尺寸准备这两个结构的平均图像 传感器。而且，对这些图像传感器中的成荫的量，具体而言，就是对光入射 到光电二极管的位置偏离光电二极管的中心的量进行了测定。测定结果如图 14所示。图14的横轴表示将图像传感器的摄像区域的中心部设为0时的测定 部位的位置x，图14的纵轴表示成荫的量。
理想的结果是遍及图像传感器的芯片整体都应该得到相同恒定的响应。
但是，随着其像素的位置变成芯片的端部，入射角度变得更尖而增大了 光入射的位置自像素中心的偏离，像素的峰值增益减少。
另一方面，由于在像素设计及/或外部透镜F值不合适的情况下，该峰 值增益的衰减将变得非常大，故而利用通常的方法不能进行修正，致使图像 传感器的芯片将不能使用。
由图14可知，发现在具有片上透镜的结构(LENS)的情况下，由于在 芯片上的位置x为+侧及-侧，绝对值都变大，从而发现大的偏移。这表示 由于像素尺寸的缩小而不能通过标准的透镜结构的光学设计进行补偿。
与此相对，由图14可知，通过采用具有简单的杆3的结构(RODS)，可 以以相同像素尺寸实现很大的改善。
图16表示本发明的各实施方式例的摄像机的剖面图。本实施方式的摄像 机为可进行静止图像拍摄或者运动图像拍摄的视频摄像机的例子。
本实施方式的摄像机通过形成或者安装而具有：以本申请发明的CCD、 CMOS传感器、CMD等为代表的固体摄像元件101、光学系统110、机械快 门装置111、信号处理电路112。光学系统110使来自被拍摄体的图像光(入 射光)在固体摄像元件101的摄像画面上成像。由此，固体摄像元件101内 在一定时间内储存有该信号电荷。
机械快门装置111对向固体摄像元件101的光照射时间及遮光时间进行 控制。
信号处理电路112进行各种信号处理。进行了信号处理的映像信号被储 存在存储器等存储介质或者被输出到监视器。
在上述实施方式中，举例进行说明的情况是，将以与可视光的光量相对 应的信号电荷作为物理量进行检测的单元像素应用于配置成行列状的固体摄 像元件101，但是，本发明不限于对固体摄像元件101的适用，还可以使用到 所有在像素阵列部的每个像素列配置有纵列电路而成纵列方式的固体摄像装 置。
另外，本发明不限于对可视光的入射光量的分布进行检测且作为图像拍 摄的固体摄像装置的适用，还可以应用于所有以红外线、X射线或者粒子等 的入射量的分布为图像进行拍摄的固体摄像装置及作为广义含义对压力及静 电容量等其它物理量的分布进行检测且作为图像进行拍摄的指纹检测传感器 等固体摄像装置(物理量分布检测装置)。
另外，本发明不限于以行单位按顺序对像素阵列部的各单元像素进行扫 描且从各单元像素读出像素信号的固体摄像装置，还可以应用于按像素单位 选择任意的像素且从该选择像素按像素单位读出信号的X-Y地址型的固体 摄像装置。
另外，固体摄像装置既可以是作为单片形成的方式，也可以是将摄像部 和信号处理部或者光学系统集中封装的具有摄像功能的模块状的方式。
另外，本发明不限于对固体摄像装置的应用，还可以应用于摄像装置。 在此，所谓的摄像装置是指数字静止摄像机及视频摄像机等摄像系统及手机 等具有摄像功能的电子设备。另外，有时将搭载于电子设备的上述模块状的 方式即摄像机模块形成摄像装置。
视频摄像机及数字静止摄像机尤其是面向手机等移动设备的摄像机模块 等摄像装置中，作为其固体摄像装置使用上述实施方式的固体摄像元件101， 由此，在该固体摄像元件101中可以得到结构简单且良好品质的图像。
在上述的各实施方式中，是将本发明应用于CMOS型固体摄像元件 (CMOS图像传感器)的情况，但是，本发明还可以应用于其它结构的固体 摄像元件。例如在CCD固体摄像元件(CCD图像传感器)中同样也可以使 用本发明。
在上述的实施方式中，构成了将由光电二极管构成的光接收部形成于硅 基板1的结构，但是，在本发明中，形成有光接收部的基体不限于硅基板1。 例如在由硅以外的半导体构成的半导体基体及在半导体基板上形成有半导体 外延层的半导体基体等上也可以适用本发明。
本发明不限于上述的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可采取其 它各种结构。