JP2014011239A - 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像画像の画質劣化を抑制することができる固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る固体撮像装置は、他色用の光電変換素子と、赤色用の光電変換素子と、他色用の平凸レンズと、赤色用の平凸レンズとを備える。他色用の光電変換素子は、赤色以外の他色の光を光電変換する。赤色用の光電変換素子は、赤色の光を光電変換する。他色用の平凸レンズは、凸状に形成された受光面によって他色用の光電変換素子へ光を集光する。赤色用の平凸レンズは、他色用の平凸レンズの受光面よりも曲率半径が大きな凸状に形成された受光面によって赤色用の光電変換素子へ光を集光する。
【選択図】図2
【解決手段】実施形態に係る固体撮像装置は、他色用の光電変換素子と、赤色用の光電変換素子と、他色用の平凸レンズと、赤色用の平凸レンズとを備える。他色用の光電変換素子は、赤色以外の他色の光を光電変換する。赤色用の光電変換素子は、赤色の光を光電変換する。他色用の平凸レンズは、凸状に形成された受光面によって他色用の光電変換素子へ光を集光する。赤色用の平凸レンズは、他色用の平凸レンズの受光面よりも曲率半径が大きな凸状に形成された受光面によって赤色用の光電変換素子へ光を集光する。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法に関する。
従来、固体撮像装置は、撮像画像の各画素に対応して設けられる複数の受光素子を備える。各受光素子は、入射する光を受光強度に応じた量の電荷へ光電変換して電荷蓄積領域に蓄積する。そして、固体撮像装置では、各受光素子の電荷蓄積領域から電荷を読み出すことによって撮像を行う。
かかる固体撮像装置では、例えば、赤色の光を選択的に受光する赤色用の受光素子と、緑色の光を選択的に受光する緑色用の受光素子と、青色の光を選択的に受光する青色用の受光素子とが隣設されて撮像画像の一画素が構成される。
ところで、赤色の光は、緑色や青色の光よりも波長が長く、緑色や青色の光よりも受光素子の受光面から遠い位置、すなわち、受光素子の深い位置で吸収される。このため、固体撮像装置では、赤色用の受光素子へ斜め方向から入射した赤色の光が赤色用の受光素子に隣設される赤色以外の色用の受光素子まで到達して吸収される場合がある。
かかる場合、赤色用の受光素子を介して光が入射した赤色用以外の受光素子では、本来受光すべき色の光だけでなく、隣設される赤色用の受光素子から入射する光まで光電変換して過剰に電荷を蓄積してしまう。これにより、固体撮像装置では、撮像画像における赤色以外の色の輝度が本来の輝度よりも高くなり撮像画像の画質が劣化するという問題が発生する。
本発明が解決しようとする課題は、撮像画像の画質劣化を抑制することができる固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を提供することである。
実施形態によれば、固体撮像装置が提供される。固体撮像装置は、他色用の光電変換素子と、赤色用の光電変換素子と、他色用の平凸レンズと、赤色用の平凸レンズとを備える。他色用の光電変換素子は、赤色以外の他色の光を光電変換する。赤色用の光電変換素子は、赤色の光を光電変換する。他色用の平凸レンズは、凸状に形成された受光面によって前記他色用の光電変換素子へ光を集光する。赤色用の平凸レンズは、前記他色用の平凸レンズの受光面よりも曲率半径が大きな凸状に形成された受光面によって前記赤色用の光電変換素子へ光を集光する。
以下に、添付図面を参照して、実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
本実施形態では、固体撮像装置の一例として、入射光を光電変換する受光部における入射光が入射される側の面とは逆の面側に配線層が形成される所謂裏面照射型CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを例に挙げて説明する。
