JP2007208059A - Micro-lens, manufacturing method thereof, solid imaging element using same, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Hironobu Suzuki
啓修 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a micro-lens wherein the variation of its shapes is reduced and it has a stability, a good reproductivity, and a high condensing efficiency; and to provide a stable, highly sensible, and highly reliable solid photographing element. <P>SOLUTION: The micro-lens has a plurality of lens surfaces provided oppositely to a plurality of respective photoelectric converting regions constituting pixels. Further, the micro-lens has each core body 61 which is so provided grid-wise as to stand in the region interposed between respective lenses correspondingly to the forming pitch of the lens surfaces of the micro-lens, each wall 62 having a first refractive index and having concave surfaces so provided as to cover the core body, and each lens 60 having a second refractive index higher than the first refractive index and so provided as to contact with the concave surfaces of the walls and filled into each region surrounded by the walls. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロレンズ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子およびその製造方法にかかり、特にマイクロレンズの形状制御に関する。   The present invention relates to a microlens, a manufacturing method thereof, a solid-state imaging device using the microlens, and a manufacturing method thereof, and particularly relates to shape control of the microlens.

エリアセンサ等に用いられるCCDを用いた固体撮像素子は、フォトダイオードなどからなる光電変換部と、この光電変換部からの信号電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。電荷転送電極は、半導体基板に形成された電荷転送路上に複数個隣接して配置され、順次駆動される。   A solid-state imaging device using a CCD used for an area sensor or the like includes a photoelectric conversion unit including a photodiode and a charge transfer unit including a charge transfer electrode for transferring a signal charge from the photoelectric conversion unit. . A plurality of charge transfer electrodes are arranged adjacent to each other on a charge transfer path formed on the semiconductor substrate, and are sequentially driven.

近年、カメラの小型化に伴い、固体撮像素子においては、高解像度化、高感度化への要求は高まる一方であり、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでいる。   In recent years, with the miniaturization of cameras, demands for higher resolution and higher sensitivity are increasing in solid-state imaging devices, and the number of imaging pixels is increasing to more than gigapixels.

そこで、感度を向上させるために、画素表面にマイクロレンズを設け、フォトダイオードへの集光効率を高める構造が種々提案されている。   In order to improve the sensitivity, various structures have been proposed in which a microlens is provided on the pixel surface to increase the light collection efficiency to the photodiode.

そのひとつに例えば、図13に示すように光電変換部を構成するフォトダイオード部30の直上位置の平坦化層上にパッシベーション膜を兼ねた層内レンズを形成し、さらにその上層に平坦化膜(透光性膜)、カラーフィルタ、平坦化膜、オンチップレンズ60とを順次形成した構造が提案されている。   For example, as shown in FIG. 13, an in-layer lens that also serves as a passivation film is formed on a planarizing layer immediately above the photodiode unit 30 constituting the photoelectric conversion unit, and a planarizing film ( A structure in which a light-transmitting film), a color filter, a planarizing film, and an on-chip lens 60 are sequentially formed has been proposed.

従来、オンチップレンズ60を用いた固体撮像素子を製造するに際しては、マイクロレンズ母材である透明熱軟化性樹脂からなるマイクロレンズパターンを、フォトリソグラフィ技術を用いて光電変換部上に形成した後、加熱を行いマイクロレンズパターンを熱リフローさせてマイクロレンズを形成する。   Conventionally, when a solid-state imaging device using the on-chip lens 60 is manufactured, a microlens pattern made of a transparent thermosoftening resin, which is a microlens base material, is formed on a photoelectric conversion unit using a photolithography technique. Then, heating is performed to reflow the microlens pattern to form a microlens.

ところで、レンズとレンズの間の領域は、そこを通る光がフォトダイオード上に導かれないため、光電変換に寄与しない無効エリアとなってしまう。そこでレンズ間隔を狭くする方法としては、平坦化膜上において間隔をあけた状態で物質をレンズ形状に加工し、これを膨張させることによってレンズ間隔が0となるようにする方法が提案されている(特許文献1)。   By the way, the area between the lenses becomes an invalid area that does not contribute to photoelectric conversion because light passing therethrough is not guided onto the photodiode. Therefore, as a method for narrowing the lens interval, a method has been proposed in which the lens interval is reduced to 0 by processing the substance into a lens shape with an interval on the planarizing film and expanding the material. (Patent Document 1).

特開平6−252372号公報JP-A-6-252372

しかしながら、前述したマイクロレンズの製造工程においては、熱軟化性の透光性材料からなるマイクロレンズパターンを熱により軟化させて形成するので、得られるマイクロレンズの形状は、マイクロレンズ母材の熱履歴、平坦化層の表面状態、マイクロレンズパターンの膜厚、寸法等により決定される。そのため、熱リフローの際の温度やマイクロレンズパターンの寸法・膜厚等のばらつきにより図14に示すようにマイクロレンズ60の形状にばらつきが発生する、例えば温度が1,2℃、時間が秒単位で変化しても大きく変動することになる。この上、マイクロレンズ形成後の熱履歴に対する再現性が低いため、レンズの高さも変動しやすく、集光性の高いレンズを再現性よく形成することができないという問題があった。   However, in the microlens manufacturing process described above, a microlens pattern made of a thermosoftening translucent material is softened by heat, so that the shape of the microlens obtained is the thermal history of the microlens base material. It is determined by the surface state of the planarizing layer, the film thickness, dimensions, etc. of the microlens pattern. Therefore, variations in the shape of the microlens 60 occur as shown in FIG. 14 due to variations in temperature, microlens pattern dimensions, film thickness, etc. during thermal reflow. For example, the temperature is 1, 2 ° C., and the time is in seconds. Even if it changes, it will fluctuate greatly. In addition, since the reproducibility with respect to the thermal history after the microlens formation is low, the height of the lens is likely to fluctuate, and there is a problem that a highly condensing lens cannot be formed with good reproducibility.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、マイクロレンズの形状ばらつきを低減し、安定して再現性よく集光効率の高いマイクロレンズを提供することを目的とする。
また本発明は、安定して、高感度で信頼性の高い、固体撮像素子を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a microlens that reduces the variation in the shape of the microlens and has high light collection efficiency with high reproducibility.
It is another object of the present invention to provide a solid-state imaging device that is stable, highly sensitive, and reliable.

本発明は、画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置される複数のレンズ面を備えたマイクロレンズであって、前記マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、格子状に設けられた芯体部と、前記芯体部を覆うように設けられた第1の屈折率を有する凹面をもつ壁部と、前記壁部の凹面に当接するように設けられ、前記壁部で囲まれた各領域に充填された、前記第1の屈折率よりも高い第2の屈折率を有するレンズ部とを備えたことを特徴とする。
この構成により、あらかじめ形状加工のなされた芯体部を覆うように凹面をもつ壁部を形成しこの凹面に高屈折率材料を充填することにより、レンズ部が形成されるため、形状のばらつきを低減し、安定して一定の形状のマイクロレンズを提供することが可能となる。また、溶融工程を経ることなく、芯体表面に芯体部を覆う膜を形成し、この膜の表面張力を利用してあるいは芯体部との濡れ性を利用して湾曲面が形成されるため、高さのばらつきを低減することができ、高精度の形状加工が可能となる。
The present invention is a microlens having a plurality of lens surfaces arranged so as to face each of a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel, each corresponding to the formation pitch of the lens surfaces of the microlens. A core portion provided in a lattice shape so as to stand in an inter-lens region of the lens; a wall portion having a concave surface having a first refractive index provided so as to cover the core portion; and the wall portion And a lens portion having a second refractive index higher than the first refractive index, which is provided so as to be in contact with the concave surface, and is filled in each region surrounded by the wall portion. To do.
By this configuration, a lens portion is formed by forming a wall portion having a concave surface so as to cover the core body portion that has been previously shaped and filling the concave surface with a high refractive index material. It is possible to provide a microlens having a reduced and stable and constant shape. In addition, a film that covers the core part is formed on the surface of the core without undergoing a melting step, and a curved surface is formed by utilizing the surface tension of the film or wettability with the core part. Therefore, variation in height can be reduced, and highly accurate shape processing can be performed.

また、本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記壁部が、塗布膜で構成されたものを含む。
この構成により、芯体表面に芯体部を覆う塗布膜を形成し、この塗布膜の表面張力を利用してあるいは芯体部との濡れ性を利用して湾曲面が形成されるため、高さのばらつきを低減することができ、高精度の形状加工が可能となる。レンズの厚さは主に芯体部の高さで制御することができ、レンズの曲率は前記壁部を構成する塗布膜の粘度でそれぞれ独立に制御することができる。
The present invention includes the above microlens in which the wall portion is formed of a coating film.
With this configuration, a coating film that covers the core body portion is formed on the surface of the core body, and a curved surface is formed using the surface tension of the coating film or the wettability with the core body portion. Variations in thickness can be reduced, and highly accurate shape processing is possible. The thickness of the lens can be controlled mainly by the height of the core portion, and the curvature of the lens can be independently controlled by the viscosity of the coating film constituting the wall portion.

