JP2003101001A - Solid-state image pickup element and manufacturing method therefor - Google Patents

Solid-state image pickup element and manufacturing method therefor

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JP2003101001A
JP2003101001A JP2001293184A JP2001293184A JP2003101001A JP 2003101001 A JP2003101001 A JP 2003101001A JP 2001293184 A JP2001293184 A JP 2001293184A JP 2001293184 A JP2001293184 A JP 2001293184A JP 2003101001 A JP2003101001 A JP 2003101001A
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JP
Japan
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infrared absorbing
microlens
resin layer
absorbing function
solid
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001293184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenzo Fukuyoshi
健蔵 福吉
Tadashi Ishimatsu
忠 石松
Tomohito Kitamura
智史 北村
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup element, in which ghosts due to reflected light from a gap between lenses are reduced and image quality is improved without increasing the scattered light of the light which is made incident on the gap between the lenses and noise, such as smears due to oblique light which is made incident on a base part. SOLUTION: In the solid-state image pickup element sequentially provided with an undercoat layer 13 and multiple micro lenses, the microlens has a resin layer 12 which is selectively made thin on a microlens pattern 11 selectively thick on the gap between the microlens patterns and has an infrared ray absorbing function applied, and disposed thereon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微小なマイクロレ
ンズが設けられた固体撮像素子に関するものであり、特
に、マイクロレンズに入射する光の散乱や、ゴーストな
どを減少させ画質向上をもたらす固体撮像素子及びその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device provided with a minute microlens, and more particularly to a solid-state image pickup which improves the image quality by reducing the scattering of light incident on the microlens and ghosts. The present invention relates to an element and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCDなど固体撮像素子上の受光素子が
光電変換に寄与する領域(開口部)は、固体撮像素子の
サイズや画素数に依存するが、その全面積に対し20〜
40%程度に限られてしまう。開口部が小さいことは、
そのまま感度低下につながるので、これを補うため受光
素子上に集光用のマイクロレンズを形成することが一般
的である。しかしながら、近時、200万画素を超える
高精細な固体撮像素子がつよく要求されるようになり、
この高精細な固体撮像素子に付随するマイクロレンズ、
及び、マイクロレンズ間のギャップ部からの反射光によ
る画質低下(すなわち、S/N比低下)が大きな問題と
なってきている。
2. Description of the Related Art A region (opening) in which a light receiving element on a solid-state image pickup device such as a CCD contributes to photoelectric conversion depends on the size and the number of pixels of the solid-state image pickup device.
It will be limited to about 40%. The small opening means
Since it directly leads to a decrease in sensitivity, a microlens for condensing light is generally formed on the light receiving element to compensate for this. However, recently, a high-definition solid-state imaging device with more than 2 million pixels has been strongly demanded,
Micro lens attached to this high-definition solid-state image sensor,
In addition, deterioration of image quality (that is, deterioration of S / N ratio) due to reflected light from the gap between the microlenses has become a serious problem.

【0003】このようなマイクロレンズの形成技術に関
する公知の技術としては、例えば、特開昭60−530
73号公報に比較的詳細に示されている。この特開昭6
0−53073号公報には、レンズを丸く半球状に形成
する技術として熱による樹脂の熱流動性(熱フロー)を
用いた技術、また、いくつかのエッチング方法によりレ
ンズを加工する技術も詳細に開示されている。加えて、
レンズ表面の光散乱による集光性能のロスの改善策とし
て、レンズ表面にポリグリシジルメタクリレート(PG
MA)などの有機膜や、OCD(東京応化工業(株)製
のSiO2 系被膜形成用塗布液)の無機膜を形成する
技術なども開示されている。また、マイクロレンズ上に
レンズ材料と屈折率に差のある薄膜を積層し、光を有効
に集光させる技術は、例えば、特開昭60−53073
号公報、特開平5−48057号公報などに既に示され
ている。
As a known technique for forming such a microlens, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-530 is known.
No. 73 is shown in more detail. This JP-A-6
Japanese Patent Laid-Open No. 0-53073 discloses in detail a technique using heat fluidity (heat flow) of a resin by heat as a technique for forming a lens into a round hemisphere, and a technique for processing a lens by some etching methods. It is disclosed. in addition,
As a measure to improve the loss of light collection performance due to light scattering on the lens surface, polyglycidyl methacrylate (PG
A technique for forming an organic film such as MA) or an inorganic film such as OCD (a coating liquid for forming a SiO 2 film from Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is also disclosed. Further, a technique for effectively condensing light by laminating a thin film having a refractive index different from that of a lens material on a microlens is disclosed in, for example, JP-A-60-53073.
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 5-48057 and the like.

【0004】固体撮像素子上のマイクロレンズは、光電
変換素子である受光部の領域(開口部)が小さいため
に、この受光部に光を集光させ 感度低下を補う目的で
形成されるのであるが、マイクロレンズのレンズ間ギャ
ップに入射する光の散乱光や、集光効率の良くないマイ
クロレンズの裾部に入射する斜め光が、スミアなどのノ
イズを増加させ、結果として入力画像の画質低下をもた
らす。また、被写体に輝度の高い部分があると、レンズ
間ギャップやマイクロレンズからの反射光がゴーストと
なり白ボケや彩度低下をもたらし結果として入力画像の
画質低下をもたらす。
The microlens on the solid-state image pickup device is formed for the purpose of collecting light on the light-receiving portion, which is a photoelectric conversion element, so as to collect light on the light-receiving portion to compensate for the decrease in sensitivity. However, the scattered light that enters the inter-lens gap of the microlens and the oblique light that enters the hem of the microlens, which has poor light collection efficiency, increase noise such as smear, resulting in deterioration of the image quality of the input image. Bring Further, when the subject has a high-luminance portion, the inter-lens gap or the reflected light from the microlenses becomes a ghost, which causes white blurring and a decrease in saturation, resulting in a deterioration in the image quality of the input image.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、マイクロレ
ンズのレンズ間ギャップに入射する光の散乱光や、集光
効率の良くないマイクロレンズの裾部に入射する斜め光
によるスミアなどのノイズ増加をさせず、また、レンズ
間ギャップからの反射光によるゴーストなどを大幅に減
少させ画質を向上させた固体撮像素子を提供することを
課題とするものである。また、上記固体撮像素子の製造
方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention increases the noise such as smear due to scattered light of light incident on the inter-lens gap of the microlens or oblique light incident on the skirt of the microlens, which has poor light collection efficiency. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that does not cause the above-mentioned problems and that significantly reduces ghosts and the like due to reflected light from the inter-lens gap and that improves image quality. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above solid-state imaging device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の光電変
換素子が形成された半導体基板上に、少なくともアンダ
ーコート層、複数のマイクロレンズを順次に備えた固体
撮像素子において、マイクロレンズパターン上では選択
的に薄く、マイクロレンズパターン間ギャップ上では選
択的に厚く赤外線吸収機能を有する樹脂層を被覆配設し
たことを特徴とする固体撮像素子である。
According to the present invention, there is provided a solid-state image pickup device comprising a semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion elements formed thereon, and at least an undercoat layer and a plurality of microlenses in order. In the solid-state image pickup device, a resin layer having an infrared absorbing function is selectively thin and selectively thick, and a resin layer having an infrared absorbing function is selectively provided on the gap between the microlens patterns.

【0007】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子において、前記マイクロレンズパターン間ギャップ
上に被覆配設した赤外線吸収機能を有する樹脂層の表面
が、平滑でないことを特徴とする固体撮像素子である。
Further, according to the present invention, in the solid-state image pickup device according to the above-mentioned invention, the surface of the resin layer having an infrared absorbing function provided on the gap between the microlens patterns is not smooth. Is.

【0008】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子において、前記赤外線吸収機能を有する樹脂層が、
複数の赤外線吸収剤を含有した樹脂であることを特徴と
する固体撮像素子である。
In the solid-state image pickup device according to the above invention, the resin layer having an infrared absorbing function is
It is a solid-state imaging device characterized by being a resin containing a plurality of infrared absorbers.

【0009】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子において、前記複数の赤外線吸収剤が、フタロシア
ニン系化合物、ジイモニウム系化合物、アゾ系化合物よ
り複数種選択された赤外線吸収剤であることを特徴とす
る固体撮像素子である。
Further, the present invention is characterized in that, in the solid-state image pickup device according to the above invention, the plurality of infrared absorbing agents are infrared absorbing agents selected from a plurality of phthalocyanine compounds, diimonium compounds and azo compounds. Is a solid-state image sensor.

【0010】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子において、前記赤外線吸収機能を有する樹脂層の屈
折率が、マイクロレンズパターンの屈折率より低いこと
を特徴とする固体撮像素子である。
The present invention is also the solid-state image pickup device according to the above-mentioned invention, wherein the resin layer having an infrared absorbing function has a refractive index lower than that of the microlens pattern.

【0011】また、本発明は、複数の光電変換素子が形
成された半導体基板上に、少なくともアンダーコート
層、複数のマイクロレンズを順次に備えた固体撮像素子
の製造方法において、マイクロレンズが、マイクロレン
ズパターン上では選択的に薄く、マイクロレンズパター
ン間ギャップ上では選択的に厚く赤外線吸収機能を有す
る樹脂層を被覆配設したマイクロレンズであって、赤外
線吸収機能を有する樹脂層が、複数の赤外線吸収剤を含
有した樹脂であり、赤外線吸収機能を有する樹脂層を配
設する前に、マイクロレンズパターン間ギャップの位置
のアンダーコート層表面に凹みを形成し、赤外線吸収機
能を有する樹脂層を被覆配設することを特徴とする固体
撮像素子の製造方法である。
Further, according to the present invention, in a method of manufacturing a solid-state image pickup device, which comprises a semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion elements formed thereon, at least an undercoat layer and a plurality of microlenses in order, the microlenses are A microlens that is selectively thin on the lens pattern and selectively thick on the gap between the microlens patterns and is covered with a resin layer having an infrared absorbing function, wherein the resin layer having an infrared absorbing function is composed of a plurality of infrared rays. It is a resin containing an absorber, and before forming a resin layer having an infrared absorbing function, a recess is formed on the surface of the undercoat layer at the position of the gap between the microlens patterns to cover the resin layer having an infrared absorbing function. A method for manufacturing a solid-state imaging device, which is characterized in that it is provided.

