CN102544033A - 固体拍摄装置的制造方法及固体拍摄装置 - Google Patents
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Abstract
一实施例的固体拍摄装置的制造方法，包括：在具有多个光电二极管层的半导体基板的主面上形成第1透明树脂层的工序；通过采用光掩模使第1透明树脂层曝光并显影，在各个光电二极管上以相互离开的方式形成块状的透镜体的工序；通过加热并溶融多个块状的透镜体，以相互离开的方式形成半球状的多个第1透镜体的工序；在包含多个第1透镜体的半导体基板上形成蚀刻速率比第1透明树脂层快的第2透明树脂层的工序；通过蚀刻第2透明树脂层的全面使得第1透镜体的顶部露出为止，在各第1透镜体的除了顶部的表面形成第2透明树脂层组成的第2透镜体的工序。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2010年12月10日在日本提交的先前日本专利申请No.2010-275541的优先权的利益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及固体拍摄装置的制造方法及固体拍摄装置。
背景技术
传统的固体拍摄装置具有在半导体基板形成的多个光电二极管及在这些光电二极管上分别形成的多个微透镜。光电二极管及微透镜构成像素。
该传统的固体拍摄装置的制造方法如下。首先，在光电二极管上均匀涂布透镜材料。接着，通过使透镜材料曝光、显影，逐个像素形成块状的透镜体。接着，将块状的透镜体加热、溶融而形成半球状后，将其冷却、硬化，形成第1微透镜。然后，以埋入第1微透镜间的方式，同样形成第2微透镜。
根据该传统的固体拍摄装置的制造方法，在第1微透镜和第2微透镜之间不形成间隙，且第1、第2微透镜形成具有期望的曲率的半球状。这样，制造出具有连续球面形状的多个微透镜的高感光度的固体拍摄装置。
但是，为了形成这样的高感光度的固体拍摄装置，传统需要反复进行2次微透镜的形成工序。从而，传统的固体拍摄装置的制造方法存在制造时间长的问题。
而且，上述制造方法中，分别需要用于形成第1微透镜用的块状的透镜体的光掩模及用于形成第2微透镜用的块状的透镜体的光掩模。从而，制造固体拍摄装置所必要的成本也增大。
发明内容
本发明要解决的问题是提供不会使感光度劣化，可短时间且低成本制造的固体拍摄装置的制造方法及固体拍摄装置。
一实施例的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，包括：在具有多个光电二极管层的半导体基板的主面上形成第1透明树脂层的工序；通过采用光掩模使上述第1透明树脂层曝光并显影，在各个上述光电二极管上以相互离开的方式形成块状的透镜体的工序；通过加热并溶融多个上述块状的透镜体，以相互离开的方式形成半球状的多个第1透镜体的工序；在包含上述多个第1透镜体的上述半导体基板上形成蚀刻速率比上述第1透明树脂层快的第2透明树脂层的工序；通过蚀刻上述第2透明树脂层的全面使得上述第1透镜体的顶部露出为止，在上述各第1透镜体的除了顶部的表面形成上述第2透明树脂层组成的第2透镜体的工序。
另外，另一个实施例的固体拍摄装置，其特征在于，包括：形成了多个光电二极管层的半导体基板；在上述半导体基板的主面上且上述多个光电二极管上分别形成的半球状的多个第1透镜体；在这些多个第1透镜体的除了顶部的表面分别形成的折射率比上述第1透镜体高的多个第2透镜体。
根据上述构成的固体拍摄装置的制造方法及固体拍摄装置，不会使感光度劣化，可短时间且低成本制造。
附图说明
图1是第1实施例的固体拍摄装置的制造方法制造的固体拍摄装置的要部的顶面图。
图2是沿图1的二点划线X-X′的装置的要部截面图。
图3是沿图1的二点划线Y-Y′的装置的要部截面图。
图4是图1的固体拍摄装置的制造方法的说明图，是表示在滤色器层上形成第1透明树脂层的工序的与图1相当的顶面图。
图5是沿图4的二点划线X-X′的装置的要部截面图。
