JPH04343470A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH04343470A JPH04343470A JP3115190A JP11519091A JPH04343470A JP H04343470 A JPH04343470 A JP H04343470A JP 3115190 A JP3115190 A JP 3115190A JP 11519091 A JP11519091 A JP 11519091A JP H04343470 A JPH04343470 A JP H04343470A
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- imaging device
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (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】本発明は固体撮像装置に関し、特
に撮像装置の高感化に関するものである。
に撮像装置の高感化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に固体撮像装置は半導体基板主面に
光電変換部および信号読み出し部を有しているため、有
効な光電変換領域としてわずか３０〜５０％程度しか利
用できない。この欠点を解決する手段として固体撮像装
置上に透明なレンズを配置し、入射光を光電変換部に集
光する方法が提案されている（特願昭５６−１０３９９
，特願昭５７−２２９０３９）。また具体的に固体撮像
装置上に凸レンズアレーを形成する方法は本願発明者に
よって“Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉ
ｖｉｔｙ ＩＬ−ＣＣＤ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓ
ｏｒ ｗｉｔｈＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｒｅｓｉｎ
Ｌｅｎｓ Ａｒｒａｙ”と題してＰｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ
Ｍｅｅｔｉｎｇ，ｐｐ．４９７−５００．Ｄｅｃｅｍ
ｂｅｒ１９８３．で発表された。
光電変換部および信号読み出し部を有しているため、有
効な光電変換領域としてわずか３０〜５０％程度しか利
用できない。この欠点を解決する手段として固体撮像装
置上に透明なレンズを配置し、入射光を光電変換部に集
光する方法が提案されている（特願昭５６−１０３９９
，特願昭５７−２２９０３９）。また具体的に固体撮像
装置上に凸レンズアレーを形成する方法は本願発明者に
よって“Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉ
ｖｉｔｙ ＩＬ−ＣＣＤ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓ
ｏｒ ｗｉｔｈＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｒｅｓｉｎ
Ｌｅｎｓ Ａｒｒａｙ”と題してＰｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ
Ｍｅｅｔｉｎｇ，ｐｐ．４９７−５００．Ｄｅｃｅｍ
ｂｅｒ１９８３．で発表された。
【０００３】次に上記の従来例について説明す。図３は
通常のインターライン方式ＣＣＤの断面を模式的に示し
たもので半導体基板１０の主面には例えばフォトダイオ
ードからなる光電変換領域１１が配置されている。１１
は光電変換領域１１で光電変換した信号を読み出すＣＣ
Ｄレジスタで、図３には図示していないが、光電変換領
域１１とＣＣＤレジスタ１２の間には信号電荷の読み出
しを制御するトランスファゲートが配置されている。ま
た、ＣＣＤレジスタおよびトランスファゲート領域は、
例えば、Ａｌのような光を通さない層１３で遮光されて
いる。１４は例えばカゼイン，ゼラチンのような可染色
性樹脂層で、フォトリソグラフィの技術を用いて例えば
赤１５，緑１６，青１７の染料を染め分けた色フィルタ
ーを模式的に示したものである。樹脂層１８は樹脂レン
ズアレー１９に入射した光２０を有効に光電変換領域１
１へ集光させるように焦点距離を調整する役目をしてい
る。
通常のインターライン方式ＣＣＤの断面を模式的に示し
たもので半導体基板１０の主面には例えばフォトダイオ
ードからなる光電変換領域１１が配置されている。１１
は光電変換領域１１で光電変換した信号を読み出すＣＣ
Ｄレジスタで、図３には図示していないが、光電変換領
域１１とＣＣＤレジスタ１２の間には信号電荷の読み出
しを制御するトランスファゲートが配置されている。ま
た、ＣＣＤレジスタおよびトランスファゲート領域は、
例えば、Ａｌのような光を通さない層１３で遮光されて
いる。１４は例えばカゼイン，ゼラチンのような可染色
性樹脂層で、フォトリソグラフィの技術を用いて例えば
赤１５，緑１６，青１７の染料を染め分けた色フィルタ
ーを模式的に示したものである。樹脂層１８は樹脂レン
ズアレー１９に入射した光２０を有効に光電変換領域１
１へ集光させるように焦点距離を調整する役目をしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構造では固体撮像装置を用いたカメラレンズ
の絞りが開放に近ずくと斜め入射の光成分が多くなり破
線２１のように光電変換領域に集光できない成分が増加
し、光電感度の向上率が低下する欠点があった。すなわ
ち光電感度の絞り依存性があった。
うな従来の構造では固体撮像装置を用いたカメラレンズ
の絞りが開放に近ずくと斜め入射の光成分が多くなり破
線２１のように光電変換領域に集光できない成分が増加
し、光電感度の向上率が低下する欠点があった。すなわ
ち光電感度の絞り依存性があった。
【０００５】本発明は上述した欠点をなくした高感度な
固体撮像装置を提供するものである。
固体撮像装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置は
、同一半導体基板上にモザイク状に形成された光電変換