【0012】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子の製造方法において、前記アンダーコート層のエッ
チングレートが、マイクロレンズパターンのエッチング
レートより高いことを特徴とする固体撮像素子の製造方
法である。
The present invention is also the method of manufacturing a solid-state image sensor according to the above-mentioned invention, wherein the etching rate of the undercoat layer is higher than the etching rate of the microlens pattern. .

【0013】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子の製造方法において、前記赤外線吸収機能を有する
樹脂層を配設した後に、マイクロレンズパターン上の赤
外線吸収機能を有する樹脂層に含有する複数の赤外線吸
収剤を脱色し、可視領域の透過率を高めることを特徴と
する固体撮像素子の製造方法である。
In the method for manufacturing a solid-state image pickup device according to the present invention, a plurality of resin layers having an infrared absorbing function on the microlens pattern are contained after the resin layer having the infrared absorbing function is provided. The method for producing a solid-state image pickup device is characterized in that the infrared absorbent of (1) is decolorized to increase the transmittance in the visible region.

【0014】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子の製造方法において、前記赤外線吸収機能を有する
樹脂層を配設した後に、マイクロレンズパターン上の赤
外線吸収機能を有する樹脂層を除去し、マイクロレンズ
パターン間ギャップ上、及びマイクロレンズパターン裾
部に赤外線吸収機能を有する樹脂層を残すことを特徴と
する固体撮像素子の製造方法である。
In the method for manufacturing a solid-state image pickup device according to the present invention, the resin layer having the infrared absorbing function is disposed, and then the resin layer having the infrared absorbing function on the microlens pattern is removed. A method for manufacturing a solid-state imaging device, characterized in that a resin layer having an infrared absorbing function is left on the gaps between the microlens patterns and on the bottoms of the microlens patterns.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に本発明による固体撮像素子
を、その実施形態に基づいて説明する。図1は、本発明
による固体撮像素子の一実施例を示す断面図である。図
1に示すように、固体撮像素子は、その表面に光電変換
素子(19)などが形成された半導体基板(14)上
に、平坦化層(17)、カラーフィルタ(18)、平坦
化層(16)、アンダーコート層(13)、マイクロレ
ンズパターン(11)、赤外線吸収機能を有する樹脂層
(12)が順次に形成されたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A solid-state image sensor according to the present invention will be described below based on its embodiments. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a solid-state image sensor according to the present invention. As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device includes a flattening layer (17), a color filter (18), and a flattening layer on a semiconductor substrate (14) having a photoelectric conversion element (19) formed on the surface thereof. (16), an undercoat layer (13), a microlens pattern (11), and a resin layer (12) having an infrared absorbing function are sequentially formed.

【0016】本発明による固体撮像素子は、アンダーコ
ート層(13)表面のマイクロレンズパターン間ギャッ
プの位置に凹部(15)が形成されており、この凹部
(15)に配設された赤外線吸収機能を有する樹脂層
(12)と、マイクロレンズパターン(11)の裾部を
覆うように形成された赤外線吸収機能を有する樹脂層
(12)によって、レンズ間ギャップに入射する光の散
乱光や、マイクロレンズの裾部に入射する斜め光をカッ
トし、また、凹部(15)に配設された赤外線吸収機能
を有する樹脂層(12)によって、レンズ間ギャップか
らの反射光をカットし入力画像の画質を向上させるもの
である。
In the solid-state image pickup device according to the present invention, the concave portion (15) is formed at the position of the gap between the microlens patterns on the surface of the undercoat layer (13), and the infrared absorbing function provided in the concave portion (15). And the resin layer (12) having an infrared absorbing function formed so as to cover the skirt of the microlens pattern (11), the scattered light of the light incident on the inter-lens gap and the microscopic The oblique light incident on the skirt of the lens is cut, and the resin layer (12) having an infrared absorbing function disposed in the recess (15) cuts the reflected light from the inter-lens gap to improve the image quality of the input image. Is to improve.

【0017】本発明においては、マイクロレンズパター
ンは赤外線吸収機能を有する樹脂層を配設する前の裸の
レンズを意味し、マイクロレンズは赤外線吸収機能を有
する樹脂層を配設した後のレンズを意味する。また、レ
ンズ間寸法は、マイクロレンズパターンの辺方向のマイ
クロレンズパターン間ギャップ(W1)の寸法を指す。
また、マイクロレンズのレンズ間ギャップ(W2)の寸
法は以後、ギャップ寸法と略称する。ギャップ寸法はマ
イクロレンズの曲面から凹部にかけての変曲点の位置を
目安として、その変曲点間の寸法を指す。また、凹部の
深さは、大まかにはマイクロレンズの曲面から凹部にか
けての変曲点から凹部の底までの深さ(D)を示すもの
である。また、樹脂凹部は、赤外線吸収機能を有する樹
脂層を配設した凹部表面の、上記変曲点間の谷部(2
6)を指す。また、赤外線吸収機能を有する樹脂層の膜
厚は、マイクロレンズパターンのような凹凸のある面で
の代表的膜厚として、例えば、平坦なシリコン基板の上
に形成した場合の平均の膜厚を「平均膜厚」で表す。
In the present invention, the microlens pattern means a bare lens before the resin layer having the infrared absorbing function is provided, and the microlens means the lens after the resin layer having the infrared absorbing function is provided. means. The inter-lens dimension refers to the dimension of the microlens pattern gap (W1) in the side direction of the microlens pattern.
Further, the dimension of the inter-lens gap (W2) of the microlens will be simply referred to as the gap dimension hereinafter. The gap dimension refers to the dimension between the inflection points with the position of the inflection point from the curved surface of the microlens to the concave portion as a guide. In addition, the depth of the concave portion roughly indicates the depth (D) from the inflection point from the curved surface of the microlens to the concave portion to the bottom of the concave portion. Further, the resin concave portion is a valley portion (2) between the inflection points on the concave portion surface where the resin layer having an infrared absorbing function is arranged.
6). The film thickness of the resin layer having an infrared absorbing function is, for example, an average film thickness when formed on a flat silicon substrate as a typical film thickness on a surface having irregularities such as a microlens pattern. It is represented by "average film thickness".

【0018】本発明における赤外線吸収機能を有する樹
脂層は、マイクロレンズパターン上には選択的に薄く、
マイクロレンズパターン間ギャップ上には選択的に厚く
配設したものである。マイクロレンズパターン上に光吸
収性の薄膜が配設されることは望ましいことではなく、
極力この薄膜を薄く配設したい。例えば、複数の赤外線
吸収剤を含有させ赤外線吸収機能をもたせた樹脂を用い
ることにより、0.01μm〜0.1μm程度の薄膜に
配設することができる。
The resin layer having an infrared absorbing function in the present invention is selectively thin on the microlens pattern,
It is selectively thickly arranged on the gap between the microlens patterns. It is not desirable to dispose a light-absorbing thin film on the microlens pattern,
I want to make this thin film as thin as possible. For example, by using a resin containing a plurality of infrared absorbing agents and having an infrared absorbing function, the resin can be arranged in a thin film of about 0.01 μm to 0.1 μm.

【0019】これは、例えば、複数の赤外線吸収剤を光
吸収剤として用いて塗布液を調製する際には、少なくと
も0.2μm以下の微細なフィルトレーションができ、
ムラのない薄膜を塗布することが可能となるからであ
る。光吸収剤として、例えば、顔料を用いて塗布液を調
製すると、顔料の粒子に影響され、このような微細なフ
ィルトレーションができず、ムラのない薄膜を塗布する
ことは不可能となる。
This is because, for example, when a coating solution is prepared by using a plurality of infrared absorbing agents as light absorbing agents, fine filtration of at least 0.2 μm or less is possible,
This is because it becomes possible to apply a uniform thin film. When a coating solution is prepared using, for example, a pigment as the light absorber, it is affected by the pigment particles, such fine filtration cannot be performed, and it becomes impossible to apply a uniform thin film.

【0020】このように、マイクロレンズパターン上に
は選択的に薄く赤外線吸収機能を有する樹脂層を被覆配
設することによって、複数の赤外線吸収剤の含有量を高
くしてもマイクロレンズへの影響が少ないものとなり、
従って、複数の赤外線吸収剤の含有量を高くした赤外線
吸収機能を有する樹脂をマイクロレンズパターン間ギャ
ップ上に配設することができる。複数の赤外線吸収剤の
含有量を高くすることによって、複数の赤外線吸収剤が
有する可視領域の光吸収をも多くすることができ、上
記、マイクロレンズのレンズ間ギャップに入射する光の
散乱光や、集光効率の良くないマイクロレンズの裾部に
入射する斜め光のカットを効果的なものとし、また、レ
ンズ間ギャップからの反射光のカットを効果的なものと
している。
As described above, by selectively thinly coating the microlens pattern with the resin layer having an infrared absorbing function, the microlenses are affected even if the content of a plurality of infrared absorbing agents is increased. Is less,
Therefore, it is possible to dispose a resin having an infrared absorbing function with a high content of a plurality of infrared absorbing agents on the gap between the microlens patterns. By increasing the content of the plurality of infrared absorbers, it is possible to increase the light absorption in the visible region of the plurality of infrared absorbers, the scattered light of the light incident on the inter-lens gap of the microlens or , It effectively cuts the oblique light that enters the skirt of the microlens, which has a poor light collection efficiency, and effectively cuts the reflected light from the inter-lens gap.

【0021】マイクロレンズパターン間ギャップ上に形
成する、上記赤外線吸収機能を有する樹脂層の表面形状
は、特定方向の光の反射成分が強くならないようミクロ
に荒れた面、あるいはマット化、もしくは湾曲した面、
すなわち、平滑でない面であることが望ましい。
The surface shape of the resin layer having an infrared absorbing function formed on the gap between the microlens patterns has a micro-rough surface, a matte surface or a curved surface so that the reflection component of light in a specific direction is not increased. surface,
That is, it is desirable that the surface is not smooth.

【0022】本発明で必要とする赤外線吸収機能は、C
CD及びCMOSの固体撮像素子を対象とするため、赤
外領域700nm〜1100nmでは大きな吸収、ま
た、400nm〜700nmの可視領域では小さな平坦
な吸収を持つことが望ましい。また、赤外領域に広い範
囲で吸収をもつ赤外吸収剤はなく、複数の赤外吸収剤を
混合して用いることが望ましい。赤外線吸収剤として
は、固体撮像素子の構成要素であるカラーフィルター、
平坦化膜、アンダーコート層、マイクロレンズなどの有
機樹脂が完全硬膜する温度である180℃〜250℃程
度の耐熱性があることが望まれる。本発明者らの検討結
果、フタロシアニン系化合物、ジイモニウム系化合物、
アゾ系化合物が、ポリメチン系化合物、シアニン系化合
物、アントラキノン系化合物などの赤外吸収剤と比較し
て優れていることがわかった。
The infrared absorption function required in the present invention is C
Since it is intended for solid-state imaging devices such as CDs and CMOSs, it is desirable to have large absorption in the infrared region of 700 nm to 1100 nm and small flat absorption in the visible region of 400 nm to 700 nm. Further, there is no infrared absorbing agent having absorption in a wide range in the infrared region, and it is desirable to use a mixture of a plurality of infrared absorbing agents. As the infrared absorber, a color filter, which is a component of the solid-state image sensor,
It is desired that the flattening film, the undercoat layer, the microlenses, and the like have heat resistance of about 180 ° C. to 250 ° C., which is the temperature at which the organic resin is completely hardened. Results of studies by the present inventors, phthalocyanine compounds, diimonium compounds,
It was found that the azo compound is superior to the infrared absorbers such as the polymethine compound, the cyanine compound and the anthraquinone compound.

【0023】本発明の赤外線吸収機能を有する樹脂は、
マイクロレンズパターンと同程度の屈折率をもつ樹脂で
も良いが、マイクロレンズ表面で光の反射、再反射を抑
制させるために屈折率が低いことが望ましい。本発明者
らの解析の結果、マイクロレンズの非開口部となる部分
(すなわち、マイクロレンズパターン間ギャップ)から
の反射光が、マイクロレンズからの反射光より問題であ
ることがわかった。 この点から、赤外線吸収機能を有
する樹脂の屈折率が、マイクロレンズパターンの屈折率
より、さらに低屈折率であることが望ましい。なお、低
屈折率樹脂に、染料などの赤外線吸収剤を分散させた系
では、見かけの屈折率が低屈折率樹脂より高くなるが、
固体撮像素子製造の工程での熱処理、紫外線処理、アル
カリ浸漬処理などで脱色させ、赤外線吸収剤の可視領域
の透過率を高め、元の低屈折率に戻すことも可能であ
る。
The resin having an infrared absorbing function of the present invention is
A resin having a refractive index similar to that of the microlens pattern may be used, but it is desirable that the refractive index be low in order to suppress light reflection and rereflection on the microlens surface. As a result of analysis by the present inventors, it has been found that the reflected light from the non-aperture portion of the microlens (that is, the gap between the microlens patterns) is more problematic than the reflected light from the microlens. From this point, it is desirable that the refractive index of the resin having the infrared absorbing function is lower than that of the microlens pattern. In a system in which an infrared absorber such as a dye is dispersed in a low refractive index resin, the apparent refractive index is higher than that of the low refractive index resin,
It is also possible to restore the original low refractive index by increasing the transmittance of the infrared absorber in the visible region by decoloring it by heat treatment, ultraviolet treatment, alkali dipping treatment, etc. in the process of manufacturing a solid-state imaging device.

【0024】本発明に用いる樹脂材料は、マイクロレン
ズパターンの材料、アンダーコート層の材料を含め、可
視領域の透過率が高く、耐熱性、耐光性、耐熱サイクル
など実用的な信頼性があれば良く、特に限定されるもの
でない。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹
脂、フェノール樹脂、あるいはこれらの共重合物などが
使用可能である。マイクロレンズパターンの材料には
フェノール系、フェノールノボラック系、あるいはスチ
レン系の感光性樹脂が代表的に用いられる。あるいは、
低分子量のメラミン−エポキシ共重合物が用いられるこ
とがある。
The resin material used in the present invention, including the material of the microlens pattern and the material of the undercoat layer, has a high transmittance in the visible region and has practical reliability such as heat resistance, light resistance and heat resistance cycle. Good and not particularly limited. For example, acrylic resin, epoxy resin, polyester resin, urethane resin, melamine resin, urea resin, phenol resin, or copolymers thereof can be used. For the material of the microlens pattern
Phenol-based, phenol novolac-based, or styrene-based photosensitive resins are typically used. Alternatively,
A low molecular weight melamine-epoxy copolymer may be used.

【0025】本発明は、真空成膜などの高価な手法や、
フォトリソグラフィーの複雑なプロセスを取らずに、赤
外線吸収機能を有する樹脂をスピンコートのような低コ
ストで簡便な方法で形成できるメリットがあるが、1μ
m以下のサブミクロン領域にて赤外線吸収機能をもつ樹
脂層を安定して再現するには、十分な条件設定が不可欠
である。
The present invention is an expensive method such as vacuum film formation,
There is a merit that a resin having an infrared absorption function can be formed by a low cost and simple method such as spin coating without taking a complicated process of photolithography.
In order to stably reproduce the resin layer having an infrared absorption function in the submicron region of m or less, sufficient condition setting is indispensable.

【0026】マイクロレンズパターン上に赤外線吸収機
能を有する樹脂層を塗布によって形成する場合に、この
塗布液がマイクロレンズパターン間ギャップに流れ込
み、レンズ形状を損なうことがある。これを避けるた
め、あらかじめマイクロレンズパターン間ギャップの表
面をドライないしウエットのエッチングなどにより掘り
下げておくことが好ましい。マイクロレンズパターン間
ギャップの表面をあらかじめエッチング加工する際に、
マイクロレンズパターンに対してアンダーコート層を選
択的にエッチングする必要がある。つまり、マイクロレ
ンズパターンのエッチングレートがアンダーコート層に
対して高い場合、マイクロレンズパターンのエッチング
が先行するためレンズ形状を劣化させることになる。ゆ
えに、アンダーコート層のエッチングレートが、マイク
ロレンズパターンのエッチングレートより高いことが好
ましい。
When a resin layer having an infrared absorbing function is formed on the microlens pattern by coating, this coating solution may flow into the gap between the microlens patterns and damage the lens shape. In order to avoid this, it is preferable that the surface of the gap between the microlens patterns is previously dug by dry or wet etching. When etching the surface of the gap between microlens patterns in advance,
It is necessary to selectively etch the undercoat layer with respect to the microlens pattern. That is, when the etching rate of the microlens pattern is higher than that of the undercoat layer, the etching of the microlens pattern precedes, which deteriorates the lens shape. Therefore, it is preferable that the etching rate of the undercoat layer is higher than the etching rate of the microlens pattern.

【0027】また、赤外線吸収機能を有する樹脂に熱フ
ロー性の良い樹脂を用いることにより、マイクロレンズ
パターン上に赤外線吸収機能を有する樹脂層を塗布後、
フロー性の出る温度まで一気に昇温させて樹脂層を流動
化させ、マイクロレンズパターン間の凹部に樹脂を流し
込み、これを選択的に形成することも可能である。ある
いは、チキソトロピー性を持たせるなど凝集力の高い樹
脂液を用いれば、逆にマイクロレンズパターン上にも比
較的厚めの赤外線吸収機能を有する樹脂を形成できる。
Further, by using a resin having a good heat flow property as the resin having the infrared absorbing function, after coating the resin layer having the infrared absorbing function on the microlens pattern,
It is also possible to raise the temperature all at once to a temperature at which the resin has flowability, fluidize the resin layer, and pour the resin into the recesses between the microlens patterns to selectively form the resin. Alternatively, by using a resin liquid having a high cohesive force such as having thixotropy, a resin having a relatively thick infrared absorbing function can be formed on the microlens pattern.

【0028】図2は、図1における固体撮像素子の平面
図である。図3(A)は、図2におけるマイクロレンズ
(マイクロレンズパターン+赤外線吸収機能をもつ樹脂
層)(21)の対角方向の凹部(24)をA−A’断面
で示す断面図であり、図3(B)は、辺方向の凹部(2
5)をB−B’断面で示す断面図である。本発明におい
ては、マイクロレンズパターン間の凹部の深さと、該マ
イクロレンズパターン上に配設する赤外線吸収機能を有
する樹脂層の塗布液の性状を調整できるため、マイクロ
レンズ(マイクロレンズパターン+赤外線吸収機能を有
する樹脂層)の対角方向の凹部の深さ(D1)や、辺方
向の凹部の深さ(D2)を実用レベルで任意に設定でき
る。また、対角方向の凹部の深さ(D1)と辺方向の凹
部の深さ(D2)の差を大きくも小さくも調整可能であ
る。これは、レンズ収差の調整がある程度可能であるこ
とを意味する。
FIG. 2 is a plan view of the solid-state image pickup device in FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view showing the concave portion (24) in the diagonal direction of the microlens (microlens pattern + resin layer having an infrared absorbing function) (21) in FIG. FIG. 3B shows a side recess (2
It is sectional drawing which shows 5) by BB 'cross section. In the present invention, since the depth of the concave portions between the microlens patterns and the properties of the coating liquid of the resin layer having an infrared absorption function disposed on the microlens patterns can be adjusted, the microlens (microlens pattern + infrared absorption) can be adjusted. The depth (D1) of the concave portion in the diagonal direction of the resin layer having a function) and the depth (D2) of the concave portion in the side direction can be arbitrarily set at a practical level. Further, the difference between the depth (D1) of the concave portion in the diagonal direction and the depth (D2) of the concave portion in the side direction can be adjusted to be large or small. This means that the lens aberration can be adjusted to some extent.

【0029】また、赤外線吸収機能を有する樹脂層に擬
集性の強い樹脂を採用すれば、レンズ形状を強調(より
丸く形成)することも、あるいは、赤外線吸収機能を有
する樹脂層の屈折率を調整することより、レンズ表面の
光の反射をある程度調整できる。また、赤外線吸収機能
を有する樹脂層の塗布液にチキソトロピー性を持たせる
材料や界面活性剤を添加してもよい。また、マイクロレ
ンズパターンの屈折率と赤外線吸収機能を有する樹脂層
に用いる樹脂の屈折率を同じにすれば、レンズ設計が簡
単になる長所もある。
If a resin having a strong pseudo-collection property is adopted for the resin layer having an infrared absorbing function, the lens shape can be emphasized (formed into a rounder shape), or the refractive index of the resin layer having an infrared absorbing function can be increased. By adjusting, the reflection of light on the lens surface can be adjusted to some extent. In addition, a material for imparting thixotropy or a surfactant may be added to the coating liquid for the resin layer having the infrared absorbing function. Further, if the refractive index of the microlens pattern and the resin used for the resin layer having the infrared absorbing function are the same, the lens design can be simplified.

【0030】また、本発明は、赤外線吸収機能を有する
樹脂層をマイクロレンズパターン上では極めて薄く形成
し、逆にマイクロレンズパターンの隣接する辺方向の凹
部には厚く形成して、光吸収性を持たせるところに特徴
がある。この光吸収性は、前記のように、マイクロレン
ズパターン上には選択的に薄く赤外線吸収機能を有する
樹脂層を配設することによって、複数の赤外線吸収剤の
含有量を高くしてもマイクロレンズへの影響が少ないも
のとなり、従って、複数の赤外線吸収剤の含有量を高く
した赤外線吸収機能を有する樹脂層をマイクロレンズパ
ターン間ギャップ上に配設することができる。複数の赤
外線吸収剤の含有量を高くすることによって、複数の赤
外線吸収剤が有する可視領域の光吸収をも多くすること
ができ、上記、マイクロレンズのレンズ間ギャップに入
射する光の散乱光や、集光効率の良くないマイクロレン
ズの裾部に入射する斜め光のカットを効果的なものと
し、また、レンズ間ギャップからの反射光のカットを効
果的なものとしている。
Further, according to the present invention, the resin layer having an infrared absorbing function is formed extremely thin on the microlens pattern, and conversely, it is formed thick on the concave portion in the adjacent side direction of the microlens pattern to improve the light absorption property. It has a feature in having it. As described above, this light-absorbing property is obtained by disposing a thin resin layer having an infrared absorbing function selectively on the microlens pattern so that the microlens can be formed even if the content of a plurality of infrared absorbing agents is increased. Therefore, it is possible to dispose a resin layer having an infrared absorbing function with a high content of a plurality of infrared absorbing agents on the gap between the microlens patterns. By increasing the content of the plurality of infrared absorbers, it is possible to increase the light absorption in the visible region of the plurality of infrared absorbers, the scattered light of the light incident on the inter-lens gap of the microlens or , It effectively cuts the oblique light that enters the skirt of the microlens, which has a poor light collection efficiency, and effectively cuts the reflected light from the inter-lens gap.

【0031】赤外線吸収機能を有する樹脂層の塗布後の
膜厚や凹部の埋まり具合は、溶剤の極性や用いる樹脂の
凝集力、チクソトロピー性、界面活性剤の有無や添加
量、液温や基板温度、下地の条件、コート条件などによ
り影響を受ける。本発明者らは、鋭意検討の結果、赤外
線吸収機能を有する樹脂層の平均膜厚(硬膜後の平均膜
厚)は、0.3μm以下の薄い膜厚である必要があるこ
とを見いだした。0.3μmを超える膜厚では、赤外線
吸収機能を有する樹脂層を配設した凹部表面の谷部(樹
脂凹部)が埋まりすぎて高開口率(狭ギャップ)が得ら
れなくなり、また、0.03μm以下の平均薄膜では、
樹脂の塗布液が希薄溶液系のため不安定となり塗布時に
均質な膜となりにくい。
The film thickness after application of the resin layer having an infrared absorbing function and the filling degree of the recesses are determined by the polarity of the solvent, the cohesive force of the resin used, the thixotropy, the presence or absence of a surfactant and the amount added, the liquid temperature and the substrate temperature. It is affected by the base condition, coat condition, etc. As a result of intensive studies, the present inventors have found that the resin layer having an infrared absorbing function needs to have an average film thickness (average film thickness after hardening) of 0.3 μm or less. . If the film thickness exceeds 0.3 μm, the valleys (resin recesses) on the surface of the recess in which the resin layer having the infrared absorbing function is provided are too filled, and a high aperture ratio (narrow gap) cannot be obtained. For the following average thin films,
Since the resin coating solution is a dilute solution system, it becomes unstable and it is difficult to form a uniform film during coating.

【0032】また、マイクロレンズパターン間の凹部
は、マイクロレンズパターンの対角方向より辺方向の凹
部が埋まりやすいため、狭ギャップのコントロールのた
めには辺方向の凹部に留意する必要がある。辺方向の凹
部の埋まり具合は、前述したように塗布液の性状やコー
ト条件で左右されるが、最大20倍の埋まり具合から最
小で1.5倍の埋まり具合を考慮すれば良いことを本発
明者らは見いだした。
Further, since the concave portions between the microlens patterns are more likely to be filled in the concave portions in the side direction than in the diagonal direction of the microlens pattern, it is necessary to pay attention to the concave portions in the side direction in order to control the narrow gap. The filling degree of the concave portion in the lateral direction depends on the properties of the coating liquid and the coating conditions as described above, but it is only necessary to consider the filling degree of 20 times at maximum to the filling degree of at least 1.5 times. The inventors have found.

【0033】従って、赤外線吸収機能を有する樹脂層を
塗布する前に、マイクロレンズパターン間の辺方向のア
ンダーコート層の表面に形成すべき凹部の深さは、最大
で0.3μmの20倍である6.0μmから最小で0.
03μmの1.5倍である0.05μmを考慮すればよ
い。しかし、凹部の深さは、1.5μmを超える深さで
形成することにより赤外線吸収機能を有する樹脂層の塗
布時のムラが発生しやすくなり実用的でないので、凹部
の深さは、1.5μmから0.05μmの範囲内が良い
と言える。
Therefore, the depth of the recesses to be formed on the surface of the undercoat layer in the lateral direction between the microlens patterns before applying the resin layer having the infrared absorbing function is 20 times the maximum of 0.3 μm. From 6.0 μm to a minimum of 0.
It is sufficient to consider 0.05 μm, which is 1.5 times 03 μm. However, if the depth of the recess is greater than 1.5 μm, unevenness is likely to occur during application of the resin layer having an infrared absorption function, which is not practical, so the depth of the recess is 1. It can be said that the range of 5 μm to 0.05 μm is preferable.

【0034】なお、上記に示した予め形成する凹部は、
これを形成しなくとも良いが、樹脂レンズの開口率を向
上させる点からは形成することが好ましい。上記の方法
は、光吸収樹脂を樹脂レンズ上に極めて薄く形成する方
法であるが、赤外線吸収機能を有する樹脂層の形成後に
ドライエッチングを行うなど本発明による他の製造方法
によれば、マイクロレンズパターン上の赤外線吸収機能
を有する樹脂層の厚みをほとんどゼロとする事も可能で
ある。
The preformed recess shown above is
Although it is not necessary to form this, it is preferable to form it from the viewpoint of improving the aperture ratio of the resin lens. The above method is a method of forming the light absorbing resin extremely thin on the resin lens, but according to another manufacturing method of the present invention such as dry etching after forming the resin layer having an infrared absorbing function, the microlens is used. It is also possible to make the thickness of the resin layer having the infrared absorbing function on the pattern almost zero.

【0035】こうした凹部を形成する方法としては、マ
イクロレンズパターンの下地として形成するアンダーコ
ート層に、アッシングやドライエッチングの手法でアン
ダーコート層の樹脂を異方性の強いエッチングを行うこ
とにより深い凹部を形成する手法が簡便な方法である。
マイクロレンズパターンは、感光性の樹脂材料を用い公
知のフォトリソグラフィー技術と熱フローの技術で形成
する。赤外線吸収機能を有する樹脂層は、全面を覆うよ
うに塗布するものであるが、赤外線吸収機能を有する樹
脂層の塗布時に余分な樹脂液を凹部に落とし込む事によ
り、マイクロレンズ間の辺方向の埋まりを小さく、狭ギ
ャップにし、レンズの開口率を向上させるものとなる。
As a method of forming such a concave portion, a deep concave portion is formed by subjecting the resin of the undercoat layer to the undercoat layer formed as a base of the microlens pattern by ashing or dry etching with high anisotropy. The method of forming is a simple method.
The microlens pattern is formed by using a known photolithography technique and heat flow technique using a photosensitive resin material. The resin layer having an infrared absorbing function is applied so as to cover the entire surface. However, when the resin layer having an infrared absorbing function is applied, excess resin liquid is dropped into the recesses so that the microlenses are filled in the lateral direction. Is small and has a narrow gap to improve the aperture ratio of the lens.

【0036】そのために、上記に示すようにドライエッ
チング工程では、アンダーコート層のエッチング量を
0.05μmからせいぜい1.5μmの深さまでの量に
抑える必要がある。また、本発明では、マイクロレンズ
の形状を保持させるため、マイクロレンズパターンのエ
ッチングレートはアンダーコート層の材料より遅い必要
がある。本発明に用いるアンダーコート層の樹脂の材料
は、この観点でエッチングレートが材料の屈折率など光
学特性とともに重要になる。
Therefore, as described above, in the dry etching process, the etching amount of the undercoat layer needs to be suppressed to an amount from 0.05 μm to at most 1.5 μm. Further, in the present invention, in order to maintain the shape of the microlens, the etching rate of the microlens pattern needs to be slower than that of the material of the undercoat layer. From this viewpoint, the etching rate of the resin material of the undercoat layer used in the present invention becomes important together with the optical characteristics such as the refractive index of the material.

【0037】本発明をより有効に活用するために、マイ
クロレンズパターンの辺方向のレンズ間寸法を予め0.
6μm以下、例えば、0.5μm〜0.1μmに加工し
ておくことが肝要である。本発明では、0.3μm以下
の、いわば半導体レベルの微細な領域の技術であるた
め、形成するマイクロレンズパターンのレンズ間寸法は
0.6μm以下で形成するほうが好ましい。レンズ間寸
法を0.7μm以上、例えば、1μmにて形成した場
合、マイクロレンズパターン間の凹部の赤外線吸収機能
を有する樹脂層の厚みが薄くなる傾向にあり、マイクロ
レンズのレンズ間ギャップに入射する光の散乱光や、裾
部に入射する斜め光をカットする効果がやや薄れてしま
う。
In order to utilize the present invention more effectively, the inter-lens dimension in the side direction of the microlens pattern is set to 0.
It is important to process to 6 μm or less, for example, 0.5 μm to 0.1 μm. In the present invention, since it is a technology of a fine region of 0.3 μm or less, that is, a semiconductor level, it is preferable to form the microlens pattern with a dimension between lenses of 0.6 μm or less. When the inter-lens dimension is 0.7 μm or more, for example, 1 μm, the thickness of the resin layer having the infrared absorbing function in the concave portions between the microlens patterns tends to be small, and the resin layer enters the interlens gap of the microlens. The effect of cutting the scattered light of the light and the oblique light incident on the hem part is slightly diminished.

【0038】レンズ間寸法を0.6μm以下で形成し、
赤外線吸収機能を有する樹脂層のマイクロレンズパター
ン間の凹部での膜厚を厚く形成することで、スミアなど
のノイズ低減を達成することが極めて容易となる。な
お、本発明者らは、レンズ間ギャップを小さく(狭
く)、あるいは レンズを非球面状に厚く形成すること
により、ノイズの原因となる反射光・再反射光を抑制で
きることを見いだしている。
The dimension between lenses is formed to be 0.6 μm or less,
By forming a large film thickness in the recesses between the microlens patterns of the resin layer having an infrared absorbing function, it becomes extremely easy to reduce noise such as smear. Note that the present inventors have found that the reflected light / re-reflected light that causes noise can be suppressed by making the inter-lens gap small (narrow) or forming the lens thick in an aspherical shape.

【0039】赤外線吸収機能を有する樹脂層の膜厚は、
0.3μm以下の薄い膜厚であるとエッチング後のレン
ズ形状を保持し、マイクロレンズパターン上の赤外線吸
収機能をもつ樹脂層の膜厚を薄くできる。0.4μmを
超える厚い膜ほどレンズ母型を再現しにくくなり樹脂凹
部が平坦になり、マイクロレンズパターン上に赤外線吸
収機能をもつ樹脂層を残すことになり、有効な光透過を
減じることがある。
The film thickness of the resin layer having an infrared absorbing function is
If the film thickness is 0.3 μm or less, the lens shape after etching can be maintained and the film thickness of the resin layer having the infrared absorbing function on the microlens pattern can be thinned. The thicker the film exceeds 0.4 μm, the more difficult it becomes to reproduce the lens matrix and the resin recesses become flat, leaving a resin layer having an infrared absorbing function on the microlens pattern, which may reduce effective light transmission. .

【0040】また、0.3μm以下の有機樹脂薄膜を、
スピンコートなどの一般的かつ低コストの塗布方法で形
成する場合、例えば、樹脂の固形分比を減らして塗布液
の粘度を大きく下げる必要がある。しかしながら、固形
分比を下げすぎると塗布液の乾燥時に樹脂分が擬集しラ
ンド状になる。あるいは、稀薄溶液のため不安定になり
樹脂が溶剤溶液中で既に擬集してしまって均質な膜形成
ができなくなる。実務的に光吸収樹脂の平均膜厚の下限
は0.03μmとなる。なお、塗布液に塗布性や分散性
を向上させるために界面活性剤を添加したり、複数の溶
剤種を混ぜたり、あるいは、樹脂の分子量や他樹脂の添
加を行っても良い。また、塗布の前処理として軽くエッ
チング処理、プラズマ処理、紫外線洗浄などを実施して
も良い。
An organic resin thin film having a thickness of 0.3 μm or less
When forming by a general and low cost coating method such as spin coating, for example, it is necessary to reduce the solid content ratio of the resin to greatly reduce the viscosity of the coating liquid. However, if the solid content ratio is lowered too much, the resin content will be quasi-collected and become land-like when the coating liquid is dried. Alternatively, it becomes unstable due to the dilute solution, and the resin is already quasi-assembled in the solvent solution, so that a uniform film cannot be formed. Practically, the lower limit of the average film thickness of the light absorbing resin is 0.03 μm. In addition, a surfactant may be added to the coating liquid in order to improve coatability and dispersibility, a plurality of solvent species may be mixed, or the molecular weight of the resin or another resin may be added. Further, as a pretreatment for coating, light etching treatment, plasma treatment, ultraviolet cleaning or the like may be performed.

【0041】本発明での赤外線吸収機能を有する樹脂層
は、マイクロレンズパターン上では、極力薄く(例え
ば、0.1μm以下)、マイクロレンズパターン間ギャ
ップ部では赤外線および可視光線吸収性能を確保できる
膜厚にて配設する事が望ましい。しかし、赤外線吸収剤
を含む赤外線吸収機能を有する樹脂層を塗布によって配
設する方法では、マイクロレンズパターン上にも赤外線
吸収機能を有する樹脂層の薄膜が形成されることにな
る。
The resin layer having an infrared absorbing function in the present invention is a film that is as thin as possible (for example, 0.1 μm or less) on the microlens pattern, and can secure infrared and visible light absorbing performance in the gap between the microlens patterns. It is desirable to arrange with a thickness. However, in the method of disposing the resin layer having an infrared absorbing function including the infrared absorbing agent by coating, a thin film of the resin layer having an infrared absorbing function is formed on the microlens pattern.

【0042】一般に、赤外線吸収材料は、可視領域にも
いくらかの光吸収を持っているので、薄膜とはいえマイ
クロレンズは、可視領域の吸収を持つこととなり望まし
くない。従って、本発明においては、赤外線吸収機能を
有する樹脂層を配設した後に、マイクロレンズパターン
上の赤外線吸収機能を有する樹脂層に含有する複数の赤
外線吸収剤を脱色し、可視領域の透過率を高めることを
特徴とするものである。複数の赤外線吸収剤を、例え
ば、有機溶剤、有機溶剤とアルカリの混液、強アルカリ
水溶液などに浸漬、もしくは強度の紫外線露光で脱色す
ることが可能である。
In general, since the infrared absorbing material has some light absorption in the visible region, the microlens, although a thin film, has absorption in the visible region, which is not desirable. Therefore, in the present invention, after disposing a resin layer having an infrared absorbing function, decolorizing a plurality of infrared absorbents contained in the resin layer having an infrared absorbing function on the microlens pattern, the transmittance of the visible region It is characterized by increasing. It is possible to decolorize a plurality of infrared absorbers, for example, by immersing them in an organic solvent, a mixed liquid of an organic solvent and an alkali, a strong alkaline aqueous solution, or by exposing to strong ultraviolet light.

