JPH04225278A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JPH04225278A JPH04225278A JP2407619A JP40761990A JPH04225278A JP H04225278 A JPH04225278 A JP H04225278A JP 2407619 A JP2407619 A JP 2407619A JP 40761990 A JP40761990 A JP 40761990A JP H04225278 A JPH04225278 A JP H04225278A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- convex lenses
- photodiode
- boundary
- concave lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 11
- 239000013039 cover film Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 8
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像装置に関し、より
詳しくは、マイクロレンズを備えた撮像装置に関する。
詳しくは、マイクロレンズを備えた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置の画素を構成するフォトダ
イオードは、装置の微細化に伴って面積が狭くなり、入
射光量の減少により感度が低下することになる。
イオードは、装置の微細化に伴って面積が狭くなり、入
射光量の減少により感度が低下することになる。
【０００３】そこで、各画素の上にマイクロレンズを取
付けてフォトダイオードに入射する光の量を増やし、感
度を良くする装置が提案されている。その装置は、例え
ば図３に示すような断面構造をしている。
付けてフォトダイオードに入射する光の量を増やし、感
度を良くする装置が提案されている。その装置は、例え
ば図３に示すような断面構造をしている。
【０００４】即ち、半導体基板ａの上層にはフォトダイ
オードｂが形成され、これが面方向に複数配置されてお
り、各フォトダイオードｂの上にはカラーフィルターｃ
，ｄ，ｅ、球面状の凸レンズｆがそれぞれ取付けられて
いる。
オードｂが形成され、これが面方向に複数配置されてお
り、各フォトダイオードｂの上にはカラーフィルターｃ
，ｄ，ｅ、球面状の凸レンズｆがそれぞれ取付けられて
いる。
【０００５】なお、図中符号ｈは、フォトダイオードｂ
の側部に形成されたＣＣＤレジスタ、ｉは、ＣＣＤレジ
スタｈの転送電極を示している。
の側部に形成されたＣＣＤレジスタ、ｉは、ＣＣＤレジ
スタｈの転送電極を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、各画素毎に凸
レンズｆを設けたとしても、さらに微細化が進む中でこ
れだけでは十分ではない。しかも、凸レンズｆと凸レン
ズｆの境界に照射された光は、転送電極ｉの上の光遮蔽
膜ｊ等によって乱反射するため、入射光を有効に利用で
きないといった問題がある。
レンズｆを設けたとしても、さらに微細化が進む中でこ
れだけでは十分ではない。しかも、凸レンズｆと凸レン
ズｆの境界に照射された光は、転送電極ｉの上の光遮蔽
膜ｊ等によって乱反射するため、入射光を有効に利用で
きないといった問題がある。
【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、入射する光の利用効率を高めることがで
きる撮像装置を提供することを目的とする。
ものであって、入射する光の利用効率を高めることがで
きる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、撮像素
子における複数の画素の上に個々に設けられた凸レンズ
１１相互の境界に、凹レンズ１２を形成したことを特徴
とする撮像装置によって達成する。
子における複数の画素の上に個々に設けられた凸レンズ
１１相互の境界に、凹レンズ１２を形成したことを特徴
とする撮像装置によって達成する。
【０００９】または、２次元撮像素子における複数のフ
ォトダイオード４の上に個々に設けられた球面状凸レン
ズ１１の相互の境界に、凹レンズ１２を形成したことを
特徴とする撮像装置によって達成する。
ォトダイオード４の上に個々に設けられた球面状凸レン
ズ１１の相互の境界に、凹レンズ１２を形成したことを
特徴とする撮像装置によって達成する。
【００１０】または、前記凹レンズ１２の曲率半径が前
記凸レンズ１１の曲率半径よりも小さいことを特徴とす
る撮像装置によって達成する。
記凸レンズ１１の曲率半径よりも小さいことを特徴とす
る撮像装置によって達成する。
【００１１】
【作 用】第１、２の発明によれば、凸レンズ１１と
凸レンズ１１の境界に凹レンズ１２を設けるようにして
いる。
凸レンズ１１の境界に凹レンズ１２を設けるようにして
いる。
【００１２】このため、光を撮像装置に照射すると、凸
レンズ１１を通る光は収束され、その下に設けられるフ
ォトダイオードに入射する一方、凸レンズ１１相互の境
界に入射する光は凹レンズ１２によって拡散され、その
近傍のフォトダイオードに入ることになる。
レンズ１１を通る光は収束され、その下に設けられるフ
ォトダイオードに入射する一方、凸レンズ１１相互の境
界に入射する光は凹レンズ１２によって拡散され、その
近傍のフォトダイオードに入ることになる。
【００１３】したがって、凹レンズ１２の下にある光遮
蔽膜に照射される光の量が少なくなって乱反射が抑えら
れるとともに、フォトダイオードを照射する光の量が多
くなり、光の利用効率が高くなる。
蔽膜に照射される光の量が少なくなって乱反射が抑えら
れるとともに、フォトダイオードを照射する光の量が多
くなり、光の利用効率が高くなる。
【００１４】また、第３の半導体によれば、凹レンズ１
２の曲率半径を小さくしているために、画素の境界に入
射した光はフォトダイオードに向けて大きく屈折するこ
とになり、光の利用効率がさらに高くなる。
２の曲率半径を小さくしているために、画素の境界に入
射した光はフォトダイオードに向けて大きく屈折するこ
とになり、光の利用効率がさらに高くなる。
【００１５】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の装置を示す部分
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【００１６】図中符号１は、シリコン等よりなるｎ型半
導体基板１で、その上部に設けられたＰウェル２の上層
においては、複数のｎ＋ 型の拡散層３が面方向にマト
リクス状に形成されており、拡散層３とＰウェル２のｐ
ｎ接合によりフォトダイオード４が構成されている。こ
のフォトダイオード４は撮像素子の画素となる。
導体基板１で、その上部に設けられたＰウェル２の上層
においては、複数のｎ＋ 型の拡散層３が面方向にマト
リクス状に形成されており、拡散層３とＰウェル２のｐ
ｎ接合によりフォトダイオード４が構成されている。こ
のフォトダイオード４は撮像素子の画素となる。
【００１７】また、フォトダイオード４の周囲にはＣＣ
Ｄレジスタ５が形成されており、このＣＣＤレジスタ５
の転送電極６に加える信号によって、フォトダイオード
４のキャリアを図示しない所定の回路に転送するように
構成されている。
Ｄレジスタ５が形成されており、このＣＣＤレジスタ５
の転送電極６に加える信号によって、フォトダイオード
４のキャリアを図示しない所定の回路に転送するように
構成されている。
【００１８】さらに、フォトダイオード４の上にはＰＳ
Ｇよりなるカバー膜７が形成され、この上には、各フォ
トダイオード４を個別に覆うカラーフィルター８Ｙ，８
Ｍ，８Ｃが配置されている。このカラーフィルター８Ｙ
，８Ｍ，８Ｃはイェロー、マゼンタ、シアン等の染料を
含むＥＢレジストにより形成されている。
Ｇよりなるカバー膜７が形成され、この上には、各フォ
トダイオード４を個別に覆うカラーフィルター８Ｙ，８
Ｍ，８Ｃが配置されている。このカラーフィルター８Ｙ
，８Ｍ，８Ｃはイェロー、マゼンタ、シアン等の染料を
含むＥＢレジストにより形成されている。
【００１９】そして、各カラーフィルター８Ｙ，８Ｍ，
８Ｃは、ＳＯＧよりなる平坦化膜９によって覆われ、こ
の上にマイクロレンズ１０が形成されている。このマイ
クロレンズ１０は、各フォトダイオード４の上に位置す
る球面状の凸レンズ１１と、凸レンズ１１相互の境界領
域に形成される凹レンズ１２から構成され、凹レンズ１
２の曲率半径は、例えば凸レンズ１１のそれよりも小さ
くなるように形成されている。
８Ｃは、ＳＯＧよりなる平坦化膜９によって覆われ、こ
の上にマイクロレンズ１０が形成されている。このマイ
クロレンズ１０は、各フォトダイオード４の上に位置す
る球面状の凸レンズ１１と、凸レンズ１１相互の境界領
域に形成される凹レンズ１２から構成され、凹レンズ１
２の曲率半径は、例えば凸レンズ１１のそれよりも小さ
くなるように形成されている。
【００２０】なお、図中符号１３は、カバー膜７内に形
成されて転送電極１３を上から覆うＡｌ光遮蔽膜、１４
は転送電極１３とＰウェル２の間に形成された透明絶縁
膜を示している。
成されて転送電極１３を上から覆うＡｌ光遮蔽膜、１４
は転送電極１３とＰウェル２の間に形成された透明絶縁
膜を示している。
【００２１】次に、上記した実施例装置の作用について
説明する。上記した実施例において、光をマイクロレン
ズ１０に照射すると、凸レンズ１１を通る光は収束され
てその下のフォトダイオード４に入射する一方、フォト
ダイオード４に隣設する転送電極６の上方にある凹レン
ズ１２を通る光は拡散されて近傍のフォトダイオード４
に入ることになる。
説明する。上記した実施例において、光をマイクロレン
ズ１０に照射すると、凸レンズ１１を通る光は収束され
てその下のフォトダイオード４に入射する一方、フォト
ダイオード４に隣設する転送電極６の上方にある凹レン
ズ１２を通る光は拡散されて近傍のフォトダイオード４
に入ることになる。
【００２２】この場合、凹レンズ１２の曲率半径は小さ
いので、転送電極６の上から入射した光は大きく屈折し
、Ａｌ光遮蔽膜１３に当たる量が少なくなってその周辺
のフォトダイオード４を照射する割合が多くなり、光の
利用効率が高くなる。
いので、転送電極６の上から入射した光は大きく屈折し
、Ａｌ光遮蔽膜１３に当たる量が少なくなってその周辺
のフォトダイオード４を照射する割合が多くなり、光の
利用効率が高くなる。
【００２３】このような状態では、フォトダイオード４
に光電流が流れ、そのキャリアがＣＣＤレジスタ５によ
って移動することになる。
に光電流が流れ、そのキャリアがＣＣＤレジスタ５によ
って移動することになる。
【００２４】次に、上記した装置の形成工程について、
図２を基にして簡単に説明する。まず、第２図（Ａ）
に示すように、半導体基板１にフォトダイオード４ 、
ＣＣＤレジスタ５、フィルタ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、平坦化
膜９等を形成した後に、平坦化膜９の上に、感光性アク
リル系樹脂２０を約１．５μｍ程度塗布する。
図２を基にして簡単に説明する。まず、第２図（Ａ）
に示すように、半導体基板１にフォトダイオード４ 、
ＣＣＤレジスタ５、フィルタ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、平坦化
膜９等を形成した後に、平坦化膜９の上に、感光性アク
リル系樹脂２０を約１．５μｍ程度塗布する。
【００２５】次に、感光性アクリル系樹脂２０を１１０
℃の温度で９０秒間ベークした後、同図（Ｂ） に示す
ように、露光用マスク２１を用いて感光性アクリル系樹
脂２０を露光する。
℃の温度で９０秒間ベークした後、同図（Ｂ） に示す
ように、露光用マスク２１を用いて感光性アクリル系樹
脂２０を露光する。
【００２６】この場合、ポジ型の感光性アクリル系樹脂
２０を使用する場合には、画素となるフォトトランジス
タ４の上の領域以外に光を照射する露光マスク２１を使
用する。また、その露光時間を短くして露光を不足気味
にしたり、その露光幅を小さくすることにより、転送電
極６上のアクリル系樹脂２０が現像後に完全に除去され
ないようにする。
２０を使用する場合には、画素となるフォトトランジス
タ４の上の領域以外に光を照射する露光マスク２１を使
用する。また、その露光時間を短くして露光を不足気味
にしたり、その露光幅を小さくすることにより、転送電
極６上のアクリル系樹脂２０が現像後に完全に除去され
ないようにする。
【００２７】この後に、感光性アクリル系樹脂２０を現
像し、露光領域に凹部２２を形成する（図２（Ｃ））。
像し、露光領域に凹部２２を形成する（図２（Ｃ））。
【００２８】ついで、感光性アクリル系樹脂２０を約２
００℃の温度で５分間程度加熱すると、断面凹凸状態に
なったその樹脂２０は平坦化されて表面の凹凸は滑らか
になり、これによりマイクロレンズ１０が完成する。
００℃の温度で５分間程度加熱すると、断面凹凸状態に
なったその樹脂２０は平坦化されて表面の凹凸は滑らか
になり、これによりマイクロレンズ１０が完成する。
【００２９】この場合、フォトダイオード４上では凸レ
ンズ１１が形成され、その周囲では凹レンズ１２が形成
されることになる。
ンズ１１が形成され、その周囲では凹レンズ１２が形成
されることになる。
【００３０】なお、露光領域の幅を小さくすると、図２
（Ｃ） に示す凹部２２の幅が狭くなって、フローによ
り形成される凹レンズ１２の曲率が大きくなる。
（Ｃ） に示す凹部２２の幅が狭くなって、フローによ
り形成される凹レンズ１２の曲率が大きくなる。
【００３１】最後に、全体に紫外光を照射してブリーチ
ングを行い、感光性アクリル系樹脂２０を透明化する。
ングを行い、感光性アクリル系樹脂２０を透明化する。
【００３２】なお、上記した実施例では、フォトダイオ
ード４をマトリクス状に形成し、その上に形成する凸レ
ンズ１１を球面にする場合について説明したが、画素を
１列に並べる１次元の撮像装置についても同様に適用す
ることができる。この場合、フォトダイオードの上に形
成する凸レンズは球面でも円筒面でもよく、いずれにし
ても、凸レンズの間に凹レンズを形成すれば、その光の
吸収効率が高まる。
ード４をマトリクス状に形成し、その上に形成する凸レ
ンズ１１を球面にする場合について説明したが、画素を
１列に並べる１次元の撮像装置についても同様に適用す
ることができる。この場合、フォトダイオードの上に形
成する凸レンズは球面でも円筒面でもよく、いずれにし
ても、凸レンズの間に凹レンズを形成すれば、その光の
吸収効率が高まる。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように第１、２の発明によれ
