JP2017034168A - Image pick-up device, and imaging apparatus - Google Patents

Image pick-up device, and imaging apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2017034168A
JP2017034168A JP2015154632A JP2015154632A JP2017034168A JP 2017034168 A JP2017034168 A JP 2017034168A JP 2015154632 A JP2015154632 A JP 2015154632A JP 2015154632 A JP2015154632 A JP 2015154632A JP 2017034168 A JP2017034168 A JP 2017034168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
light
interlayer insulating
insulating film
imaging device
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.)
Pending
Application number
JP2015154632A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
剛史 諏訪
Takashi Suwa
剛史 諏訪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2015154632A priority Critical patent/JP2017034168A/en
Publication of JP2017034168A publication Critical patent/JP2017034168A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus having an optical system in which an angle of principal ray incidence on an image pick-up device largely changes, and capable of improving optical characteristics.SOLUTION: In an imaging apparatus includes an optical unit in which incident angle of a light beam on an image pick-up device varies depending on zoom position, for a principal ray which may incident on another neighboring pixel when the incident angle θb of a light beam from the optical unit to an image pick-up device 3010 changes depending on the change of zoom magnification of the optical unit, a projection 3005-1 is formed on the upper plane of an optical waveguide so as to have a wide projection area on the upper plane of an optical waveguide 3006 of an image pick-up device.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、撮像装置に用いられる撮像素子に関し、特に撮像素子への斜入射特性の改善に関するものである。   The present invention relates to an image pickup element used in an image pickup apparatus, and more particularly to improvement of oblique incidence characteristics to the image pickup element.

近年、ビデオカメラやデジタルカメラの小型化に伴い、前記機器類に使用される光学系もまた小型化が進んでいる。光学系から撮像素子へ入射する光線は、撮像素子への入射角度に広がりを有し、かつ、撮像面の中心以外において、光学系の絞り中心を通過する光線(主光線)は、撮像面に対して傾くことが知られている。また、この光線入射角は、光学系のズーム倍率などによっても変化することが知られている。さらに、この光線入射角は、前記の光学系の小型化に伴い、よりきつい角度となっている。   In recent years, with the miniaturization of video cameras and digital cameras, the optical systems used in the devices have also been miniaturized. A light ray incident on the image sensor from the optical system has a wide incident angle on the image sensor, and a light beam (chief ray) that passes through the center of the optical system other than the center of the image pickup surface is incident on the image pickup surface. It is known to lean against. Further, it is known that this light incident angle varies depending on the zoom magnification of the optical system. Further, this light incident angle becomes tighter with the miniaturization of the optical system.

次に、撮像素子表面には、画素信号を読み出すための配線層が存在する。上記配線層は、光電変換を行うフォトダイオードへの入射光を遮る障害物となることが知られている。上記配線層による、フォトダイオードへの光入射阻害を抑えるため、特許文献1にはフォトダイオードの上部に高屈折率の導波路を備え、かつ導波路の上部に集光レンズを備え、入射光線の角度に合わせそれらの位置を平面方向にシフトさせた撮像素子が記載されている。   Next, a wiring layer for reading out pixel signals exists on the surface of the image sensor. It is known that the wiring layer becomes an obstacle that blocks incident light to a photodiode that performs photoelectric conversion. In order to suppress the light incidence obstruction to the photodiode due to the wiring layer, Patent Document 1 includes a high refractive index waveguide above the photodiode, and a condensing lens above the waveguide. An image sensor is described in which the positions thereof are shifted in the plane direction according to the angle.

特開2012−54565号公報JP 2012-54565 A

しかしながら、上述の特許文献1に開示された従来技術では、図9(a)や図9(b)のように、ズーム倍率の変更により、光学系から撮像素子への光の入射角度が変化する場合に問題が生じる。   However, in the conventional technique disclosed in Patent Document 1 described above, the incident angle of light from the optical system to the image sensor changes as the zoom magnification changes, as shown in FIGS. 9A and 9B. Problems arise.

9001は、導波路部分に光を導くための集光レンズである。9002は、カラーフィルタが設けられた面を平坦化する平坦化膜である。9003は、特定の波長領域の光のみを通過させるカラーフィルタである。9004は、導波路が設けられた面を平坦化する平坦化膜である。9006は、集光レンズによって集光された光を、導波路へと導くための導波路である。導波路9006上面の開口部から斜入射した光は、導波路側面で反射され、フォトダイオードへと導かれる。   Reference numeral 9001 denotes a condensing lens for guiding light to the waveguide portion. Reference numeral 9002 denotes a planarizing film that planarizes the surface on which the color filter is provided. Reference numeral 9003 denotes a color filter that passes only light in a specific wavelength region. Reference numeral 9004 denotes a planarizing film that planarizes the surface on which the waveguide is provided. Reference numeral 9006 denotes a waveguide for guiding the light collected by the condenser lens to the waveguide. Light obliquely incident from the opening on the upper surface of the waveguide 9006 is reflected by the side surface of the waveguide and guided to the photodiode.

導波路9006の材料としては、シリコン窒化物(屈折率2.0)のほか、ポリイミド、DLC(Diamond Like Carbon)、ポリシロキサン等の材料が用いられる。9007は、層間絶縁膜である。 層間絶縁膜9007は、光を透過する光透過性材料(たとえば、シリコン酸化膜(屈折率n=1.43))で形成されている。9008は、撮像素子を駆動するための配線である。   As a material for the waveguide 9006, materials such as polyimide, DLC (Diamond Like Carbon), polysiloxane, and the like are used in addition to silicon nitride (refractive index 2.0). Reference numeral 9007 denotes an interlayer insulating film. The interlayer insulating film 9007 is formed of a light transmissive material (for example, a silicon oxide film (refractive index n = 1.43)) that transmits light. Reference numeral 9008 denotes wiring for driving the image sensor.

9009は、フォトダイオードを導波路形成時のダメージから保護するためのパッシベーション層である。9010は、入射した光を電化に変換するためのフォトダイオードである。9011は、シリコン基板である。9012は、フォトダイオード9010に近接するポリシリコン電極である。ポリシリコン電極9012は、屈折率が高く、導波路9006と同様の効果を示すことから、他の画素へと光を導くという問題点があり、本実施例では、この問題点に対しても対応する。   Reference numeral 9009 denotes a passivation layer for protecting the photodiode from damage during the formation of the waveguide. Reference numeral 9010 denotes a photodiode for converting incident light into electrification. Reference numeral 9011 denotes a silicon substrate. Reference numeral 9012 denotes a polysilicon electrode adjacent to the photodiode 9010. Since the polysilicon electrode 9012 has a high refractive index and exhibits the same effect as the waveguide 9006, there is a problem that light is guided to other pixels. In this embodiment, this problem is also addressed. To do.

図9(a)は主光線入射角度が5°傾いた光線が集光レンズに入射した際に、画素(a1)のようにフォトダイオード9010の中心に光線が入射するよう、集光レンズ9001の位置をxy面内で移動した撮像素子の光学系を表している。ここで、xy面は、撮像素子の受光面中心への入射光線に対して、垂直な平面である。   FIG. 9A shows the condensing lens 9001 so that when a light ray whose chief ray incident angle is inclined by 5 ° enters the condensing lens, the light ray enters the center of the photodiode 9010 like the pixel (a1). The optical system of the image pick-up element which moved the position in xy plane is represented. Here, the xy plane is a plane perpendicular to the incident light beam to the center of the light receiving surface of the image sensor.

図9(a)は集光レンズ9001のシフト量L2に対して、シフト量よりも傾いた主光線(入射角度30°)が、画素(a2)の集光レンズ9001に入射する場合である。   FIG. 9A shows a case where a chief ray (incident angle of 30 °) inclined with respect to the shift amount L2 of the condenser lens 9001 is incident on the condenser lens 9001 of the pixel (a2).

この場合では、集光レンズ9001によって屈折した光は、導波路9006の開口から外れ撮像素子外へ反射され損失となる。図9(b)は主光線入射角度が10°傾いた光線が集光レンズ9001に入射した際に、画素(b1)のようにフォトダイオード9010の中心に光線が入射するよう、集光レンズ9001の位置をxy面内で移動した撮像素子の光学系を表している。図9(b)では、集光レンズ9001のシフト量L1に対して、シフト方向と逆方向に傾いた主光線(入射角度−10°)が、画素(b3)の右隣の集光レンズ9001に入射する場合である。   In this case, the light refracted by the condensing lens 9001 deviates from the opening of the waveguide 9006 and is reflected outside the image sensor to be lost. FIG. 9B shows a condensing lens 9001 so that when a light beam whose chief ray incident angle is inclined by 10 ° enters the condensing lens 9001, the light beam enters the center of the photodiode 9010 like the pixel (b1). The optical system of the image pick-up element which moved the position of x in the xy plane is represented. In FIG. 9B, the principal ray (incident angle −10 °) inclined in the direction opposite to the shift direction with respect to the shift amount L1 of the condenser lens 9001 is the condenser lens 9001 adjacent to the right of the pixel (b3). In this case,

この場合では、集光レンズ9001によって屈折した光は、画素(b3)の導波路9006開口に入射し、画素b3のフォトダイオード9010へと導かれ混色の原因となる、また、図9(b)の画素(b2)に、主光線入射角度が30°傾いた光線が集光レンズ9001に入射した際には、導波路9006の近くに位置し、導波路9006と同程度の屈折率を有するポリシリコン電極9012に光が漏れこむ。導波路9006と同程度の屈折率を有するポリシリコン電極9012は導波路9006の同様の働きを示し、ポリシリコン電極9012に漏れこんだ光を隣の画素(b3)へ導き、混色を発生させる。   In this case, the light refracted by the condenser lens 9001 enters the opening of the waveguide 9006 of the pixel (b3) and is guided to the photodiode 9010 of the pixel b3, which causes color mixing. FIG. 9B When a light beam whose chief ray incident angle is inclined by 30 ° is incident on the condensing lens 9001 at the pixel (b2), the poly (b2) is located near the waveguide 9006 and has a refractive index similar to that of the waveguide 9006. Light leaks into the silicon electrode 9012. A polysilicon electrode 9012 having a refractive index comparable to that of the waveguide 9006 exhibits the same function as that of the waveguide 9006, and guides light leaking into the polysilicon electrode 9012 to the adjacent pixel (b3) to generate color mixing.