また、本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記芯体は、第1の樹脂で構成されたものを含む。
この構成により、塗布により容易に所望の形状を得ることができる。
In the microlens according to the present invention, the core body includes a first resin.
With this configuration, a desired shape can be easily obtained by coating.

また、本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記芯体は、無機膜で構成されたものを含む。
この構成により、機械的強度が大きく、経時変化に強い壁部を形成することが可能となる。
In the microlens according to the present invention, the core includes an inorganic film.
With this configuration, it is possible to form a wall portion having high mechanical strength and strong against changes with time.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記壁部が、第2の樹脂で構成されたものを含む。
この構成により、壁部が第1の樹脂からなる芯体を覆うように形成された第2の樹脂で構成されるため、溶融工程を経ることなく、塗布によって容易に形状制御が可能となる。この構成によれば、レンズ形状そのものを溶融によって得るようにしていた従来のマイクロレンズに比べ、壁のラウンド形状を芯体を覆う樹脂の表面張力で制御するのみでよいため、制御性が大幅に向上する。
The present invention includes the above microlens in which the wall portion is made of a second resin.
With this configuration, since the wall portion is composed of the second resin formed so as to cover the core made of the first resin, the shape can be easily controlled by application without passing through the melting step. According to this configuration, the controllability is greatly improved because it is only necessary to control the round shape of the wall with the surface tension of the resin covering the core body, as compared with the conventional microlens that obtains the lens shape itself by melting. improves.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記壁部は、無機膜で構成されたものを含む。
この構成により、機械的強度が高く、信頼性の高いマイクロレンズを提供することが可能となる。この場合は、芯体を形成した後、この芯体を覆うようにSOG膜などの無機膜を塗布することにより壁部を形成しているため、この壁部を制御性よくかつ再現性よく形成することが可能となる。
According to the present invention, in the microlens, the wall portion includes an inorganic film.
With this configuration, it is possible to provide a microlens having high mechanical strength and high reliability. In this case, since the wall is formed by applying an inorganic film such as an SOG film so as to cover the core after forming the core, the wall is formed with good controllability and reproducibility. It becomes possible to do.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記レンズ部は、第3の樹脂で構成されたものを含む。
この構成により、壁部に第3の樹脂を充填するのみでレンズ部を形成することができるため、容易に所望の光学特性をもつレンズ部を形成することが可能となる。
According to the present invention, in the above microlens, the lens portion includes a third resin.
With this configuration, since the lens portion can be formed simply by filling the wall portion with the third resin, it is possible to easily form the lens portion having desired optical characteristics.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記レンズ部は、無機膜で構成されたものを含む。
この構成により、機械的強度の向上を図ることができる。特に壁部を無機膜で形成し、レンズ部も無機膜で形成することにより、機械的強度が大幅に向上する。
According to the present invention, in the microlens, the lens portion includes an inorganic film.
With this configuration, the mechanical strength can be improved. In particular, the mechanical strength is greatly improved by forming the wall portion with an inorganic film and the lens portion with an inorganic film.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記壁部が芯体を覆う酸化シリコン膜で構成され、前記レンズ部は窒化シリコン膜で構成されたものを含む。
この構成により、光学的特性、機械的強度が向上し、さらには酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との2層膜で素子部を覆っていることになり、絶縁性、耐湿性の向上をはかることができる。
The present invention includes the microlens in which the wall portion is formed of a silicon oxide film that covers a core, and the lens portion is formed of a silicon nitride film.
With this configuration, the optical characteristics and mechanical strength are improved, and the element portion is covered with a two-layer film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, so that the insulation and moisture resistance can be improved. Can do.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、高屈折率無機ポリマーで構成されたものを含む。前記壁部はSOG膜で構成され、前記レンズ部は高屈折率無機ポリマーで構成されたものを含む。
この構成により、機械的強度および、耐湿性の向上をはかることができる。この高屈折率無機ポリマーとしては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫などを添加した高屈折率無機ポリマーがあげられる。
The present invention includes the above-described microlens composed of a high refractive index inorganic polymer. The wall includes a SOG film, and the lens includes a high refractive index inorganic polymer.
With this configuration, it is possible to improve mechanical strength and moisture resistance. Examples of the high refractive index inorganic polymer include high refractive index inorganic polymers to which zinc oxide, titanium oxide, tin oxide or the like is added.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記壁部と、前記レンズ部との屈折率差が0.4以上であるものを含む。
この構成により、集光特性をより高めることができる。
The present invention includes the above microlens in which a difference in refractive index between the wall portion and the lens portion is 0.4 or more.
With this configuration, the light collecting characteristics can be further improved.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記芯体部の屈折率が、前記壁部のそれよりも小さいものを含む。
この構成により、壁部に入射した光が芯体部で全反射されることにより、固体撮像素子に入射した光をより効率よく光電変換することができる。また、隣接画素へ逃げてしまう光を抑止するため、混色を防止することができる。なお、芯体部は遮光部材で形成してもよい。
The present invention includes the above microlens in which the core body portion has a refractive index smaller than that of the wall portion.
With this configuration, the light incident on the wall portion is totally reflected by the core body portion, whereby the light incident on the solid-state imaging device can be more efficiently photoelectrically converted. In addition, since light that escapes to adjacent pixels is suppressed, color mixing can be prevented. In addition, you may form a core part with a light-shielding member.

本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記芯体部の断面形状が、順テーパ状をなしているものを含む。
この構成により、芯体部と壁部の屈折率の比で決まる全反射の臨界角が同じでも、全反射可能な入射光の入射角を広くとることができ、高感度化をはかることができる。また、芯体部直上のフォトダイオードに入射できない領域が減少するため、高感度化をはかることができる。
The present invention includes the above microlens in which a cross-sectional shape of the core body portion is a forward tapered shape.
With this configuration, even if the critical angle of total reflection determined by the ratio of the refractive indexes of the core and the wall is the same, the incident angle of incident light that can be totally reflected can be widened, and high sensitivity can be achieved. . Moreover, since the area | region which cannot inject into the photodiode immediately above a core part reduces, high sensitivity can be achieved.

本発明は、画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、複数のレンズ面を備えたマイクロレンズの製造方法であって、前記マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、第1の屈折率を有する格子状の芯体部を形成する工程と、前記芯体部を被覆し、第1の屈折率を有し、所望の曲率で湾曲した凹面をもつ壁部を形成する工程と、前記壁部内に第2の屈折率を有する部材を充填し、レンズ部を形成する工程とを含む。
この構成により、芯体部を覆うように、塗布膜を形成するなどの方法により所望の曲率で湾曲した凹面をもつ壁部を形成しているため、溶融法を用いることなく、形成することができ、制御性よく壁部を形状加工することができ、ばらつきの低減をはかり、高精度で信頼性の高いマイクロレンズを再現性よく形成することが可能となる。
The present invention is a method of manufacturing a microlens that is arranged to face each of a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel and includes a plurality of lens surfaces, and corresponds to the formation pitch of the lens surfaces of the microlenses. And forming a lattice-shaped core body portion having a first refractive index so as to stand in an inter-lens region of each lens, and covering the core body portion, having a first refractive index, Forming a wall portion having a concave surface curved with a desired curvature, and filling the wall portion with a member having a second refractive index to form a lens portion.
With this configuration, since the wall portion having a concave surface curved with a desired curvature is formed by a method such as forming a coating film so as to cover the core portion, it can be formed without using a melting method. It is possible to shape the wall portion with good controllability, reduce variation, and form a highly accurate and reliable microlens with high reproducibility.

本発明は、上記マイクロレンズの製造方法において、前記レンズ部を形成する工程に先立ち、前記芯体および壁部と下地層とのエッチング速度が等しくなるようなエッチング条件で、エッチングを行い、前記壁部の形状を前記下地層に転写し下地層からなる壁部を形成する工程を含む。
この構成により、上記方法にくらべ、さらに機械的強度の向上を図ることが可能となる。
The present invention provides the microlens manufacturing method, wherein, prior to the step of forming the lens portion, etching is performed under an etching condition such that etching rates of the core body, the wall portion, and the base layer are equal, and the wall A step of transferring the shape of the portion to the base layer to form a wall portion made of the base layer.
With this configuration, it is possible to further improve the mechanical strength as compared with the above method.

本発明は、上記マイクロレンズの製造方法において、前記レンズ部を形成する工程は、表面を平坦化する工程を含む。
この構成により、表面が平坦であるため、層内レンズとしても適用可能となる。
According to the present invention, in the method for manufacturing a microlens, the step of forming the lens portion includes a step of flattening the surface.
With this configuration, since the surface is flat, it can be applied as an in-layer lens.

本発明の固体撮像素子は、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、上記マイクロレンズを搭載している。
この構成により、安定して一定の形状をもつマイクロレンズが搭載されていることになり、特性ばらつきの抑制をはかり、信頼性の高い固体撮像素子を提供することが可能となる。
A solid-state imaging device according to the present invention includes a photoelectric conversion unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting pixels, a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and The microlens is mounted on the surface of the substrate on which the peripheral circuit portion including the wiring layer connected to the charge transfer portion is formed.
With this configuration, a microlens having a stable and constant shape is mounted, and it is possible to suppress characteristic variation and provide a highly reliable solid-state imaging device.

本発明は、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、前記マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、格子状の芯体部を形成する工程と、前記芯体部を被覆し、第1の屈折率を有し、所望の曲率で湾曲した凹面をもつ壁部を形成する工程と、前記壁部の凹面に当接するように設けられ、前記壁部で囲まれた各領域に充填された、前記第1の屈折率よりも高い第2の屈折率を有するレンズ部とを備えたマイクロレンズが前記光電変換領域に対応するように位置あわせして、固定する工程を含む。
この構成により、マイクロレンズを形成してから、固体撮像素子の形成された基体表面に貼着するようにしているため、固体撮像素子に損傷を与えることなく、形成することができる。
The present invention provides a photoelectric conversion unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel, a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and the charge transfer unit. On the surface of the substrate on which the peripheral circuit portion including the wiring layer to be connected is formed, a lattice-shaped core body portion is provided so as to stand up in the inter-lens region of each lens corresponding to the formation pitch of the lens surface of the microlens A step of forming, a step of forming a wall portion having a concave surface that covers the core portion, has a first refractive index, and is curved with a desired curvature; and is provided so as to contact the concave surface of the wall portion And a microlens having a second refractive index higher than the first refractive index and filled in each region surrounded by the wall portion so as to correspond to the photoelectric conversion region. It includes a process of aligning and fixing.
With this configuration, since the microlens is formed and then adhered to the surface of the substrate on which the solid-state imaging device is formed, the microlens can be formed without damaging the solid-state imaging device.

本発明は、基体の表面に、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成する工程と、前記基体上で、前記各光電変換領域に、マイクロレンズを形成する工程とを含み、前記マイクロレンズを形成する工程が、前記マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、格子状の芯体部を形成する工程と、前記芯体部を被覆し、第1の屈折率を有し、所望の曲率で湾曲した凹面をもつ壁部を形成する工程と、前記壁部内に第2の屈折率を有する部材を充填し、レンズ部を形成する工程とを含む。
この構成によれば、溶融法を用いることなく形成することができることから、制御性よく壁部を形状加工することができ、ばらつきの低減をはかり、高精度で信頼性の高いマイクロレンズを再現性よく形成することが可能となる。
The present invention provides, on a surface of a substrate, a photoelectric conversion unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting pixels, a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, Forming a microlens including a step of forming a peripheral circuit portion including a wiring layer connected to the charge transfer portion, and a step of forming a microlens on each of the photoelectric conversion regions on the substrate. A step of forming a lattice-like core body portion so as to stand up in an inter-lens region of each lens corresponding to the formation pitch of the lens surface of the microlens; and covering the core body portion; And a step of forming a wall portion having a concave surface curved with a desired curvature and a step of filling a member having a second refractive index in the wall portion to form a lens portion.
According to this configuration, since it can be formed without using a melting method, it is possible to shape the wall with good controllability, reduce variation, and reproducibly produce highly accurate and reliable microlenses. It becomes possible to form well.

本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記レンズ部を形成する工程に先立ち、前記壁部と下地層とのエッチング速度が等しくなるようなエッチング条件で、エッチングを行い、前記壁部の形状を前記下地層に転写し下地層からなる壁部を形成する工程を含む。
この構成によれば、所望の材料で下地層を構成することにより、転写によって形状加工することで極めて容易に制御性よく壁部を形状加工することができ、ばらつきの低減をはかり、高精度で信頼性の高いマイクロレンズを再現性よく形成することが可能となる。
According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, prior to the step of forming the lens portion, etching is performed under an etching condition such that the etching rates of the wall portion and the base layer are equal, A step of transferring the shape to the base layer to form a wall portion made of the base layer.
According to this configuration, by forming the underlayer with a desired material, it is possible to shape the wall with high controllability by processing the shape by transfer, thereby reducing variation and achieving high accuracy. A highly reliable microlens can be formed with good reproducibility.

本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記レンズ部を形成する工程は、表面を平坦化する工程を含む。
この構成によれば、表面の平坦な固体撮像素子を制御性よく形成することができ、層内レンズとしても適用可能である。
According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, the step of forming the lens portion includes a step of flattening the surface.
According to this configuration, a solid-state imaging device having a flat surface can be formed with good controllability, and can be applied as an in-layer lens.

本発明によれば、形状のばらつきを低減し、安定して所望の曲率をもつマイクロレンズを提供することが可能となる。従って、集光特性に優れ、高感度で信頼性の高い、固体撮像素子を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a microlens having a desired curvature stably with reduced variation in shape. Therefore, it is possible to provide a solid-state imaging device that has excellent light collection characteristics, high sensitivity, and high reliability.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1および2は、本発明の実施の形態1のマイクロレンズを搭載した固体撮像素子を示す図であり、図1は断面図、図2は平面模式図である。図1は、図2のA−A線断面模式図を示す。
本実施の形態では、図1に示すように、画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置される複数のレンズ面を備えたマイクロレンズMを、マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、格子状に設けられた芯体部61と、この芯体部61を覆うように形成され、第1の屈折率を有する樹脂製の塗布膜で構成された凹面をもつ壁部62と、前記壁部62の凹面に当接するように設けられ、壁部で囲まれた各領域に充填された、第2の屈折率を有する樹脂製のレンズ部60とを備えたことを特徴とする。レンズ部は、熱あるいは紫外線架橋性を有する高屈折率観光性樹脂で構成され、壁部61よりも高屈折率を有する高屈折率感光性樹脂で構成され、上面が平坦な凹レンズを構成している。
(Embodiment 1)
1 and 2 are diagrams showing a solid-state imaging device on which the microlens according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. FIG. 1 is a cross-sectional view, and FIG. 2 is a schematic plan view. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a microlens M having a plurality of lens surfaces arranged to face each of a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel is replaced with a lens surface of the microlens. A core body portion 61 provided in a lattice shape so as to stand up in an inter-lens region of each lens corresponding to the formation pitch, and a resin having a first refractive index formed so as to cover the core body portion 61 A wall portion 62 having a concave surface made of a coating film made of metal, and a second refractive index that is provided so as to contact the concave surface of the wall portion 62 and is filled in each region surrounded by the wall portion The resin lens unit 60 is provided. The lens part is composed of a high refractive index tourism resin having thermal or ultraviolet crosslinkability, a high refractive index photosensitive resin having a higher refractive index than the wall part 61, and a concave lens having a flat upper surface. Yes.

高屈折率および感光性を有する材料膜としては、例えば可視光領域での屈折率が1.6程度のものが上げられる。具体的には、ポリイミド、ポリアルキルメタアクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルナフタレン、ポリビニルカルバゾールなどの1種または2種以上の混合物が挙げられる。また、さらに集光効率を向上するために、これらの材料よりも高い(望ましくは屈折率差が、0.4以上となるような)屈折率を有する材料、例えば、屈折率が2以上の材料、具体的には無機材料、さらには無機酸化物、より具体的には酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫などを添加してもよい。   As the material film having a high refractive index and photosensitivity, for example, a material film having a refractive index in the visible light region of about 1.6 is raised. Specific examples include one or a mixture of two or more of polyimide, polyalkyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polyvinyl naphthalene, polyvinyl carbazole and the like. Further, in order to further improve the light collection efficiency, a material having a refractive index higher than these materials (preferably a refractive index difference is 0.4 or more), for example, a material having a refractive index of 2 or more. Specifically, an inorganic material, further an inorganic oxide, more specifically zinc oxide, titanium oxide, tin oxide, or the like may be added.

これらの材料膜は周知のフォトリソグラフィおよびエッチング工程により、光電変換部の上部のみに残すことができる。   These material films can be left only on the top of the photoelectric conversion portion by known photolithography and etching processes.

また、レンズ部、壁部の構造材は工程の簡略化のためには感光性材料を用いるのが望ましいが、屈折率、透光性、その他特性から感光性がない材料を選択せざるを得ない場合がある。その場合は周知のフォトリソ、エッチング工程を追加することによりパターニングすることが可能である。特にレンズ部に非感光性材料を用いる場合、本実施の形態ではレンズ部は壁部に沿って自己整合的に形成できるため、幾何学的に単純なパターニング工程を追加するだけでよい。これにより画素サイズが微細化するに従い要求が厳しくなる光電変換部とレンズの重ね合わせ精度やレンズの線幅精度を落とすことがなく、集光効率を左右するレンズ材に非感光性材料を選択することができる。具体的には複数の光電変換部位からなる画素領域全面に材料膜を残し、パッドなどの周辺回路部の材料膜のみを除去すればよい。   In addition, it is desirable to use a photosensitive material for the structural material of the lens part and the wall part in order to simplify the process, but a material having no photosensitivity must be selected from the viewpoint of refractive index, translucency, and other characteristics. There may not be. In that case, it is possible to perform patterning by adding a known photolithography and etching process. In particular, when a non-photosensitive material is used for the lens portion, the lens portion can be formed in a self-aligned manner along the wall portion in the present embodiment, so that only a geometrically simple patterning process needs to be added. As a result, the non-photosensitive material is selected as the lens material that affects the light collection efficiency without degrading the accuracy of superimposition of the photoelectric conversion unit and the lens and the line width accuracy of the lens, which become more demanding as the pixel size becomes finer. be able to. Specifically, the material film may be left over the entire pixel region including a plurality of photoelectric conversion sites, and only the material film of the peripheral circuit portion such as the pad may be removed.

マイクロレンズ以外の領域については通例の構造をなすものであるが、マイクロレンズの形成方法の説明に先立ち、まず、固体撮像素子について説明する。ここで用いられる固体撮像素子においては、n型のシリコン基板1表面部に光電変換部であるフォトダイオード30が配列形成され、各フォトダイオード30で発生した信号電荷を列方向(図2中のY方向)に転送するための電荷転送部40が、列方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。そして、奇数列のフォトダイオード列が、偶数列のフォトダイオード列に対して、列方向に配列されるフォトダイオード30の配列ピッチの略1/2列方向にずれるように形成されている。   The region other than the microlens has a usual structure, but prior to the description of the method of forming the microlens, the solid-state imaging device will be described first. In the solid-state imaging device used here, photodiodes 30 as photoelectric conversion units are arrayed on the surface of an n-type silicon substrate 1, and signal charges generated in the photodiodes 30 are arranged in the column direction (Y in FIG. 2). The charge transfer section 40 for transferring in the direction) is formed by meandering between a plurality of photodiode rows composed of the plurality of photodiodes 30 arranged in the column direction. Then, the odd-numbered photodiode rows are formed so as to be shifted in the direction of approximately half the array pitch of the photodiodes 30 arranged in the column direction with respect to the even-numbered photodiode rows.

電荷転送部40は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板1表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル33と、電荷転送チャネル33の上層に形成された電荷転送電極3(第1層電極3a、第2層電極3b)と、フォトダイオード30で発生した電荷を電荷転送チャネル33に読み出すための電荷読み出し領域34とを含む。電荷転送電極3は、行方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向(図2中のX方向)に延在する蛇行形状となっている。ここで電荷転送電極3は第1層電極上に電極間絶縁膜を介して第2層電極を形成しCMPにより平坦化して単層電極構造としたものであるが、単層電極構造に限らず、第1層電極の一部を第2層電極が覆うように形成した二層電極構造であっても良い。   The charge transfer unit 40 includes a plurality of charge transfer channels 33 formed in the column direction of the surface portion of the silicon substrate 1 corresponding to each of the plurality of photodiode columns, and a charge transfer formed in the upper layer of the charge transfer channel 33. It includes an electrode 3 (first layer electrode 3a, second layer electrode 3b) and a charge readout region 34 for reading out charges generated in the photodiode 30 to the charge transfer channel 33. The charge transfer electrode 3 has a meandering shape extending in the row direction (X direction in FIG. 2) as a whole between a plurality of photodiode rows composed of a plurality of photodiodes 30 arranged in the row direction. . Here, the charge transfer electrode 3 has a single layer electrode structure in which a second layer electrode is formed on the first layer electrode via an interelectrode insulating film and is flattened by CMP, but is not limited to a single layer electrode structure. A two-layer electrode structure in which a part of the first layer electrode is covered with the second layer electrode may be used.

図1に示すように、シリコン基板1の表面にはpウェル層1Pが形成され、pウェル層1P内に、pn接合を形成するn領域30bが形成されると共に表面にp領域30aが形成され、フォトダイオード30を構成しており、このフォトダイオード30で発生した信号電荷は、n領域30bに蓄積される。   As shown in FIG. 1, a p well layer 1P is formed on the surface of the silicon substrate 1, an n region 30b for forming a pn junction is formed in the p well layer 1P, and a p region 30a is formed on the surface. The photodiode 30 is configured, and the signal charge generated in the photodiode 30 is accumulated in the n region 30b.

そしてこのフォトダイオード30には、少し離間して(図1では右方に)n領域からなる電荷転送チャネル33が形成される。n領域30bと電荷転送チャネル33の間のpウェル層1Pに電荷読み出し領域34が形成される。   The photodiode 30 is formed with a charge transfer channel 33 composed of an n region at a slight distance (to the right in FIG. 1). A charge readout region 34 is formed in the p-well layer 1P between the n region 30b and the charge transfer channel 33.

シリコン基板1表面にはゲート酸化膜2が形成され、電荷読み出し領域34と電荷転送チャネル33の上には、ゲート酸化膜2を介して、第1の電極3aと第2の電極3bが形成される。第1の電極3aと第2の電極3bの間は電極間絶縁膜5が形成されている。垂直転送チャネル33に隣接して(図1では右方に)p領域からなるチャネルストップ32が設けられ、隣接するフォトダイオード30との分離がなされている。 A gate oxide film 2 is formed on the surface of the silicon substrate 1, and a first electrode 3 a and a second electrode 3 b are formed on the charge readout region 34 and the charge transfer channel 33 via the gate oxide film 2. The An interelectrode insulating film 5 is formed between the first electrode 3a and the second electrode 3b. Adjacent to the vertical transfer channel 33 (to the right in FIG. 1), a channel stop 32 made of a p + region is provided, and is separated from the adjacent photodiode 30.

電荷転送電極3の上層には酸化シリコン膜などの絶縁膜6、反射防止層7が形成され、更にその上に遮光膜8、BPSG(borophospho silicate glass)からなる絶縁膜、9、P−SiNからなる絶縁膜(パッシベーション膜)10、酸化シリコン膜からなるフィルタ下平坦化膜11が形成されている。遮光膜8は、フォトダイオード30の開口部分を除いて設けられる。そしてカラーフィルタ50の上層には、絶縁性の透明樹脂等からなるフィルタ上平坦化膜51が設けられる。そしてこの上層にマイクロレンズMが設けられている。   An insulating film 6 such as a silicon oxide film and an antireflection layer 7 are formed on the charge transfer electrode 3. Further, a light shielding film 8, an insulating film made of BPSG (borophosphosilicate glass), 9, P-SiN An insulating film (passivation film) 10 and an under-filter planarizing film 11 made of a silicon oxide film are formed. The light shielding film 8 is provided except for the opening of the photodiode 30. An upper filter flattening film 51 made of an insulating transparent resin or the like is provided on the upper layer of the color filter 50. A microlens M is provided on the upper layer.

本実施の形態の固体撮像素子は、フォトダイオード30で発生した信号電荷がn領域30bに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル33によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しない水平電荷転送路(HCCD)によって行方向に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号が図示しないアンプから出力されるように構成されている。すなわちシリコン基板1上に、光電変換部、電荷転送部、HCCD、及びアンプを含む領域である固体撮像素子部と、固体撮像素子の周辺回路(PAD部等)が形成される領域である周辺回路部とが形成されて固体撮像素子を構成している。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, signal charges generated in the photodiode 30 are accumulated in the n region 30b, and the accumulated signal charges are transferred in the column direction by the charge transfer channel 33, and the transferred signals are transferred. The charge is transferred in the row direction by a horizontal charge transfer path (HCCD) (not shown), and a color signal corresponding to the transferred signal charge is output from an amplifier (not shown). In other words, on the silicon substrate 1, a solid-state imaging device unit that is a region including a photoelectric conversion unit, a charge transfer unit, an HCCD, and an amplifier, and a peripheral circuit that is a region where peripheral circuits (PAD unit and the like) of the solid-state imaging device are formed. Are formed to constitute a solid-state imaging device.

上記構成によれば、あらかじめ形状加工のなされた壁部62に樹脂を充填することにより、レンズ部60が形成されるため、形状のばらつきを低減し、安定して一定の形状のマイクロレンズを提供することが可能となる。また壁部62が芯体部61を覆うように形成された樹脂で構成されるため、溶融工程を経ることなく塗布によって容易に形状制御が可能となる。従ってレンズ形状そのものを溶融によって得るようにしていた従来のマイクロレンズに比べ、表面のラウンド形状を良好に制御することができ、制御性が大幅に向上する。   According to the above configuration, the lens portion 60 is formed by filling the wall portion 62 that has been processed in advance with the resin, thereby reducing variation in shape and providing a microlens having a stable and constant shape. It becomes possible to do. Moreover, since the wall part 62 is comprised with resin formed so that the core part 61 may be covered, shape control becomes easy by application | coating, without passing through a fusion | melting process. Therefore, the round shape of the surface can be controlled well and the controllability is greatly improved as compared with the conventional microlens that has obtained the lens shape itself by melting.

