JP2012142446A - 固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロレンズ14と受光部3との間の層間絶縁膜9に光導波路を構成する断面平行四辺形状のライトパイプ10が形成され、ライトパイプ10は、下端面が受光部3の上方位置で平面視で受光部3の中央部を含むように開口し、上端面がマイクロレンズ14の下方位置で平面視でマイクロレンズ14の中央部を含むように開口して、上下の各端面領域が平面視で互いに領域がずれて異なっている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態1におけるCCD固体撮像素子の要部構成例を模式的に示す縦断面図である。
上記実施形態1では、ライトパイプ10の断面形状が平行四辺形状に構成した場合について説明したが本実施形態2では、ライトパイプ10の断面形状が逆直角台形状に構成した場合について説明する。
本実施形態3では、上記実施形態1のライトパイプ10と同様のライトパイプ10bの上に層内レンズを設けて、マイクロレンズ14からの集光をより確実にライトパイプ10b内に導く場合について説明する。
図5は、本発明の実施形態4として、本発明の実施形態1〜3の固体撮像素子1または1Aまたは1Bを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
2 半導体基板
3 受光部
4 電荷転送部
5 ゲート絶縁膜
6 ゲート電極
7 遮光膜
7a 開口部
8 絶縁層
9 層間絶縁膜
9a SiO2膜
10、10a、10b ライトパイプ
11、13 平坦化膜
12 カラーフィルタ
14 マイクロレンズ
15 層内レンズ
21〜24 レジスト膜
90 電子情報機器
91 固体撮像装置
92 メモリ部
93 表示部
94 通信部
95 画像出力部
Claims (18)
- 入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の受光部が2次元状に配設され、該複数の受光部のそれぞれに該入射光を集光させる複数のマイクロレンズが該複数の受光部の上方に配設されている固体撮像素子において、
該マイクロレンズと該受光部との間の層間絶縁膜に光導波路を構成するライトパイプが形成され、該ライトパイプは、下端面が該受光部の上方位置で平面視で該受光部の中央部を含むように開口し、上端面が該マイクロレンズの下方位置で平面視で該マイクロレンズの中央部を含むように開口して、上下の各端面領域が平面視で互いに異なっている固体撮像素子。 - 前記受光部の平面視位置が周期的に異なっている複数画素共有の固体撮像素子において、該複数画素単位で周期的に寄った受光部の位置に応じて前記ライトパイプの下端面の平面視位置が位置決めされている請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記複数のマイクロレンズと、該複数のマイクロレンズのそれぞれに対応した各ライトパイプの上端面とが全て等間隔に形成されている請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記ライトパイプの材質がSiN膜またはSiON膜の高屈折率膜であり、前記層間絶縁膜がSiO2膜である請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記ライトパイプの縦断面形状が平行四辺形状または逆直角台形状である請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記ライトパイプの上端面および下端面の少なくともいずれかは平面視で円形、楕円形または、正方形または矩形を含む4角形である請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記上下の各端面領域が平面視で互いに包含されているかまたは、平面視で互いに領域がずれている請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記ライトパイプ上または上方に、前記マイクロレンズからの集光を該ライトパイプ内にさらに集光するための層内レンズが設けられている請求項1に記載の固体撮像素子。
- 画素毎に光電変換部として前記受光部が設けられ、該受光部に隣接して、該受光部からの信号電荷を所定方向に電荷転送するための電荷転送部および、この上に、読み出された信号電荷を電荷転送制御するためのゲート電極およびその上に遮光膜が配置され、該遮光膜は該受光部の上方が開口され、該受光部と該ゲート電極上の遮光膜との段差を埋め込むように前記層間絶縁膜が形成されたCCD固体撮像素子で構成されている請求項1に記載の固体撮像素子。
- 画素毎に光電変換部として前記受光部が設けられ、該受光部に隣接して、該受光部からの信号電荷が電荷電圧変換部に電荷転送するための電荷転送トランジスタと、該受光部毎に該電荷転送トランジスタにより該電荷電圧変換部に電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて該画素部毎の撮像信号として読み出すための読出回路とを有し、該電荷転送トランジスタおよび読出回路を構成するトランジスタと該受光部上に前記層間絶縁膜が形成されたCMOS固体撮像素子で構成されている請求項1に記載の固体撮像素子。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の固体撮像素子を製造する方法であって、
前記マイクロレンズと前記受光部との間の透明な層間絶縁膜に、該マイクロレンズの下方中央部に開口し、該受光部の平面視で中央部上方に開口する光導波路を構成するライトパイプを形成するライトパイプ形成工程を有する固体撮像素子の製造方法。 - 請求項11に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記ライトパイプ上に、前記マイクロレンズからの集光を該ライトパイプ内にさらに集光するための層内レンズを形成する層内レンズ形成工程を更に有する固体撮像素子の製造方法。 - 請求項11または12に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記ライトパイプ形成工程は、
前記層間絶縁膜上に、フォトリソ技術により第1レジスト膜を所定形状にパターニングする第1レジスト膜形成工程と、パターニングされた第1レジスト膜をマスクとして、該層間絶縁膜に、側面がテーパ状になるように所定深さにエッチングして上方にテーパ状に開放した第1凹部を形成する第1凹部形成工程と、該第1凹部内を透明な高屈折率膜で埋め込む工程と、該第1凹部内を埋め込んだ高屈折率膜上を覆うように、フォトリソ技術により第2レジスト膜を所定形状にパターニングする第2レジスト膜形成工程と、パターニングされた第2レジスト膜をマスクとして、該高屈折率膜に、側面がテーパ状になるように所定深さにエッチングして上方にテーパ状に開放した第2凹部を形成する第2凹部形成工程と、該第2凹部内を該層間絶縁膜の材料と同じ材料を埋め込んで断面平行四辺形状のライトパイプを形成する埋め込み工程とを有する固体撮像素子の製造方法。 - 請求項11または12に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記ライトパイプ形成工程は、