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、撮像素子への主光線入射角度が大きく変化する光学系を有する撮像装置において、光学特性を改善することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention is characterized by improving optical characteristics in an imaging apparatus having an optical system in which a chief ray incident angle to an imaging element changes greatly.

本発明によれば、ズーム倍率を変更可能な撮像装置において、ズーム倍率変更に伴って撮像素子への主光線入射角度が大きく変化しても、良好な画像を提供することが可能となる。   According to the present invention, in an imaging apparatus capable of changing the zoom magnification, it is possible to provide a good image even if the chief ray incident angle on the image sensor changes greatly with the zoom magnification change.

本発明の実施の形態1に係る撮像装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光学部と撮像部の構成を示す図The figure which shows the structure of the optical part and imaging part which concern on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る撮像素子光学層の構成を示す図The figure which shows the structure of the image pick-up element optical layer which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る撮像素子の作成法を示す図The figure which shows the preparation methods of the image pick-up element which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る撮像素子の作成法の一部を示す図The figure which shows a part of creation method of the image pick-up element based on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る撮像素子光学層の構成を示す図The figure which shows the structure of the image pick-up element optical layer which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る撮像素子の作成法を示す図The figure which shows the preparation methods of the image pick-up element which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る撮像素子の作成法の一部を示す図The figure which shows a part of creation method of the image pick-up element based on Embodiment 2 of this invention. 従来の撮像素子光学層の構造を示す図The figure which shows the structure of the conventional image pick-up element optical layer

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の実施形態にかかわる撮像装置である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

[実施例1]
以下、図1〜図5を参照して、本発明の第1の実施例による、撮像装置の構成について説明する。図1は本発明の実施の形態1に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
[Example 1]
Hereinafter, the configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、1001は、後述する鏡筒内に配置されたズームレンズ、フォーカスレンズや絞り機構等を含み、撮像素子の受光部に被写体像を結像させる光学部である。光学部1001の各機構は、後述するCPU1004の制御により、各部を機械的に駆動してオートフォーカス等の制御を行う。1002は、光学部1001により結像した像の光信号を電気信号に変換する撮像素子である。   In FIG. 1, reference numeral 1001 denotes an optical unit that includes a zoom lens, a focus lens, a diaphragm mechanism, and the like disposed in a lens barrel, which will be described later, and forms a subject image on a light receiving unit of an image sensor. Each mechanism of the optical unit 1001 performs control such as autofocus by mechanically driving each unit under the control of a CPU 1004 described later. Reference numeral 1002 denotes an image sensor that converts an optical signal of an image formed by the optical unit 1001 into an electrical signal.

上記撮像素子1002は、OB(オプティカルブラック)クランプ、AD変換を行い、デジタル撮像信号を生成してDSP1007に出力する。1004は、システム全体の制御を行うCPUである。CPU1004は、後に説明するROM1005及びRAM1006を用いて本撮像装置の各部に指示を送る。1005は、撮像装置を駆動するためのファームウェアなどの情報を記憶するためのROMである。1006は、撮像装置の制御情報を一時的に蓄えるためのRAMである。1007はDSPである。   The image sensor 1002 performs OB (optical black) clamping and AD conversion, generates a digital image signal, and outputs the digital image signal to the DSP 1007. Reference numeral 1004 denotes a CPU that controls the entire system. The CPU 1004 sends an instruction to each unit of the imaging apparatus using a ROM 1005 and a RAM 1006 described later. Reference numeral 1005 denotes a ROM for storing information such as firmware for driving the imaging apparatus. Reference numeral 1006 denotes a RAM for temporarily storing control information of the imaging apparatus. Reference numeral 1007 denotes a DSP.

DSP1007は、撮像素子1002からの撮像信号に対して各種の信号処理を行うことにより、所定のフォーマットによる静止画または動画の映像信号(例えばYUV信号等)を生成する。さらに、DSP1007は、ライブビュー駆動時の撮像素子1002からの信号を基に、露出制御動作や、主被写体の検出及び撮像装置からの距離の検出を行う。1008は外部インターフェースである。   The DSP 1007 performs various kinds of signal processing on the image signal from the image sensor 1002, thereby generating a still image or moving image video signal (for example, a YUV signal) in a predetermined format. Furthermore, the DSP 1007 performs an exposure control operation, detection of the main subject, and detection of the distance from the imaging device based on a signal from the imaging device 1002 during live view driving. Reference numeral 1008 denotes an external interface.

外部インターフェース1008には、各種エンコーダーやD/A変換器が設けられ、外部要素(本例では、ディスプレイ1012、メモリ媒体1009、操作パネル1011)との間で、各種制御信号やデータをやり取りする。1012は、本撮像装置に組み込まれた、撮像した画像を表示するディスプレイである。なお、撮像装置に組み込まれた表示装置に加えて、外部の表示装置に画像データを伝送し、表示できる構成とすることも勿論可能である。1009は、各種メモリカード等に撮影された画像を適宜保存しておけるメモリ媒体である。1010は、メモリ媒体1009を交換可能なメモリ媒体コントローラである。   The external interface 1008 is provided with various encoders and D / A converters, and exchanges various control signals and data with external elements (in this example, the display 1012, the memory medium 1009, and the operation panel 1011). Reference numeral 1012 denotes a display that displays a captured image incorporated in the imaging apparatus. In addition to the display device incorporated in the imaging device, it is of course possible to transmit the image data to an external display device for display. Reference numeral 1009 denotes a memory medium that can appropriately store images taken on various memory cards and the like. Reference numeral 1010 denotes a memory medium controller that can replace the memory medium 1009.

メモリ媒体1009としては、各種メモリカードの他に、磁気や光を用いたディスク媒体等を用いることができる。1011は、本撮像装置で撮影作業を行うに際し、ユーザが各種の指示を行うための入力キーを設けた操作パネルである。CPU1004は、この操作パネル1011からの入力信号を監視し、その入力内容に基づいて各種の動作制御を実行する。   As the memory medium 1009, in addition to various memory cards, a disk medium using magnetism or light can be used. Reference numeral 1011 denotes an operation panel provided with input keys for the user to give various instructions when performing a shooting operation with the imaging apparatus. The CPU 1004 monitors an input signal from the operation panel 1011 and executes various operation controls based on the input content.

図2は本発明の実施の形態1に係る光学部と撮像部の構成を示す図である。ここで、2001は光学系1001の合焦面を表わす。点Cは画角の中心を表し、点Pは中心以外のある1点を表す。合焦面2001から発する光線は、光学系1001を通過した後、撮像素子1002の撮像面に導かれる。この際、点C‘は点Cの結像点を表し、点P’は点Pの結像点を表す。   FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the optical unit and the imaging unit according to Embodiment 1 of the present invention. Here, 2001 represents a focusing surface of the optical system 1001. Point C represents the center of the angle of view, and point P represents one point other than the center. A light beam emitted from the focusing surface 2001 is guided to the imaging surface of the imaging device 1002 after passing through the optical system 1001. At this time, the point C ′ represents the image point of the point C, and the point P ′ represents the image point of the point P.

ここで、点C‘は撮像素子1002の受光面に対し垂直に入射するが、点P’は。撮像素子1002の受光面に対し垂直から傾いて入射する。また通常、この傾き角度は、受光面の中心から離れるほど大きくなる。図2(a)は広角のズーム位置での光学部から撮像部への主光線入射角度を表している。ここでは、画面周辺部に入射する角度を示しており、θwは撮像面の垂線からの主光線の傾きを表す。   Here, the point C ′ is perpendicularly incident on the light receiving surface of the image sensor 1002, but the point P ′. The light incident on the light receiving surface of the image sensor 1002 is inclined from the vertical direction. In general, the inclination angle increases as the distance from the center of the light receiving surface increases. FIG. 2A illustrates the chief ray incident angle from the optical unit to the imaging unit at the wide-angle zoom position. Here, the angle of incidence on the periphery of the screen is shown, and θw represents the inclination of the principal ray from the normal to the imaging surface.

次に、図2(b)は望遠のズーム位置での光学部から撮像部への主光線入射角度を表している。ここでも、画面周辺部に入射する角度を示しており、θtは撮像面の垂線からの主光線の傾きを表す。現在のコンパクトデジタルカメラでは、θwとθtの角度差は十数°程度である。しかし、光学系の小型化に伴いθwとθtの角度差は、今後より大きくなることが見込まれている。実施例1では、θwとθtの角度差が30°を超えるような光学系と、前記光学系に対応した撮像素子を搭載した撮像装置について述べる。   Next, FIG. 2B shows the chief ray incident angle from the optical unit to the imaging unit at the telephoto zoom position. Here again, the angle of incidence on the periphery of the screen is shown, and θt represents the inclination of the principal ray from the normal of the imaging surface. In the current compact digital camera, the angle difference between θw and θt is about several tens of degrees. However, with the miniaturization of the optical system, the angle difference between θw and θt is expected to become larger in the future. In Example 1, an optical system in which an angle difference between θw and θt exceeds 30 ° and an imaging device equipped with an imaging device corresponding to the optical system will be described.

図3は本発明の実施の形態1に係る撮像素子光学層の構成である。なお、撮像領域においては、基板上に画素が配置されているが、フォトダイオード以外の構成部材については、図示を省略している。   FIG. 3 shows a configuration of the imaging element optical layer according to Embodiment 1 of the present invention. In the imaging region, pixels are arranged on the substrate, but illustration of components other than the photodiode is omitted.

3001は、導波路部分に光を導くための集光レンズである。3002は、カラーフィルタが設けられた面を平坦化する平坦化膜である。3003は、特定の波長領域の光のみを通過させるカラーフィルタである。3004は、導波路が設けられた面を平坦化する平坦化膜である。3005−1は、斜入射光を導波路へと導くための導波路上面の突起部である。3005−2は、斜入射光を導波路へと導くための導波路上面の斜面形成部である。3006は、集光レンズによって集光された光を、導波路へと導くための導波路である。導波路3006上面の開口部から斜入射した光は、導波路側面で反射され、フォトダイオードへと導かれる。   Reference numeral 3001 denotes a condensing lens for guiding light to the waveguide portion. Reference numeral 3002 denotes a planarizing film that planarizes the surface on which the color filter is provided. Reference numeral 3003 denotes a color filter that passes only light in a specific wavelength region. Reference numeral 3004 denotes a planarizing film that planarizes the surface on which the waveguide is provided. Reference numeral 3005-1 denotes a protrusion on the upper surface of the waveguide for guiding obliquely incident light to the waveguide. Reference numeral 3005-2 denotes a slope forming portion on the upper surface of the waveguide for guiding obliquely incident light to the waveguide. Reference numeral 3006 denotes a waveguide for guiding the light collected by the condenser lens to the waveguide. Light obliquely incident from the opening on the top surface of the waveguide 3006 is reflected by the side surface of the waveguide and guided to the photodiode.

導波路の材料としては、シリコン窒化物(屈折率2.0)のほか、ポリイミド、DLC(Diamond Like Carbon)、ポリシロキサン等の材料が用いられる。3007は、層間絶縁膜である。 層間絶縁膜3007は、光を透過する光透過性材料(たとえば、シリコン酸化膜(屈折率n=1.43))で形成されている。3008は、撮像素子を駆動するための配線である。3009は、フォトダイオードを導波路形成時のダメージから保護するためのパッシベーション層である。   As a material for the waveguide, materials such as polyimide, DLC (Diamond Like Carbon), polysiloxane, etc. are used in addition to silicon nitride (refractive index 2.0). Reference numeral 3007 denotes an interlayer insulating film. The interlayer insulating film 3007 is formed of a light transmissive material (for example, a silicon oxide film (refractive index n = 1.43)) that transmits light. Reference numeral 3008 denotes wiring for driving the image sensor. Reference numeral 3009 denotes a passivation layer for protecting the photodiode from damage during the formation of the waveguide.

3010は、入射した光を電化に変換するためのフォトダイオードである。3011は、シリコン基板である。3012は、フォトダイオード3010に近接するポリシリコン電極である。ポリシリコン電極3012は、屈折率が高く、導波路3006と同様の効果を示すことから、他の画素へと光を導くという問題点があり、本実施例では、この問題点に対しても対応する。   Reference numeral 3010 denotes a photodiode for converting incident light into electrification. Reference numeral 3011 denotes a silicon substrate. Reference numeral 3012 denotes a polysilicon electrode adjacent to the photodiode 3010. Since the polysilicon electrode 3012 has a high refractive index and exhibits the same effect as the waveguide 3006, there is a problem that light is guided to other pixels. In this embodiment, this problem is also addressed. To do.

撮像面への光線入射角度をθb、導波路開口径Lとし、かさ上げ分の高さをHとすると、ML曲率を極限まで下げた場合、見かけ上の開口は最大でL+H×cosθとなる。これは、導波路の開口部を、傾いた光線の入射方向に広げることと等しい効果がある。   Assuming that the light incident angle on the imaging surface is θb, the waveguide opening diameter L, and the height of the raised portion is H, when the ML curvature is lowered to the limit, the apparent opening is L + H × cos θ at the maximum. This has the same effect as expanding the opening of the waveguide in the incident direction of the inclined light beam.

上記により、角度θbで導波路開口部へ入射する光量は、(L+H×cosθ)/Lだけ増加し、この光量増加分の感度が向上する。たとえは、導波路の開開口Lを1000nmとし、集光レンズの曲率が無いものとし、光線入射角度をθbが30°の入射光に対応する場合では、突起部3005−1の側面の高さを50nmとした場合、(L+H×cosθ)/L=1.05となり、感度が5%向上する。また、この際、集光レンズの水平ずらし量自体を小さく抑えることが可能となるため、θcなどの集光レンズの水平ずらし方向と逆方向の光入射に対しては、他画素への光線の漏れこみを抑えることが可能となる。   As described above, the amount of light incident on the waveguide opening at the angle θb is increased by (L + H × cos θ) / L, and the sensitivity of the increase in the amount of light is improved. For example, when the open aperture L of the waveguide is 1000 nm, the condenser lens has no curvature, and the incident angle of light corresponds to incident light having θb of 30 °, the height of the side surface of the projection 3005-1 Is 50 nm, (L + H × cos θ) /L=1.05, and the sensitivity is improved by 5%. At this time, since the horizontal shift amount of the condensing lens itself can be suppressed to a small value, light incident on other pixels is incident upon light incident in the direction opposite to the horizontal shift direction of the condensing lens, such as θc. It becomes possible to suppress leakage.

上記の場合では、30°から−10°の中間的な角度に対応できるよう、集光レンズのシフト量を設定することが合理的である。また、光線入射角度は、撮像素子1002の面内で異なることから、突起部3005−1の側面の高さは撮像素子1002の面内で変える。   In the above case, it is reasonable to set the shift amount of the condensing lens so as to correspond to an intermediate angle of 30 ° to −10 °. In addition, since the light incident angle is different in the plane of the image sensor 1002, the height of the side surface of the protrusion 3005-1 is changed in the plane of the image sensor 1002.

具体的には、主光線の撮像素子への入射角度が垂直に近いイメージサークルの中心部では高さを低くし、主光線の撮像素子への入射角度が大きくなるよう、イメージサークルの周辺部では高さを高くする。   Specifically, at the center of the image circle where the incident angle of the chief ray to the image sensor is near vertical, the height is lowered, and at the periphery of the image circle, the incident angle of the chief ray to the image sensor is increased. Increase the height.

次に、図3(b)は図3(a)の導波路上面の突起部3005−1の形状を変更したものである。   Next, FIG.3 (b) changes the shape of the projection part 3005-1 of the waveguide upper surface of Fig.3 (a).

図3(b)はポリシリコン電極3012への光入射による他画素への光線漏れ込を減少を目的としている。図3(b)は、上記導波路上面の突起部3005−1を導波路3006の上部開口に対して、複数段重ねて成形している。   FIG. 3B is intended to reduce light leakage to other pixels due to light incident on the polysilicon electrode 3012. In FIG. 3B, the protrusion 3005-1 on the upper surface of the waveguide is formed in a plurality of stages on the upper opening of the waveguide 3006.

上記導波路上面の突起部3005−2は斜めに傾けた形状に近似できるまで上記導波路上面の突起部3005−1を小さくしながら重ねて成形している。   The protruding portion 3005-2 on the upper surface of the waveguide is formed by overlapping the protruding portion 3005-1 on the upper surface of the waveguide while reducing the shape so as to approximate an obliquely inclined shape.

このような形状をとることで、平坦化膜3004と導波路上面の突起部3005−2の界面で光が屈折し、前記界面に対して垂直に近い方向へ光が屈折する。このため、導波路の片側に光を集めることが可能となる。このため、フォトダイオード3010に近接するポリシリコン電極3012に対して、入射光量を減少させることが可能となる。   By adopting such a shape, light is refracted at the interface between the planarization film 3004 and the protrusion 3005-2 on the upper surface of the waveguide, and the light is refracted in a direction nearly perpendicular to the interface. For this reason, light can be collected on one side of the waveguide. For this reason, it is possible to reduce the amount of incident light with respect to the polysilicon electrode 3012 adjacent to the photodiode 3010.

撮像素子1002の面内において、光線入射角度依存のシェーディングは、イメージサークルの中心から周辺にかけて変化するが、ポリシリコン電極3012による混色は、前記に加えポリシリコン電極3012の導波路3006との位置関係に依存する。このため、図3(a)の構造と、図3(b)の構造を一つの撮像素子1002の面内で併用することで、導波路3006の開口部による光学的問題とポリシリコン電極3012による光学的問題の両方を解決することが出来る。   In the plane of the image sensor 1002, the shading depending on the light incident angle changes from the center to the periphery of the image circle, but the color mixture by the polysilicon electrode 3012 is in addition to the positional relationship between the polysilicon electrode 3012 and the waveguide 3006. Depends on. For this reason, by using the structure of FIG. 3A and the structure of FIG. 3B together in the plane of one imaging element 1002, the optical problem due to the opening of the waveguide 3006 and the polysilicon electrode 3012 are caused. Both optical problems can be solved.

次に、図4を用いて、本発明の実施の形態1に係る撮像装置の作成法について述べる。まず図4(a)に示すように、たとえばp型シリコン基板である基板3011にn型不純物をイオン注入することでフォトダイオード3010を形成する。   Next, a method for creating the imaging device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 4A, a photodiode 3010 is formed by ion-implanting n-type impurities into a substrate 3011 which is a p-type silicon substrate, for example.

次に図4(b)に示すように、フォトダイオード3010の形成後に、パッシベーション層3009を形成する。次に図4(c)に示すように、リソグラフィ技術を用いて、フォトレジストマスク4100を形成する。   Next, as shown in FIG. 4B, a passivation layer 3009 is formed after the photodiode 3010 is formed. Next, as shown in FIG. 4C, a photoresist mask 4100 is formed by using a lithography technique.

具体的には、スピンコート法によってフォトレジスト膜(図示なし)をパッシベーション層3009上に成膜する。その後、フォトマスクを用いて露光することで、そのフォトレジスト膜にマスクパターン像を転写する。そして、そのフォトレジスト膜について現像処理を実施することで、このフォトレジストマスク4100を形成する。   Specifically, a photoresist film (not shown) is formed on the passivation layer 3009 by spin coating. Thereafter, the mask pattern image is transferred to the photoresist film by exposure using a photomask. Then, the photoresist mask 4100 is formed by performing development processing on the photoresist film.

次に図4(d)に示すように、シリコン基板3011と接するパッシベーション層3009の除去が実施される。ここでは、フォトレジストマスク4100を用いて、パッシベーション層3009一部をエッチング処理にて除去する。   Next, as shown in FIG. 4D, the passivation layer 3009 in contact with the silicon substrate 3011 is removed. Here, part of the passivation layer 3009 is removed by etching using the photoresist mask 4100.

次に図4(e)に示すように、層間絶縁膜3007を形成する。たとえば、酸化シリコン膜を用いて、この層間絶縁膜3007を形成する。そして、この他に、いわゆるダマシンプロセスによって、層間絶縁膜3007内に配線3008を順次形成する。配線3008は、たとえば、アルミニウムや銅などの金属材料で順次形成する。このようにして、内部に配線3008を含むように、層間絶縁膜3007を形成する。   Next, as shown in FIG. 4E, an interlayer insulating film 3007 is formed. For example, the interlayer insulating film 3007 is formed using a silicon oxide film. In addition to this, a wiring 3008 is sequentially formed in the interlayer insulating film 3007 by a so-called damascene process. The wiring 3008 is sequentially formed of a metal material such as aluminum or copper, for example. In this manner, the interlayer insulating film 3007 is formed so as to include the wiring 3008 therein.

次に、図4(f)に示すように、リソグラフィ技術を用いてフォトレジストマスク4101を形成する。   Next, as shown in FIG. 4F, a photoresist mask 4101 is formed using a lithography technique.

本実施形態においては、層間絶縁膜3007において、導波路3006を形成する領域の表面が露出し、その他の領域が被覆されるように、このフォトレジストマスク4101を形成する。   In this embodiment, this photoresist mask 4101 is formed so that the surface of the region where the waveguide 3006 is formed is exposed and the other region is covered in the interlayer insulating film 3007.

つぎに、図4(g)に示すように、層間絶縁膜3007の開口部を形成する。ここでは、フォトレジストマスク4101を用いて、層間絶縁膜3007の一部をエッチング処理にて除去することで、この開口を、層間絶縁膜3007に形成する。   Next, as shown in FIG. 4G, an opening of the interlayer insulating film 3007 is formed. Here, part of the interlayer insulating film 3007 is removed by etching using the photoresist mask 4101, so that this opening is formed in the interlayer insulating film 3007.

具体的には、図4(g)に示すように、層間絶縁膜3007においてフォトダイオード3010の受光面に対応する部分に、層間絶縁膜3007の開口部を形成する。   Specifically, as shown in FIG. 4G, an opening of the interlayer insulating film 3007 is formed in a portion of the interlayer insulating film 3007 corresponding to the light receiving surface of the photodiode 3010.

本実施形態においては、層間絶縁膜3007の開口部の側面が、フォトダイオード3010の受光面に垂直なz方向に沿っており、この層間絶縁膜3007の開口部にて受光面に沿ったxy面の方向の面が、フォトダイオード3010の受光面の面積よりも小さくなるように、この層間絶縁膜3007の開口部を形成する。また、フォトダイオード3010の受光面の面に沿ったxy面の方向において、フォトダイオード3010の受光面の中心に、開口部の中心が対応するように、この開口部を形成する。   In the present embodiment, the side surface of the opening of the interlayer insulating film 3007 is along the z direction perpendicular to the light receiving surface of the photodiode 3010, and the xy plane along the light receiving surface at the opening of the interlayer insulating film 3007. The opening of this interlayer insulating film 3007 is formed so that the surface in the direction of is smaller than the area of the light receiving surface of the photodiode 3010. Further, the opening is formed so that the center of the opening corresponds to the center of the light receiving surface of the photodiode 3010 in the direction of the xy plane along the light receiving surface of the photodiode 3010.

ここで、xy面は、撮像素子中心への入射光線に対して、垂直な平面である。また、撮像素子の受光面中心への入射光線に対して平行な方向をz方向としている。ここでは、異方性のエッチング処理の実施にて、この層間絶縁膜3007の開口部の形成が行われる。   Here, the xy plane is a plane perpendicular to the incident light beam to the center of the image sensor. Also, the direction parallel to the incident light beam to the center of the light receiving surface of the image sensor is the z direction. Here, the opening of the interlayer insulating film 3007 is formed by performing anisotropic etching.

たとえば、CF4ガスを用いてRIE(Reactive Ion Etching)やECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマによる異方性のエッチング処理を実施する。これにより、パッシベーション層3009の表面が露出するまで、層間絶縁膜3007が垂直方向へエッチングされて、層間絶縁膜3007の開口部が形成される。そして、アッシング処理等の処理の実施によって、フォトレジストマスク4101を除去する。   For example, an anisotropic etching process using RIE (Reactive Ion Etching) or ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma is performed using CF 4 gas. Thus, the interlayer insulating film 3007 is etched in the vertical direction until the surface of the passivation layer 3009 is exposed, and an opening of the interlayer insulating film 3007 is formed. Then, the photoresist mask 4101 is removed by performing a process such as an ashing process.

つぎに、図4(h)に示すように、導波路3006を形成する。ここでは、層間絶縁膜3007の一部を除去して形成された開口部の内部に、導波路3006を形成する。たとえば、プラズマCVD法によってシリコン窒化(SiN)膜を、層間絶縁膜3007の一部を除去して形成された開口部の内部に充填するように成膜後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)処理の実施によって、その表面を平坦化する。このようにすることで、導波路3006が層間絶縁膜3007の開口部に形成する。   Next, as shown in FIG. 4H, a waveguide 3006 is formed. Here, a waveguide 3006 is formed inside an opening formed by removing a part of the interlayer insulating film 3007. For example, after a silicon nitride (SiN) film is formed by plasma CVD so as to fill the inside of an opening formed by removing a part of the interlayer insulating film 3007, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process is performed. To flatten the surface. Thus, the waveguide 3006 is formed in the opening of the interlayer insulating film 3007.

つぎに、図4(h)に示すように、導波路上面の突起部3005−1を形成する。ここでは、導波路3006と層間絶縁膜3007を被覆するように、平坦化膜3004−2を形成する。たとえば、層間絶縁膜3007の場合と同様に、酸化シリコン膜を用いて、この平坦化膜3004−2を形成する。つぎに、図4(i)に示すように、平坦化膜3004−2の上部にフォトレジストマスク4102を形成する。そして、上記のフォトレジストマスク4100の場合と同様にして、リソグラフィ技術を用いて、平坦化膜3004−2上にフォトレジストマスク4102を形成する。   Next, as shown in FIG. 4H, a protrusion 3005-1 on the upper surface of the waveguide is formed. Here, the planarization film 3004-2 is formed so as to cover the waveguide 3006 and the interlayer insulating film 3007. For example, as in the case of the interlayer insulating film 3007, the planarizing film 3004-2 is formed using a silicon oxide film. Next, as shown in FIG. 4I, a photoresist mask 4102 is formed on the planarizing film 3004-2. Then, in the same manner as in the case of the photoresist mask 4100 described above, a photoresist mask 4102 is formed over the planarization film 3004-2 using a lithography technique.

本実施形態においては、平坦化膜3004−2において、導波路上面の突起部3005−1を形成する領域の表面が露出し、その他の領域が被覆されるように、このフォトレジストマスク4102を形成する。   In the present embodiment, in the planarizing film 3004-2, the photoresist mask 4102 is formed so that the surface of the region where the protrusion 3005-1 is formed on the upper surface of the waveguide is exposed and the other region is covered. To do.

つぎに、図4(j)に示すように、平坦化膜3004−2の開口部を形成する。ここでは、フォトレジストマスク4102を用いて、平坦化膜3004−2の一部をエッチング処理にて除去することで、平坦化膜3004−2の開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 4J, an opening of the planarizing film 3004-2 is formed. Here, an opening of the planarization film 3004-2 is formed by removing part of the planarization film 3004-2 by etching using the photoresist mask 4102.

具体的には、図4(j)に示すように、平坦化膜3004−2において、導波路上面の突起部3005−1に対応する部分を含むように、この平坦化膜3004の開口部を形成する。   Specifically, as shown in FIG. 4J, the opening of the planarization film 3004 is formed so that the planarization film 3004-2 includes a portion corresponding to the protrusion 3005-1 on the upper surface of the waveguide. Form.

本実施形態においては、平坦化膜3004−2の開口部の側面が、フォトダイオード3010の受光面に垂直なz方向に沿っており、この平坦化膜3004−2の開口部にてフォトダイオード3010の受光面に沿ったxy面の方向の面が、導波路3006の入射面の面積よりも小さくなるように、この平坦化膜3004−2の開口部を形成する。また、導波路3006の側面のうち、想定される斜入射光の進行方向に位置する側の側面の端部に、平坦化膜3004の開口部の端面が対応するように、この平坦化膜3004−2の開口部を形成する。   In the present embodiment, the side surface of the opening of the planarizing film 3004-2 is along the z direction perpendicular to the light receiving surface of the photodiode 3010, and the photodiode 3010 is formed through the opening of the planarizing film 3004-2. The opening portion of the planarizing film 3004-2 is formed so that the surface in the direction of the xy plane along the light receiving surface is smaller than the area of the incident surface of the waveguide 3006. Further, of the side surface of the waveguide 3006, the planarization film 3004 is arranged so that the end surface of the planarization film 3004 corresponds to the end of the side surface on the side where the oblique incident light travels. -2 openings are formed.

たとえば、上述した層間絶縁膜3007の開口部の場合と同様に、異方性のエッチング処理の実施にて、この平坦化膜3004−2の開口部の形成が行われる。そして、アッシング処理等の処理によって、フォトレジストマスク4102を除去する。   For example, as in the case of the opening of the interlayer insulating film 3007 described above, the opening of the planarizing film 3004-2 is formed by performing an anisotropic etching process. Then, the photoresist mask 4102 is removed by a process such as an ashing process.

つぎに、図4(k)に示すように、導波路上面の突起部3005−1を形成する。ここでは、平坦化膜3004−2の一部を除去して形成された開口部の内部に、導波路上面の突起部3005−1を形成する。たとえば、導波路3006の場合と同様にして、導波路上面の突起部3005−1が形成される。   Next, as shown in FIG. 4K, a protrusion 3005-1 on the upper surface of the waveguide is formed. Here, a protrusion 3005-1 on the upper surface of the waveguide is formed inside the opening formed by removing a part of the planarizing film 3004-2. For example, the protrusion 3005-1 on the upper surface of the waveguide is formed in the same manner as in the case of the waveguide 3006.

つぎに、図4(l)に示すように、平坦化膜3004−1を形成する。ここでは、平坦化膜3004−2および、導波路上面の突起部3005−1を被覆するように、平坦化膜3004−1を形成する。たとえば、平坦化膜3004−2の場合と同様に、酸化シリコン膜で、この平坦化膜3004−1を形成する。   Next, as shown in FIG. 4L, a planarizing film 3004-1 is formed. Here, the planarizing film 3004-1 is formed so as to cover the planarizing film 3004-2 and the protrusion 3005-1 on the upper surface of the waveguide. For example, as in the case of the planarization film 3004-2, the planarization film 3004-1 is formed of a silicon oxide film.