また、以下では、裏面照射型CMOSイメージセンサが入射光を負電荷へ光電変換する場合について説明するが、実施形態に係る表面照射型CMOSイメージセンサは、入射光を正電荷へ光電変換する構成であってもよい。
なお、本実施形態に係る固体撮像装置は、裏面照射型CMOSイメージセンサに限定するものではなく、表面照射型CMOSイメージセンサや、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等といった任意のイメージセンサであってもよい。
図1は、実施形態に係る裏面照射型CMOSイメージセンサ(以下、「CMOSセンサ1」と記載する)の平面視による説明図である。図1に示すように、CMOSセンサ1は、ピクセル部2と、ロジック部3とを備える。
ピクセル部2は、マトリックス状に設けられた複数の光電変換素子を備える。かかる各光電変換素子は、入射光を受光強度に応じた量の負の電荷へ光電変換して電荷蓄積領域に蓄積する。なお、ピクセル部2の構成については、図2を参照して後述する。
ロジック部3は、タイミングジェネレータ31、垂直選択回路32、サンプリング回路33、水平選択回路34、ゲインコントロール回路35、A/D(アナログ/デジタル)変換回路36、増幅回路37等を備える。
タイミングジェネレータ31は、ピクセル部2、垂直選択回路32、サンプリング回路33、水平選択回路34、ゲインコントロール回路35、A/D変換回路36、増幅回路37等に対して動作タイミングの基準となるパルス信号を出力する処理部である。
垂直選択回路32は、マトリックス状に配置された複数の光電変換素子の中から電荷を読み出す光電変換素子を列単位で順次選択する処理部である。水平選択回路34は、電荷を読み出す光電変換素子を行単位で順次選択する処理部である。
また、サンプリング回路33は、垂直選択回路32および水平選択回路34によって選択された光電変換素子から、タイミングジェネレータ31が出力するパルス信号に同期したタイミングで電荷を読み出す処理部である。かかるサンプリング回路33は、読み出した電荷に応じた信号をゲインコントロール回路35へ出力する。
ゲインコントロール回路35は、サンプリング回路33から入力される信号のゲインを調整してA/D変換回路36へ出力する処理部である。A/D変換回路36は、ゲインコントロール回路35から入力されるアナログの信号をデジタルの信号へ変換して増幅回路37へ出力する処理部である。増幅回路37は、A/D変換回路36から入力されるデジタルの信号を増幅して所定のDSP(Digital Signal Processor(図示略))へ出力する処理部である。
次に、図2を参照して実施形態に係るCMOSセンサ1の断面視による構成について説明する。図2は、実施形態に係るCMOSセンサ1の断面視による説明図である。なお、図2には、撮像画像の1画素に対応する3つの光電変換素子4R、4G、4Bを含むピクセル部2の一部、および、ロジック部3の一部の断面を簡略化して模式的に示している。
図2に示すように、CMOSセンサ1は、光が入射する側から順に、マイクロレンズ5R、5G、5B、カラーフィルタ6R、6G、6B、反射防止膜93、光電変換素子4R、5G、6B、配線層8、接着層91、支持基板92を備える。なお、各光電変換素子4R、5G、6Bの間は素子分離領域71によって電気的に分離される。また、CMOSセンサ1は、ロジック部3における反射防止膜93の上面に遮光膜94を備える。
マイクロレンズ5R、5G、5Bは、受光面が凸状に形成され、CMOSセンサ1へ入射する光を集光する平凸レンズである。ここで、撮像画像の1画素に対応する領域に設けられる3つの各マイクロレンズ5R、5G、5Bは、受光面の曲率半径がそれぞれ異なる。
かかる構成により、CMOSセンサ1では、撮像画像の画質劣化を抑制する。なお、マイクロレンズ5R、5G、5Bにおける受光面の曲率半径が異なることで生起される作用効果の詳細については、図4を参照して後述する。また、各マイクロレンズ5R、5G、5Bを形成する製造方法の具体的一例については、図5および図6を参照して後述する。
カラーフィルタ6Rは、赤色の光を選択的に透過させるフィルタであり、カラーフィルタ6Gは、緑色の光を選択的に透過させるフィルタであり、カラーフィルタ6Bは、青色の光を選択的に透過させるフィルタである。
