JPH05283661A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH05283661A JPH05283661A JP10590292A JP10590292A JPH05283661A JP H05283661 A JPH05283661 A JP H05283661A JP 10590292 A JP10590292 A JP 10590292A JP 10590292 A JP10590292 A JP 10590292A JP H05283661 A JPH05283661 A JP H05283661A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、固体撮像装置の集光特性を高める
ことにより、固体撮像装置の感度の向上を図る。 【構成】 半導体基板１１に設けた複数の受光部１２を
絶縁膜１３で覆ったものであって、各受光部１２に入射
光７１を集光させる反射面１４と当該反射面１４で側周
を囲まれた透光性の媒質（例えば透光性の膜１６）とで
形成した光伝送路１７を、各受光部１２上の絶縁膜１３
に設けたものである。あるいは、半導体基板１１に設け
た複数の受光部１２を絶縁膜１３で覆うとともに、各受
光部１２上における当該絶縁膜１３の上面に集光レンズ
（図示せず）を設けたオンチップレンズ構造のものであ
って、上記光伝送路１７を、集光レンズと受光部１２と
の間の絶縁膜１３に設けたものである。
ことにより、固体撮像装置の感度の向上を図る。 【構成】 半導体基板１１に設けた複数の受光部１２を
絶縁膜１３で覆ったものであって、各受光部１２に入射
光７１を集光させる反射面１４と当該反射面１４で側周
を囲まれた透光性の媒質（例えば透光性の膜１６）とで
形成した光伝送路１７を、各受光部１２上の絶縁膜１３
に設けたものである。あるいは、半導体基板１１に設け
た複数の受光部１２を絶縁膜１３で覆うとともに、各受
光部１２上における当該絶縁膜１３の上面に集光レンズ
（図示せず）を設けたオンチップレンズ構造のものであ
って、上記光伝送路１７を、集光レンズと受光部１２と
の間の絶縁膜１３に設けたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に用い
る固体撮像装置に関するものである。
る固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の固体撮像装置では、高感度のもの
が要求されている。高感度化の一つの方法として、図１
３に示すような、いわゆるオンチップレンズ構造の固体
撮像装置４０が提案されている。この固体撮像装置４０
には、半導体基板４１に形成した複数の受光部４２上
に、透光性の膜４３を介して集光レンズ４４が形成され
ている。なお図では電荷転送部，チャネルストッパー領
域等の図示は省略した。また上記構成の固体撮像装置４
０では、多画素化（例えば２００万画素化）、イメージ
サイズの縮小化が要求されるにともなって、集光レンズ
４４の微細化も求められている。
が要求されている。高感度化の一つの方法として、図１
３に示すような、いわゆるオンチップレンズ構造の固体
撮像装置４０が提案されている。この固体撮像装置４０
には、半導体基板４１に形成した複数の受光部４２上
に、透光性の膜４３を介して集光レンズ４４が形成され
ている。なお図では電荷転送部，チャネルストッパー領
域等の図示は省略した。また上記構成の固体撮像装置４
０では、多画素化（例えば２００万画素化）、イメージ
サイズの縮小化が要求されるにともなって、集光レンズ
４４の微細化も求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記固
体撮像装置では、対物レンズ（図示せず）のＦ値が変化
することにより、受光部に入射する光の入射角が変化す
る。すなわち、図１４に示すように、絞り５１を絞って
Ｆ値を小さくした場合には、絞り５１より入射した光９
１（実線の斜線で示す部分）は集光レンズ４４により集
光されて受光部４２に入射する。
体撮像装置では、対物レンズ（図示せず）のＦ値が変化
することにより、受光部に入射する光の入射角が変化す
る。すなわち、図１４に示すように、絞り５１を絞って
Ｆ値を小さくした場合には、絞り５１より入射した光９
１（実線の斜線で示す部分）は集光レンズ４４により集
光されて受光部４２に入射する。
【０００４】ところが図１５に示すように、絞り５１を
開放にしてＦ値を大きくした場合には、絞り５１より入
射した光９２は集光レンズ４４により集光されるが、集
光された一部の光９３（実線の斜線で示す部分）が受光
部４２に入射し、集光された残りの光９４（破線の斜線
で示す部分）は受光部４２に入射しない。いわゆる、け
られが発生する。この結果、受光部４２に入射する光量
が減少するので、固体撮像装置４０の感度は低下する。
したがって、Ｆ値によって固体撮像装置４０の感度が変
