JP2910161B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JP2910161B2 JP2910161B2 JP2139633A JP13963390A JP2910161B2 JP 2910161 B2 JP2910161 B2 JP 2910161B2 JP 2139633 A JP2139633 A JP 2139633A JP 13963390 A JP13963390 A JP 13963390A JP 2910161 B2 JP2910161 B2 JP 2910161B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、有効画素部に隣接してオプティカルブラッ
ク部が設けられる固体撮像素子に関する。
ク部が設けられる固体撮像素子に関する。
〔発明の概要〕 本発明は、有効画素部に隣接してオプティカルブラッ
ク部が設けられる固体撮像素子において、入射光がオプ
ティカルブラック部では反射防止膜に集光される構造と
することや、オプティカルブラック部の集光レンズの集
光率を有効画素部のそれよりも低くすることにより、フ
レアのレベルを大幅に改善するものである。
ク部が設けられる固体撮像素子において、入射光がオプ
ティカルブラック部では反射防止膜に集光される構造と
することや、オプティカルブラック部の集光レンズの集
光率を有効画素部のそれよりも低くすることにより、フ
レアのレベルを大幅に改善するものである。
一般に、CCDイメージャの如き固体撮像素子では、有
効に光電変換を行う有効画素部に隣接して、黒レベルを
検出するためのオプティカルブラック部が配される。こ
のオプティカルブラック部は、通常、アルミニウム膜か
らなる遮光膜が覆うように形成されている。また、高感
度化を図るための技術として、チップ上に直接画素毎に
形成されるオンチップ・マイクロレンズを用いた技術が
知られる（例えば、日経マイクロデバイス,6月号,1990
年，第91頁〜第92頁，日経BP社発行参照）。
効に光電変換を行う有効画素部に隣接して、黒レベルを
検出するためのオプティカルブラック部が配される。こ
のオプティカルブラック部は、通常、アルミニウム膜か
らなる遮光膜が覆うように形成されている。また、高感
度化を図るための技術として、チップ上に直接画素毎に
形成されるオンチップ・マイクロレンズを用いた技術が
知られる（例えば、日経マイクロデバイス,6月号,1990
年，第91頁〜第92頁，日経BP社発行参照）。
第６図は、オンチップ・マイクロレンズを形成したCC
Dイメージャの断面図である。シリコン基板100の表面に
は、略等間隔で複数のセンサー部101が形成されてい
る。有効画素部での各センサー部101の間の領域上や、
オプティカルブラック部上は、アルミニウム膜からなる
遮光膜102に覆われている。その遮光膜102上には、反射
防止のための染色層103が形成されており、この染色層1
03によりフレアの低減がなされる。そして、各センサー
部101上には、各画素毎に集光レンズ106が形成されてお
り、各集光レンズ106によりセンサー部101に光が集めら
れる。これら集光レンズ106は、プロセス上のムラを低
減するために、本来必要な有効画素部上のみならずオプ
ティカルブラック部上にも延長して形成される。すなわ
ち、オプティカルブラック部と有効画素部の間の境界面
で連続性を持たせないで有効画素部内のみに集光レンズ
106を形成した場合は、集光レンズ106の曲率が有効画素
部の中心部と境界部で変化してしまい、感度のムラが発
生することになり、それを防ぐために本来不要なオプテ
ィカルブラック部上にも集光レンズ106を連続的に形成
している。
Dイメージャの断面図である。シリコン基板100の表面に
は、略等間隔で複数のセンサー部101が形成されてい
る。有効画素部での各センサー部101の間の領域上や、
オプティカルブラック部上は、アルミニウム膜からなる
遮光膜102に覆われている。その遮光膜102上には、反射
防止のための染色層103が形成されており、この染色層1
03によりフレアの低減がなされる。そして、各センサー
部101上には、各画素毎に集光レンズ106が形成されてお
り、各集光レンズ106によりセンサー部101に光が集めら
れる。これら集光レンズ106は、プロセス上のムラを低
減するために、本来必要な有効画素部上のみならずオプ
ティカルブラック部上にも延長して形成される。すなわ
ち、オプティカルブラック部と有効画素部の間の境界面
で連続性を持たせないで有効画素部内のみに集光レンズ
106を形成した場合は、集光レンズ106の曲率が有効画素
部の中心部と境界部で変化してしまい、感度のムラが発
生することになり、それを防ぐために本来不要なオプテ
ィカルブラック部上にも集光レンズ106を連続的に形成
している。
ところが、集光レンズ106をオプティカルブラック部
上も連続的に形成した場合には、その集光レンズ106に