反射防止膜93は、CMOSセンサ1へ入射される光の反射を防止する薄膜であり、光屈折率が所定値未満の任意の材料によって形成される。また、遮光膜94は、ロジック部3の上面からピクセル部2への光の入射を遮断する薄膜であり、例えば、アルミニウムやチタン等の金属膜である。
なお、ここでは図示しないが、反射防止膜93とカラーフィルタ6R、6G、6Bとの間、および、遮光膜94の上面には、CMOSセンサ1の上面を保護する保護層が設けられる。かかる保護層は、例えば、窒化シリコン膜によって形成される。
光電変換素子4R、4G、4Bは、例えば、ボロン等のP型の不純物がドープされた半導体領域と、リン等のN型の不純物がドープされた半導体領域とのPN接合によって形成されるフォトダイオードである。
これらの各光電変換素子4R、4G、4Bは、マイクロレンズ5R、5G、5B、カラーフィルタ6R、6G、6B、反射防止膜93を介して入射する光を受光強度に応じた量の電荷へ光電変換して蓄積する。
つまり、光電変換素子4Rは、カラーフィルタ6Rを通して入射する赤色の光を受光強度に応じた量の電荷へ光電変換して蓄積する。また、光電変換素子4Gは、カラーフィルタ6Gを通して入射する緑色の光を受光強度に応じた量の電荷へ光電変換して蓄積する。また、光電変換素子4Bは、カラーフィルタ6Bを通して入射する青色の光を受光強度に応じた電荷へ光電変換して蓄積する。このように、CMOSセンサ1は、撮像画像の画素毎に、それぞれ赤色用の光電変換素子4Rと、緑色用の光電変換素子4Gと、青色用の光電変換素子4Bとを備える。
また、CMOSセンサ1は、素子分離領域71によってピクセル部2から電気的に隔離された領域に、周辺回路領域72を備える。かかる周辺回路領域72には、前述したタイミングジェネレータ31、垂直選択回路32、サンプリング回路33、水平選択回路34、ゲインコントロール回路35、A/D変換回路36、増幅回路37等が形成される。
配線層8は、例えば、酸化シリコン等によって形成された層間絶縁膜81と、層間絶縁膜81の内部に設けられ、光電変換された負電荷の読出しや、各回路素子への駆動信号等の伝送に用いられる多層配線82とを備える。接着層91は、配線層8と支持基板92とを接着する接着材の層である。
次に、図3および図4を参照し、赤色用の光電変換素子4R、緑色の光を光電変換素子4G、青色の光を光電変換素子4Bへ光を集光する各マイクロレンズ5R、5G、5Bの受光面における曲率半径をそれぞれ異ならせたことによる作用効果について説明する。
ここでは、各カラーフィルタ6R、6G、6B上に受光面の曲率半径が等しいマイクロレンズ5を設けた場合と、カラーフィルタ6R、6G、6B上に本実施形態に係るマイクロレンズ5R、5G、5Bを設けた場合とを対比して本実施形態の作用効果を説明する。
図3は、実施形態に係る受光面の曲率半径が等しいマイクロレンズ5を設けた場合の説明図であり、図4は、実施形態に係るマイクロレンズ5R、5G、5Bを設けた場合の説明図である。ここでは、図3および図4に示す構成要素のうち、図2に示す構成要素と同一のものについては、図2に示す符号と同一の符号を付することにより、その説明を省略する。
なお、図3および図4には、ピクセル部2における撮像画像の1画素に対応する部分の受光面から光電変換素子4R、4G、4Bの底面までを選択的に示している。また、図3および図4では、赤色の光を実線矢印で示しており、緑色の光を点線矢印で示しており、青色の光を一点鎖線矢印で示している。
ここで、カラーフィルタ6Bを透過する青色の光は、波長が500nm弱である。これに対して、カラーフィルタ6Gを透過する緑色の光は、波長が500nm強であり、青色の光よりも波長が長い。また、カラーフィルタ6Rを透過する赤色の光は、波長が700nm前後であり、緑色の光よりも波長がさらに長い。
このように波長が異なる光は、各光電変換素子4R、4G、4Bで吸収される位置(深さ)がそれぞれ異なる。具体的には、図3および図4に示すように、青色の光は、青色用の光電変換素子4Bの受光面近傍で吸収され、電荷へ光電変換されて蓄積される。
また、緑色の光は、青色の光よりも波長が長いので、光電変換素子4Bにおける青色の光が吸収される位置よりも光電変換素子4Gの受光面から遠い(深い)位置で吸収され、電荷へ光電変換されて蓄積される。
また、赤色の光は、緑色の光よりも波長がさらに長いので、光電変換素子4Gにおける緑色の光が吸収される位置よりも光電変換素子4Rの受光面からさらに遠い(深い)位置で吸収され、電荷へ光電変換されて蓄積される。
このため、図3に示すように、各カラーフィルタ6R、6G、6B上に受光面の曲率半径が同じマイクロレンズ5が設けられる場合、赤色用の光電変換素子4Rの受光面に対して斜め方向から入射する赤色の光が素子分離領域71を通過することがある。
かかる場合、素子分離領域71を透過した赤色の光は、赤色用の光電変換素子4Rに隣設される赤色用以外の光電変換素子(図3に示す例では、緑色用の光電変換素子4G)で吸収され、電荷へ光電変換されて蓄積される。
これにより、図3に示す緑色用の光電変換素子4Gは、入射する緑色の光を光電変換した電荷に加え、隣設する赤色用の光電変換素子4Rから侵入した赤色の光を光電変換した電荷まで蓄積する。一方、図3に示す赤色用の光電変換素子4Rは、受光面に対して斜め方向から入射した赤色の光の一部を光電変換することができない。
したがって、各カラーフィルタ6R、6G、6B上に受光面の曲率半径が同じマイクロレンズ5が設けられる場合、撮像画像は、本来の色彩に比べて赤色の発色が弱く、緑色の発色が強い画像となって画質が劣化する。
そこで、本実施形態では、図4に示すように、赤色用の光電変換素子4Rへ光を集光するマイクロレンズ5Rの受光面の曲率半径を、緑色用の光電変換素子4Gへ光を集光するマイクロレンズ5Gの受光面の曲率半径よりも大きくした。
かかるマイクロレンズ5Rは、赤色用の光電変換素子4Rにおける受光面に対して入射する赤色の光の入射角を図3に示すマイクロレンズ5よりも小さくすることができる。したがって、マイクロレンズ5Rによれば、赤色の光が赤色用の光電変換素子4Rから赤色用以外の光電変換素子4G、4Bへ侵入することを抑制することができるので、撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
また、本実施形態では、緑色用の光電変換素子4Gへ光を集光するマイクロレンズ5Gの受光面の曲率半径を、青色用の光電変換素子4Bへ光を集光するマイクロレンズ5Bの受光面の曲率半径よりも大きくした。
これにより、マイクロレンズ5Gによれば、緑色の光が緑色用の光電変換素子4Gから緑色用以外の光電変換素子4R、4Bへ侵入することを抑制することができるので、撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
また、図4に示すマイクロレンズ5Rは、赤色用の光電変換素子4Rにおける赤色の光が吸収される位置が光学的焦点位置となるように、受光面の曲率半径が決定される。同様に、マイクロレンズ5Gは、緑色用の光電変換素子4Gにおける緑色の光が吸収される位置が光学的焦点位置となるように、受光面の曲率半径が決定される。同じく、マイクロレンズ5Bは、青色用の光電変換素子4Bにおける青色の光が吸収される位置が光学的焦点位置となるように、受光面の曲率半径が決定される。
これにより、各光電変換素子4R、4G、4Bは、それぞれ受光すべき色の光をより効率的に受光して光電変換し、蓄積することができるので、撮像画像の画質をさらに向上させることができる。
次に、図5を参照してマイクロレンズ5R、5G、5Bの形成方法について説明する。図5は、実施形態に係るマイクロレンズ5R、5G、5Bの形成方法を示す説明図である。なお、図5では、CMOSセンサ1の構成要素のうち、カラーフィルタ6R、6G、6Bよりも支持基板92(図2参照)側に設けられる構成要素について図示を省略している。
カラーフィルタ6R、6G、6B上にマイクロレンズ5R、5G、5Bを形成する場合、例えば、図5における(a)に示すように、各カラーフィルタ6R、6G、6B上にマイクロレンズ5R、5G、5Bの材料部材となる球体40、50、60を載置する。かかる球体40、50、60は、例えば、半導体装置の製造工程におけるフォトリソグラフィー工程においてフォトレジストとして用いられる熱溶融性を備えた有機材料と同様の材料によって形成されるものである。
ここで、赤色の光を透過するカラーフィルタ6R上には、緑色の光を透過するカラーフィルタ6G上に載置される球体50よりも体積が小さな球体40を載置する。一方、青色の光を透過するカラーフィルタ6B上には、緑色の光を透過するカラーフィルタ6G上に載置される球体50よりも体積が大きな球体60を載置する。これら三種類の球体40、50、60の体積は、最終的に形成されるマイクロレンズ5R、5G、5Bの受光面の曲率半径から逆算して予め定められる。
続いて、図5における(b)に白抜き矢印で示すように、球体40、50、60に対して熱を加えるリフロー処理を開始する。これにより、球体40、50、60が溶融して徐々に扁平化する。その後、さらにリフロー処理を継続することにより、図5における(c)に示すように、カラーフィルタ6B上にマイクロレンズ5Bが形成される。
このとき同時に、カラーフィルタ6G上には、マイクロレンズ5Bよりも受光面の曲率半径が大きなマイクロレンズ5Gが形成され、カラーフィルタ6R上には、マイクロレンズ5Gよりも受光面の曲率半径が大きなマイクロレンズ5Rがそれぞれ形成される。
このように、本実施形態では、各カラーフィルタ6R、6G、6B上に、熱溶融性を備えた有機材料によって形成された体積の異なる球体40、50、60をそれぞれ載置し、リフロー処理を行うことでマイクロレンズ5R、5G、5Bを形成する。
これにより、本実施形態によれば、受光面の曲率半径がそれぞれ異なるマイクロレンズ5R、5G、5Bを同時に形成することができる。つまり、本実施形態によれば、特別な製造工程を追加することなく、撮像画像の劣化を抑制可能なマイクロレンズ5R、5G、5Bを同時に形成することができる。
なお、マイクロレンズ5R、5G、5Bの形成方法は、これに限定するものではない。次に、図6を参照してマイクロレンズ5R、5G、5Bの他の形成方法について説明する。図6は、実施形態に係るマイクロレンズ5R、5G、5Bの他の形成方法を示す説明図である。
また、図7は、図6に示す形成方法によって形成されるマイクロレンズ5R、5G、5Bの平面視による説明図である。なお、図6では、CMOSセンサ1の構成要素のうち、カラーフィルタ6R、6G、6Bよりも支持基板92(図2参照)側に設けられる構成要素について図示を省略している。
他の形成方法によってカラーフィルタ6R、6G、6B上にマイクロレンズ5R、5G、5Bを形成する場合、例えば、図6における(a)に示すように、カラーフィルタ6R上へマイクロレンズ5Rの材料部材となる球体41を載置する。かかる球体41は、図5に示す球体40、50、60と同一の熱溶融性を備えた有機材料によって形成されるものである。続いて、図6における(b)に白抜き矢印で示すように、球体41に対して熱を加えるリフロー処理を開始する。これにより、球体41が溶融して徐々に扁平化する。
次に、図6における(c)に示すように、カラーフィルタ6G上へ球体41と同一の材料によって形成された同一体積の球体51を載置する。続いて、図6における(d)に白抜き矢印で示すように、球体41、51に対して熱を加えるリフロー処理を行う。これにより、カラーフィルタ6G上の球体51は、溶融して徐々に扁平化し、カラーフィルタ6R上の球体41は、カラーフィルタ6G上の球体51よりもさらに扁平化する。
次に、図6における(e)に示すように、カラーフィルタ6B上へ球体51と同一の材料によって形成された同一体積の球体61を載置する。続いて、図6における(f)に白抜き矢印で示すように、球体41、51、61に対して熱を加えるリフロー処理を行う。
これにより、カラーフィルタ6B上の球体61は、溶融して徐々に扁平化し、カラーフィルタ6G上の球体51は、カラーフィルタ6B上の球体61よりもさらに扁平化する。また、カラーフィルタ6R上の球体41は、カラーフィルタ6G上の球体51よりもさらに扁平化する。
その結果、カラーフィルタ6B上にマイクロレンズ5Bが形成され、カラーフィルタ6G上には、マイクロレンズ5Bよりも受光面の曲率半径が大きなマイクロレンズ5Gが形成される。さらに、カラーフィルタ6R上には、マイクロレンズ5Gよりも受光面の曲率半径が大きなマイクロレンズ5Rがそれぞれ形成される。
