JP4356340B2 - The solid-state imaging device - Google Patents

The solid-state imaging device

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JP4356340B2
JP4356340B2 JP2003086027A JP2003086027A JP4356340B2 JP 4356340 B2 JP4356340 B2 JP 4356340B2 JP 2003086027 A JP2003086027 A JP 2003086027A JP 2003086027 A JP2003086027 A JP 2003086027A JP 4356340 B2 JP4356340 B2 JP 4356340B2
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将人 河島
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ソニー株式会社
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、固体撮像素子、例えばCCD型固体撮像素子やCMOS型固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, for example, to a CCD solid-state imaging device or CMOS image sensor.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
固体撮像素子、例えばCCD型固体撮像素子(CCDイメージセンサ)やCMOS型固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)等は、例えばディジタルカメラやカメラ付き携帯電話等に広く用いられている。 The solid-state imaging device, for example a CCD type solid state imaging device such as a (CCD image sensor) or a CMOS type solid-state imaging device (CMOS image sensor) is widely used in, for example, a digital camera or camera-equipped cellular phone or the like.
【0003】 [0003]
このような固体撮像素子、例えばCCD型固体撮像素子の概略断面図を図19に示す(特許文献1参照)。 Such solid-state imaging device, for example, a schematic cross-sectional view of a CCD solid-state imaging device shown in FIG. 19 (see Patent Document 1).
尚、図19の場合は1画素に対応する素子の断面図を示している。 In the case of FIG. 19 shows a cross-sectional view of an element corresponding to one pixel.
CCD型固体撮像素子41は、半導体基板42内の所定の位置に受光センサ部43が形成され、受光センサ部43以外の半導体基板42上には、ゲート絶縁膜44を介して所定の位置に転送電極45が形成されている。 CCD type solid-state imaging device 41, the light receiving sensor portion 43 is formed in a predetermined position in the semiconductor substrate 42, on the semiconductor substrate 42 other than the light receiving sensor section 43, transferred via the gate insulating film 44 in a predetermined position electrode 45 is formed. 転送電極45上には層間絶縁膜46を介して遮光膜47が形成され、隣接する遮光膜47により受光センサ部43上に開口48が形成されている。 On the transfer electrode 45 is formed the light-shielding film 47 via an interlayer insulating film 46, an opening 48 on the light receiving sensor section 43 by the light shielding film 47 adjacent is formed. この開口48の面積により受光センサ部43へ入射する光の量が制御されている。 The amount of light entering the light receiving sensor section 43 is controlled by the area of ​​the opening 48.
【0004】 [0004]
遮光膜47上には、例えばBPSG(ホウ素・リン・珪酸ガラス)からなる層間絶縁膜49が形成され、この層間絶縁膜49の受光センサ部43に対応する位置には凹面50が形成されている。 On the light shielding film 47, for example an interlayer insulating film 49 made of BPSG (boron-phosphorus-silicate glass) is formed, the concave surface 50 is formed at a position corresponding to the light sensing unit 43 of the interlayer insulating film 49 . そして、層間絶縁膜49上には、例えばSiN膜からなる高屈折率層51が形成されて、受光センサ部43上に層間絶縁膜49の凹面50をレンズ面とする層内レンズ52が形成されている。 On the interlayer insulating film 49, for example, the high refractive index layer 51 composed of SiN film is formed, layer lens 52 to the lens surface the concave 50 of the interlayer insulating film 49 is formed on the light receiving sensor section 43 ing.
尚、光を受光センサ部43に集光させるために、層間絶縁膜49の屈折率よりも、上層の高屈折率層51の屈折率の方が大きくなるように調整されている。 In order to focus the light to the light receiving sensor section 43, than the refractive index of the interlayer insulating film 49, it is adjusted so towards the refractive index of the upper layer of the high refractive index layer 51 is increased.
【0005】 [0005]
高屈折率層51の上面は平坦化され、この平坦化された高屈折率層51上にはパッシベーション膜53が形成されている。 Upper surface of the high refractive index layer 51 is planarized, on the high-refractive index layer 51 this the planarized is a passivation film 53 is formed. そして、パッシベーション膜53上には、一定の繰り返しパターンのカラーフィルタ54が形成されている。 Then, on the passivation film 53, a color filter 54 of the constant repetition pattern is formed. このカラーフィルタ54は、1画素に1つの色が対応するように形成されている。 The color filter 54, one color per pixel are formed to correspond. 尚、図19の場合では例えば赤(R)が対応して形成されている。 Note that for example, red in the case of FIG. 19 (R) are formed correspondingly. さらに、カラーフィルタ54上には、層間絶縁膜(図示せず)を介して受光センサ部43と対応する部分にオンチップマイクロレンズ55が形成されている。 Further, on the color filter 54, on-chip microlens 55 corresponding to those in the light receiving sensor 43 via an interlayer insulating film (not shown) is formed.
【0006】 [0006]
このような構成を有する画素がマトリクス状に配列されて、CCD型固体撮像素子の撮像領域が構成されている。 Pixels having such a configuration are arranged in a matrix, the imaging area of ​​the CCD solid-state imaging device is configured.
【0007】 [0007]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開平11−297974号公報【0008】 Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-297974 [0008]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
ところで、上述したような、CCD型固体撮像素子41では、受光センサ部43の開口48の幅Dが、各画素において全て同じ大きさで形成されているので、各画素では開口面積が全て同じとなり、感度が全て均一となっている。 Incidentally, as described above, in the CCD solid-state imaging device 41, the width D of the opening 48 of the light reception sensor portion 43, because it is formed by all the same size in each pixel, it becomes all the aperture area same in each pixel It has become a sensitivity all uniform.
従って、このようなCCD型固体撮像素子41を備えたカメラで撮影した画像は、撮影した物がそのまま写し出されることになる。 Accordingly, images captured by a camera having such a CCD type solid-state imaging device 41, so that the material taken is projected as it is.
【0009】 [0009]
ここで、撮影した画像の一部に文字や絵といった所定パターンが写るようにして、CCD型固体撮像素子41を様々な用途で用いることが考えられている。 Here, as the predetermined pattern objects appear such characters or pictures on a part of the captured image, it is considered to use a CCD type solid-state imaging device 41 in a variety of applications.
【0010】 [0010]
しかしながら、上述したように、CCD型固体撮像素子41を備えたカメラで撮影した画像は、撮影した物がそのまま写し出されるので、撮影した画像に文字や絵といった所定パターンが写るようにする場合は、撮影された画像の一部に、例えばPC(所謂パソコン)等を用いて所定パターンを入れ込むようにしなければならなかった。 However, as described above, the image captured by the camera having a CCD type solid-state imaging device 41, since those taken is projected as it is, if you want the predetermined pattern objects appear such characters or pictures on the captured image, some of the captured image, for example using a PC (so-called personal computer) or the like had to be so Komu putting a predetermined pattern.
【0011】 [0011]
しかしながら、例えばカメラ付き携帯電話で撮影し、撮影された画像にそのままカメラ付き携帯電話を用いて所定パターンを入れ込むような場合は、撮像機構のみではなく画像処理機構等の付加回路も携帯電話内に組み込まなければならなく、携帯電話といった限られたスペース内に撮像機構の他にさらに画像処理機構を組み込むことは、携帯電話の構成が大きくなってしまうため困難であった。 However, for example, a camera phone, when using as a camera-equipped mobile phone captured image as Komu putting a predetermined pattern, the image processing additional circuit also mobile phone, such mechanism not only imaging mechanism rather must incorporate, incorporating a further image processing mechanism in addition to the imaging mechanism in a limited space such as a cellular phone, it is difficult for the configuration of the cellular phone is increased.
また、携帯電話の消費電力や製造コストを考えてみても、付加回路を携帯電話内に組み込むことは困難であった。 Also, consider the power consumption and manufacturing cost of a mobile phone, it has been difficult to incorporate an additional circuit in the mobile phone.
【0012】 [0012]
一方、予め所定パターンが描かれたフィルタをカメラのレンズの前に被せてから撮影することにより、撮影された画像に所定パターンが自動的に写るようにする方法もあるが、この場合は、フィルタを被せる分カメラ自体の構成が大掛りとなってしまう。 On the other hand, by taking a pre-filter which a predetermined pattern is drawn from over the front of the camera lens, there is a method to make a predetermined pattern is caught on automatically captured images, in this case, the filter the configuration of the minute the camera itself covered with a becomes a large-scale.
【0013】 [0013]
本発明は、上述した点に鑑み、付加回路を必要としないで、撮影した画像に所定のパターンを写すことができる固体撮像素子を提供するものである。 In view of the above described problems, without the need for additional circuitry, it is to provide a solid-state imaging device which can reproduce a predetermined pattern to a captured image.
