JP2006351855A - Solid state imaging device and manufacturing method thereof - Google Patents
Solid state imaging device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006351855A JP2006351855A JP2005176496A JP2005176496A JP2006351855A JP 2006351855 A JP2006351855 A JP 2006351855A JP 2005176496 A JP2005176496 A JP 2005176496A JP 2005176496 A JP2005176496 A JP 2005176496A JP 2006351855 A JP2006351855 A JP 2006351855A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- convex lens
- layer
- photoelectric conversion
- lens
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
この発明は、光電変換素子に効率よく集光させる層内レンズを有する固体撮像素子とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solid-state imaging device having an in-layer lens that efficiently collects light on a photoelectric conversion device, and a method for manufacturing the same.
光電変換素子を2次元状に配置した固体撮像素子は、半導体基板表面に光電変換部と信号読出部を備えているので、実際に光電変換に寄与する領域は、20〜40%程度の開口率に制限される。このような開口率の制限に対して、集光のためのレンズを画素ごとに設けることによって、入射光を光電変換部に集光する方法が一般的に採用されている。また、固体撮像素子(半導体基板)表面に対して斜めに入射する入射光に対して、集光率を向上させるために、上記集光のためのレンズの他に層内レンズを用いる方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Since the solid-state imaging device in which the photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally includes the photoelectric conversion unit and the signal reading unit on the surface of the semiconductor substrate, the region actually contributing to the photoelectric conversion has an aperture ratio of about 20 to 40%. Limited to In order to limit the aperture ratio, a method of condensing incident light on a photoelectric conversion unit by providing a condensing lens for each pixel is generally employed. Also, a method using an in-layer lens in addition to the above-mentioned condensing lens is proposed to improve the condensing rate with respect to incident light incident obliquely on the surface of the solid-state imaging device (semiconductor substrate). (For example, refer to Patent Document 1).
図8は、従来の層内レンズを有する固体撮像素子の構造を模式的に示す断面図である。この固体撮像素子101は、光電変換素子111が2次元上に配列された半導体基板110上に、絶縁層112と、所定の形状にパターン形成されたメタル配線113と、メタル配線113を保護する第1の保護膜114と、平坦化層115と、メタル配線113を遮光するための遮光層116と、遮光層116を保護する第2の保護膜117と、が順に積層されて構成され、光電変換素子111が形成される位置に対応する第2の保護膜117上の位置に層内レンズ120が形成され、遮光層116と層内レンズ120上に表面平坦化層130が形成され、光電変換素子111が形成される位置に対応する表面平坦化層130上の位置にトップレンズ140が形成される構造を有している。このうちの層内レンズ120は、光電変換素子111の形成位置に対応した平坦化層115上の位置に形成され、その断面形状が矩形状を有する芯部121と、この芯部121の側面の周囲に接してその外形が曲面状に形成されるサイドウォール122とから形成される。この層内レンズ120では、芯部121とサイドウォール122との界面は、直線状となっており、半導体基板110の基板面に対して垂直方向に延びている。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a solid-state imaging device having a conventional intralayer lens. The solid-
層内レンズ120は、トップレンズ140で集光しきれない光を光電変換素子111上に集光させるために、所定値以上の屈折率を有するように構成されている。そのため、固体撮像素子101の表面に対して光が斜めに入射する場合、入射光はトップレンズ140と層内レンズ120を通過することで、半導体基板110表面に形成された光電変換素子111に集光される。
The in-
しかしながら、図8の左側半分の図に示されているように、固体撮像素子101の表面に対して所定の角度よりも大きい角度の光が入射する場合には、層内レンズ120の芯部121とサイドウォール122との界面が、半導体基板110の基板面に対して垂直方向に直線状に延びているために、光電変換素子111へと光を反射させることができず、光電変換素子111上に光を集光することができなくなってしまうという問題点があった。
However, as shown in the left half of FIG. 8, when light having an angle larger than a predetermined angle is incident on the surface of the solid-
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、トップレンズと光電変換素子との間に層内レンズを備える固体撮像素子において、固体撮像素子の表面に対して垂直に入射する光の集光効率を落とすことなく、斜めに入射する光に対しても効率よく光電変換素子上に集光することができる固体撮像素子とその製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a solid-state imaging device including an in-layer lens between a top lens and a photoelectric conversion device, the light collection efficiency of light incident perpendicularly to the surface of the solid-state imaging device An object of the present invention is to obtain a solid-state imaging device capable of efficiently condensing light incident obliquely on a photoelectric conversion device and a method for manufacturing the same without dropping the light.
上記目的を達成するため、この発明にかかる固体撮像素子は、半導体基板上に配置される光電変換素子と、前記半導体基板上の所定の位置への光を遮光する遮光層と、前記遮光層を覆うように形成される保護膜と、前記光電変換素子の形成位置に対応して前記保護膜上に形成される第1のレンズと、該第1のレンズを覆い、表面を平坦化させる表面平坦化層と、前記光電変換素子の形成位置に対応して前記表面平坦化層上に形成される第2のレンズと、を備える固体撮像素子において、前記第1のレンズは、前記表面平坦化層の屈折率と同じかまたはそれに近い材料を有する材料によって構成され、上に凸のレンズ形状を有する凸レンズ部と、前記凸レンズ部よりも大きな屈折率を有する材料によって構成され、前記凸レンズ部の側面部の周囲を覆うサイドウォールと、によって構成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention includes a photoelectric conversion element disposed on a semiconductor substrate, a light shielding layer that shields light to a predetermined position on the semiconductor substrate, and the light shielding layer. A protective film formed so as to cover; a first lens formed on the protective film corresponding to a formation position of the photoelectric conversion element; and a surface flatness covering the first lens and flattening the surface And a second lens formed on the surface flattening layer corresponding to a formation position of the photoelectric conversion element, wherein the first lens is the surface flattening layer. A convex lens portion having a convex lens shape and a material having a refractive index larger than that of the convex lens portion, and a side surface portion of the convex lens portion. Around A sidewall covering the, characterized in that it is constituted by.
この発明によれば、光電変換素子と固体撮像素子の表面に形成されるトップレンズとの間に外周面が曲面状を有する凸レンズ部と、凸レンズ部よりも屈折率の大きい材料によって、凸レンズ部の側面の周囲に形成されるサイドウォールとから構成される層内レンズを設けるように構成したので、固体撮像素子の表面に対して斜めに入射する光を、凸レンズ部とサイドウォールとの曲面状の界面で反射を起こさせ、半導体基板上の光電変換素子に集光させることができる。その結果、固体撮像素子に入射する広い範囲の入射角の光に対応することができるという効果を有する。 According to the present invention, the convex lens portion has a convex lens portion having a curved outer peripheral surface between the photoelectric conversion element and the top lens formed on the surface of the solid-state imaging device, and the material having a refractive index larger than that of the convex lens portion. Since an intra-layer lens composed of sidewalls formed around the side surfaces is provided, light that is incident obliquely on the surface of the solid-state imaging device is formed into a curved surface shape between the convex lens portion and the sidewalls. Reflection can be caused at the interface and the light can be condensed on the photoelectric conversion element on the semiconductor substrate. As a result, it has the effect that it can respond to the light of the incident angle of the wide range which injects into a solid-state image sensor.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる固体撮像素子とその製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態で用いられる固体撮像素子の断面図は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる。 Exemplary embodiments of a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the cross-sectional views of the solid-state imaging device used in the following embodiments are schematic, and the relationship between the thickness and width of the layers, the ratio of the thicknesses of the layers, and the like are different from the actual ones.
実施の形態1.