よって集光率が増加し、オプティカルブラック部上の遮
光膜102での反射によるフレアは、より強調されること
になる。特に、斜め方向の光線は、シールガラス107の
臨界角以下の角度で全反射となるために、有効画素部で
再結像することがあり、フレアやゴーストが顕著とな
る。
上も連続的に形成した場合には、その集光レンズ106に
よって集光率が増加し、オプティカルブラック部上の遮
光膜102での反射によるフレアは、より強調されること
になる。特に、斜め方向の光線は、シールガラス107の
臨界角以下の角度で全反射となるために、有効画素部で
再結像することがあり、フレアやゴーストが顕著とな
る。
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、フレア
のレベルを大幅に改善するような固体撮像素子の提供を
目的とする。
のレベルを大幅に改善するような固体撮像素子の提供を
目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明の固体撮像素子
は、有効画素部に隣接してオプティカルブラック部が設
けられる固体撮像素子において、そのオプティカルブラ
ック部では反射防止膜に入射光が集光されることを特徴
とする。このオプティカルブラック部では反射防止膜に
入射光が集光される構造としては、例えば、オプティカ
ルブラック部では反射防止膜を全面に形成する構造や、
オプティカルブラック部上の集光レンズに対応した領域
に反射防止膜を設ける構造や、集光レンズが形成される
ピッチを有効画素部に比べてオプティカルブラック部で
は半画素分ずらせる構造とする等が挙げられる。
は、有効画素部に隣接してオプティカルブラック部が設
けられる固体撮像素子において、そのオプティカルブラ
ック部では反射防止膜に入射光が集光されることを特徴
とする。このオプティカルブラック部では反射防止膜に
入射光が集光される構造としては、例えば、オプティカ
ルブラック部では反射防止膜を全面に形成する構造や、
オプティカルブラック部上の集光レンズに対応した領域
に反射防止膜を設ける構造や、集光レンズが形成される
ピッチを有効画素部に比べてオプティカルブラック部で
は半画素分ずらせる構造とする等が挙げられる。
また、他の本発明の固体撮像素子は、有効画素部に隣
接してオプティカルブラック部が設けられる固体撮像素
子において、そのオプティカルブラック部の集光レンズ
の集光率は上記有効画素部の集光レンズのそれよりも低
くされることを特徴とする。そのオプティカルブラック
部のより低い集光率の集光レンズは、レンズ形状を有し
ない平坦な膜自体である場合も含む。
接してオプティカルブラック部が設けられる固体撮像素
子において、そのオプティカルブラック部の集光レンズ
の集光率は上記有効画素部の集光レンズのそれよりも低
くされることを特徴とする。そのオプティカルブラック
部のより低い集光率の集光レンズは、レンズ形状を有し
ない平坦な膜自体である場合も含む。
オプティカルブラック部で反射防止膜に入射光を集光
させることにより、フレア成分が集光レンズにより集光
され強調されたとしても反射防止膜に吸収されてしま
う。従って、オンチップ・マイクロレンズ構造におい
て、フレアの大幅な低減がなされることになる。
させることにより、フレア成分が集光レンズにより集光
され強調されたとしても反射防止膜に吸収されてしま
う。従って、オンチップ・マイクロレンズ構造におい
て、フレアの大幅な低減がなされることになる。
また、本願の他の発明の固体撮像素子では、オプティ
カルブラック部の集光レンズは、有効画素部のそれより
も集光率が低くなるため、オプティカルブラック部にお
けるフレアの強調が軽減されることになる。
カルブラック部の集光レンズは、有効画素部のそれより
も集光率が低くなるため、オプティカルブラック部にお
けるフレアの強調が軽減されることになる。
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。
る。
第１の実施例 本実施例は、オプティカルブラック部の全面に反射防
止膜としての染色層が形成されるCCD固体撮像素子の例
である。
止膜としての染色層が形成されるCCD固体撮像素子の例
である。
まず、その画素の全体的な配置は、第５図に示す如き
構造とされる。第５図は、入射光の光軸方向から撮像領
域を臨んだ平面図であって、第５図に示すように、略矩
形状の有効画素部EPは、その周囲をオプティカルブラッ
ク部（光学的黒部）OPBに囲まれている。このオプティ
カルブラック部OPBは、黒レベルの基準を得るための領
域であり、水平方向の前後部や垂直方向の前後部に例え
ば2,3画素〜数十画素程度形成される。有効画素部EP
は、後述するようにマトリクス状に配列されたセンサー
部を有し、そのセンサー部で光電変換が行われる。
構造とされる。第５図は、入射光の光軸方向から撮像領
域を臨んだ平面図であって、第５図に示すように、略矩
形状の有効画素部EPは、その周囲をオプティカルブラッ