【0014】 [0014]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明に係る固体撮像素子は、撮影された画像の一部に所定パターンが形成される固体撮像素子であって、複数の受光センサ部と、少なくとも受光センサ部以外を覆って形成された遮光膜と、受光センサ部上に対応して形成された集光レンズとを有する画素がマトリクス状に配置された撮像領域を有し、撮像領域の全体に、一定の繰り返しパターンで形成されたカラーフィルタが配置され、所定パターンに対応する一部の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンが、一部の画素以外の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンとは異なる繰り返しパターンで形成されている。 Solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device a predetermined pattern is formed on a part of the captured images, a plurality of light receiving sensors, light-shielding film formed over the at least other than the light-receiving sensor portion When having an imaging region in which pixels are arranged in a matrix having a formed corresponding to the light receiving sensor section condensing lens, the entire imaging area, a color filter is formed at a predetermined repetition pattern It is disposed, repeating pattern of a portion of a color filter formed on the pixel corresponding to the predetermined pattern is formed in a different repeating pattern than the repetitive pattern of color filters formed on pixels other than a portion of the pixel.
【0015】 [0015]
上述の本発明に係る固体撮像素子によれば、撮影された画像の一部に所定パターンが形成される手段として、所定パターンに対応する一部の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンが、一部の画素以外の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンとは異なる繰り返しパターンで形成されている。 According to the solid-state imaging device according to the invention described above, as a means of predetermined pattern is formed on a part of the captured image, the repetitive pattern of color filters formed on a part of a pixel corresponding to a predetermined pattern, It is formed with different repeat patterns and repetitive pattern of colors formed on pixels other than a portion of the pixel filter. このため、付加回路やフィルタを構成に加える必要なく、所定パターンに対応する一部の画素の色合いを変化させて、撮影された画像の一部に写る所定パターンの色合いを、目的とする色合いに変化させることができる。 Therefore, without the need to add to the structure an additional circuit or filter, by changing the hue of some pixels corresponding to the predetermined pattern, the hue of a given pattern caught on a part of the captured image, the shade of interest it is possible to change.
【0020】 [0020]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment of the present invention.
先ず、固体撮像素子、例えばCCD型固体撮像素子の概略断面図を図1に示す。 First, the solid-state imaging device, for example, a schematic cross-sectional view of a CCD solid-state imaging device shown in FIG.
尚、図1の場合は1画素に対応する素子の断面図を示している。 In the case of Figure 1 shows a cross-sectional view of an element corresponding to one pixel.
CCD型固体撮像素子1は、半導体基板2内の所定の位置に受光センサ部3が形成され、受光センサ部3以外の半導体基板2上には、ゲート絶縁膜4を介して所定の位置に転送電極5が形成されている。 CCD type solid state imaging device 1 includes a light receiving sensor unit 3 to a predetermined position of the semiconductor substrate 2 is formed, on the semiconductor substrate 2 other than the light-receiving sensor section 3 transfers via a gate insulating film 4 in a predetermined position electrode 5 is formed. 転送電極5上には層間絶縁膜6を介して遮光膜7が形成され、隣接する遮光膜7により受光センサ部3上に開口8が形成されている。 On the transfer electrode 5 is formed the light-shielding film 7 through the interlayer insulating film 6, an opening 8 on the light receiving sensor unit 3 by the light shielding film 7 adjacent is formed. この開口8の面積により受光センサ部3へ入射する光の量が制御されている。 The amount of light entering the light receiving sensor section 3 is controlled by the area of ​​the opening 8.
【0021】 [0021]
遮光膜7上には、例えばBPSG(ホウ素・リン・珪酸ガラス)からなる層間絶縁膜9が形成され、この層間絶縁膜9の受光センサ部3に対応する位置には凹面10が形成されている。 On the light shielding film 7, for example, an interlayer insulating film 9 made of BPSG (boron-phosphorus-silicate glass) is formed, the concave surface 10 is formed at a position corresponding to the light sensing unit 3 of the interlayer insulating film 9 . そして、層間絶縁膜9上には、例えばSiN膜からなる高屈折率層11が形成されて、受光センサ部3上に層間絶縁膜9の凹面10をレンズ面とする層内レンズ12が形成されている。 Then, on the interlayer insulating film 9, for example, the high refractive index layer 11 made of SiN film is formed, layer lens 12, a concave 10 lens surface of the interlayer insulating film 9 is formed on the light receiving sensor section 3 ing.
尚、光を受光センサ部3に集光させるために、層間絶縁膜9の屈折率よりも、上層の高屈折率層11の屈折率の方が大きくなるように調整されている。 In order to focus the light to the light receiving sensor portion 3, than the refractive index of the interlayer insulating film 9, it is adjusted so towards the refractive index of the upper layer of the high refractive index layer 11 is increased.
【0022】 [0022]
高屈折率層11の上面は平坦化され、平坦化された高屈折率層11上にはパッシベーション膜13が形成されている。 Upper surface of the high refractive index layer 11 is planarized, on the high-refractive index layer 11 which is planarized is passivation film 13 is formed. そして、パッシベーション膜13上にはカラーフィルタ14が形成されている。 Then, on the passivation film 13 has a color filter 14 is formed. このカラーフィルタ14は、1画素に1つの色が対応するように配置されている。 The color filter 14, one color per pixel are disposed so as to correspond. 尚、図1に示す画素では例えば赤(R)が対応して配置されている。 In the pixel shown in FIG. 1 for example, red (R) are arranged in correspondence. さらに、カラーフィルタ14上には、層間絶縁膜(図示せず)を介して受光センサ部3と対応する部分にオンチップマイクロレンズ15が形成されている。 Further, on the color filter 14, on-chip microlens 15 corresponding to those in the light receiving sensor portion 3 via an interlayer insulating film (not shown) is formed.
【0023】 [0023]
このような構成を有する画素がマトリクス状に配列されて、CCD型固体撮像素子1の撮像領域が構成されている。 Pixels having such a configuration are arranged in a matrix, the imaging area of ​​the CCD solid-state imaging device 1 is configured.
【0024】 [0024]
カラーフィルタ14は、例えば図2A〜図2Gに示すように、各色が一定の繰り返しパターンで配列されている。 The color filter 14 is, for example, as shown in FIG 2A~ Figure 2G, the colors are arranged at a fixed repeating pattern.
図2A〜図2Gは、例えば原色系のカラーフィルタの配列パターンを示している。 Figure 2A~ Figure 2G illustrates, for example a sequence pattern of primary color filters of. 図2Aはベイヤー配列のカラーフィルタを、図2Bはインタライン配列のカラーフィルタを、図2CはGストライプRB市松配列のカラーフィルタを、図2DはGストライプRB完全市松のカラーフィルタを示している。 The color filter of FIG. 2A Bayer array, FIG. 2B is a color filter interline arrangement, a color filter of Figure 2C G stripe RB checkered arrangement, Figure 2D shows a color filter of G stripe RB completely checkered. また、図2Eはストライプ配列のカラーフィルタを、図2Fは斜めストライプ配列のカラーフィルタを、図2Gは原色色差配列のカラーフィルタを示している。 Further, the color filter of Figure 2E stripe arrangement, a color filter in FIG. 2F is an oblique stripe arrangement, Figure 2G shows a color filter of primary color difference array.
【0025】 [0025]
そして、 上記の形態においては、特に、所定パターンに対応する一部の画素の構成を、これ以外の画素の構成とは異なるように形成する。 Then, in the above embodiment, particularly, the structure of part of a pixel corresponding to a predetermined pattern to form differently from this the other pixel configurations.
即ち、図3に示すように、撮影した際に、画像23の一部に文字や絵(例えば文字“Sample”)が写るようにしたい場合、この文字や絵に対応する部分の画素を、これ以外の部分の画素とは異なる構成で形成する。 That is, as shown in FIG. 3, when taken, if you want the characters or pictures on the part of the image 23 (e.g., character "Sample") objects appear, the pixels of the portion corresponding to the characters and pictures, which It formed in a different configuration than the pixel in the portion other than the.
【0026】 [0026]
先ず、例えば集光レンズの構成を異なるようにした場合の固体撮像素子を図4に示す。 First, for example, it shows a solid-state imaging device in the case of such different configuration of the condenser lens in Fig. 具体的にはオンチップマイクロレンズ15の大きさを異なるようにした場合である。 It is specifically a case where such different sizes of the on-chip microlens 15.
尚、図中左側には所定パターンに対応する画素以外の1画素に対応する断面図を示し、図中右側には所定パターンに対応する画素の1画素に対応する断面図を示している。 Incidentally, the left side of the drawing shows a sectional view corresponding to one pixel of the pixels except for those corresponding to the predetermined pattern, the right side in the drawing shows a sectional view corresponding to one pixel of the pixel corresponding to a predetermined pattern.