素子群に対応して、この主面に色フィルタアレーが形成
されており、さらにこの色フィルタアレー上に異る屈折
率をもつ複数の樹脂層が積層されており、前記樹脂の積
層上に感光性樹脂を用いて前記光電変換素子に入射光を
集光させるためのレンズが形成されていることを特徴と
する固体撮像装置が得られる。
、同一半導体基板上にモザイク状に形成された光電変換
素子群に対応して、この主面に色フィルタアレーが形成
されており、さらにこの色フィルタアレー上に異る屈折
率をもつ複数の樹脂層が積層されており、前記樹脂の積
層上に感光性樹脂を用いて前記光電変換素子に入射光を
集光させるためのレンズが形成されていることを特徴と
する固体撮像装置が得られる。
【０００７】前記複数の樹脂層の屈折率を下層から順に
小さくすれば斜め入射の光は各層間で屈折し光電変換部
主面に対して垂直な光線に近づく。
小さくすれば斜め入射の光は各層間で屈折し光電変換部
主面に対して垂直な光線に近づく。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を用いて説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例の固体撮像装置の
断面図で、図３の従来例に対応している。また従来例と
同一機能部は同一記号で示してある。すなわち、１０は
半導体基板でその主面には例えばフォトダイオードから
成る光電変換領域１１，ＣＣＤレジスタ１２，遮膜１３
が形成されている。１４は色フィルタアレーを形成する
染色性樹脂で赤１５，緑１６，青１７の色フィルターが
作られている。従来例と異る点は入射光２０を有効に光
電変換領域１１へ集光させる焦点距離調整用の樹脂層が
異る屈折率をもつ第１の樹脂層２２と第２樹脂層２３の
積層で構成されていることにある。
断面図で、図３の従来例に対応している。また従来例と
同一機能部は同一記号で示してある。すなわち、１０は
半導体基板でその主面には例えばフォトダイオードから
成る光電変換領域１１，ＣＣＤレジスタ１２，遮膜１３
が形成されている。１４は色フィルタアレーを形成する
染色性樹脂で赤１５，緑１６，青１７の色フィルターが
作られている。従来例と異る点は入射光２０を有効に光
電変換領域１１へ集光させる焦点距離調整用の樹脂層が
異る屈折率をもつ第１の樹脂層２２と第２樹脂層２３の
積層で構成されていることにある。
【００１０】次に本実施例の機能について説明する。
【００１１】第１の樹脂層２２の屈折率ｎ１ を第２の
樹脂層２３の屈折率ｎ２ より小さい材料を用いれば、
樹脂層２２，２３の境界２４で斜め入射光は屈折する。 例えば斜め入射光２５はレンズ１９で屈折する。もし樹
脂層が第１の樹脂層２２だけで構成されている場合、こ
の斜め入射光は光電変換部１１に集光せず遮光膜１３上
の点２６に達する。しかしながら本実施例のように第１
の樹脂層２２の屈折率より大きい第２の樹脂層２３を設
けることにより、斜め入射光２５は樹脂層の境界２４で
屈折し、矢印２７のように光電変換領域１１に集光され
る。
樹脂層２３の屈折率ｎ２ より小さい材料を用いれば、
樹脂層２２，２３の境界２４で斜め入射光は屈折する。 例えば斜め入射光２５はレンズ１９で屈折する。もし樹
脂層が第１の樹脂層２２だけで構成されている場合、こ
の斜め入射光は光電変換部１１に集光せず遮光膜１３上
の点２６に達する。しかしながら本実施例のように第１
の樹脂層２２の屈折率より大きい第２の樹脂層２３を設
けることにより、斜め入射光２５は樹脂層の境界２４で
屈折し、矢印２７のように光電変換領域１１に集光され
る。
【００１２】図２は本発明の第２の実施例の断面図を示
す。第１の実施例と異る点はレンズ１９の焦点距離調整
の樹脂層が多層（４層）になっている事である。第１の
樹脂層２２，第２の樹脂層２３の上に、第３，第４の樹
脂層２７，２８が積層され、その最上面にレンズ１９が
形成されている。最下層の第１の樹脂層から上層にゆく
に従って屈折率の小さな樹脂を選ぶことにより斜め入射
光３０は各樹脂層の境界で屈折し光電変換領域１１に集
光される。
す。第１の実施例と異る点はレンズ１９の焦点距離調整
の樹脂層が多層（４層）になっている事である。第１の
樹脂層２２，第２の樹脂層２３の上に、第３，第４の樹
脂層２７，２８が積層され、その最上面にレンズ１９が
形成されている。最下層の第１の樹脂層から上層にゆく
に従って屈折率の小さな樹脂を選ぶことにより斜め入射
光３０は各樹脂層の境界で屈折し光電変換領域１１に集
光される。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は固体撮像
装置にレンズアレーを形成する際、焦点距離を調整する
樹脂層を多層に積層し、且つ、各樹脂層の屈折率を下層
から上層に向けて除々に小さくなるように樹脂を選択す
ることにより、従来問題となった光電感度の絞り依存性
がない固体撮像装置が得られる。
装置にレンズアレーを形成する際、焦点距離を調整する
樹脂層を多層に積層し、且つ、各樹脂層の屈折率を下層
から上層に向けて除々に小さくなるように樹脂を選択す
ることにより、従来問題となった光電感度の絞り依存性
がない固体撮像装置が得られる。
【図１】本発明の実施例を示す図で、インターライン転
送方式ＣＣＤ撮像装置の断面模式図である。
送方式ＣＣＤ撮像装置の断面模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す図で、インターライン転
送方式ＣＣＤ撮像装置の断面模式図である。
送方式ＣＣＤ撮像装置の断面模式図である。
【図３】従来例の断面図である。
１０ 半導体基板
１１ 光電変換領域
１２ ＣＣＤレジスタ
１３ 遮光膜
１４ 染色樹脂層
１５〜１７ 色フィルター
１８ 樹脂層
１９ レンズ
２０ 入射光
２１ 斜め入射光
Claims (1)
- 【請求項１】 同一半導体基板上にモザイク状に形成
された光電変換素子群と、光電変換素子群で光電変換さ
れた信号電荷を読み出す手段からなる固体撮像装置にお
いて、前記光電変換素子群の各光電変換素子に対応し、
この主面に色フィルタアレーが形成されてなり、前記色
フィルタアレー上に異る誘電率をもつ２つ以上の樹脂層
を積層し、前記樹脂積層上に感光性樹脂を用いて前記光
電変換素子に入射光を集光させるためのレンズが形成さ
れていることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115190A JP3033242B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115190A JP3033242B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343470A true JPH04343470A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3033242B2 JP3033242B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=14656583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115190A Expired - Fee Related JP3033242B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033242B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513736A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Sharp Corp | カラー固体撮像素子 |
| US5844290A (en) * | 1996-06-27 | 1998-12-01 | Nec Corporation | Solid state image pick-up device and method for manufacturing the same |
| JP2005109490A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Hynix Semiconductor Inc | イメージセンサー及びその製造方法 |
| JP2009194186A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体撮像素子およびそれを用いた撮像装置 |
| JP2014120610A (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Olympus Corp | 固体撮像素子 |
| US20150179854A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research | Method of packaging ball lens of solar collector and structure thereof |
| JP2020109461A (ja) * | 2019-01-04 | 2020-07-16 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 光学素子 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4492533B2 (ja) | 2005-12-27 | 2010-06-30 | 船井電機株式会社 | 複眼撮像装置 |
| KR101701374B1 (ko) * | 2015-05-11 | 2017-02-13 | 주식회사 동우 | 포졸란을 이용한 합성섬유사의 제조방법, 이에 의해 제조된 합성섬유사 및 이를 포함하는 장갑 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3115190A patent/JP3033242B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513736A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Sharp Corp | カラー固体撮像素子 |
| US5844290A (en) * | 1996-06-27 | 1998-12-01 | Nec Corporation | Solid state image pick-up device and method for manufacturing the same |
| JP2005109490A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Hynix Semiconductor Inc | イメージセンサー及びその製造方法 |
| JP2009194186A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体撮像素子およびそれを用いた撮像装置 |
| JP2014120610A (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Olympus Corp | 固体撮像素子 |
| US20150179854A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research | Method of packaging ball lens of solar collector and structure thereof |
| JP2020109461A (ja) * | 2019-01-04 | 2020-07-16 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 光学素子 |
| US10955597B2 (en) | 2019-01-04 | 2021-03-23 | Visera Technologies Company Limited | Optical devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3033242B2 (ja) | 2000-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000118 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |