JPH04245677A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法Info
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- JPH04245677A JPH04245677A JP3010658A JP1065891A JPH04245677A JP H04245677 A JPH04245677 A JP H04245677A JP 3010658 A JP3010658 A JP 3010658A JP 1065891 A JP1065891 A JP 1065891A JP H04245677 A JPH04245677 A JP H04245677A
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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】本発明は光を電気信号に変換する
固体撮像素子の製造方法に関し、特に感光層に光を集光
させるためのレンズの形状に改良を施した固体撮像素子
の製造方法に関わる。
固体撮像素子の製造方法に関し、特に感光層に光を集光
させるためのレンズの形状に改良を施した固体撮像素子
の製造方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６は夫々従来の固体撮像素子
を示し、図５は概略斜視図、図６はＸＸ面，ＹＹ面に沿
う概略断面図である。
を示し、図５は概略斜視図、図６はＸＸ面，ＹＹ面に沿
う概略断面図である。
【０００３】図中の１は、半導体基板である。この半導
体基板１には電荷転送路２と、光を受光するフォトダイ
オ−ドからなる感光層３が形成されている。前記電荷転
送路２の真上に位置する基板１上には、アルミからなる
遮光層４が形成されている。前記感光層３上には、カラ
−撮像を可能にしているオンチップの色フィルタ層５が
形成されている。前記感光層３の真上に位置する色フィ
ルタ層５上には、透明な熱変形樹脂からなるマイクロレ
ンズ６が形成されている。ここで、マイクロレンズ６は
、図２に示すように、各感光層の画素毎に形成されてお
り、その形成プロセスは、レジストをパタ−ニング後、
所定の時間，加熱（１４０〜１６０ ℃）することで円
形状のレンズを形成している。従って、レンズ層は、単
層の膜で形成している。
体基板１には電荷転送路２と、光を受光するフォトダイ
オ−ドからなる感光層３が形成されている。前記電荷転
送路２の真上に位置する基板１上には、アルミからなる
遮光層４が形成されている。前記感光層３上には、カラ
−撮像を可能にしているオンチップの色フィルタ層５が
形成されている。前記感光層３の真上に位置する色フィ
ルタ層５上には、透明な熱変形樹脂からなるマイクロレ
ンズ６が形成されている。ここで、マイクロレンズ６は
、図２に示すように、各感光層の画素毎に形成されてお
り、その形成プロセスは、レジストをパタ−ニング後、
所定の時間，加熱（１４０〜１６０ ℃）することで円
形状のレンズを形成している。従って、レンズ層は、単
層の膜で形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体撮像素子のマイクロレンズにおいて、感光層３の開
口部は図６のように、断面ＸＸと断面ＹＹではＸＸ断面
の開口長さ（Ｄ）がＹＹ断面の開口長さ（ｄ）より短い
。逆に、レンズ幅は、図５のように断面ＸＸ側の幅（ｄ
Ａ ）より断面ＹＹ側の幅（ｄＢ ）の方が短い。従っ
て、ＸＸ断面とＹＹ断面のレンズ形状により、光の集光
性が偏ってしまう。例えば、図６の場合、ＸＸ断面の集
光を良くするため、マイクロレンズ７の厚み（Ｔ１ ）
を厚くして、曲率半径（ｒＡ１）を小さくする必要があ
る。 しかし、ＹＹ断面側は、レンズ幅（ｄＢ１）が小さいた
め（ｄＡ１＞ｄＢ１）、図７の曲率半径（ｒＢ２）が小