ば、凸レンズと凸レンズの境界に凹レンズを設けるよう
にしたので、凸レンズを通る光は収束されてその下のフ
ォトダイオードに入射する一方、凸レンズ相互の境界に
入射する光は凹レンズにより拡散されてその近傍のフォ
トダイオードに入ることになり、画素の境界に配置され
た膜による乱反射を抑えることができるとともに、フォ
トダイオードに照射する光の量を多くして、光の利用効
率を高くすることができる。
ば、凸レンズと凸レンズの境界に凹レンズを設けるよう
にしたので、凸レンズを通る光は収束されてその下のフ
ォトダイオードに入射する一方、凸レンズ相互の境界に
入射する光は凹レンズにより拡散されてその近傍のフォ
トダイオードに入ることになり、画素の境界に配置され
た膜による乱反射を抑えることができるとともに、フォ
トダイオードに照射する光の量を多くして、光の利用効
率を高くすることができる。
【００３４】また、第３の半導体によれば、凹レンズの
曲率半径を小さくしているので、画素の境界に入射した
光はフォトダイオードに向けて大きく屈折することにな
り、光の利用効率をさらに高くすることができる。
曲率半径を小さくしているので、画素の境界に入射した
光はフォトダイオードに向けて大きく屈折することにな
り、光の利用効率をさらに高くすることができる。
【図１】本発明の一実施例装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例装置の製造工程の一例を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】従来装置の一例を示す断面図である。
１ 半導体基板
２ Ｐウェル
３ ｎ＋ 型拡散層
４ フォトダイオード
５ ＣＣＤレジスタ
６ 転送電極
７ カバー膜
８Ｙ、８Ｃ、８Ｍ フィルタ
９ 平坦化膜
１０ マイクロレンズ
１１ 凸レンズ
１２ 凹レンズ
Claims (3)
- 【請求項１】 撮像素子における複数の画素の上に個
々に設けられた凸レンズ（１１）相互の境界に、凹レン
ズ（１２）を形成したことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 ２次元撮像素子における複数のフォト
ダイオード（４）の上に個々に設けられた球面状凸レン
ズ（１１）の相互の境界に、凹レンズ（１２）を形成し
たことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項３】前記凹レンズ（１１）の曲率半径が前記凸
レンズ（１２）の曲率半径よりも小さいことを特徴とす
る請求項１、２記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407619A JPH04225278A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407619A JPH04225278A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04225278A true JPH04225278A (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=18517186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2407619A Withdrawn JPH04225278A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04225278A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05113504A (ja) * | 1990-12-31 | 1993-05-07 | Samsung Electron Co Ltd | カラーフイルタ及びその製造方法 |
| US5534720A (en) * | 1994-02-23 | 1996-07-09 | Lg Semicon Co., Ltd. | Solid state image sensing element |
| JP2003098649A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Dainippon Printing Co Ltd | 微小な集光レンズの形成方法 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP2407619A patent/JPH04225278A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05113504A (ja) * | 1990-12-31 | 1993-05-07 | Samsung Electron Co Ltd | カラーフイルタ及びその製造方法 |
| US5534720A (en) * | 1994-02-23 | 1996-07-09 | Lg Semicon Co., Ltd. | Solid state image sensing element |
| US5672519A (en) * | 1994-02-23 | 1997-09-30 | Lg Semicon Co., Ltd. | Method of fabricating solid state image sensing elements |
| JP2003098649A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Dainippon Printing Co Ltd | 微小な集光レンズの形成方法 |
| JP4570007B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2010-10-27 | 大日本印刷株式会社 | 微小な集光レンズの形成方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4721999A (en) | Color imaging device having white, cyan and yellow convex lens filter portions | |
| JP4598680B2 (ja) | 固体撮像装置及びカメラ | |
| US7898049B2 (en) | Touching microlens structure for a pixel sensor and method of fabrication | |
| US20060292731A1 (en) | CMOS image sensor and manufacturing method thereof | |
| US8030116B2 (en) | CMOS image sensor and method for fabricating the same | |
| US8030117B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
| JP2006245101A (ja) | カラーフィルタを有する撮像装置 | |
| JP2005340299A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法並びにカメラ | |
| JP4485151B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置。 | |
| JPH0645569A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| JPH05167054A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JP2005079344A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| JP4181487B2 (ja) | 固体撮像装置とその製造方法 | |
| JP2006003869A (ja) | イメージセンサのマイクロレンズ形成方法 | |
| US20060125020A1 (en) | CMOS image sensor and method for fabricating the same | |
| JP4510613B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| US20070161141A1 (en) | Shielding Layer outside the Pixel Regions of Optical Device and Method for Making the Same | |
| KR100886567B1 (ko) | 이미지 센서의 마이크로 렌즈 패턴 형성용 마스크 | |
| JPH04225278A (ja) | 撮像装置 | |
| JP2005033074A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| JPH069229B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JP2802733B2 (ja) | カラー固体撮像素子及びその製造方法 | |
| US20070145238A1 (en) | Method for Manufacturing Mask and CMOS Image Sensor | |
| JP2000260969A (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
| KR20080051541A (ko) | 이미지 센서 및 그의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |