JP6166640B2 - 固体撮像装置、その製造方法及びカメラ - Google Patents
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Description
図2および3を参照しながら、第1実施形態の固体撮像装置I1を説明する。図2は、固体撮像装置I1の断面構成を示す模式図である。固体撮像装置I1は、シリコン基板等の基板SUBと、基板SUBの一方の面であるbs面(裏面)側に配された光学系OPと、基板SUBの他方の面であるfs面(表面)側に配され、配線層及び層間絶縁膜を含む配線部材STと、を備えている。
図3では平坦化膜としての誘電体部材30を示したが、図4では誘電体部材30がコーティング膜31と平坦化膜32とを含む形態を示している。コーティング膜31はインナーレンズ40の上面(マイクロレンズ10側の表面)に沿って設けられ、マイクロレンズ10側に突出した上面(マイクロレンズ10側の表面)を有する。コーティング膜31は保護膜及び/又は反射防止膜として機能し得る。反射防止膜としてのコーティング膜31は、インナーレンズ40の屈折率よりも低い屈折率を有する層を含む多層膜または単層膜である。典型的には、反射防止膜としてのコーティング膜31の屈折率は、インナーレンズ40の屈折率よりも低く、平坦化膜32の屈折率よりも高い。インナーレンズ40に窒化シリコンを用いる場合には、コーティング膜31には酸窒化シリコンを用いることができる。
上述の固体撮像装置I1は、公知の半導体製造プロセスを用いて製造することができる。以下では、図5を参照しながら、固体撮像装置I1のうち、主に遮光部材50およびインナーレンズ40の形成方法について述べる。
図6を参照しながら第4実施形態を説明する。図6は、本実施形態における領域Kの部分を、第1実施形態(図3)と同様にして例示している。本実施形態は、主に、カットラインB−B’上で隣接インナーレンズ40同士が遮光部材50の上で接触している、という点で第1実施形態と構造が異なる。即ち、カットラインC−C’上の隣接インナーレンズ40同士が遮光部材50の上で接触していないのに対して、カットラインB−B’上の隣接インナーレンズ40同士が遮光部材50の上で接触して、隣接インナーレンズ40同士が境界を成している。
図7を参照しながら第5実施形態を説明する。図7の構造では、遮光部材50は、インナーレンズ40とは異なる屈折率を有する誘電体膜65で覆われている。なお、図7に例示されるように、開口Oの形状は、前述の第2実施形態と同様に、矩形形状でもよい。
また、以上の各実施形態は、カメラ等に代表される撮像システムに含まれる固体撮像装置について述べた。撮像システムの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末)も含まれる。撮像システムは、上記の実施形態として例示された本発明に係る固体撮像装置と、この固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部とを含みうる。この処理部は、A/D変換されたデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。A/D変換器は、光電変換部を有する基板SUB上に設けることもできるし、光電変換部を有する基板SUBとは別の基板に設けることもできる。A/D変換器が形成された別の基板を、光電変換部を有する基板SUBと接合して積層型の固体撮像装置としてもよい。
Claims (15)
- 複数の光電変換部が配された基板と、前記基板の一方の側に配された遮光部材と、前記基板の他方の側に配された配線部材と、を備え、各々が前記遮光部材に設けられた複数の開口のいずれかに対応して行列状に配列された複数の画素を有する固体撮像装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、前記光電変換部と、前記基板の前記一方の側に配されたレンズと、を有し、
前記遮光部材は、各画素に対応する開口が、当該画素の前記レンズの前記光電変換部とは反対側の面と前記光電変換部との間に位置するように設けられており、
前記複数の画素は、mおよびnを自然数として、第m行かつ第n列の第1の画素と、第m+1行かつ第n+1列の第2の画素と、第m行かつ第n+1列の第3の画素と、を含み、
前記複数の開口は、前記第1の画素に対応する第1の開口と、前記第2の画素に対応する第2の開口と、前記第3の画素に対応する第3の開口とを含み、
前記第1の開口と前記第2の開口との距離は、前記第1の開口と前記第3の開口との距離よりも大きく、
前記第1の画素の前記レンズと前記第2の画素の前記レンズとは、前記レンズとは異なる屈折率を有する誘電体部材を介して互いに離れており、
前記第1の画素の前記レンズと前記第3の画素の前記レンズとは、前記遮光部材の上で接触しており、
前記誘電体部材は、前記遮光部材の前記第1の開口と前記第2の開口との間の部分に接している、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 複数の光電変換部が配された基板と、前記基板の一方の側に配された遮光部材と、前記基板の他方の側に配された配線部材と、を備え、各々が前記遮光部材に設けられた複数の開口のいずれかに対応して行列状に配列された複数の画素を有する固体撮像装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、前記光電変換部と、前記基板の前記一方の側に配されたレンズと、を有し、
前記遮光部材は、各画素に対応する開口が、当該画素の前記レンズの前記光電変換部とは反対側の面と前記光電変換部との間に位置するように設けられており、
前記複数の画素は、mおよびnを自然数として、第m行かつ第n列の第1の画素と、第m+1行かつ第n+1列の第2の画素と、第m行かつ第n+1列の第3の画素と、を含み、
前記複数の開口は、前記第1の画素に対応する第1の開口と、前記第2の画素に対応する第2の開口と、前記第3の画素に対応する第3の開口とを含み、
前記第1の開口と前記第2の開口との距離は、前記第1の開口と前記第3の開口との距離よりも大きく、
前記第1の画素の前記レンズと前記第2の画素の前記レンズとは、前記レンズとは異なる屈折率を有する誘電体部材を介して互いに離れており、
前記第1の画素の前記レンズと前記第3の画素の前記レンズとは、前記遮光部材の上で接触しており、
前記誘電体部材は、前記遮光部材の前記第1の開口と前記第2の開口との間の部分を覆う、前記レンズとは異なる屈折率を有する誘電体膜に接している、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記遮光部材の前記第1の開口と前記第3の開口との間の部分と、前記誘電体部材との距離は、前記遮光部材の厚さよりも小さい、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - 同じ行における前記画素のピッチをPとして、前記基板から前記レンズの頂点までの距離は、P/4より大きく、√2×Pより小さい、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の画素の前記レンズと前記第3の画素の前記レンズとの距離は、最大で(√2−1)×Pである、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記レンズは、前記基板の受光面に垂直な方向において、前記遮光部材に重なっている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記レンズは、前記基板の受光面に平行な方向において、前記遮光部材で囲まれている、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の画素のそれぞれは、前記レンズの前記基板とは反対側に配されたマイクロレンズを更に有する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記誘電体部材の屈折率は前記レンズよりも低く、
前記誘電体部材は、前記レンズと前記マイクロレンズとの間に延在する、
ことを特徴とする請求項8に記載の固体撮像装置。 - 前記誘電体部材は、
その前記マイクロレンズの側の面および前記レンズの側の面が前記レンズの前記面に沿っているコーティング膜を含む、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の固体撮像装置。 - 前記誘電体部材は、
その前記レンズの側の面が前記レンズの前記面に沿っており、その前記マイクロレンズの側の面が前記レンズの側の前記面よりも平坦である平坦化膜を含む、
ことを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記遮光部材の前記開口は、円形状または矩形形状である、
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置からの信号を処理する処理部と、を備える、
ことを特徴とするカメラ。 - 複数の光電変換部が配された基板の一方の側に各々が前記複数の光電変換部に対応する複数の開口を有する遮光部材が設けられ、前記基板の他方の側に配線部材が設けられた状態で、前記遮光部材の上にレンズ材料膜を形成する工程と、
前記レンズ材料膜の上に前記複数の開口の各々に対応した凸形状のレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンと前記レンズ材料膜とのエッチングを行うことによって前記レンズ材料膜をレンズ形状に加工する工程と、を有し、
前記複数の開口は、第1の開口と、前記第1の開口に隣り合う第2の開口と、前記第1の開口および前記第2の開口に隣り合う第3の開口と、を含んでおり、前記第1の開口と前記第2の開口との距離は、前記第1の開口と前記第3の開口との距離よりも大きく、
前記加工する工程では、前記遮光部材の前記第1の開口と前記第2の開口との間の部分が露出し且つ前記遮光部材の前記第1の開口と前記第3の開口との間の部分が露出しないように前記エッチングを行う、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 複数の光電変換部が配された基板の一方の側に各々が前記複数の光電変換部に対応する複数の開口を有する遮光部材が設けられ、前記基板の他方の側に配線部材が設けられた状態で、前記遮光部材の上に誘電体膜を介してレンズ材料膜を形成する工程と、
前記レンズ材料膜の上に前記複数の開口の各々に対応した凸形状を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンと前記レンズ材料膜とのエッチングを行うことによって前記レンズ材料膜をレンズ形状に加工する工程と、を有し、
前記複数の開口は、第1の開口と、前記第1の開口に隣り合う第2の開口と、前記第1の開口および前記第2の開口に隣り合う第3の開口と、を含んでおり、前記第1の開口と前記第2の開口との距離は、前記第1の開口と前記第3の開口との距離よりも大きく、
前記加工する工程では、前記遮光部材の前記第1の開口と前記第2の開口との間の部分の上に位置する前記誘電体膜が露出し且つ前記遮光部材の前記第1の開口と前記第3の開口との間の部分の上に位置する前記誘電体膜が露出しないように前記エッチングを行う、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
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