かかる形成方法では、同一の材料によって形成された体積が等しい一種類の球体41、51、61を用いてマイクロレンズ5R、5G、5Bを形成することができる。このように、かかる形成方法によれば、各マイクロレンズ5R、5G、5Bの形成に用いられる材料部材を共通化することで、マイクロレンズ5R、5G、5Bの製造コストの増大を抑制することができる。
また、かかる形成方法によってマイクロレンズ5R、5G、5Bを形成する場合、平面視における受光面積は、マイクロレンズ5Bよりもマイクロレンズ5Gの方が早く大きくなり、マイクロレンズ5Gよりもマイクロレンズ5Rの方が早く大きくなる。
これにより、図7に示すように、マイクロレンズ5Bの周縁部をマイクロレンズ5Gの周縁部上へ重合させ、マイクロレンズ5Gの周縁部をマイクロレンズ5Rの周縁部上へ重合させることができる。
このように、各マイクロレンズ5R、5G、5Bの周縁部同士を重合させることにより、各マイクロレンズ5R、5G、5Bの間に隙間が生じることを防止することができる。したがって、図6に示す形成方法によって形成される各マイクロレンズ5R、5G、5Bによれば、各マイクロレンズ5R、5G、5Bの間から光電変換素子4R、4G、4Bへ侵入する光に起因して撮像画像に混色が発生することを防止することができる。
なお、図5に示すマイクロレンズ5R、5G、5Bの形成方法によっても、各マイクロレンズ5R、5G、5Bの周縁部同士を重合させることは可能である。具体的には、図5に示す形成方法によって各マイクロレンズ5R、5G、5Bの周縁部同士を重合させる場合、図5における(c)に示す状態で、さらにリフロー処理を所定時間継続させる。
これにより、図5における(c)に示すマイクロレンズ5Gの周縁部をマイクロレンズ5Rの周縁部上へ重合させ、マイクロレンズ5Bの周縁部をマイクロレンズ5Gの周縁部上へ重合させることができる。
このように、図5に示す形成方法によっても、リフロー処理の時間を延長することで各マイクロレンズ5R、5G、5Bの周縁部同士を重合させ、撮像画像に混色が発生することを防止可能なマイクロレンズ5R、5G、5Bを形成することができる。
なお、図5に示す形成方法、および、図6に示す形成方法によって形成されるマイクロレンズ5R、5G、5Bの材料の形状は、球体に限定するものではなく、例えば、円柱形状であってもよい。
上述してきたように、実施形態に係る固体撮像装置は、赤色以外の他色用の光電変換素子と、赤色用の光電変換素子と、他色用の平凸レンズと、赤色用の平凸レンズとを備える。他色用の光電変換素子は、赤色以外の他色の光を光電変換する。また、赤色用の光電変換素子は、赤色の光を光電変換する。
他色用の平凸レンズは、凸状に形成された受光面によって他色用の光電変換素子へ光を集光する。赤色用の平凸レンズは、他色用の平凸レンズの受光面よりも曲率半径が大きな凸状に形成された受光面によって赤色用の光電変換素子へ光を集光する。
これにより、実施形態に係る固体撮像装置によれば、赤色用の光電変換素子へ入射した光が他色用の光電変換素子へ侵入して光電変換されることを抑制することによって、撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
また、実施形態に係る緑色の光を光電変換する他色用の光電変換素子へ光を集光する他色用の平凸レンズは、青色の光を光電変換する他色用の光電変換素子へ光を集光する他色用の平凸レンズよりも受光面の曲率半径が大きい。
これにより、緑色の光を光電変換する他色用の光電変換素子へ入射した光が、青色の光を光電変換する他色用の光電変換素子へ侵入して光電変換されることを抑制することによって撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
また、実施形態に係る赤色用の平凸レンズおよび他色用の平凸レンズは、体積が等しい。これにより、実施形態に係る赤色用の平凸レンズおよび他色用の平凸レンズは、例えば、いずれも形状および大きさが同じ一種類の材料による形成が可能である。
