JPH04252579A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH04252579A
JPH04252579A JP3026889A JP2688991A JPH04252579A JP H04252579 A JPH04252579 A JP H04252579A JP 3026889 A JP3026889 A JP 3026889A JP 2688991 A JP2688991 A JP 2688991A JP H04252579 A JPH04252579 A JP H04252579A
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JP
Japan
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light
lens
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light receiving
solid
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JP3026889A
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Inventor
Isao Hirota
功 広田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof

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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特に、受光部上に形成されるマイクロ集光レンズの形状
に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置、例えばＣＣＤ固体撮像装
置は、そのＣＣＤにおける信号電荷及び雑音と像面照度
との関係をみた場合、低照度側において、信号電荷のゆ
らぎによる雑音（ショット雑音）と暗時雑音の影響が大
きくなるということが知られている。
【０００３】上記ショット雑音を減らすには、受光部の
開口率を大きくすれば良いが、最近の微細化傾向に伴い
、上記開口率の増大化には限界がある。そこで、現在、
受光部上にマイクロ集光レンズを形成した構造が提案さ
れている。このマイクロ集光レンズを形成した構造の場
合、光の利用率が上がり、受光部における感度の向上を
図ることができ、上記ショット雑音の低減化に有効とな
る（尚、マイクロ集光レンズの形成方法については、例
えば特開昭６０−５３０７３号公報及び特開平１−１０
６６６号公報参照）。
【０００４】従来のマイクロ集光レンズの形状は、図２
に示すように、１列あるいは１行に関する受光部（画素
）１１群上に１つの連続した半円筒上のレンズＢを形成
した所謂ストライプ型のものと、図３に示すように、受
光部（画素）１１毎に分離してレンズＣを形成した所謂
ディスクリート型の２種類が考えられている。これら２
種類の集光レンズＢ及びＣを夫々同一ポイントに入射し
た光の利用率の面で比較すると、ポイントＰｘに入射し
た光は、両者とも受光部開口１２内に集光されるが、ポ
イントＰｙに入射した光は、上記ストライプ型の集光レ
ンズＢの場合、該入射光を受光部開口１２内に集光する
ことができない。即ち、このストライプ型の集光レンズ
Ｂにおいては軸方向における受光部開口１２以外の部分
が入射光に対し、無効部分Ｍとなっている。一方、ディ
スクリート型の集光レンズＣの場合は、上記ポイントＰ
ｙに入射した光も受光部開口１２内に集光させることが
できる。このことから、後者のディスクリート型の集光
レンズＣは、光の利用率及び感度を向上させる上で有利
となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のディ
スクリート型集光レンズＣの周縁形状は、そのほとんど
が長方形状となっている。一方、実際の受光部開口１２
の周縁形状は、開口１２の形成をエッチング等で行うこ
とから、特にコーナー部１３において丸みを帯びた形状
となっている。従って、レンズＣのコーナー部１４と開
口１２のコーナー部１３との間の水平距離Ｌｎが長くな
り、特に、レンズＣのコーナー部近傍の例えばポイント
Ｐｃに入射した光は受光部開口１２に集光されなくなる
。また、レンズＣの形成過程において、図４に示すよう
に、レンズＣのコーナー部分に山状のカット面を形成し
た場合、カット面の境界線ｎ近傍（ポイントＰｄ）に入
射した光が、図において矢印で示すように、受光部開口
１２へは集光されずに隣接するカット面の方向に集光さ
れてしまうため、光の利用率が更に低減するという不都
合がある。
【０００６】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、マイクロ集光レンズ
の形状を改善して、光の利用率及び感度の向上を図るこ
とができると共に、スミアの低減化をも図ることができ
る固体撮像装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、受光部１上に
ディスクリート型の集光レンズＡが形成された固体撮像
装置において、受光部１と集光レンズＡとの水平距離Ｌ
及びＬｃを各位置において略近似的距離となるように構
成する。
【０００８】
【作用】上述の本発明の構成によれば、レンズＡのコー
ナー部３ａ〜３ｄ以外並びにコーナー部３ａ〜３ｄ近傍
に入射した光を全て受光部開口２内に集光させることが
できる。その結果、光の利用率及び受光部１における感
度の向上を図ることができると共に、スミアの低減化を
も図ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、図１を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤ固体撮像装置
に形成されるマイクロ集光レンズＡの形状を示す平面図
である。
【００１０】この集光レンズＡは、図示するように、各
受光部（画素）１毎に分離して形成される所謂ディスク
リート型の集光レンズである。
【００１１】しかして、本例においては、集光レンズＡ
の周縁形状を受光部開口２の周縁形状に沿わせたかたち
に形成する。即ち、図示の例では、４つのコーナー部３
ａ〜３ｄのうち、３つのコーナー部３ａ〜３ｃの形状を
受光部開口２のコーナー部４と同様に丸みを帯びさせて
形成すると共に、残りのコーナー部３ｄを中心線ｍに対
して斜め方向（傾斜角ほぼ４５度方向）にカットする。
【００１２】具体的には、開口２のコーナー部４におけ
る曲率中心ＯからレンズＡの周縁中、行方向並びに列方
向に延びる各辺ｈｘ，ｈｙまでの距離をＬｏとすると、
上記３つのコーナー部３ａ〜３ｃは上記距離Ｌｏを曲率
半径とする曲線形状に形成される。この場合、開口２の
各コーナー部４から対応するレンズＡの各コーナー部３
ａ〜３ｃまでの距離Ｌｃは、開口２の周縁中、行方向並
びに列方向に延びる各辺Ｎｘ，Ｎｙから対応するレンズ
Ａの各辺ｈｘ，ｈｙまでの距離Ｌとほぼ同じになる（Ｌ
≒Ｌｃ）。即ち、開口２周縁とレンズＡ周縁間の水平距
離Ｌｃ及びＬが各位置において略近似した値となる。ま
た、レンズＡのコーナー部分は略球面状に形成される。 一方、斜め方向にカットされたレンズＡのコーナー部３
ｄにおいては、カットされた辺（コーナー部３ｄ）の中
心点ａから上記開口２のコーナー部４までの距離をＬｄ
とすると、Ｌｄ＜Ｌｃの関係になる。
【００１３】上述のように、本例によれば、開口２周縁
とレンズＡ周縁間の水平距離Ｌｃ及びＬが各位置におい
て略近似した値となるように集光レンズＡを形成したの
で、レンズＡのコーナー部分以外の例えばポイントＰｘ
及びＰｙ並びにコーナー部近傍の例えばポイントＰｃに
入射した光を全て受光部開口２内に集光させることがで
きる。その結果、光の利用率及び受光部（画素）１にお
ける感度の向上を図ることができると共に、スミアの低
減化をも図ることができる。
【００１４】尚、上記実施例は、ＣＣＤ固体撮像装置に
適用した例を示したが、その他、画素の中に増幅回路を
組み込んだＡＭＩ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ　　ＭＯＳＩｎ
ｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　　Ｉｍａｇｅｒ）、１画素を静電
誘導フォトトランジスタをもって構成したＳＩＴ（Ｓｔ
ａｔｉｃ　　Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒ）による固体撮像装置、ＭＯＳフォトトランジスタ
で画素を構成したＣＭＤ（Ｃｈａｒｇｅ　　Ｍｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ　　Ｄｅｖｉｃｅ）及びアバランシェフォト
ダイオードを用いたＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　　ｐ
ｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）固体撮像装置等にも適用可能であ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置によれば、光
の利用率及び受光部（画素）における感度の向上を図る
ことができると共に、スミアの低減化をも図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る固体撮像装置の要部（マイクロ
集光レンズの形状）を示す平面図。
【図２】従来のストライプ型マイクロ集光レンズの形状
を示す説明図。
【図３】従来のディスクリート型マイクロ集光レンズの
形状を示す説明図。
【図４】従来のディスクリート型マイクロ集光レンズの
他の例の形状を示す説明図。
【符号の説明】
Ａ　　集光レンズ １　　受光部（画素） ２　　開口 ３ａ〜３ｄ　　レンズのコーナー部 ４　　開口のコーナー部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　受光部上にディスクリート型の集光レ
    ンズが形成された固体撮像装置において、上記受光部と
    上記集光レンズとの水平距離が各位置において略近似的
    距離になされた固体撮像装置。
JP3026889A 1991-01-28 1991-01-28 固体撮像装置 Pending JPH04252579A (ja)

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