JP3033242B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関し、特
に撮像装置の高感化に関するものである。
に撮像装置の高感化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に固体撮像装置は半導体基板主面に
光電変換部および信号読み出し部を有しているため、有
効な光電変換領域としてわずか３０〜５０％程度しか利
用できない。この欠点を解決する手段として固体撮像装
置上に透明なレンズを配置し、入射光を光電変換部に集
光する方法が提案されている（特願昭５６−１０３９
９，特願昭５７−２２９０３９）。また具体的に固体撮
像装置上に凸レンズアレーを形成する方法は本願発明者
によって“Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖ
ｉｔｙ ＩＬ−ＣＣＤ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ ｗ
ｉｔｈＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｒｅｓｉｎ Ｌｅｎｓ
Ａｒｒａｙ”と題してＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔ
ｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ Ｍｅｅｔｉｎｇ，ｐｐ．４９
７−５００．Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１９８３．で発表され
た。
光電変換部および信号読み出し部を有しているため、有
効な光電変換領域としてわずか３０〜５０％程度しか利
用できない。この欠点を解決する手段として固体撮像装
置上に透明なレンズを配置し、入射光を光電変換部に集
光する方法が提案されている（特願昭５６−１０３９
９，特願昭５７−２２９０３９）。また具体的に固体撮
像装置上に凸レンズアレーを形成する方法は本願発明者
によって“Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖ
ｉｔｙ ＩＬ−ＣＣＤ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ ｗ
ｉｔｈＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｒｅｓｉｎ Ｌｅｎｓ
Ａｒｒａｙ”と題してＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔ
ｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ Ｍｅｅｔｉｎｇ，ｐｐ．４９
７−５００．Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１９８３．で発表され
た。
【０００３】次に上記の従来例について説明する。図３
は通常のインタ―ライン方式ＣＣＤの断面を模式的に示
したもので半導体基板１０の主面には例えばフォトダイ
オ―ドからなる光電変換領域１１が配置されている。１
２は光電変換領域１１で光電変換した信号を読み出すＣ
ＣＤレジス夕で、図３には図示していないが、光電変換
領域１１とＣＣＤレジスタ１２の間には信号電荷の読み
出しを制御するトランスファゲ―トが配置されている。
また、ＣＣＤレジスタおよびトランスファゲート領域
は、例えば、Ａｌのような光を通さない層１３で遮光さ
れている。１４は例えばカゼイン、ゼラチンのような可
染色性樹脂層で、フォトリソグラフィの技術を用いて例
えば赤１５、緑１６、青１７の染料を染め分けた色フィ
ルタ―を模式的に示したものである。樹脂層１８は樹脂
レンズアレ―１９に入射した光２０を有効に光電変換領
域１１へ集光させるように焦点距離を調整する役目をし
ている。
は通常のインタ―ライン方式ＣＣＤの断面を模式的に示
したもので半導体基板１０の主面には例えばフォトダイ
オ―ドからなる光電変換領域１１が配置されている。１
２は光電変換領域１１で光電変換した信号を読み出すＣ
ＣＤレジス夕で、図３には図示していないが、光電変換
領域１１とＣＣＤレジスタ１２の間には信号電荷の読み
出しを制御するトランスファゲ―トが配置されている。
また、ＣＣＤレジスタおよびトランスファゲート領域
は、例えば、Ａｌのような光を通さない層１３で遮光さ
れている。１４は例えばカゼイン、ゼラチンのような可
染色性樹脂層で、フォトリソグラフィの技術を用いて例
えば赤１５、緑１６、青１７の染料を染め分けた色フィ
ルタ―を模式的に示したものである。樹脂層１８は樹脂
レンズアレ―１９に入射した光２０を有効に光電変換領
域１１へ集光させるように焦点距離を調整する役目をし
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構造では固体撮像装置を用いたカメラレンズ
の絞りが開放に近ずくと斜め入射の光成分が多くなり破
線２１のように光電変換領域に集光できない成分が増加
し、光電感度の向上率が低下する欠点があった。すなわ
ち光電感度の絞り依存性があった。
うな従来の構造では固体撮像装置を用いたカメラレンズ
の絞りが開放に近ずくと斜め入射の光成分が多くなり破
線２１のように光電変換領域に集光できない成分が増加
し、光電感度の向上率が低下する欠点があった。すなわ
ち光電感度の絞り依存性があった。
【０００５】本発明は上述した欠点をなくした高感度な
固体撮像装置を提供するものである。
固体撮像装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、同一半導体基板上にモザイク状に形成された光電変
換素子群に対応して、この主面に色フィルタアレーが形
成されており、さらにこの色フィルタアレー上に異る屈
折率をもつ複数の樹脂層が積層されており、前記樹脂の
積層上に感光性樹脂を用いて前記光電変換素子に入射光
を集光させるためのレンズが形成されていることを特徴
とする固体撮像装置が得られる。
は、同一半導体基板上にモザイク状に形成された光電変
換素子群に対応して、この主面に色フィルタアレーが形
成されており、さらにこの色フィルタアレー上に異る屈
折率をもつ複数の樹脂層が積層されており、前記樹脂の
積層上に感光性樹脂を用いて前記光電変換素子に入射光
を集光させるためのレンズが形成されていることを特徴
とする固体撮像装置が得られる。
【０００７】前記複数の樹脂層の屈折率を下層から順に
小さくすれば斜め入射の光は各層間で屈折し光電変換部
主面に対して垂直な光線に近づく。
小さくすれば斜め入射の光は各層間で屈折し光電変換部
主面に対して垂直な光線に近づく。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を用いて説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例の固体撮像装置の
断面図で、図３の従来例に対応している。また従来例と
同一機能部は同一記号で示してある。すなわち、１０は
半導体基板でその主面には例えばフォトダイオードから
成る光電変換領域１１、ＣＣＤレジスタ１２、遮光膜１
３が形成されている。１４は色フィルタアレ―を形成す
る染色性樹脂で赤１５、緑１６、青１７の色フィルター
が作られている。従来例と異なる点は入射光２０を有効
に光電変換領域１１へ集光させる焦点距離調整用の樹脂
層が異なる屈折率をもつ第１の樹脂層２２と第２の樹脂
層２３の積層で構成されていることにある。
断面図で、図３の従来例に対応している。また従来例と
同一機能部は同一記号で示してある。すなわち、１０は
半導体基板でその主面には例えばフォトダイオードから
成る光電変換領域１１、ＣＣＤレジスタ１２、遮光膜１
３が形成されている。１４は色フィルタアレ―を形成す
る染色性樹脂で赤１５、緑１６、青１７の色フィルター
が作られている。従来例と異なる点は入射光２０を有効
に光電変換領域１１へ集光させる焦点距離調整用の樹脂
層が異なる屈折率をもつ第１の樹脂層２２と第２の樹脂
層２３の積層で構成されていることにある。
【００１０】次に本実施例の機能について説明する。
【００１１】第１の樹脂層２２の屈折率ｎ1 を第２の樹
脂層２３の屈折率ｎ2 より小さい材料を用いれば、樹脂
層２２，２３の境界２４で斜め入射光は屈折する。例え
ば斜め入射光２５はレンズ１９で屈折する。もし樹脂層
が第１の樹脂層２２だけで構成されている場合、この斜
め入射光は光電変換部１１に集光せず遮光膜１３上の点
２６に達する。しかしながら本実施例のように第１の樹
脂層２２の屈折率より大きい第２の樹脂層２３を設ける
ことにより、斜め入射光２５は樹脂層の境界２４で屈折
し、矢印２７のように光電変換領域１１に集光される。
脂層２３の屈折率ｎ2 より小さい材料を用いれば、樹脂
層２２，２３の境界２４で斜め入射光は屈折する。例え
ば斜め入射光２５はレンズ１９で屈折する。もし樹脂層
が第１の樹脂層２２だけで構成されている場合、この斜
め入射光は光電変換部１１に集光せず遮光膜１３上の点
２６に達する。しかしながら本実施例のように第１の樹
脂層２２の屈折率より大きい第２の樹脂層２３を設ける
ことにより、斜め入射光２５は樹脂層の境界２４で屈折
し、矢印２７のように光電変換領域１１に集光される。
【００１２】図２は本発明の第２の実施例の断面図を示
す。第１の実施例と異なる点はレンズ１９の焦点距離調
整の樹脂層が多層（４層）になっている事である。第１
の樹脂層２２、第２の樹脂層２３の上に、第３、第４の
樹脂層２７、２８が積層され、その最上面にレンズ１９
が形成されている。最下層の第１の樹脂層から上層にゆ
くに従って屈折率の小さな樹脂を選ぶことにより斜め入
射光３０は各樹脂層の境界で屈折し光電変換領域１１に
集光される。
す。第１の実施例と異なる点はレンズ１９の焦点距離調
整の樹脂層が多層（４層）になっている事である。第１
の樹脂層２２、第２の樹脂層２３の上に、第３、第４の
樹脂層２７、２８が積層され、その最上面にレンズ１９
が形成されている。最下層の第１の樹脂層から上層にゆ
くに従って屈折率の小さな樹脂を選ぶことにより斜め入
射光３０は各樹脂層の境界で屈折し光電変換領域１１に
集光される。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は固体撮像
装置にレンズアレーを形成する際、焦点距離を調整する
樹脂層を多層に積層し、且つ、各樹脂層の屈折率を下層
から上層に向けて除々に小さくなるように樹脂を選択す
ることにより、従来問題となった光電感度の絞り依存性
がない固体撮像装置が得られる。
装置にレンズアレーを形成する際、焦点距離を調整する
樹脂層を多層に積層し、且つ、各樹脂層の屈折率を下層
から上層に向けて除々に小さくなるように樹脂を選択す
ることにより、従来問題となった光電感度の絞り依存性
がない固体撮像装置が得られる。
【図１】本発明の実施例を示す図で、インターライン転
送方式ＣＣＤ撮像装置の断面模式図である。
送方式ＣＣＤ撮像装置の断面模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す図で、インターライン転
送方式ＣＣＤ撮像装置の断面模式図である。
送方式ＣＣＤ撮像装置の断面模式図である。
【図３】従来例の断面図である。
１０ 半導体基板 １１ 光電変換領域 １２ ＣＣＤレジスタ １３ 遮光膜 １４ 染色樹脂層 １５〜１７ 色フィルター １８ 樹脂層 １９ レンズ ２０ 入射光 ２１ 斜め入射光 ２２，２３，２７，２８ 樹脂層