上記、平坦化膜3004−1および、平坦化膜3004−2を合わせたものが図3(a)の平坦化膜3004に相当する。この後、図3(a)に示したように、カラーフィルタ3003,平坦化膜3002,集光レンズ3001を形成する。   A combination of the planarizing film 3004-1 and the planarizing film 3004-2 corresponds to the planarizing film 3004 in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 3A, a color filter 3003, a planarizing film 3002, and a condenser lens 3001 are formed.

ここでは、平坦化膜3004の上方に、カラーフィルタ3003を形成する。たとえば、各色の着色顔料とフォトレジスト樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工することで、カラーフィルタ3003を構成する各色のフィルタ層を形成する。そして、このカラーフィルタ3003が形成された表面を平坦化するように、平坦化膜3002を形成する。この後、図3(a)に示すように、集光レンズ3001を平坦化膜3002上に形成して、撮像素子1001を完成させる。   Here, a color filter 3003 is formed above the planarization film 3004. For example, a color filter 3003 is formed by applying a coating liquid containing a color pigment of each color and a photoresist resin by a spin coating method to form a coating film, and then patterning the coating film by a lithography technique. A filter layer for each color is formed. Then, a planarization film 3002 is formed so as to planarize the surface on which the color filter 3003 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 3A, a condensing lens 3001 is formed on the planarizing film 3002 to complete the image sensor 1001.

つぎに、図3(b)の作成方法について、図4及び、図5を用いて説明する。図5は本発明の実施の形態1に係る撮像素子の作成法の一部である。図3(b)の撮像素子の作成方法に対いて、導波路3006の作成工程までの、図4(a)から図4(g)までの工程に加え、図5(m)から図5(r)の工程を繰り返し行い、導波路の斜部分と、平坦化層を積層することにより実現可能となる。   Next, the creation method of FIG. 3B will be described with reference to FIG. 4 and FIG. FIG. 5 is a part of a method for producing an image sensor according to Embodiment 1 of the present invention. 3 (b), in addition to the steps from FIG. 4 (a) to FIG. 4 (g) up to the step of forming the waveguide 3006, in addition to the steps from FIG. 5 (m) to FIG. This can be realized by repeating the step r) and laminating the oblique portion of the waveguide and the planarization layer.

具体的には、図4(g)で層間絶縁膜3007においてフォトダイオード3010の受光面に対応する部分に、層間絶縁膜3007の開口部を形成する。その後、図5(m)に示すように、導波路3006の上面に平坦化膜3004−5とフォトレジストマスク4103を形成する。   Specifically, an opening of the interlayer insulating film 3007 is formed in a portion corresponding to the light receiving surface of the photodiode 3010 in the interlayer insulating film 3007 in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 5M, a planarizing film 3004-5 and a photoresist mask 4103 are formed on the upper surface of the waveguide 3006.

つぎに、図5(n)に示すように、平坦化膜3004−5の開口部を形成する。ここでは、フォトレジストマスク4103を用いて、平坦化膜3004−5の一部をエッチング処理にて除去することで、平坦化膜3004−5の開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 5 (n), an opening of the planarizing film 3004-5 is formed. Here, an opening of the planarization film 3004-5 is formed by removing part of the planarization film 3004-5 by etching using the photoresist mask 4103.

具体的には、図5(n)に示すように、平坦化膜3004−5において、導波路上面の斜面形成部の一部3005−4に対応する部分を含むように、この平坦化膜3004−5の開口部を形成する。   Specifically, as shown in FIG. 5 (n), the planarization film 3004-5 includes a portion corresponding to a part 3005-4 of the slope forming portion on the upper surface of the waveguide. -5 openings are formed.

本実施形態においては、平坦化膜3004−5の開口部の側面が、フォトダイオード3010の受光面に垂直なz方向に沿っており、この平坦化膜3004−5の開口部にてフォトダイオード3010の受光面に沿ったxy面の方向の面が、導波路3006の入射面の面積よりも小さくかつ、導波路3006の傾いた入射光線が最初に接触する側の側面が高くなるよう、この平坦化膜3004−5の開口部を形成する。
そして、フォトレジストマスク4103を除去する。
In this embodiment, the side surface of the opening portion of the planarizing film 3004-5 is along the z direction perpendicular to the light receiving surface of the photodiode 3010, and the photodiode 3010 is formed at the opening portion of the planarizing film 3004-5. The plane in the direction of the xy plane along the light receiving surface is smaller than the area of the incident surface of the waveguide 3006 and the side surface of the waveguide 3006 on the side where the inclined incident light beam first comes into contact is higher. An opening of the chemical film 3004-5 is formed.
Then, the photoresist mask 4103 is removed.

つぎに、図5(o)に示すように、導波路上面の斜面形成部の一部3005−4を形成する。ここでは、平坦化膜3004−2の一部を除去して形成された開口部の内部に、導波路上面の斜面形成部の一部3005−4を形成する。つぎに、図5(p)に示すように、平坦化膜3004−4およびフォトレジストマスク4104を形成する。つぎに、図5(q)に示すように、平坦化膜3004−4の開口部を形成する。ここでは、フォトレジストマスク4104を用いて、平坦化膜3004−4の一部をエッチング処理にて除去することで、平坦化膜3004−4の開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 5 (o), a part 3005-4 of the slope forming portion on the upper surface of the waveguide is formed. Here, a part 3005-4 of the slope forming part on the upper surface of the waveguide is formed inside the opening formed by removing part of the planarizing film 3004-2. Next, as shown in FIG. 5P, a planarizing film 3004-4 and a photoresist mask 4104 are formed. Next, as shown in FIG. 5 (q), an opening of the planarizing film 3004-4 is formed. Here, an opening of the planarization film 3004-4 is formed by removing part of the planarization film 3004-4 by etching using the photoresist mask 4104.

具体的には、図5(q)に示すように、平坦化膜3004−4において、導波路上面の斜面形成部の一部3005−3に対応する部分を含むように、この平坦化膜3004−4の開口部を形成する。   Specifically, as shown in FIG. 5 (q), the planarizing film 3004-4 includes a portion corresponding to a part 3005-3 of the slope forming portion on the upper surface of the waveguide. -4 openings are formed.

本実施形態においては、平坦化膜3004−4の開口部の側面が、フォトダイオード3010の受光面に垂直なz方向に沿っており、この平坦化膜3004−4の開口部にてフォトダイオード3010の受光面に沿ったxy面の方向の面が、導波路上面の斜面形成部の一部3005−4の入射面の面積よりも小さくかつ、導波路3006の傾いた入射光線が最初に接触する側の側面が高くなるよう、この平坦化膜3004−4の開口部を形成する。そして、アッシング処理等の処理によって、フォトレジストマスク4103を除去する。   In this embodiment, the side surface of the opening portion of the planarizing film 3004-4 is along the z direction perpendicular to the light receiving surface of the photodiode 3010, and the photodiode 3010 is formed at the opening portion of the planarizing film 3004-4. The surface in the direction of the xy plane along the light receiving surface is smaller than the area of the incident surface of the part 3005-4 of the slope forming portion on the upper surface of the waveguide, and the incident light beam inclined by the waveguide 3006 comes into contact first. The opening portion of the planarizing film 3004-4 is formed so that the side surface on the side becomes higher. Then, the photoresist mask 4103 is removed by a process such as an ashing process.

つぎに、図5(r)に示すように、導波路上面の斜面形成部の一部3005−3を形成する。   Next, as shown in FIG. 5 (r), a part 3005-3 of the slope forming portion on the upper surface of the waveguide is formed.

上記、図5(p)から図5(r)の処理を光の波長より十分小さなスケール積層を繰り返すことにより、図3(b)のように光学的には導波路上面に斜面を形成することが可能となる。   By repeating the above-described processing shown in FIGS. 5 (p) to 5 (r) with a scale stack sufficiently smaller than the wavelength of light, an inclined surface is optically formed on the upper surface of the waveguide as shown in FIG. 3 (b). Is possible.

つぎに、図5(s)に示すように、平坦化膜3004−3を形成する。ここでは、平坦化膜3004−4および、導波路上面の斜面形成部の一部3005−3を被覆するように、平坦化膜3004−3を形成する。上記、平坦化膜3004−3、平坦化膜3004−4および、平坦化膜3004−5を合わせたものが図3(b)の平坦化膜3004に相当する。この後、図3(b)に示したように、カラーフィルタ3003,平坦化膜3002,集光レンズ3001を形成する。   Next, as shown in FIG. 5S, a planarizing film 3004-3 is formed. Here, the planarization film 3004-3 is formed so as to cover the planarization film 3004-4 and a part 3005-3 of the slope forming portion on the upper surface of the waveguide. A combination of the planarizing film 3004-3, the planarizing film 3004-4, and the planarizing film 3004-5 corresponds to the planarizing film 3004 in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 3B, a color filter 3003, a planarizing film 3002, and a condenser lens 3001 are formed.

ここでは、平坦化膜3004の上方に、カラーフィルタ3003を形成する。形成方法は、図3(a)と同様である。
そして、このカラーフィルタ3003が形成された表面を平坦化するように、平坦化膜3002を形成する。
Here, a color filter 3003 is formed above the planarization film 3004. The formation method is the same as in FIG.
Then, a planarization film 3002 is formed so as to planarize the surface on which the color filter 3003 is formed.

この後、図3(b)に示したように、集光レンズ3001を形成して、撮像素子1001を完成させる。   Thereafter, as shown in FIG. 3B, a condensing lens 3001 is formed to complete the image sensor 1001.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

上記のような構成をとることで、撮像素子への主光線入射角度が大きく変化する光学系を有する撮像装置において、他画素からの光の混入を抑えつつ、導波路へ導かれる光量を増加することで、光学特性の改善を提供することか可能となる。   By adopting the configuration as described above, in an imaging apparatus having an optical system in which the chief ray incident angle to the imaging element changes greatly, the amount of light guided to the waveguide is increased while suppressing the mixing of light from other pixels. This can provide an improvement in optical properties.

[実施例2]
以下、図6〜図8を参照して本発明の第2の実施例による、撮像装置の構成について説明する。まず、図6を参照して、本発明の第2の実施例による、撮像装置の構成について説明する。
[Example 2]
The configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, with reference to FIG. 6, the configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.