【0043】また、本発明は、赤外線吸収機能を有する
樹脂層を配設した後に、マイクロレンズパターン上の赤
外線吸収機能を有する樹脂層を除去し、マイクロレンズ
パターン間ギャップ上、及びマイクロレンズパターン裾
部に赤外線吸収機能を有する樹脂層を残すことを特徴と
するものである。赤外線吸収機能を有する樹脂層を形成
後、マイクロレンズの薄膜の赤外線吸収機能をもつ樹脂
層ドライエッチなどで除去すれば、マイクロレンズ上で
は、実効的に光吸収効果がほとんどなくなる。あるい
は、赤外線吸収機能を有する樹脂層の形成後にドライエ
ッチ、もしくは有機アルカリ剥膜液への浸漬などの手法
により、マイクロレンズパターン上の赤外線吸収機能を
有する樹脂層の薄膜のみを除去することもできる。
Further, according to the present invention, after the resin layer having the infrared absorbing function is provided, the resin layer having the infrared absorbing function on the microlens patterns is removed, and the gap between the microlens patterns and the hem of the microlens pattern are removed. The resin layer having an infrared absorbing function is left in the part. After the resin layer having the infrared absorbing function is formed, if the resin layer having the infrared absorbing function of the thin film of the microlens is removed by dry etching or the like, the light absorbing effect is practically eliminated on the microlens. Alternatively, it is possible to remove only the thin film of the resin layer having the infrared absorbing function on the microlens pattern by a method such as dry etching after formation of the resin layer having the infrared absorbing function, or immersion in an organic alkali stripping solution. .

【0044】一般に、CCDなどの撮像素子を加工する
プロセスのほぼ最後のプロセスで、電極パッド上の樹脂
を除くためにポジレジストを用いてのドライエッチング
が行われる。このドライエッチングのあとに、このポジ
レジストを除去するために有機溶剤や有機アルカリ等を
用いての剥離工程がある。この剥離工程で光吸収樹脂の
極薄膜をポジレジストと同時に除去することが簡便であ
る。また、マイクロレンズパターンの屈折率より低い屈
折率の透明樹脂に赤外線吸収剤を含有させ、マイクロレ
ンズパターン上にて反射防止効果を持つ光学薄膜の膜厚
で形成することができる。
In general, dry etching using a positive resist is performed in order to remove the resin on the electrode pads in almost the final process of the process of processing an image pickup device such as a CCD. After this dry etching, there is a stripping step using an organic solvent, an organic alkali or the like to remove the positive resist. In this peeling process, it is easy to remove the ultrathin film of the light absorbing resin at the same time as the positive resist. Further, an infrared absorber may be contained in a transparent resin having a refractive index lower than that of the microlens pattern to form an optical thin film having an antireflection effect on the microlens pattern.

【0045】[0045]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 <実施例1>図1は、実施例1に係わる固体撮像素子を
示す断面図である。図1に示すように、固体撮像素子
は、その表面に光電変換素子(19)などが形成された
半導体基板(14)上に、平坦化層(17)、カラーフ
ィルタ(18)、平坦化層(16)、アンダーコート層
(13)、マイクロレンズパターン(11)、赤外線吸
収機能を有する樹脂層(12)が順次に形成されたもの
である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Example 1 FIG. 1 is a sectional view showing a solid-state image sensor according to Example 1. As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device includes a flattening layer (17), a color filter (18), and a flattening layer on a semiconductor substrate (14) having a photoelectric conversion element (19) formed on the surface thereof. (16), an undercoat layer (13), a microlens pattern (11), and a resin layer (12) having an infrared absorbing function are sequentially formed.

【0046】本発明による固体撮像素子は、アンダーコ
ート層(13)表面のマイクロレンズパターン間ギャッ
プの位置に凹部(15)が形成されており、この凹部
(15)に配設された赤外線吸収機能を有する樹脂層
(12)と、マイクロレンズパターン(11)の裾部を
覆うように形成された赤外線吸収機能を有する樹脂層
(12)によって、レンズ間ギャップに入射する光の散
乱光や、マイクロレンズの裾部に入射する斜め光をカッ
トし、また、レンズ間ギャップからの反射光を減少させ
入力画像の画質を向上させるものである。
In the solid-state image pickup device according to the present invention, the concave portion (15) is formed at the position of the gap between the microlens patterns on the surface of the undercoat layer (13), and the infrared absorbing function provided in the concave portion (15). And the resin layer (12) having an infrared absorbing function formed so as to cover the skirt of the microlens pattern (11), the scattered light of the light incident on the inter-lens gap and the microscopic The oblique light that enters the skirt of the lens is cut off, and the reflected light from the inter-lens gap is reduced to improve the image quality of the input image.

【0047】このマイクロレンズパターン(11)は、
光電変換素子(19)の配列に対応させて3.3μmの
配列ピッチ、及び0.2μmのマイクロレンズパターン
間ギャップ(W1)とした。このマイクロレンズパター
ンは、フェノール系樹脂にて1.2μmの高さとしてい
る。マイクロレンズパターン上には赤外線吸収機能を有
する樹脂層(12)の薄い層が配設されている。
This microlens pattern (11) is
An array pitch of 3.3 μm and a microlens pattern gap (W1) of 0.2 μm were made corresponding to the array of the photoelectric conversion elements (19). The microlens pattern is made of phenolic resin and has a height of 1.2 μm. A thin layer of a resin layer (12) having an infrared absorbing function is provided on the microlens pattern.

【0048】赤外線吸収機能を有する樹脂層(12)形
成後のレンズ間ギャップ(W2)は、およそ0.2μm
と狭ギャップとなっている。マイクロレンズパターンの
凹部での赤外線吸収機能を有する樹脂層の厚みは、0.
6μmをやや上回る厚みであり散乱光や斜め光のカット
に十分な厚みである。マイクロレンズパターンの表面
(凸部)での赤外線吸収機能を有する樹脂層の薄い層の
膜厚(T)は、赤外線吸収機能を有する樹脂層の硬膜後
において、およそ0.08μmといった極めて薄い膜厚
である。
The inter-lens gap (W2) after forming the resin layer (12) having an infrared absorbing function is about 0.2 μm.
And there is a narrow gap. The thickness of the resin layer having an infrared absorbing function in the concave portions of the microlens pattern is 0.
The thickness is slightly larger than 6 μm, which is sufficient for cutting scattered light and oblique light. The thickness (T) of the thin layer of the resin layer having the infrared absorbing function on the surface (convex portion) of the microlens pattern is about 0.08 μm after the resin layer having the infrared absorbing function is hardened. It is thick.

【0049】図2に、実施例1に係わる固体撮像素子の
平面図を示す。図3(A)は、図2におけるマイクロレ
ンズ(21)の対角方向の凹部(24)をA−A’断面
で示し、図3(B)は、辺方向の凹部(25)をB−
B’断面で示したものである。図2及び図3に示すよう
に、マイクロレンズパターン間の対角方向の探さ(D
1)は、辺方向の凹部の探さ(D2)より およそ0.
3μm深く凹部が形成され、A−A’方向のレンズ曲率
の緩やかさを深い凹部にて補完している状況を示してい
る。この深い凹部形成と赤外線吸収機能を有する樹脂層
の配設により、開口率の改善と同時に撮像素子へ入射す
る斜め光の余分な反射を緩和し、スミアを解消した入力
画像の画質の高い撮像素子を提供できる。
FIG. 2 is a plan view of the solid-state image sensor according to the first embodiment. 3A is a cross-sectional view of the concave portion (24) of the microlens (21) in FIG. 2 in the diagonal direction taken along the line AA ′, and FIG.
It is shown in the B ′ cross section. As shown in FIGS. 2 and 3, a diagonal search (D
1) is about 0. 0 from the search for the concave portion in the side direction (D2).
It is shown that a recess is formed deeply by 3 μm and the gentle curvature of the lens in the AA ′ direction is complemented by the deep recess. By forming a deep recess and arranging a resin layer that has an infrared absorption function, the aperture ratio is improved and at the same time, unnecessary reflection of oblique light incident on the image sensor is mitigated, and smear is eliminated. Can be provided.

【0050】図4(A)〜(E)は、本発明による固体
撮像素子の製造方法をその断面で示す説明図である。先
ず、公知の技術にて、その表面に光電変換素子、平坦化
層、カラーフィルタ、平坦化層などが形成された半導体
基板上に、エポキシ系樹脂のアンダ−コート層(13)
をスピンコートにて塗布形成した。
FIGS. 4A to 4E are explanatory views showing in cross section the method for manufacturing a solid-state image pickup device according to the present invention. First, an undercoat layer (13) of epoxy resin is formed on a semiconductor substrate having a photoelectric conversion element, a flattening layer, a color filter, a flattening layer, etc. formed on the surface thereof by a known technique.
Was formed by spin coating.

【0051】次に、図4(A)に示すように、アンダ−
コート層(13)の硬膜後、感光性のフェノール系樹脂
(10)(JSR(株)製、380H(商品名))を乾
燥後の膜厚が1.1μmになるように塗布形成した。高
精度のフォトマスク(凸版印刷(株)製レチクル)を介
しステッパー用いて露光、引き続く現像により図4
(B)に示す0.4μmのギャップ(44)を設けた。
Next, as shown in FIG.
After the coating layer (13) was hardened, a photosensitive phenolic resin (10) (380R (trade name) manufactured by JSR Corporation) was applied and formed so that the film thickness after drying was 1.1 μm. Through a high-precision photomask (reticle manufactured by Toppan Printing Co., Ltd.), exposure is performed using a stepper and subsequent development is performed.
A 0.4 μm gap (44) shown in (B) was provided.