图6是沿图4的二点划线Y-Y′的装置的要部截面图。
图7是图1的固体拍摄装置的制造方法的说明图，是表示形成块状的透镜体的工序的与图1相当的顶面图。
图8是沿图7的二点划线X-X′的装置的要部截面图。
图9是沿图7的二点划线Y-Y′的装置的要部截面图。
图10是图1的固体拍摄装置的制造方法的说明图，是表示形成半球状的第1透镜体的工序的与图1相当的顶面图。
图11是沿图10的二点划线X-X′的装置的要部截面图。
图12是沿图10的二点划线Y-Y′的装置的要部截面图。
图13是图1的固体拍摄装置的制造方法的说明图，是表示在包含半球状的第1透镜体的滤色器层上形成第2透明树脂层的工序的与图1相当的顶面图。
图14是沿图13的二点划线X-X′的装置的要部截面图。
图15是沿图13的二点划线Y-Y′的装置的要部截面图。
图16是图1的固体拍摄装置的制造方法的说明图，是表示蚀刻第2透明树脂层的全面的工序的与图1相当的顶面图。
图17是沿图16的二点划线X-X′的装置的要部截面图。
图18是沿图16的二点划线Y-Y′的装置的要部截面图。
图19是是表示形成微透镜的蚀刻工序的图，是与图17的一部分对应的截面图。
图20是表示第2实施例的固体拍摄装置的制造方法制造的固体拍摄装置的要部的与图2相当的截面图。
图21是表示第2实施例的固体拍摄装置的制造方法制造的固体拍摄装置的要部的与图3相当的截面图。
具体实施方式
一实施例涉及的固体拍摄装置的制造方法具备形成第1透明树脂层的工序、形成块状的透镜体的工序、形成多个半球状的第1透镜体的工序、形成第2透明树脂层的工序及形成第2透镜体的工序。上述第1透明树脂层在具有多个光电二极管层的半导体基板的主面上形成。上述块状的透镜体在各个的上述光电二极管上以相互离开的方式形成多个。这些块状的透镜体通过采用光掩模使上述第1透明树脂层曝光、显影而形成。上述多个半球状的第1透镜体通过加热、溶融多个上述块状的透镜体而以相互离开的方式形成。上述第2透明树脂层是蚀刻速率比上述第1透明树脂层快的树脂层，以覆盖包含上述多个第1透镜体的上述半导体基板上的方式形成。通过蚀刻上述第2透明树脂层的全面直到上述第1透镜体的顶部露出为止，在上述各第1透镜体的除了顶部的表面形成上述第2透镜体。
另外，一实施例的固体拍摄装置具备半导体基板、半球状的多个第1透镜体及多个第2透镜体。上述半导体基板形成了多个光电二极管层。上述半球状的多个第1透镜体在上述半导体基板的主面上且上述多个光电二极管上分别形成。上述多个第2透镜体是折射率比上述第1透镜体高的透镜体，在上述多个第1透镜体的除了顶部的表面分别形成。
以下，参照附图详细说明上述的实施例的固体拍摄装置及其制造方法。
(第1实施例)
图1是由第1实施例的固体拍摄装置的制造方法制造的固体拍摄装置的要部的顶面图。图2是沿图1的二点划线X-X′的装置的要部截面图，图3是沿图1的二点划线Y-Y′的装置的要部截面图。另外，图1、图2及图3所示的R是透过带域为红色的波长带的红色滤色器层11r，B是透过带域为蓝色的波长带的蓝色滤色器层11b，G是透过带域为绿色的波长带的绿色滤色器层11g。R、G、B的各个含义在以下的各图中也同样。
如图1所示，固体拍摄装置在滤色器层11上具有相互无间隙地排列形成的连续球面状的多个微透镜12。滤色器层11是蓝色滤色器层11b、红色滤色器层11r及绿色滤色器层11g按格子状拜耳(Bayer)排列而成的。
各微透镜12是由圆状的第1透镜体12-1、和蚀刻速率比第1透镜体12-1快且折射率高的材料组成的四角形状的第2透镜体12-2构成的复合型的微透镜。
图1中视为圆状的第1透镜体12-1如图2及图3所示，实际为半球状。该第1透镜体12-1由例如蚀刻速率为0.5μm/分左右、折射率1.6左右的透镜材料组成。
图1中四角形状的第2透镜体12-2如图2及图3所示，实际上，以覆盖除了包含第1透镜体12-1的顶部O的部分区域的表面的方式形成。该第2透镜体12-2由例如蚀刻速率1.0μm/分左右，折射率1.7左右的微透镜材料组成。