図6は本発明の実施の形態2に係る撮像素子光学層の構成である。なお、撮像領域においては、基板上に画素が配置されているが、フォトダイオード以外の構成部材については、図示を省略している。3001〜3004、3006〜3012は、実施例1と同様である。集光レンズによって集光された光を、導波路へと導くための導波路である。導波路3006上面の開口部から斜入射した光は、導波路側面で反射され、フォトダイオードへと導かれる。   FIG. 6 shows the configuration of the imaging element optical layer according to Embodiment 2 of the present invention. In the imaging region, pixels are arranged on the substrate, but illustration of components other than the photodiode is omitted. 3001 to 3004 and 3006 to 3012 are the same as those in the first embodiment. It is a waveguide for guiding the light condensed by the condenser lens to the waveguide. Light obliquely incident from the opening on the top surface of the waveguide 3006 is reflected by the side surface of the waveguide and guided to the photodiode.

3013−1は、斜入射光の導波路へと導くための導波路下面の突起部である。3013−2は、斜入射光を導波路へと導くための導波路下面の斜面形成部である。3013−1、3013−2は、導波路の材料としては、シリコン窒化物(屈折率2.0)のほか、ポリイミド、DLC(Diamond Like Carbon)、ポリシロキサン等の材料が用いられる。   Reference numeral 3013-1 denotes a protrusion on the lower surface of the waveguide for guiding obliquely incident light to the waveguide. Reference numeral 3013-2 denotes a slope forming portion on the lower surface of the waveguide for guiding obliquely incident light to the waveguide. For the materials of 3013-1 and 3013-2, materials such as polyimide, DLC (Diamond Like Carbon), and polysiloxane are used in addition to silicon nitride (refractive index 2.0).

撮像面への光線入射角度をθfとし、導波路3006がパッシベーション層3009に直に接していた場合に比して、導波路3006の横幅を狭めることに等しい効果がある。さらに、図6では、導波路3006の横幅を広げたままとすることで、導波路3006側面での入射光の反射回数を減少させることが可能となる。これにより、導波路3006側面での入射光の反射による光の損失を抑えつつ、ポリシリコン電極3012への光の漏れこみを減少させることが可能となる。   As compared with the case where the incident angle of light on the imaging surface is θf and the waveguide 3006 is in direct contact with the passivation layer 3009, there is an effect equivalent to narrowing the lateral width of the waveguide 3006. Further, in FIG. 6, the number of reflections of incident light on the side surface of the waveguide 3006 can be reduced by keeping the width of the waveguide 3006 wide. This makes it possible to reduce light leakage into the polysilicon electrode 3012 while suppressing light loss due to reflection of incident light on the side surface of the waveguide 3006.

上記により、高屈折率の導波路3006及び導波路下面の突起部3013−1に対し、角度θbで導波路開口部へ入射する光量は、直下のフォトダイオード3010へ導かれ、この光量増加分の感度が向上する。また、ポリシリコン電極3012とフォトダイオード3010の位置関係は、撮像素子1002の面内で等しいことから、下面突起部3013−2の高さは撮像素子1002の面内で同様の位置関係となる。   As described above, the amount of light incident on the waveguide opening at the angle θb with respect to the waveguide 3006 having a high refractive index and the protrusion 3013-1 on the lower surface of the waveguide is guided to the photodiode 3010 immediately below, and the amount of increase in the amount of light is increased. Sensitivity is improved. Further, since the positional relationship between the polysilicon electrode 3012 and the photodiode 3010 is equal in the plane of the image sensor 1002, the height of the lower surface protrusion 3013-2 has the same positional relationship in the plane of the image sensor 1002.

図6(b)は上記導波路下面の突起部3013−1を導波路3006の下部開口に対して、複数段重ねて成形している。上記導波路下面の突起部3013−1は斜めに傾けた形状に近似できるまで上記導波路下面の突起部3013−1を小さくしながら重ねて成形している。   In FIG. 6B, the protrusion 3013-1 on the lower surface of the waveguide is formed in a plurality of layers with respect to the lower opening of the waveguide 3006. The protruding portion 3013-1 on the lower surface of the waveguide is formed by overlapping the protruding portion 3013-1 on the lower surface of the waveguide while being reduced in size until it can be approximated to an obliquely inclined shape.

このような形状をとることで、層間絶縁膜3007と導波路下面の突起部3013−1の界面で光が反射し、前記ポリシリコン電極3012に対して遠い方向へ光が導かれる。このため、導波路3006の片側に光を集めることが可能となる。このため、フォトダイオード3010に近接するポリシリコン電極3012に対して、入射光量を減少させることが可能となる。   By adopting such a shape, light is reflected at the interface between the interlayer insulating film 3007 and the protrusion 3013-1 on the lower surface of the waveguide, and the light is guided in a direction far from the polysilicon electrode 3012. For this reason, light can be collected on one side of the waveguide 3006. For this reason, it is possible to reduce the amount of incident light with respect to the polysilicon electrode 3012 adjacent to the photodiode 3010.

図7を用いて、本発明の実施の形態2に係る撮像装置の作成法について述べる。まず図7(a)〜図7(d)は、図4(a)〜図4(d)と同様である。次に図7(e)に示すように、層間絶縁膜3007−2を形成する。たとえば、酸化シリコン膜を用いて、この層間絶縁膜3007−2を形成する。次に、図7(f)に示すように、フォトレジストマスク6002を形成する。   With reference to FIG. 7, a method of creating an imaging apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. First, FIGS. 7A to 7D are the same as FIGS. 4A to 4D. Next, as shown in FIG. 7E, an interlayer insulating film 3007-2 is formed. For example, this interlayer insulating film 3007-2 is formed using a silicon oxide film. Next, as shown in FIG. 7F, a photoresist mask 6002 is formed.

その後、シリコン基板3011の上面において、層間絶縁膜3007−2を形成する。
ここでは、図示を省略しているが、基板3011の面の上に下部絶縁膜(図示なし)を形成する。その後、下部絶縁膜(図示なし)上に、上部絶縁膜(図示なし)を形成する。そして、たとえば、ポリシリコンでポリシリコン電極3012を順次形成する。そして、この他に、いわゆるダマシンプロセスによって、上部絶縁膜に配線3008(図示なし)を順次形成する。配線3008は、たとえば、アルミニウムや銅などの金属材料で順次形成する。このようにして、内部にポリシリコン電極3012、配線3008を含むように、層間絶縁膜3007を形成する。そして、実施例1と同様にリソグラフィ技術を用いて、フォトレジストマスク6002を形成する。
Thereafter, an interlayer insulating film 3007-2 is formed on the upper surface of the silicon substrate 3011.
Although not shown here, a lower insulating film (not shown) is formed on the surface of the substrate 3011. Thereafter, an upper insulating film (not shown) is formed on the lower insulating film (not shown). Then, for example, polysilicon electrodes 3012 are sequentially formed from polysilicon. In addition, wiring 3008 (not shown) is sequentially formed in the upper insulating film by a so-called damascene process. The wiring 3008 is sequentially formed of a metal material such as aluminum or copper, for example. In this manner, the interlayer insulating film 3007 is formed so as to include the polysilicon electrode 3012 and the wiring 3008 therein. Then, a photoresist mask 6002 is formed using the lithography technique as in the first embodiment.

本実施形態においては、層間絶縁膜3007−2において、パッシベーション層3009を形成する領域の表面の一部が露出し、その他の領域が被覆されるように、このフォトレジストマスク6002を形成する。   In this embodiment, the photoresist mask 6002 is formed so that a part of the surface of the region where the passivation layer 3009 is formed is exposed and the other region is covered in the interlayer insulating film 3007-2.

つぎに、図7(g)に示すように、開口を形成する。ここでは、フォトレジストマスク6002を用いて、層間絶縁膜3007−2の一部をエッチング処理にて除去することで、この開口を、層間絶縁膜3007−2に形成する。   Next, an opening is formed as shown in FIG. Here, part of the interlayer insulating film 3007-2 is removed by etching using the photoresist mask 6002, so that the opening is formed in the interlayer insulating film 3007-2.

具体的には、図4(g)に示すように、層間絶縁膜3007−2においてフォトダイオード3010の受光面に対応する部分に、層間絶縁膜3007−2の開口部を形成する。   Specifically, as shown in FIG. 4G, an opening of the interlayer insulating film 3007-2 is formed in a portion corresponding to the light receiving surface of the photodiode 3010 in the interlayer insulating film 3007-2.

本実施形態においては、層間絶縁膜3007−2の開口部の側面が、フォトダイオード3010の受光面に垂直なz方向に沿っており、この層間絶縁膜3007−2の開口部にて受光面に沿ったxy面の方向の面が、フォトダイオード3010の受光面の面積よりも小さくかつ、ポリシリコン電極3012から距離を開けるように、この層間絶縁膜3007−2の開口部を形成する。ここでは、異方性のエッチング処理の実施にて、この層間絶縁膜3007−2の開口部の形成が行われる。   In this embodiment, the side surface of the opening of the interlayer insulating film 3007-2 is along the z direction perpendicular to the light receiving surface of the photodiode 3010, and the light receiving surface is formed at the opening of the interlayer insulating film 3007-2. The opening of this interlayer insulating film 3007-2 is formed so that the surface in the direction of the xy plane along the surface is smaller than the area of the light receiving surface of the photodiode 3010 and is spaced from the polysilicon electrode 3012. Here, the opening of the interlayer insulating film 3007-2 is formed by performing an anisotropic etching process.

ここでも、異方性のエッチング処理を実施する。これにより、パッシベーション層3009の表面が露出するまで、層間絶縁膜3007−2が垂直方向へエッチングされて、層間絶縁膜3007−2の開口部が形成される。そして、アッシング処理等の処理の実施によって、フォトレジストマスク6002を除去する。   Again, anisotropic etching is performed. Thus, the interlayer insulating film 3007-2 is etched in the vertical direction until the surface of the passivation layer 3009 is exposed, and an opening of the interlayer insulating film 3007-2 is formed. Then, the photoresist mask 6002 is removed by performing a process such as an ashing process.

つぎに、図7(h)に示すように、導波路下部の突起部3013−1を形成する。ここでは、層間絶縁膜3007−2の一部を除去して形成された開口部の内部に、導波路下部の突起部3013−1を形成する。   Next, as shown in FIG. 7H, a protrusion 3013-1 at the bottom of the waveguide is formed. Here, a protrusion 3013-1 at the lower part of the waveguide is formed inside an opening formed by removing a part of the interlayer insulating film 3007-2.

たとえば、プラズマCVD法によってシリコン窒化(SiN)膜を、平坦化膜3004−2の開口部内部に充填するように成膜後、CMP処理によって、その表面を平坦化する。このようにすることで、導波路下部の突起部3013−1が層間絶縁膜3007−2の開口部に形成される。   For example, after a silicon nitride (SiN) film is formed by plasma CVD so as to fill the opening of the planarization film 3004-2, the surface thereof is planarized by CMP treatment. By doing so, a protrusion 3013-1 at the bottom of the waveguide is formed in the opening of the interlayer insulating film 3007-2.

つぎに、図7(i)に示すように、導波路3006を形成する。ここでは、導波路下部の突起部3013−1と層間絶縁膜3007−2を被覆するように、層間絶縁膜3007−1形成が実施される。たとえば、層間絶縁膜3007−2の場合と同様に、酸化シリコン膜を用いて、この層間絶縁膜3007−1を形成する。   Next, as shown in FIG. 7I, a waveguide 3006 is formed. Here, the interlayer insulating film 3007-1 is formed so as to cover the protruding portion 3013-1 and the interlayer insulating film 3007-2 under the waveguide. For example, as in the case of the interlayer insulating film 3007-2, this interlayer insulating film 3007-1 is formed using a silicon oxide film.

つぎに、図7(j)に示すように、導波路3006の上部にフォトレジストマスク6003を形成する。そして、上記のフォトレジストマスク6002の場合と同様にして、リソグラフィ技術を用いて、層間絶縁膜3007−1上にフォトレジストマスク6003を形成する。   Next, as shown in FIG. 7J, a photoresist mask 6003 is formed on the waveguide 3006. Then, in the same manner as in the case of the above-described photoresist mask 6002, a photoresist mask 6003 is formed over the interlayer insulating film 3007-1 using a lithography technique.

本実施形態においては、層間絶縁膜3007−1において、導波路3006を形成する領域の表面が露出し、その他の領域が被覆されるように、このフォトレジストマスク6003を形成する。つぎに、図7(k)に示すように、層間絶縁膜3007−1の開口部を形成する。ここでは、フォトレジストマスク6003を用いて、層間絶縁膜3007−1の一部をエッチング処理にて除去することで、層間絶縁膜3007−1の開口部を形成する。具体的には、図7(k)に示すように、層間絶縁膜3007−1において、導波路3006に対応する部分を含むように、この層間絶縁膜3007−1の開口部を形成する。   In this embodiment, this photoresist mask 6003 is formed so that the surface of the region where the waveguide 3006 is formed is exposed and the other region is covered in the interlayer insulating film 3007-1. Next, as shown in FIG. 7K, an opening of the interlayer insulating film 3007-1 is formed. Here, an opening of the interlayer insulating film 3007-1 is formed by removing part of the interlayer insulating film 3007-1 by etching using the photoresist mask 6003. Specifically, as shown in FIG. 7K, the opening of the interlayer insulating film 3007-1 is formed so as to include a portion corresponding to the waveguide 3006 in the interlayer insulating film 3007-1.

本実施形態においては、層間絶縁膜3007−1の開口部の側面が、フォトダイオード3010の受光面に垂直なz方向に沿っており、この層間絶縁膜3007−1の開口部にてフォトダイオード3010の受光面に沿ったxy面の方向の面が、導波路下部の突起部3007−2の入射面の面積よりも大きくなるように、この層間絶縁膜3007−1の開口部を形成する。   In this embodiment, the side surface of the opening of the interlayer insulating film 3007-1 is along the z direction perpendicular to the light receiving surface of the photodiode 3010, and the photodiode 3010 is formed in the opening of the interlayer insulating film 3007-1. The opening of the interlayer insulating film 3007-1 is formed so that the surface in the direction of the xy plane along the light receiving surface is larger than the area of the incident surface of the protrusion 3007-2 at the bottom of the waveguide.

また、フォトダイオード3010の受光面に沿ったxy面の方向において、フォトダイオード3010の受光面の中心に、平坦化膜3004の開口部の中心が対応するように、この平坦化膜3004−2の開口部を形成する。たとえば、上述した層間絶縁膜3007−2の開口部の場合と同様に、異方性のエッチング処理の実施にて、この層間絶縁膜3007−1の開口部の形成が行われる。そして、アッシング処理等の処理によって、フォトレジストマスク6003を除去する。   In addition, in the direction of the xy plane along the light receiving surface of the photodiode 3010, the planarization film 3004-2 is arranged such that the center of the opening of the planarization film 3004 corresponds to the center of the light receiving surface of the photodiode 3010. An opening is formed. For example, as in the case of the opening of the interlayer insulating film 3007-2 described above, the opening of the interlayer insulating film 3007-1 is formed by performing an anisotropic etching process. Then, the photoresist mask 6003 is removed by a process such as an ashing process.

つぎに、図7(l)に示すように、導波路3006を形成する。ここでは、平坦化膜3004−2の一部を除去して形成された開口部の内部に、導波路3006を形成する。たとえば、層間絶縁膜3007−1の場合と同様にして、導波路3006が形成される。そして、この導波路3006が形成された表面を平坦化するように、平坦化膜300
2を形成する。
Next, as shown in FIG. 7L, a waveguide 3006 is formed. Here, a waveguide 3006 is formed inside an opening formed by removing a part of the planarizing film 3004-2. For example, the waveguide 3006 is formed in the same manner as in the case of the interlayer insulating film 3007-1. Then, the planarization film 300 is formed so as to planarize the surface on which the waveguide 3006 is formed.
2 is formed.

この後、図6(a)に示したように、カラーフィルタ3003,平坦化膜3002,集光レンズ3001を形成する。カラーフィルタ3003の形成方法は実施例1と同様である。この後、図6(a)に示すように、平坦化膜3004、カラーフィルタ3003、平坦化膜3002、集光レンズ3001を下から積層して形成して、撮像素子1001を完成させる。   Thereafter, as shown in FIG. 6A, a color filter 3003, a planarizing film 3002, and a condenser lens 3001 are formed. The formation method of the color filter 3003 is the same as that in the first embodiment. Thereafter, as shown in FIG. 6A, a planarization film 3004, a color filter 3003, a planarization film 3002, and a condenser lens 3001 are stacked from the bottom to complete the imaging device 1001.

次に図6(b)の作成方法について述べる。図8は発明の実施の形態2に係る撮像素子の作成法の一部を示したものである。図7(d)までは、先に述べた方法と同様である。   Next, a method for creating FIG. 6B will be described. FIG. 8 shows a part of a method of creating an image sensor according to the second embodiment of the invention. The method up to FIG. 7D is the same as the method described above.

次に、図8(m)に示すように、層間絶縁膜3007−4を形成する。次に、図8(n)に示すように、層間絶縁膜3007−4の上にフォトレジストマスク6004を形成する。次に、図8(o)に示すように、層間絶縁膜3007−4の開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 8M, an interlayer insulating film 3007-4 is formed. Next, as shown in FIG. 8N, a photoresist mask 6004 is formed on the interlayer insulating film 3007-4. Next, as shown in FIG. 8O, an opening of the interlayer insulating film 3007-4 is formed.

ここでは、フォトレジストマスク6004を用いて、平層間絶縁膜3007−4の一部をエッチング処理にて除去することで、層間絶縁膜3007−4の開口部を形成する。
具体的には、図5(n)に示すように、層間絶縁膜3007−4において、導波路下面の斜面形成部の一部3013−5に対応する部分を含むように、この平坦化膜3004−5の開口部を形成する。また、この平坦化膜3004−5開口部は、フォトダイオード3011の直上かつ、ポリシリコン電極3012から離れた位置に開ける。
そして、フォトレジストマスク6004を除去する。
Here, an opening of the interlayer insulating film 3007-4 is formed by removing a part of the flat interlayer insulating film 3007-4 by etching using the photoresist mask 6004.
Specifically, as shown in FIG. 5 (n), the planarizing film 3004 includes an interlayer insulating film 3007-4 so as to include a part corresponding to a part 3013-5 of the slope forming part on the lower surface of the waveguide. -5 openings are formed. The opening portion of the planarizing film 3004-5 is opened at a position immediately above the photodiode 3011 and away from the polysilicon electrode 3012.
Then, the photoresist mask 6004 is removed.

次に、図8(p)に示すように、層間絶縁膜3007−4の一部を除去して形成された開口部の内部に、導波路下面の斜面形成部の一部3013−5を形成し、さらに、層間絶縁膜3007−3を層間絶縁膜3007−4と導波路下面の斜面形成部の一部3013−5を覆うように形成する。   Next, as shown in FIG. 8P, a part 3013-5 of the slope forming part on the lower surface of the waveguide is formed inside the opening formed by removing a part of the interlayer insulating film 3007-4. Further, the interlayer insulating film 3007-3 is formed so as to cover the interlayer insulating film 3007-4 and a part 3013-5 of the slope forming portion on the lower surface of the waveguide.

次に、図8(q)に示すように、フォトレジストマスク6005を形成する。次に、図8(r)に示すように、層間絶縁膜3007−3の開口部を形成する。ここでは、フォトレジストマスク6004を用いて、平層間絶縁膜3007−3の一部をエッチング処理にて除去することで、層間絶縁膜3007−3の開口部を形成する。   Next, as shown in FIG. 8Q, a photoresist mask 6005 is formed. Next, as shown in FIG. 8R, an opening of the interlayer insulating film 3007-3 is formed. Here, an opening of the interlayer insulating film 3007-3 is formed by removing a part of the flat interlayer insulating film 3007-3 by etching using the photoresist mask 6004.

具体的には、図8(r)に示すように、層間絶縁膜3007−3において、導波路下面の斜面形成部の一部3013−4に対応する部分を含むように、この層間絶縁膜3007−3の開口部を形成する。また、この層間絶縁膜3007−3開口部は、フォトダイオード3010の直上かつ、導波路下面の斜面形成部の一部3013−5より広く開ける。   Specifically, as shown in FIG. 8R, the interlayer insulating film 3007-3 includes an interlayer insulating film 3007-3 so as to include a portion corresponding to a part 3013-4 of the slope forming portion on the lower surface of the waveguide. -3 openings are formed. Further, the opening of the interlayer insulating film 3007-3 is opened directly above the photodiode 3010 and wider than a part 3013-5 of the inclined surface forming portion on the lower surface of the waveguide.

