JP2012124405A - 固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感度を劣化させることなく、短時間で、かつ低コストで製造することが可能な固体撮像装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】複数のフォトダイオード層14を有する半導体基板13の主面上に、互いに離間するように複数のブロック状のレンズ体20を形成する工程と、複数のブロック状のレンズ体20を加熱して溶融することにより、互いに離間するように、半球状の複数の第1のレンズ体12−1を形成する工程と、第1のレンズ体12−1よりもエッチングレートが早い透明樹脂層19−2を、複数の第1のレンズ体12−1を含む半導体基板13上を覆うように形成する工程と、透明樹脂層19−2の全面を、第1のレンズ体12−1の頂部Oが露出するまでエッチングすることにより、第1のレンズ体12−1の頂部Oを除く表面に、透明樹脂層19−2からなる第2のレンズ体12−2を形成する。
【選択図】図2
【解決手段】複数のフォトダイオード層14を有する半導体基板13の主面上に、互いに離間するように複数のブロック状のレンズ体20を形成する工程と、複数のブロック状のレンズ体20を加熱して溶融することにより、互いに離間するように、半球状の複数の第1のレンズ体12−1を形成する工程と、第1のレンズ体12−1よりもエッチングレートが早い透明樹脂層19−2を、複数の第1のレンズ体12−1を含む半導体基板13上を覆うように形成する工程と、透明樹脂層19−2の全面を、第1のレンズ体12−1の頂部Oが露出するまでエッチングすることにより、第1のレンズ体12−1の頂部Oを除く表面に、透明樹脂層19−2からなる第2のレンズ体12−2を形成する。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置に関する。
従来の固体撮像装置は、半導体基板上に形成された複数のフォトダイオード、およびこれらのフォトダイオード上にそれぞれ形成された複数のマイクロレンズ、を有し、フォトダイオード、およびマイクロレンズによって、画素を形成している。
この従来の固体撮像装置の製造方法は、まず、フォトダイオード上にレンズ材を一様に塗布し、これを露光、現像することにより、一画素おきにブロック状のレンズ体を形成する。次に、ブロック状のレンズ体を加熱、溶融させて半球状に形成した後、これを冷却、硬化させることにより、第1のマイクロレンズを形成する。この後、第1のマイクロレンズ間を埋めるように、同様にして第2のマイクロレンズを形成する。
この従来の固体撮像装置の製造方法によれば、第1のマイクロレンズと第2のマイクロレンズとの間に隙間が形成されることがなく、かつ、第1、第2のマイクロレンズは所望の曲率を有する半球状に形成され、連続球面形状の複数のマイクロレンズを有する高感度の固体撮像装置が製造される。
しかし、このような高感度の固体撮像装置を形成するために、従来は、2度のマイクロレンズの形成工程を繰り返す必要であった。従って、従来の固体撮像装置の製造方法は、製造時間が長い問題がある。
さらに、上記製造方法では、第1のマイクロレンズ用のブロック状のレンズ体を形成するためのフォトマスク、および第2のマイクロレンズ用のブロック状のレンズ体を形成するための他のフォトマスクがそれぞれ必要となり、固体撮像装置を製造するために必要なコストも増大していた。
本発明の実施形態は、この問題に鑑みてなされたものであり、感度を劣化させることなく、短時間で、かつ低コストで製造することが可能な固体撮像装置の製造方法、および固体撮像装置を提供することを目的とするものである。
本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、複数のフォトダイオード層を有する半導体基板の主面上に第1の透明樹脂層を形成する工程と、フォトマスクを用いて前記第1の透明樹脂層を露光し、現像することにより、それぞれの前記フォトダイオード上に、互いに離間するようにブロック状のレンズ体を形成する工程と、複数の前記ブロック状のレンズ体を加熱して溶融することにより、互いに離間するように、半球状の複数の第1のレンズ体を形成する工程と、前記第1の透明樹脂層よりもエッチングレートが早い第2の透明樹脂層を、前記複数の第1のレンズ体を含む前記半導体基板上を覆うように形成する工程と、前記第2の透明樹脂層の全面を、前記第1のレンズ体の頂部が露出するまでエッチングすることにより、前記各第1のレンズ体の頂部を除く表面に、前記第2の透明樹脂層からなる第2のレンズ体を形成する工程と、を具備する方法である。
また、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置は、複数のフォトダイオード層が形成された半導体基板と、前記半導体基板の主面上、かつ前記複数のフォトダイオード上にそれぞれ形成された半球状の複数の第1のレンズ体と、これらの複数の第1のレンズ体の頂部を除く表面にそれぞれ形成され、前記第1のレンズ体よりも屈折率が高い複数の第2のレンズ体と、を具備するものである。
以下に、本発明の実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の要部を示す上面図である。なお、図1に示されるRは透過帯域が赤色の波長帯である赤色カラーフィルタ層11r、Bは透過帯域が青色の波長帯である青色カラーフィルタ層11b、Gは透過帯域が緑色の波長帯である緑色カラーフィルタ層11gを示す。R、G、Bの各意味については、以降の各図においても同様である。
図1は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の要部を示す上面図である。なお、図1に示されるRは透過帯域が赤色の波長帯である赤色カラーフィルタ層11r、Bは透過帯域が青色の波長帯である青色カラーフィルタ層11b、Gは透過帯域が緑色の波長帯である緑色カラーフィルタ層11gを示す。R、G、Bの各意味については、以降の各図においても同様である。
図1に示すように、固体撮像装置は、青色カラーフィルタ層11b、赤色カラーフィルタ層11r、および緑色カラーフィルタ層11gが格子状にベイヤー配列されたカラーフィルタ層11上に、互いに隙間なく配列形成された連続球面状の複数のマイクロレンズ12を有する。複数のマイクロレンズ12は、それぞれ、青色カラーフィルタ層11b、赤色カラーフィルタ層11r、または緑色カラーフィルタ層11gのいずれかの上に形成されている。
各マイクロレンズ12は、半球状の第1のレンズ体12−1と、第1のレンズ体12−1よりもエッチングレートが早く、かつ屈折率が高い第2のレンズ体12−2と、によって構成されている。半球状の第1のレンズ体12−1は、例えばエッチングレートが0.5μm/分程度、屈折率が1.6程度のマイクロレンズ材からなり、第2のレンズ体12−2は、例えばエッチングレートが1.0μm/分程度、屈折率が1.7程度のマイクロレンズ材からなる。
図2は、図1の二点鎖線X−X´に沿った装置の要部断面図、図3は、図1の二点鎖線Y−Y´に沿った装置の要部断面図である。図2、図3に示すように、上述のマイクロレンズ12および各色カラーフィルタ層11r、11b、11gを含む固体撮像装置は、いわゆる表面照射型の固体撮像装置である。すなわち、マイクロレンズ12および各色カラーフィルタ層11r、11b、11gが、例えばシリコンからなる半導体基板13の主面上に形成された固体撮像装置である。
半導体基板13の主面、すなわち表面には、複数のフォトダイオード層14が形成されている。複数のフォトダイオード層14は、各色カラーフィルタ層11r、11b、11gの配列に応じて格子状に配列形成されている。
半導体基板13の主面上には、一様な厚さの酸化膜15を介して配線層16が形成されている。この配線層16は、多層に形成された配線16aと、これらの配線16a間を絶縁する絶縁層16bと、によって構成されている。なお、配線16aには、フォトダイオード層14において光電変換された電荷を電圧に変換するためのフローティングディフュージョン部(図示せず)に転送するための読み出しゲート等を含んでいる。
配線層16の表面上には、パッシベーション膜17(表面保護膜17)および第1の平坦化層18−1が、この順で形成されている。さらに、表面が平坦な第1の平坦化層18−1の表面上には、青色カラーフィルタ層11b、赤色カラーフィルタ層11r、および緑色カラーフィルタ層11g、からなるカラーフィルタ層11が形成されている。
カラーフィルタ層11の表面上には、第2の平坦化層18−2が形成されており、この平坦化層18−2の表面上には、上に凸状の複数のマイクロレンズ12が形成されている。各マイクロレンズ12は、上述のように半球状の第1のレンズ体12−1と、第2のレンズ体12−2と、によって構成される。特に第2のレンズ体12−2は、第1のレンズ体12−1の頂部Oを含む一部領域を除く表面を覆うように形成されている。すなわち、第2のレンズ体12−2は、第1のレンズ体12−1の頂部Oを含む一部領域以外を覆うように形成されている。
なお、第2のレンズ体12−2は、半球状の第1のレンズ体12−1の表面を一様な膜厚で覆うように、例えばスパッタ等の方法によって形成される無反射コーティングとは異なり、第2のレンズ体12−2自身も、光を集光する役割を担う。
各マイクロレンズ12は、所望の高さ(H)および所望の曲率(C)を有するように形成されている。ここで、所望の高さ(H)、および所望の曲率(C)とは、画素(セル)サイズ(L×L)(図1)、第1、第2のレンズ体の屈折率(n1、n2)、および第2の平坦化層18−2の上面からフォトダイオード層14の上面までの距離(h)に応じて、フォトダイオード層14に最も光が集光するように予め計算された値である。
なお、マイクロレンズ12の高さ(H)は、半球状の第1のレンズ体12−1の高さによって決定される。また、マイクロレンズ12の曲率(C)は、第1のレンズ体12−1のエッチングレートに対する第2のレンズ体12−2のエッチングレートの比によって決定される。
上述の固体撮像装置は、フォトダイオード層14と、青色カラーフィルタ層11b、赤色カラーフィルタ層11r、緑色カラーフィルタ層11gのいずれか一つと、マイクロレンズ12と、によって画素が形成されており、このような複数の画素が格子状に配列形成されたものである。
次に、以上に説明した固体撮像装置の製造方法について、図4乃至図19を参照して説明する。図4、図7、図10、図13、図16は、それぞれ第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための、図1に相当する上面図である。また、図5、図8、図11、図14、図17は、それぞれ図4、図7、図10、図13、図16の二点鎖線X−X´に沿った装置の要部断面図であり、図6、図9、図12、図15、図18は、それぞれ図4、図7、図10、図13、図16の二点鎖線Y−Y´に沿った装置の要部断面図である。
まず、複数のフォトダイオード層14が格子状に配列形成された半導体基板13の主面(表面)上に、酸化膜15、配線層16、パッシベーション膜17、および第1の平坦化層18−1を順次形成した後、第1の平坦化層18−1の表面上に、カラーフィルタ層11を形成する。カラーフィルタ層11は、青色カラーフィルタ層11b、赤色カラーフィルタ層11r、および緑色カラーフィルタ層11gを、それぞれフォトダイオード層14の格子配列に対応するように格子状にベイヤー配列形成する。なお、これまでの製造方法は一般的な製造方法を適宜適用すればよい。
この後、図4乃至図6に示すように、カラーフィルタ層11の表面上に、第2の平坦化層18−2を形成し、この平坦化層18−2の表面上に、感光性・熱フロー性を有する第1の透明樹脂層19−1を形成する。この第1の透明樹脂層19−1は、後に半球状の第1のレンズ体12−1となる層であり、第1の透明樹脂層19−1として、例えばエッチングレートが0.5μm/分程度、屈折率が1.6程度のマイクロレンズ材が適用される。
次に、図7乃至図9に示すように、フォトマスク(図示せず)を用いて第1の透明樹脂層19−1を露光、現像することにより、各色カラーフィルタ層11r、11b、11g上に、それぞれブロック状のレンズ体20を形成する。
各ブロック状のレンズ体20は、この後にこれを加熱して溶融させた際に、隣接する他の溶融したブロック状のレンズ体20(半球状の第1のレンズ体12−1)と接触しない程度の大きさに形成される。
なお、ブロック状のレンズ体20は、例えば図7に示すように八角形状であるが、この形状に限定されない。しかし、円形に近い形状にするほど、後工程によって容易に半球状に形成することができる。
次に、図10乃至図12に示すように、各ブロック状のレンズ体20を加熱し、溶融させて半球状に形成した後、冷却して硬化させることにより、半球状の第1のレンズ体12−1を形成する。各ブロック状のレンズ体20を半球状に形成した後、必要に応じてさらに後露光を施し、より硬化させてもよい。このように形成された複数の半球状の第1のレンズ体12−1は、互いに離間して形成される。
この工程において形成される半球状の第1のレンズ体12−1は、その高さが、予め設計されたマイクロレンズの高さ(H)(図2、図3)にほぼ一致する高さとなるように形成される。
次に、図13乃至図15に示すように、複数の半球状の第1のレンズ体12−1を含む第2の平坦化層の表面を覆うように第2の透明樹脂層19−2を形成する。この第2の透明樹脂層19−2は、後の工程においてマイクロレンズ12の第2のレンズ体12−2となる層であり、第2の透明樹脂層19−2として、第1の透明樹脂層19−1よりもエッチングレートが早く、屈折率が高い材料が適用される。具体的に、第2の透明樹脂層19−2としては、例えばエッチングレートが1.0μm/分程度、屈折率が1.7程度のマイクロレンズ材が適用される。
次に、図16乃至図18に示すように、第2の透明樹脂層19−2の全面を、半球状の第1のレンズ体12−1の頂部Oを含む一部領域が露出するまでエッチングする。これにより、球面状の第1のレンズ体12−1および第2のレンズ体12−2からなる連続球面状の複数のマイクロレンズ12が形成される。
なお、エッチング方法は、例えば反応性イオンエッチング(RIE)等のドライエッチングである。
ここで、このエッチング工程について、図19を参照してより詳細に説明する。図19は、マイクロレンズ12を形成するためのエッチング工程を示す図であって、図17の一部に対応する断面図である。なお、以下の説明は、図17に示される断面に対応した図19を参照して説明するが、図18に示される断面においても、図19と同様にしてエッチングが進行する。
図16乃至図18に示すエッチング工程において、半球状の第1のレンズ体12−1の頂部Oが露出する直前までは、第2の透明樹脂層19−2が一様にエッチングされる。(図19(a))