这样，第1透镜体12-1及第2透镜体12-2构成的复合型的各微透镜12在蓝色滤色器层11b、红色滤色器层11r或绿色滤色器层11g的任一个上配置。多个微透镜12通过互相连接而形成，从而，多个微透镜12形成连续球面形状。
如图2及图3所示，包含上述的微透镜12及各色滤色器层11r、11b、11g的固体拍摄装置是所谓的表面照射型的固体拍摄装置。即，微透镜12及各色滤色器层11r、11b、11g是在例如硅组成的半导体基板13的主面上形成的固体拍摄装置。
在半导体基板13的主面即表面，形成多个光电二极管层14。多个光电二极管层14根据各色滤色器层11r、11b、11g的排列，排列形成为格子状。
半导体基板13的主面上，隔着均匀厚度的氧化膜15形成布线层16。布线层16中，层状形成多个布线16a，且在这些布线16a间形成使布线16a彼此绝缘的绝缘层16b。另外，在布线16a包含用于将光电二极管层14中光电变换的电荷向电压变换用的浮动扩散部(未图示)转送的读出栅极等。
布线层16的表面上顺序形成钝化膜17(表面保护膜17)及第1平坦化层18-1。而且，在表面平坦的第1平坦化层18-1的表面上，形成蓝色滤色器层11b、红色滤色器层11r及绿色滤色器层11g组成的滤色器层11。
滤色器层11的表面上，形成第2平坦化层18-2，该平坦化层18-2的表面上，形成上凸状的多个微透镜12。各微透镜12如上述，由半球状的第1透镜体12-1和第2透镜体12-2构成。
另外，第2透镜体12-2不同于通过溅射等的方法以均匀膜厚覆盖半球状的第1透镜体12-1的表面的方式形成的无反射涂层，第2透镜体12-2自身也起到会聚光的作用。
各微透镜12形成为具有期望的高度(H)及期望的曲率(C)。这里，期望的高度(H)及期望的曲率(C)是根据像素(单元)尺寸(L×L)(图1)、第1、第2透镜体的折射率(n1，n2)及从第2平坦化层18-2的顶面到光电二极管层14的顶面为止的距离(h)，使光最大地会聚到光电二极管层14而预先计算的值。
另外，微透镜12的高度(H)由半球状的第1透镜体12-1的高度确定。另外，微透镜12的曲率(C)由第2透镜体12-2对第1透镜体12-1的蚀刻速率的蚀刻速率的比确定。
上述的固体拍摄装置是由光电二极管层14和蓝色滤色器层11b、红色滤色器层11r、绿色滤色器层11g的任一个以及微透镜12形成像素，由这样的多个像素格子状排列而形成的。
接着，参照图4至图19说明以上说明的固体拍摄装置的制造方法。图4、图7、图10、图13、图16分别是说明第1实施例的固体拍摄装置的制造方法的与图1相当的顶面图。另外，图5、图8、图11、图14、图17分别是沿图4，图7，图10，图13，图16的二点划线X-X′的装置的要部截面图，图6、图9、图12、图15、图18分别是沿图4、图7、图10、图13、图16的二点划线Y-Y′的装置的要部截面图。
首先，在多个光电二极管层14格子状排列形成的半导体基板13的主面(表面)上，依次形成氧化膜15、布线层16、钝化膜17及第1平坦化层18-1。然后，在第1平坦化层18-1的表面上，形成滤色器层11。将蓝色滤色器层11b、红色滤色器层11r及绿色滤色器层11g分别与光电二极管层14的格子排列对应，格子状拜耳排列形成滤色器层11。另外，迄今为止的制造方法适当运用一般的制造方法即可。
然后，如图4至图6所示，在滤色器层11的表面上形成第2平坦化层18-2。接着，在第2平坦化层18-2的表面上，形成具有感光性、热流性的第1透明树脂层19-1。该第1透明树脂层19-1是之后成为半球状的第1透镜体12-1的层。作为第1透明树脂层19-1，例如采用蚀刻速率0.5μm/分左右，折射率1.6左右的透镜材料。
接着，如图7至图9所示，通过采用光掩模(未图示)使第1透明树脂层19-1曝光、显影，在各色滤色器层11r、11b、11g上，分别形成块状的透镜体20。
然后在加热并溶融各块状的透镜体20时，以不接触相邻的其他溶融的块状的透镜体20(半球状的第1透镜体12-1)的程度的大小形成。
另外，块状的透镜体20是例如图7所示八角形状，但是不限于该形状。但是，若设为越接近圆形的形状，则可以通过后工序越容易形成半球状。
接着，如图10至图12所示，加热、溶融各块状的透镜体20而形成半球状后，通过冷却、硬化，形成半球状的第1透镜体12-1。各块状的透镜体20形成半球状后，根据需要，也可以再实施后曝光，进一步硬化。这样形成的多个半球状的第1透镜体12-1相互离开地形成。
该工序中形成的半球状的第1透镜体12-1的高度形成为与预先设计的微透镜的高度(H)(图2，图3)大致一致的高度。
接着，如图13至图15所示，以覆盖包含多个半球状的第1透镜体12-1的第2平坦化层的表面的方式形成第2透明树脂层19-2。该第2透明树脂层19-2是在后工序中成为微透镜12的第2透镜体12-2的层。作为第2透明树脂层19-2，采用蚀刻速率比第1透明树脂层19-1快且折射率高的材料。具体地说，作为第2透明树脂层19-2，例如采用蚀刻速率1.0μm/分左右，折射率1.7左右的透镜材料。
接着，如图16至图18所示，蚀刻第2透明树脂层19-2的全面，直到包含半球状的第1透镜体12-1的顶部O的部分区域露出为止。从而，形成球面状的第1透镜体12-1及第2透镜体12-2组成的连续球面状的多个微透镜12。另外，蚀刻方法例如采用反应性离子蚀刻(RIE)等的干蚀刻。
这里，参照图19进一步详细说明该蚀刻工序。图19是形成微透镜12的蚀刻工序的示图，是与图17的部分对应的截面图。另外，以下的说明参照图17所示截面对应的图19进行说明，而图18所示截面中，也与图19同样进行蚀刻。
图16至图18所示蚀刻工序中，同样蚀刻第2透明树脂层19-2，直到半球状的第1透镜体12-1的顶部O露出为止。(图19(a))
但是，进行蚀刻到第1透镜体12-1的顶部O开始露出时，第1透镜体12-1的顶部O被稍微蚀刻的期间，第1透镜体12-1间的第2透明树脂层19-2被深蚀刻(图19(b))。这是因为，第2透明树脂层19-2的蚀刻速率比第1透镜体12-1快。
该蚀刻工序中，如图19(b)所示，第2透明树脂层19-2蚀刻时产生的反应生成物21的一部分附着到由第1透镜体12-1间的蚀刻形成的凹部22的侧面。从而，随着蚀刻的进行，蚀刻形成的凹部22的宽度W变窄，凹部22的深度D变深。此时，第1透镜体12-1的蚀刻速率比第2透镜体12-2慢，因此，即使如上述以凹部22变窄且深的方式进行蚀刻，第1透镜体12-1也几乎未被蚀刻。从而，微透镜12不形成坐垫状(顶部平坦的梯形状)，如图19(c)所示，在除了包含半球状的第1透镜体12-1的顶部O的部分区域的表面，形成膜厚从第1透镜体12-1的顶部O向圆周方向逐渐变厚的第2透明树脂层19-2组成的第2透镜体12-2。这样，形成由第1透镜体12-1及第2透镜体12-2组成的微透镜12。
另外，该蚀刻工序中，第1透镜体12-1的顶部O除去得越少，形成的微透镜12的表面越接近球面。从而，成为第1透镜体12-1的材料的第1透明树脂层19-1的蚀刻速率比第2透明树脂层19-2的蚀刻速率越慢越好。
如以上所示，根据本实施例的固体拍摄装置的制造方法，不必像传统那样多次反复微透镜的形成工序，可一次形成连续球面状的多个微透镜12。从而，本实施例的固体拍摄装置的制造方法与传统相比，可缩短制造时间。
另外，根据本实施例的固体拍摄装置的制造方法，可以减少块状的透镜体20形成时所需要的光掩模的数目。从而，本实施例的固体拍摄装置的制造方法与传统相比，可降低制造固体拍摄装置所需要的成本。
另外，根据这样制造的本实施例的固体拍摄装置，微透镜12由2种材料(第1透镜体12-1及第2透镜体12-2)组成，第2透镜体12-2比第1透镜体12-1的折射率高。从而，入射微透镜12的光在第1透镜体12-1的表面折射，在第1透镜体12-1和第2透镜体12-2的边界面再折射。从而，微透镜12中会聚的光的焦点与由单一的材料组成的微透镜比较，更接近微透镜12。从而，本实施例的固体拍摄装置与具有单一的材料组成的微透镜的传统固体拍摄装置比较，可以缩短微透镜12和光电二极管层14的距离h。因而，本实施例的固体拍摄装置可以比传统薄型化。
另外，根据上述制造的本实施例的固体拍摄装置，具有期望的高度(H)及曲率(C)的多个微透镜12形成连续球面状。入射该固体拍摄装置的光在各微透镜中2次折射，到达光电二极管层14。从而，本实施例的固体拍摄装置与由具有期望的高度(H)及曲率(C)、单一的材料组成的多个微透镜形成为连续球面状的传统的固体拍摄装置比较，可以更有效使入射的光会聚到光电二极管层14。因而，本实施例的固体拍摄装置与传统相比，可提高敏感度。
(第2实施例)
图20是第2实施例的固体拍摄装置的制造方法制造的固体拍摄装置的要部的示图，是与图2对应的截面图。另外，图21是第2实施例的固体拍摄装置的制造方法制造的固体拍摄装置的要部的示图，是与图3对应的截面图。另外，仅仅说明了该固体拍摄装置的制造方法制造的固体拍摄装置与第1实施例的固体拍摄装置的制造方法制造的固体拍摄装置的不同点，同样的部分附上同一的符号，其说明省略。另外，该固体拍摄装置的制造方法中，连续球面状的多个微透镜12的制造方法以外不同于第1实施例的方法，而连续球面状的多个微透镜12的制造方法相同。从而，制造方法的说明省略。
图20、图21所示的固体拍摄装置是所谓的背面照射型的固体拍摄装置。背面照射型的固体拍摄装置是以例如硅组成的半导体基板31的背面为主面的固体拍摄装置，在半导体基板31的背面即主面上，形成蓝色滤色器层11b、红色滤色器层11r及绿色滤色器层11g组成的滤色器层11，及半球状的第1透镜体12-1及第2透镜体12-2组成的连续球面状的多个微透镜12。
在半导体基板31，以贯通该基板31的方式格子状排列形成多个光电二极管层32。在这些光电二极管层32间，形成像素分离层33。
这样的半导体基板31的表面上，形成布线层16。在半导体基板31的背面的表面上，顺序层叠形成第1平坦化层18-1、滤色器层11及第2平坦化层18-2，第2平坦化层18-2的表面上，形成连续球面状的多个微透镜12。
如以上所示，本实施例的固体拍摄装置的制造方法，可一次形成连续球面状的多个微透镜12，形成多个微透镜12时，不需要多枚光掩模。从而，与第1实施例的固体拍摄装置的制造方法同样，与传统相比，可缩短制造时间，而且可以降低制造固体拍摄装置所必要的成本。
另外，这样制造的背面照射型的本实施例的固体拍摄装置，微透镜12由2种材料(半球状的第1透镜体12-1及第2透镜体12-2)组成，第2透镜体12-2比第1透镜体12-1的折射率高。从而，本实施例的固体拍摄装置与具有由单一的材料组成的多个微透镜的传统的固体拍摄装置比较，可以薄形化且提高敏感度。
而且，背面照射型的本实施例的固体拍摄装置从布线层16的相反侧接受光。从而，可容易进行布线层16内布线16a的设计，因此，可以使布线层16薄形化。因而，背面照射型的本实施例的固体拍摄装置与表面照射型的第1实施例的固体拍摄装置比较，进一步薄形化。
而且，背面照射型的本实施例的固体拍摄装置将经由微透镜12入射的光不经由布线层16会聚到光电二极管层32。从而，背面照射型的本实施例的固体拍摄装置与表面照射型的第1实施例的固体拍摄装置比较，可以进一步提高敏感度。
虽然说明了本发明的几个实施例，但是这些实施例只是作为例示，而不是限定发明的范围。这些新实施例可以各种各样的形态实施，在不脱离发明的要旨的范围，可进行各种省略、置换、变更。这些实施例及其变形也是发明的范围、要旨所包含的，同时也是权利要求的范围所述的发明及其均等的范围所包含的。
例如，本发明实施例的固体拍摄装置的制造方法中，多个微透镜12在连续球面状形成。但是，多个微透镜12也可以相互离开的方式形成。该场合，将半球状的第1透镜材料12-1形成得比上述的实施例小，同时延长第2透明树脂层19-2的蚀刻时间即可。
另外，本发明实施例的固体拍摄装置的制造方法中，半球状的第1透镜体12-1的全部高度相等。但是，第1透镜体12-1的高度也可以分别不同。该场合，最终形成的微透镜12的高度也不同。
另外，本发明实施例的固体拍摄装置的制造方法可以用于具有微透镜的固体拍摄装置的任何构造的固体拍摄装置的制造方法，例如，也同样可以适用不具备滤色器层的固体拍摄装置。
Claims (20)
1.一种固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，包括：
在具有多个光电二极管层的半导体基板的主面上形成第1透明树脂层的工序；
通过采用光掩模使上述第1透明树脂层曝光并显影，在各个上述光电二极管上以相互离开的方式形成块状的透镜体的工序；
通过加热并溶融多个上述块状的透镜体，以相互离开的方式形成半球状的多个第1透镜体的工序；
在包含上述多个第1透镜体的上述半导体基板上形成蚀刻速率比上述第1透明树脂层快的第2透明树脂层的工序；
通过蚀刻上述第2透明树脂层的全面使得上述第1透镜体的顶部露出为止，在上述各第1透镜体的除了顶部的表面形成上述第2透明树脂层组成的第2透镜体的工序。
2.权利要求1所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
上述第2透明树脂层是折射率比上述第1透明树脂层高的材料。
3.权利要求1所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
上述第2透明树脂层的蚀刻以在包括上述第1透镜体及上述第2透镜体的多个微透镜间不形成间隙的方式进行蚀刻。
4.权利要求1所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
上述第2透镜体以膜厚从上述第1透镜体的顶部向圆周方向逐渐变厚的方式形成。
5.权利要求1所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
上述蚀刻是反应性离子蚀刻。
6.权利要求1所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
上述块状的透镜体的水平截面形状是八角形。
7.权利要求1所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
包括上述第1透镜体及上述第2透镜体的微透镜的高度及曲率具有设计成可最有效地将照射该微透镜的表面的光会聚到上述光电二极管的高度及曲率。
8.权利要求7所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
上述微透镜的高度及曲率具有根据包含该微透镜及上述光电二极管的像素的尺寸、上述第1透镜体的折射率、上述第2透镜体的折射率及上述微透镜与上述光电二极管的距离而设计的高度及曲率。
9.权利要求8所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
上述微透镜的高度具有与上述第1透镜体的高度大致一致的高度。
10.权利要求8所述的固体拍摄装置的制造方法，其特征在于，
上述微透镜的曲率具有由上述第1透明树脂层和上述第2透明树脂层的蚀刻速率的比确定的曲率。
11.一种固体拍摄装置，其特征在于，包括：
形成了多个光电二极管层的半导体基板；
在上述半导体基板的主面上且上述多个光电二极管上分别形成的半球状的多个第1透镜体；
在这些多个第1透镜体的除了顶部的表面分别形成的折射率比上述第1透镜体高的多个第2透镜体。
12.权利要求11所述的固体拍摄装置，其特征在于，
上述第2透镜体是折射率比上述第1透镜体高的材料。
13.权利要求11所述的固体拍摄装置，其特征在于，
包括上述第1透镜体及上述第2透镜体的多个微透镜为连续球面状。
14.权利要求11所述的固体拍摄装置，其特征在于，
上述第2透镜体的膜厚从上述第1透镜体的顶部向圆周方向逐渐变厚。
15.权利要求11所述的固体拍摄装置，其特征在于，
包括上述第1透镜体及上述第2透镜体的微透镜具有可最有效地将照射该微透镜的表面的光会聚到上述光电二极管的高度及曲率。