Claims (1)
- 【請求項１】 同一半導体基板上にモザイク状に形成さ
れた光電変換素子群と、光電変換素子群で光電変換され
た信号電荷を読み出す手段からなる固体撮像装置におい
て、前記光電変換素子群の各光電変換素子に対応し、こ
の主面に色フィルタアレーが形成されてなり、前記色フ
ィルタアレー上に異る屈折率をもつ平坦な２つ以上の樹
脂層を下層から上層に向かって屈折率が順次小さくなる
ように積層し、積層した前記樹脂層上に感光性樹脂を用
いて前記光電変換素子に入射光を集光させるためのレン
ズが形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115190A JP3033242B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115190A JP3033242B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343470A JPH04343470A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3033242B2 true JP3033242B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=14656583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115190A Expired - Fee Related JP3033242B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033242B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7525081B2 (en) | 2005-12-27 | 2009-04-28 | Funai Electric Co., Ltd. | Compound-eye imaging device having a light shielding block with a stack of multiple flat unit plates |
| KR101701374B1 (ko) * | 2015-05-11 | 2017-02-13 | 주식회사 동우 | 포졸란을 이용한 합성섬유사의 제조방법, 이에 의해 제조된 합성섬유사 및 이를 포함하는 장갑 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3050646B2 (ja) * | 1991-07-02 | 2000-06-12 | シャープ株式会社 | カラー固体撮像素子 |
| JP2917920B2 (ja) * | 1996-06-27 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| KR100549589B1 (ko) * | 2003-09-29 | 2006-02-08 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| JP4998310B2 (ja) * | 2008-02-15 | 2012-08-15 | 大日本印刷株式会社 | 固体撮像素子およびそれを用いた撮像装置 |
| JP6086715B2 (ja) * | 2012-12-17 | 2017-03-01 | オリンパス株式会社 | 固体撮像素子 |
| US20150179854A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research | Method of packaging ball lens of solar collector and structure thereof |
| US10955597B2 (en) | 2019-01-04 | 2021-03-23 | Visera Technologies Company Limited | Optical devices |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3115190A patent/JP3033242B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7525081B2 (en) | 2005-12-27 | 2009-04-28 | Funai Electric Co., Ltd. | Compound-eye imaging device having a light shielding block with a stack of multiple flat unit plates |
| KR101701374B1 (ko) * | 2015-05-11 | 2017-02-13 | 주식회사 동우 | 포졸란을 이용한 합성섬유사의 제조방법, 이에 의해 제조된 합성섬유사 및 이를 포함하는 장갑 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04343470A (ja) | 1992-11-30 |
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| JPH06163864A (ja) | 固体撮像装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000118 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |