JP2719238B2 - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその製造方法Info
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- JP2719238B2 JP2719238B2 JP3037171A JP3717191A JP2719238B2 JP 2719238 B2 JP2719238 B2 JP 2719238B2 JP 3037171 A JP3037171 A JP 3037171A JP 3717191 A JP3717191 A JP 3717191A JP 2719238 B2 JP2719238 B2 JP 2719238B2
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- microlens
- imaging device
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各受光部上にそれぞれ
マイクロレンズを有する固体撮像素子及びその製造方法
に関するものである。
マイクロレンズを有する固体撮像素子及びその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロレンズを有するＣＣＤ固
体撮像素子の構成を図３に示す。１はマイクロレンズ，
２はホトダイオード，３はシリコン基板，４は垂直ＣＣ
Ｄ部，５はポリシリコン電極，７はシリコン酸化膜，８
は平坦化膜，１０は空気又は不活性ガス層を示す。
体撮像素子の構成を図３に示す。１はマイクロレンズ，
２はホトダイオード，３はシリコン基板，４は垂直ＣＣ
Ｄ部，５はポリシリコン電極，７はシリコン酸化膜，８
は平坦化膜，１０は空気又は不活性ガス層を示す。
【０００３】マイクロレンズ１は、ホトダイオード２に
入射する光の量を増し、感度を上げる目的で形成され
る。このマイクロレンズ１を構成する材料は透明樹脂で
あり、アクリル樹脂やポリスチレン等が使われている。
該透明樹脂の表面の反射率は５〜１０％程度である。し
かし、このマイクロレンズ表面に光の反射防止膜は、形
成されていない。
入射する光の量を増し、感度を上げる目的で形成され
る。このマイクロレンズ１を構成する材料は透明樹脂で
あり、アクリル樹脂やポリスチレン等が使われている。
該透明樹脂の表面の反射率は５〜１０％程度である。し
かし、このマイクロレンズ表面に光の反射防止膜は、形
成されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＣＣＤ固体撮像素子
は、近年感度の向上が著しく、人間の目よりも優れたも
のが製造されるようになった。そして、マイクロレンズ
の表面に光の反射防止膜を形成する技術が確立できれ
ば、さらに感度を向上させ、夜間等の安全面への用途が
拡大する。
は、近年感度の向上が著しく、人間の目よりも優れたも
のが製造されるようになった。そして、マイクロレンズ
の表面に光の反射防止膜を形成する技術が確立できれ
ば、さらに感度を向上させ、夜間等の安全面への用途が
拡大する。
【０００５】しかし、厚さ０．１〜０．２μｍ程度の膜
を、図３に示す様な縦横幅５μｍ〜１０μｍ，厚さ２μ
ｍ〜４μｍ程度の微細な凸レンズの表面に形成する技術
は、従来全くなかった。例えば、半導体素子の表面に高
分子樹脂の膜を形成するのに、一般に用いられるスピン
コート法を用いるとマイクロレンズの凸部の為に塗布ム
ラを生じる。
を、図３に示す様な縦横幅５μｍ〜１０μｍ，厚さ２μ
ｍ〜４μｍ程度の微細な凸レンズの表面に形成する技術
は、従来全くなかった。例えば、半導体素子の表面に高
分子樹脂の膜を形成するのに、一般に用いられるスピン
コート法を用いるとマイクロレンズの凸部の為に塗布ム
ラを生じる。
【０００６】本発明は、マイクロレンズ表面に均一の厚
さの反射防止膜を有する固体撮像素子及びその製造方法
を提供することを目的とする。
さの反射防止膜を有する固体撮像素子及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明で
ある固体撮像素子は、マイクロレンズ表面に厚さが均一
な反射防止膜を有することを特徴とする。
ある固体撮像素子は、マイクロレンズ表面に厚さが均一
な反射防止膜を有することを特徴とする。
【０００８】また、請求項２記載の本発明である固体撮
像素子の製造方法は、フッ素を含むエポキシ樹脂又はポ
リエステル樹脂又はメタクリル樹脂又はフェノール樹脂
を溶した、エーテル分子又はケトン分子中に含まれる水
素原子をフッ素原子に置換した溶媒の単分子膜をマイク
ロレンズ表面に積層し、反射防止膜を形成することを特
徴とする。
像素子の製造方法は、フッ素を含むエポキシ樹脂又はポ
リエステル樹脂又はメタクリル樹脂又はフェノール樹脂
を溶した、エーテル分子又はケトン分子中に含まれる水
素原子をフッ素原子に置換した溶媒の単分子膜をマイク
ロレンズ表面に積層し、反射防止膜を形成することを特
徴とする。
【０００９】
【作用】上記請求項１記載の本発明を用いることによっ
て、マイクロレンズに入射する光に対する反射率を低減
することができる。
て、マイクロレンズに入射する光に対する反射率を低減
することができる。
【００１０】また、上記請求項２記載の本発明を用いる
ことによって、所望の厚さの反射防止膜を均一の厚さで
マイクロレンズの表面に形成することができる。
ことによって、所望の厚さの反射防止膜を均一の厚さで
マイクロレンズの表面に形成することができる。
【００１１】
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説
明する。
明する。
【００１２】図１に請求項１記載の本発明の固体撮像素
子の構成図を示す。１はマイクロレンズ，２はホトダイ
オード，３はシリコン基板，４は垂直ＣＣＤ部，５はポ
リシリコン電極，６は反射防止膜，７はシリコン酸化
膜，８は平坦化膜，１０は空気又は不活性ガス層であ
る。図１に示す様に、請求項１記載の本発明の固体撮像
素子のマイクロレンズ１は、表面上に反射防止膜６が厚
さが均一で形成されている。この反射防止膜６の材料に
は、フッ素を含むアクリル樹脂又はポリエステル樹脂又
はメタクリル樹脂又はフェノール樹脂（以下「フッ素含
有樹脂」という）が用いられている。
子の構成図を示す。１はマイクロレンズ，２はホトダイ
オード，３はシリコン基板，４は垂直ＣＣＤ部，５はポ
リシリコン電極，６は反射防止膜，７はシリコン酸化
膜，８は平坦化膜，１０は空気又は不活性ガス層であ
る。図１に示す様に、請求項１記載の本発明の固体撮像
素子のマイクロレンズ１は、表面上に反射防止膜６が厚
さが均一で形成されている。この反射防止膜６の材料に
は、フッ素を含むアクリル樹脂又はポリエステル樹脂又
はメタクリル樹脂又はフェノール樹脂（以下「フッ素含
有樹脂」という）が用いられている。
【００１３】次に、請求項２記載の製造方法について述
べる。まず、所定の溶媒にフッ素含有樹脂を溶解する。
溶媒として用いることのできるものは、エーテル又はケ
トンに於ける水素原子をフッ素原子で置換したものであ
る。フッ素含有樹脂の比率は１０％以下、望ましくは５
％以下である。１０％を超えると前記フッ素樹脂の粘度
が高くなり、単分子膜及び薄膜の形成が困難になるため
である。
べる。まず、所定の溶媒にフッ素含有樹脂を溶解する。
溶媒として用いることのできるものは、エーテル又はケ
トンに於ける水素原子をフッ素原子で置換したものであ
る。フッ素含有樹脂の比率は１０％以下、望ましくは５
％以下である。１０％を超えると前記フッ素樹脂の粘度
が高くなり、単分子膜及び薄膜の形成が困難になるため
である。
【００１４】次にラングミュア・ブロジェット法（以下
「ＬＢ法」という）又は水面キャスト法を用いて、マイ
クロレンズ１の表面に上記フッ素樹脂の単分子膜９を積
層させ、反射防止膜６を形成する。図２にＬＢ法の原理
を示す。
「ＬＢ法」という）又は水面キャスト法を用いて、マイ
クロレンズ１の表面に上記フッ素樹脂の単分子膜９を積
層させ、反射防止膜６を形成する。図２にＬＢ法の原理
を示す。
【００１５】本発明に於いて、ＬＢ法は、主に分子数の
小さな揮発性の高い溶媒を用いる場合に行われる。ＬＢ
法を行う場合は、水面上に上記フッ素含有樹脂溶液を滴
下する。滴下後、揮発性の高い溶液は、大部分が蒸発
し、フッ素含有樹脂が残る。水面上の単分子膜に表面圧
を十分にかけ、固体膜９の状態を保つ（図２（ａ））。
次に、図２（ｂ）〜（ｄ）に示す様に、該単分子膜９を
横切る方向にウェハー又はチップを上下させる。所望の
膜厚が得られるまで単分子膜をマイクロレンズ１の表面
に累積させる。その後、必要に応じてベーキングし単分
子膜積層膜の溶媒分子を除去してマイクロレンズ１との
密着性を上げる。これにより、フッ素含有樹脂から成る
均一な厚さの反射防止膜が形成される。
小さな揮発性の高い溶媒を用いる場合に行われる。ＬＢ
法を行う場合は、水面上に上記フッ素含有樹脂溶液を滴
下する。滴下後、揮発性の高い溶液は、大部分が蒸発
し、フッ素含有樹脂が残る。水面上の単分子膜に表面圧
を十分にかけ、固体膜９の状態を保つ（図２（ａ））。
次に、図２（ｂ）〜（ｄ）に示す様に、該単分子膜９を
横切る方向にウェハー又はチップを上下させる。所望の
膜厚が得られるまで単分子膜をマイクロレンズ１の表面
に累積させる。その後、必要に応じてベーキングし単分
子膜積層膜の溶媒分子を除去してマイクロレンズ１との
密着性を上げる。これにより、フッ素含有樹脂から成る
均一な厚さの反射防止膜が形成される。
【００１６】次に、水面キャスト法を行う場合は、フッ
素樹脂溶液を水面上にスポイト等で数滴滴下することに
より展開すれば、厚さ数１００Åの薄膜が得られる。次
に必要とあらば酸素雰囲気中で放電することにより、マ
イクロレンズ１表面を酸化し、親水性にして、吸着性を
高める。その後、ＬＢ法と同様に、ウェハー又はチップ
を上下させることによってマイクロレンズ１の表面に単
分子膜を積層させるか、あるいはウェハー又はチップを
水平に保ちながら水面にできるだけ近づけたのち、わず
かに傾けて一端から薄膜に接触させ、単分子膜をマイク
ロレンズ１上に付着させる。その後ＬＢ法と同様にベー
キングし、マイクロレンズ１との密着性を上げる。
素樹脂溶液を水面上にスポイト等で数滴滴下することに
より展開すれば、厚さ数１００Åの薄膜が得られる。次
に必要とあらば酸素雰囲気中で放電することにより、マ
イクロレンズ１表面を酸化し、親水性にして、吸着性を
高める。その後、ＬＢ法と同様に、ウェハー又はチップ
を上下させることによってマイクロレンズ１の表面に単
分子膜を積層させるか、あるいはウェハー又はチップを
水平に保ちながら水面にできるだけ近づけたのち、わず
かに傾けて一端から薄膜に接触させ、単分子膜をマイク
ロレンズ１上に付着させる。その後ＬＢ法と同様にベー
キングし、マイクロレンズ１との密着性を上げる。
【００１７】以上の様にして、形成された反射防止膜の
厚さの適用範囲は、マイクロレンズの屈折率やフッ素含
有樹脂の屈折率、マイクロレンズの厚さ、さらに入射光
の波長等により変わってくるが、０．０５〜０．５μｍ
程度となる。
厚さの適用範囲は、マイクロレンズの屈折率やフッ素含
有樹脂の屈折率、マイクロレンズの厚さ、さらに入射光
の波長等により変わってくるが、０．０５〜０．５μｍ
程度となる。
【００１８】本発明は、固体撮像素子に於けるマイクロ
レンズに反射防止膜を設けることを特徴とするが、他
に、液晶表示装置（ＬＣＤ）に於いても実施可能であ
る。
レンズに反射防止膜を設けることを特徴とするが、他
に、液晶表示装置（ＬＣＤ）に於いても実施可能であ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、請求項１記
載の本発明の固体撮像素子を用いることにより、該固体
撮像素子の感度は、例えば、Ｆ４で１０００ＬＸの条件
で、約５〜１０％向上する。尚、表面反射率は、従来の
固体撮像素子に於いては、５〜１０％であるのに対し、
本発明の固体撮像素子では、１〜５％程度に減少した。
また、請求項２記載の固体撮像素子の製造方法を用いる
ことにより、マイクロレンズ表面上にムラなく厚さ均一
に、所望の反射防止膜を形成することができる。
載の本発明の固体撮像素子を用いることにより、該固体
撮像素子の感度は、例えば、Ｆ４で１０００ＬＸの条件
で、約５〜１０％向上する。尚、表面反射率は、従来の
固体撮像素子に於いては、５〜１０％であるのに対し、
本発明の固体撮像素子では、１〜５％程度に減少した。
また、請求項２記載の固体撮像素子の製造方法を用いる
ことにより、マイクロレンズ表面上にムラなく厚さ均一
に、所望の反射防止膜を形成することができる。
【図１】本発明の固体撮像素子の構造断面図である。
【図２】ＬＢ法の原理を示す図である。
【図３】従来の固体撮像素子の構造断面図である。
１ マイクロレンズ ２ ホトダイオード ３ シリコン基板 ４ 垂直ＣＣＤ部 ５ ポリシリコン電極 ６ 反射防止膜 ７ シリコン酸化膜 ８ 平坦化膜 ９ 単分子膜 １０ 空気又は不活性ガス層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−259256（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−223371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−38989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−192001（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−1527（ＪＰ，Ａ) 日本学術振興会薄膜第131委員会編, 「薄膜ハンドブック」，第１版，株式会 社オーム社，昭和58年12月10日，Ｐ. 268−270 高分子学会高分子辞典編集委員会編, 「新版高分子辞典」，初版，株式会社朝 倉書店，1988年11月25日，Ｐ．230−231
Claims (2)
- 【請求項１】 各受光部上にそれぞれマイクロレンズを
有する固体撮像素子に於いて、上記マイクロレンズ上
に、所定の厚さのフッ素含有樹脂膜から成る反射防止膜
を形成したことを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 各受光部上にそれぞれマイクロレンズを
有する固体撮像素子に於いて、エーテル又はケトンに於
ける水素原子をフッ素原子で置換した溶媒にフッ素含有
樹脂を溶解させた溶液の単分子膜をＬＢ法又は水面キャ
スト法により、マイクロレンズ上に積層し、上記マイク
ロレンズ上に所定の厚さのフッ素含有樹脂膜からなる反
射防止膜を形成することを特徴とする請求項１記載の固
体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037171A JP2719238B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037171A JP2719238B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275459A JPH04275459A (ja) | 1992-10-01 |
| JP2719238B2 true JP2719238B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=12490152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3037171A Expired - Fee Related JP2719238B2 (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2719238B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7619678B2 (en) | 2005-11-18 | 2009-11-17 | Panasonic Corporation | Solid state imaging device and method for manufacturing the same |
| US7750360B2 (en) | 2007-08-06 | 2010-07-06 | Panasonic Corporation | Solid-state image pickup device |
| US7932948B2 (en) | 2005-07-20 | 2011-04-26 | Panasonic Corporation | Solid-state image sensing device having a layer on microlens and method for fabricating the same |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6583438B1 (en) | 1999-04-12 | 2003-06-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device |
| JP4123667B2 (ja) * | 2000-01-26 | 2008-07-23 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
| US8093672B2 (en) | 2005-10-28 | 2012-01-10 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device |
| JP5453947B2 (ja) * | 2009-06-17 | 2014-03-26 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
| JP5423758B2 (ja) * | 2011-09-29 | 2014-02-19 | 王子ホールディングス株式会社 | 単粒子膜および微細構造体 |
| JP5922013B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2016-05-24 | 富士フイルム株式会社 | 光学部材セット及びこれを用いた固体撮像素子 |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3037171A patent/JP2719238B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 日本学術振興会薄膜第１３１委員会編，「薄膜ハンドブック」，第１版，株式会社オーム社，昭和５８年１２月１０日，Ｐ．２６８−２７０ |
| 高分子学会高分子辞典編集委員会編，「新版高分子辞典」，初版，株式会社朝倉書店，１９８８年１１月２５日，Ｐ．２３０−２３１ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7932948B2 (en) | 2005-07-20 | 2011-04-26 | Panasonic Corporation | Solid-state image sensing device having a layer on microlens and method for fabricating the same |
| US8223250B2 (en) | 2005-07-20 | 2012-07-17 | Panasonic Corporation | Solid-state image sensing device |
| US7619678B2 (en) | 2005-11-18 | 2009-11-17 | Panasonic Corporation | Solid state imaging device and method for manufacturing the same |
| US7750360B2 (en) | 2007-08-06 | 2010-07-06 | Panasonic Corporation | Solid-state image pickup device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04275459A (ja) | 1992-10-01 |
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