JP2008547064A - 傾きのあるマイクロレンズの製造方法 - Google Patents
傾きのあるマイクロレンズの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008547064A JP2008547064A JP2008519386A JP2008519386A JP2008547064A JP 2008547064 A JP2008547064 A JP 2008547064A JP 2008519386 A JP2008519386 A JP 2008519386A JP 2008519386 A JP2008519386 A JP 2008519386A JP 2008547064 A JP2008547064 A JP 2008547064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wedge
- microlens
- pixels
- substrate
- flowable material
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 64
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 26
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/0204—Compact construction
- G01J1/0209—Monolithic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0411—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using focussing or collimating elements, i.e. lenses or mirrors; Aberration correction
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
- G02B3/0018—Reflow, i.e. characterized by the step of melting microstructures to form curved surfaces, e.g. manufacturing of moulds and surfaces for transfer etching
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
- G02B3/0043—Inhomogeneous or irregular arrays, e.g. varying shape, size, height
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Viewfinders (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
マイクロレンズ(75,85)を支持し傾けるために形成されている楔部(55,65)を含むマイクロレンズ構造を開示している。前記楔部(55,65)は、パターン化された流動可能な物質の層を加熱することによって形成される。前記楔部よる傾きの度合いと方向は、主に、形成されるパターン化の種類によって制御可能である。
【選択図】図7a
【選択図】図7a
Description
本発明は、画像取り込み装置や画像表示システムにおけるマイクロレンズ構造の製造に関しており、より詳細には固体撮像素子システムのマイクロレンズアレイの構造と製造方法に関する。
電荷結合素子(CCD)およびCMOSセンサーを含む固体撮像素子(イメージャ:imager)は、光画像の用途として一般的に用いられている。固体撮像素子は、複数の画素からなる焦点面アレイを含んでいる。各画素は、光エネルギーを電気信号に変換する光起電性の装置を含んでいる。その光起電性の装置は、 光で生成される電荷を蓄積するためのドープ領域を有する、光ゲート、光導電体、 光ダイオードであってもよい。
複数のマイクロレンズは、その(複数の)撮像素子画素に対応しているアレイとして一般的に配置される。一つのマイクロレンズは、例えば、初期段階の電荷蓄積領域上に光を合焦するために用いられている。従来の技術では、その複数の画素の上方において各々提供される方形状や円状にパターン化されるフォトレジスト物質から複数のマイクロレンズを形成している。そして、マイクロレンズを形作り保護するために製造段階においてパターン化されたフォトレジスト物質が加熱される。
マイクロレンズの使用は、感光性、および、広範囲の集光領域から光を集光し画素の小さな感光領域上にそれを合焦することにより撮像装置の感光性及び効率、を大きく向上させる。全体の光集光領域と画素の感光領域の比は、「フィルファクター(fill factor)」として知られている。
撮像素子の用途におけるマイクロレンズアレイの使用の重要性が増している。撮像素子の用途では、より小型で、なおかつ、より高解像度の撮像素子アレイを必要としている。画素を小型化し画素密度を増大するにつれ、画素間のクロストークなどの問題がより大きくなる。また、画素の小型化は、より小さい電荷蓄積領域を有することになる。画素の小型化は、信号処理回路によって読み出され、処理される蓄積される電荷量をより小さくしてしまう。
撮像素子アレイの小型化および画素の感光領域のサイズが小さくなるにつれて、その感光領域に入射光線を合焦することができるマイクロレンズを提供することが一層難しくなる。この問題は、撮像装置製作において最適な焦点特性を有し、なおかつ、光が様々なデバイス層を通過することによって生じる光の収差を最適に調整するような十分に小さいマイクロレンズを構成することの困難性が増していることによっても生じる。また、感光領域上方の多数の領域において生じる可能性のある歪みを補正することも難しく、これは隣接する画素間でクロストークを増加する。クロストークは、光軸から離れた光が、鈍角でマイクロレンズに達する際に生じる。その光軸から離れた光は、平坦領域およびカラーフィルターを通過し、意図される感光領域ではなく、代わりに隣接する感光領域に達する。
また、マイクロレンズ物質を熱し、融解することでのマイクロレンズの形状を作り製造することは、マイクロレンズ構造の小型化につれてより大きな困難をともなう。マイクロレンズの形状および製造を制御する従来の試みでは、焦点特性、マイクロレンズの半径、あるいは、より小型なマイクロレンズ設計に対して所望の焦点特性を満たすために必要とされるパラメータなど、の光学特性を保証する十分な制御をなし得ない。結果として、より小型化したマイクロレンズを備える撮像素子は、高性能な色忠実度およびシグナル/ノ
イズ比を達成するが困難である。
イズ比を達成するが困難である。
本発明の様々な例で示される実施の態様では、画素アレイに対するマイクロレンズの形状、半径および/もしくは高さを調節にするために用いられる各種の構造および方法を示す。本実施の態様は、マイクロレンズ形成中に体積力パラメータ(volume force parameter)と表面力パラメータ(surface force parameter)に作用する構造を用いている。例で示している実施の態様では、所望の焦点特性を達成するようにマイクロレンズを支持し傾けるために形成される楔部を含むマイクロレンズ構造を示している。楔部は、流動可能な物質の層を加熱することで生じる。その流動可能な物質のリフローの間に楔部が形成されるように流動可能な物質はパターン化される。流動可能な物質によってなされるパターン化の種類によって、その楔部によって与えられるる傾きの度合いと方向を調整することができる。
一つの実施の形態として、各細片(strip)が逐次小さくなるような一連の並列の細片が、その楔部として使われる。パターン化され流動可能な物質がリフローされる際に、片端のより大きい細片はより幅広い楔部になる。もう片端のより小さい細片は、より幅狭い楔部になる。各マイクロレンズを同一にパターン化することができる。一方において、多くの楔部の列を形成するために、対となるもの、あるいは、いくつかのグループとなるものをパターン化することができる。
下記の詳述において、本明細書の一部を形成し、本発明を実施することのできる特定の実施の態様を描図して示している添付図を参照している。これらの実施の形態は、当業者が本発明を実施できるように十分詳細に述べられており、他の実施の態様として利用してよく、さらに、構造的、論理的、および電気的な変形を本発明の概念と範囲から外れることなく行うことができることが理解される。記載されている処理工程の進行過程は本発明の実施の態様における例であり、その一連の工程は、本明細書において述べているものに限られず、特別な順序で必ず生じるステップを除いて当該技術分野において公知であるように変形されてもよい。
本明細書で用いられている「画素」という用語は、光センサー機器を含んでいる光素子の単位セルおよび光子を電気信号に変換することに関連する構造を示している。「流動する(flow)」、「流動(flowing)」、「リフロー(reflowing)」と言う用語は、加熱されて融解する物質の形状の変化、また、加熱あるいは他の同様の処理によって生じる物質の流動もしくは物質の形状の変形を示している。「流動する(flow)」は、最初の融解であり、「リフローをする(reflow)」は、前に流動した物質の後の融解である。
さらに、CMOS撮像素子などの半導体に基づく撮像素子に関連して本発明を述べているが、それは最適な性能を有する高性能マイクロレンズを必要とするいくつかの微小電子機器もしくは微小光学機器に本発明を応用することもできるとして理解されたい。本発明を備えることができるさらなる例として示している微小光学機器は、例えば、CCDおよびその他の別の固体撮像装置ならびに画素が光を放出する画像表示装置を含んでいる。
同様な素子が同様な参照番号によって指定されている図を参照すると、図1では、例えば本発明の一実施の態様例におけるフォトレジスト物質のような流動可能な物質をパターン化するために用いられるレチクル10を示している。例えば、クロム材料によってレチクルを形成してもよい。レチクル上のストライプ(stripe)11はサイズを変えることができる。本例で示されるものでは、レチクルのストライプ11を、そのストライプの幅がそのストライプの長手方向軸に対して直交する方向に向けて減少するように、左から右へサイズを小さくするように示している。レチクルは、ストライプ11間に幅約0.3μm〜約0.5μmの開口部12を有する。レチクル10は、図2で描図されているように、画素の感光領域6の上方にフォトレジスト物質層20を有する基板5の上方に配置される。フォトレジスト物質は感光性の透明物質20である。例えば、それは、マイクロレンズを形成するために用いられるのと同じ物質であってもよい。別の実施の態様としては、分極相を調整するように物質が選択されてもよい。
図3において、フォトレジスト物質20の加工後、フォトレジスト細片31、32、33、34、35、36、37の構成物が基板5上に残される。フォトレジスト細片31、32、・・・37は、数十μmの単位の幅W1 、W2 、・・・W7 を有する。幅W1 、W2 、・・・W7 は、細片の長手方向軸に対して直交する方向に向けて減少している。
図4において、フォトレジスト細片31、32・・・37は、楔部15を生成するためにリフロー条件に従う。図3および図4との比較で、フォトレジスト細片31〜37が楔部15を生成するためにともに流動したことを理解することができる。楔部15は、左側の幅の大きかったフォトレジスト細片31、32、33でより厚くなる。楔部15は、右側の幅の狭かったフォトレジスト細片35、36、37でより薄くなる。言い換えれば、楔部15は最も厚いフォトレジスト細片31を有する端部において第一の厚さD1 を有し、最も薄いフォトレジスト細片37を有する端部において第ニの厚さD2を有する。ここで、D1 はD2 よりも大きい。このように、楔部15は、楔部15の上面14における突起のタンジェントとして記載されている角度”α”を有する傾斜上面および基板5に対しての水平面4を有する。角度αは、いくつか所望の角度に適合させることができるが、例として示している実施の形態では典型的なほぼ10度以下としている。
図4で描かれているように、楔部15は完全に滑らかな上面14でなくともよい。リソグラフィなどの滑らかにするプロセスによって平坦な表面を得るために楔部の外面を滑らかにしてもよい。楔部を滑らかにする度合いは、リソグラフィツールの選択される解像度の度合いおよび流動可能な楔部物質の流動性に依存する。以下の説明では、例示の目的のために滑らかな平面を有さない楔部を述べるが、その楔部が滑らかな平面であっても同様にかまわないということに留意されたい。
図5において、楔部15は、楔部15上で形成され支持される傾きのあるマイクロレンズ25に対する支持面となる。楔部15の傾斜により、その傾き度合いによって感光性物質6などの対象領域に向けてその焦点がシフトするようにマイクロレンズ25は傾けられる。これは感光性物質6の中央から離れたマイクロレンズの配置を可能とする。マイクロレンズは感光性物質6の真上にあってもよいだけでなく、感光性物質上方の中央になくてもよく、さらには、それは感光性物質に近傍にあってもよい。しかしながら、楔部の傾斜角によってマイクロレンズが感光性物質に入射光を導くようにしてある。本実施の態様において形成されるマイクロレンズのアレイ(配列)では、全てのマイクロレンズは同じ方向に楔部が傾くように同じ傾斜角を有する楔部を具備する。
より詳細に以下に記載しているように、マイクロレンズアレイの焦点特性は、フォトレジスト25を用いて幅の異なるパターン構造を形成し、マイクロレンズを支持し傾けるための楔部を形成するためにパターン化された構造を流動することによって制御される。その構造をパターン化するために用いられるレチクルは、より小さな細片によって形成される構造が楔部のより薄い側を形成するように、各細片がその前段の細片よりも逐次小さくなっている一連の並列細片を有する。ベーキング(加熱)やパッケージング(包装)などのその後の工程は、通常の産業実施形態にしたがって行われる。
別の実施の態様として、2方向において共有される画素配置パターンの一部として2つの傾斜のマイクロレンズを作成してもよい。2つの傾斜のマイクロレンズを作成することで、所定の方法で2つの各マイクロレンズの焦点をずらすことが可能である。言い換えれば、一つの画素の上方の中央において一つのマイクロレンズがあるだけでなく、各マイクロレンズが画素に入射光を集光することができるような一つの画素における上方もしくは一つの画素に隣接して一つ以上のマイクロレンズがあってもよい。ここで、たった一つの感光性物質の上方に2つのマイクロレンズを形成してもよい。また、論理回路用のマイクロレンズの下方のどこかにより大きな画素領域をとることができるように2つの対象としている装置をともにより近く配置することもできる。図6において、幅のより広いレチクルのストライプ38、39が互いに隣接するように2つのレチクル50、60は配向されている。
図7aや図7bで示されるように、結果として生じる楔部は、互いに近接するより厚みのある部分を有し、そして、両方の楔部55、65は、それらの近接している側動から徐々に傾斜してゆくマイクロレンズを支持する。図7aにおいて、2つの対象となっている感光性デバイス56、66を基板内で互いにより近く配置することができるように、マイクロレンズの焦点をずらすように2つの傾いているマイクロレンズ75、85が用いられている。図7bにおいては、共通の感光性素子156にむけて焦点をずらすために2つの傾斜したマイクロレンズが用いられている。図7bに図示されている例として、楔部165は楔部155の角度αよりも大きい角度βを有している。マイクロレンズ185は感光性素子156の直上にないので、感光性素子156に入射光を導くためにそれをより大きく傾斜させなければならない(角度βは角度αよりも大きくしなければならない)。
利点として、撮像素子の感光性素子に対して傾斜の度合いを調整することで、感光性素子の設計の自由度が向上し、傾斜しているマイクロレンズの焦点を画素内のその感光性素子が配置されている位置までずらすことができる。
図8において、より幅の広いレチクルストライプ91、92、93、94が他のレチクル細片よりも4つのレチクル90、100、110、120の中央により近くなるように、4つのレチクル90、100、110、120を対角方向に配置しているような別の実施の態様を示している。本実施形態の中で、レチクル90、100、110、120によって形成される楔部は、4方向から共有される画素配置の部分を作る4つの傾いているマイクロレンズを形成する。4つの傾いているマイクロレンズが形成されることによって、所定の方法で4つの各マイクロレンズの焦点をずらすことができる。このようにして、共通の一つの感光性素子の上方に4つのマイクロレンズを形成することができる。結果としてできる各マイクロレンズを支持する楔部は、それぞれの位置から共通の感光性素子へ入射光を導くようにそれぞれ選択される異なる角度を有するようにすることができる。また、一つの感光性素子の上方に4つのマイクロレンズをそれぞれ形成してもよいが、必要に応じて、論理回路用の画素領域をより広くとるために互いにより近くなるように4つの対象としている素子(例えば、感光性素子)を配置することができる。
寸法、形状、焦点距離およびその他の焦点特性など、傾いているマイクロレンズの特性は、(1)マイクロレンズが光を合焦する楔部の下方にある感光体への距離、その感光体の幅もしくはサイズ、(2)加熱している間にマイクロレンズを形成するために用いられるマイクロレンズ物質の粘性、(2)楔部の寸法と物質、(4)熱している間にマイクロレンズ物質の流動性に影響するマイクロレンズ構造によって生じるマイクロレンズ物質の流動性の変化、(5)楔部もしくはマイクロレンズ物質の加熱前もしくは流動前の処理の影響、(6)マイクロレンズ物質の加熱終了後のマイクロレンズ構造のおおよその傾き、(7)マイクロレンズ物質の流動特性を変えるかもしれない楔部物質の影響を含むような
一つ以上のマイクロレンズおよび撮像素子の設計パラメータによって決定される。
一つ以上のマイクロレンズおよび撮像素子の設計パラメータによって決定される。
図9では、本発明にしたがって構成され傾いているマイクロレンズを有する画素を利用することができる画像表示装置200の例を示す。本画像表示装置200は、上述のように構成されるマイクロレンズを具備する、画素を含む撮像素子画素アレイ201を有する。行ラインは、行アドレスデコーダ203に応答して行ドライバ202によって選択的に駆動される。列ドライバ204および列アドレスデコーダ205も画像装置200の中に含まれる。本画像装置200は、アドレスデコーダ203、205を制御するタイミングおよび制御回路206によって動作される。制御回路206は、行ドライバ回路202および列ドライバ回路204も制御する。
列ドライバ204と関連するサンプル回路およびホールド回路207は、選択された画素の画素リセット信号Vrstおよび画素画像信号Vsigを読み込む。各画素に対して差動増幅器208によって差分信号(Vrst−Vsig)が生成され、これはアナログ/デジタル変換器209(ADC)によってデジタル化される。アナログ/デジタル変換器209は、デジタル画像を形成して出力する画像処理回路210へデジタル化された画素信号を供給する。
図10は、本発明の画像表示装置200(図9)を含んで改良された典型的なプロセッサシステムである、システム900を示している。プロセッサに基づくシステム900は、画像センサ装置を含むことができるデジタル回路を有するシステムの例である。限定することなく、このようなシステムには、コンピュータシステムや、または、ビデオカメラシステム、スキャナー、マシン・ビジョン、車両ナビゲーション、ビデオ電話、監視システム、オートフォーカスシステム、衛星トラッカーシステム、動き検出システム、画像安定化システム、およびデータ圧縮システムが含まれる。
本プロセッサに基づくシステム900、例えばカメラシステムは、一般的に、バス993を介して入力/出力(I/O)装置991に接続されているマイクロプロセッサなどの中央集積回路(CPU)995を含んでいる。画像装置センサ200もバス993を介してCPU995に接続されている。本プロセッサに基づくシステム900は、ランダムアクセスメモリ(RAM)992を含み、そして、バス993を介してCPU995に接続されるフラッシュメモリなどのリムーバル記憶装置994を含むこともできる。画像センサ800は、一つの集積回路上あるいはその集積回路以外の違うチップ上に、記憶格納装置を備えているもしくはない、CPU、デジタル信号処理装置、あるいはマイクロプロセッサなど、のプロセッサに接続されていてもよい。
上記の説明では、レチクルを使用して直接パターン化されて細片が形成されるような楔部を述べているが、その細片およびそれらの型がそのような実施の態様に限られないと言うことに留意されたい。楔部を形成するために流動される一連の細片を形成するために他の物質や方法を用いてもよい。例えば、細片をマイクロレンズを形成する物質で形成してもよく、エッチング処理やリソグラフィを用いることで形成してもよい。
本開示の結果、本発明の方法の様々な応用は当業者にとって明らかである。特定の効果と実施の形態を上述したが、当業者は本発明の概念と範囲を越えることなく置き換え、付加、削除、変形および/あるいはいくつかの変更がなされてもよいことを認識できる。よって、本発明は、添付されている請求項の範囲によって限定されるだけであり、先の説明によって限定されるものではない。
前述の本発明ならびに本発明の他の効果と特徴は、添付図を参照して以下に提出される
本実施の態様例の詳述からより明らかにされる。
本発明の一実施の態様例として、フォトレジスト物質をパターン化するために用いられるレチクル(reticle)の平面図を描いている。
基板の上方にパターン化された図1のレチクルを有する基板上において形成されたフォトレジスト物質の断面図を描いている。
本発明の一実施の態様例における、加工後の図2のフォトレジスト細片の断面図である。
本発明の一実施の態様例における、リフロー後に形成される固体レジスト楔部の断面図である。
本発明の一実施の態様例における、楔部によって支持されるマイクロレンズの断面図である。
本発明の一実施の態様例における、レジスト細片を相補的なパターンを形成するために加工した一対の隣接するマイクロレンズ支持領域の平面図である。
図6の一実施の態様における、一対の隣接するマイクロレンズ支持領域によって支持されている一対の隣接するマイクロレンズの断面図である。
図6の別の態様における、一つの画素を共有する一対の隣接するマイクロレンズ支持領域によって支持されている一対の隣接するマイクロレンズの断面図である。
本発明の一実施の態様例における、レジスト細片を相補的なパターンを形成するために加工した4つの隣接するマイクロレンズ支持領域の平面図である。
本発明の一実施の態様にしたがって構成されたマイクロレンズを有する画素を用いている撮像装置の一つの概念図である。
図9の撮像装置を含む処理システムの一つの概念図を描いている。
本実施の態様例の詳述からより明らかにされる。
Claims (46)
- 基板によって支持される固体物質層であって、前記層の上面は前記基板上面に対して傾斜を有するものと、
前記層によって支持されるマイクロレンズと、
を含むことを特徴とするマイクロレンズ構造。 - 前記マイクロレンズが傾いている、
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズ構造。 - 前記固体物質層がフォトレジスト物質を含んでいる、
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズ構造。 - 前記固体物質層がマイクロレンズを形成する物質を含んでいる、
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズ構造。 - 前記マイクロレンズが、前記固体物質層上で直接支持される、
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズ構造。 - 前記層の前記上面および前記基板間の前記傾斜の角度が約10°以下である、
ことを特徴とする請求項2記載のマイクロレンズ構造。 - 前記固体物質層が流動性物質である、
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズ構造。 - 前記固体物質層の上面に突起がある、
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズ構造。 - 前記固体物質層の上面が滑らかである、
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズ構造。 - 基板上方に配置される複数のマイクロレンズと、
固体物質の複数の楔部であって、各楔部は前記基板と各々のマイクロレンズの間に位置し、前記各々のマイクロレンズを支持するものと、
を含むことを特徴とするマイクロレンズアレイ。 - 前記楔部のマイクロレンズ支持面が前記基板の上面に対して約10°以下で傾いている、
ことを特徴とする請求項10記載のマイクロレンズアレイ。 - 前記楔部がフォトレジスト物質を含んでいる、
ことを特徴とする請求項10記載のマイクロレンズアレイ。 - 前記楔部がマイクロレンズ物質を含んでいる、
ことを特徴とする請求項10記載のマイクロレンズアレイ。 - 前記楔部が流動性物質を含んでいる、
ことを特徴とする請求項10記載のマイクロレンズアレイ。 - 前記楔部の前記支持表面上に突起がある、
ことを特徴とする請求項10記載のマイクロレンズアレイ。 - 前記楔部の前記支持表面が滑らかである、
ことを特徴とする請求項10記載のマイクロレンズアレイ。 - 前記複数のマイクロレンズの内少なくとも2つが、共通の感光性素子に入射光を導くために前記共通の感光性素子の上方に配置される、
ことを特徴とする請求項10記載のマイクロレンズアレイ。 - 各々の前記複数のマイクロレンズが、それぞれ対応する感光性素子に入射光を導くために前記それぞれの感光性素子の上方に配置される、
ことを特徴とする請求項10記載のマイクロレンズアレイ。 - 基板内に形成された複数の画素と、
前記複数の画素の上方に形成された平面の層と、
前記平面の層上に形成された複数の楔部構造であって、前記各楔部構造は前記複数の画素の少なくとも一つに入射光が通過するように配置されているものと、
複数のマイクロレンズであって、各々のマイクロレンズは前記複数の楔部構造の少なくとも一つによってそれぞれ支持されているものと、
を含むことを特徴とする撮像素子構造。 - 前記各々の画素に入射光を導くように前記複数の画素の一つのそれぞれの上方に各々の楔部構造が配置されている、
ことを特徴とする請求項19記載の撮像素子構造。 - 前記複数の画素の一つに入射光を導くように少なくとも2つの楔部構造が配置されている、
ことを特徴とする請求項19記載の撮像素子構造。 - 前記複数の楔部構造の各々の楔部構造が同じ方向に傾斜している、
ことを特徴とする請求項19記載の撮像素子構造。 - 前記複数の楔部構造が流動可能な物質を含んでいる、
ことを特徴とする請求項19記載の撮像素子構造。 - 少なくとも前記複数の楔部構造の一つが滑らかな上面を有している、
ことを特徴とする請求項19記載の撮像素子構造。 - 前記複数の楔部構造の少なくとも一つが突起のある上面を有している、
ことを特徴とする請求項19記載の撮像素子構造。 - 少なくとも一対の楔部構造が互いに遠ざかるように傾斜している、
ことを特徴とする請求項19記載の撮像素子構造。 - 4つの楔部構造のグループの少なくとも一つが、前記4つの楔部構造のグループの少なくとも一つの中央から遠ざかるように傾斜している、
ことを特徴とする請求項19記載の撮像素子構造。 - プロセッサと;
基板内に形成された複数の画素と、
前記複数の画素の上方に形成された平面の層と、
前記平面の層上に形成された複数の楔部構造であって、各楔部構造が複数の画素の少なくとも一つに入射光が通過するように配置されるものと、
複数のマイクロレンズであって、各マイクロレンズが前記複数の楔部構造の少なくとも一つによって各々支持されるものと、
を含む撮像素子構造と;
を含むことを特徴とする画像処理システム。 - 前記各々の画素に入射光を導くように前記複数の画素の一つのそれぞれ上方に各々の楔部構造が配置されている、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 前記複数の画素の一つに入射光を導くように少なくとも2つの楔部構造が配置されている、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 前記複数の楔部構造の各々の楔部構造が同じ方向に傾斜している、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 前記複数の楔部構造が流動可能な物質を含んでいる、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 前記複数の楔部構造の少なくとも一つが滑らかな上面を有している、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 前記複数の楔部構造の少なくとも一つが突起のある上面を有している、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 前記複数の楔部構造の各々の楔部構造が同じ方向に傾斜している、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 楔部構造の少なくとも一対が、互いに遠ざかるように傾斜している、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 4つの楔部構造の少なくとも一群が、前記4つの楔部構造の組の中央から遠ざかるように傾斜している、
ことを特徴とする請求項28記載の画像処理システム。 - 基板上に流動可能な物質の層を形成するステップと、
それぞれ幅を有する複数の流動可能な物質の細片であって前記細片の幅は前記細片の長手軸に直交する方向にむけて減少するもの、を形成するために前記流動可能な物質をパターン化するステップと、
楔部を形成するために前記象られた流動可能な物質を流動するステップと、
を含んでいるマイクロレンズを製作するための方法。 - 楔部を形成するために前記パターン化された流動可能な物質を流動する前記ステップが、
突起した上面を有する楔部を形成するステップ、
をさらに含んでいることを特徴とする請求項38記載の方法。 - 滑らかな上面を有する楔部を形成するために前記突起した上面を滑らかにするステップ、
をさらに含んでいることを特徴とする請求項39記載の方法。 - 前記流動可能な物質をパターン化するための前記ステップが、
共通の画素の上方に、少なくとも一つの別の複数の流動可能な物質の細片に隣接するように前記複数の流動可能な物質の細片を配置するステップ、
をさらに含んでいることを特徴とする請求項39記載の方法。 - 前記流動可能な物質をパターン化するための前記ステップが、
各々の画素の上方に、前記複数の流動可能な物質の細片を配置するステップ、
をさらに含んでいることを特徴とする請求項39記載の方法。 - 前記流動可能な物質をパターン化するための前記ステップが、
各々の画素に隣接するように前記複数の流動可能な物質の細片を配置するステップ、
をさらに含んでいることを特徴とする請求項39記載の方法。 - 基板上にフォトレジスト物質層を形成するステップと、
複数の楔部を形成するために前記フォトレジスト物質を流動させるステップと、
各楔部上にマイクロレンズを形成するステップと、
を含んでいるマイクロレンズアレイを製造するための方法。 - 一連のフォトレジスト物質の逐次小さくなる細片を生産するために前記フォトレジスト物質をパターン化するステップ、
をさらに含んでいる請求項44記載の方法。 - 基板上にフォトレジスト物質の複数の逐次小さくなる細片を形成するステップと、
前記フォトレジスト物質の複数の細片を流動するステップと、
を含むことを特徴とするアレイ製造構造を製造する方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/167,596 US7470556B2 (en) | 2005-06-28 | 2005-06-28 | Process for creating tilted microlens |
PCT/US2006/023939 WO2007002059A1 (en) | 2005-06-28 | 2006-06-19 | Process for creating tilted microlens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008547064A true JP2008547064A (ja) | 2008-12-25 |
Family
ID=37037067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008519386A Withdrawn JP2008547064A (ja) | 2005-06-28 | 2006-06-19 | 傾きのあるマイクロレンズの製造方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7470556B2 (ja) |
EP (1) | EP1896879A1 (ja) |
JP (1) | JP2008547064A (ja) |
KR (1) | KR20080017494A (ja) |
CN (1) | CN101253421B (ja) |
SG (1) | SG163528A1 (ja) |
TW (1) | TWI302990B (ja) |
WO (1) | WO2007002059A1 (ja) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7470556B2 (en) * | 2005-06-28 | 2008-12-30 | Aptina Imaging Corporation | Process for creating tilted microlens |
KR101314974B1 (ko) * | 2006-02-17 | 2013-10-04 | 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 | 마이크로리소그래픽 조명 시스템 및 이를 구비한 투사 노출장치 |
US7920024B2 (en) * | 2006-04-17 | 2011-04-05 | Aptina Imaging Corporation | Apparatus and methods providing dynamic biasing of cascode transistors in class AB amplifiers |
DE102006040657B4 (de) * | 2006-08-30 | 2016-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Bilderfassungssystem für Anwendungen in Fahrzeugen |
US7965444B2 (en) * | 2006-08-31 | 2011-06-21 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus to improve filter characteristics of optical filters |
US20080165257A1 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Micron Technology, Inc. | Configurable pixel array system and method |
US7978411B2 (en) | 2007-05-08 | 2011-07-12 | Micron Technology, Inc. | Tetraform microlenses and method of forming the same |
US7812869B2 (en) * | 2007-05-11 | 2010-10-12 | Aptina Imaging Corporation | Configurable pixel array system and method |
US7646551B2 (en) * | 2007-12-05 | 2010-01-12 | Aptina Imaging Corporation | Microlenses with patterned holes to produce a desired focus location |
EP2446249B1 (en) * | 2009-06-24 | 2020-08-05 | Koninklijke Philips N.V. | Optical biosensor with focusing optics |
JP5699609B2 (ja) | 2011-01-06 | 2015-04-15 | ソニー株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
JP5716465B2 (ja) | 2011-03-09 | 2015-05-13 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
FR2974188A1 (fr) | 2011-04-18 | 2012-10-19 | St Microelectronics Sa | Dispositif elementaire d'acquisition ou de restitution d'image |
JP2013081087A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Sony Corp | 撮像装置 |
US8922900B2 (en) * | 2013-01-22 | 2014-12-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Optical element structure and optical element fabricating process for the same |
US20160181309A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Microlens and method of manufacturing microlens |
CN104570171B (zh) * | 2014-12-25 | 2017-09-22 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 复眼透镜及包括该复眼透镜的光学系统 |
TWI714445B (zh) * | 2020-01-22 | 2020-12-21 | 力晶積成電子製造股份有限公司 | 微透鏡結構及其製造方法 |
US20220352232A1 (en) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 | Stmicroelectronics Ltd. | Micro lens arrays and methods of formation thereof |
CN113299735B (zh) * | 2021-05-12 | 2022-08-05 | 浙江大学 | 一种带有斜坡的半导体器件终端结构及其制造方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5536455A (en) * | 1994-01-03 | 1996-07-16 | Omron Corporation | Method of manufacturing lens array |
DE19545484C2 (de) | 1995-12-06 | 2002-06-20 | Deutsche Telekom Ag | Bildaufnahmeeinrichtung |
US6417022B1 (en) * | 2000-04-12 | 2002-07-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for making long focal length micro-lens for color filters |
US6757458B2 (en) * | 2001-06-29 | 2004-06-29 | Lucent Technologies Inc. | Optical MEMS switch with converging beams |
JP4126976B2 (ja) * | 2001-07-23 | 2008-07-30 | セイコーエプソン株式会社 | 吐出装置及びその制御方法、吐出方法、マイクロレンズアレイの製造方法、並びに電気光学装置の製造方法 |
JP4096565B2 (ja) * | 2002-01-28 | 2008-06-04 | 富士ゼロックス株式会社 | マイクロレンズアレーの製造方法、それに用いる電解液および製造装置 |
JP4073695B2 (ja) | 2002-03-28 | 2008-04-09 | クレハエラストマー株式会社 | 表示画面用光学フィルター |
JP2004029402A (ja) | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Toppan Printing Co Ltd | 遮光層を有するマイクロレンズアレイシート |
US6638786B2 (en) * | 2002-10-25 | 2003-10-28 | Hua Wei Semiconductor (Shanghai ) Co., Ltd. | Image sensor having large micro-lenses at the peripheral regions |
EP1494477A1 (en) | 2003-07-01 | 2005-01-05 | Thomson Licensing S.A. | Videophone comprising a combined display and detector |
US7165843B2 (en) * | 2004-02-03 | 2007-01-23 | Aurora Systems, Inc. | Optical system with angular compensator |
US20060215054A1 (en) | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Eastman Kodak Company | Wide angle camera with prism array |
US7470556B2 (en) * | 2005-06-28 | 2008-12-30 | Aptina Imaging Corporation | Process for creating tilted microlens |
-
2005
- 2005-06-28 US US11/167,596 patent/US7470556B2/en active Active
-
2006
- 2006-06-19 SG SG201004617-5A patent/SG163528A1/en unknown
- 2006-06-19 WO PCT/US2006/023939 patent/WO2007002059A1/en active Application Filing
- 2006-06-19 CN CN2006800314159A patent/CN101253421B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-19 JP JP2008519386A patent/JP2008547064A/ja not_active Withdrawn
- 2006-06-19 KR KR1020087002307A patent/KR20080017494A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-06-19 EP EP06773599A patent/EP1896879A1/en not_active Ceased
- 2006-06-28 TW TW095123354A patent/TWI302990B/zh not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-11-25 US US12/323,111 patent/US7688514B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI302990B (en) | 2008-11-11 |
US20060289956A1 (en) | 2006-12-28 |
WO2007002059A1 (en) | 2007-01-04 |
US20090109541A1 (en) | 2009-04-30 |
US7688514B2 (en) | 2010-03-30 |
EP1896879A1 (en) | 2008-03-12 |
TW200706913A (en) | 2007-02-16 |
SG163528A1 (en) | 2010-08-30 |
CN101253421A (zh) | 2008-08-27 |
CN101253421B (zh) | 2012-04-11 |
US7470556B2 (en) | 2008-12-30 |
KR20080017494A (ko) | 2008-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008547064A (ja) | 傾きのあるマイクロレンズの製造方法 | |
US11404463B2 (en) | Color filter array, imagers and systems having same, and methods of fabrication and use thereof | |
US7978411B2 (en) | Tetraform microlenses and method of forming the same | |
KR101477645B1 (ko) | 광학 부재, 고체 촬상 장치, 및 제조 방법 | |
US7303931B2 (en) | Microfeature workpieces having microlenses and methods of forming microlenses on microfeature workpieces | |
US7280279B2 (en) | Apparatus and method for manufacturing tilted microlenses | |
JP2009506383A (ja) | 楕円形状で間隙の無いイメージャ用マイクロレンズ | |
US7560295B2 (en) | Methods for creating gapless inner microlenses, arrays of microlenses, and imagers having same | |
US20060289723A1 (en) | Layered microlens structures and devices | |
JP3178629B2 (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
TW200812077A (en) | Microlens for image sensor | |
WO2020012860A1 (ja) | 撮像素子および撮像素子の製造方法 | |
US7646551B2 (en) | Microlenses with patterned holes to produce a desired focus location | |
CN101442066B (zh) | 制造图像传感器的方法 | |
JP2006134911A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
JP2000174244A (ja) | 固体撮像素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100823 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100823 |