このように、実施形態に係る固体撮像装置では、撮像画像の画質劣化を抑制可能な赤色用の平凸レンズの形成に用いられる材料部材と、他色用の平凸レンズの形成に用いられる材料部材とを共通化することが可能なため、製造コストの増大を抑制することができる。
また、実施形態に係る赤色用の平凸レンズは、受光面の投影面積が前記他色用の平凸レンズの投影面積よりも大きく、周縁部が他色用の平凸レンズの周縁部と重合する。これにより、赤色用の平凸レンズと他色用の平凸レンズとの間に隙間が生じることを防止することができるので、かかる隙間から光電変換素子へ入射する光に起因した撮像画像の混色を防止することができる。
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、発明の要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。
1 CMOSセンサ、 2 ピクセル部、 3 ロジック部、 4〜6 光電変換素子、 8 配線層、 31 タイミングジェネレータ、 32 垂直選択回路、 33 サンプリング回路、 34 水平選択回路、 35 ゲインコントロール回路、 36 A/D変換回路、 37 増幅回路、 40、50、60、41、51、61 球体、 71 素子分離領域、 72 周辺回路領域 81 層間絶縁膜、 82 多層配線、 91 接着層、 92 支持基板、 93 反射防止膜、 94 遮光膜、 R、G、B カラーフィルタ、 RL、GL、BL、L マイクロレンズ
Claims (5)
- 赤色以外の他色の光を光電変換する他色用の光電変換素子と、
赤色の光を光電変換する赤色用の光電変換素子と、
凸状に形成された受光面によって前記他色用の光電変換素子へ光を集光する他色用の平凸レンズと、
前記他色用の平凸レンズの受光面よりも曲率半径が大きな凸状に形成された受光面によって前記赤色用の光電変換素子へ光を集光する赤色用の平凸レンズと
を備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 緑色の光を光電変換する前記他色用の光電変換素子へ光を集光する前記他色用の平凸レンズは、
青色の光を光電変換する前記他色用の光電変換素子へ光を集光する前記他色用の平凸レンズよりも受光面の曲率半径が大きい
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記赤色用の平凸レンズおよび前記他色用の平凸レンズは、
体積が等しい
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記赤色用の平凸レンズは、
受光面の投影面積が前記他色用の平凸レンズの投影面積よりも大きく、周縁部が前記他色用の平凸レンズの周縁部と重合する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の固体撮像装置。 - 赤色以外の他色の光を光電変換する他色用の光電変換素子の光が入射する側に、凸状に形成された受光面によって前記他色用の光電変換素子へ光を集光する他色用の平凸レンズを形成する工程と、
赤色の光を光電変換する赤色用の光電変換素子の光が入射する側に、前記他色用の平凸レンズの受光面よりも曲率半径が大きな凸状に形成された受光面によって前記赤色用の光電変換素子へ光を集光する赤色用の平凸レンズを形成する工程と
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
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JP2012145421A JP2014011239A (ja) | 2012-06-28 | 2012-06-28 | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2012
- 2012-06-28 JP JP2012145421A patent/JP2014011239A/ja active Pending
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