固体撮像素子では、図3に示したような文字“Sample”が写る部分に対応する画素では、オンチップマイクロレンズ15を大きく形成し、これ以外の文字が写らない部分の画素では、オンチップマイクロレンズ15を小さく形成する。 In the solid-state imaging device, the pixels corresponding to the portion where Utsuru character "Sample" as shown in FIG. 3, and larger on-chip microlens 15, in the portion of the pixels other than the character is not reflected, the on-chip micro the lens 15 is formed small. その他の部分は、図1に示したものと同様であるので、対応する部分には同一符号を付している。 Other portions are the same as those shown in FIG. 1, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
即ち、“Sample”のうち、例えば“S”の部分の周辺の画素のオンチップマイクロレンズ15の拡大平面図を図5に示すように、“S”の字に沿って対応する画素には、大きいオンチップマイクロレンズ151(図中黒塗り部分)を形成し、“S”の字に沿って対応する画素以外の画素では、小さいオンチップマイクロレンズ152(図中白塗り部分)を形成する。 That, "Sample" of, for example, an enlarged plan view of the on-chip microlens 15 parts of peripheral pixels of the "S" as shown in FIG. 5, the shape corresponding pixels along the "S", large on forming a chip microlens 151 (figure black portion), the character pixels other than the corresponding pixels along the "S", forming small on-chip microlens 152 (figure white-painted portion).
尚、図5では“Sample”のうち“S”の字に対応する画素の場合を例にして説明したが、それ以外の文字に対応する画素でも、上述した場合と同様に大きいオンチップマイクロレンズ151を形成する。 Although it described as an example in the case of pixels corresponding to the shape of "S" of FIG. 5 "Sample", in the pixels corresponding to the other characters, as well as large on-chip microlens in the case described above 151 to the formation.
このように、文字に対応する画素では、これ以外の画素よりも大きいオンチップレンズ151が形成されているので、受光量が大きくなり感度を高くすることができる。 Thus, in the pixels corresponding to the character, which is greater on-chip lens 151 than the pixel other than are formed, can be received light amount is increased greatly becomes sensitivity.
【0027】 [0027]
このように、所定パターンに対応する画素のみ大きいオンチップマイクロレンズ151を形成するには、オンチップマイクロレンズ15を形成する際、所定パターンに対応する画素のみレジストパターンを変えればよい。 Thus, in order to form a pixel only large on-chip microlens 151 corresponding to a predetermined pattern, when forming the on-chip microlens 15, may be changed resist pattern only the pixels corresponding to a predetermined pattern.
【0028】 [0028]
以下、所定パターンに対応する画素のみオンチップマイクロレンズを大きくする場合を図6〜図8を参照して説明する。 Hereinafter will be described with reference to FIGS case of increasing only the on-chip microlens pixels corresponding to a predetermined pattern.
尚、図6及び図7では、左側に所定パターンに対応する画素以外の1画素に対応する断面図を示し、右側に所定パターンに対応する画素の1画素に対応する断面図を示している。 In FIG. 6 and FIG. 7 shows a sectional view corresponding to one pixel of the pixels except for those corresponding to the predetermined pattern on the left side, it shows a sectional view corresponding to one pixel of the pixel corresponding to a predetermined pattern to the right.
また、既にカラーフィルタ14を含む全面にオンチップマイクロレンズ形成用材料が形成された状態から説明する。 Further, explaining the already state entirely on-chip microlens forming material comprising a color filter 14 is formed. また、図1と対応する部分には同一符号を付している。 Further, the same reference numerals are denoted to portions corresponding to FIG. 1.
先ず、図6に示すように、オンチップマイクロレンズ形成材料19上にレジスト層20を成膜する。 First, as shown in FIG. 6, to form a resist layer 20 on the on-chip microlens formation material 19. この際、文字に対応する画素及び文字に対応する画素以外の画素の両方では均一な膜厚のレジスト層20が形成されている。 At this time, the resist layer 20 of uniform thickness on both the pixel other than the pixels corresponding to the pixel and the character corresponding to a character is formed.
尚、レジスト層20は、オンチップマイクロレンズ形成材料19に対して選択比の小さいものを使用している。 The resist layer 20, using a small selection ratio with respect to the on-chip microlens formation material 19.
【0029】 [0029]
次に、公知のリソグラフィ技術により、レジスト層20から、オンチップマイクロレンズ形成用のパターンを有するレジストマスク21を形成する。 Next, the known lithography technique, a resist layer 20, a resist mask 21 having a pattern for the on-chip microlens formation.
この際、図7に示すように、レジストマスク21において、所定パターンに対応する画素では、パターンの大きいレジストマスク211を形成し、所定パターンに対応する画素以外の画素では、パターンの小さいレジストマスク212を形成する。 At this time, as shown in FIG. 7, the resist mask 21, the pixels corresponding to a predetermined pattern to form a larger resist mask 211 pattern, the pixels other than the pixels corresponding to a predetermined pattern, a small resist of the pattern mask 212 to form.
即ち、“Sample”のうち、例えば“S”の部分の周辺の画素のレジストマスク21の拡大平面図を図8に示すように、レジストマスク21において、“S”の字に沿って対応する画素には、パターンの大きいレジストマスク211を形成し、“S”の字に沿って対応する画素以外の画素では、パターンの小さいレジストマスク212を形成する。 That, "Sample" of, for example, an enlarged plan view of the resist mask 21 around the pixel portion of the "S" as shown in FIG. 8, the resist mask 21, "S" shaped corresponding pixels along the to form a large resist mask 211 pattern, the character pixels other than the corresponding pixels along the "S", forming small resist mask 212 having patterns.
尚、図8では“Sample”のうち“S”の字に対応する画素の場合を例にして説明したが、それ以外の文字に対応する画素でも、上述した場合と同様に大きいレジストマスク211を形成する。 Although described as an example in the case of pixels corresponding to the shape of "S" of FIG. 8 "Sample", in the pixels corresponding to the other characters, the resist mask 211 similarly large in the case described above Form.
【0030】 [0030]
このように、所定パターンに対応する画素のみ大きいレジストマスク211を形成するには、例えば所定パターンに対応するレジスト層の粘性(流動性)を調整したり、露光時間を調整することにより形成することができる。 Thus, in order to form a pixel only large resist mask 211 corresponding to a predetermined pattern, for example to adjust the viscosity (fluidity) of the corresponding resist layer in a predetermined pattern, be formed by adjusting the exposure time can.
【0031】 [0031]
次に、このようなレジストマスク21をマスクとして用いて、例えば等方性エッチングによりオンチップマイクロレンズ形成材料19をエッチング除去する。 Then, by using such a resist mask 21 as a mask, the on-chip microlens formation material 19 is etched away by isotropic etching, for example.
これにより、図4に示したように、所定パターンに対応する画素では、大きいオンチップマイクロレンズ151が形成され、所定パターンに対応する画素以外の画素では、小さいオンチップマイクロレンズ152が形成される。 Thus, as shown in FIG. 4, a pixel corresponding to a predetermined pattern, large on-chip microlens 151 are formed in the pixels other than the pixels corresponding to a predetermined pattern, a small on-chip microlens 152 are formed .
【0032】 [0032]
上記の CCD型固体撮像素子1によれば、所定のパターンに対応する画素では、大きいオンチップマイクロレンズ151が形成され、所定のパターンに対応する画素以外の画素では、小さいオンチップマイクロレンズ152が形成されているので、複数の画素のうち所定パターンに対応した一部の画素のみ、感度を変化させることができる。 According to the CCD solid-state imaging device 1 described above, in the pixels corresponding to a predetermined pattern, a large on-chip microlens 151 are formed in the pixels other than the pixels corresponding to a predetermined pattern, a small on-chip microlens 152 because it is formed, only a portion of the pixels corresponding to the predetermined pattern of the plurality of pixels, it is possible to change the sensitivity.
これにより、所定パターンに対応する一部の画素と所定パターンに対応する一部の画素以外の画素との間に明るさの差が生じ、所定パターンのみが浮き出たような状態にすることができる。 Thus, difference in brightness occurs between the pixels other than a portion of the pixels corresponding to a portion of the pixel and a predetermined pattern corresponding to a predetermined pattern, can be in a state such that only a predetermined pattern stands out .
従って、このようなCCD型固体撮像素子1を備えたカメラで撮影を行った際、図3に示したように、画像23の一部に所定パターン(文字“Sample”)を写すことができる。 Accordingly, when photographed with the camera having such a CCD type solid-state imaging device 1, it is possible to copy as shown in FIG. 3, a predetermined pattern on a part of the image 23 (character "Sample").
このように、撮影した際に、画像の一部にそのまま所定パターンを写すことができるので、従来のように、付加回路やフィルタ等を構成に加える必要がなくなる。 Thus, when taken, since it is possible to reproduce a predetermined pattern on a part of the image, as in the conventional, it is not necessary to add the configuration an additional circuit or filter.