しかし、第1のレンズ体12−1の頂部Oが露出し始めると、第2の透明樹脂層19−2のエッチングレートは、第1のレンズ体12−1に比べて早いため、第1のレンズ体12−1の頂部Oがわずかにエッチングされる間に、第1のレンズ体12−1の間の第2の透明樹脂層19−2は深くエッチングされる。(図19(b))
このエッチング工程において、図19(b)に示すように、第2の透明樹脂層19−2がエッチングされる際に生ずる反応生成物21の一部は、第1のレンズ体12−1間のエッチングにより形成された凹部22の側面に付着する。従って、エッチングの進行とともに、エッチングにより形成される凹部22の幅Wは狭くなり、凹部22の深さDは深くなる。この際、第1のレンズ体12−1のエッチングレートは、第2のレンズ体12−2よりも遅いため、上述のように凹部22が狭くかつ深くなるようにエッチングが進行しても、第1のレンズ体12−1は、ほぼエッチングされない。従って、マイクロレンズ12はクッション状(頂部が平坦な台形状)にはならず、図19(c)に示すように、半球状の第1のレンズ体12−1の頂部Oを含む一部領域を除く表面には、第1のレンズ体12−1の頂部Oから円周方向に向かって膜厚が徐々に厚くなる第2の透明樹脂層19−2からなる第2のレンズ体12−2が形成される。このようにして、第1のレンズ体12−1、および第2のレンズ体12−2からなるマイクロレンズ12が形成される。
しかし、第1のレンズ体12−1の頂部Oが露出し始めると、第2の透明樹脂層19−2のエッチングレートは、第1のレンズ体12−1に比べて早いため、第1のレンズ体12−1の頂部Oがわずかにエッチングされる間に、第1のレンズ体12−1の間の第2の透明樹脂層19−2は深くエッチングされる。(図19(b))
このエッチング工程において、図19(b)に示すように、第2の透明樹脂層19−2がエッチングされる際に生ずる反応生成物21の一部は、第1のレンズ体12−1間のエッチングにより形成された凹部22の側面に付着する。従って、エッチングの進行とともに、エッチングにより形成される凹部22の幅Wは狭くなり、凹部22の深さDは深くなる。この際、第1のレンズ体12−1のエッチングレートは、第2のレンズ体12−2よりも遅いため、上述のように凹部22が狭くかつ深くなるようにエッチングが進行しても、第1のレンズ体12−1は、ほぼエッチングされない。従って、マイクロレンズ12はクッション状(頂部が平坦な台形状)にはならず、図19(c)に示すように、半球状の第1のレンズ体12−1の頂部Oを含む一部領域を除く表面には、第1のレンズ体12−1の頂部Oから円周方向に向かって膜厚が徐々に厚くなる第2の透明樹脂層19−2からなる第2のレンズ体12−2が形成される。このようにして、第1のレンズ体12−1、および第2のレンズ体12−2からなるマイクロレンズ12が形成される。
なお、このエッチング工程において、第1のレンズ体12−1の頂部Oが除去されないほど、形成されるマイクロレンズ12の表面は球面に近づく。従って、第1のレンズ体12−1の材料となる第1の透明樹脂層19−1のエッチングレートは、第2の透明樹脂層19−2のエッチングレートと比較して、遅いほど好ましい。
このように形成されたマイクロレンズ12は、隣接する他のマイクロレンズ12との間に隙間が形成されず、また、所望の高さ(H)および曲率(C)を有する。従って、連続球面状の複数のマイクロレンズ12が形成されるため、従来の固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置と比較して、受光感度が劣化することはない。
以上に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によれば、連続球面状の複数のマイクロレンズ12を一括して形成可能である。従って、従来のようにマイクロレンズの形成工程を複数回繰り返す必要はなく、従来よりも製造時間が短縮される。
また、フォトマスクを用いる工程は、ブロック状のレンズ体20を形成する工程のみであり、複数枚のフォトマスクを必要としない。従って、従来よりも固体撮像装置を製造するために必要なコストを低減することができる。
また、このように製造された固体撮像装置によれば、マイクロレンズ12が2種類の材料(第1のレンズ体12−1および第2のレンズ体12−2)からなり、第2のレンズ体12−2は、第1のレンズ体12−1の屈折率よりも高い。従って、マイクロレンズ12に入射された光は、第1のレンズ体12−1の表面で屈折し、第1のレンズ体12−1と第2のレンズ体12−2との境界面でさらに屈折する。従って、マイクロレンズ12において集光される光の焦点は、単一の材料からなるマイクロレンズと比較して、マイクロレンズ12に近くなる。これにより、マイクロレンズ12とフォトダイオード層14との距離hを短くすることができるため、固体撮像装置を薄形化することができる。
(第2の実施形態)