次に上述した固体撮像素子の製造工程を説明する。
この方法では、マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、第1の樹脂からなる格子状の芯体部61を形成し、この芯体部61を覆うように第2の樹脂からなる塗布膜62を形成することにより、凹面をもつ壁部を構成するように形状加工を行った後、この壁部内に第3の樹脂を充填し、レンズ部60を形成するようにしたことを特徴とする。
製造に際しては、マイクロレンズの製造方法以外は通例の方法が用いられるが、まず、カラーフィルタ形成までの製造工程について説明する。
n型のシリコン基板1表面に、不純物を導入し、pウェル層1P、電荷転送チャネル33、電荷読み出し領域34、チャネルストップ層32などを形成した後、ゲート酸化膜2を成膜する。続いて、このゲート酸化膜2上に、第1層電極3aを構成する第1導電性膜を成膜し、パターニングを行って第1層電極3a及び周辺回路の配線を形成する。次に、第1層電極3aの周囲に酸化シリコン膜からなる絶縁膜5を成膜し、その上に第2層電極3bを構成する第2導電性膜を成膜する。次に、CMPにより第2導電性膜3bの平坦化を行い、パターニングし、第2層電極3bを形成する。次に、これら電荷転送電極3を覆うように絶縁膜6を成膜した後、フォトダイオード領域のn領域30bおよびp領域30aを形成するとともに、反射防止膜を形成し、さらにフォトダイオード領域の受光領域に開口するようにタングステン膜などにより遮光膜8を形成する。次に、絶縁膜9を成膜し、これを高温リフローにより平坦化を行う。
Next, the manufacturing process of the above-described solid-state imaging device will be described.
In this method, the lattice-shaped core body portion 61 made of the first resin is formed so as to stand up in the inter-lens region of each lens corresponding to the formation pitch of the lens surface of the microlens, and the core body portion 61 is formed. After forming the coating film 62 made of the second resin so as to cover the wall, the shape processing is performed so as to form a wall portion having a concave surface, and then the third resin is filled in the wall portion, and the lens portion 60 is formed.
In manufacturing, conventional methods other than the microlens manufacturing method are used. First, the manufacturing process up to the formation of the color filter will be described.
Impurities are introduced into the surface of the n-type silicon substrate 1 to form a p-well layer 1P, a charge transfer channel 33, a charge readout region 34, a channel stop layer 32, and the like, and then a gate oxide film 2 is formed. Subsequently, a first conductive film constituting the first layer electrode 3a is formed on the gate oxide film 2, and patterning is performed to form the first layer electrode 3a and peripheral circuit wiring. Next, an insulating film 5 made of a silicon oxide film is formed around the first layer electrode 3a, and a second conductive film constituting the second layer electrode 3b is formed thereon. Next, the second conductive film 3b is planarized by CMP and patterned to form the second layer electrode 3b. Next, after forming an insulating film 6 so as to cover these charge transfer electrodes 3, an n region 30b and a p region 30a in the photodiode region are formed, an antireflection film is formed, and light reception in the photodiode region is further performed. A light shielding film 8 is formed of a tungsten film or the like so as to open in the region. Next, an insulating film 9 is formed and planarized by high temperature reflow.

次に、この絶縁膜9の周辺回路上部にコンタクトホールを形成した後、アルミニウムなどの金属膜を成膜し、パターニングしてボンディングパッド(図示せず)を形成する。そして、CVD法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜10を成膜し、ボンディングパッド上のパッシベーション膜を選択的にエッチング除去して開口を形成し、ボンディングパッドを露出させる。この後、Hを含む不活性ガス雰囲気内でシンタリングを行った後、スピンコート又はスキャンコート法により、膜厚0.5〜2.0μmの平坦化膜11を成膜する。ここでは他の平坦化膜との混同を避けるために、この平坦化膜をフィルタ下平坦化膜11と指称する。そして順次カラーフィルタ層50G,50B,50R、フィルタ上平坦化膜51を形成する。ここまでの製造工程は、通例の方法である。このフィルタ下平坦化膜11としては、可視光に対して透明なレジスト材料(例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Cシリーズ)を用いる。ただし、カラーフィルタ層のフィルタ母材層の成膜工程が高温となる場合は、フィルタ下平坦化膜は有機膜ではなく酸化シリコン膜などの無機膜であってもよい。また、下層の凹凸が少ない場合にはフィルタ下平坦化膜はなくてもよい。 Next, after forming a contact hole in the upper part of the peripheral circuit of the insulating film 9, a metal film such as aluminum is formed and patterned to form a bonding pad (not shown). Then, a passivation film 10 made of a silicon nitride film is formed by the CVD method, and the passivation film on the bonding pad is selectively removed by etching to form an opening to expose the bonding pad. Thereafter, sintering is performed in an inert gas atmosphere containing H 2, and then a planarizing film 11 having a film thickness of 0.5 to 2.0 μm is formed by spin coating or scan coating. Here, in order to avoid confusion with other planarization films, this planarization film is referred to as an under-filter planarization film 11. Then, the color filter layers 50G, 50B, and 50R and the filter flattening film 51 are sequentially formed. The manufacturing process so far is a usual method. As the planarizing film 11 under the filter, a resist material transparent to visible light (for example, C series manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) is used. However, when the film forming process of the filter base material layer of the color filter layer becomes high temperature, the under-filter planarizing film may be an inorganic film such as a silicon oxide film instead of an organic film. Moreover, when there are few unevenness | corrugations of a lower layer, there may not be a planarization film | membrane under a filter.

次に、マイクロレンズの製造工程について図面を参照して詳細に説明する。
図3(a)乃至(d)はマイクロレンズの製造工程を示す図である。ここでは簡略化のためにフィルタ上平坦化膜51を含む、絶縁膜9などの領域を中間層70として示す。
Next, the manufacturing process of the microlens will be described in detail with reference to the drawings.
3A to 3D are views showing a manufacturing process of a microlens. Here, for simplification, a region such as the insulating film 9 including the planarizing film 51 on the filter is shown as the intermediate layer 70.

まず、図3(a)に示すように、光電変換部30および電荷転送部40の形成された固体撮像素子基板上の中間層70上に、レジストを塗布する。そしてフォトリソグラフィによるパターニングを経て、図3(b)に示すように、幅2,3ミクロン、高さ1ミクロンの格子状をなすように(図7参照)パターニングし、第1のレジストからなる芯体部61を形成する。この格子サイズは画素サイズの微細化に伴い、周知のフォトリソグラフィ技術を使って微細化することが可能である。また、周知のフォトリソグラフィ技術を使って芯体部の断面形状を順テーパにすることで、入射光が前反射する条件を広げ、また芯体部頂上の集光に寄与しない領域の面積を少なくすることで、いずれもフォトダイオードへの集光効率を向上することができる。
この後、図3(c)に示すように、第1のレジストからなる芯体部61のまわりを、所望の湾曲形状をもつように第2のレジストを塗布し、所望の形状の凹部をもつ第2のレジストパターンで被覆して壁部62を得る。
First, as shown in FIG. 3A, a resist is applied on the intermediate layer 70 on the solid-state imaging device substrate on which the photoelectric conversion unit 30 and the charge transfer unit 40 are formed. Then, after patterning by photolithography, as shown in FIG. 3B, patterning is performed so as to form a grid shape having a width of 2, 3 microns and a height of 1 micron (see FIG. 7), and a core made of the first resist The body part 61 is formed. The lattice size can be reduced by using a well-known photolithography technique as the pixel size is reduced. In addition, by using a well-known photolithographic technique, the cross-sectional shape of the core body portion is forward-tapered, so that the conditions for pre-reflection of incident light are broadened, and the area of the region that does not contribute to the light collection on the top of the core body portion is reduced. As a result, the light collection efficiency to the photodiode can be improved.
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the second resist is applied around the core portion 61 made of the first resist so as to have a desired curved shape, and a recess having a desired shape is formed. The wall 62 is obtained by covering with the second resist pattern.

このようにして、得られた壁部62の凹部に、より屈折率の高い材料である高屈折率感光性樹脂(第3の樹脂)を充填し、図3(d)に示すように、レンズ部60を形成する。   In this way, the concave portion of the obtained wall portion 62 is filled with a high refractive index photosensitive resin (third resin) which is a material having a higher refractive index, and as shown in FIG. A portion 60 is formed.

このように、本実施の形態の方法によれば、制御性よく壁部を形状加工することができ、ばらつきの低減をはかり、高精度で信頼性の高いマイクロレンズを再現性よく形成することが可能となる。   As described above, according to the method of the present embodiment, the shape of the wall can be processed with good controllability, the variation can be reduced, and a highly accurate and reliable microlens can be formed with high reproducibility. It becomes possible.

又、本実施の形態では、フォトダイオードがハニカム状に配設された構成の固体撮像素子について説明したが、これに限定されることなく、複数のフォトダイオードが正方格子状に配設された構成の固体撮像素子にも本発明を適用可能である。   In this embodiment, the solid-state imaging device having a configuration in which photodiodes are arranged in a honeycomb shape has been described. However, the present invention is not limited thereto, and a configuration in which a plurality of photodiodes are arranged in a square lattice shape is described. The present invention can also be applied to other solid-state imaging devices.

なお前記実施の形態1では、壁部62を形成するための芯体部となるレジストパターンを、図9に示したように格子状をなすようにパターニングしたが、材料の選択によっては、別の形状にパターニングし、これを第2のレジストパターンで被覆した方が、よりばらつきなしに集光特性の良好なレンズ面を形成することが可能となる場合もある。   In the first embodiment, the resist pattern serving as the core for forming the wall 62 is patterned so as to form a lattice as shown in FIG. 9. In some cases, it is possible to form a lens surface with good light condensing characteristics without patterning by patterning into a shape and covering this with a second resist pattern.

例えばこの変形例として、図10に示すように、格子状の中間部と太くした形状がある。この場合は第2のレジストパターンなどの塗布膜(62)を形成したとき、中間部が先に接触し、ここで塗布膜の先端の流動が停止するため、より曲率半径の小さい曲面を形成することができる。   For example, as a modified example, as shown in FIG. 10, there are a lattice-shaped intermediate portion and a thickened shape. In this case, when the coating film (62) such as the second resist pattern is formed, the intermediate portion comes into contact first, and the flow at the tip of the coating film stops here, so that a curved surface with a smaller curvature radius is formed. be able to.

また他の変形例として、図11に示すように、円形部分を残して第1のレジストパターンなどで構成される芯体部61を形状加工したものも有効である。この場合は第2のレジストパターンなどの塗布膜で被覆したとき、均一に流動し下地表面での流動距離が等しい状態で下地表面での流動が停止するため、よりばらつきの少ない曲面を形成することができる。   As another modified example, as shown in FIG. 11, it is also effective to shape the core body portion 61 composed of the first resist pattern or the like while leaving a circular portion. In this case, when coated with a coating film such as the second resist pattern, since the flow on the base surface stops evenly flowing and the flow distance on the base surface is equal, a curved surface with less variation is formed. Can do.

また他の変形例として、図12に示すように、八角形部分を残して第1のレジストパターンなどで構成される芯体部61を形状加工したものも有効である。この場合は八角形状のフォトダイオードに対応してフォトダイオード上での塗布膜の流動距離が均一となることにより、よりばらつきの低減を図ることが可能となる。   As another modified example, as shown in FIG. 12, it is also effective to shape-process the core part 61 composed of the first resist pattern and the like while leaving the octagonal part. In this case, since the flow distance of the coating film on the photodiode becomes uniform corresponding to the octagonal photodiode, the variation can be further reduced.

さらにまた、塗布膜としては芯体部を覆うように第2の樹脂からなるレジストパターンで被覆したが、SOGなどの無機膜を塗布形成しても良い。さらにはCVD法により、芯体部を覆う膜を成膜してもよい。加えて、レンズ面を構成する充填物としては、樹脂に代えて、この壁部内に、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫などを添加した高屈折率無機ポリマーなどの無機膜を充填してもよい。   Furthermore, the coating film is coated with a resist pattern made of the second resin so as to cover the core portion, but an inorganic film such as SOG may be formed by coating. Furthermore, a film covering the core part may be formed by CVD. In addition, as a filler constituting the lens surface, an inorganic film such as a high refractive index inorganic polymer to which zinc oxide, titanium oxide, tin oxide or the like is added may be filled in the wall instead of the resin. .

(実施の形態2)
前記実施の形態1では壁部を樹脂で構成したが、本実施の形態では、図4に示すように、壁部を酸化シリコン膜64即ち無機膜で構成したことを特徴とするものである。またレンズ部は窒化シリコン膜63で構成する。この構成で形成されるレンズはカラーフィルタ下の層内レンズとして適用可能である。他は前記実施の形態1で示した固体撮像素子と同様に形成されている。
製造に際しては、下地層としてCVD法で形成した酸化シリコン膜64を形成しこの上層に、前記実施の形態1において図3に示した工程と同様にして芯体部61に相当するレジストパターンR1の形状加工を行った後、壁部に相当する第2のレジストパターンR2で被覆しこれをマスクとして、このレジストパターンR1,R2と下地層としての酸化シリコン64とのエッチング速度が等しくなるようなエッチング条件で、エッチングを行い、前記レジストパターンの形状を前記下地層に転写し下地層からなる壁部64を形成するようにしたものである。
この構成によれば、所望の材料で下地層を構成することにより、転写によって形状加工することで極めて容易に制御性よく壁部を形状加工することができ、ばらつきの低減をはかり、高精度で信頼性の高いマイクロレンズを再現性よく形成することが可能となる。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the wall portion is made of resin, but in this embodiment, the wall portion is made of a silicon oxide film 64, that is, an inorganic film, as shown in FIG. The lens portion is composed of a silicon nitride film 63. A lens formed with this configuration can be applied as an intralayer lens under a color filter. Others are formed in the same manner as the solid-state imaging device shown in the first embodiment.
In manufacturing, a silicon oxide film 64 formed by a CVD method is formed as a base layer, and a resist pattern R1 corresponding to the core portion 61 is formed on the silicon oxide film 64 in the same manner as in the process shown in FIG. After the shape processing is performed, the second resist pattern R2 corresponding to the wall portion is covered, and this is used as a mask so that the etching rates of the resist patterns R1 and R2 and the silicon oxide 64 as the underlayer become equal. Etching is performed under the conditions, and the shape of the resist pattern is transferred to the base layer to form the wall portion 64 made of the base layer.
According to this configuration, by forming the underlayer with a desired material, it is possible to shape the wall with high controllability by processing the shape by transfer, thereby reducing variation and achieving high accuracy. A highly reliable microlens can be formed with good reproducibility.

次にこのマイクロレンズの製造工程について説明する。
図5(a)乃至(d)はマイクロレンズの製造工程を示す図である。ここでも簡略化のためにフィルタ上平坦化膜51を含む、絶縁膜9などの領域を中間層70として示す。
Next, the manufacturing process of this microlens will be described.
FIGS. 5A to 5D are views showing a manufacturing process of a microlens. Here, for simplification, a region such as the insulating film 9 including the planarizing film 51 on the filter is shown as the intermediate layer 70.

まず、図5(a)に示すように、光電変換部30および電荷転送部40の形成された固体撮像素子基板上の中間層70上に、下地層としてCVD法により酸化シリコン膜62を形成し、この上層にフォトレジストR1を塗布する。そしてフォトリソグラフィによるパターニングを経て、図5(b)に示すように、幅2,3ミクロン、高さ1ミクロンの格子状をなすようにパターニングする。
この後、第2のレジストパターンを塗布し、図5(c)に示すように、所望の湾曲形状をもつようにこのレジストR2のパターンを成形する。
First, as shown in FIG. 5A, a silicon oxide film 62 is formed as a base layer by a CVD method on the intermediate layer 70 on the solid-state imaging device substrate on which the photoelectric conversion unit 30 and the charge transfer unit 40 are formed. A photoresist R1 is applied to the upper layer. Then, after patterning by photolithography, as shown in FIG. 5B, patterning is performed so as to form a lattice shape having a width of 2 to 3 microns and a height of 1 micron.
Thereafter, a second resist pattern is applied, and a pattern of this resist R2 is formed so as to have a desired curved shape as shown in FIG.

このようにして、得られたレジストR1,R2のパターンをマスクとして、このレジストR2と酸化シリコン膜とのエッチング速度が等しくなるようなエッチング条件でエッチバックを行い、レジストR1,R2のパターンを酸化シリコンに転写し、図5(d)に示すように、壁部64を形成する。   In this way, using the obtained resist R1 and R2 pattern as a mask, etch back is performed under etching conditions such that the etching rates of the resist R2 and the silicon oxide film are equal, and the resist R1 and R2 pattern is oxidized. As shown in FIG. 5D, the wall portion 64 is formed by transferring to silicon.

そして、図6(a)に示すように、この壁部62上にCVD法に窒化シリコン膜63を形成する。
さらに図6(b)に示すように、この上層にレジストR3を塗布し平坦化する。
そして図6(c)に示すように、レジストエッチバックを行い表面を平坦化することにより、酸化シリコン膜からなる壁部64の凹面に窒化シリコン膜63を充填することによって得られたマイクロレンズが完成する。
Then, as shown in FIG. 6A, a silicon nitride film 63 is formed on the wall portion 62 by the CVD method.
Further, as shown in FIG. 6B, a resist R3 is applied to the upper layer and flattened.
Then, as shown in FIG. 6C, the microlens obtained by filling the concave surface of the wall portion 64 made of the silicon oxide film with the silicon nitride film 63 by performing resist etch back to flatten the surface. Complete.

本実施の形態では、マイクロレンズを、酸化シリコン膜で構成された壁部の凹部に、窒化シリコン膜を充填してレンズ部63を構成しているため、製造ばらつきが抑制される上、光学的特性、機械的強度が向上する。また酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との2層膜で素子部を覆っていることになり、絶縁性、耐湿性の向上をはかることができる。   In the present embodiment, since the microlens is formed by filling the concave portion of the wall portion formed of the silicon oxide film with the silicon nitride film to form the lens portion 63, the manufacturing variation is suppressed, and the optical lens is optically formed. Properties and mechanical strength are improved. In addition, since the element portion is covered with a two-layer film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, insulation and moisture resistance can be improved.

また、設計段階で、壁部を形成するための流動化前のレジストパターンと塗布工程とをシミュレーションし、材料に応じた最適パターンを決定するようにすれば、画素の構造が複雑になっても、レンズを容易に高品質化することも可能となる。   In addition, if the resist pattern before fluidization for forming the wall portion and the coating process are simulated at the design stage to determine the optimum pattern according to the material, even if the pixel structure becomes complicated It is also possible to easily improve the quality of the lens.

また、前記実施の形態では、半導体基板上に固体撮像素子を形成した後この上層にマイクロレンズを形成したが、マイクロレンズ層とを別体として形成し、これを固体撮像素子基板上に貼着するようにしてもよい。   In the above embodiment, the microlens is formed on the upper layer after the solid-state image sensor is formed on the semiconductor substrate. However, the microlens layer is formed as a separate body, and this is adhered to the solid-state image sensor substrate. You may make it do.

(実施の形態3)
前記実施の形態1では壁部を樹脂で構成したが、本実施の形態では、図7に示すように酸化シリコン膜からなる芯体部65をSOG膜などの塗布膜66で被覆することにより、壁部を構成し、この凹部に酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫などを添加した高屈折率無機ポリマーからなるレンズ部63を充填したものである。他は前記実施の形態1で示した固体撮像素子と同様に形成されている。図8(a)乃至(d)にその製造工程を示す。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the wall portion is made of resin. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the core portion 65 made of a silicon oxide film is covered with a coating film 66 such as an SOG film. A wall portion is formed, and the concave portion is filled with a lens portion 63 made of a high refractive index inorganic polymer to which zinc oxide, titanium oxide, tin oxide or the like is added. Others are formed in the same manner as the solid-state imaging device shown in the first embodiment. FIGS. 8A to 8D show the manufacturing process.

製造に際しては、図8(a)に示すようにCVD法により、中間層70の形成された基板表面に酸化シリコン膜65を形成し、フォトリソグラフィによりパターニングし図8(b)に示すように酸化シリコン膜65からなる格子状の芯体部を形成する。そして図8(c)に示すようにこの芯体部を覆うようにSOG膜66を形成し所望の凹部を得る。
そして図8(d)に示すようにこの凹部内に窒化シリコン膜などの高屈折率膜からなるレンズ部63を形成する。
この構成によれば、無機膜によってレンズを制御性よく形成することができ、信頼性の向上をはかることが可能となる。
また、芯体部は矩形パターンに限定されることなく、等方性エッチングを利用して傾斜面を持つように形成しても良い。
At the time of manufacture, a silicon oxide film 65 is formed on the surface of the substrate on which the intermediate layer 70 is formed by the CVD method as shown in FIG. 8A, and patterned by photolithography, and then oxidized as shown in FIG. 8B. A lattice-shaped core body made of the silicon film 65 is formed. Then, as shown in FIG. 8 (c), an SOG film 66 is formed so as to cover the core part to obtain a desired recess.
Then, as shown in FIG. 8D, a lens portion 63 made of a high refractive index film such as a silicon nitride film is formed in the recess.
According to this configuration, the lens can be formed with good controllability by the inorganic film, and the reliability can be improved.
Further, the core part is not limited to the rectangular pattern, and may be formed to have an inclined surface using isotropic etching.

本発明のマイクロレンズによれば、形状ばらつきを低減し、高品質化をはかることができることから、携帯などの電子機器における固体撮像素子用のカラーフィルタとして有用である。   According to the microlens of the present invention, shape variation can be reduced and high quality can be achieved. Therefore, the microlens is useful as a color filter for a solid-state imaging device in an electronic device such as a mobile phone.

本発明の実施の形態1のマイクロレンズを用いた固体撮像素子の構造説明図Structure explanatory drawing of the solid-state image sensor using the microlens of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の固体撮像素子の平面図1 is a plan view of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 本実施の形態1の固体撮像素子の製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the solid-state image sensor of this Embodiment 1. 本発明の実施の形態2のマイクロレンズを用いた固体撮像素子の構造説明図Structure explanatory drawing of the solid-state image sensor using the micro lens of Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態2の固体撮像素子の製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the solid-state image sensor of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の固体撮像素子の製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the solid-state image sensor of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3の固体撮像素子を示す図The figure which shows the solid-state image sensor of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3の固体撮像素子の製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the solid-state image sensor of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態1のマイクロレンズの形状加工に用いられるレジストパターンを示す図The figure which shows the resist pattern used for the shape process of the micro lens of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1のマイクロレンズの形状加工に用いられるレジストパターンの変形例を示す図The figure which shows the modification of the resist pattern used for the shape process of the micro lens of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1のマイクロレンズの形状加工に用いられるレジストパターンの変形例を示す図The figure which shows the modification of the resist pattern used for the shape process of the micro lens of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1のマイクロレンズの形状加工に用いられるレジストパターンの変形例を示す図The figure which shows the modification of the resist pattern used for the shape process of the micro lens of Embodiment 1 of this invention 従来例の固体撮像素子を示す図The figure which shows the solid-state image sensor of a prior art example 従来例の固体撮像素子を示す図The figure which shows the solid-state image sensor of a prior art example

符号の説明Explanation of symbols

1 n型シリコン基板
2 ゲート酸化膜
3a 第1の電極
3b 第2の電極
5 電極間絶縁膜
6 絶縁膜
7 反射防止層
8 遮光膜
9 絶縁(BPSG)膜
10 パッシベーション膜
11 平坦化膜
50B,50R,50G カラーフィルタ
51 フィルタ上平坦化膜
60 マイクロレンズ(レンズ部)
61 芯体部
62 壁部
63 レンズ部
64 壁部
65 芯体部
66 壁部
70 フィルタ上平坦化膜51を含む絶縁膜9などの領域を示す中間層
80 絶縁膜9を含む領域を示す中間層
R1 レジストパターン
R2 レジストパターン
R3 レジストパターン
1 n-type silicon substrate 2 gate oxide film 3a first electrode 3b second electrode 5 interelectrode insulating film 6 insulating film 7 antireflection layer 8 light shielding film 9 insulating (BPSG) film 10 passivation film 11 planarizing films 50B and 50R , 50G color filter 51 planarizing film 60 on the filter micro lens (lens part)
61 Core part 62 Wall part 63 Lens part 64 Wall part 65 Core part 66 Wall part 70 Intermediate layer 80 showing an area such as the insulating film 9 including the planarizing film 51 on the filter Intermediate layer showing an area containing the insulating film 9 R1 resist pattern R2 resist pattern R3 resist pattern

Claims (22)

画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置される複数のレンズ面を備えたマイクロレンズであって、
前記マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、格子状に設けられた芯体部と、前記芯体部を覆うように設けられた第1の屈折率を有する凹面をもつ壁部と、
前記壁部の凹面に当接するように設けられ、前記壁部で囲まれた各領域に充填され、前記第1の屈折率よりも高い第2の屈折率を有するレンズ部とを備えたマイクロレンズ。
A microlens having a plurality of lens surfaces arranged to face each of a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel,
Corresponding to the formation pitch of the lens surfaces of the microlenses, a core body portion provided in a lattice shape so as to stand in an inter-lens area of each lens, and a first body provided to cover the core body portion A wall having a concave surface having a refractive index;
A microlens comprising: a lens portion that is provided in contact with the concave surface of the wall portion, is filled in each region surrounded by the wall portion, and has a second refractive index higher than the first refractive index. .
請求項1に記載のマイクロレンズであって、
前記壁部は、塗布膜で構成されたマイクロレンズ。
The microlens according to claim 1,
The wall portion is a microlens made of a coating film.
請求項2に記載のマイクロレンズであって、
前記芯体は、第1の樹脂で構成されたマイクロレンズ。
The microlens according to claim 2,
The core is a microlens made of a first resin.
請求項2に記載のマイクロレンズであって、
前記芯体は、無機膜で構成されたマイクロレンズ。
The microlens according to claim 2,
The core is a microlens made of an inorganic film.
請求項1乃至4のいずれかに記載のマイクロレンズであって、
前記壁部は、第2の樹脂で構成されたマイクロレンズ。
The microlens according to any one of claims 1 to 4,
The wall portion is a microlens made of a second resin.
請求項1乃至4のいずれかに記載のマイクロレンズであって、
前記壁部は、無機膜で構成されたマイクロレンズ。
The microlens according to any one of claims 1 to 4,
The wall portion is a microlens made of an inorganic film.
請求項1乃至6のいずれかに記載のマイクロレンズであって、
前記レンズ部は、第3の樹脂で構成されたマイクロレンズ。
The microlens according to any one of claims 1 to 6,
The lens portion is a microlens made of a third resin.
請求項1乃至6のいずれかに記載のマイクロレンズであって、
前記レンズ部は、無機膜で構成されたマイクロレンズ。
The microlens according to any one of claims 1 to 6,
The lens part is a microlens made of an inorganic film.
請求項1に記載のマイクロレンズであって、
前記壁部はSOG膜で構成され、前記レンズ部は高屈折率無機ポリマーで構成されたマイクロレンズ。
The microlens according to claim 1,
The wall portion is a microlens made of an SOG film, and the lens portion is made of a high refractive index inorganic polymer.
請求項1に記載のマイクロレンズであって、
前記壁部と、前記レンズ部との屈折率差が0.4以上であるマイクロレンズ。
The microlens according to claim 1,
A microlens in which a difference in refractive index between the wall portion and the lens portion is 0.4 or more.
請求項1に記載のマイクロレンズであって、
前記芯体部の屈折率が、前記壁部のそれよりも小さいマイクロレンズ。
The microlens according to claim 1,
A microlens having a refractive index of the core portion smaller than that of the wall portion.
請求項1に記載のマイクロレンズであって、
前記芯体部の断面形状が、順テーパ状をなすマイクロレンズ。
The microlens according to claim 1,
A microlens in which a cross-sectional shape of the core body portion is a forward tapered shape.
画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、複数のレンズ面を備えたマイクロレンズの製造方法であって、
前記マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、格子状の芯体パターンを形成する工程と、
塗布膜によって、前記芯体部を被覆し、第1の屈折率を有し、所望の曲率で湾曲した凹面をもつ壁部を形成する工程と、
前記壁部で囲まれた各領域に第2の屈折率を有する部材を充填し、レンズ部を形成する工程とを含むマイクロレンズの製造方法。
A method of manufacturing a microlens that is disposed so as to face each of a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel and includes a plurality of lens surfaces,
Forming a lattice-shaped core pattern so as to stand up in an inter-lens region of each lens corresponding to the formation pitch of the lens surface of the microlens;
Coating the core with a coating film, forming a wall having a first refractive index and having a concave surface curved with a desired curvature; and
Filling each region surrounded by the wall with a member having a second refractive index, and forming a lens portion.
請求項13に記載のマイクロレンズの製造方法であって、
前記レンズ部を形成する工程に先立ち、前記壁部および前記芯体部と下地層とのエッチング速度が等しくなるようなエッチング条件で、エッチングを行い、前記壁部の形状を前記下地層に転写し下地層からなる壁部を形成する工程を含むマイクロレンズの製造方法。
It is a manufacturing method of the micro lens according to claim 13,
Prior to the step of forming the lens portion, etching is performed under an etching condition such that the etching rates of the wall portion, the core portion, and the underlayer are equal, and the shape of the wall portion is transferred to the underlayer. A method of manufacturing a microlens, including a step of forming a wall portion made of an underlayer.
請求項13または14に記載のマイクロレンズの製造方法であって、
前記レンズ部を形成する工程は、表面を平坦化する工程を含むマイクロレンズの製造方法。
The method of manufacturing a microlens according to claim 13 or 14,
The step of forming the lens portion is a method of manufacturing a microlens including a step of flattening the surface.
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、
請求項1乃至12のいずれかに記載のマイクロレンズを搭載した固体撮像素子。
A photoelectric conversion unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel, a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and a wiring connected to the charge transfer unit On the surface of the substrate on which the peripheral circuit part including the layer is formed,
A solid-state image sensor on which the microlens according to claim 1 is mounted.
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、
前記マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、格子状に設けられた芯体部と、前記芯体部を覆うように設けられた第1の屈折率を有する凹面をもつ壁部と、
前記壁部の凹面に当接するように設けられ、前記壁部で囲まれた各領域に充填され、前記第1の屈折率よりも高い第2の屈折率を有するレンズ部とを備えたマイクロレンズが前記光電変換領域に対応するように位置あわせして、固定する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
A photoelectric conversion unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel, a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and a wiring connected to the charge transfer unit On the surface of the substrate on which the peripheral circuit part including the layer is formed,
Corresponding to the formation pitch of the lens surfaces of the microlenses, a core body portion provided in a lattice shape so as to stand in an inter-lens area of each lens, and a first body provided to cover the core body portion A wall having a concave surface having a refractive index;
A microlens comprising: a lens portion that is provided in contact with the concave surface of the wall portion, is filled in each region surrounded by the wall portion, and has a second refractive index higher than the first refractive index. A method for manufacturing a solid-state imaging device, including a step of aligning and fixing so as to correspond to the photoelectric conversion region.
基体の表面に、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成する工程と、
前記基体上で、前記各光電変換領域に、マイクロレンズを形成する工程とを含み、
前記マイクロレンズを形成する工程が、
前記マイクロレンズのレンズ面の形成ピッチに対応して各レンズのレンズ間領域に起立するように、格子状の芯体部を形成する工程と、
塗布膜によって、前記芯体部を被覆し、第1の屈折率を有し、所望の曲率で湾曲した凹面をもつ壁部を形成する工程と、
前記壁部で囲まれた領域に第2の屈折率を有する部材を充填し、レンズ部を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
A photoelectric conversion unit having a plurality of photoelectric conversion regions constituting pixels on a surface of a substrate, a charge transfer unit having a charge transfer electrode for transferring charges generated by the photoelectric conversion unit, and the charge transfer unit Forming a peripheral circuit portion including a wiring layer connected to
Forming a microlens on each of the photoelectric conversion regions on the substrate,
Forming the microlens,
Forming a lattice-shaped core body portion so as to stand up in an inter-lens region of each lens corresponding to the formation pitch of the lens surface of the microlens;
Coating the core with a coating film, forming a wall having a first refractive index and having a concave surface curved with a desired curvature; and
A step of filling a region surrounded by the wall with a member having a second refractive index, and forming a lens portion.
請求項18に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記レンズ部を形成する工程に先立ち、前記芯体部および前記壁部と下地層とのエッチング速度が等しくなるようなエッチング条件で、エッチングを行い、前記壁部の形状を前記下地層に転写し下地層からなる壁部を形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 18,
Prior to the step of forming the lens portion, etching is performed under an etching condition such that the etching rates of the core body portion and the wall portion and the underlayer are equal, and the shape of the wall portion is transferred to the underlayer. A method for manufacturing a solid-state imaging device, including a step of forming a wall portion made of an underlayer.
請求項18または19に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記レンズ部を形成する工程は、表面を平坦化する工程を含む固体撮像素子の製造方法法。
A method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 18 or 19,
The step of forming the lens portion is a method for manufacturing a solid-state imaging device, including a step of flattening the surface.
請求項18乃至20のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記壁部を形成する工程は、前記芯体部の屈折率よりも大きくなるように形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
A method of manufacturing a solid-state imaging device according to any one of claims 18 to 20,
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the step of forming the wall portion includes a step of forming the wall portion so as to be larger than the refractive index of the core body portion.
請求項18乃至20のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記芯体部を形成する工程は、断面形状が順テーパとなるように形状加工する工程を含む固体撮像素子の製造方法法。
A method of manufacturing a solid-state imaging device according to any one of claims 18 to 20,
The step of forming the core part includes a method of manufacturing a solid-state imaging device, including a step of processing the cross-sectional shape to be a forward taper.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010539562A (en) * 2007-09-10 2010-12-16 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー Optical navigation device
US9899439B2 (en) 2014-09-16 2018-02-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor including micro-lenses having high refractive index and image processing system including the same
JP2022145547A (en) * 2021-03-18 2022-10-04 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司 optical element

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02103962A (en) * 1988-10-13 1990-04-17 Toshiba Corp Solid-state image sensing device and manufacture thereof
JPH0645569A (en) * 1992-05-22 1994-02-18 Matsushita Electron Corp Solid-state image pick-up device and its manufacturing method
JPH0799296A (en) * 1993-09-28 1995-04-11 Sharp Corp Solid-state image pick-up device and its manufacture
JP2000241607A (en) * 1999-02-18 2000-09-08 Hoya Corp Forming method for microlens array and microlens array
JP2004079608A (en) * 2002-08-12 2004-03-11 Sanyo Electric Co Ltd Manufacturing method of solid state imaging apparatus and solid state imaging apparatus
JP2004356269A (en) * 2003-05-28 2004-12-16 Canon Inc Optoelectric transducer and its manufacturing method
JP2005057058A (en) * 2003-08-05 2005-03-03 Sanyo Electric Co Ltd Solid-state imaging device
JP2006339377A (en) * 2005-06-01 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid state imaging device and manufacturing method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02103962A (en) * 1988-10-13 1990-04-17 Toshiba Corp Solid-state image sensing device and manufacture thereof
JPH0645569A (en) * 1992-05-22 1994-02-18 Matsushita Electron Corp Solid-state image pick-up device and its manufacturing method
JPH0799296A (en) * 1993-09-28 1995-04-11 Sharp Corp Solid-state image pick-up device and its manufacture
JP2000241607A (en) * 1999-02-18 2000-09-08 Hoya Corp Forming method for microlens array and microlens array
JP2004079608A (en) * 2002-08-12 2004-03-11 Sanyo Electric Co Ltd Manufacturing method of solid state imaging apparatus and solid state imaging apparatus
JP2004356269A (en) * 2003-05-28 2004-12-16 Canon Inc Optoelectric transducer and its manufacturing method
JP2005057058A (en) * 2003-08-05 2005-03-03 Sanyo Electric Co Ltd Solid-state imaging device
JP2006339377A (en) * 2005-06-01 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid state imaging device and manufacturing method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010539562A (en) * 2007-09-10 2010-12-16 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー Optical navigation device
US9899439B2 (en) 2014-09-16 2018-02-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor including micro-lenses having high refractive index and image processing system including the same
JP2022145547A (en) * 2021-03-18 2022-10-04 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司 optical element
JP7395632B2 (en) 2021-03-18 2023-12-11 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司 optical element

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