【0033】 [0033]
次に、集光レンズの構成を異なるようにした場合の他の固体撮像素子の形態を図9に示す。 Next, an embodiment of another solid-state imaging device in the case of such different configuration of the condenser lens in Fig. 具体的には、前述したようなオンチップマイクロレンズではなく、層内レンズの大きさを異なるようにした場合である。 Specifically, instead of the on-chip microlens as described above, a case where such different sizes of layers in the lens.
尚、図9の場合も、図中左側には所定パターンに対応する画素以外の1画素に対応する断面図を示し、図中右側には所定パターンに対応する画素の1画素に対応する断面図を示している。 Also in the case of FIG. 9, on the left side in the drawing shows a sectional view corresponding to one pixel of the pixels except for those corresponding to a predetermined pattern, cross-sectional view corresponding to one pixel of the pixel corresponding to the predetermined pattern on the right side in FIG. the shows. その他の部分は、図1に示したものと同様であるので、対応する部分には同一符号を付している。 Other portions are the same as those shown in FIG. 1, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
上記の固体撮像素子の場合においても、図5に示したオンチップマイクロレンズ15の大きさを異ならせる場合と同様に、文字“Sample”に沿って対応する画素のみ、大きい層内レンズ121を形成し、文字に沿って対応する画素以外では、小さい層内レンズ122を形成する。 In the case of the solid-state imaging device also, forming an on-chip as in the case of varying the size of the micro lenses 15, only the pixels corresponding along the character "Sample", larger layer lens 121 shown in FIG. 5 and, along with the character in the corresponding non-pixel, to form a small inner-layer lens 122.
このように、文字に対応する一部の画素では、文字に対応する一部の画素以外の画素よりも大きい層内レンズ121が形成されているので、所定パターンに対応する画素のみ受光量を増加させて感度を高くすることができる。 Thus, in some pixels corresponding to the character, since the intralayer lens 121 larger than the pixels other than the portion of the pixels corresponding to the characters are formed, increasing the amount of light received only the pixels corresponding to a predetermined pattern it is not able to increase the sensitivity.
【0034】 [0034]
このように、所定パターンに対応する画素のみ層内レンズ12を大きく形成するには、上述したオンチップマイクロレンズ15の場合と同様に、層内レンズ12を形成する際、所定パターンに対応する画素のみレジストパターンを変えればよい。 Thus, in order to increase a pixel only intralayer lens 12 corresponding to a predetermined pattern, as in the case of the on-chip microlens 15 described above, when forming the inner-layer lens 12, pixels corresponding to a predetermined pattern only it may be changed using the resist pattern.
【0035】 [0035]
以下、所定パターンに対応する各画素のみ層内レンズを大きくする場合の工程図を図10〜図11に示す。 Hereinafter, it is shown in FIGS. 10 11 The process diagram in the case of increasing the pixel only intralayer lens corresponding to a predetermined pattern.
尚、図中左側には、所定パターンに対応する画素の断面を示し、図中右側には、所定パターンに対応する画素以外の画素の断面を示している。 Incidentally, on the left side in the figure shows a cross section of a pixel corresponding to a predetermined pattern, on the right side in the figure shows a cross section of a pixel other than the pixels corresponding to the predetermined pattern. また、既に遮光膜7を覆って全面に層間絶縁膜9(例えばBPSG)が形成された状態から説明する。 Further, explaining a state in which the interlayer insulating film 9 on the entire surface already covering the light shielding film 7 (e.g., BPSG) is formed.
先ず、図10Aに示すように、層間絶縁膜9上にレジスト層20を形成する。 First, as shown in FIG. 10A, a resist layer 20 on the interlayer insulating film 9. この際、文字に対応する画素及び文字に対応する画素以外の画素の両方では均一な膜厚のレジスト層20が形成されている。 At this time, the resist layer 20 of uniform thickness on both the pixel other than the pixels corresponding to the pixel and the character corresponding to a character is formed.
【0036】 [0036]
次に、公知のリソグラフィ技術により、レジスト層20から、層内レンズ12が形成される位置に開口25が形成されたパターンのレジストマスク26を形成する。 Next, the known lithography technique, a resist layer 20, a resist mask 26 of a pattern opening 25 is formed in a position-layer lens 12 is formed.
この際、図10Bに示すように、レジストマスク26は、文字に対応する画素では、開口幅D1を大きく形成し、文字に対応する画素以外の画素では、開口幅D2を小さく形成する。 At this time, as shown in FIG. 10B, the resist mask 26, in the pixels corresponding to the character, the opening width D1 larger form, the pixels other than the pixels corresponding to the characters, to reduce form an opening width D2.
【0037】 [0037]
次に、このようなレジストマスク26をマスクとして、例えば等方性エッチングにより層間絶縁膜9をエッチング除去する。 Then, such a resist mask 26 as a mask, the interlayer insulating film 9 is etched away by isotropic etching, for example.
これにより、図11Cに示すように、文字に対応する画素では、層間絶縁膜9の受光センサ部3と対応する位置に大きい凹面101が形成され、文字に対応する画素以外の画素では、小さい凹面102が形成される。 Thus, as shown in FIG. 11C, the pixels corresponding to the characters is formed concave 101 greater in a position corresponding to the light-receiving sensor portion 3 of the interlayer insulating film 9, the pixels other than the pixels corresponding to the character, small concave 102 are formed.
【0038】 [0038]
次に、図11Dに示すように、層間絶縁膜9に形成された凹面10(101、102)を覆って全面に、例えば層間絶縁膜9よりも高い屈折率を有する高屈折率材層11(例えばSiN膜)を形成する。 Next, as shown in FIG. 11D, an interlayer insulating covers a concave surface 10 formed (101, 102) on the entire surface to film 9, for example, an interlayer insulating film 9 high refractive index layer 11 having a refractive index higher than that ( for example, an SiN film).
これにより、文字に対応する画素では、大きい層内レンズ121が形成され、文字に対応する画素以外の画素では、小さい層内レンズ122が形成される。 Thus, in the pixels corresponding to the characters, a large inner-layer lens 121 is formed in the pixels other than the pixels corresponding to the character, a small layer lens 122 is formed.
【0039】 [0039]
この後は、図示せざるも、高屈折率層の上面が平坦化され、平坦化された高屈折率層上にパッシベーション膜が形成され、パッシベーション膜上にはカラーフィルタが形成され、カラーフィルタ上に層間絶縁膜を介して受光センサ部と対応する部分にオンチップマイクロレンズが形成される。 Thereafter, even unshown, the upper surface of the high refractive index layer is planarized, the passivation film formed on the planarized high refractive index layer, is on the passivation film color filters are formed, on the color filter on-chip microlens are formed on the portions corresponding to the light receiving sensor portion via the interlayer insulating film.
【0040】 [0040]
上記の形態のCCD型固体撮像素子によれば、所定のパターンに対応する画素では大きい層内レンズ121が形成され、所定パターンに対応する画素以外の画素では小さい層内レンズ122が形成されているので、複数の画素のうち、所定パターンに沿って対応した一部の画素のみ感度を変化させることができる。 According to the CCD solid-state imaging device of the above embodiment, the pixels corresponding to the predetermined pattern is formed large inner-layer lens 121 is smaller layer lens 122 in pixels other than the pixels corresponding to the predetermined pattern is formed since, among the plurality of pixels, it is possible to change the sensitivity only some of the pixels corresponding along a predetermined pattern.
これにより、所定パターンに対応する一部の画素と所定パターンに対応する一部の画素以外の画素との間に明るさの差が生じ、所定パターンのみが浮き出たような状態にすることができる。 Thus, difference in brightness occurs between the pixels other than a portion of the pixels corresponding to a portion of the pixel and a predetermined pattern corresponding to a predetermined pattern, can be in a state such that only a predetermined pattern stands out .
従って、上述した固体撮像素子の場合と同様に、このようなCCD型固体撮像素子を備えたカメラで撮影を行った際、図3に示したように、画像23の一部に所定パターン(文字“Sample”)を写すことができる。 Therefore, as in the case of the above-described solid-state imaging device, when photographed with the camera having such a CCD type solid state imaging device, as shown in FIG. 3, a part in a predetermined pattern of image 23 (characters "Sample") it is possible to copy the.
このように、撮影した際に、画像の一部にそのまま所定パターンを写すことができるので、従来のように、付加回路やフィルタ等を構成に加える必要がなくなる。 Thus, when taken, since it is possible to reproduce a predetermined pattern on a part of the image, as in the conventional, it is not necessary to add the configuration an additional circuit or filter.
【0041】 [0041]
上述した固体撮像素子では、所定パターンに対応する一部の画素の全てを大きい集光レンズ(オンチップマイクロレンズ15や層内レンズ12)で形成し、それ以外の画素の全てを小さい集光レンズで形成して説明したが、例えば、所定パターンに対応する一部の画素の周辺の画素の集光レンズの大きさも変更することにより、文字の周囲に明るさや暗さ等のグラデーションを付けて、画像に写る文字を濃艶のあるものとすることができる。 In the above-described solid-state imaging device, all part of the pixels corresponding to the predetermined pattern is formed by a large condenser lens (on-chip microlens 15 and inner lens 12), a small condenser lenses all other pixels in form to have been described, for example, by changing also the size of the condenser lens of the pixels surrounding the part of the pixels corresponding to a predetermined pattern, with the brightness and darkness etc. gradient around the character, the character caught on the image can be made with a Kotsuya.
このような場合も、集光レンズを形成する際に、所定パターンに対応する画素のレジストパターンを変えると共に、その周辺の画素のレジストパターンも変えるようにすればよい。 In such a case also, when forming a condenser lens, with changing the resist pattern of pixels corresponding to a predetermined pattern, it suffices to vary also resist pattern of neighboring pixels.
【0042】 [0042]
また、上述した固体撮像素子では、所定のパターンに対応する画素のみ、集光レンズを大きく形成したが、図12に示すように、例えば集光レンズの曲率を、所定パターンに対応する一部の画素と、所定パターンに対応する一部の画素以外の画素とで異なるようにすることもできる。 Further, in the above-mentioned solid-state imaging device, only the pixels corresponding to the predetermined pattern has been formed larger the condenser lens, as shown in FIG. 12, for example, the curvature of the condenser lens, the portion corresponding to the predetermined pattern may be different for at the pixel, the pixels other than a portion of the pixel corresponding to a predetermined pattern. 尚、図12の場合は、図中左側に所定のパターンに対応する画素以外の画素に形成された曲率の小さいオンチップマイクロレンズ152を示し、図中右側に所定パターンに対応する画素に形成された曲率の大きいオンチップマイクロレンズ151を示している。 In the case of FIG. 12 shows a small on-chip microlens 152 curvature formed on the pixel other than the pixels corresponding to the predetermined pattern on the left side in the figure, are formed in the pixels corresponding to the predetermined pattern on the right side in the figure and it shows a large on-chip microlens 151 of curvature.
【0043】 [0043]
尚、この場合は、集光レンズを形成する際に、レジスト層の膜厚やエッチング量(エッチング速度×エッチング時間)により、例えば全体的にある程度連続した所定パターンであれば比較的容易に曲率を制御することができるが、1画素毎にランダムに曲率を変えることは困難である。 In this case, when forming a condenser lens, the film thickness and the etching amount of the resist layer by (etching rate × etching time), the relative ease of curvature as long as a predetermined pattern to some extent continuous overall e.g. can be controlled, it is difficult to change the curvature at random for each pixel.
【0044】 [0044]
また、上述した固体撮像素子では、オンチップマイクロレンズ15と集光レンズ12を備えたCCD型固体撮像素子を例にして説明したが、例えば層内レンズ12が形成されていないCCD型固体撮像素子にも適用することができる。 Further, in the above-mentioned solid-state imaging device, the on-chip microlens 15 and has been described as a CCD type solid-state imaging device, comprising the condensing lens 12 as an example, a CCD type solid state imaging not intralayer lens 12 if example embodiment is formed it can be applied to the element.
【0045】 [0045]
また、上述したように、所定パターンに対応する一部の画素のみのレジストパターンを変えるだけで、所定パターンに対応する一部の画素のみ集光レンズを大きく形成することができるので、製造工程を大きく変更することなく、また工程数の増加も少ない。 Further, as described above, only by changing the resist pattern of only some of the pixels corresponding to the predetermined pattern, it is possible to a condensing lens only a part of the pixels formed larger corresponding to the predetermined pattern, the manufacturing process without increasing changes may be small increase in the number of steps.
【0046】 [0046]
尚、集光レンズの大きさの範囲としては、最大で隣接する画素の集光レンズに干渉しない程度までとなる。 As the size range of the condenser lens, and to the extent that they do not interfere with the condenser lens adjacent pixels at the maximum. 一方、小さく形成する場合は、例えば集光レンズを形成しないようにしても構わない。 On the other hand, if the reduced form, for example it may be configured not to form a converging lens.
この場合は、受光量が減少して感度が低くなり暗くなる。 In this case, the sensitivity becomes darker low amount of light received is reduced.
【0047】 [0047]
次に、受光センサ部上の遮光膜の開口状態を異なるようにした場合の固体撮像素子を図13に示す。 Next, a solid-state imaging device in the case of the opening state of the light shielding film on the light-receiving sensor portion different from FIG. 13.
尚、図13の場合も、図中左側には所定パターンに対応する一部の画素以外の画素の断面図を示し、図中右側には所定パターンに対応する一部の画素の断面図を示している。 Also in the case of FIG. 13, the left side of the drawing shows a cross-sectional view of a pixel other than a portion of the pixels corresponding to the predetermined pattern, the right side in the figure shows a cross-sectional view of a portion of a pixel corresponding to a predetermined pattern ing.
固体撮像素子においては、文字“Sample”に沿って対応する画素のみ、受光センサ部3上の遮光膜7の開口幅D3を大きく形成し、文字に沿って対応する画素以外では、受光センサ部3上の遮光膜7の開口幅D4を小さく形成する。 In the solid-state imaging device, only pixels corresponding along the character "Sample", and larger opening width D3 of the light shielding film 7 on the light-receiving sensor section 3, the pixels except for those corresponding along the character, the light receiving sensor section 3 the opening width D4 of the light shielding film 7 above reduced form.
これにより、文字にのみ対応する画素では、文字に対応する画素以外の画素よりも開口面積を大きくすることができ、光の受光量が増加して感度が高くなる。 Thus, in the pixels corresponding only to the characters, it is possible to increase the opening area than pixels other than the pixels corresponding to the character, the sensitivity becomes higher amount of received light is increased.
【0048】 [0048]
このように、所定パターンに対応する画素のみ、開口幅D3を大きく形成するには、上述した集光レンズの場合のように、例えば遮光膜7を形成する際、所定パターンに対応する各画素のみレジストパターンを変えればよい。 Thus, only the pixels corresponding to the predetermined pattern, to larger opening width D3, as in the case of the above-mentioned condenser lens, for example, when forming the light-shielding film 7, only the pixels corresponding to a predetermined pattern resist pattern may be changed.
【0049】 [0049]
以下、所定パターンに対応する各画素のみ開口幅D3を大きくする場合の工程図を図14〜図15に示す。 Hereinafter, it is shown in FIGS. 14 15 step diagram in the case of increasing the opening width D3 only the pixels corresponding to a predetermined pattern.
尚、図中左側には所定パターンに対応する画素以外の画素の断面図を示し、図中右側には所定パターンに対応する画素の断面図を示す。 Incidentally, the left side of the drawing shows a cross-sectional view of a pixel other than the pixels corresponding to the predetermined pattern, the right side in the figure shows a cross-sectional view of a pixel corresponding to a predetermined pattern. また、既に半導体基板2上の所定の位置にゲート絶縁膜4を介して転送電極5が形成され、転送電極5を覆って層間絶縁膜6が形成された状態から説明する。 Also, already formed transfer electrode 5 through the gate insulating film 4 in a predetermined position on the semiconductor substrate 2, illustrating the state where an interlayer insulating film 6 covering the transfer electrodes 5 are formed.
先ず、図14Aに示すように、層間絶縁膜6を覆って全面に遮光膜形成材料膜29を形成する。 First, as shown in FIG. 14A, to form a light shielding film forming material layer 29 on the entire surface covering the interlayer insulating film 6. 次いで、図14Bに示すように、遮光膜形成材料膜29を覆って全面にレジスト層30を成膜する。 Then, as shown in FIG. 14B, forming a resist layer 30 on the entire surface covering the light shielding film forming material layer 29.
この際、所定のパターンに対応する画素及び所定のパターンに対応する画素以外の画素では、同じ膜厚のレジスト層30が形成される。 In this case, the pixels other than the pixels corresponding to the pixel and a predetermined pattern corresponding to a predetermined pattern, the resist layer 30 having the same thickness is formed.
【0050】 [0050]
次に、公知のリソグラフィ技術により、図15Cに示すように、レジスト層30から、受光センサ部3に開口31を有するパターンのレジストマスク32を形成する。 Next, the known lithography technique, as shown in FIG. 15C, the resist layer 30, a resist mask 32 of a pattern having an opening 31 to the light receiving sensor unit 3.
この際、文字に対応する画素では、レジストマスク31の開口311を大きく形成し、所定パターン以外の画素では、レジストマスク31の開口312を小さく形成する。 In this case, the pixels corresponding to the character, the opening 311 of the resist mask 31 formed larger, the pixel other than the predetermined pattern, to reduce form an opening 312 of the resist mask 31.