次に、図8(s)に示すように、導波路下面の斜面形成部の一部3013−4を形成する。   Next, as shown in FIG. 8S, a part 3013-4 of the slope forming portion on the lower surface of the waveguide is formed.

上記、図8(p)から図8(s)の処理を光の波長より十分小さなスケールで積層を繰り返すことにより、図6(b)のように光学的には導波路下面に斜面を形成することが可能となる。この後、図6(b)に示すように、層間絶縁膜3007、導波路3006、平坦化膜3004、カラーフィルタ3003、平坦化膜3002、集光レンズ3001を下から積層して形成して、撮像素子1001を完成させる。   8B to 8S is repeated at a scale sufficiently smaller than the wavelength of light to optically form a slope on the lower surface of the waveguide as shown in FIG. 6B. It becomes possible. Thereafter, as shown in FIG. 6B, an interlayer insulating film 3007, a waveguide 3006, a planarizing film 3004, a color filter 3003, a planarizing film 3002, and a condenser lens 3001 are laminated from below, The image sensor 1001 is completed.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

上記のような構成をとることで、撮像素子への主光線入射角度が大きく変化する光学系を有する撮像装置において、フォトダイオード周辺のポリシリコン電極への漏れこみ光量を減少させ、光学特性の改善を提供することか可能となる。   By adopting the configuration as described above, in an image pickup apparatus having an optical system in which the chief ray incident angle to the image pickup device changes greatly, the amount of leakage light to the polysilicon electrode around the photodiode is reduced and the optical characteristics are improved. Can be provided.

1001 光学部、1002 撮像素子、1003 システムコントロール部、
1004 CPU、1005 ROM、1006 RAM、1007 DSP、
1008 外部インターフェース、1009 メモリ媒体、
1010 メモリ媒体コントローラ、1011 操作パネル、1012 ディスプレイ、
2001 合焦面、3001 集光レンズ、3002 平坦化膜、
3003 カラーフィルタ、3004 平坦化膜、3004−1 平坦化膜、
3004−2 平坦化膜、3004−3 平坦化膜、3004−4 平坦化膜、
3004−5 平坦化膜、3005−1 導波路上面の突起部、
3005−2 導波路上面の斜面形成部、
3005−3 導波路上面の斜面形成部の一部、
3005−4 導波路上面の斜面形成部の一部、3006 導波路、
3007 層間絶縁膜、3008 配線、3009 パッシベーション層、
3010 フォトダイオード、3011 シリコン基板、3012 ポリシリコン電極、
3013−1 導波路下面の突起部、3013−2 導波路下面の斜面形成部、
4100 フォトレジストマスク、4101 フォトレジストマスク、
4102 フォトレジストマスク、4103 フォトレジストマスク、
4104 フォトレジストマスク、6001 フォトレジストマスク、
6002 フォトレジストマスク、6003 フォトレジストマスク、
6004 フォトレジストマスク、6005 フォトレジストマスク、
9001 集光レンズ、9002 平坦化膜、9003 カラーフィルタ、
9004 平坦化膜、9006 導波路、9007 層間絶縁膜、9008 配線、
9009 パッシベーション層、9010 フォトダイオード、
9011 シリコン基板、9012 ポリシリコン電極
1001 Optical part, 1002 Image sensor, 1003 System control part,
1004 CPU, 1005 ROM, 1006 RAM, 1007 DSP,
1008 External interface, 1009 Memory medium,
1010 Memory medium controller, 1011 operation panel, 1012 display,
2001 focusing surface, 3001 condenser lens, 3002 flattening film,
3003 color filter, 3004 planarization film, 3004-1 planarization film,
3004-2 planarization film, 3004-3 planarization film, 3004-4 planarization film,
3004-5 planarization film, protrusion of 3005-1 waveguide upper surface,
3005-2 The slope forming part on the upper surface of the waveguide,
3005-3 A part of the slope forming part on the upper surface of the waveguide,
3005-4 part of the slope forming part on the upper surface of the waveguide, 3006 waveguide,
3007 Interlayer insulating film, 3008 wiring, 3009 passivation layer,
3010 photodiode, 3011 silicon substrate, 3012 polysilicon electrode,
3013-1 Projecting portion on the lower surface of the waveguide, 3013-2 Slope forming portion on the lower surface of the waveguide,
4100 photoresist mask, 4101 photoresist mask,
4102 photoresist mask, 4103 photoresist mask,
4104 photoresist mask, 6001 photoresist mask,
6002 photoresist mask, 6003 photoresist mask,
6004 photoresist mask, 6005 photoresist mask,
9001 condenser lens, 9002 planarization film, 9003 color filter,
9004 planarization film, 9006 waveguide, 9007 interlayer insulation film, 9008 wiring,
9009 passivation layer, 9010 photodiode,
9011 Silicon substrate, 9012 Polysilicon electrode

Claims (8)

想定される主光線に対し、導波路上面の投影面積が広くなるよう、導波路上面に段差を設けた撮像素子および、前記撮像素子への光の入射角度がズーム位置により異なる光学部を搭載したことを特徴とする撮像装置。 An imaging device having a step on the waveguide upper surface and an optical unit in which the incident angle of light to the imaging device differs depending on the zoom position so that the projected area of the waveguide upper surface is widened against the assumed principal ray An imaging apparatus characterized by that. 想定される主光線に対し、導波路上面の投影面積が広くなるよう、Si面に対して導波路上面に傾きを設けた撮像素子および、前記撮像素子への光の入射角度がズーム位置により異なる光学部を搭載したことを特徴とする撮像装置。 An imaging device in which the upper surface of the waveguide is inclined with respect to the Si surface, and the incident angle of light on the imaging device is different depending on the zoom position so that the projected area of the upper surface of the waveguide is larger than the assumed principal ray. An imaging apparatus comprising an optical unit. 導波路と導波路に最も近いSi面上のPolySi電極の間が開くよう、導波路下面に段差を設けた撮像素子および、前記撮像素子への光の入射角度がズーム位置により異なる光学部を搭載したことを特徴とする撮像装置。 Equipped with an image sensor that has a step on the bottom surface of the waveguide so that the gap between the waveguide and the PolySi electrode on the Si surface closest to the waveguide opens, and an optical unit in which the incident angle of light to the image sensor varies depending on the zoom position An imaging device characterized by the above. 導波路と導波路に最も近いSi面上のPolySi電極の間が開くよう、Si面に対して導波路下面に傾きを設けた撮像素子および、前記撮像素子への光の入射角度がズーム位置により異なる光学部を搭載した撮像装置。 An imaging device in which the waveguide lower surface is inclined with respect to the Si surface so that a gap between the waveguide and the PolySi electrode on the Si surface closest to the waveguide is opened, and the incident angle of light on the imaging device depends on the zoom position. An imaging device equipped with different optical units. 想定される傾いた主光線に対し、傾いた主光線の進行方向の導波路壁面が高くなるよう導波路上面に段差を設けた撮像素子を搭載したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein an imaging device having a step provided on an upper surface of the waveguide is mounted so that a waveguide wall surface in a traveling direction of the inclined principal ray is higher than an assumed principal ray. apparatus. 想定される傾いた主光線に対し、傾いた主光線の進行方向の導波路壁面が高くなるよう導波路上面に傾きを設けた撮像素子を搭載したことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 2, wherein an imaging device having an inclination on an upper surface of the waveguide is mounted so that a waveguide wall surface in a traveling direction of the inclined principal ray is higher than an assumed principal ray. apparatus. 導波路上面の段差量を画素ごとに異ならせ、各画素へ入射する主光線の入射角度と段差量を比例させた撮像素子を搭載したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, wherein an image pickup device is mounted in which a step amount on the upper surface of the waveguide is made different for each pixel and an incident angle of a principal ray incident on each pixel is made proportional to the step amount. 導波路上面の傾き量を画素ごとに異ならせ、各画素へ入射する主光線の入射角度と段差量を比例させた撮像素子を搭載したことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 2, wherein an image pickup device in which the amount of inclination of the upper surface of the waveguide is changed for each pixel and the incident angle of the chief ray incident on each pixel is proportional to the step amount is mounted.
JP2015154632A 2015-08-05 2015-08-05 Image pick-up device, and imaging apparatus Pending JP2017034168A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015154632A JP2017034168A (en) 2015-08-05 2015-08-05 Image pick-up device, and imaging apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015154632A JP2017034168A (en) 2015-08-05 2015-08-05 Image pick-up device, and imaging apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017034168A true JP2017034168A (en) 2017-02-09

Family

ID=57988810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015154632A Pending JP2017034168A (en) 2015-08-05 2015-08-05 Image pick-up device, and imaging apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017034168A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11688751B2 (en) Solid-state image pickup device, electronic apparatus, and manufacturing method
US10403665B2 (en) Two-dimensional solid-state image capture device with polarization member, color filter and light shielding layer for sub-pixel regions and polarization-light data processing method to obtain polarization direction and polarization component intensity
JP4733030B2 (en) Solid-state imaging device
JP6668036B2 (en) Imaging device and method for manufacturing the same, and imaging device and method for manufacturing the same
JP4479969B2 (en) Condensing element
TWI651563B (en) Lens array and manufacturing method thereof, solid-state imaging device and electronic device
KR102355053B1 (en) Image pickup element, image pickup device, and manufacturing device and method
US8969776B2 (en) Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus having an on-chip micro lens with rectangular shaped convex portions
JP5283371B2 (en) Solid-state image sensor
WO2020100431A1 (en) Light receiving device
JP2008135551A (en) Solid-state image sensing device
CN111052729B (en) Image pickup element and image pickup apparatus
US10665734B2 (en) Image sensor and image capturing apparatus
WO2012001834A1 (en) Solid-state imaging device
JP2017034168A (en) Image pick-up device, and imaging apparatus
JP2008258367A (en) Solid-state image pickup device, solid-state image pickup apparatus, and its manufacturing method
JP2010074218A (en) Solid-state image pickup element and method of manufacturing the same, and image pickup apparatus using the solid-state image pickup element
JP2005252391A (en) Imaging apparatus
JP2005203676A (en) Solid-state imaging device and method of manufacturing the same
EP4345902A1 (en) Image sensor and electronic apparatus including the same
JP2015015294A (en) Solid state imaging device and manufacturing method for the same, and electronic apparatus