【0052】次に、180℃・3分間のホットプレート
での加熱による熱フロー処理を行い、マイクロレンズパ
ターン間ギャップ(W1)0.2μm、マイクロレンズ
パターンの膜厚(マイクロレンズパターンの高さ)(4
1)1.35μmのマイクロレンズパターン(11)と
した。なお、熱フロー処理では、この層の現像後の矩形
状から片側0.1μmフローさせるが、このフロー量は
0.2μm以下に制御しないとマイクロレンズのくっつ
きなどからくるムラ不良を生じるようになる。
Next, heat flow treatment is performed by heating on a hot plate at 180 ° C. for 3 minutes, the gap between microlens patterns (W1) is 0.2 μm, the film thickness of the microlens pattern (height of the microlens pattern). (4
1) A microlens pattern (11) having a size of 1.35 μm was formed. In the heat flow treatment, the rectangular shape after development of this layer is flown by 0.1 μm on one side, but if the flow amount is not controlled to 0.2 μm or less, unevenness due to sticking of microlenses will occur. .

【0053】次に、図4(D)に示すように、ドライエ
ッチング装置にて、O2 ガスを導入し、圧力20P
a、RFパワー1kW、基板温度常温、エッチング時間
25秒にて処理を行い、マイクロレンズパターン間に深
さ0.5μmの凹部(15)を形成した。マイクロレン
ズパターンの高さは、1.2μmであった。マイクロレ
ンズパターンの高さ(42)は、当初レンズの高さより
0.5μm低くなっているが、これはエッチングにより
減少したものである。なお、レンズの高さや曲率は、光
電変換素子とレンズとの光学的な位置関係で最適化すれ
ば良く、あらかじめ エッチングによる減少分を見込ん
だプロセス設計をすることになる。
Next, as shown in FIG. 4 (D), O2 gas was introduced by a dry etching apparatus to a pressure of 20P.
a, RF power was 1 kW, substrate temperature was room temperature, and etching time was 25 seconds to form recesses (15) having a depth of 0.5 μm between the microlens patterns. The height of the microlens pattern was 1.2 μm. The height (42) of the microlens pattern is initially 0.5 μm lower than the height of the lens, which is reduced by etching. The height and curvature of the lens may be optimized according to the optical positional relationship between the photoelectric conversion element and the lens, and a process design that allows for the reduction due to etching should be made in advance.

【0054】実施例1で用いた樹脂のエッチングレート
を表1に示す。いずれも硬膜後の酸素プラズマでのエッ
チングレートを、マイクロレンズパターンの材料である
感光性フェノール系樹脂との比較で示した。エッチング
レートの大きい方が、エッチングが速いことになる。
The etching rate of the resin used in Example 1 is shown in Table 1. In each case, the etching rate in oxygen plasma after hardening was shown by comparison with the photosensitive phenolic resin which is the material of the microlens pattern. The higher the etching rate, the faster the etching.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】表1に示すように、樹脂レンズの材料であ
る感光性フェノール系樹脂のエッチングレートは、エポ
キシ樹脂より低いため、エッチングが進んでもレンズ形
状を保持しレンズ曲率の変化を少なくすることが可能で
あり、また、アンダーコート層の材料であるエポキシ樹
脂のエッチングレートが高いため、マイクロレンズパタ
ーン間の対角方向の凹部を深く加工することが可能であ
る。このことによりマイクロレンズパターン間の凹部へ
の光吸収樹脂の選択的形成を実現しレンズ効果を補完
し、さらにスミアを解消する効果を持たせることができ
るものである。
As shown in Table 1, since the etching rate of the photosensitive phenolic resin which is the material of the resin lens is lower than that of the epoxy resin, the lens shape can be maintained and the change of the lens curvature can be reduced even if the etching proceeds. In addition, since the epoxy resin, which is the material for the undercoat layer, has a high etching rate, it is possible to deeply process the concave portions in the diagonal direction between the microlens patterns. As a result, the light absorbing resin can be selectively formed in the concave portions between the microlens patterns, the lens effect can be complemented, and the effect of eliminating smear can be provided.

【0057】次に、図4(E)に示すように、エッチン
グ後に、マイクロレンズパターンおよび凹部を覆うよう
に、屈折率1.46のフッソ系アクリル樹脂に赤外線吸
収剤を5%含有させた赤外線吸収機能をもつ樹脂を、
0.1μmの平均膜厚にて塗布した。赤外線吸収剤は、
フタロシアニン系化合物(山本化成)、ジイモニウム系
化合物(日本化薬)、アゾ化合物(ハッコーケミカル)
の混合したものを用いた。結果、マイクロレンズパター
ン間の凹部に形成された赤外線吸収機能をもつ樹脂層の
膜厚は0.6μmであり、斜め光や散乱光をカットする
に十分な膜厚であり、クロレンズパターン上には、およ
そ0.08μm厚みの赤外線吸収機能を有する樹脂層が
形成された。
Next, as shown in FIG. 4 (E), after etching, an infrared ray containing 5% of an infrared absorbing agent in a fluorine-based acrylic resin having a refractive index of 1.46 was formed so as to cover the microlens pattern and the concave portion. Resin with absorption function,
Coating was performed with an average film thickness of 0.1 μm. Infrared absorber
Phthalocyanine compounds (Yamamoto Kasei), diimonium compounds (Nippon Kayaku), azo compounds (Hakko Chemical)
The mixture was used. As a result, the film thickness of the resin layer having an infrared absorbing function formed in the concave portion between the microlens patterns is 0.6 μm, which is a film thickness sufficient to cut oblique light and scattered light, and is formed on the black lens pattern. Was formed with a resin layer having an infrared absorbing function with a thickness of about 0.08 μm.

【0058】さらに、固体撮像素子の最終工程である有
機アルカリ液浸漬工程後、マイクロレンズ表面の赤外線
吸収剤は、ほぼ脱色され、同時にマイクロレンズパター
ン間ギャップ部には可視光や赤外線を吸収できる黒色の
赤外線吸収樹脂が形成された撮像素子を得ることができ
た。なお、実施例1において、赤外線吸収機能を有する
樹脂に紫外線吸収剤やクエンチャー等の添加を行ってい
ないが、耐光性向上のため、これらを加えてもよい。ま
た、紫外線吸収剤を含む樹脂層を別途形成しても良い。
また、赤外線吸収剤を、マイクロレンズパターンを含
み、マイクロレンズパターン下部に位置するアンダーコ
ート層、平坦化層、カラーフィルターなどに含有させて
も良い。
After the final step of immersing the solid-state image pickup device in an organic alkaline solution, the infrared absorbing agent on the surface of the microlenses is almost decolorized, and at the same time, the gap between the microlens patterns is a black color capable of absorbing visible light and infrared rays. It was possible to obtain an image sensor in which the infrared absorbing resin of No. 1 was formed. In addition, in Example 1, an ultraviolet absorber, a quencher, or the like is not added to the resin having an infrared absorbing function, but these may be added to improve light resistance. Alternatively, a resin layer containing an ultraviolet absorber may be separately formed.
Further, the infrared absorbent may be contained in the undercoat layer, the flattening layer, the color filter and the like which include the microlens pattern and are located under the microlens pattern.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明は、複数の光電変換素子が形成さ
れた半導体基板上に、少なくともアンダーコート層、複
数のマイクロレンズを順次に備えた固体撮像素子におい
て、マイクロレンズがマイクロレンズパターン上では選
択的に薄く、マイクロレンズパターン間ギャップ上では
選択的に厚く赤外線吸収機能を有する樹脂層を被覆配設
したマイクロレンズであるので、レンズ間ギャップに入
射する光の散乱光や、集光効率の良くないマイクロレン
ズの裾部に入射する斜め光によるスミアなどのノイズ増
加をさせず、また、レンズ間ギャップからの反射光によ
るゴーストなどを大幅に減少させ画質を向上させた固体
撮像素子となる。
The present invention provides a solid-state imaging device in which at least an undercoat layer and a plurality of microlenses are sequentially provided on a semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion elements are formed. Since it is a microlens that is selectively thin and is thick on the gap between the microlens patterns and is coated with a resin layer having an infrared absorbing function, the scattered light of the light entering the gap between the lenses and the light collection efficiency A solid-state imaging device that does not increase noise such as smear due to oblique light incident on the skirt of a microlens, which is not good, and greatly reduces ghosts due to reflected light from the inter-lens gap to improve image quality.

【0060】また、本発明は、マイクロレンズパターン
間ギャップ上に配設した赤外線吸収機能を有する樹脂層
の表面が平滑でないので、特定方向の光の反射成分が強
くならない。また、赤外線吸収機能を有する樹脂層が、
複数の赤外線吸収剤を含有した樹脂であり、複数の赤外
線吸収剤が、フタロシアニン系化合物、ジイモニウム系
化合物、アゾ系化合物より複数種選択された赤外線吸収
剤であるので、赤外領域700nm〜1100nmで大
きな吸収を持ち、構成要素に適した耐熱性があるものと
なる。また、赤外線吸収機能を有する樹脂層の屈折率
が、マイクロレンズパターンの屈折率より低いので、マ
イクロレンズ表面での光の反射、再反射を抑制すること
ができる。
Further, according to the present invention, since the surface of the resin layer having an infrared absorbing function disposed on the gap between the microlens patterns is not smooth, the reflection component of the light in the specific direction does not become strong. Further, the resin layer having an infrared absorbing function,
It is a resin containing a plurality of infrared absorbers, and since the plurality of infrared absorbers are infrared absorbers selected from a phthalocyanine compound, a diimonium compound, and an azo compound, the infrared region is 700 nm to 1100 nm. It has a large absorption and has a heat resistance suitable for the constituent elements. Moreover, since the refractive index of the resin layer having the infrared absorbing function is lower than the refractive index of the microlens pattern, it is possible to suppress reflection and rereflection of light on the surface of the microlens.