【0051】 [0051]
次に、このようなレジストマスク31をマスクとして、例えば等方性エッチングにより遮光膜形成材料膜29をエッチング除去する。 Then, such a resist mask 31 as a mask, the light shielding film forming material layer 29 is etched away by isotropic etching, for example. これにより、図15Dに示すように、所定パターンの遮光膜7が形成される。 Thus, as shown in FIG. 15D, the light-shielding film 7 having a predetermined pattern is formed.
この際、文字に対応する画素では、受光センサ部3上への張り出しが小さい遮光膜72が形成されることにより、受光センサ部3上の開口幅D1が大きく形成され、文字に対応する画素以外の画素では、受光センサ部3上への張り出しが大きい遮光膜72が形成されることにより、受光センサ部3上の開口幅D2が小さく形成される。 In this case, the pixels corresponding to the character, by the light shielding film 72 projecting to the light receiving sensor portion 3 above is small is formed, the opening width D1 on the light-receiving sensor portion 3 is larger, except for the pixel corresponding to the character in the pixel, by the light shielding film 72 overhang is greater to the light receiving sensor portion 3 above is formed, the opening width D2 on the light receiving sensor portion 3 is smaller.
【0052】 [0052]
この後は、図示せざるも、遮光膜を覆って全面に層間絶縁膜、高屈折率層が順次形成され、さらに、高屈折率層上にはパッシベーション膜が形成される。 Thereafter, even unshown, the entire surface in the interlayer insulating film covering the light shielding film is formed high refractive index layer is successively further, a passivation film is formed on the high refractive index layer. そして、パッシベーション膜上にはカラーフィルタが形成され、カラーフィルタ上には層間絶縁膜を介して受光センサ部と対応する部分にオンチップマイクロレンズが形成される。 Then, on the passivation film color filter is formed, it is on the color filter portions corresponding to portions of the light receiving sensor portion via the interlayer insulating film on-chip microlens is formed.
【0053】 [0053]
上記の CCD型固体撮像素子によれば、所定のパターンに対応する画素の受光センサ部3上の遮光膜71の開口幅D3が大きく形成され、所定パターンに対応する画素以外の画素の受光センサ部3上の遮光膜72の開口幅D4が小さく形成されているので、複数の画素のうち、所定パターンに沿って対応した一部の画素のみ感度を大きくすることができる。 According to the CCD solid-state imaging device, an opening width D3 of the light-shielding film 71 on the light-receiving sensor portion 3 of the pixels corresponding to the predetermined pattern is larger, the light receiving sensor portion of the pixels other than the pixels corresponding to a predetermined pattern since the opening width D4 of the light-shielding film 72 on 3 is formed smaller, among the plurality of pixels, it is possible to increase the sensitivity only some of the pixels corresponding along a predetermined pattern.
これにより、所定パターンに対応する一部の画素と所定パターンに対応する一部の画素以外の画素との間に明るさの差が生じ、所定パターンのみが浮き出たような状態にすることができる。 Thus, difference in brightness occurs between the pixels other than a portion of the pixels corresponding to a portion of the pixel and a predetermined pattern corresponding to a predetermined pattern, can be in a state such that only a predetermined pattern stands out .
従って、上述した固体撮像素子の場合と同様に、このようなCCD型固体撮像素子を備えたカメラで撮影を行った際、図3に示したように、画像23の一部に所定パターン(文字“Sample”)を写すことができる。 Therefore, as in the case of the above-described solid-state imaging device, when photographed with the camera having such a CCD type solid state imaging device, as shown in FIG. 3, a part in a predetermined pattern of image 23 (characters "Sample") it is possible to copy the.
このように、撮影した際に、画像の一部にそのまま所定パターンを写すことができるので、従来のように、付加回路やフィルタ等を構成に加える必要がなくなる。 Thus, when taken, since it is possible to reproduce a predetermined pattern on a part of the image, as in the conventional, it is not necessary to add the configuration an additional circuit or filter.
【0054】 [0054]
固体撮像素子においては、受光センサ部3上への遮光膜7の張り出しを小さくすることで、所定パターンに対応する画素の受光センサ部3上の遮光膜7の開口幅D3を大きく形成するようにしたが、例えば、図16に示すように、受光センサ部3上を完全に覆うように遮光膜7を形成して開口のない状態にすることもできる。 In the solid-state imaging device, by reducing the overhang of the light-shielding film 7 to the light receiving sensor section 3 above, so that larger opening width D3 of the light shielding film 7 on the light receiving sensor portion 3 of the pixels corresponding to a predetermined pattern but was, for example, as shown in FIG. 16, it is also possible to state without opening to form a light shielding film 7 so as to completely cover the light-receiving sensor section 3.
この場合は、受光センサ部3上が遮光膜7で完全に覆われているので、開口面積がゼロとなり暗くなる。 In this case, since the light receiving sensor section 3 above is completely covered with the light shielding film 7, the opening area becomes dark becomes zero.
【0055】 [0055]
上述した固体撮像素子の場合と同様に、所定パターンに対応する画素の周辺の受光センサ部上の遮光膜の開口状態をそれぞれ変えることで、文字の周囲に明るさや暗さ等のグラデーションを付けて、画像に写る文字を濃艶のあるものとすることができる。 As with the above-described solid-state imaging device, the opening state of the light shielding film on the light-receiving sensor portion of the periphery of the pixel corresponding to a predetermined pattern by varying each with a gradient of brightness and darkness, etc. around the character , a character caught on the image can be made with a Kotsuya.
このような場合も、遮光膜を形成する際に、所定パターンに対応する各画素のレジストパターンを変えると共に、その周辺の各画素のレジストパターンも変えればよい。 In such a case also, when forming the light shielding film, together with changing the resist pattern of each pixel corresponding to a predetermined pattern, it may be changed also resist pattern of the pixels surrounding it.
【0056】 [0056]
また、上述した固体撮像素子においても、所定パターンに対応する一部の画素のみのレジストパターンを変えるだけで、所定パターンに対応する一部の画素のみ受光センサ部3上の遮光膜7の開口幅を大きく形成することができるので、製造工程を大きく変更することなく、また工程数の増加も少ない。 Also, in the above-mentioned solid-state imaging device, only by changing the resist pattern of only some of the pixels corresponding to the predetermined pattern, the opening width of the light shielding film 7 on the light receiving sensor unit 3 only a portion of the pixels corresponding to a predetermined pattern it is possible to a larger without greatly changing the manufacturing process and also small increase in the number of steps.
【0057】 [0057]
次に、カラーフィルタの繰り返しパターンを異なるようにした場合の実施の形態を図17に示す。 Next, an embodiment in which so as different repeating pattern of the color filter in FIG. 17.
尚、図17Aには撮像領域の全体に形成されたカラーフィルタの配列規則を示し、図17Bには所定パターンに対応する画素に形成されたカラーフィルタの配列規則を示す。 Note that in FIG. 17A shows an arrangement rule of color filters formed on the entire imaging area, showing the arrangement rules of color filters formed on pixels corresponding to a predetermined pattern in Figure 17B.
即ち、図2(A〜G)に示したように、CCD型固体撮像素子の撮像領域の全体には、1画素に1つの色が対応するように一定の繰り返しパターンを有する各種のカラーフィルタ14が形成されている。 That is, as shown in FIG. 2 (A-G), the entire imaging area of ​​the CCD type solid-state imaging device, various color filter 14 having a constant repetition pattern such that one color per pixel corresponding There has been formed.
しかし、本実施の形態では、所定のパターンに対応する一部の画素では、撮像領域の全体に形成されている一定の繰り返しパターンのカラーフィルタ142とは異なる繰り返しパターンのカラーフィルタ141を形成するようにする。 However, in the present embodiment, some of the pixels corresponding to a predetermined pattern, to form a color filter 141 of different repeating pattern color filter 142 of the constant repetition pattern formed on the entire imaging area to.
【0058】 [0058]
例えば撮像領域の全体に、図17Aに示すように、Red(赤)が4個、Green(緑)が8個、Blue(青)が4個から構成された、垂直4画素×水平4画素の配列規則(所謂ベイヤー配列)のカラーフィルタ142が形成されている場合において、所定パターンが赤味を帯びるようにしたい場合は、このカラーフィルタ142の配列に対して赤を増やすようにすればよい。 For example the entire imaging region, as shown in FIG. 17A, four Red (red), eight Green (green), Blue (blue) is composed of four vertical 4 pixels × horizontal 4 pixels in the case where the color filter 142 of arrangement rules (so-called Bayer array) are formed, if the predetermined pattern is like to be reddish, it is sufficient to increase the red to the sequence of the color filter 142. 即ち、図17Bに示すように、例えばRed(赤)が8個、Green(緑)が4個、Blue(青)が4個としたカラーフィルタ141を形成すればよい。 That is, as shown in FIG. 17B, for example, Red (red) 8, 4 Green (green), Blue (blue) may be formed a color filter 141 to four.
【0059】 [0059]
また、図18Aに示すように、所定パターンが青を帯びるようにしたい場合は、青が増加された(例えばRedが3個、Greenが6個、Blueが7個)カラーフィルタ143を形成すればよい。 Further, as shown in FIG. 18A, if the predetermined pattern want to take on blue, blue is increased (e.g., Red 3, 6 Green is, Blue seven) By forming the color filter 143 good.
また、図18Bに示すように、所定パターンで青をあまり強調したくない場合は、青が低減された(例えばRedが7個、Greenが6個、Blueが3個)カラーフィルタ144を形成すればよい。 Further, as shown in FIG. 18B, when the blue do not want to de-emphasized in a predetermined pattern, blue is reduced (e.g., Red 7, 6 Green is, Blue is three) by forming a color filter 144 Bayoi.
【0060】 [0060]
このように、本実施の形態では、所定のパターンに対応する一部の画素では、所定パターンにおいて強調したい色や抑えたい色に応じて、各色フィルタを増やしたり減らしたりすることで、色合いの調整ができるようにしている。 Thus, in the present embodiment, some of the pixels corresponding to a predetermined pattern, depending on the enhancement desired to color or suppress desired color in a predetermined pattern, by increasing or decreasing the respective color filters, color tone adjustment so that it is.
【0061】 [0061]
また、このように、所定パターンに対応する一部の画素のみ、カラーフィルタの繰り返しパターンを変えるには、上述した集光レンズや遮光膜の場合のように、カラーフィルタを形成する際、所定パターンに対応する画素のみレジストパターンを変えればよい。 Moreover, in this way, only a portion of the pixels corresponding to a predetermined pattern, to change the repetition pattern of the color filter, as in the case of the condenser lens and the light-shielding film described above, when forming a color filter, a predetermined pattern it may be changed resist pattern only pixels corresponding to.
【0062】 [0062]
尚、カラーフィルタ14としては、原色系フィルタを例にして説明したが、この他補色系フィルタを用いることもできる。 As the color filter 14 has been described with a primary color filter as an example, it may be used the other complementary color filters.
このように、補色系フィルタを用いる場合においても、本実施の形態の場合と同様に、所定パターンに対応する一部の画素では、目的とする所定パターンの色合いに応じて、各色フィルタの配置を変更したカラーフィルタを形成すればよい。 Thus, in the case of using the complementary color filter, as in the case of this embodiment, some of the pixels corresponding to a predetermined pattern, depending on the shade of the predetermined pattern for the purpose, the arrangement of color filters it may be formed modified color filter.
【0063】 [0063]
本実施の形態のCCD型固体撮像素子によれば、所定のパターンに対応する一部の画素では、目的とする所定パターンの色合いに応じて、各色フィルタの配置を変更したカラーフィルタ141を形成するようにしているので、所定パターンの色合いに変化を加えることができる。 According to the CCD solid-state imaging device of this embodiment, some of the pixels corresponding to a predetermined pattern, depending on the shade of the predetermined pattern of interest, to form a color filter 141 for changing the arrangement of each color filter since the way, it can be added to change the color tone of a predetermined pattern.
これにより、撮影された画像に写る所定パターンを、目的とする色合いに調整することができる。 Accordingly, a predetermined pattern caught on captured image can be adjusted to hue of interest.
【0064】 [0064]
上述した実施の形態では、所定パターンとして、文字“Sample”を例にして説明したが、例えばキャラクター等の絵の場合は、上述した実施の形態の場合と同様に、そのキャラクターに対応する画素に沿ってのみ、集光レンズや受光センサ部上の開口状態、或いはカラーフィルタの繰り返しパターンを異なるように形成すればよい。 In the above embodiment, as the predetermined pattern has been described with a character "Sample" as an example, for example, in the case of a picture of a character or the like, as in the embodiment described above, the pixels corresponding to the character along only, open state on the condenser lens and the light receiving sensor unit, or a repeating pattern of a color filter may be differently formed.
【0065】 [0065]
この場合、例えばキャラクターを表す線に沿って対応する画素に形成されたカラーフィルタ内において、例えば影のある部分に対応する部分では、暗くなるように各色フィルタの配列を変更し、影のない部分に対応する部分では明るくなるように各色フィルタの配列を変更することで、画像に写るキャラクターの色合いにグラデーションを付けて濃艶のあるものとすることができる。 In this case, for example, in a color filter formed corresponding pixels along a line representing the character, for example, in a portion corresponding to a portion shadowed by changing the arrangement of the color filter to darken, no shadow portion it can be made is by changing the arrangement of the color filters so bright, in the shade of the character caught on images dark glossy with a gradient in the portion corresponding to.
【0066】 [0066]
また、集光レンズの大きさ又は曲率を異ならせる場合では、前述した場合と同様に、例えばキャラクターを表す線に沿って対応する画素に形成された集光レンズにおいて、例えば影のある部分に対応する部分では、暗くなるように集光レンズを小さく形成し、影のない部分に対応する部分では明るくなるように集光レンズを大きく形成することで、画像に写るキャラクターに明るさや暗さ等のグラデーションを付けて、キャラクターを濃艶のあるものとすることができる。 Further, in the case of varying the size or curvature of the condenser lens, corresponding to the portion as in the case where the above-described, in the light converging lens formed corresponding pixel along a line, for example representing characters, for example, with a shadow to a partial, small to form a condenser lens so dark that the condenser lens so bright at the portion corresponding to the portion having no shadow is larger, the brightness in character caught on the image and darkness etc. with a gradient, the character can be some of the Kotsuya.
【0067】 [0067]
また、受光センサ部3の遮光膜の開口状態を異ならせる場合においても、キャラクターを表す線に沿って対応する一部の画素において、例えば影のある部分では遮光膜7の開口幅を小さく(狭く)形成し、影のない部分に対応する部分では遮光膜の開口幅を大きく(広く)形成することで、キャラクターを濃艶のあるものとすることができる。 Further, in the case of varying the opening state of the light-shielding film of the light-receiving sensor portion 3 is also in some of the pixels corresponding along line representing a character, for example, in the portion of the shadow smaller opening width of the light shielding film 7 (narrow ) formed in the portion corresponding to the portion without shadows by increasing (wider) forming an opening width of the light shielding film can be made with the character of Kotsuya.
【0068】 [0068]
上述した固体撮像素子においては、所定パターンに対応する一部の画素において、集光レンズの構成を異ならせる場合、受光センサ部上の遮光膜の開口状態を異ならせる場合、さらにはカラーフィルタの繰り返しパターンを異ならせる場合と、それぞれ分けて説明したが、例えば所定パターンに対応する画素において、これらを複数組み合わせて構成することも可能である。 In the above-described solid-state imaging device, in some of the pixels corresponding to a predetermined pattern, when varying the structure of the condenser lens, if varying the opening state of the light shielding film on the light-receiving sensor portion, and further repetition of the color filter in the case of varying the pattern has been described separately, respectively, in the pixels corresponding to, for example, a predetermined pattern, can be constructed by combining a plurality of these.
【0069】 [0069]
また、上述した固体撮像素子では、所定パターンに対応する画素において、半導体基板上に形成された、集光レンズや遮光膜、さらにはカラーフィルタといった構成をそれぞれ異なるようにしたが、この他にも、例えば半導体基板内の受光センサ部の構成(例えば光電変換効率)を異なるようにすることもできる。 Further, in the above-mentioned solid-state imaging device, in a pixel corresponding to a predetermined pattern, formed on a semiconductor substrate, the condenser lens and the light-shielding film and further has a structure such color filters different from each, the addition to , for example it may be the configuration of the light-receiving sensor portion of the semiconductor substrate (for example, photoelectric conversion efficiency) different.
しかしながら、この場合は、固体撮像素子の製造初期段階で所定パターンに対応する受光センサ部の構成を異なるようにしなければならず、例えば所定パターンが変更しずらくなるという問題が生じてしまう。 However, this case must be set to be different configuration of the light reception sensor portion corresponding to the predetermined pattern in the production early stage of the solid-state imaging device, for example, a problem that a predetermined pattern is pleasure not change occurs.
【0070】 [0070]
また、上述した実施の形態では、所定パターンとして文字や絵を挙げて説明したが、所定パターンとしては、例えば記号やマーク、或いはロゴ等も含まれるものである。 Further, in the above embodiment it has been described by way of letters and pictures as a predetermined pattern, the predetermined pattern, for example, symbols or marks, or are intended to be included logos.
【0071】 [0071]
また、上述した実施の形態では、CCD型固体撮像素子を例にして説明したが、その他の固体撮像素子、例えばCMOS型固体撮像素子にも適用することができる。 Further, in the above embodiment has been described with a CCD solid-state imaging device as an example, other solid-state imaging device, for example, can be applied to a CMOS type solid-state imaging device.
