JP2001085651A - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】マイクロレンズによる集光効率を上げてＣＣＤ
等の感度を向上させる。 【解決手段】 マイクロレンズ２１は上層部１９ａと下
層部１８ａからなる積層構造となっており、下層部１８
ａは上層部１９ａより小さい屈折率を有している。この
ため、マイクロレンズ２１の中央部２１ａと周辺部２１
ｂの屈折率が異なる。従って、周辺部２１ｂに入射され
た周辺光２２ｂは、中央部２１ａに入射された中央光２
２ａと同じようにフォトダイオード１３に集光される。
等の感度を向上させる。 【解決手段】 マイクロレンズ２１は上層部１９ａと下
層部１８ａからなる積層構造となっており、下層部１８
ａは上層部１９ａより小さい屈折率を有している。この
ため、マイクロレンズ２１の中央部２１ａと周辺部２１
ｂの屈折率が異なる。従って、周辺部２１ｂに入射され
た周辺光２２ｂは、中央部２１ａに入射された中央光２
２ａと同じようにフォトダイオード１３に集光される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズを
有する固体撮像素子及びその製造方法に係わり、特に、
マイクロレンズの構造及びその形成方法に関する。
有する固体撮像素子及びその製造方法に係わり、特に、
マイクロレンズの構造及びその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、図１２に示すように、半導体基板
３１上に電荷転送路層３２が形成され、半導体基板３１
内に感光層として例えばフォトダイオード３３が選択的
に形成される。この電荷転送路層３２上に遮光膜３４が
選択的に形成される。この遮光膜３４を覆うようにシリ
コン窒化膜３５が形成される。次に、全面に例えば有機
膜の平坦化層３６が形成され、この平坦化層上に各画素
毎に所定の色（ＲＧＢ）を有する色分離を目的としたカ
ラーフィルタ層３７が形成される。さらに、このカラー
フィルタ層３７上にレジスト膜３８が形成される。
３１上に電荷転送路層３２が形成され、半導体基板３１
内に感光層として例えばフォトダイオード３３が選択的
に形成される。この電荷転送路層３２上に遮光膜３４が
選択的に形成される。この遮光膜３４を覆うようにシリ
コン窒化膜３５が形成される。次に、全面に例えば有機
膜の平坦化層３６が形成され、この平坦化層上に各画素
毎に所定の色（ＲＧＢ）を有する色分離を目的としたカ
ラーフィルタ層３７が形成される。さらに、このカラー
フィルタ層３７上にレジスト膜３８が形成される。
【０００３】次に、図１３に示すように、レジスト膜３
８上に後述するマイクロレンズとしてマイクロレンズ材
料膜３９が形成される。
８上に後述するマイクロレンズとしてマイクロレンズ材
料膜３９が形成される。
【０００４】次に、図１４に示すように、マイクロレン
ズ材料膜３９上にパターン材料層４０が形成され、この
パターン材料層４０をパターニングしてパターン層４０
ａが形成される。
ズ材料膜３９上にパターン材料層４０が形成され、この
パターン材料層４０をパターニングしてパターン層４０
ａが形成される。
【０００５】次に、図１５に示すように、加熱してパタ
ーン層４０ａがリフローされ、レンズパターン層４０ｂ
が形成される。
ーン層４０ａがリフローされ、レンズパターン層４０ｂ
が形成される。
【０００６】次に、図１６に示すように、レンズパター
ン層４０ｂをマスクとして、マイクロレンズ材料膜３９
がＲＩＥなどで除去され、マイクロレンズ４１が形成さ
れる。
ン層４０ｂをマスクとして、マイクロレンズ材料膜３９
がＲＩＥなどで除去され、マイクロレンズ４１が形成さ
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のマイクロレンズ４１は、マイクロレンズ４１の形状
が半球状に近く、また屈折率は１．５〜１．６であっ
た。
来のマイクロレンズ４１は、マイクロレンズ４１の形状
が半球状に近く、また屈折率は１．５〜１．６であっ
た。
【０００８】このため、図１７に示すように、マイクロ
レンズ４１に光が入射された場合、周辺部４１ｂに入射
された周辺光４２ｂは、周辺部４１ｂの球面収差により
フォトダイオード３３の手前で焦点４３が結ばれる。つ
まり、フォトダイオード３３に集光しない光４４が生じ
る。
レンズ４１に光が入射された場合、周辺部４１ｂに入射
された周辺光４２ｂは、周辺部４１ｂの球面収差により
フォトダイオード３３の手前で焦点４３が結ばれる。つ
まり、フォトダイオード３３に集光しない光４４が生じ
る。
【０００９】また、周辺部４１ｂに入射された周辺光４
２ｂは、屈折率が１．５乃至１．６でレンズ曲面の接線
方向に近い入射光であるため反射しやすい。従って、周
辺部４１ｂには反射光４５が発生する。
２ｂは、屈折率が１．５乃至１．６でレンズ曲面の接線
方向に近い入射光であるため反射しやすい。従って、周
辺部４１ｂには反射光４５が発生する。
【００１０】このように、中央部４１ａに入射された中
央光４２ａと異なり、周辺光４２ｂはフォトダイオード
３３に集光されない場合がある。
央光４２ａと異なり、周辺光４２ｂはフォトダイオード
３３に集光されない場合がある。
【００１１】従って、マイクロレンズ４１による集光効
率が悪くＣＣＤの感度向上が困難であるという問題があ
った。
率が悪くＣＣＤの感度向上が困難であるという問題があ
った。
【００１２】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、マイクロレン
ズによる集光効率を上げてＣＣＤ等の感度を向上させる
ことが可能な固体撮像素子及びその製造方法を提供する
ことにある。
たものであり、その目的とするところは、マイクロレン
ズによる集光効率を上げてＣＣＤ等の感度を向上させる
ことが可能な固体撮像素子及びその製造方法を提供する
ことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために以下に示す手段を用いている。
成するために以下に示す手段を用いている。
【００１４】本発明の固体撮像素子は、半導体基板上に
形成された電荷転送路層と、前記半導体基板内にパター
ニングして形成されたフォトダイオードと、前記フォト
ダイオードが形成されていない前記電荷転送路層上に形
成された遮光膜と、前記フォトダイオード及び前記遮光
膜を覆う平坦化層と、前記平坦化層上に形成されたレン
ズとを具備する固体撮像素子であって、前記レンズは屈
折率の異なる複数の層を有し、この層は前記平坦化層に
近い層ほど低い屈折率の層である。
形成された電荷転送路層と、前記半導体基板内にパター
ニングして形成されたフォトダイオードと、前記フォト
ダイオードが形成されていない前記電荷転送路層上に形
成された遮光膜と、前記フォトダイオード及び前記遮光
膜を覆う平坦化層と、前記平坦化層上に形成されたレン
ズとを具備する固体撮像素子であって、前記レンズは屈
折率の異なる複数の層を有し、この層は前記平坦化層に
近い層ほど低い屈折率の層である。
【００１５】前記屈折率の異なる複数の層は、着色レジ
ストであってもよい。
ストであってもよい。
【００１６】また、本発明の固体撮像素子は、半導体基
板上に形成された電荷転送路層と、前記半導体基板内に
パターニングして形成されたフォトダイオードと、前記
フォトダイオードが形成されていない前記電荷転送路層
上に形成された遮光膜と、前記フォトダイオード及び前
記遮光膜を覆う平坦化層と、前記平坦化層上に形成され
たレンズとを具備する固体撮像素子であって、前記レン
ズは、第１のレジストと、前記第１のレジスト上に形成
された第２のレジストとを有し、前記第１のレジストの
屈折率は前記第２のレジストの屈折率より低い。
板上に形成された電荷転送路層と、前記半導体基板内に
パターニングして形成されたフォトダイオードと、前記
フォトダイオードが形成されていない前記電荷転送路層
上に形成された遮光膜と、前記フォトダイオード及び前
記遮光膜を覆う平坦化層と、前記平坦化層上に形成され
たレンズとを具備する固体撮像素子であって、前記レン
ズは、第１のレジストと、前記第１のレジスト上に形成
された第２のレジストとを有し、前記第１のレジストの
屈折率は前記第２のレジストの屈折率より低い。
【００１７】前記第１、第２のレジストは、着色レジス
トであってもよい。
トであってもよい。
【００１８】また、前記第１のレジストの屈折率をｎ
１、前記第２のレジストの屈折率をｎ２とする場合、
０．１＜ｎ２−ｎ１＜０．２の関係を満たしている。
１、前記第２のレジストの屈折率をｎ２とする場合、
０．１＜ｎ２−ｎ１＜０．２の関係を満たしている。
【００１９】前記第１のレジストの膜厚をＸ、前記第２
のレジストの膜厚をＹとする場合、Ｙ≧２Ｘの関係を満
たしている。
のレジストの膜厚をＹとする場合、Ｙ≧２Ｘの関係を満
たしている。
【００２０】本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導
体基板上に電荷転送路層を形成する工程と、前記半導体
基板内にパターニングによりフォトダイオードを形成す
る工程と、前記フォトダイオードが形成されていない前
記電荷転送路層上に遮光膜を形成する工程と、全面に平
坦化層を形成する工程と、前記平坦化層上にカラーフィ
ルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層上に第
１のレジスト膜を形成する工程と、前記第１のレジスト
膜上に、前記第１のレジスト膜の屈折率より高い屈折率
を有する第２のレジスト膜を形成する工程と、前記第２
のレジスト膜上にレンズパターン材料層を形成し、前記
レンズパターン材料層をパターニング及びリフローする
ことにより、レンズパターン層を形成する工程と、前記
レンズパターン層をマスクとして、前記第１、第２のレ
ジスト膜を除去し、積層構造のレンズを形成する工程と
を含んでいる。
体基板上に電荷転送路層を形成する工程と、前記半導体
基板内にパターニングによりフォトダイオードを形成す
る工程と、前記フォトダイオードが形成されていない前
記電荷転送路層上に遮光膜を形成する工程と、全面に平
坦化層を形成する工程と、前記平坦化層上にカラーフィ
ルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層上に第
１のレジスト膜を形成する工程と、前記第１のレジスト
膜上に、前記第１のレジスト膜の屈折率より高い屈折率
を有する第２のレジスト膜を形成する工程と、前記第２
のレジスト膜上にレンズパターン材料層を形成し、前記
レンズパターン材料層をパターニング及びリフローする
ことにより、レンズパターン層を形成する工程と、前記
レンズパターン層をマスクとして、前記第１、第２のレ
ジスト膜を除去し、積層構造のレンズを形成する工程と
を含んでいる。
【００２１】また、本発明の固体撮像素子の製造方法
は、半導体基板上に電荷転送路層を形成する工程と、前
記半導体基板内にパターニングによりフォトダイオード
を形成する工程と、前記フォトダイオードが形成されて
いない前記電荷転送路層上に遮光膜を形成する工程と、
全面に平坦化層を形成する工程と、前記平坦化層上に着
色された第１のレジスト膜を形成する工程と、前記第１
のレジスト膜上に、前記第１のレジスト膜の屈折率より
高い屈折率を有する着色された第２のレジスト膜を形成
する工程と、前記第２のレジスト膜上にレンズパターン
材料層を形成し、前記レンズパターン材料層をパターニ
ング及びリフローすることにより、レンズパターン層を
形成する工程と、前記レンズパターン層をマスクとし
て、前記第１、第２のレジスト膜を除去し、前記第１、
第２のレジスト膜からなる積層構造のレンズを形成する
工程とを含んでいる。
は、半導体基板上に電荷転送路層を形成する工程と、前
記半導体基板内にパターニングによりフォトダイオード
を形成する工程と、前記フォトダイオードが形成されて
いない前記電荷転送路層上に遮光膜を形成する工程と、
全面に平坦化層を形成する工程と、前記平坦化層上に着
色された第１のレジスト膜を形成する工程と、前記第１
のレジスト膜上に、前記第１のレジスト膜の屈折率より
高い屈折率を有する着色された第２のレジスト膜を形成
する工程と、前記第２のレジスト膜上にレンズパターン
材料層を形成し、前記レンズパターン材料層をパターニ
ング及びリフローすることにより、レンズパターン層を
形成する工程と、前記レンズパターン層をマスクとし
て、前記第１、第２のレジスト膜を除去し、前記第１、
第２のレジスト膜からなる積層構造のレンズを形成する
工程とを含んでいる。
【００２２】前記第１のレジストの屈折率をｎ１、前記
第２のレジストの屈折率をｎ２とする場合、０．１＜ｎ
２−ｎ１＜０．２の関係を満たしている。
第２のレジストの屈折率をｎ２とする場合、０．１＜ｎ
２−ｎ１＜０．２の関係を満たしている。
【００２３】前記積層構造のレンズにおいて、前記第１
のレジストの膜厚をＸ、前記第２のレジストの膜厚をＹ
とする場合、Ｙ≧２Ｘの関係を満たしている。
のレジストの膜厚をＸ、前記第２のレジストの膜厚をＹ
とする場合、Ｙ≧２Ｘの関係を満たしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００２５】［第１の実施例］まず、図１に示すよう