ク部（光学的黒部）OPBに囲まれている。このオプティ
カルブラック部OPBは、黒レベルの基準を得るための領
域であり、水平方向の前後部や垂直方向の前後部に例え
ば2,3画素〜数十画素程度形成される。有効画素部EP
は、後述するようにマトリクス状に配列されたセンサー
部を有し、そのセンサー部で光電変換が行われる。
次に、第１図にその要部断面を示す。シリコン基板１
の表面に所定の間隔でセンサー部２が配列される。この
センサー部２では入射光に応じて信号電荷が発生し、そ
の信号電荷が図示しない垂直レジスタや水平レジスタに
より転送されて行く。この第１図は、有効画素部EPとオ
プティカルブラック部OPBの境界部分の断面を示してお
り、有効画素部EPでは、アルミニウム膜からなる遮光膜
３は、各センサー部２の間の領域上に形成され、各セン
サー部２上の領域は遮光膜３の開口された開口部４とさ
れる。逆に、オプティカルブラック部OPBでは、遮光膜
３がシリコン基板１上を一様に覆い、オプティカルブラ
ック部OPBのセンサー部２に対して光が直接入射するこ
とはない。このような遮光膜３上には、それぞれ反射防
止膜として機能する染色層５が形成される。すなわち、
有効画素部EPでは、各センサー部２の間の領域上に形成
された各遮光膜３上に染色層５がそれぞれ形成され、オ
プティカルブラック部OPBでは、該オプティカルブラッ
ク部OPBの全面を覆う遮光膜３上に染色層５がその遮光
膜３を覆って形成される。このオプティカルブラック部
OPBの染色層５は、遮光膜３を覆うように形成されて後
述するようにフレアを吸収するように機能する。
の表面に所定の間隔でセンサー部２が配列される。この
センサー部２では入射光に応じて信号電荷が発生し、そ
の信号電荷が図示しない垂直レジスタや水平レジスタに
より転送されて行く。この第１図は、有効画素部EPとオ
プティカルブラック部OPBの境界部分の断面を示してお
り、有効画素部EPでは、アルミニウム膜からなる遮光膜
３は、各センサー部２の間の領域上に形成され、各セン
サー部２上の領域は遮光膜３の開口された開口部４とさ
れる。逆に、オプティカルブラック部OPBでは、遮光膜
３がシリコン基板１上を一様に覆い、オプティカルブラ
ック部OPBのセンサー部２に対して光が直接入射するこ
とはない。このような遮光膜３上には、それぞれ反射防
止膜として機能する染色層５が形成される。すなわち、
有効画素部EPでは、各センサー部２の間の領域上に形成
された各遮光膜３上に染色層５がそれぞれ形成され、オ
プティカルブラック部OPBでは、該オプティカルブラッ
ク部OPBの全面を覆う遮光膜３上に染色層５がその遮光
膜３を覆って形成される。このオプティカルブラック部
OPBの染色層５は、遮光膜３を覆うように形成されて後
述するようにフレアを吸収するように機能する。
染色層５上には、レンズ材料層を加工して、集光レン
ズ６が画素毎に形成される。すなわち、有効画素部EP上
では、各開口部４上に集光レンズ６が配され、オプティ
カルブラック部OPB上では有効画素部EP上の集光レンズ
６と同じピッチで配された集光レンズ６が形成される。
有効画素部EP上の集光レンズ６は、入射光を集束して、
見掛け上の開口率を向上させる機能を有する。また、オ
プティカルプラック部OPB上の集光レンズ６は、有効画
素部EP上のそれと連続的に形成されるため、有効画素部
EPの周辺部分のレンズ形状をその中央部分と同様のレン
ズ形状に維持させることが可能となる。このような各集
光レンズ６上には、シールガラス７が配され、そのシー
ルガラス７を介して入射光が入射する。
ズ６が画素毎に形成される。すなわち、有効画素部EP上
では、各開口部４上に集光レンズ６が配され、オプティ
カルブラック部OPB上では有効画素部EP上の集光レンズ
６と同じピッチで配された集光レンズ６が形成される。
有効画素部EP上の集光レンズ６は、入射光を集束して、
見掛け上の開口率を向上させる機能を有する。また、オ
プティカルプラック部OPB上の集光レンズ６は、有効画
素部EP上のそれと連続的に形成されるため、有効画素部
EPの周辺部分のレンズ形状をその中央部分と同様のレン
ズ形状に維持させることが可能となる。このような各集
光レンズ６上には、シールガラス７が配され、そのシー
ルガラス７を介して入射光が入射する。
このような構造の本実施例のCCD固体撮像素子では、
次のような機構により、オプティカルブラック部OPBか
らのフレアが抑えられる。
次のような機構により、オプティカルブラック部OPBか
らのフレアが抑えられる。
例えば、第１図に示すように、シールガラス７を介し
て光線P0が入射したものとすると、その光線P0はオプテ
ィカルブラック部OPB上の集光レンズ６に入射する。そ
の光線P0は、集光レンズ６の界面で屈折し、その屈折光
P1は集束されながら染色層５に向かう。この染色層５
は、反射防止膜として機能するため、屈折光P1はその染
色層５で弱められ、染色層５からの反射光P2はその光強
度が十分に小さいものとなる。従って、集光レンズ６で