前記層間絶縁膜上に、フォトリソ技術により第1レジスト膜を所定形状にパターニングする第1レジスト膜形成工程と、パターニングされた第1レジスト膜をマスクとして、該層間絶縁膜に、側面がテーパ状になるように所定深さにエッチングして上方にテーパ状に開放した第1凹部を形成する第1凹部形成工程と、該第1凹部内を透明な高屈折率膜で埋め込む工程と、該第1凹部内を埋め込んだ高屈折率膜上を覆うように、フォトリソ技術により第3レジスト膜を所定形状にパターニングする第3レジスト膜形成工程と、パターニングされた第3レジスト膜をマスクとして、該高屈折率膜に、側面が垂直に切立つように所定深さにエッチングして上方に垂直に開放した第3凹部を形成する第3凹部形成工程と、該第3凹部内を該層間絶縁膜の材料と同じ材料を埋め込んで断面形状が逆直角台形状のライトパイプを形成する埋め込み工程とを有する固体撮像素子の製造方法。 - 請求項11または12に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記ライトパイプ形成工程は、
前記マイクロレンズと前記受光部との間の透明な層間絶縁膜上に、フォトリソ技術により、第1のライトパイプ形成位置に対応した開口部の側壁に断面テーパ形状を付けた状態でレジスト膜を所定形状にパターニングして第4レジスト膜を得る第4レジスト膜形成工程と、パターニングされた第4レジスト膜と共に該層間絶縁膜をエッチングすることにより、第4レジスト膜の開口部側面のテーパ形状を該層間絶縁膜に転写して上方にテーパ状に開放した第4凹部を形成する第4凹部形成工程と、第4凹部内を透明な高屈折率材料膜で埋め込む工程と、該高屈折率材料膜および該層間絶縁膜上に、フォトリソ技術により、第2のライトパイプ形成位置に対応した開口部の側壁に断面テーパ形状を付けた状態でレジスト膜を所定形状にパターニングして第5レジスト膜を得る第5レジスト膜形成工程と、パターニングされた該第5レジスト膜と共に該高屈折率材料膜をエッチングすることにより、該第5レジスト膜の開口部側面のテーパ形状を該高屈折率材料膜に転写して上方にテーパ状に開放した第5凹部を形成する第5凹部形成工程と、該第5凹部内を該層間絶縁膜の材料と同じ材料を埋め込んで左右に2個のライトパイプを形成する埋め込み工程とを有する固体撮像素子の製造方法。 - 請求項12に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記層内レンズ形成工程は、
前記ライトパイプおよび前記層間絶縁膜のうちの少なくとも該ライトパイプ上またはその上方に高屈折率材料膜を形成する高屈折率材料膜形成工程と、
該高屈折率材料膜上に感光性レジスト膜を成膜し、透過率階調マスクを用いて照射光量を平面的に制御して、該感光性レジスト膜をレンズ形状に形成するレジストレンズ形状形成工程と、
該レンズ形状の該感光性レジスト膜と該高屈折率材料膜とを同時にエッチングすることにより、該感光性レジスト膜のレンズ形状を反映した同じ高屈折率材料膜のレンズ形状に形成する高屈折率材料膜レンズ形状形成工程とを有する固体撮像素子の製造方法。 - 請求項12に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記層内レンズ形成工程は、
前記ライトパイプおよび前記層間絶縁膜のうちの少なくとも該ライトパイプ上またはその上方に高屈折率材料膜を形成する高屈折率材料膜形成工程と、
該高屈折率材料膜上に感光性レジスト膜を成膜し、リソグラフィ技術によりレジスト膜を所定形状にパターニングするレジスト膜形成工程と、
パターニングされたレジスト膜をリフローしてその表面張力により上に凸のレンズ形状を形成するレジストレンズ形状形成工程と、
該レンズ形状のレジスト膜と該高屈折率材料膜を同時にエッチングして、該レジスト膜のレンズ形状を反映した同じレンズ形状の該高屈折率材料膜を形成するレンズ形状形成工程とを有する固体撮像素子の製造方法。 - 請求項1〜10のいずれかに記載の固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006293090A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Nikon Corp | マイクロレンズの製造方法、及びマイクロレンズ用型の製造方法 |
JP2007288057A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Toppan Printing Co Ltd | カラー撮像素子及びカラー撮像素子製造方法 |
JP2008218650A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子 |
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JP2010239074A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sony Corp | 固体撮像素子、撮像装置 |
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---|---|---|---|---|
JP2006293090A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Nikon Corp | マイクロレンズの製造方法、及びマイクロレンズ用型の製造方法 |
JP2007288057A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Toppan Printing Co Ltd | カラー撮像素子及びカラー撮像素子製造方法 |
JP2008218650A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子 |
JP2010103458A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-05-06 | Sony Corp | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 |
JP2010239074A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sony Corp | 固体撮像素子、撮像装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10254649B2 (en) * | 2013-10-21 | 2019-04-09 | Tokai University Educational System | Method for producing optical waveguide |
CN110545389A (zh) * | 2013-10-31 | 2019-12-06 | 索尼半导体解决方案公司 | 固态摄像器件、信号处理器件和电子装置 |
CN110545389B (zh) * | 2013-10-31 | 2022-03-18 | 索尼半导体解决方案公司 | 摄像器件 |
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