JP2006324675A - ピクセルのアレイを含むセンサおよびピクセル・センサ・アレイのマイクロレンズ構造を製作する方法(ピクセル・センサ用の接触するマイクロレンズ構造および製作方法) - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピクセル・センサ・アレイの隣接したマイクロレンズ構造の間に形成されるギャップ空間を除去する。有利なことに、本発明による露光およびフローの条件により、隣接したマイクロレンズ構造が横断面で接触し(ウェブでつながり)、全ての方向で丸いレンズ形状を有する。具体的には、露光およびフロー条件により、各接触するマイクロ構造レンズが横断面および45度断面で一致した一様な曲率半径を有するように形成される。
【選択図】図7
Description
12 マイクロレンズ・アレイ
14 半導体基板
18 フォトダイオード
20 ピクセル
22 マイクロレンズ
30a レベル間誘電体層
30b レベル間誘電体層
35a AlまたはCu配線層
35b AlまたはCu配線層
64 半導体基板
75 マイクロレンズ
78 フォトダイオード
200 ウェブ付きマイクロレンズ構造
230 45度断面
225 横断面
Claims (16)
- 複数のピクセルのアレイを含むセンサであって、各ピクセルが、
光を受け取るための複数のマイクロレンズ構造を含む層と、
前記ピクセルに入射しそれぞれのマイクロレンズ構造で集束された光を受け取るように形成された感光要素を含む半導体基板と、
前記基板と最上層の間に設けられた1つ以上の誘電体材料層および埋込み金属層と、を備え、
あるピクセルの各マイクロレンズ構造がある方向にウェブでつながり、その結果前記アレイの隣接したピクセルのマイクロレンズ構造に接触し、かつ前記マイクロレンズ構造の曲率が全ての方向で均一となり、それによって、全ての方向から前記マイクロレンズ構造に入射する光の収集が最大限にされるセンサ。 - 前記接触するマイクロレンズ構造のそれぞれが、円形平面の形状である、請求項1に記載のセンサ。
- 前記接触するマイクロレンズ構造のそれぞれが、横断面および45度断面で一致した均一の曲率半径を有するように形成された円形平面の形状である、請求項2に記載のセンサ。
- 前記45度断面の前記接触するマイクロレンズ構造は、該マイクロレンズの曲率半径が前記横断面の前記マイクロレンズの曲率半径と一致するように、前記ウェブ端部が前記横断面で接触している水平位置より下方(垂直方向で)に形成されている、請求項3に記載のセンサ。
- ピクセル・センサ・アレイのマイクロレンズ構造を作製する方法であって、
a)それぞれのピクセル・マイクロレンズに入射する光を受け取るように構成された複数の感光要素を有する基板を設けるステップと、
b)前記基板の上にフォトレジスト層を形成するステップと、
c)マイクロレンズ構造の像を形成するように第1の副解像度(sub−resolution)の条件を使用して前記フォトレジスト層をパターン化するステップであって、前記第1の副解像度の条件が、隣接したマイクロレンズ構造の間のギャップに部分的に接続されたレンズ部分を形成するのに十分なやり方で適用されるステップと、
d)前記フォトレジスト層を現像して、部分的に接続されたレンズ部分を前記ギャップに有する前記パターン化されたマイクロレンズ構造を部分的に形成するステップと、
e)第2の副解像度の条件を前記部分的に形成されたマイクロレンズ構造に全面的に適用するステップと、
f)前記部分的に形成されたマイクロレンズ構造をフローさせるステップと、を備え、前記マイクロレンズ構造が前記アレイの隣接したピクセルのマイクロレンズ構造に接触するように、かつ前記マイクロレンズ構造の曲率が全ての方向で一様であるように、各マイクロレンズ構造がウェブでつながり、それによって、全ての方向から前記マイクロレンズ構造に入射する光の収集が最大限にされる方法。 - 前記第1および第2の副解像度の条件が、前記フォトレジスト層の重合体の架橋を引き起こすように前記パターン化されたフォトレジスト層に適用される露光量を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記パターン化するステップc)が、横断面の隣接したマイクロレンズ構造の間にあるギャップでの重合体架橋を確実に行う前記第1の副解像度の条件をマスク像に適用することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第1および第2の副解像度の条件が、約0.01から約2ジュール/cm2の範囲のエネルギーのUV光の露光量を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記フローさせるステップf)が、約180℃から約220℃の範囲の温度で熱を前記マイクロレンズ構造に加える露光後ベーク・プロセスを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記接触するマイクロレンズ構造のそれぞれが、横断面および45度断面で一致した均一な曲率半径を有するように形成された円形平面の形状である、請求項5に記載の方法。
- 前記45度断面の前記接触するマイクロレンズ構造は、該マイクロレンズの曲率半径が前記横断面の前記マイクロレンズの曲率半径と一致するように、前記ウェブ端部が前記横断面で接触している水平位置より下方(垂直方向で)に形成されている、請求項10に記載の方法。
- センサ・アレイの形成されたマイクロレンズ構造においてレンズの大きさ、高さおよび曲率半径を含む寸法を制御する方法であって、、
接触するマイクロレンズ構造を部分的に形成するように、パターン化されたフォトレジスト層に第1の露光条件を適用し、その後で前記フォトレジスト層を現像するステップと、
前記アレイの前記部分的に形成された接触するマイクロレンズ構造に第2の露光条件を全面に適用するステップと、
全ての方向で丸いレンズ形状を有する隣接したマイクロレンズ構造を形成するのに十分な温度で、前記アレイの前記部分的に形成された接触するマイクロレンズ構造をフローさせるステップと、を備える方法。 - 前記接触するマイクロレンズ構造のそれぞれが、横断面および45度断面で一致した均一な曲率半径を有するように形成される、請求項12に記載の方法。
- 前記フローさせるステップは、45度断面の前記マイクロレンズの曲率半径を横断面の前記マイクロレンズの曲率半径と一致させるように、前記45度断面の前記接触するマイクロレンズ構造のそれぞれを確実に収縮るさせるのに十分な温度で行われる、請求項12に記載の方法。
- 前記第2の露光条件を全面に適用するステップおよび前記フローさせるステップは、前記マイクロレンズ端部が前記横断面で接触する水平位置より下方で前記45度断面の前記接触するマイクロレンズ構造のそれぞれを確実に収縮させるように行われる、請求項14に記載の方法。
- 前記接触するマイクロレンズ構造のそれぞれが、任意の断面でR2=H2+(W/2)2/2Hに従って決定されるレンズ幅「W」および高さ「H」および曲率半径「R」を有するように形成される、請求項12に記載の方法。
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