さくなりすぎ、図６の右側の図面のように光の屈折が大
きく、感光層３をはずれ、電荷転送路２もしくは遮光層
４に光が入る。このため、光の集光率が悪く、また電荷
転送路２に入りこむとスミアの要因となる。
固体撮像素子のマイクロレンズにおいて、感光層３の開
口部は図６のように、断面ＸＸと断面ＹＹではＸＸ断面
の開口長さ（Ｄ）がＹＹ断面の開口長さ（ｄ）より短い
。逆に、レンズ幅は、図５のように断面ＸＸ側の幅（ｄ
Ａ ）より断面ＹＹ側の幅（ｄＢ ）の方が短い。従っ
て、ＸＸ断面とＹＹ断面のレンズ形状により、光の集光
性が偏ってしまう。例えば、図６の場合、ＸＸ断面の集
光を良くするため、マイクロレンズ７の厚み（Ｔ１ ）
を厚くして、曲率半径（ｒＡ１）を小さくする必要があ
る。 しかし、ＹＹ断面側は、レンズ幅（ｄＢ１）が小さいた
め（ｄＡ１＞ｄＢ１）、図７の曲率半径（ｒＢ２）が小
さくなりすぎ、図６の右側の図面のように光の屈折が大
きく、感光層３をはずれ、電荷転送路２もしくは遮光層
４に光が入る。このため、光の集光率が悪く、また電荷
転送路２に入りこむとスミアの要因となる。
【０００５】一方、図７のように、ＹＹ断面の集光を良
くするため、マイクロレンズ７の膜厚（Ｔ２ ）を薄く
して、曲率半径（ｒＢ２）を大きくすると、ＸＸ断面の
曲率半径（ｒＡ２）が大きくなり、集光性が悪く、マイ
クロレンズ７の周辺の光は、遮光層４にあたり、感光層
３に入射しない。
くするため、マイクロレンズ７の膜厚（Ｔ２ ）を薄く
して、曲率半径（ｒＢ２）を大きくすると、ＸＸ断面の
曲率半径（ｒＡ２）が大きくなり、集光性が悪く、マイ
クロレンズ７の周辺の光は、遮光層４にあたり、感光層
３に入射しない。
【０００６】以上より、ＸＸ断面，ＹＹ断面の感光層３
の開口に合わせ、更に各断面のレンズ幅によって、レン
ズ形状を決める曲率半径、即ちマイクロレンズの膜厚に
よって変える必要がある。しかし、単層のマイクロレン
ズでは、膜厚は同一になり、各断面で膜厚を変えること
は不可能である。
の開口に合わせ、更に各断面のレンズ幅によって、レン
ズ形状を決める曲率半径、即ちマイクロレンズの膜厚に
よって変える必要がある。しかし、単層のマイクロレン
ズでは、膜厚は同一になり、各断面で膜厚を変えること
は不可能である。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、マイクロレンズの形成に改良を施すことにより、集光
性の良いマイクロレンズを形成し、もって従来と比べて
受光面積を広げて高感度を達成できる固体撮像素子の製
造方法を提供することを目的とする。
、マイクロレンズの形成に改良を施すことにより、集光
性の良いマイクロレンズを形成し、もって従来と比べて
受光面積を広げて高感度を達成できる固体撮像素子の製
造方法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】本発明は、電荷転送路と
感光層が形成された半導体基板と、前記電荷転送路上に
形成された遮光層と、前記感光層の真上に位置するよう
に色フィルタを介して形成され，一方向に延出した第１
レンズ及びこの第１レンズの長手方向と直交する方向に
延出して第１レンズ上に形成された第２レンズからなる
複数のマイクロレンズとを具備した固体撮像素子の製造
方法において、前記色フィルタ上に透光性の樹脂層を形
成した後、これをパタ−ニングして第１レンズを形成す
る工程と、上記色フィルタ及び第１レンズ表面に熱変形
性樹脂層を形成した後、この樹脂層をパタ−ニングする
工程と、パタ−ニングした樹脂層をＵＶ照射して第２レ
ンズを形成し、第１レンズ及び第２レンズからなるマイ
クロレンズを形成する工程とを具備することを特徴とす
る固体撮像素子の製造方法である。本発明において、熱
変形性樹脂としては、例えばノボラック系ポジレジスト
あるいはスチレン系レジスト等が挙げられる。
感光層が形成された半導体基板と、前記電荷転送路上に
形成された遮光層と、前記感光層の真上に位置するよう
に色フィルタを介して形成され，一方向に延出した第１
レンズ及びこの第１レンズの長手方向と直交する方向に
延出して第１レンズ上に形成された第２レンズからなる
複数のマイクロレンズとを具備した固体撮像素子の製造
方法において、前記色フィルタ上に透光性の樹脂層を形
成した後、これをパタ−ニングして第１レンズを形成す
る工程と、上記色フィルタ及び第１レンズ表面に熱変形
性樹脂層を形成した後、この樹脂層をパタ−ニングする
工程と、パタ−ニングした樹脂層をＵＶ照射して第２レ
ンズを形成し、第１レンズ及び第２レンズからなるマイ
クロレンズを形成する工程とを具備することを特徴とす
る固体撮像素子の製造方法である。本発明において、熱
変形性樹脂としては、例えばノボラック系ポジレジスト
あるいはスチレン系レジスト等が挙げられる。
【０００９】
【作用】本発明においては、第１レジスト層をパタ−ニ
ングして第１レンズを形成した後、全面に第２レジスト
層を形成しパタ−ニングすることにより前記第１レンズ
に対してＸＸ断面側では該第１レンズと直交する方向に
かつＹＹ断面側では第１レンズ上面のみ位置するように
第２レンズを形成することにより、ＸＸ断面側では膜厚
が厚く、ＹＹ断面側では膜厚が薄い第１ンズ及び第２レ
ンズからなるマイクロレンズを形成することができる。 従って、ＸＸ断面側及びＹＹ断面側の両方向で集光性の
良いマイクロレンズを得ることができ、感光層に効率良
く光を集めることができる。また、第１ンズと第２レン
ズの夫々の膜厚を変えることにより、所望のレンズ形状
を有したマイクロレンズを得ることができる。
ングして第１レンズを形成した後、全面に第２レジスト
層を形成しパタ−ニングすることにより前記第１レンズ
に対してＸＸ断面側では該第１レンズと直交する方向に
かつＹＹ断面側では第１レンズ上面のみ位置するように
第２レンズを形成することにより、ＸＸ断面側では膜厚
が厚く、ＹＹ断面側では膜厚が薄い第１ンズ及び第２レ
ンズからなるマイクロレンズを形成することができる。 従って、ＸＸ断面側及びＹＹ断面側の両方向で集光性の
良いマイクロレンズを得ることができ、感光層に効率良
く光を集めることができる。また、第１ンズと第２レン
ズの夫々の膜厚を変えることにより、所望のレンズ形状
を有したマイクロレンズを得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２を参
照して説明する。ここで、図２は本発明の実施例に係る
固体撮像素子の略斜視図であり、図１（Ａ）〜（Ｄ）の
左側の図は図２のＸＸ断面に沿う略断面図、右側は図２
のＹＹ断面に沿う略断面図である。
照して説明する。ここで、図２は本発明の実施例に係る
固体撮像素子の略斜視図であり、図１（Ａ）〜（Ｄ）の
左側の図は図２のＸＸ断面に沿う略断面図、右側は図２
のＹＹ断面に沿う略断面図である。
【００１１】まず、Ｓｉ等の半導体基板１１に、感光層
１２や電荷転送部１３を形成する。つづいて、前記感光
層１２を除く基板１１上にアルミからなる遮光層１４を
形成した。次に、前記感光層１２等の上に色フィルタ層
１５を形成した。 更に、この色フィルタ層１５上に例えばアクリル又はス
チレン系からなる透明な第１レジスト層１６を形成した
。この後、常法により前記第１レジスト層１６をパタ−
ニングし、前記感光層１２の真上に位置するようにＸＸ
断面方向に略ストライプ状の第１レンズ１７を形成した
（図１（Ａ）及び図３図示）。
１２や電荷転送部１３を形成する。つづいて、前記感光
層１２を除く基板１１上にアルミからなる遮光層１４を
形成した。次に、前記感光層１２等の上に色フィルタ層
１５を形成した。 更に、この色フィルタ層１５上に例えばアクリル又はス
チレン系からなる透明な第１レジスト層１６を形成した
。この後、常法により前記第１レジスト層１６をパタ−
ニングし、前記感光層１２の真上に位置するようにＸＸ
断面方向に略ストライプ状の第１レンズ１７を形成した
（図１（Ａ）及び図３図示）。
【００１２】次に、全面に熱変形樹脂としての例えばノ
ボラック又はスチレン系の第２レジスト層１８を形成し
た（図１（Ｂ）図示）。この際、ＸＸ断面側では第１レ
ンズ１７間の距離が大きい為大きな凹部が形成され、Ｙ
Ｙ断面側では第１レンズ１７間の距離巾が極めて小さい
為小さな凹部が形成される。
ボラック又はスチレン系の第２レジスト層１８を形成し
た（図１（Ｂ）図示）。この際、ＸＸ断面側では第１レ
ンズ１７間の距離が大きい為大きな凹部が形成され、Ｙ
Ｙ断面側では第１レンズ１７間の距離巾が極めて小さい
為小さな凹部が形成される。
【００１３】次に、前記第２レジスト層１８を、ＡＡ断
面方向の寸法がＢＢ断面方向の寸法よりも長くなるよう
にパタ−ニングした（図１（Ｃ）及び図４図示）。つづ
いて、ＵＶ照射した後、前記第２レジスト層１８を所定
時間１４０ 〜１６０ ℃で加熱して変形させ、第２レ
ンズ１９を形成して、第１レンズ１７及び第２レンズ１
９からなるマイクロレンズ２０を形成し、固体撮像素子
を製造した（図１（Ｄ）及び図２図示）。ここで、前記
マイクロレンズ２０はＸＸ断面方向では第２レンズ１９
が第１レンズ１７を覆うようになるから厚く形成され、
ＹＹ断面方向では第２レンズ１９が第１レンズ１７上面
に形成されるため薄く形成される。
面方向の寸法がＢＢ断面方向の寸法よりも長くなるよう
にパタ−ニングした（図１（Ｃ）及び図４図示）。つづ
いて、ＵＶ照射した後、前記第２レジスト層１８を所定
時間１４０ 〜１６０ ℃で加熱して変形させ、第２レ
ンズ１９を形成して、第１レンズ１７及び第２レンズ１
９からなるマイクロレンズ２０を形成し、固体撮像素子
を製造した（図１（Ｄ）及び図２図示）。ここで、前記
マイクロレンズ２０はＸＸ断面方向では第２レンズ１９
が第１レンズ１７を覆うようになるから厚く形成され、
ＹＹ断面方向では第２レンズ１９が第１レンズ１７上面
に形成されるため薄く形成される。
【００１４】しかして、上記実施例によれば、第１レジ
スト層１６をパタ−ニングして第１レンズ１７を形成し
た後、全面に第２レジスト層１８を形成しパタ−ニング
することにより前記第１レンズ１７に対してＸＸ断面側
では該第１レンズ１７と直交する方向にかつＹＹ断面側
では第１レンズ１７上面のみ位置するように第２レンズ
１９を形成することにより、ＸＸ断面側では膜厚が厚く
、ＹＹ断面側では膜厚が薄い第１ンズ１７及び第２レン
ズ１９からなるマイクロレンズ２０を形成することがで
きる。従って、ＸＸ断面側及びＹＹ断面側の両方向で集
光性の良いマイクロレンズを得ることができ、感光層１
２に効率良く光を集めることができる。また、第１ンズ
１７と第２レンズ１９の夫々の膜厚を変えることにより
、所望のレンズ形状を有したマイクロレンズを得ること
ができる。
スト層１６をパタ−ニングして第１レンズ１７を形成し
た後、全面に第２レジスト層１８を形成しパタ−ニング
することにより前記第１レンズ１７に対してＸＸ断面側
では該第１レンズ１７と直交する方向にかつＹＹ断面側
では第１レンズ１７上面のみ位置するように第２レンズ
１９を形成することにより、ＸＸ断面側では膜厚が厚く
、ＹＹ断面側では膜厚が薄い第１ンズ１７及び第２レン
ズ１９からなるマイクロレンズ２０を形成することがで
きる。従って、ＸＸ断面側及びＹＹ断面側の両方向で集
光性の良いマイクロレンズを得ることができ、感光層１
２に効率良く光を集めることができる。また、第１ンズ
１７と第２レンズ１９の夫々の膜厚を変えることにより
、所望のレンズ形状を有したマイクロレンズを得ること
ができる。
【００１５】なお、上記実施例では、第１レンズをスト
ライプ状に形成する場合について述べたが、これとは逆
に第２レンズをストライプ状に形成してもよい。但し、
第１レンズのパタ−ン寸法は第２のレンズのパタ−ン寸
法よりＸＸ断面側で必ず短く、ＹＹ断面側で必ず長くし
なければならない。
ライプ状に形成する場合について述べたが、これとは逆
に第２レンズをストライプ状に形成してもよい。但し、
第１レンズのパタ−ン寸法は第２のレンズのパタ−ン寸
法よりＸＸ断面側で必ず短く、ＹＹ断面側で必ず長くし
なければならない。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、マイ
クロレンズの形成に改良を施すことにより、集光性の良
いマイクロレンズを形成し、もって従来と比べて受光面
積を広げて高感度を達成できる固体撮像素子の製造方法
を提供できる。
クロレンズの形成に改良を施すことにより、集光性の良
いマイクロレンズを形成し、もって従来と比べて受光面
積を広げて高感度を達成できる固体撮像素子の製造方法
を提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る固体撮像素子の製造方
法を工程順に示す断面図。
法を工程順に示す断面図。
【図２】本発明に係る固体撮像素子の略斜視図。
【図３】図１（Ａ）の固体撮像素子に対応した略斜視図
。
。
【図４】図１（Ｃ）の固体撮像素子に対応した略斜視図
。
。
【図５】従来の固体撮像素子に対応した略斜視図。
【図６】図５のＸＸ面，ＹＹ面に沿う略断面図。
【図７】従来の改良した固体撮像素子の略断面図。
１１…半導体基板、１２…感光層、１３…電荷転送部、
１４…遮光層、１５…色フィルタ層、１６，１８…レジ
スト層、１７，１９…レンズ、２０…マイクロレンズ。
１４…遮光層、１５…色フィルタ層、１６，１８…レジ
スト層、１７，１９…レンズ、２０…マイクロレンズ。
Claims (1)
- 【請求項１】 電荷転送路と感光層が形成された半導
体基板と、前記電荷転送路上に形成された遮光層と、前
記感光層の真上に位置するように色フィルタを介して形
成され，一方向に延出した第１レンズ及びこの第１レン
ズの長手方向と直交する方向に延出して第１レンズ上に
形成された第２レンズからなる複数のマイクロレンズと
を具備した固体撮像素子の製造方法において、前記色フ
ィルタ上に透光性の樹脂層を形成した後、これをパタ−
ニングして第１レンズを形成する工程と、上記色フィル
タ及び第１レンズ表面に熱変形性樹脂層を形成した後、
この樹脂層をパタ−ニングする工程と、パタ−ニングし
た樹脂層を加熱して第２レンズを形成し、第１レンズ及
び第２レンズからなるマイクロレンズを形成する工程と
を具備することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010658A JPH04245677A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010658A JPH04245677A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 固体撮像素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04245677A true JPH04245677A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=11756332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3010658A Pending JPH04245677A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04245677A (ja) |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3010658A patent/JPH04245677A/ja active Pending
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