集光された光の反射が防止され、フレアのレベルを十分
に小さくすることが可能となる。
て光線P0が入射したものとすると、その光線P0はオプテ
ィカルブラック部OPB上の集光レンズ６に入射する。そ
の光線P0は、集光レンズ６の界面で屈折し、その屈折光
P1は集束されながら染色層５に向かう。この染色層５
は、反射防止膜として機能するため、屈折光P1はその染
色層５で弱められ、染色層５からの反射光P2はその光強
度が十分に小さいものとなる。従って、集光レンズ６で
集光された光の反射が防止され、フレアのレベルを十分
に小さくすることが可能となる。
なお、本実施例では、反射防止膜として染色層５を用
いたが、他の反射防止機能を有し、プロセス上適合でき
る膜であれば他の材料膜であっても良い。
いたが、他の反射防止機能を有し、プロセス上適合でき
る膜であれば他の材料膜であっても良い。
第２の実施例 本実施例は、第１の実施例の変形例であって、集光レ
ンズの下部のみに反射防止膜として機能する染色層を設
けた例である。
ンズの下部のみに反射防止膜として機能する染色層を設
けた例である。
本実施例のCCD固体撮像素子は、第２図に示す要部を
有しており、有効画素部EPとオプティカルブラック部OP
Bの関係は第５図を用いて第１の実施例で説明したもの
に準ずる。
有しており、有効画素部EPとオプティカルブラック部OP
Bの関係は第５図を用いて第１の実施例で説明したもの
に準ずる。
このCCD固体撮像素子の構造について、第２図を参照
しながら説明すると、まず、シリコン基板11の表面に所
定の間隔で光電変換を行うためのセンサー部12が配列さ
れる。有効画素部EPでは、アルミニウム膜からなる遮光
膜13は、各センサー部12の間の領域上に形成され、各セ
ンサー部12上の領域は遮光膜13の開口された開口部14と
される。逆に、オプティカルブラック部OPBでは、遮光
膜13がシリコン基板11を一様に覆い、オプティカルブラ
ック部OPBのセンサー部12に対して光が直接入射するこ
とはない。
しながら説明すると、まず、シリコン基板11の表面に所
定の間隔で光電変換を行うためのセンサー部12が配列さ
れる。有効画素部EPでは、アルミニウム膜からなる遮光
膜13は、各センサー部12の間の領域上に形成され、各セ
ンサー部12上の領域は遮光膜13の開口された開口部14と
される。逆に、オプティカルブラック部OPBでは、遮光
膜13がシリコン基板11を一様に覆い、オプティカルブラ
ック部OPBのセンサー部12に対して光が直接入射するこ
とはない。
そして、このような遮光膜13上には、それぞれ反射防
止膜として機能する染色層15a,15bが形成される。すな
わち、有効画素部FPでは、各遮光膜13上に染色層15aが
それぞれ形成される。この有効画素部EPの遮光膜13は、
センサー部12の間の頂域に形成されているため、そのセ
ンサー部12の間の領域で染色層15aによる反射防止がな
される。また、オプティカルブラック部OPBでは、その
全面を覆う遮光膜13上に複数の染色層15bが形成され
る。オプティカルブラック部OPBの染色層15bは、次に説
明する集光レンズ16に対応して配置されており、オプテ
ィカルブラック部OPBの遮光膜13の下に隠されたセンサ
ー部12にも対応して配置される。このように染色層15b
を各画素毎のパターンとすることにより、有効画素部EP
の染色層15aとの加工上の連続性を持つことができ、徽
細加工に有利となる。
止膜として機能する染色層15a,15bが形成される。すな
わち、有効画素部FPでは、各遮光膜13上に染色層15aが
それぞれ形成される。この有効画素部EPの遮光膜13は、
センサー部12の間の頂域に形成されているため、そのセ
ンサー部12の間の領域で染色層15aによる反射防止がな
される。また、オプティカルブラック部OPBでは、その
全面を覆う遮光膜13上に複数の染色層15bが形成され
る。オプティカルブラック部OPBの染色層15bは、次に説
明する集光レンズ16に対応して配置されており、オプテ
ィカルブラック部OPBの遮光膜13の下に隠されたセンサ
ー部12にも対応して配置される。このように染色層15b
を各画素毎のパターンとすることにより、有効画素部EP
の染色層15aとの加工上の連続性を持つことができ、徽
細加工に有利となる。
染色層15a,15b上には、レンズ材料層を加工して、第
１の実施例と同様に、集光レンズ16が画素毎に形成され
る。すなわち、有効画素部EP上では、各開口部14上に集
光レンズ16が配され、オプティカルブラック部OPB上で
は有効画素部EP上の集光レンズ16と同じピッチで配され
た集光レンズ16が形成される。有効画素部EP上の集光レ
ンズ16は、入射光を集束して、見掛け上の開口率を向上
させる機能を有する。また、オプティカルブラック部OP
B上の集光レンズ16は、有効画素部EP上のそれと連続的
に形成されるため、有効画素部EPの周囲のレンズ形状を
その中央部と同様のレンズ形状に維持させることが可能