化する。特に絞り５１を開放にした場合に、感度低下が
大きくなる。
開放にしてＦ値を大きくした場合には、絞り５１より入
射した光９２は集光レンズ４４により集光されるが、集
光された一部の光９３（実線の斜線で示す部分）が受光
部４２に入射し、集光された残りの光９４（破線の斜線
で示す部分）は受光部４２に入射しない。いわゆる、け
られが発生する。この結果、受光部４２に入射する光量
が減少するので、固体撮像装置４０の感度は低下する。
したがって、Ｆ値によって固体撮像装置４０の感度が変
化する。特に絞り５１を開放にした場合に、感度低下が
大きくなる。
【０００５】また入射光学系の射出瞳距離によっても、
受光部に入射する光の入射角が変化する。すなわち、図
１６に示すように、Ｆ値を一定にして射出瞳距離Ｌを長
くした場合には、絞り５１より入射した光９５（実線の
斜線で示す部分）は集光レンズ４４により集光されて受
光部４２に入射する。
受光部に入射する光の入射角が変化する。すなわち、図
１６に示すように、Ｆ値を一定にして射出瞳距離Ｌを長
くした場合には、絞り５１より入射した光９５（実線の
斜線で示す部分）は集光レンズ４４により集光されて受
光部４２に入射する。
【０００６】ところが図１７に示すように、射出瞳距離
Ｌを短くした場合には、絞り５１より入射した光９６は
集光レンズ４４により集光されるが、集光された一部の
光９７（実線の斜線で示す部分）が受光部４２に入射
し、集光された残りの光９８（破線の斜線で示す部分）
は受光部４２に入射しない。いわゆる、けられが発生す
る。この結果、受光部４２に入射する光量が減少するの
で、固体撮像装置４０の感度は低下する。したがって、
射出瞳距離Ｌによって固体撮像装置４０の感度が変化す
る。特に射出瞳距離Ｌを短くした場合に、感度の低下は
大きくなる。上記現象は、固体撮像装置４０の中心部よ
りもその周辺部側において大きく現れる。このため、固
体撮像装置４０の周辺部側の感度低下は大きくなる、い
わゆるシェーディングが起きる。これらの現象は、最適
設計を行っても、原理的に避けられない。
Ｌを短くした場合には、絞り５１より入射した光９６は
集光レンズ４４により集光されるが、集光された一部の
光９７（実線の斜線で示す部分）が受光部４２に入射
し、集光された残りの光９８（破線の斜線で示す部分）
は受光部４２に入射しない。いわゆる、けられが発生す
る。この結果、受光部４２に入射する光量が減少するの
で、固体撮像装置４０の感度は低下する。したがって、
射出瞳距離Ｌによって固体撮像装置４０の感度が変化す
る。特に射出瞳距離Ｌを短くした場合に、感度の低下は
大きくなる。上記現象は、固体撮像装置４０の中心部よ
りもその周辺部側において大きく現れる。このため、固
体撮像装置４０の周辺部側の感度低下は大きくなる、い
わゆるシェーディングが起きる。これらの現象は、最適
設計を行っても、原理的に避けられない。
【０００７】また集光レンズ４４を微細化した場合に
は、集光レンズ４４と受光部４２との距離を縮小するこ
とが困難になる。
は、集光レンズ４４と受光部４２との距離を縮小するこ
とが困難になる。
【０００８】本発明は、集光特性に優れた固体撮像装置
を提供することを目的とする。
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものである。すなわち、半導体基
板に設けた複数の受光部を絶縁膜で覆った固体撮像装置
であって、各受光部に入射光を集光させる反射面と当該
反射面で側周を囲まれた透光性の媒質とで形成した光伝
送路を、各受光部上の絶縁膜に設けたものである。
成するためになされたものである。すなわち、半導体基
板に設けた複数の受光部を絶縁膜で覆った固体撮像装置
であって、各受光部に入射光を集光させる反射面と当該
反射面で側周を囲まれた透光性の媒質とで形成した光伝
送路を、各受光部上の絶縁膜に設けたものである。
【００１０】あるいは、半導体基板に設けた複数の受光
部を絶縁膜で覆うとともに、各受光部上の当該絶縁膜の
上面に集光レンズを設けたオンチップレンズ構造の固体
撮像装置であって、各受光部に入射光を集光させる反射
面と当該反射面で側周を囲まれた透光性の媒質とで形成
した光伝送路を、集光レンズと受光部との間の絶縁膜に
設けたものである。
部を絶縁膜で覆うとともに、各受光部上の当該絶縁膜の
上面に集光レンズを設けたオンチップレンズ構造の固体
撮像装置であって、各受光部に入射光を集光させる反射
面と当該反射面で側周を囲まれた透光性の媒質とで形成
した光伝送路を、集光レンズと受光部との間の絶縁膜に
設けたものである。
【００１１】
【作用】上記固体撮像装置では、各受光部に入射光を集
光させる反射面で形成した光伝送路を各受光部上の絶縁
膜に設けたことにより、入射光の一部は受光部に直接入
射する。また残りの入射光のほとんどは、光伝送路の反
射面に反射して受光部に入射する。この結果、従来けら
れていた入射光も受光部に入射するので、固体撮像装置
の感度が高まる。また各受光部に入射光を集光させる反
射面で形成した光伝送路を、集光レンズと受光部との間
の絶縁膜に設けたことにより、上記同様にして、固体撮
像装置の感度が高まる。
光させる反射面で形成した光伝送路を各受光部上の絶縁
膜に設けたことにより、入射光の一部は受光部に直接入
射する。また残りの入射光のほとんどは、光伝送路の反
射面に反射して受光部に入射する。この結果、従来けら
れていた入射光も受光部に入射するので、固体撮像装置
の感度が高まる。また各受光部に入射光を集光させる反
射面で形成した光伝送路を、集光レンズと受光部との間
の絶縁膜に設けたことにより、上記同様にして、固体撮
像装置の感度が高まる。
【００１２】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１に示す概略構成
断面図により説明する。図に示すように、半導体基板１
１には複数の受光部１２が設けられている。上記各受光
部１２を覆う状態に絶縁膜１３が成膜されている。この
絶縁膜１３には、それぞれの受光部１２に入射光７１を
集光させる反射面１４で側壁を形成した孔１５が設けら
れている。上記絶縁膜１３は、反射性に優れていて絶縁
性を有する材料として、例えば酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）で形成されている。また上記孔１５の内部と上記絶
縁膜１３の上面とには、透光性の媒質として絶縁性を有
する透光性の膜１６が成膜されている。上記透光性の膜
１６は例えば酸化シリコンで形成されていて、その表面
は平坦に形成されている。上記各受光部１２上の透光性
の膜１６が光伝送路１７になる。上記透光性の膜１６
は、例えばオンチップカラーフィルターで形成すること
も可能である。上記説明した如くに、受光部１２上に集
光特性に優れた光伝送路１７を有する固体撮像装置１０
が形成される。
断面図により説明する。図に示すように、半導体基板１
１には複数の受光部１２が設けられている。上記各受光
部１２を覆う状態に絶縁膜１３が成膜されている。この
絶縁膜１３には、それぞれの受光部１２に入射光７１を
集光させる反射面１４で側壁を形成した孔１５が設けら
れている。上記絶縁膜１３は、反射性に優れていて絶縁
性を有する材料として、例えば酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）で形成されている。また上記孔１５の内部と上記絶
縁膜１３の上面とには、透光性の媒質として絶縁性を有
する透光性の膜１６が成膜されている。上記透光性の膜
１６は例えば酸化シリコンで形成されていて、その表面
は平坦に形成されている。上記各受光部１２上の透光性
の膜１６が光伝送路１７になる。上記透光性の膜１６
は、例えばオンチップカラーフィルターで形成すること
も可能である。上記説明した如くに、受光部１２上に集
光特性に優れた光伝送路１７を有する固体撮像装置１０
が形成される。
【００１３】あるいは、上記透光性の膜１６を上記絶縁
膜１３よりも屈折率が高い材料で成膜することにより、
光伝送路１７を光導波路として形成することも可能であ
る。この場合には、光伝送路１７に入射した入射光７１
は、透光性の膜１６と絶縁膜１３との界面で全反射し
て、受光部１２に入射する。
膜１３よりも屈折率が高い材料で成膜することにより、
光伝送路１７を光導波路として形成することも可能であ
る。この場合には、光伝送路１７に入射した入射光７１
は、透光性の膜１６と絶縁膜１３との界面で全反射し
て、受光部１２に入射する。
【００１４】次に上記孔１５の形状を、図２の断面図に
より詳細に説明する。上記孔１５の側壁を形成する反射
面１４は、周縁光線法により設計した合成放物面よりな
る。この反射面１４は、種々の入射角の入射光７１によ
る像が受光部１２で結像しないように形成されている。
上記のような設計に基づいて形成した反射面１４に入射
する入射光７１は、受光部１２に直接入射するか、ある
いは図示したように反射面１４で反射されて受光部１２
に入射する。
より詳細に説明する。上記孔１５の側壁を形成する反射
面１４は、周縁光線法により設計した合成放物面よりな
る。この反射面１４は、種々の入射角の入射光７１によ
る像が受光部１２で結像しないように形成されている。
上記のような設計に基づいて形成した反射面１４に入射
する入射光７１は、受光部１２に直接入射するか、ある
いは図示したように反射面１４で反射されて受光部１２
に入射する。
【００１５】または図３の断面図に示すように、上記孔
１５は、幾何ベクトル束法により設計した反射面１４で
構成される。この反射面１４は、入射光７１による像が
受光部１２で結像しないように形成されている。上記の
ような設計に基づいて形成した反射面１４に入射する入
射光７１は、受光部１２に直接入射するか、あるいは当
該反射面１４で反射されて受光部１２に入射する。
１５は、幾何ベクトル束法により設計した反射面１４で
構成される。この反射面１４は、入射光７１による像が
受光部１２で結像しないように形成されている。上記の
ような設計に基づいて形成した反射面１４に入射する入
射光７１は、受光部１２に直接入射するか、あるいは当
該反射面１４で反射されて受光部１２に入射する。
【００１６】上記図１により説明した構造の固体撮像装
置１０では、対物レンズ系（図示せず）のＦ値によっ
て、受光部１２に入射しようとする光の入射角が変化す
る。また入射光学系（図示せず）の射出瞳距離が変化す
ることにより、受光部１２に入射しようとする光の入射
角が変化する。
置１０では、対物レンズ系（図示せず）のＦ値によっ
て、受光部１２に入射しようとする光の入射角が変化す
る。また入射光学系（図示せず）の射出瞳距離が変化す
ることにより、受光部１２に入射しようとする光の入射
角が変化する。
【００１７】すなわち、図４に示すように、入射角θが
小さい光７２は、その一部分の光７３が受光部１２に直
接入射する。一方受光部１２に直接入射しない光７４
は、反射面１４に入射して反射され、そして受光部１２
に入射する。なお図４では光伝送路１７のハッチングは
省略した。
小さい光７２は、その一部分の光７３が受光部１２に直
接入射する。一方受光部１２に直接入射しない光７４
は、反射面１４に入射して反射され、そして受光部１２
に入射する。なお図４では光伝送路１７のハッチングは
省略した。
【００１８】また図５に示すように、入射角θが大きい
光７５は、その一部分の光７６が受光部１２に直接入射
する。また受光部１２に直接入射しない光７７は、反射
面１４に入射して反射され、そして受光部１２に入射す
る。したがって、前記図１で説明した固体撮像装置（１
０）の感度は、入射する光の入射角θに依存することが
なくなる。なお図５では光伝送路１７のハッチングは省
略した。
光７５は、その一部分の光７６が受光部１２に直接入射
する。また受光部１２に直接入射しない光７７は、反射
面１４に入射して反射され、そして受光部１２に入射す
る。したがって、前記図１で説明した固体撮像装置（１
０）の感度は、入射する光の入射角θに依存することが
なくなる。なお図５では光伝送路１７のハッチングは省
略した。
【００１９】次に上記固体撮像装置１０の製造方法の一
例を、図６の製造工程図により説明する。図６の（１）
に示すように、通常の固体撮像装置を製造するプロセス
によって、半導体基板１１に受光部１２，電荷転送部
（図示せず）および配線（図示せず）等を形成する。次
いで、例えば通常の化学的気相成長法によって、受光部
１２，電荷転送部および配線等を覆う状態に上面が平坦
な絶縁膜１３を成膜する。この絶縁膜１３は、光を反射
し易い材料として、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
より形成される。その後、通常のレジスト塗布技術によ
って、絶縁膜１３の上面にレジストよりなるエッチング
マスク３１を成膜する。続いて、通常のホトリソグラフ
ィーによって、各受光部１２上のエッチングマスク３１
に開口３２を形成する。
例を、図６の製造工程図により説明する。図６の（１）
に示すように、通常の固体撮像装置を製造するプロセス
によって、半導体基板１１に受光部１２，電荷転送部
（図示せず）および配線（図示せず）等を形成する。次
いで、例えば通常の化学的気相成長法によって、受光部
１２，電荷転送部および配線等を覆う状態に上面が平坦
な絶縁膜１３を成膜する。この絶縁膜１３は、光を反射
し易い材料として、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
より形成される。その後、通常のレジスト塗布技術によ
って、絶縁膜１３の上面にレジストよりなるエッチング
マスク３１を成膜する。続いて、通常のホトリソグラフ
ィーによって、各受光部１２上のエッチングマスク３１
に開口３２を形成する。
【００２０】次いで図６の（２）に示す如く、エッチン
グによって、絶縁膜１３の２点鎖線で示す部分を除去し
て、孔１５を形成する。この孔１５の側壁は、例えば入
射する入射光（図示せず）を受光部１２に集光する反射
面１４で形成される。すなわち、反射面１４は、周縁光
線法によって決定される合成放物面で形成される。この
ときのエッチングでは、絶縁膜１３を等方性エッチング
するエッチングガスと異方性エッチングするガスとを適
当な混合比で混合したエッチングガスを用い、エッチン
グ出力、エッチング雰囲気等を、形成しようとする孔１
５の反射面１４が合成放物面になる条件に設定する。
グによって、絶縁膜１３の２点鎖線で示す部分を除去し
て、孔１５を形成する。この孔１５の側壁は、例えば入
射する入射光（図示せず）を受光部１２に集光する反射
面１４で形成される。すなわち、反射面１４は、周縁光
線法によって決定される合成放物面で形成される。この
ときのエッチングでは、絶縁膜１３を等方性エッチング
するエッチングガスと異方性エッチングするガスとを適
当な混合比で混合したエッチングガスを用い、エッチン
グ出力、エッチング雰囲気等を、形成しようとする孔１
５の反射面１４が合成放物面になる条件に設定する。
【００２１】その後上記エッチングマスク３１を、例え
ばアッシャー処理によって除去する。次いで図６の
（３）に示すように、例えば通常の塗布技術によって、
上記各孔１５の内部と上記絶縁膜１３の上面とに、透光
性の媒質として透光性の膜１６を形成する。この透光性
の膜１６は例えば酸化シリコンよりなり、その上面は平
坦に形成される。このようにして、受光部１２上に設け
た反射面１４で構成される光伝送路１７が形成される。
ばアッシャー処理によって除去する。次いで図６の
（３）に示すように、例えば通常の塗布技術によって、
上記各孔１５の内部と上記絶縁膜１３の上面とに、透光
性の媒質として透光性の膜１６を形成する。この透光性
の膜１６は例えば酸化シリコンよりなり、その上面は平
坦に形成される。このようにして、受光部１２上に設け
た反射面１４で構成される光伝送路１７が形成される。
【００２２】次に上記実施例で説明した構造をオンチッ
プレンズ構造の固体撮像装置に適用した一例を第２の実
施例として、図７に示す概略構成断面図により説明す
る。なお図では、上記図１で説明したと同様の構成部品
には、同一の符号を付す。図に示すように、半導体基板
１１には複数の受光部１２が設けられている。上記各受
光部１２を覆う状態に絶縁膜１３が成膜されている。こ
の絶縁膜１３には、それぞれの受光部１２に入射する入
射光７１を集光させる反射面１４で側壁を形成した孔１
５が設けられている。また上記孔１５の内部と上記絶縁
膜１３の上面とには表面が平坦な透光性の膜１６が成膜
されている。この透光性の膜は、例えば酸化シリコンよ
りなる。さらに各受光部１２上の透光性の膜１６の上面
には、集光レンズ２１が形成されている。上記各受光部
１２と集光レンズ２１との間が光伝送路１７になる。上
記透光性の膜１６は、例えばカラーフィルター膜で形成
することも可能である。上記説明した如くに、受光部１
２と集光レンズ２１との間に集光特性に優れた光伝送路
１７を有する固体撮像装置２０が形成される。
プレンズ構造の固体撮像装置に適用した一例を第２の実
施例として、図７に示す概略構成断面図により説明す
る。なお図では、上記図１で説明したと同様の構成部品
には、同一の符号を付す。図に示すように、半導体基板
１１には複数の受光部１２が設けられている。上記各受
光部１２を覆う状態に絶縁膜１３が成膜されている。こ
の絶縁膜１３には、それぞれの受光部１２に入射する入
射光７１を集光させる反射面１４で側壁を形成した孔１
５が設けられている。また上記孔１５の内部と上記絶縁
膜１３の上面とには表面が平坦な透光性の膜１６が成膜
されている。この透光性の膜は、例えば酸化シリコンよ
りなる。さらに各受光部１２上の透光性の膜１６の上面
には、集光レンズ２１が形成されている。上記各受光部
１２と集光レンズ２１との間が光伝送路１７になる。上
記透光性の膜１６は、例えばカラーフィルター膜で形成
することも可能である。上記説明した如くに、受光部１
２と集光レンズ２１との間に集光特性に優れた光伝送路
１７を有する固体撮像装置２０が形成される。
【００２３】あるいは、上記透光性の膜１６を上記絶縁
膜１３よりも屈折率が高い材料で成膜することにより、
光伝送路１７を光導波路として形成することも可能であ
る。この場合には、光伝送路１７に入射した入射光７１
は、透光性の膜１６と絶縁膜１３との界面で全反射して
受光部１２に入射される。
膜１３よりも屈折率が高い材料で成膜することにより、
光伝送路１７を光導波路として形成することも可能であ
る。この場合には、光伝送路１７に入射した入射光７１
は、透光性の膜１６と絶縁膜１３との界面で全反射して
受光部１２に入射される。
【００２４】なお上記孔１５の形状は、前記図２または
図３で説明した形状と同様なので、ここでの説明は省略
する。
図３で説明した形状と同様なので、ここでの説明は省略
する。
【００２５】上記構造の固体撮像装置２０では、対物レ
ンズ系（図示せず）のＦ値が変化することにより、受光
部１２に入射する入射光（図示せず）の入射角が変化す
る。例えば図８に示すように、Ｆ値を小さくした場合に
は、絞り（図示せず）より入射する入射光７１は集光レ
ンズ２１により集光されて受光部１２に直接入射する。
なお図では集光レンズ２１と光伝送路１７のハッチング
は省略した。
ンズ系（図示せず）のＦ値が変化することにより、受光
部１２に入射する入射光（図示せず）の入射角が変化す
る。例えば図８に示すように、Ｆ値を小さくした場合に
は、絞り（図示せず）より入射する入射光７１は集光レ
ンズ２１により集光されて受光部１２に直接入射する。
なお図では集光レンズ２１と光伝送路１７のハッチング
は省略した。
【００２６】一方図９に示すように、Ｆ値を大きくした
場合には、開放した絞り（図示せず）より入射する入射
光７１は集光レンズ２１により集光されるが、集光され
た一部の光７８（実線の斜線で示す部分）は受光部１２
に直接入射する。また集光された残りの光７９（破線の
斜線で示す部分）は受光部１２に直接入射せずに、反射
面１４によって反射されて受光部１２に入射する。この
ように、従来けられていた光（集光された残りの光７
９）が受光部１２に入射するので、固体撮像装置（２
０）の感度が向上する。したがって、Ｆ値によって固体
撮像装置（２０）の感度が変化することがなくなる。な
お図では集光レンズ２１と光伝送路１７のハッチングは
省略した。
場合には、開放した絞り（図示せず）より入射する入射
光７１は集光レンズ２１により集光されるが、集光され
た一部の光７８（実線の斜線で示す部分）は受光部１２
に直接入射する。また集光された残りの光７９（破線の
斜線で示す部分）は受光部１２に直接入射せずに、反射
面１４によって反射されて受光部１２に入射する。この
ように、従来けられていた光（集光された残りの光７
９）が受光部１２に入射するので、固体撮像装置（２
０）の感度が向上する。したがって、Ｆ値によって固体
撮像装置（２０）の感度が変化することがなくなる。な
お図では集光レンズ２１と光伝送路１７のハッチングは
省略した。
【００２７】また上記構造の固体撮像装置２０では、入
射光学系の射出瞳距離が変化することにより、受光部１
２に入射する入射光７１の入射角が変化する。例えば、
図１０に示すように、Ｆ値を一定にして射出瞳距離を長
くした場合には、絞り（図示せず）より入射する入射光
７１は集光レンズ２１により集光されて受光部１２に入
射する。なお図では集光レンズ２１と光伝送路１７のハ
ッチングは省略した。
射光学系の射出瞳距離が変化することにより、受光部１
２に入射する入射光７１の入射角が変化する。例えば、
図１０に示すように、Ｆ値を一定にして射出瞳距離を長
くした場合には、絞り（図示せず）より入射する入射光
７１は集光レンズ２１により集光されて受光部１２に入
射する。なお図では集光レンズ２１と光伝送路１７のハ
ッチングは省略した。
【００２８】一方図１１に示すように、射出瞳距離を短
くした場合には、絞り（図示せず）より入射する入射光
７１は集光レンズ２１により集光されるが、集光された
一部の光８０（実線の斜線で示す部分）が受光部１２に
直接入射する。そして集光された残りの光８１（破線の
斜線で示す部分）は受光部１２に直接入射せずに、反射
面１４によって反射されて受光部１２に入射する。この
ように、従来けられていた光（集光された残りの光８
１）が受光部１２に入射するので、固体撮像装置（２
０）の感度が向上する。したがって、射出瞳距離によっ
て固体撮像装置（２０）の感度が変化することがなくな
る。よって、固体撮像装置（２０）の全面にわたって感
度が向上する。なお図では光伝送路１７のハッチングは
省略した。
くした場合には、絞り（図示せず）より入射する入射光
７１は集光レンズ２１により集光されるが、集光された
一部の光８０（実線の斜線で示す部分）が受光部１２に
直接入射する。そして集光された残りの光８１（破線の
斜線で示す部分）は受光部１２に直接入射せずに、反射
面１４によって反射されて受光部１２に入射する。この
ように、従来けられていた光（集光された残りの光８
１）が受光部１２に入射するので、固体撮像装置（２
０）の感度が向上する。したがって、射出瞳距離によっ
て固体撮像装置（２０）の感度が変化することがなくな
る。よって、固体撮像装置（２０）の全面にわたって感
度が向上する。なお図では光伝送路１７のハッチングは
省略した。
【００２９】次に上記固体撮像装置２０の製造方法を説
明する。まず前記図６の（１），（２）により説明した
と同様にして、半導体基板（１１）に受光部（１２），
電荷転送部および配線等を形成する。次いで、受光部
（１２），電荷転送部および配線等を覆う絶縁膜１３を
成膜する。その後、各受光部（１２）上に開口（３２）
を設けたエッチングマスク（３１）を形成する。続い
て、絶縁膜（１３）をエッチングする。そして図１２の
（１）に示すように、各受光部１２上の絶縁膜１３に孔
１５を形成する。この孔１５の側壁は、例えば入射光
（図示せず）を受光部１２に集光する反射面１４で形成
される。すなわち、反射面１４は、周縁光線法によって
決定される合成放物面に形成される。
明する。まず前記図６の（１），（２）により説明した
と同様にして、半導体基板（１１）に受光部（１２），
電荷転送部および配線等を形成する。次いで、受光部
（１２），電荷転送部および配線等を覆う絶縁膜１３を
成膜する。その後、各受光部（１２）上に開口（３２）
を設けたエッチングマスク（３１）を形成する。続い
て、絶縁膜（１３）をエッチングする。そして図１２の
（１）に示すように、各受光部１２上の絶縁膜１３に孔
１５を形成する。この孔１５の側壁は、例えば入射光
（図示せず）を受光部１２に集光する反射面１４で形成
される。すなわち、反射面１４は、周縁光線法によって
決定される合成放物面に形成される。
【００３０】その後、例えばアッシャー処理によって、
エッチングマスク３１を除去する。次いで図１２の
（２）に示す如く、例えば通常の塗布技術によって、上
記各孔１５の内部と上記絶縁膜１３の上面とに、透光性
の媒質として透光性の膜１６を形成する。この透光性の
膜１６は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）よりなり、
上面が平坦になるように形成される。さらに既知のオン
チップマイクロレンズを形成する技術によって、上記各
受光部１２上の透光性の膜１６の上面にオンチップマイ
クロレンズになる集光レンズ２１を形成する。このよう
にして上記各受光部１２とその上部に設けた集光レンズ
２１との間に光伝送路１７が形成される。
エッチングマスク３１を除去する。次いで図１２の
（２）に示す如く、例えば通常の塗布技術によって、上
記各孔１５の内部と上記絶縁膜１３の上面とに、透光性
の媒質として透光性の膜１６を形成する。この透光性の
膜１６は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）よりなり、
上面が平坦になるように形成される。さらに既知のオン
チップマイクロレンズを形成する技術によって、上記各
受光部１２上の透光性の膜１６の上面にオンチップマイ
クロレンズになる集光レンズ２１を形成する。このよう
にして上記各受光部１２とその上部に設けた集光レンズ
２１との間に光伝送路１７が形成される。
【００３１】
【発明の効果】以上、説明したように請求項１の発明に
よれば、各受光部に入射光を集光させる反射面とこの反
射面で側周を囲まれた透光性の媒質とで形成した光伝送
路を各受光部上の絶縁膜に設けたので、入射光は、透光
性の媒質を透過して受光部に直接入射するとともに光伝
送路の反射面に反射して受光部に入射する。したがって
従来けられていた光も受光部に入射するので、固体撮像
装置の感度の向上を図ることが可能になる。また請求項
２の発明によれば、上記同様の光伝送路を集光レンズと
受光部との間の絶縁膜に設けたので、上記同様にして、
固体撮像装置の感度の向上を図ることができる。
よれば、各受光部に入射光を集光させる反射面とこの反
射面で側周を囲まれた透光性の媒質とで形成した光伝送
路を各受光部上の絶縁膜に設けたので、入射光は、透光
性の媒質を透過して受光部に直接入射するとともに光伝
送路の反射面に反射して受光部に入射する。したがって
従来けられていた光も受光部に入射するので、固体撮像
装置の感度の向上を図ることが可能になる。また請求項
２の発明によれば、上記同様の光伝送路を集光レンズと
受光部との間の絶縁膜に設けたので、上記同様にして、
固体撮像装置の感度の向上を図ることができる。
【図１】第１の実施例の概略構成断面図である。
【図２】孔の形状の断面図である。
【図３】孔の別の形状の断面図である。
【図４】第１の実施例の作用の説明図である。
【図５】第１の実施例の作用の説明図である。
【図６】第１の実施例の製造工程図である。
【図７】第２の実施例の概略構成断面図である。
【図８】Ｆ値と入射光との関係の説明図である。
【図９】Ｆ値と入射光との関係の説明図である。
【図１０】射出瞳距離と入射光との関係の説明図であ
る。
る。
【図１１】射出瞳距離と入射光との関係の説明図であ
る。
る。
【図１２】第２の実施例の製造工程図である。
【図１３】従来例の概略構成断面図である。
【図１４】Ｆ値と入射光との関係を説明する図である。
【図１５】Ｆ値と入射光との関係を説明する図である。
【図１６】射出瞳距離と入射光との関係を説明する図で
ある。
ある。
【図１７】射出瞳距離と入射光との関係を説明する図で
ある。
ある。
１０ 固体撮像装置 １１ 半導体基板 １２ 受光部 １３ 絶縁膜 １４ 反射面 １６ 透光性の膜 １７ 光伝送路 ２１ 集光レンズ ２０ 固体撮像装置 ７１ 入射光
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板に設けた複数の受光部を絶縁
膜で覆った固体撮像装置において、 前記各受光部に入射光を集光させる反射面と当該反射面
で側周を囲まれた透光性の媒質とで形成した光伝送路
を、前記各受光部上の前記絶縁膜に設けたことを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項２】 半導体基板に設けた複数の受光部を絶縁
膜で覆うとともに、各受光部上の当該絶縁膜の上面に集
光レンズを設けたオンチップレンズ構造の固体撮像装置
において、 前記各受光部に入射光を集光させる反射面と当該反射面
で側周を囲まれた透光性の媒質とで形成した光伝送路
を、前記集光レンズと受光部との間の前記絶縁膜に設け
たことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10590292A JPH05283661A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10590292A JPH05283661A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283661A true JPH05283661A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14419819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10590292A Pending JPH05283661A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283661A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002373976A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Nikon Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2005302884A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Canon Inc | 固体撮像素子、設計支援方法及び装置 |
| US7119319B2 (en) | 2004-04-08 | 2006-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensing element and its design support method, and image sensing device |
| JP2008071972A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Canon Inc | 撮像素子及び撮像システム |
| US7615732B2 (en) | 2006-09-28 | 2009-11-10 | Fujifilm Corporation | Solid state imaging device |
| JP2010205952A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法および電子機器 |
| CN102280460A (zh) * | 2010-06-08 | 2011-12-14 | 夏普株式会社 | 固体摄像元件和电子信息设备 |
| JP2013247246A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP10590292A patent/JPH05283661A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002373976A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Nikon Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2005302884A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Canon Inc | 固体撮像素子、設計支援方法及び装置 |
| US7119319B2 (en) | 2004-04-08 | 2006-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensing element and its design support method, and image sensing device |
| JP2008071972A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Canon Inc | 撮像素子及び撮像システム |
| US7615732B2 (en) | 2006-09-28 | 2009-11-10 | Fujifilm Corporation | Solid state imaging device |
| JP2010205952A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法および電子機器 |
| CN102280460A (zh) * | 2010-06-08 | 2011-12-14 | 夏普株式会社 | 固体摄像元件和电子信息设备 |
| JP2011258728A (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-22 | Sharp Corp | 固体撮像素子および電子情報機器 |
| JP2013247246A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
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