16.权利要求15所述的固体拍摄装置，其特征在于，
上述微透镜具有根据包含该微透镜及上述光电二极管的像素的尺寸、上述第1透镜体的折射率、上述第2透镜体的折射率及上述微透镜与上述光电二极管的距离而设计的高度及曲率。
17.权利要求16所述的固体拍摄装置，其特征在于，
上述微透镜具有与上述第1透镜体的高度大致一致的高度。
18.权利要求16所述的固体拍摄装置，其特征在于，
上述微透镜具有由上述第1透镜体和上述第2透镜体的蚀刻速率的比确定的曲率。
19.权利要求11所述的固体拍摄装置，其特征在于，
上述第1透镜体在上述半导体基板的表面上形成。
20.权利要求11所述的固体拍摄装置，其特征在于，
上述第1透镜体在上述半导体基板的背面上形成。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US6157017A (en) * | 1998-03-05 | 2000-12-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Solid-state imaging devices having combined microlens and light dispersion layers for improved light gathering capability and methods of forming same |
| JP2001274369A (ja) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US7307788B2 (en) | 2004-12-03 | 2007-12-11 | Micron Technology, Inc. | Gapless microlens array and method of fabrication |
| US7205526B2 (en) * | 2003-12-22 | 2007-04-17 | Micron Technology, Inc. | Methods of fabricating layered lens structures |
| JP2009272422A (ja) | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Panasonic Corp | 光学半導体装置の製造方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6157017A (en) * | 1998-03-05 | 2000-12-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Solid-state imaging devices having combined microlens and light dispersion layers for improved light gathering capability and methods of forming same |
| JP2001274369A (ja) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| CN1973373A (zh) * | 2004-06-23 | 2007-05-30 | 凸版印刷株式会社 | 固态成像装置、其制造方法及用于固态成像装置的衬底 |
| US20090225435A1 (en) * | 2008-03-06 | 2009-09-10 | Ulrich Boettiger | Gradient index microlenses and method of formation |
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