に、半導体基板１１上に電荷転送路層１２が形成され、
半導体基板１１内に感光層として例えばフォトダイオー
ド１３が選択的に形成される。この電荷転送路層１２上
に遮光膜１４が選択的に形成される。この遮光膜１４を
覆うようにシリコン窒化膜１５が形成される。次に、全
面に例えば有機膜の平坦化層１６が形成され、この平坦
化層上に各画素毎に所定の色（ＲＧＢ）を有する色分離
を目的としたカラーフィルタ層１７が形成される。さら
に、このカラーフィルタ層１７上にオーバーコート層と
なる第１の透明レジスト膜１８が形成される。ここで、
第１の透明レジスト膜１８の材料は、後述するマイクロ
レンズの下層部を兼ねるため、屈折率ｎ１が例えば１．
４乃至１．５である例えばアクリル系樹脂が用いられ
る。
に、半導体基板１１上に電荷転送路層１２が形成され、
半導体基板１１内に感光層として例えばフォトダイオー
ド１３が選択的に形成される。この電荷転送路層１２上
に遮光膜１４が選択的に形成される。この遮光膜１４を
覆うようにシリコン窒化膜１５が形成される。次に、全
面に例えば有機膜の平坦化層１６が形成され、この平坦
化層上に各画素毎に所定の色（ＲＧＢ）を有する色分離
を目的としたカラーフィルタ層１７が形成される。さら
に、このカラーフィルタ層１７上にオーバーコート層と
なる第１の透明レジスト膜１８が形成される。ここで、
第１の透明レジスト膜１８の材料は、後述するマイクロ
レンズの下層部を兼ねるため、屈折率ｎ１が例えば１．
４乃至１．５である例えばアクリル系樹脂が用いられ
る。
【００２６】次に、図２に示すように、第１の透明レジ
スト膜１８上に後述するマイクロレンズの上層部として
第２の透明レジスト膜１９が形成される。ここで、第２
の透明レジスト膜１９を形成する材料の屈折率ｎ２は、
屈折率ｎ１より高いことを特徴とする。また、屈折率ｎ
１と屈折率ｎ２の差は、式（１）を満たす関係であれば
よい。
スト膜１８上に後述するマイクロレンズの上層部として
第２の透明レジスト膜１９が形成される。ここで、第２
の透明レジスト膜１９を形成する材料の屈折率ｎ２は、
屈折率ｎ１より高いことを特徴とする。また、屈折率ｎ
１と屈折率ｎ２の差は、式（１）を満たす関係であれば
よい。
【００２７】０．１＜ｎ２−ｎ１＜０．２…（１） 従って、第２の透明レジスト膜１９の材料としては、屈
折率ｎ２が例えば１．５乃至１．６である例えばスチレ
ン系樹脂が用いられる。
折率ｎ２が例えば１．５乃至１．６である例えばスチレ
ン系樹脂が用いられる。
【００２８】次に、図３に示すように、第２の透明レジ
スト膜１９上にレンズパターン材料層２０ａが形成さ
れ、このレンズパターン材料層２０ａをパターニングし
てレジストパターン層（図示せず）が形成される。この
レジストパターン層がリフローされることにより、半球
面形状のレンズパターン層２０が形成される。
スト膜１９上にレンズパターン材料層２０ａが形成さ
れ、このレンズパターン材料層２０ａをパターニングし
てレジストパターン層（図示せず）が形成される。この
レジストパターン層がリフローされることにより、半球
面形状のレンズパターン層２０が形成される。
【００２９】次に、図４に示すように、第１、第２の透
明レジスト膜１８、１９に、点線で示すようなレンズパ
ターン層２０の形状を転写させる。つまり、レンズパタ
ーン層２０をマスクとして、例えばＲＩＥなどのエッチ
ングにより、第１、第２の透明レジスト膜１８、１９が
除去される。ここで、使用するエッチングガスは例えば
Ａｒ、Ｏ２等が用いられる。
明レジスト膜１８、１９に、点線で示すようなレンズパ
ターン層２０の形状を転写させる。つまり、レンズパタ
ーン層２０をマスクとして、例えばＲＩＥなどのエッチ
ングにより、第１、第２の透明レジスト膜１８、１９が
除去される。ここで、使用するエッチングガスは例えば
Ａｒ、Ｏ２等が用いられる。
【００３０】このようにして、図５に示すように、上層
部１９ａ、下層部１８ａを有する積層構造のマイクロレ
ンズ２１が形成される。ここで、上層部１９ａの膜厚を
Ｙ、下層部１８ａの膜厚をＸとした場合、式（２）の関
係を満たせばよい。
部１９ａ、下層部１８ａを有する積層構造のマイクロレ
ンズ２１が形成される。ここで、上層部１９ａの膜厚を
Ｙ、下層部１８ａの膜厚をＸとした場合、式（２）の関
係を満たせばよい。
【００３１】Ｙ≧２Ｘ…（２） 上記第１の実施例によれば、マイクロレンズ２１は上層
部１９ａと下層部１８ａとからなる積層構造となってお
り、下層部１８ａは上層部１９ａより小さい屈折率を有
している。このため、マイクロレンズ２１の中央部２１
ａと周辺部２１ｂの屈折率が異なる。
部１９ａと下層部１８ａとからなる積層構造となってお
り、下層部１８ａは上層部１９ａより小さい屈折率を有
している。このため、マイクロレンズ２１の中央部２１
ａと周辺部２１ｂの屈折率が異なる。
【００３２】従って、図６に示すように、マイクロレン
ズ２１に光が入射された場合、周辺部２１ｂは中央部２
１ａよりも屈折率が小さいため、周辺部２１ｂに入射さ
れた周辺光２２ｂは、周辺の球面収差による周辺光２２
ｂの焦点がフォトダイオード１３の手前で結ぶことな
い。つまり、周辺光２２ｂは、中央部２１ａに入射され
た中央光２２ａと同じようにフォトダイオード１３に集
光される。また、周辺光２２ｂは、屈折率が１．４乃至
１．５の低屈折率膜に入射するため、反射光の発生を抑
制できる。
ズ２１に光が入射された場合、周辺部２１ｂは中央部２
１ａよりも屈折率が小さいため、周辺部２１ｂに入射さ
れた周辺光２２ｂは、周辺の球面収差による周辺光２２
ｂの焦点がフォトダイオード１３の手前で結ぶことな
い。つまり、周辺光２２ｂは、中央部２１ａに入射され
た中央光２２ａと同じようにフォトダイオード１３に集
光される。また、周辺光２２ｂは、屈折率が１．４乃至
１．５の低屈折率膜に入射するため、反射光の発生を抑
制できる。
【００３３】このため、マイクロレンズ２１による集光
効率が上がり、ＣＣＤの感度が向上できる。
効率が上がり、ＣＣＤの感度が向上できる。
【００３４】［第２の実施例］第２の実施例は、マイク
ロレンズを形成するレジストとして着色レジストを用い
ていることが第１の実施例と異なる特徴である。尚、第
２の実施例において、第１の実施例と同様の工程は省略
し、異なる工程のみ説明する。
ロレンズを形成するレジストとして着色レジストを用い
ていることが第１の実施例と異なる特徴である。尚、第
２の実施例において、第１の実施例と同様の工程は省略
し、異なる工程のみ説明する。
【００３５】まず、図７に示すように、第１の実施例と
同様に、フォトダイオード１３、遮光膜１４等からなる
撮像素子上に平坦化層１６が形成される。この平坦化層
上に各画素毎に所定の色（ＲＧＢ）を有する第１の着色
レジスト膜２４が、所定の画素に対応して所定の色でパ
ターニングされて形成される。
同様に、フォトダイオード１３、遮光膜１４等からなる
撮像素子上に平坦化層１６が形成される。この平坦化層
上に各画素毎に所定の色（ＲＧＢ）を有する第１の着色
レジスト膜２４が、所定の画素に対応して所定の色でパ
ターニングされて形成される。
【００３６】次に、図８に示すように、第１の着色レジ
スト膜２４上に後述するマイクロレンズの上層部として
第２の着色レジスト膜２５が、第１の着色レジストパタ
ーンと同色でパターニングされて形成される。ここで、
第２の着色レジスト膜２５の屈折率ｎ４は、第１の着色
レジスト膜２４の屈折率ｎ３より高いことを特徴とす
る。また、屈折率ｎ３と屈折率ｎ４の差は、式（３）を
満たす関係であればよい。
スト膜２４上に後述するマイクロレンズの上層部として
第２の着色レジスト膜２５が、第１の着色レジストパタ
ーンと同色でパターニングされて形成される。ここで、
第２の着色レジスト膜２５の屈折率ｎ４は、第１の着色
レジスト膜２４の屈折率ｎ３より高いことを特徴とす
る。また、屈折率ｎ３と屈折率ｎ４の差は、式（３）を
満たす関係であればよい。
【００３７】０．１＜ｎ４−ｎ３＜０．２…（３） 尚、第１、第２の着色レジスト膜２４、２５の用いる着
色剤は、例えば染料、顔料のどちらでもよい。
色剤は、例えば染料、顔料のどちらでもよい。
【００３８】次に、図９に示すように、第２の着色レジ
スト膜２５上にレンズパターン材料層２０ａが形成さ
れ、このレンズパターン材料層２０ａをパターニングし
てレジストパターン層（図示せず）が形成される。この
レジストパターン層がリフローされることにより、半球
面形状のレンズパターン層２０が形成される。
スト膜２５上にレンズパターン材料層２０ａが形成さ
れ、このレンズパターン材料層２０ａをパターニングし
てレジストパターン層（図示せず）が形成される。この
レジストパターン層がリフローされることにより、半球
面形状のレンズパターン層２０が形成される。
【００３９】次に、図１０に示すように、第１、第２の
着色レジスト膜２４、２５に、点線で示すようなレンズ
パターン層２０の形状を転写させる。つまり、レンズパ
ターン層２０をマスクとして、例えばＲＩＥなどのエッ
チングにより、第１、第２の着色レジスト膜２４、２５
が除去される。
着色レジスト膜２４、２５に、点線で示すようなレンズ
パターン層２０の形状を転写させる。つまり、レンズパ
ターン層２０をマスクとして、例えばＲＩＥなどのエッ
チングにより、第１、第２の着色レジスト膜２４、２５
が除去される。
【００４０】このようにして、図１１に示すように、上
層部２５ａ、下層部２４ａを有する積層構造のマイクロ
レンズ２６が形成される。ここで、上層部２５ａの膜厚
をＹ、下層部２４ａの膜厚をＸとした場合、式（４）の
関係を満たせばよい。
層部２５ａ、下層部２４ａを有する積層構造のマイクロ
レンズ２６が形成される。ここで、上層部２５ａの膜厚
をＹ、下層部２４ａの膜厚をＸとした場合、式（４）の
関係を満たせばよい。
【００４１】Ｙ≧２Ｘ…（４） 上記第２の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果
を得ることができる。さらに、着色レジスト２４、２５
が第１の実施例におけるカラーフィルタ層１７の役割を
果たすため、カラーフィルタ層を形成する必要がない。
このため、カラーフィルタ層全体の薄膜化が実現でき
る。
を得ることができる。さらに、着色レジスト２４、２５
が第１の実施例におけるカラーフィルタ層１７の役割を
果たすため、カラーフィルタ層を形成する必要がない。
このため、カラーフィルタ層全体の薄膜化が実現でき
る。
【００４２】尚、本発明は上記第１、第２の実施例に限
定されず、マイクロレンズの積層構造は３層以上のレジ
ストで形成されてもよい。この場合、下層部のレジスト
ほど低い屈折率を有する材料で形成すればよい。
定されず、マイクロレンズの積層構造は３層以上のレジ
ストで形成されてもよい。この場合、下層部のレジスト
ほど低い屈折率を有する材料で形成すればよい。
【００４３】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
イクロレンズによる集光効率を上げてＣＣＤ等の感度を
向上させることが可能な固体撮像素子及びその製造方法
を提供できる。
イクロレンズによる集光効率を上げてＣＣＤ等の感度を
向上させることが可能な固体撮像素子及びその製造方法
を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施例に係わる固体撮像素子の
製造工程を示す断面図。
製造工程を示す断面図。
【図２】図１に続く、本発明の第１の実施例に係わる固
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図３】図２に続く、本発明の第１の実施例に係わる固
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図４】図３に続く、本発明の第１の実施例に係わる固
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図５】図４に続く、本発明の第１の実施例に係わる固
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図６】本発明の第１の実施例に係わる固体撮像素子の
効果を示す図。
効果を示す図。
【図７】本発明の第２の実施例に係わる固体撮像素子の
製造工程を示す断面図。
製造工程を示す断面図。
【図８】図７に続く、本発明の第２の実施例に係わる固
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図９】図８に続く、本発明の第２の実施例に係わる固
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
体撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１０】図９に続く、本発明の第２の実施例に係わる
固体撮像素子の製造工程を示す断面図。
固体撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１１】図１０に続く、本発明の第２の実施例に係わ
る固体撮像素子の製造工程を示す断面図。
る固体撮像素子の製造工程を示す断面図。
【図１２】従来技術による固体撮像素子の製造工程を示
す断面図。
す断面図。
【図１３】図１２に続く、従来技術による固体撮像素子
の製造工程を示す断面図。
の製造工程を示す断面図。
【図１４】図１３に続く、従来技術による固体撮像素子
の製造工程を示す断面図。
の製造工程を示す断面図。
【図１５】図１４に続く、従来技術による固体撮像素子
の製造工程を示す断面図。
の製造工程を示す断面図。
【図１６】図１５に続く、従来技術による固体撮像素子
の製造工程を示す断面図。
の製造工程を示す断面図。
【図１７】従来技術による固体撮像素子の問題を示す
図。
図。
１１…半導体基板、 １２…電荷転送路層、 １３…フォトダイオード、 １４…遮光膜、 １５…シリコン窒化膜、 １６…平坦化層、 １７…カラーフィルタ層、 １８…第１の透明レジスト、 １８ａ、２４ａ…下層部、 １９…第２の透明レジスト、 １９ａ、２５ａ…上層部、 ２０…レンズパターン層、 ２１、２６…マイクロレンズ、 ２１ａ…中央部、 ２１ｂ…周辺部、 ２２ａ…中央光、 ２２ｂ…周辺光、 ２４…第１の着色レジスト、 ２５…第２の着色レジスト。
Claims (10)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された電荷転送路層
と、 前記半導体基板内にパターニングして形成されたフォト
ダイオードと、 前記フォトダイオードが形成されていない前記電荷転送
路層上に形成された遮光膜と、 前記フォトダイオード及び前記遮光膜を覆う平坦化層
と、 前記平坦化層上に形成されたレンズとを具備する固体撮
像素子であって、 前記レンズは屈折率の異なる複数の層を有し、この層は
前記平坦化層に近い層ほど低い屈折率の層であることを
特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 半導体基板上に形成された電荷転送路層
と、 前記半導体基板内にパターニングして形成されたフォト
ダイオードと、 前記フォトダイオードが形成されていない前記電荷転送
路層上に形成された遮光膜と、 前記フォトダイオード及び前記遮光膜を覆う平坦化層
と、 前記平坦化層上に形成されたレンズとを具備する固体撮
像素子であって、 前記レンズは、第１のレジストと、前記第１のレジスト
上に形成された第２のレジストとを有し、前記第１のレ
ジストの屈折率は前記第２のレジストの屈折率より低い
ことを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項３】 前記層は、着色レジストであることを特
徴とする請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項４】 前記第１、第２のレジストは、着色レジ
ストであることを特徴とする請求項２記載の固体撮像素
子。 - 【請求項５】 前記第１のレジストの屈折率をｎ１、前
記第２のレジストの屈折率をｎ２とする場合、０．１＜
ｎ２−ｎ１＜０．２の関係を満たすことを特徴とする請
求項２記載の固体撮像素子。 - 【請求項６】 前記第１のレジストの膜厚をＸ、前記第
２のレジストの膜厚をＹとする場合、Ｙ≧２Ｘの関係を
満たすことを特徴とする請求項２記載の固体撮像素子。 - 【請求項７】 半導体基板上に電荷転送路層を形成する
工程と、 前記半導体基板内にパターニングによりフォトダイオー
ドを形成する工程と、 前記フォトダイオードが形成されていない前記電荷転送
路層上に遮光膜を形成する工程と、 全面に平坦化層を形成する工程と、 前記平坦化層上にカラーフィルタ層を形成する工程と、 前記カラーフィルタ層上に第１のレジスト膜を形成する
工程と、 前記第１のレジスト膜上に、前記第１のレジスト膜の屈
折率より高い屈折率を有する第２のレジスト膜を形成す
る工程と、 前記第２のレジスト膜上にレンズパターン材料層を形成
し、前記レンズパターン材料層をパターニング及びリフ
ローすることにより、レンズパターン層を形成する工程
と、 前記レンズパターン層をマスクとして、前記第１、第２
のレジスト膜を除去し、積層構造のレンズを形成する工
程とを含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項８】 半導体基板上に電荷転送路層を形成する
工程と、 前記半導体基板内にパターニングによりフォトダイオー
ドを形成する工程と、 前記フォトダイオードが形成されていない前記電荷転送
路層上に遮光膜を形成する工程と、 全面に平坦化層を形成する工程と、 前記平坦化層上に着色された第１のレジスト膜を形成す
る工程と、 前記第１のレジスト膜上に、前記第１のレジスト膜の屈
折率より高い屈折率を有する着色された第２のレジスト
膜を形成する工程と、 前記第２のレジスト膜上にレンズパターン材料層を形成
し、前記レンズパターン材料層をパターニング及びリフ
ローすることにより、レンズパターン層を形成する工程
と、 前記レンズパターン層をマスクとして、前記第１、第２
のレジスト膜を除去し、前記第１、第２のレジスト膜か
らなる積層構造のレンズを形成する工程とを含むことを
特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記第１のレジストの屈折率をｎ１、前
記第２のレジストの屈折率をｎ２とする場合、０．１＜
ｎ２−ｎ１＜０．２の関係を満たすことを特徴とする請
求項７又は８記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記積層構造のレンズにおいて、前記
第１のレジストの膜厚をＸ、前記第２のレジストの膜厚
をＹとする場合、Ｙ≧２Ｘの関係を満たすことを特徴と
する請求項７又は８記載の固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26367299A JP2001085651A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26367299A JP2001085651A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085651A true JP2001085651A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17392750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26367299A Pending JP2001085651A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085651A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6407415B2 (en) * | 1989-06-16 | 2002-06-18 | Lg Semicon Co., Ltd. | Solid state image sensor and method for fabricating the same |
| JP2005142468A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子 |
| CN100440525C (zh) * | 2004-12-30 | 2008-12-03 | 东部亚南半导体株式会社 | 图像传感器及其制造方法 |
| WO2016190246A1 (ja) * | 2015-05-25 | 2016-12-01 | 凸版印刷株式会社 | イメージセンサおよびその製造方法 |
-
1999
- 1999-09-17 JP JP26367299A patent/JP2001085651A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6407415B2 (en) * | 1989-06-16 | 2002-06-18 | Lg Semicon Co., Ltd. | Solid state image sensor and method for fabricating the same |
| JP2005142468A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子 |
| JP4547894B2 (ja) * | 2003-11-10 | 2010-09-22 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
| CN100440525C (zh) * | 2004-12-30 | 2008-12-03 | 东部亚南半导体株式会社 | 图像传感器及其制造方法 |
| WO2016190246A1 (ja) * | 2015-05-25 | 2016-12-01 | 凸版印刷株式会社 | イメージセンサおよびその製造方法 |
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