図20は、第2の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の要部を示す図であって、図2に対応する断面図である。また、図21は、第2の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の要部を示す図であって、図3に対応する断面図である。なお、この固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の説明は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法よって製造された固体撮像装置と異なる箇所についてのみ説明し、同様の箇所については同一の符号を付すとともに、説明を省略する。また、この固体撮像装置の製造方法において、連続球面状の複数のマイクロレンズ12の製造方法以外は、第1の実施形態に係る方法と異なるものの、連続球面状の複数のマイクロレンズ12の製造方法は同一である。従って、製造方法の説明は省略する。
図20は、第2の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の要部を示す図であって、図2に対応する断面図である。また、図21は、第2の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の要部を示す図であって、図3に対応する断面図である。なお、この固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の説明は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法よって製造された固体撮像装置と異なる箇所についてのみ説明し、同様の箇所については同一の符号を付すとともに、説明を省略する。また、この固体撮像装置の製造方法において、連続球面状の複数のマイクロレンズ12の製造方法以外は、第1の実施形態に係る方法と異なるものの、連続球面状の複数のマイクロレンズ12の製造方法は同一である。従って、製造方法の説明は省略する。
図20、図21に示される固体撮像装置は、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置である。裏面照射型の固体撮像装置は、例えばシリコンからなる半導体基板31の裏面を主面とする固体撮像装置であって、半導体基板31の裏面上、すなわち主面上に、青色カラーフィルタ層11b、赤色カラーフィルタ層11r、および緑色カラーフィルタ層11gからなるカラーフィルタ層11、および半球状の第1のレンズ体12−1および第2のレンズ体12−2からなる連続球面状の複数のマイクロレンズ12が形成されたものである。
半導体基板31には、この基板31を貫通するように複数のフォトダイオード層32が格子状に配列形成されている。そして、これらのフォトダイオード層32の間には、画素分離層33が形成されている。
このような半導体基板31の表面上には、配線層16が形成されている。これに対し、半導体基板31の裏面の表面上には、第1の平坦化層18−1、カラーフィルタ層11、および第2の平坦化層18−2がこの順で積層形成されており、第2の平坦化層18−2の表面上に、連続球面状の複数のマイクロレンズ12が形成されている。
この裏面照射型の固体撮像装置によれば、マイクロレンズ12が2種類の材料(半球状の第1のレンズ体12−1および第2のレンズ体12−2)からなり、第2のレンズ体12−2は、第1のレンズ体12−1の屈折率よりも高い。従って、マイクロレンズ12に入射された光は、第1のレンズ体12−1の表面で屈折し、第1のレンズ体12−1と第2のレンズ体12−2との境界面でさらに屈折する。従って、マイクロレンズ12において集光される光の焦点は、単一の材料からなるマイクロレンズと比較して、マイクロレンズ12に近くなる。これにより、マイクロレンズ12とフォトダイオード層32との距離h´を短くすることができるため、固体撮像装置を薄形化することができる。
さらに、裏面照射型の固体撮像装置は、マイクロレンズ12を介して入射された光が、配線層16を介さずにフォトダイオード層32に集光される。従って、第1の実施形態に示されるような、表面照射型の固体撮像装置と比較して、感度を向上させることができる。
以上に、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法において、複数のマイクロレンズ12は、連続球面状に形成された。しかし、複数のマイクロレンズ12は、互いに離間するように形成されてもよい。この場合、半球状の第1のレン材12−1を上述の実施形態よりも小さく形成するとともに、第2の透明樹脂層19−2のエッチング時間を長くすればよい。
また、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法において、半球状の第1のレンズ体12−1は、全て高さ等しいものであった。しかし、第1のレンズ体12−1の高さは、それぞれ異なっていてもよい。この場合、最終的に形成されるマイクロレンズ12の高さも異なる。
また、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、マイクロレンズを有する固体撮像装置であれば、如何なる構造の固体撮像装置の製造方法においても適用可能であり、例えば、カラーフィルタ層を具備しない固体撮像装置に対しても同様に適用することができる。
11・・・カラーフィルタ層
11b・・・青色カラーフィルタ層
11r・・・赤色カラーフィルタ層
11g・・・緑色カラーフィルタ層
12・・・マイクロレンズ
12−1・・・半球状の第1のレンズ体
12−2・・・第2のレンズ体
13、31・・・半導体基板
14、32・・・フォトダイオード層
15・・・酸化膜
16・・・配線層
16a・・・配線
16b・・・絶縁層
17・・・パッシベーション膜(表面保護膜)
18−1・・・第1の平坦化層
18−2・・・第2の平坦化層
19−1・・・第1の透明樹脂層
19−2・・・第2の透明樹脂層
20・・・ブロック状のレンズ体
21・・・反応生成物
22・・・凹部
33・・・画素分離層
34・・・支持基板
11b・・・青色カラーフィルタ層
11r・・・赤色カラーフィルタ層
11g・・・緑色カラーフィルタ層
12・・・マイクロレンズ
12−1・・・半球状の第1のレンズ体
12−2・・・第2のレンズ体
13、31・・・半導体基板
14、32・・・フォトダイオード層
15・・・酸化膜
16・・・配線層
16a・・・配線
16b・・・絶縁層
17・・・パッシベーション膜(表面保護膜)
18−1・・・第1の平坦化層
18−2・・・第2の平坦化層
19−1・・・第1の透明樹脂層
19−2・・・第2の透明樹脂層
20・・・ブロック状のレンズ体
21・・・反応生成物
22・・・凹部
33・・・画素分離層
34・・・支持基板
Claims (9)
- 複数のフォトダイオード層を有する半導体基板の主面上に第1の透明樹脂層を形成する工程と、
フォトマスクを用いて前記第1の透明樹脂層を露光し、現像することにより、それぞれの前記フォトダイオード上に、互いに離間するようにブロック状のレンズ体を形成する工程と、
複数の前記ブロック状のレンズ体を加熱して溶融することにより、互いに離間するように、半球状の複数の第1のレンズ体を形成する工程と、
前記第1の透明樹脂層よりもエッチングレートが早い第2の透明樹脂層を、前記複数の第1のレンズ体を含む前記半導体基板上を覆うように形成する工程と、
前記第2の透明樹脂層の全面を、前記第1のレンズ体の頂部が露出するまでエッチングすることにより、前記各第1のレンズ体の頂部を除く表面に、前記第2の透明樹脂層からなる第2のレンズ体を形成する工程と、
を具備することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記第2の透明樹脂層は、前記第1の透明樹脂層よりも屈折率が高い材料であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第2の透明樹脂層のエッチングは、前記第1のレンズ体および前記第2のレンズ体からなる複数のマイクロレンズ間に隙間が形成されないようにエッチングすることを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第2のレンズ体は、前記第1のレンズ体の頂部から円周方向に向かって膜厚が徐々厚くなるように形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記エッチングは、反応性イオンエッチングであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記ブロック状のレンズ体は、水平断面形状が八角形であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
- 複数のフォトダイオード層が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の主面上、かつ前記複数のフォトダイオード上にそれぞれ形成された半球状の複数の第1のレンズ体と、
これらの複数の第1のレンズ体の頂部を除く表面にそれぞれ形成され、前記第1のレンズ体よりも屈折率が高い複数の第2のレンズ体と、
を具備することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1のレンズ体および前記第2のレンズ体からなる複数のマイクロレンズは、連続球面状であることを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。
- 前記第2のレンズ体は、前記第1のレンズ体の頂部から円周方向に向かって膜厚が徐々厚くなることを特徴とする請求項7または8に記載の固体撮像装置。
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