JP6195369B2 - 固体撮像装置、カメラ、および、固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Description
実施例1の固体撮像装置は、図3、4に例示されるような裏面照射型の固体撮像装置であり、より具体的には、1/2.3型裏面照射型CMOSセンサであり、撮像領域1の長辺の長さが5.9mm、短辺の長さが4.4mmである。光電変換部12を含む画素は、1.6um×1.6umの正方形状を有し、画素数は、約1000万である。光電変換部12は、各画素の中心にセンタリングされ、1.3um×1.3umの寸法を有する。絶縁層4およびカラーフィルタ層の合計厚さは、約0.8umである。H1=約0.45um、H2=約0.37um、G1=約43.2度、G2=約46.3度である。マイクロレンズ20の頂点とその下地の層であるカラーフィルタ層16との界面との距離は、0.6umである。実施例1のマイクロレンズ20の焦点距離は、裏面照射型の固体撮像装置であることを考慮したものになっている。
実施例2の固体撮像装置は、図5に例示されるような表面照射型の固体撮像装置であり、より具体的には、フルサイズの表面照射型CMOSセンサであり、撮像領域1の長辺の長さが36mm、短辺の長さが24mmである。光電変換部12を含む画素は、6um×6umの正方形状を有し、画素数は、約2400万である。光電変換部12は、各画素の中心にセンタリングされ、4um×4umの寸法を有する。絶縁層4およびカラーフィルタ層の合計厚さは、約4.5umである。半導体基板1とマイクロレンズ20との間には、金属パターンなどの導電パターン30が配置されている。導電パターン30は、遮光パターン(遮光部材)を含み、該遮光パターンの下面は、光電変換部12の表面から.0umの高さに位置し、線幅が0.8um、厚さが0.5umである。該遮光パターンは、隣接する画素間での混色を防止するように配置されている。H1=約1.20um、H2=約0.98um、G1=約36.7度、G2=約36.7度である。マイクロレンズ20の頂点とその下地の層であるカラーフィルタ層16との界面との距離は、約1.6umである。実施例2のマイクロレンズ20の焦点距離は、表面照射型の固体撮像装置であることを考慮したものになっている。
以下、上記の実施形態に係る固体撮像装置の応用例として、該固体撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、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。カメラは、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、該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む。該処理部は、例えば、A/D変換器、および、該A/D変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。
Claims (9)
- 長辺および短辺を有する長方形の撮像領域を構成するように配列された複数の光電変換部を有する半導体基板と、前記複数の光電変換部に各々対応する複数のマイクロレンズとを有する固体撮像装置であって、
前記複数のマイクロレンズの各々は、複数の第1グループのいずれかに属するとともに複数の第2グループのいずれかに属し、各第1グループは、前記長辺に平行な第1方向に配列されたマイクロレンズで構成され、各第2グループは、前記短辺に平行な第2方向に配列されたマイクロレンズで構成され、各第1グループにおいて、当該第1グループを構成する全てのマイクロレンズにおける頂部と当該第1グループを構成する全てのマイクロレンズにおける互いに隣り合うマイクロレンズの間の谷部との高低差を第1高低差とし、各第2グループにおいて、当該第2グループを構成する全てのマイクロレンズにおける頂部と当該第2グループを構成する全てのマイクロレンズにおける互いに隣り合うマイクロレンズの間の谷部との高低差を第2高低差としたときに、各第1グループの前記第1高低差は、各第2グループの前記第2高低差より大きく、
前記第1グループにおいて、当該第1グループを構成する全てのマイクロレンズのそれぞれの中心を通り且つ前記半導体基板の表面の法線に平行な断面における当該第1グループを構成する全てのマイクロレンズの各々の表面のうち最外周部における接線と前記法線に垂直な面とがなす角度を第1角度とし、前記第2グループにおいて、当該第2グループを構成する全てのマイクロレンズのそれぞれの中心を通り且つ前記法線に平行な断面における当該第2グループを構成する全てのマイクロレンズの各々の表面のうち最外周部における接線と前記法線に垂直な面とがなす角度を第2角度としたときに、各第1グループの前記第1角度は、各第2グループの前記第2角度と等しいか、各第2グループの前記第2角度より小さい、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1方向における前記光電変換部の配列ピッチと前記第2方向における前記光電変換部の配列ピッチとが互いに等しい、
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記複数のマイクロレンズは、互いに接して配置されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像装置。 - 前記半導体基板は、第1面および第2面を有し、前記複数のマイクロレンズは、前記半導体基板の前記第1面の側に配置され、前記半導体基板の前記第2面の側に配線構造が配置されている、
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。 - 前記第1グループのマイクロレンズの間の前記谷部と前記半導体基板との間、および、前記第2グループのマイクロレンズの間の前記谷部と前記半導体基板との間に、遮光部材が配置されている、
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。 - 長辺および短辺を有する長方形の撮像領域を構成するように配列された複数の光電変換部を有する半導体基板と、前記複数の光電変換部に各々対応する複数のマイクロレンズとを有する固体撮像装置であって、
前記複数のマイクロレンズのうち前記長辺に沿った第1方向に隣接する第1および第2マイクロレンズの間の第1谷部と前記第1および第2マイクロレンズの頂部との第1高低差が、前記複数のマイクロレンズのうち前記短辺に沿った第2方向に隣接する第3および第4マイクロレンズの間の第2谷部と前記第3および第4マイクロレンズの頂部との第2高低差より大きく、
前記第1および第2マイクロレンズのそれぞれの中心を通り且つ前記半導体基板の表面の法線に平行な断面における前記第1マイクロレンズの表面のうち前記第1谷部に接する最外周部における接線と前記法線に垂直な面とがなす第1角度が、前記第3および第4マイクロレンズのそれぞれの中心を通り且つ前記法線に平行な断面における前記第3マイクロレンズの表面のうち前記第2谷部に接する最外周部における接線と前記法線に垂直な前記面とがなす第2角度と等しいか、前記第2角度よりも小さく、
前記複数のマイクロレンズのうち前記複数のマイクロレンズからなるアレイの最外周部を構成するマイクロレンズ以外のマイクロレンズは、同一の形状を有する、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 長辺および短辺を有する長方形の撮像領域を構成するように配列された複数の光電変換部を有する半導体基板と、前記複数の光電変換部に各々対応する複数のマイクロレンズとを有する固体撮像装置であって、
前記複数のマイクロレンズのうち前記長辺に沿った第1方向に隣接する第1および第2マイクロレンズの間の第1谷部と前記第1および第2マイクロレンズの頂部との第1高低差が、前記複数のマイクロレンズのうち前記短辺に沿った第2方向に隣接する第3および第4マイクロレンズの間の第2谷部と前記第3および第4マイクロレンズの頂部との第2高低差より大きく、
前記第1および第2マイクロレンズのそれぞれの中心を通り且つ前記半導体基板の表面の法線に平行な断面における前記第1マイクロレンズの表面のうち前記第1谷部に接する最外周部における接線と前記法線に垂直な面とがなす第1角度が、前記第3および第4マイクロレンズのそれぞれの中心を通り且つ前記法線に平行な断面における前記第3マイクロレンズの表面のうち前記第2谷部に接する最外周部における接線と前記法線に垂直な前記面とがなす第2角度と等しいか、前記第2角度よりも小さく、
前記第1マイクロレンズの前記第1方向に関するパワーは、前記第1マイクロレンズの前記第2方向に関するパワーよりも大きく、
前記複数のマイクロレンズのうち前記複数のマイクロレンズからなるアレイの最外周部を構成するマイクロレンズ以外のマイクロレンズは、同一の形状を有する、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1乃至7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出力される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。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法であって、
前記複数のマイクロレンズを形成するためのフォトレジスト膜を前記半導体基板の上に形成し、グレースケールマスクを使って前記フォトレジスト膜を露光し、露光された前記フォトレジスト膜を現像することによって前記複数のマイクロレンズを形成する工程を含む、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
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