図1は、この発明にかかる固体撮像素子の実施の形態1の断面構造を模式的に示す図である。この固体撮像素子1は、表面に2次元上に光電変換素子11が形成された半導体基板10上に、絶縁層12、所定の位置に所定の形状にパターン形成されたメタル配線13、メタル配線13を保護する第1の保護膜14、絶縁層12上のメタル配線13による凹凸を平坦化するための平坦化層15、メタル配線13への光の入射を遮るために所定の位置に所定の形状にパターン形成された遮光層16、遮光層16の表面を保護する第2の保護膜17(特許請求の範囲における保護膜に対応する)、光電変換素子11の形成位置に対応して第2の保護膜17上に形成される層内レンズ20(特許請求の範囲における第1のレンズに対応する)、遮光層16と層内レンズ20による凹凸を平坦化するための表面平坦化層30、および光電変換素子11の形成位置に対応して表面平坦化層30上に形成されるトップレンズ40(特許請求の範囲における第2のレンズに対応する)が、順に積層されて構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention. The solid-state imaging device 1 includes an
図2は、層内レンズの構造を模式的に示す断面図である。この固体撮像素子1に使用される層内レンズ20は、上述したように半導体基板10上の光電変換素子11の形成位置に対応して、半導体基板10とトップレンズ40との間に形成される。この層内レンズ20は、光電変換素子11の形成位置に対応して形成され、側面が半導体基板10の基板面に対して垂直な柱状構造の芯部21と、芯部21の側面に接して形成される第1のサイドウォール22(特許請求の範囲における凸レンズ部内サイドウォール部に対応する)と、第1のサイドウォール22の外側の側面に接して形成される第2のサイドウォール23(特許請求の範囲におけるサイドウォールに対応する)と、を備える。このうち、芯部21と第1のサイドウォール22は、表面平坦化層30の屈折率と同じかそれに近い値を有する、プラズマSi−Oなどの同一の材料によって形成され、第2のサイドウォール23は第1のサイドウォール22よりも大きな屈折率を有するプラズマSi−Nなどの材料によって形成される。また、第1のサイドウォール22と第2のサイドウォール23との界面は、この界面で反射した光が光電変換素子へと導かれるように曲面によって構成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the in-layer lens. The
以上のように層内レンズ20を構成することで、芯部21と表面平坦化層30との間の屈折率の差を小さくすることができ、固体撮像素子1の表面に対して垂直に入射する光に対しては、層内レンズ20表面での反射を抑えることができる。また、固体撮像素子1の表面に対して斜めに入射する光に対しては、第1と第2のサイドウォール22,23との間の屈折率の差によってその界面で入射光を層内レンズ20内へ反射させることができるとともに、その曲面状の界面で反射する光を光電変換素子11上へと集光させることができる。
By configuring the
つぎに、このような構造を有する固体撮像素子1の製造方法について説明する。図3−1〜図3−4は、この発明による固体撮像素子の製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。ただし、以下では、この実施の形態1の特徴となる層内レンズ20を形成する手順を主に示している。まず、公知の手法によって、半導体基板10上に光電変換素子11を形成し、その上面に絶縁層12を形成する。この絶縁層12の上面に、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術によって所定の位置に所定の形状のメタル配線13を形成し、メタル配線13とメタル配線13が形成されていない絶縁層12を覆うように第1の保護膜14を形成した後、メタル配線13によって生じた凹凸を平坦化させるための平坦化層15を形成する。その後、平坦化層15上に、下層のメタル配線13の形成位置を覆うように、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術によって所定の形状の遮光層16を形成し、遮光層16が形成された平坦化層15上に第2の保護膜17を形成する(図3−1)。
Next, a method for manufacturing the solid-state imaging device 1 having such a structure will be described. 3A to 3D are cross-sectional views schematically showing an example of the procedure of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. However, in the following, a procedure for forming the
ついで、第2の保護膜17上に、所定の厚さを有するプラズマSi−Oなどの透明なレンズ形成用透明膜を成膜し、フォトリソグラフィ法によって所定の位置にレジストを形成する。このレジストを、半導体基板10上の光電変換素子11の形成位置に対応した位置内の層内レンズ20の芯部21を形成する位置にのみ残し、他の部分では除去するようにする。その後、リアクティブイオンエッチング法(以下、RIE法という)により、レジストを除去した部分の不要なレンズ形成用透明膜を除去する。不要なレンズ形成用透明膜を除去した後、レジストを除去することによって、層内レンズ20の柱状構造を有する芯部21に相当する部分が形成される(図3−2)。
Next, a transparent film for forming a lens such as plasma Si—O having a predetermined thickness is formed on the second
ついで、層内レンズ20の芯部21を覆うように、芯部21と同じ材料のプラズマSi−Oなどからなる第1のサイドウォール形成用透明膜22aを成膜する(図3−3)。この第1のサイドウォール形成用透明膜22aについても、フォトリソグラフィ法とRIE法などを用いることにより、芯部21の側面の周囲を囲むサイドウォール形状となるように不要な第1のサイドウォール形成用透明膜22aをエッチングすることにより、第1のサイドウォール22を形成する。
Next, a first sidewall-forming
ついで、層内レンズ20の芯部21と第1のサイドウォール22よりも大きい屈折率を有するSi3N4などの第2のサイドウォール形成用膜を、層内レンズ20の芯部21と第1のサイドウォール22を覆うように成膜する。この第2のサイドウォール形成用膜についても、フォトリソグラフィ法とRIE法などを用いることにより、第1のサイドウォール22の側面の周囲にサイドウォール形状になるように不要な第2のサイドウォール形成用膜をエッチングすることによって、第2のサイドウォール23を形成する(図3−4)。以上により、層内レンズ20が形成される。
Next, a second sidewall forming film such as Si 3 N 4 having a refractive index higher than that of the
その後、第2の保護膜17上に形成した層内レンズ20上に、所定の厚さの表面を平坦化した表面平坦化層30を形成する。そして、半導体基板10上の光電変換素子11の形成位置に対応する表面平坦化層30上の位置に、トップレンズ40を形成することによって、図1に示されるような固体撮像素子1が形成される。
Thereafter, a
この実施の形態1によれば、光電変換素子11と固体撮像素子1の表面に形成されるトップレンズ40との間に、芯部21と、この芯部21と同じ材料によって芯部21の側面の周囲に形成され、外側側面が曲面状を有する第1のサイドウォール22と、芯部21と第1のサイドウォール22よりも屈折率の大きい材料で第1のサイドウォール22の側面の周囲に形成される第2のサイドウォール23とから構成される層内レンズ20を設けるように構成したので、固体撮像素子1の表面に対して斜めに入射する光を、第1と第2のサイドウォール22,23との曲面状の界面で反射を起こさせ、半導体基板10上の光電変換素子11に集光させることができる。その結果、固体撮像素子1に入射する広い範囲の入射角の光に対応させて動作させることができるという効果を有する。
According to the first embodiment, between the
また、層内レンズ20の芯部21と第1のサイドウォール22とを別々の工程で形成するようにしたので、従来の半導体装置におけるゲート電極構造のサイドウォールの形成工程を流用することができ、従来のプロセスと装置を有効に利用することができるという効果も有する。
In addition, since the
実施の形態2.
図4は、この発明にかかる固体撮像素子の実施の形態2の断面構造を模式的に示す図である。この固体撮像素子1Aは、実施の形態1の図1において、第2の保護膜17上に形成される層内レンズ20の芯部21と第1のサイドウォール22が一体的に形成された凸レンズ部24と、第2のサイドウォール23に対応するサイドウォール25と、によって構成される層内レンズ20Aを有することを特徴とする。なお、実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the second embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention. This solid-
この実施の形態2の層内レンズ20Aは、表面平坦化層30と同じかまたは近い屈折率を有する材料によって、上に凸の凸レンズ状に構成される凸レンズ部24と、この凸レンズ部24の側面の周囲を覆うように、凸レンズ部24よりも大きな屈折率を有する材料によって構成されるサイドウォール25と、から構成される。凸レンズ部24の外側側面の周囲にサイドウォール25が形成されるので、この場合にも実施の形態1と同様に、凸レンズ部24とサイドウォール25との界面は曲面状となる。
The
つぎに、このような構造の固体撮像素子1Aの製造方法について説明する。図5−1〜図5−3は、この発明による固体撮像素子の製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。実施の形態1の図3−1に示されるように、絶縁層12、メタル配線13、第1の保護膜14、平坦化層15、遮光層16、第2の保護膜17を順に形成した光電変換素子11を有する半導体基板10上に、凸レンズ部24を形成するためのプラズマSi−Oなどからなる凸レンズ部構成膜24Aを所定の厚さ成膜する(図5−1)。その後、フォトリソグラフィ法により光電変換素子11の形成位置に対応する凸レンズ部構成膜24A上の位置に凸レンズ形状を有するレジスト26を形成する(図5−2)。ついで、RIE法などにより、凸レンズ部構成膜24Aとレジスト26を同時にエッチングし、光電変換素子11の形成位置に対応する位置に凸レンズ部24を形成する(図5−3)。これは、たとえば、凸レンズ部構成膜24Aと凸レンズ形状のレジスト26のエッチング速度をほぼ同じ割合に調整することで、凸レンズ部構成膜24Aのレジスト26で覆われた部分を凸レンズ形状の凸レンズ部24とすることができる。
Next, a manufacturing method of the solid-
その後は、実施の形態1の図3−4で説明したように、凸レンズ部24を形成した第2の保護膜17上に、凸レンズ部24よりも大きい屈折率によって構成されるサイドウォール形成膜を形成し、フォトリソグラフィ法とRIE法などによって凸レンズ部24の側面の外周囲にサイドウォール25を形成する。以上により、層内レンズ20Aが形成される。ついで、第2の保護膜17上に形成した層内レンズ20A上に、所定の厚さの表面平坦化層30を形成する。そして、半導体基板10上の光電変換素子11の形成位置に対応する表面平坦化層30上の位置に、トップレンズ40を形成することによって、図4に示されるような固体撮像素子1Aが形成される。
Thereafter, as described with reference to FIGS. 3-4 of the first embodiment, a sidewall forming film constituted by a refractive index larger than that of the
この実施の形態2によれば、実施の形態1の効果に加えて、層内レンズ20Aの凸レンズ部24を、実施の形態1のように芯部21と第1のサイドウォール22とを別々に形成することなく、一回の工程で製造することができる。
According to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the
実施の形態3.
図6は、この発明にかかる固体撮像素子の実施の形態3の断面構造を模式的に示す図である。この固体撮像素子1Bは、実施の形態2の図4において、層内レンズ20Aの凸レンズ部24を、第2の保護膜17A(特許請求の範囲における保護膜に対応する)と一体的に形成することを特徴とする。なお、実施の形態1,2と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 4 of the second embodiment, the solid-
この実施の形態3の層内レンズ20Bは、第2の保護膜17Aと同一の材料によって、第2の保護膜17A形成時に同時に形成される。つまり、第2の保護膜17Aに、層内レンズ20Bの凸レンズ部27が形成される。より具体的には、半導体基板10上の光電変換素子11の形成位置に対応する第2の保護膜17A上の位置に、上に凸の凸レンズ状の凸レンズ部27が形成され、この凸レンズ部27の側面の周囲を覆うように、凸レンズ部27よりも大きな屈折率を有する材料で構成されるサイドウォール28を形成することによって、層内レンズ20Bが構成される。凸レンズ部27の側面の周囲にサイドウォール28が形成されるので、この場合にも実施の形態1と同様に、凸レンズ部27とサイドウォール28との界面は曲面状となる。
The
つぎに、このような構造の固体撮像素子1Bの製造方法について説明する。図7−1〜図7−4は、この発明による固体撮像素子の製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。ただし、以下では、この実施の形態3の特徴となる層内レンズ20Bを形成する手順を主に示している。実施の形態1の図3−1で説明した手順と同様に、光電変換素子11を有する半導体基板10上に、絶縁層12、メタル配線13、第1の保護膜14、平坦化層15、遮光層16を順に形成する(図7−1)。ついで、遮光層16が形成された平坦化層15上に所定の厚さのプラズマSi−Oなどからなる第2の保護膜17Aを形成する(図7−2)。この第2の保護膜17Aは、実施の形態1の場合の第2の保護膜17Aの厚さよりも厚く、その表面が遮光層16の上面部分よりも高い位置となるような厚さとする必要がある。たとえば、図6に示されるように、遮光層16の上面での第2の保護膜17Aの厚さは、実施の形態1で形成する第2の保護膜17Aの厚さに層内レンズ20Bの高さ(厚さ)を付加した程度かそれよりも厚いものとなる。また、このときの第2の保護膜17Aの表面を平坦化させる。
Next, a manufacturing method of the solid-
その後、半導体基板10上の光電変換素子11に対応した第2の保護膜17A上の位置に、凸レンズ形状を有するレジスト26を形成する(図7−3)。ついで、RIE法などにより、凸レンズ部構成膜24Aとレジスト26を同時にエッチングすることによって、光電変換素子11に対応した位置に凸レンズ部27が形成される(図7−4)。この場合も、実施の形態2と同様に、たとえば、第2の保護膜17Aと凸レンズ形状のレジスト26のエッチング速度をほぼ同じ割合に調整することで、第2の保護膜17Aのレジスト26で覆われた部分を凸レンズ形状の凸レンズ部27に加工することができる。
Thereafter, a resist 26 having a convex lens shape is formed at a position on the second
その後は、実施の形態1の図3−4で説明したように、凸レンズ部27を形成した第2の保護膜17A上に、凸レンズ部27よりも大きい屈折率によって構成されるサイドウォール形成膜を形成し、フォトリソグラフィ法とRIE法などによって凸レンズ部27の側面の外周囲にサイドウォール28を形成する。そして、層内レンズ20Bを有する第2の保護膜17A上に、表面が平坦化されるように所定の厚さの表面平坦化層30を形成し、半導体基板10上の光電変換素子11の形成位置に対応する表面平坦化層30上の位置に、トップレンズ40を形成することによって、図6に示されるような固体撮像素子1が形成される。
Thereafter, as described with reference to FIGS. 3-4 of the first embodiment, a sidewall forming film having a refractive index larger than that of the
この実施の形態3によれば、実施の形態1の効果に加えて、層内レンズ20Bの凸レンズ部27を、第2の保護膜17Aと同一の工程で製造することができ、層内レンズ20Bの製造工程を簡略化することができる。
According to the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the
以上のように、この発明にかかる固体撮像素子は、表面に対して種々の角度から入射する光を効率よく集光するための撮像装置に有用である。 As described above, the solid-state imaging device according to the present invention is useful for an imaging apparatus for efficiently collecting light incident from various angles with respect to the surface.
1,1A,1B 固体撮像素子
10 半導体基板
11 光電変換素子
12 絶縁層
13 メタル配線
14 第1の保護膜
15 平坦化層
16 遮光層
17,17A 第2の保護膜
20,20A,20B 層内レンズ
21 芯部
22 第1のサイドウォール
23 第2のサイドウォール
24 凸レンズ
25,28 サイドウォール
27 凸レンズ部
30 表面平坦化層
40 トップレンズ
1, 1A, 1B Solid-
Claims (6)
前記半導体基板上の所定の位置への光を遮光する遮光層と、
前記遮光層を覆うように形成される保護膜と、
前記光電変換素子の形成位置に対応して前記保護膜上に形成される第1のレンズと、
該第1のレンズを覆い、表面を平坦化させる表面平坦化層と、
前記光電変換素子の形成位置に対応して前記表面平坦化層上に形成される第2のレンズと、
を備える固体撮像素子において、
前記第1のレンズは、
前記表面平坦化層の屈折率と同じかまたはそれに近い材料を有する材料によって構成され、上に凸のレンズ形状を有する凸レンズ部と、
前記凸レンズ部よりも大きな屈折率を有する材料によって構成され、前記凸レンズ部の側面部の周囲を覆うサイドウォールと、
によって構成されることを特徴とする固体撮像素子。 A photoelectric conversion element disposed on a semiconductor substrate;
A light shielding layer for shielding light to a predetermined position on the semiconductor substrate;
A protective film formed to cover the light shielding layer;
A first lens formed on the protective film corresponding to the formation position of the photoelectric conversion element;
A surface planarization layer covering the first lens and planarizing the surface;
A second lens formed on the surface flattening layer corresponding to the formation position of the photoelectric conversion element;
In a solid-state imaging device comprising:
The first lens is
A convex lens portion made of a material having a material having the same or close refractive index as that of the surface planarization layer and having a convex lens shape;
A side wall made of a material having a refractive index larger than that of the convex lens part and covering the periphery of the side part of the convex lens part,
A solid-state imaging device comprising:
前記表面平坦化層と同じかまたは近い屈折率を有する材料によって構成される柱状の芯部と、
前記芯部と同一の材料によって構成され、前記芯部の側面を覆い、外側側面が曲面を有する凸レンズ部内サイドウォール部と、
によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 The convex lens part is
A columnar core portion made of a material having a refractive index equal to or close to that of the surface planarizing layer;
Consists of the same material as the core part, covers the side surface of the core part, the outer side surface has a curved surface in the convex lens part sidewall,
The solid-state imaging device according to claim 1, comprising:
前記凸レンズ部を構成する材料よりも屈折率の大きな材料で、前記凸レンズ部の側面の周囲にサイドウォールを形成するサイドウォール形成工程と、
前記凸レンズ部を構成する材料の屈折率と同じかまたは近い屈折率を有する材料で、前記凸レンズ部を覆い、表面を平坦化させた表面平坦化層を形成する表面平坦化層形成工程と、
前記表面平坦化層上の前記光電変換素子の形成位置に対応した位置に、上に凸のトップレンズを形成するトップレンズ形成工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 Convex lens part forming step of forming a convex lens part on the top by laminating a predetermined layer on a semiconductor substrate on which a photoelectric conversion element is arranged, and forming an in-layer lens at a position corresponding to the formation position of the photoelectric conversion element When,
A sidewall forming step of forming a sidewall around the side surface of the convex lens portion with a material having a refractive index larger than that of the material constituting the convex lens portion;
A surface flattening layer forming step of forming a surface flattening layer covering the convex lens portion and flattening the surface with a material having a refractive index which is the same as or close to the refractive index of the material constituting the convex lens portion;
A top lens forming step of forming a top lens convex upward at a position corresponding to the formation position of the photoelectric conversion element on the surface flattening layer;
The manufacturing method of the solid-state image sensor characterized by including.
前記半導体基板上に凸レンズ部構成材料からなる層を形成し、前記光電変換素子の形成位置に対応した位置に、側面が前記基板表面に対して垂直な面を有する柱状の芯部を残すように加工処理する芯部形成工程と、
前記芯部と同一の材料によって、前記芯部の側面を覆い、外側側面が曲面を有するように凸レンズ部内サイドウォール部を形成する凸レンズ部内サイドウォール形成工程と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子の製造方法。 The convex lens part forming step includes
Forming a layer made of a convex lens component material on the semiconductor substrate, leaving a columnar core having a side surface perpendicular to the substrate surface at a position corresponding to the position where the photoelectric conversion element is formed. A core forming step for processing;
A convex lens part side wall forming step of forming the convex lens part side wall part so as to cover the side surface of the core part and have an outer side surface having a curved surface by the same material as the core part;
The manufacturing method of the solid-state image sensor of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
前記半導体基板上に形成された下層の層を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜内の前記光電変換素子の形成位置に対応した位置に、前記凸レンズ部を形成するように、前記保護膜を加工処理する凸レンズ部加工工程と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子の製造方法。 The convex lens part forming step includes
A protective film forming step of forming a protective film for protecting a lower layer formed on the semiconductor substrate;
A convex lens part processing step of processing the protective film so as to form the convex lens part at a position corresponding to the formation position of the photoelectric conversion element in the protective film;
The manufacturing method of the solid-state image sensor of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005176496A JP2006351855A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Solid state imaging device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005176496A JP2006351855A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Solid state imaging device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006351855A true JP2006351855A (en) | 2006-12-28 |
Family
ID=37647380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005176496A Pending JP2006351855A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Solid state imaging device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006351855A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008210846A (en) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Fujifilm Corp | Backside irradiation solid state image sensor and its manufacturing method |
US9466639B2 (en) | 2014-02-18 | 2016-10-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing solid-state imaging apparatus |
CN108346671A (en) * | 2017-12-15 | 2018-07-31 | 友达光电股份有限公司 | Sensing device |
-
2005
- 2005-06-16 JP JP2005176496A patent/JP2006351855A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008210846A (en) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Fujifilm Corp | Backside irradiation solid state image sensor and its manufacturing method |
JP4667408B2 (en) * | 2007-02-23 | 2011-04-13 | 富士フイルム株式会社 | Manufacturing method of back-illuminated solid-state imaging device |
US9466639B2 (en) | 2014-02-18 | 2016-10-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing solid-state imaging apparatus |
CN108346671A (en) * | 2017-12-15 | 2018-07-31 | 友达光电股份有限公司 | Sensing device |
CN108346671B (en) * | 2017-12-15 | 2020-12-11 | 友达光电股份有限公司 | Sensing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005079338A (en) | Solid state imaging device and its manufacturing method | |
KR100922925B1 (en) | Method of manufacturing image sensor | |
JP2003204050A (en) | Solid state imaging device | |
KR100648997B1 (en) | CMOS Image sensor and Method for fabricating of the same | |
JP2008160114A (en) | Method of manufacturing image sensor | |
JP2007088057A (en) | Solid-state imaging element and manufacturing method thereof | |
JP2006351855A (en) | Solid state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP5224685B2 (en) | Photoelectric conversion device, manufacturing method thereof, imaging module, and imaging system | |
JP2021077881A (en) | Image sensor | |
JP2006339339A (en) | Solid-state image sensing device and its manufacturing method | |
JP2009124053A (en) | Photoelectric converter and method of manufacturing the same | |
JP2007287818A (en) | Solid imaging device and its manufacturing method | |
JP2007227474A (en) | Solid-state imaging apparatus | |
JP2009168872A (en) | Method for manufacturing lens and solid state imaging apparatus | |
US9269744B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging apparatus | |
JP2006060250A (en) | Solid-state imaging apparatus and its manufacturing method | |
KR100672661B1 (en) | Method for manufacturing of CMOS image sensor | |
KR100820505B1 (en) | Integrated circuit and manufacturing method thereof | |
JP4378108B2 (en) | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof | |
US20090068599A1 (en) | Method of manufacturing image sensor | |
JP4626255B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
KR100907892B1 (en) | Image sensor and its manufacturing method | |
JP2002094038A (en) | Solid-stage image pickup device and its manufacturing method | |
JP5166925B2 (en) | Solid-state imaging device | |
US20100231775A1 (en) | Solid-state imaging element and manufacturing method thereof |