となる。このような各集光レンズ16上には、シールガラ
ス17が配され、そのシールガラス17を介して入射光が入
射する。
１の実施例と同様に、集光レンズ16が画素毎に形成され
る。すなわち、有効画素部EP上では、各開口部14上に集
光レンズ16が配され、オプティカルブラック部OPB上で
は有効画素部EP上の集光レンズ16と同じピッチで配され
た集光レンズ16が形成される。有効画素部EP上の集光レ
ンズ16は、入射光を集束して、見掛け上の開口率を向上
させる機能を有する。また、オプティカルブラック部OP
B上の集光レンズ16は、有効画素部EP上のそれと連続的
に形成されるため、有効画素部EPの周囲のレンズ形状を
その中央部と同様のレンズ形状に維持させることが可能
となる。このような各集光レンズ16上には、シールガラ
ス17が配され、そのシールガラス17を介して入射光が入
射する。
このような構造の本実施例のCCD固体撮像素子は、第
１の実施例と同様に、オプティカルブラック部OPBの集
光レンズ16で集光された光線は、反射防止膜である染色
層15bでその反射が抑えられることになり、フレアの低
域を図ることが実現される。また、染色層15bの加工性
も染色層15aとの連続性から向上し、微細加工にも有利
である。
１の実施例と同様に、オプティカルブラック部OPBの集
光レンズ16で集光された光線は、反射防止膜である染色
層15bでその反射が抑えられることになり、フレアの低
域を図ることが実現される。また、染色層15bの加工性
も染色層15aとの連続性から向上し、微細加工にも有利
である。
第３の実施例 本実施例は、オプティカルブラック部上の集光レンズ
をハーフピッチずらせたCCD固体撮像素子の例である。
をハーフピッチずらせたCCD固体撮像素子の例である。
本実施例のCCD固体撮像素子は、第３図に示す要部を
有しており、有効画素部EPとオプティカルブラック部OP
Bの関係は第５図を用いて第１の実施例で説明したもの
に準ずる。
有しており、有効画素部EPとオプティカルブラック部OP
Bの関係は第５図を用いて第１の実施例で説明したもの
に準ずる。
本実施例のCCD固体撮像素子の構造について、第３図
を参照しながら説明すると、第１の実施例や第２の実施
例と同様に、シリコン基板21の表面に所定の間隔で光電
変換を行うためのセンサー部22が配列される。有効画素
部EPでは、アルミニウム膜からなる遮光膜23は、各セン
サー部22の間の領域上に形成され、各センサー部22上の
領域は遮光膜23が開口された開口部24とされる。また、
オプティカルブラック部OPBでは、遮光膜23がシリコン
基板21を一様に覆い、オプティカルブラック部OPBのセ
ンサー部22に対して光が直接入射することはない。
を参照しながら説明すると、第１の実施例や第２の実施
例と同様に、シリコン基板21の表面に所定の間隔で光電
変換を行うためのセンサー部22が配列される。有効画素
部EPでは、アルミニウム膜からなる遮光膜23は、各セン
サー部22の間の領域上に形成され、各センサー部22上の
領域は遮光膜23が開口された開口部24とされる。また、
オプティカルブラック部OPBでは、遮光膜23がシリコン
基板21を一様に覆い、オプティカルブラック部OPBのセ
ンサー部22に対して光が直接入射することはない。
このような遮光膜23上には、反射防止膜である染色層
25が形成される。有効画素部EPでは、染色層25が遮光膜
23のピッチに合わせて該遮光膜23上に配される。この有
効画素部EPでは、染色層25の間隔Ｌは遮光膜23のピッチ
と等しい。次に、オプティカルブラック部OPBでは、有
効画素部EPのピッチをそのまま引き継いだ間隔Ｌで染色
層25が配される。このオプティカルブラック部OPBでは
遮光膜23は一様に基板表面を覆って形成されるが、染色
層25は有効画素部EPのパターンをそのまま引き継いで形
成される。
25が形成される。有効画素部EPでは、染色層25が遮光膜
23のピッチに合わせて該遮光膜23上に配される。この有
効画素部EPでは、染色層25の間隔Ｌは遮光膜23のピッチ
と等しい。次に、オプティカルブラック部OPBでは、有
効画素部EPのピッチをそのまま引き継いだ間隔Ｌで染色
層25が配される。このオプティカルブラック部OPBでは
遮光膜23は一様に基板表面を覆って形成されるが、染色
層25は有効画素部EPのパターンをそのまま引き継いで形
成される。
この反射防止膜として機能する染色層25上には、レン
ズ材料層を加工して集光レンズ26が形成される。この集
光レンズ26は、有効画素部EP上では、開口部24上に各画
素毎に形成される。そして、オプティカルブラック部OP
B上にも、同様の集光レンズ26が形成されるが、有効画
素部EPとオプティカルブラック部OPBの間の領域の空隙
部27を介して、その集光レンズ26のピッチは半画素分ず
れた位置に配されることになる。すなわち、有効画素部
EPでは集光レンズ26は周期ｌを以て規則正しく配列され
ているが、有効画素部EPとオプティカルブラック部OPB
の境界に設けられた空隙部27はl/2のサイズを以て配さ
れており、この空隙部27上には集光レンズ26は形成され
ない。その結果、オプティカルブラック部OPBではその
空隙部27に隣接して集光レンズ26が再び周期ｌを以て規
則正しく配列されるが、有効画素部EPからみると空隙部
27のサイズ分だけずれていることになり、結局オプティ
カルブラック部OPBでは有効画素部EPに比べて半画素分
ずれることになる。
ズ材料層を加工して集光レンズ26が形成される。この集
光レンズ26は、有効画素部EP上では、開口部24上に各画
素毎に形成される。そして、オプティカルブラック部OP
B上にも、同様の集光レンズ26が形成されるが、有効画
素部EPとオプティカルブラック部OPBの間の領域の空隙
部27を介して、その集光レンズ26のピッチは半画素分ず
れた位置に配されることになる。すなわち、有効画素部
EPでは集光レンズ26は周期ｌを以て規則正しく配列され
ているが、有効画素部EPとオプティカルブラック部OPB
の境界に設けられた空隙部27はl/2のサイズを以て配さ
れており、この空隙部27上には集光レンズ26は形成され
ない。その結果、オプティカルブラック部OPBではその
空隙部27に隣接して集光レンズ26が再び周期ｌを以て規
則正しく配列されるが、有効画素部EPからみると空隙部
27のサイズ分だけずれていることになり、結局オプティ
カルブラック部OPBでは有効画素部EPに比べて半画素分
ずれることになる。
このような集光レンズ26上には、シールガラス28が形
成され、このシールガラス28を介して入射光が入射す
る。
成され、このシールガラス28を介して入射光が入射す
る。
本実施例のCCD固体撮像素子では、前述のようにオプ
ティカルブラック部OPBの集光レンズ26のピッチが半画
素分ずらせて配列される。一方、その下部の染色層25
は、有効画素部EPとオプティカルブラック部OPBで連続
的に間隔Ｌを以て配されている。従って、有効画素部EP
の集光レンズ26で集められた光は、開口部24を介してセ
ンサー部22に入射するが、オプティカルブラック部OPB
の集光レンズ26で集光された光は、オプティカルブラッ
ク部OPBの染色層25に集められることになる。第３図
中、光線Q1,Q2はそれぞれオプティカルブラック部OPBの
集光レンズ26で集光される光線を示しており、それぞれ
オプティカルブラック部OPBの染色層25に集められる。
このように染色層25に集められた光は、その反射が防止
されるため、フレアの低減がなされることになる。
ティカルブラック部OPBの集光レンズ26のピッチが半画
素分ずらせて配列される。一方、その下部の染色層25
は、有効画素部EPとオプティカルブラック部OPBで連続
的に間隔Ｌを以て配されている。従って、有効画素部EP
の集光レンズ26で集められた光は、開口部24を介してセ
ンサー部22に入射するが、オプティカルブラック部OPB
の集光レンズ26で集光された光は、オプティカルブラッ
ク部OPBの染色層25に集められることになる。第３図
中、光線Q1,Q2はそれぞれオプティカルブラック部OPBの
集光レンズ26で集光される光線を示しており、それぞれ
オプティカルブラック部OPBの染色層25に集められる。
このように染色層25に集められた光は、その反射が防止
されるため、フレアの低減がなされることになる。
第４の実施例 本実施例は、オプティカルブラック部上の集光レンズ
を平坦化膜に置き換えたCCD固体撮像素子の例である。
を平坦化膜に置き換えたCCD固体撮像素子の例である。
本実施例のCCD固体撮像素子は、第４図に示す要部を
有しており、有効画素部EPとオプティカルブラック部OP
Bの関係は第５図を用いて第１の実施例で説明したもの
に準ずる。
有しており、有効画素部EPとオプティカルブラック部OP
Bの関係は第５図を用いて第１の実施例で説明したもの
に準ずる。
本実施例のCCD固体撮像素子の構造について、第４図
を参照しながら説明する。第１の実施例等と同様に、本
実施例のCCD固体撮像素子は、シリコン基板31の表面に
所定の間隔で光電変換を行うためのセンサー部32が配列
される。有効画素部EPでは、アルミニウム膜からなる遮
光膜33は、各センサー部32の間の領域上に形成され、各
センサー部32上の領域は遮光膜33が開口された開口部34
とされる。また、オプティカルブラック部OPBでは、遮
光膜33がシリコン基板31を一様に覆う。
を参照しながら説明する。第１の実施例等と同様に、本
実施例のCCD固体撮像素子は、シリコン基板31の表面に
所定の間隔で光電変換を行うためのセンサー部32が配列
される。有効画素部EPでは、アルミニウム膜からなる遮
光膜33は、各センサー部32の間の領域上に形成され、各
センサー部32上の領域は遮光膜33が開口された開口部34
とされる。また、オプティカルブラック部OPBでは、遮
光膜33がシリコン基板31を一様に覆う。
このような遮光膜33上には、反射防止膜である染色層
35が形成される。有効画素部EPでは、染色層35が遮光膜
33のピッチに合わせて該遮光膜33上に配される。そし
て、オプティカルブラック部OPBでは染色層35が有効画
素部EPと同様の周期的なパターンで連続的に形成され
る。
35が形成される。有効画素部EPでは、染色層35が遮光膜
33のピッチに合わせて該遮光膜33上に配される。そし
て、オプティカルブラック部OPBでは染色層35が有効画
素部EPと同様の周期的なパターンで連続的に形成され
る。
そして、本実施例では、各画素毎に開口部34上に形成
される集光レンズ36が、有効画素部EPのみで形成され、
オプティカルブラック部OPBでは集光レンズが形成され
ずに平坦化膜37のみが積層して形成される。平坦化膜37
や集光レンズ36を得るためのレンズ材料層の厚みＴは、
他の実施例のものに比べて比較的に厚いものとされ、こ
のようにある程度厚く形成することで、集光レンズ36の
パターンの連続性を代わりの平坦化膜37によって確保す
ることが可能である。このようにオプティカルブラック
部OPBに平坦化膜37を形成することにより、オプティカ
ルブラック部OPBの集光率は低減され、その結果、フレ
アの強調は抑制されることになる。従って、オプティカ
ルブラック部OPB上のアルミニウム膜である遮光膜33に
よる反射に起因したフレアは低減されることになる。
される集光レンズ36が、有効画素部EPのみで形成され、
オプティカルブラック部OPBでは集光レンズが形成され
ずに平坦化膜37のみが積層して形成される。平坦化膜37
や集光レンズ36を得るためのレンズ材料層の厚みＴは、
他の実施例のものに比べて比較的に厚いものとされ、こ
のようにある程度厚く形成することで、集光レンズ36の
パターンの連続性を代わりの平坦化膜37によって確保す
ることが可能である。このようにオプティカルブラック
部OPBに平坦化膜37を形成することにより、オプティカ
ルブラック部OPBの集光率は低減され、その結果、フレ
アの強調は抑制されることになる。従って、オプティカ
ルブラック部OPB上のアルミニウム膜である遮光膜33に
よる反射に起因したフレアは低減されることになる。
なお、本実施例では、オプティカルブラック部OPB上
の集光レンズを平坦な平坦化膜としたが、これに限ら
ず、有効画素部EPのレンズ形状よりも曲率の小さなレン
ズをオプティカルブラック部上に形成するようにしても
良い。このような場合でも、オプティカルブラック部に
おける集光率が低下するため、フレアの低減がなされる
ことになる。
の集光レンズを平坦な平坦化膜としたが、これに限ら
ず、有効画素部EPのレンズ形状よりも曲率の小さなレン
ズをオプティカルブラック部上に形成するようにしても
良い。このような場合でも、オプティカルブラック部に
おける集光率が低下するため、フレアの低減がなされる
ことになる。
本発明の固体撮像素子は、上述のように、反射防止膜
に集光させる構造やオプティカルブラック部の集光率を
低くする構造により、オプティカルブラック部の遮光膜
に入射する光の反射によるフレアを低減させることがで
きる。その結果、本発明の固体撮像素子では、フレアの
レベルの低い高画質の映像信号を得ることができる。
に集光させる構造やオプティカルブラック部の集光率を
低くする構造により、オプティカルブラック部の遮光膜
に入射する光の反射によるフレアを低減させることがで
きる。その結果、本発明の固体撮像素子では、フレアの
レベルの低い高画質の映像信号を得ることができる。
第１図は本発明の固体撮像素子の一例の要部断面図、第
２図は本発明の固体撮像素子の他の一例の要部断面図、
第３図は本発明の固体撮像素子のさらに他の一例の要部
断面図、第４図は本発明の固体撮像素子のまた更に他の
一例の要部断面図、第５図は本発明の固体撮像素子の有
効画素部とオプティカルブラック部の配置を示す平面
図、第６図は従来の固体撮像素子の一例の要部断面図で
ある。 1,11,21,31……シリコン基板 2,12,22,32……センサー部 3,13,23,33……遮光膜 4,14,24,34……開口部 5,15a,15b,25,35……染色層 6,16,26,36……遮光膜 27……空隙部 37……平坦化膜
２図は本発明の固体撮像素子の他の一例の要部断面図、
第３図は本発明の固体撮像素子のさらに他の一例の要部
断面図、第４図は本発明の固体撮像素子のまた更に他の
一例の要部断面図、第５図は本発明の固体撮像素子の有
効画素部とオプティカルブラック部の配置を示す平面
図、第６図は従来の固体撮像素子の一例の要部断面図で
ある。 1,11,21,31……シリコン基板 2,12,22,32……センサー部 3,13,23,33……遮光膜 4,14,24,34……開口部 5,15a,15b,25,35……染色層 6,16,26,36……遮光膜 27……空隙部 37……平坦化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/339 H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768
Claims (2)
- 【請求項１】有効画素部に隣接してオプティカルブラッ
ク部が設けられる固体撮像素子において、 そのオプティカルブラック部では反射防止膜に入射光が
集光されることを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】有効画素部に隣接してオプティカルブラッ
ク部が設けられる固体撮像素子において、 そのオプティカルブラック部の集光レンズの集光率は上
記有効画素部の集光レンズのそれよりも低くされること
を特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139633A JP2910161B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139633A JP2910161B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434977A JPH0434977A (ja) | 1992-02-05 |
| JP2910161B2 true JP2910161B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=15249825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2139633A Expired - Lifetime JP2910161B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910161B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7973378B2 (en) | 2007-07-11 | 2011-07-05 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device having improved sensitivity and reduced flare |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101290942B (zh) * | 2003-05-28 | 2013-03-27 | 佳能株式会社 | 光电转换器件 |
| JP4383959B2 (ja) | 2003-05-28 | 2009-12-16 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JP4667168B2 (ja) * | 2004-08-24 | 2011-04-06 | キヤノン株式会社 | 撮像装置およびそれを備える撮像システム |
| JP4944399B2 (ja) * | 2005-07-04 | 2012-05-30 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP2007123414A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子 |
| JP5425138B2 (ja) * | 2011-05-12 | 2014-02-26 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP2015228466A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び撮像システム |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2139633A patent/JP2910161B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7973378B2 (en) | 2007-07-11 | 2011-07-05 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device having improved sensitivity and reduced flare |
| US8043883B2 (en) | 2007-07-11 | 2011-10-25 | Panasonic Corporation | Method for manufacturing solid-state imaging device having improved sensitivity and reduced flare |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0434977A (ja) | 1992-02-05 |
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