JP2841037B2 - Ｃｃｄ固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
Ｃｃｄ固体撮像素子の製造方法Info
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Description
像素子及びその製造方法に関する。
を示す断面図である。図１を参照すると、基板上に一定
の間隔で形成される複数個の光電変換素子、即ちフォト
ダイオード１と、前記フォトダイオード１の間に形成さ
れた複数個の垂直電荷転送領域ＶＣＣＤ２と、これらの
フォトダイオード１とＶＣＣＤ２上に表面が平坦になる
ように形成された下層平坦層３と、その下層平坦層３上
の各々該当する位置に形成された染色層４ａ、４ｂ、４
ｃと、その染色層４ａ、４ｂ、４ｃ及び露出した下層平
坦層３の表面上に平坦な平面を有するように形成された
上層平坦層５と、そして上層平坦層５上に形成される複
数個の半球形のマイクロレンズ６とから構成される。図
１において、７はセル間を区分するためのパッドであ
る。
ード１とＶＣＣＤ２上に下層平坦層３を形成させて、そ
の下層平坦層３の上に染色層４ａ、４ｂ、４ｃを形成す
る。その染色層４ａ、４ｂ、４ｃは互いに異なる形であ
るためにそれらの表面は平坦でない。そのため、さらに
上層平坦層５を形成しなければならない。
固体撮像素子の製造において、フォトダイオード１から
マイクロレンズ６までの厚さが厚くなるので、全体的に
光透過率が低下するという問題点がある。しかも、厚さ
に起因してマイクロレンズ６に入射する光をフォトダイ
オード１に集束させるうち、光が損失され、発散し易
く、散乱する現象等による集束率が低下するという問題
点がある。
めに、光の集束率と透過率を増大させることのできるＣ
ＣＤ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。
に、本発明の固体撮像装置は、基板と、前記基板上に一
定の間隔で形成された複数個の光電変換素子と、前記光
電変換素子の間に形成された複数個のＶＣＣＤ（垂直電
荷転送領域）と、前記光電変換素子とＶＣＣＤ上に形成
され、表面側の光電変換素子と対応する位置に複数個の
半球形リセスを有する平坦層と、互いに異なる色相を持
ち、前記リセス内に形成される複数個の染色層と、前記
染色層と下層平坦層の表面上に形成された上層平坦層
と、そして、前記上層平坦層上で前記光電変換素子に対
応する位置に形成されたマイクロレンズと、から構成さ
れることを特徴とする。
を施して凹レンズ状に染色層４を形成した後、上層平坦
層５を形成し、上層平坦層５上にマイクロレンズ６を形
成する製造方法及びその装置に関するものである。
する。図２（ａ）に示すように、基板上に一定の間隔で
複数個のフォトダイオード１を形成し、そのフォトダイ
オード１の間に複数個の垂直電荷転送領域ＶＣＣＤ２を
形成する。そのフォトダイオード１とその垂直電荷転送
領域ＶＣＣＤ２及び露出した基板上にプロメリット酸
（ｐｒｏｍｅｒｉｔｅ ｅｃｉｄ）に無水チアミンと芳
香族チアミンから誘導された重縮合体で耐熱性の良いポ
リイミド系の物質を用いて下層平坦層３を形成する。そ
の後、図２（ｂ）のように前記ポリイミド系の物質を２
００℃で熱硬化させることにより固い物質とする。そし
て図２（ｃ）のように、その垂直電荷転送領域ＶＣＣＤ
２上に垂直電荷転送領域の幅よりは小さくフォトレジス
ト８を塗布して、フォトリソグラフィ工程によるエッチ
ングマスク作業をし、図２（ｄ）のように等方性エッチ
ングにより下層平坦層３を複数個の半球形の凹レンズ状
にエッチングする。図３（ｅ）のようにフォトレジスト
８を除去する。半球形の凹レンズ状にエッチングされた
下層平坦層３のみを残した後、カラーＣＣＤを作る工程
を行う。図２（ｆ）のように、高分子化合物染色層を顔
料噴射及び染色法を用いてマゼンタ４ｄ、シアン４ｅ、
黄色４ｃ、緑色４ｆ等の色毎に染色層４ｄ、４ｅ、４
ｃ、４ｆを形成する。この際、従来では赤色式にして顔
料が積もるに伴ってＣＣＤ全体の厚さが増加したが、本
発明では下層平坦層３に同一平面となるように染色層を
形成してカラーＣＣＤを作る方法を採用したので、ＣＣ
Ｄ全体の高さをそれだけ低くすることができた。図２
（ｇ）のように、下層平坦層３と染色層４との表面に上
層平坦層５を作り、図２（ｈ）のようにフォトダイオー
ド１に垂直に入射光が集束される程度の曲率を有するマ
イクロレンズ６を上層平坦層５の上の各染色層の位置に
作る。この際、マイクロレンズ６は受光し得る範囲が広
くなるので、曲率半径が大きければ大きい程マイクロレ
ンズ６を構成する物質の曲折率は小さいのが良い。そし
て、上層平坦層５の物質と染色層の物質は屈折率がマイ
クロレンズより大きいもの、即ち２．０以上と大きいも
のがよい。尚、染色層４で形成された凸レンズの曲率半
径は、受光部である前記フォトダイオード１の面積に比
べてマイクロレンズ６よりは小さくなければならない。
これは凸レンズを通過した入射光がフォトダイオード１
の面積を超える状況が発生せず、屈折率も前記マイクロ
レンズ６よりは大きいものがさらに効果的であるためで
ある。
形マスクの角の部分を三角形とする。従って、染色層４
ｄ、４ｅ、４ｃ、４ｆを作るために等方性エッチングを
施すとき、円い模様の半球形リセスを形成できる。その
リセスに顔料を噴射してマゼンタ層４ｄ、シアン層４
ｅ、黄色層４ｃ、緑色層４ｆを構成してカラー染色層を
完成する。
平坦層５に対して垂直線上にそのマイクロレンズ６に入
射し、前記マイクロレンズ６は入射した光をその屈折率
で屈折させて集光させる。集光された入射光をその染色
層４であるレンズで屈折する。屈折された入射光が受光
部であるそのフォトダイオード１に垂直に入射されるの
で、スミア（ｓｍｅａｒ）を減少し且つ感度を極大化す
ることができる。
化に伴うチップの軽薄短小化に適する。下層平坦層３に
半球形のリセスを形成させ、そこに顔料をつめて染色層
としたので各染色層が凸レンズの役を果たす。したがっ
て、マイクロレンズ６から受光部であるフォトダイオー
ド１までの全高さが低くなってそれだけ透過率が向上す
る。上記のように平坦層３をエッチングした部分に生成
した染色層４が凸レンズの役を果たし、最上層部のマイ
クロレンズ６で上層平坦層５に対して垂直線上に入射さ
れる光をフォトダイオードの面に対して垂直に入射させ
ることができ、画像が不鮮明になるスミア現象を防止
し、感度を向上させる効果がある。
図である。
を示す断面図である。
を示す断面図である。
すダイアグラムである。
Ｄ）、３…下層平坦層、４…染色層、４ａ…赤色層、４
ｂ…青色層、４ｃ…黄色層、４ｄ…マゼンタ層、４ｅ…
シアン層、４ｆ…緑色層、５…上層平坦層、６…マイク
ロレンズ、７…パッド、８…フォトレジスタ、９…マス
ク。
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に一定の間隔で、受光部である複
数個の光電変換素子を形成するステップと、 前記光電変換素子の間に垂直電荷転送領域（ＶＣＣＤ）
を形成するステップと、 前記露出した基板の表面上及び光電変換素子と前記ＶＣ
ＣＤ上に下層平坦層を形成するステップと、 前記下層平坦層を熱により硬化させるステップと、 前記熱硬化された下層平坦層に感光膜を塗布してエッチ
ングマスク作業を行うステップと、 前記エッチングマスク作業後に、等方性エッチングを行
うステップと、 前記等方性エッチングにより複数個の半球形リセスを形
成するステップと、 前記エッチングが完了した後、感光膜を除去するステッ
プと、 前記下層平坦層の複数個の半球形リセスに複数個のカラ
ーで染色した染色層を形成するステップと、 前記染色層上に上層平坦層を形成するステップと、 前記上層平坦層上に光電変換素子に対応する適切な屈折
率を有するマイクロレンズを形成するステップと、 を具備することを特徴とするＣＣＤ固体撮像素子の製造
方法。 - 【請求項２】 前記マスクは四角形の四つのエッジ部分
を残してエッチングした後、半球形の凹レンズを作るこ
とを特徴とする請求項１記載のＣＣＤ固体撮像素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7209332A JP2841037B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | Ｃｃｄ固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7209332A JP2841037B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | Ｃｃｄ固体撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945885A JPH0945885A (ja) | 1997-02-14 |
| JP2841037B2 true JP2841037B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=16571199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7209332A Expired - Fee Related JP2841037B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | Ｃｃｄ固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
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-
1995
- 1995-07-26 JP JP7209332A patent/JP2841037B2/ja not_active Expired - Fee Related
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