【0061】また、本発明は、上記固体撮像素子の製造
方法において、赤外線吸収機能を有する樹脂層を配設す
る前に、マイクロレンズパターン間ギャップの位置のア
ンダーコート層表面に凹みを形成し、赤外線吸収機能を
有する樹脂層を配設するので、マイクロレンズのレンズ
間ギャップに入射する光の散乱光や、集光効率の良くな
いマイクロレンズの裾部に入射する斜め光によるスミア
などのノイズ増加をさせず、また、レンズ間ギャップか
らの反射光によるゴーストなどを大幅に減少させ画質を
向上させた固体撮像素子の製造方法となる。
According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state image pickup device described above, a recess is formed on the surface of the undercoat layer at the position of the gap between the microlens patterns before disposing the resin layer having an infrared absorbing function, Since a resin layer with an infrared absorption function is provided, noise such as smear caused by scattered light that enters the interlens gap of the microlens or oblique light that enters the hem of the microlens, which has poor light collection efficiency, increases The present invention provides a method for manufacturing a solid-state imaging device in which the ghost and the like due to the reflected light from the inter-lens gap are significantly reduced and the image quality is improved.

【0062】また、本発明は、アンダーコート層のエッ
チングレートが、マイクロレンズパターンのエッチング
レートより高いので、マイクロレンズパターンに対して
アンダーコート層を選択的にエッチングされレンズ形状
を損なうことがない。また、赤外線吸収機能を有する樹
脂層を配設した後に、赤外線吸収剤を脱色し、或いはマ
イクロレンズパターン上の赤外線吸収機能を有する樹脂
層を除去するので、可視領域の透過率を高めるた固体撮
像素子の製造方法となる。
Further, in the present invention, since the etching rate of the undercoat layer is higher than the etching rate of the microlens pattern, the undercoat layer is not selectively etched with respect to the microlens pattern and the lens shape is not damaged. Further, since the infrared absorbent is decolorized or the resin layer having the infrared absorbing function on the microlens pattern is removed after disposing the resin layer having the infrared absorbing function, solid-state imaging with enhanced transmittance in the visible region. This is a method for manufacturing an element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による固体撮像素子の一実施例を示す断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a solid-state image sensor according to the present invention.

【図2】図1における固体撮像素子の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the solid-state image sensor in FIG.

【図3】(A)は、図2におけるマイクロレンズの対角
方向の凹部をA−A’断面で示す断面図である。(B)
は、辺方向の凹部をB−B’断面で示す断面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a diagonal concave portion of the microlens in FIG. 2 taken along the line AA ′. (B)
[Fig. 4] is a cross-sectional view showing a concave portion in the side direction by a BB 'cross section.

【図4】(A)〜(E)は、本発明による固体撮像素子
の製造方法をその断面で示す説明図である。
4 (A) to 4 (E) are explanatory views showing in cross section the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…感光性のフェノール系樹脂 11…マイクロレンズパターン 12…赤外線吸収機能を有する樹脂層 13…アンダーコート層 14…半導体基板 15…アンダーコート層の凹状 16…平坦化層 17…平坦化層 18…カラーフィルタ 19…光電変換素子 21…マイクロレンズ 24…対角方向の凹部 25…辺方向の凹部 26…樹脂凹部(変曲点間の谷部) 41、42…マイクロレンズパターンの高さ D1…対角方向の凹部の深さ D2…辺方向の凹部の深さ T…赤外線吸収機能を有する樹脂層の薄い層の膜厚 W1…マイクロレンズパターン間ギャップ W2…マイクロレンズのレンズ間ギャップ 10 ... Photosensitive phenolic resin 11 ... Micro lens pattern 12 ... Resin layer having infrared absorbing function 13 ... Undercoat layer 14 ... Semiconductor substrate 15 ... Recessed undercoat layer 16 ... Flattening layer 17 ... Flattening layer 18 ... Color filter 19 ... Photoelectric conversion element 21 ... Micro lens 24 ... Diagonal recess 25 ... a concave portion in the side direction 26 ... Resin recess (valley between inflection points) 41, 42 ... Height of microlens pattern D1 ... Depth of concave part in diagonal direction D2 ... Depth of recess in side direction T ... Thickness of thin resin layer having infrared absorbing function W1 ... Gap between micro lens patterns W2 ... Gap between micro lenses

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 AA03 AA06 AA09 AA15 AA21 2H048 CA04 CA09 CA12 CA19 CA22 CA24 2K009 BB14 BB15 CC21 DD02 DD12 EE00 4M118 AA05 AB01 GC08 GC11 GD04 GD07 GD20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H042 AA03 AA06 AA09 AA15 AA21                 2H048 CA04 CA09 CA12 CA19 CA22                       CA24                 2K009 BB14 BB15 CC21 DD02 DD12                       EE00                 4M118 AA05 AB01 GC08 GC11 GD04                       GD07 GD20

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の光電変換素子が形成された半導体基
板上に、少なくともアンダーコート層、複数のマイクロ
レンズを順次に備えた固体撮像素子において、マイクロ
レンズパターン上では選択的に薄く、マイクロレンズパ
ターン間ギャップ上では選択的に厚く赤外線吸収機能を
有する樹脂層を被覆配設したことを特徴とする固体撮像
素子。
1. A solid-state imaging device comprising a semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion elements are formed, and at least an undercoat layer and a plurality of microlenses in order, wherein the microlenses are selectively thin on the microlens pattern. A solid-state image pickup device, characterized in that a resin layer having a thick and infrared absorbing function is selectively provided on the inter-pattern gap.
【請求項2】前記マイクロレンズパターン間ギャップ上
に被覆配設した赤外線吸収機能を有する樹脂層の表面
が、平滑でないことを特徴とする請求項1記載の固体撮
像素子。
2. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the surface of the resin layer having an infrared absorbing function provided on the gap between the microlens patterns is not smooth.
【請求項3】前記赤外線吸収機能を有する樹脂層が、複
数の赤外線吸収剤を含有した樹脂であることを特徴とす
る請求項1、又は請求項2記載の固体撮像素子。
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the resin layer having an infrared absorbing function is a resin containing a plurality of infrared absorbing agents.
【請求項4】前記複数の赤外線吸収剤が、フタロシアニ
ン系化合物、ジイモニウム系化合物、アゾ系化合物より
複数種選択された赤外線吸収剤であることを特徴とする
請求項3記載の固体撮像素子。
4. The solid-state image pickup device according to claim 3, wherein the plurality of infrared absorbers are infrared absorbers selected from a plurality of phthalocyanine compounds, diimonium compounds and azo compounds.
【請求項5】前記赤外線吸収機能を有する樹脂層の屈折
率が、マイクロレンズパターンの屈折率より低いことを
特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、又は請求項
4記載の固体撮像素子
5. The solid according to claim 1, wherein the resin layer having an infrared absorbing function has a refractive index lower than that of the microlens pattern. Image sensor
【請求項6】複数の光電変換素子が形成された半導体基
板上に、少なくともアンダーコート層、複数のマイクロ
レンズを順次に備えた固体撮像素子の製造方法におい
て、マイクロレンズが、マイクロレンズパターン上では
選択的に薄く、マイクロレンズパターン間ギャップ上で
は選択的に厚く赤外線吸収機能を有する樹脂層を被覆配
設したマイクロレンズであって、赤外線吸収機能を有す
る樹脂層が、複数の赤外線吸収剤を含有した樹脂であ
り、赤外線吸収機能を有する樹脂層を配設する前に、マ
イクロレンズパターン間ギャップの位置のアンダーコー
ト層表面に凹みを形成し、赤外線吸収機能を有する樹脂
層を被覆配設することを特徴とする固体撮像素子の製造
方法。
6. A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion elements formed thereon, and at least an undercoat layer and a plurality of microlenses in order. A microlens that is selectively thin and is thick on the gap between the microlens patterns to cover the resin layer having an infrared absorbing function, wherein the resin layer having an infrared absorbing function contains a plurality of infrared absorbing agents. Before forming the resin layer having the infrared absorbing function, a recess is formed on the surface of the undercoat layer at the position of the gap between the microlens patterns, and the resin layer having the infrared absorbing function is provided by coating. And a method for manufacturing a solid-state image sensor.
【請求項7】前記アンダーコート層のエッチングレート
が、マイクロレンズパターンのエッチングレートより高
いことを特徴とする請求項6記載の固体撮像素子の製造
方法。
7. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 6, wherein the etching rate of the undercoat layer is higher than the etching rate of the microlens pattern.
【請求項8】前記赤外線吸収機能を有する樹脂層を配設
した後に、マイクロレンズパターン上の赤外線吸収機能
を有する樹脂層に含有する複数の赤外線吸収剤を脱色
し、可視領域の透過率を高めることを特徴とする請求項
6、又は請求項7記載の固体撮像素子の製造方法。
8. After disposing the resin layer having the infrared absorbing function, a plurality of infrared absorbing agents contained in the resin layer having the infrared absorbing function on the microlens pattern are decolorized to enhance the transmittance in the visible region. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 6 or 7, characterized in that.
【請求項9】前記赤外線吸収機能を有する樹脂層を配設
した後に、マイクロレンズパターン上の赤外線吸収機能
を有する樹脂層を除去し、マイクロレンズパターン間ギ
ャップ上、及びマイクロレンズパターン裾部に赤外線吸
収機能を有する樹脂層を残すことを特徴とする請求項
6、又は請求項7記載の固体撮像素子の製造方法。
9. After disposing the resin layer having the infrared absorbing function, the resin layer having the infrared absorbing function on the microlens patterns is removed, and infrared rays are provided on the gaps between the microlens patterns and on the skirts of the microlens patterns. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 6, wherein the resin layer having an absorbing function is left.
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