【0072】 [0072]
本発明の固体撮像素子は、限られたスペースや消費電力、また製造コスト等が要求されているカメラ付き携帯電話に用いて好適であるが、この他、例えばディジタルカメラ等にも用いることができる。 Solid-state imaging device of the invention, limited space and power consumption, also is suitable with the camera-equipped mobile phone manufacturing cost and the like is required, the addition can also be used, for example, a digital camera or the like .
【0073】 [0073]
また、本発明の固体撮像素子は、例えばセキュリティー技術に用いられるカメラ(例えば監視カメラ)等に用いて好適である。 The solid-state imaging device of the present invention, for example, a camera (e.g., a surveillance camera) to be used in security technology is suitable for use in such.
即ち、撮影した際に画像に写る所定パターンを、目視では判別できないが機械では判別できるような緻密なパターンとすることで、例えば偽造等を防ぐことができる。 That is, a predetermined pattern caught on an image when taken, can not be determined by visual but by a dense pattern that enables discrimination by machine, it is possible to prevent, for example, forgery.
【0074】 [0074]
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。 The present invention is not limited to the embodiments described above, various arrangements without departing from the spirit and scope of the present invention can take.
【0075】 [0075]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明の固体撮像素子によれば、撮影した際に、画像の一部に所定パターンが写るようにすることができる。 According to the solid-state imaging device of the present invention, it is possible to make the time taken for a predetermined pattern on a part of the image objects appear.
また、所定パターンに対応する一部の画素のみカラーフィルタの繰り返しパターンを異なるようにすることで、画像の一部に写る所定パターンの色合いを目的とする色合いに変化させることができる。 Further, by such different repeating pattern of the color filter only a portion of the pixels corresponding to a predetermined pattern, a shade of a predetermined pattern caught on part of the image can be changed to a hue of interest.
【0076】 [0076]
これにより、画像処理回路等の付加回路や、所定パターンが描かれたフィルタを構成に加える必要がなく、撮影された画像の一部に所定パターンを写すことができる固体撮像素子を提供することができる。 Thus, and additional circuits such as the image processing circuit, there is no need to be added to a filter in which a predetermined pattern is drawn, it is to provide a solid-state imaging device which can reproduce a predetermined pattern on a part of the captured image it can.
【0077】 [0077]
また、このように、画像の一部に所定パターンを写すことが可能となることにより、セキュリティー分野等様々な用途で用いることが可能になる。 Also, this way, by making it possible to reproduce a predetermined pattern on a part of the image, it becomes possible to use the security field, such as various applications.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】 固体撮像素子の1画素に対応する概略断面図である。 1 is a schematic cross-sectional view corresponding to one pixel of the solid-state imaging device.
【図2】A〜G 各カラーフィルタの配列規則を示す平面図である。 [Figure 2] A~G is a plan view showing an arrangement rule for each of the color filters.
【図3】所定パターンを含む画像を示す平面図である。 3 is a plan view showing an image including a predetermined pattern.
【図4】所定パターンに対応する画素の集光レンズの構成を異ならせる場合の固体撮像素子を示す概略断面図である。 4 is a schematic sectional view showing a solid-state imaging device in the case of varying the configuration of the condenser lens of the pixels corresponding to a predetermined pattern.
【図5】所定パターンに対応する画素の周辺の集光レンズの構成を示す拡大平面図である。 5 is an enlarged plan view showing the configuration of a condenser lens of the peripheral pixels corresponding to a predetermined pattern.
【図6】集光レンズの形成方法を示す工程図(その1)である。 6 is a process diagram showing a method of forming the condenser lens (1).
【図7】集光レンズの形成方法を示す工程図(その2)である。 7 is a process diagram showing a method of forming the condensing lens (2).
【図8】所定パターンに対応する画素の周辺のレジストマスクの構成を示す拡大平面図である。 8 is an enlarged plan view showing the configuration of a resist mask around the pixel corresponding to a predetermined pattern.
【図9】所定パターンに対応する画素の集光レンズの構成の構成を異ならせる場合の固体撮像素子を示す概略断面図である。 9 is a schematic sectional view showing a solid-state imaging device in the case of varying the configuration of the configuration of the condenser lens of the pixels corresponding to a predetermined pattern.
【図10】A〜B 図9の形態の製造方法を示す工程図(その1)である。 A [10] process drawing showing a manufacturing method of the embodiment of A~B Figure 9 (Part 1).
【図11】C〜D 図9の形態の製造方法を示す工程図(その2)である。 It is a 11 sectional views illustrating a method of manufacturing a form of C~D Figure 9 (Part 2).
【図12】集光レンズの曲率を変えた場合を示す概略断面図である。 12 is a schematic sectional view showing a case of changing the curvature of the condensing lens.
【図13】所定パターンに対応する画素の遮光膜の開口状態を異ならせる場合の固体撮像素子を示す概略断面図である。 13 is a schematic sectional view showing a solid-state imaging device in the case of varying the opening state of the light-shielding film of the pixel corresponding to a predetermined pattern.
【図14】A〜B 図13の形態の製造方法を示す工程図(その1)である。 Is 14] A~B Figure 13 process diagrams showing a manufacturing method of the form of (1).
【図15】C〜D 図13の形態の製造方法を示す工程図(その2)である。 A [15] process drawing showing a manufacturing method of the embodiment of C~D 13 (Part 2).
【図16】遮光膜の開口状態の他の形態を示す概略断面図である。 16 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the open state of the light shielding film.
【図17】A、B 所定パターンに対応する画素のカラーフィルタの配列規則の一実施の形態を示す平面図である。 17 is a plan view showing an embodiment of A, arrangement rules of the color filters of the pixels corresponding to B a predetermined pattern.
【図18】A、B 所定パターンに対応する画素のカラーフィルタの配列規則の他の形態を示す平面図である。 [18] A, is a plan view showing another embodiment of arrangement rule of the color filters of the pixels corresponding to B a predetermined pattern.
【図19】従来の固体撮像素子の1画素に対応する概略断面図である。 19 is a schematic cross-sectional view corresponding to one pixel of a conventional solid-state imaging device.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1・・・CCD型固体撮像素子、2・・・半導体基板、3・・・受光センサ部、4・・・ゲート絶縁膜、5・・・転送電極、6・・・層間絶縁膜、7・・・遮光膜、8・・・開口、9・・・層間絶縁膜、10(101、102)・・・凹面、11・・・高屈折率層、12(121、122)・・・層内レンズ、13・・・パッシべーション膜、14(141、142)・・・カラーフィルタ、15(151、152)・・・オンチップマイクロレンズ、19・・・オンチップ形成材料、20、30・・・レジスト層、21(211、212)・・・レジストマスク、23・・・画像、29・・・遮光膜形成材料膜 1 ... CCD type solid state imaging device, 2 ... semiconductor substrate, 3 ... receiving sensor unit, 4 ... gate insulating film, 5 ... transfer electrodes 6 ... interlayer insulation film, 7- ... light shielding film, 8 ... opening, 9 ... interlayer insulation film, 10 (101, 102) ... concave, 11 ... high refractive index layer, 12 (121, 122) ... layer lens, 13 ... passivation film, 14 (141, 142) ... color filter 15 (151, 152) ... on-chip microlens, 19 ... on-chip-forming material, 20, 30, · the resist layer, 21 (211, 212) ... resist mask 23 ... image, 29 ... light shielding film forming material layer

Claims (2)

  1. 撮影された画像の一部に所定パターンが形成される固体撮像素子において、 In the solid-state imaging device a predetermined pattern is formed on a part of the captured image,
    複数の受光センサ部と、少なくとも前記受光センサ部以外を覆って形成された遮光膜と、前記受光センサ部上に対応して形成された集光レンズとを有する画素がマトリクス状に配置された撮像領域を有し、 A plurality of light receiving sensors, imaging pixels are arranged in a matrix having at least the light-shielding film covering the other light receiving sensor unit, a condenser lens which is formed corresponding to the light receiving sensor portion has an area,
    前記撮像領域の全体に、一定の繰り返しパターンで形成されたカラーフィルタが配置され、 The whole of the imaging area, a color filter formed at a constant repetitive pattern is disposed,
    前記所定パターンに対応する一部の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンが、前記一部の画素以外の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンとは異なる繰り返しパターンで形成されている ことを特徴とする固体撮像素子。 In that the predetermined pattern is a repeating pattern of a color filter formed on a part of a pixel corresponding are formed in a different repeating pattern than the repetitive pattern of color filters formed on pixels other than pixels the part a solid-state imaging device characterized.
  2. 前記所定パターンは文字や絵であることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 Wherein the predetermined pattern is a solid-state imaging device according to claim 1, characterized in that the characters and pictures.
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