JPH05328233A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH05328233A JPH05328233A JP4130701A JP13070192A JPH05328233A JP H05328233 A JPH05328233 A JP H05328233A JP 4130701 A JP4130701 A JP 4130701A JP 13070192 A JP13070192 A JP 13070192A JP H05328233 A JPH05328233 A JP H05328233A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- microlens
- micro lens
- solid
- center
- 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.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 20
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- LFYJSSARVMHQJB-QIXNEVBVSA-N bakuchiol Chemical compound CC(C)=CCC[C@@](C)(C=C)\C=C\C1=CC=C(O)C=C1 LFYJSSARVMHQJB-QIXNEVBVSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各光電変換素子において感度が良好でかつそ
れらの各感度を均一とする。 【構成】 半導体基板の主表面に形成された複数の光電
変換素子からなる光電変換素子群と、これら各光電変換
素子が形成された半導体基板の主表面に前記光電変換素
子のそれぞれを被うようにして形成されたマイクロレン
ズからなるマイクロレンズ群と、を備える固体撮像素子
において、光電変換素子群の中心に位置付けられる中心
光電変換素子上の中心マイクロレンズに対して他のマイ
クロレンズは対応する光電変換素子の前記中心光電変換
素子からの離間距離に応じて中心側に偏位して位置づけ
られている。
れらの各感度を均一とする。 【構成】 半導体基板の主表面に形成された複数の光電
変換素子からなる光電変換素子群と、これら各光電変換
素子が形成された半導体基板の主表面に前記光電変換素
子のそれぞれを被うようにして形成されたマイクロレン
ズからなるマイクロレンズ群と、を備える固体撮像素子
において、光電変換素子群の中心に位置付けられる中心
光電変換素子上の中心マイクロレンズに対して他のマイ
クロレンズは対応する光電変換素子の前記中心光電変換
素子からの離間距離に応じて中心側に偏位して位置づけ
られている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子に係り、
特に、半導体基板の主表面に形成された複数の光電変換
素子を備え、それぞれの光電変換素子を被うようにマイ
クロレンズが形成されている固体撮像素子に関する。
特に、半導体基板の主表面に形成された複数の光電変換
素子を備え、それぞれの光電変換素子を被うようにマイ
クロレンズが形成されている固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子は、半導体基板の主表面に
おける光結像面に光電変換素子であるフォトダイオード
がたとえばマトリックス状に配置され、これら各フォト
ダイオードは照射される光強度に応じた量の電荷が発生
するようになっている。
おける光結像面に光電変換素子であるフォトダイオード
がたとえばマトリックス状に配置され、これら各フォト
ダイオードは照射される光強度に応じた量の電荷が発生
するようになっている。
【０００３】そして、これら各電荷は、やはり半導体基
板の主表面に形成されている電荷転送素子であるＣＣＤ
素子によって順次とりだされ、その電荷量に応じた映像
信号を形成するようになっている。
板の主表面に形成されている電荷転送素子であるＣＣＤ
素子によって順次とりだされ、その電荷量に応じた映像
信号を形成するようになっている。
【０００４】また、近年では、感度を向上させるため
に、光電変換素子が形成された半導体基板の主表面に各
光電変換素子をそれぞれ被うようにしてマイクロレンズ
を形成したものが知られるようになった。
に、光電変換素子が形成された半導体基板の主表面に各
光電変換素子をそれぞれ被うようにしてマイクロレンズ
を形成したものが知られるようになった。
【０００５】なお、このような構成からなる固体撮像素
子は、たとえば「映像情報ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ，５月
号，１９８６，Ｖｏｌ．１８，産業開発機構ＫＫ，映像
情報編集部」に詳述されている。
子は、たとえば「映像情報ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ，５月
号，１９８６，Ｖｏｌ．１８，産業開発機構ＫＫ，映像
情報編集部」に詳述されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の固体撮像素子においては、各マイクロレンズ
が、その光軸を各マイクロレンズの直下に位置付けられ
るフォトダイオードの領域の中心に位置付づけるように
形成されたものであった。
た従来の固体撮像素子においては、各マイクロレンズ
が、その光軸を各マイクロレンズの直下に位置付けられ
るフォトダイオードの領域の中心に位置付づけるように
形成されたものであった。
【０００７】このために、フォトダイオード群の形成領
域における中心部においては感度が良好であるが、周辺
においては感度が良好でないという問題点が見出される
ようになった。
域における中心部においては感度が良好であるが、周辺
においては感度が良好でないという問題点が見出される
ようになった。
【０００８】すなわち、フォトダイオード群の形成領域
面における光像投影は固体撮像素子と別個に配置された
集光レンズから該固体撮像素子の主表面に放射状に広が
る主光線の束によってなされると考えると、フォトダイ
オード群の形成領域面の中心部では該主光線がマイクロ
レンズの光軸に沿って入射され、周辺部においてはマイ
クロレンズの光軸に対してある角度をもって入射される
ことになる。
面における光像投影は固体撮像素子と別個に配置された
集光レンズから該固体撮像素子の主表面に放射状に広が
る主光線の束によってなされると考えると、フォトダイ
オード群の形成領域面の中心部では該主光線がマイクロ
レンズの光軸に沿って入射され、周辺部においてはマイ
クロレンズの光軸に対してある角度をもって入射される
ことになる。
【０００９】この場合、マイクロレンズの光軸に沿って
主光線が入射される場合は問題がないが、図５に示すよ
うに、マイクロレンズ５１の光軸に対してある角度（画
角θ1）で主光線が入射された場合、該マイクロレンズ
によって屈折角θ2で屈折した屈折光はフォトダイオー
ド５２の中心位置からずれた位置（ズレ量ａで示してい
る）に照射され、その照射分布の一部がフォトダイオー
ド５２の形成領域から外れることになる。
主光線が入射される場合は問題がないが、図５に示すよ
うに、マイクロレンズ５１の光軸に対してある角度（画
角θ1）で主光線が入射された場合、該マイクロレンズ
によって屈折角θ2で屈折した屈折光はフォトダイオー
ド５２の中心位置からずれた位置（ズレ量ａで示してい
る）に照射され、その照射分布の一部がフォトダイオー
ド５２の形成領域から外れることになる。
【００１０】このため、フォトダイオード５２内で発生
する電荷量は、中心部に位置付けられるフォトダイオー
ド内で発生する電荷量と比べて少なくなり、感度が良好
でなくなってしまう。
する電荷量は、中心部に位置付けられるフォトダイオー
ド内で発生する電荷量と比べて少なくなり、感度が良好
でなくなってしまう。
【００１１】それ故、本発明はこのような事情に基づい
てなされたものであり、その目的とするところのもの
は、各光電変換素子において感度が良好でかつそれらの
各感度は均一となる固体撮像素子を提供することにあ
る。
てなされたものであり、その目的とするところのもの
は、各光電変換素子において感度が良好でかつそれらの
各感度は均一となる固体撮像素子を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、半導体基板の主表面
に形成された複数の光電変換素子からなる光電変換素子
群と、これら各光電変換素子が形成された半導体基板の
主表面に前記光電変換素子のそれぞれを被うようにして
形成されたマイクロレンズからなるマイクロレンズ群
と、を備える固体撮像素子において、光電変換素子群の
中心に位置付けられる中心光電変換素子上の中心マイク
ロレンズに対して他のマイクロレンズは対応する光電変
換素子の前記中心光電変換素子からの離間距離に応じて
中心側に偏位して位置づけられていることを特徴とする
ものである。
るために、本発明は、基本的には、半導体基板の主表面
に形成された複数の光電変換素子からなる光電変換素子
群と、これら各光電変換素子が形成された半導体基板の
主表面に前記光電変換素子のそれぞれを被うようにして
形成されたマイクロレンズからなるマイクロレンズ群
と、を備える固体撮像素子において、光電変換素子群の
中心に位置付けられる中心光電変換素子上の中心マイク
ロレンズに対して他のマイクロレンズは対応する光電変
換素子の前記中心光電変換素子からの離間距離に応じて
中心側に偏位して位置づけられていることを特徴とする
ものである。
【００１３】
【作用】このように構成した固体撮像素子において、た
とえばその光電変換素子群の中心に位置付けられる光電
変換素子からある距離で離間した光電変換素子を考える
と、この光電変換素子を被って形成されているマイクロ
レンズに入射される主光線はその光軸に対してある角度
で入射（光電変換素子群に垂直な中心軸側からの放射状
の入射）されることになる。
とえばその光電変換素子群の中心に位置付けられる光電
変換素子からある距離で離間した光電変換素子を考える
と、この光電変換素子を被って形成されているマイクロ
レンズに入射される主光線はその光軸に対してある角度
で入射（光電変換素子群に垂直な中心軸側からの放射状
の入射）されることになる。
【００１４】しかし、このマイクロレンズは前記距離に
対応して光電変換素子群の中心側に偏位して位置付けら
れていることから、該マイクロレンズによる屈折光は光
電変換素子の領域の中心に入射させることができるよう
になる。
対応して光電変換素子群の中心側に偏位して位置付けら
れていることから、該マイクロレンズによる屈折光は光
電変換素子の領域の中心に入射させることができるよう
になる。
【００１５】そして、このような構成は、光電変換素子
群の各光電変換素子において同じであることから、各光
電変換素子において感度が良好でかつそれらの各感度を
均一とすることができる。
群の各光電変換素子において同じであることから、各光
電変換素子において感度が良好でかつそれらの各感度を
均一とすることができる。
【００１６】
【実施例】図２は、本発明による固体撮像素子の一実施
例について示した概略構成図で、特に、後の説明におい
て必要となる各部品の位置関係について示した説明図で
ある。
例について示した概略構成図で、特に、後の説明におい
て必要となる各部品の位置関係について示した説明図で
ある。
【００１７】同図において、固体撮像素子におけるフォ
トダイオード２０の並設面を示す受光部アレイ２１があ
る。該フォトダイオード２０はマトリックス状に配列さ
れたものとなっている。
トダイオード２０の並設面を示す受光部アレイ２１があ
る。該フォトダイオード２０はマトリックス状に配列さ
れたものとなっている。
【００１８】また、受光部アレイ２１の前方部にはマイ
クロレンズアレイ２３が配置され、このマイクロレンズ
アレイ２３を構成するマイクロレンズ２２はやはりマト
リックス状に配列されている。また、これら各マイクロ
レンズ２２のそれぞれは前記受光部アレイ２１の各フォ
トダイオード２０のそれぞれを被うように位置づけられ
ている。
クロレンズアレイ２３が配置され、このマイクロレンズ
アレイ２３を構成するマイクロレンズ２２はやはりマト
リックス状に配列されている。また、これら各マイクロ
レンズ２２のそれぞれは前記受光部アレイ２１の各フォ
トダイオード２０のそれぞれを被うように位置づけられ
ている。
【００１９】ここで、受光部アレイ２１とマイクロレン
ズアレイ２３との距離はＨとなっている。通常の固体撮
像素子においては受光部アレイ２１とマイクロレンズア
レイ２３との間にはたとえばシリコン酸化膜（あるいは
他の膜との多層構造膜）からなる透明絶縁膜が介在さ
れ、したがって、この場合、該透明絶縁膜の膜厚がＨと
なっていることになる。
ズアレイ２３との距離はＨとなっている。通常の固体撮
像素子においては受光部アレイ２１とマイクロレンズア
レイ２３との間にはたとえばシリコン酸化膜（あるいは
他の膜との多層構造膜）からなる透明絶縁膜が介在さ
れ、したがって、この場合、該透明絶縁膜の膜厚がＨと
なっていることになる。
【００２０】また、マイクロレンズアレイ２３の前方に
は射出瞳距離Ｌを隔ててカメラ光学系射出瞳２４が配置
されている。このカメラ光学系射出瞳２４は、通常、固
体撮像素子に対する外付け部品となる光学レンズが用い
られる。そして、該カメラ光学系射出瞳２４の光軸は前
記マイクロレンズアレイ２３の中心Ａ、および受光部ア
レイ２１の中心を通るようになっている。
は射出瞳距離Ｌを隔ててカメラ光学系射出瞳２４が配置
されている。このカメラ光学系射出瞳２４は、通常、固
体撮像素子に対する外付け部品となる光学レンズが用い
られる。そして、該カメラ光学系射出瞳２４の光軸は前
記マイクロレンズアレイ２３の中心Ａ、および受光部ア
レイ２１の中心を通るようになっている。
【００２１】ここで、カメラ光学系射出瞳２４の中心Ｂ
を通り、光軸に対して画角θで照射される主光線は、図
中Ｃで示されるマイクロレンズ２２に入射角θで入射さ
れるものとする。
を通り、光軸に対して画角θで照射される主光線は、図
中Ｃで示されるマイクロレンズ２２に入射角θで入射さ
れるものとする。
【００２２】なお、図中Ｃで示されるマイクロレンズ２
２を通った屈折光は、その背後に位置づけられたフォト
ダイオード２０に入射されるようになっている。
２を通った屈折光は、その背後に位置づけられたフォト
ダイオード２０に入射されるようになっている。
【００２３】次に、図３を用いて、前記受光部アレイ２
１として説明した固体撮像素子（ただし、この素子の主
表面に形成されているマイクロレンズは後に詳述する）
の具体的な構成について説明する。
１として説明した固体撮像素子（ただし、この素子の主
表面に形成されているマイクロレンズは後に詳述する）
の具体的な構成について説明する。
【００２４】同図は、一チップの半導体基板の主表面に
図示のような配列で各素子が形成されたものとなってい
る。同図において、前記半導体基板の主表面の光像投影
領域において複数のフォトダイオード２０がマトリック
ス状に配列されて形成されている。
図示のような配列で各素子が形成されたものとなってい
る。同図において、前記半導体基板の主表面の光像投影
領域において複数のフォトダイオード２０がマトリック
ス状に配列されて形成されている。
【００２５】ここで、フォトダイオード２０は、光照射
によりその光の強度に応じて電荷を発生する光電変換素
子である。
によりその光の強度に応じて電荷を発生する光電変換素
子である。
【００２６】また、列方向（図中縦方向）に配列された
フォトダイオード２０の群毎に該列方向に沿って形成さ
れた垂直シフトレジスタ３２があり、これら各垂直シフ
トレジスタ３２はＣＣＤ素子から構成されている。
フォトダイオード２０の群毎に該列方向に沿って形成さ
れた垂直シフトレジスタ３２があり、これら各垂直シフ
トレジスタ３２はＣＣＤ素子から構成されている。
【００２７】これら垂直シフトレジスタ３２は、それぞ
れ列方向に配列された各フォトダイオード２０にて発生
した電荷を読出すとともに、この電荷を列方向に沿って
前記光像投影領域外に転送させるものとなっている。
れ列方向に配列された各フォトダイオード２０にて発生
した電荷を読出すとともに、この電荷を列方向に沿って
前記光像投影領域外に転送させるものとなっている。
【００２８】なお、各フォトダイオード２０から垂直シ
フトレジスタ３２への電荷読出しは、図示しない電荷読
出しゲートによりなされるようになっている。
フトレジスタ３２への電荷読出しは、図示しない電荷読
出しゲートによりなされるようになっている。
【００２９】さらに、各垂直シフトレジスタ３２からそ
れぞれ転送されてきた電荷は、水平シフトレジスタ３４
に出力され、この水平シフトレジスタ３４によって水平
方向に転送されるようになっている。この水平シフトレ
ジスタ３４は、前記各垂直シフトレジスタ３２と同様に
ＣＣＤ素子により構成されている。
れぞれ転送されてきた電荷は、水平シフトレジスタ３４
に出力され、この水平シフトレジスタ３４によって水平
方向に転送されるようになっている。この水平シフトレ
ジスタ３４は、前記各垂直シフトレジスタ３２と同様に
ＣＣＤ素子により構成されている。
【００３０】水平シフトレジスタ３４からの出力は、出
力回路３５に入力され、この出力回路３５において例え
ば電圧に変換され、外部に取り出されるようになってい
る。
力回路３５に入力され、この出力回路３５において例え
ば電圧に変換され、外部に取り出されるようになってい
る。
【００３１】そして、このように各素子が形成された半
導体基板の主表面には、各フォトダイオード２０が形成
されている領域において開口が形成されることにより、
各フォトダイオード２０のみを露呈させる遮光膜（図示
せず）が形成されている。
導体基板の主表面には、各フォトダイオード２０が形成
されている領域において開口が形成されることにより、
各フォトダイオード２０のみを露呈させる遮光膜（図示
せず）が形成されている。
【００３２】そして、上述に示したようなフォトダイオ
ード２０のそれぞれの上方には各マイクロレンズが形成
されたものとなっているが、このマイクロレンズの配置
状態を図１に示す。
ード２０のそれぞれの上方には各マイクロレンズが形成
されたものとなっているが、このマイクロレンズの配置
状態を図１に示す。
【００３３】同図は、断面図を示すもので、フォトダイ
オード２０の形成面上には透明絶縁膜１０が形成されて
いる。この透明絶縁膜１０の膜厚は上述したようにＨと
なっているものである。
オード２０の形成面上には透明絶縁膜１０が形成されて
いる。この透明絶縁膜１０の膜厚は上述したようにＨと
なっているものである。
【００３４】そして、透明絶縁膜１０の主表面にはマイ
クロレンズ２２が形成されている。ここで、前記マイク
ロレンズアレイ２２の中心Ａに位置づけられているマイ
クロレンズをマイクロレンズ２０Ａとすると、その両脇
に位置づけられているマイクロレンズ２２Ｂは前記マイ
クロレンズ２２Ａ側に偏位して位置づけられている。
クロレンズ２２が形成されている。ここで、前記マイク
ロレンズアレイ２２の中心Ａに位置づけられているマイ
クロレンズをマイクロレンズ２０Ａとすると、その両脇
に位置づけられているマイクロレンズ２２Ｂは前記マイ
クロレンズ２２Ａ側に偏位して位置づけられている。
【００３５】すなわち、マイクロレンズ２２Ｂの直下の
フォトダイオード２０の領域の中心を通る鉛直軸に対し
て該マイクロレンズ２２Ｂの光軸はａ1だけ偏位したも
のとなっている。
フォトダイオード２０の領域の中心を通る鉛直軸に対し
て該マイクロレンズ２２Ｂの光軸はａ1だけ偏位したも
のとなっている。
【００３６】同様に、マイクロレンズ２２Ｂに対して中
心より外側に位置づけられるマイクロレンズ２２Ｃは、
このマイクロレンズ２２Ｃの直下のフォトダイオード２
０の領域の中心を通る鉛直軸に対して該マイクロレンズ
２２Ｃの光軸はａ2だけ中心側に偏位したものとなって
いる。
心より外側に位置づけられるマイクロレンズ２２Ｃは、
このマイクロレンズ２２Ｃの直下のフォトダイオード２
０の領域の中心を通る鉛直軸に対して該マイクロレンズ
２２Ｃの光軸はａ2だけ中心側に偏位したものとなって
いる。
【００３７】さらに、図示しない他のマイクロレンズに
おいても同様になっている。
おいても同様になっている。
【００３８】そして、上述した各偏位ａ1，ａ2，………
…は、中心のフォトダイオードからの対応するフォトダ
イオードまでの離間距離に対応して定められたものとな
っている。
…は、中心のフォトダイオードからの対応するフォトダ
イオードまでの離間距離に対応して定められたものとな
っている。
【００３９】すなわち、数式で示すと、 ずらし量 ａ＝Ｈ・ｔａｎθ2 ………………………（１） で表すことができる。
【００４０】ここで、 Ｈ：マイクロレンズの頂点から
受光部までの距離 θ2：ｓｉｎ~1（１／ｎ2・ｓｉｎθ1） である。なお、ｎ2はマイクロレンズの屈折率であり、
θ1は、受光部アレイの中心からの距離をＸ、射出瞳距
離をＬとした場合に、ｔａｎ~1（Ｘ／Ｌ）となる値であ
る。
受光部までの距離 θ2：ｓｉｎ~1（１／ｎ2・ｓｉｎθ1） である。なお、ｎ2はマイクロレンズの屈折率であり、
θ1は、受光部アレイの中心からの距離をＸ、射出瞳距
離をＬとした場合に、ｔａｎ~1（Ｘ／Ｌ）となる値であ
る。
【００４１】この式から明らかなように、各マイクロレ
ンズにおいて、受光部アレイの中心からの距離Ｘのみが
固有の値をとり、他は固定された値をとるものとなる。
ンズにおいて、受光部アレイの中心からの距離Ｘのみが
固有の値をとり、他は固定された値をとるものとなる。
【００４２】図４は、上記数式に限らず、実験結果から
各マイクロレンズのそれぞれの偏位ａ1，ａ2，…………
を、中心のフォトダイオードからの対応するフォトダイ
オードまでの離間距離に対応して定めることのできる証
左である。
各マイクロレンズのそれぞれの偏位ａ1，ａ2，…………
を、中心のフォトダイオードからの対応するフォトダイ
オードまでの離間距離に対応して定めることのできる証
左である。
【００４３】同図は、従来のように、各フォトダイオー
ドの領域の中心を通る鉛直軸にそれぞれのマイクロレン
ズの光軸を一致づけた場合、受光部アレイの中心からの
距離Ｘの位置にあるフォトダイオードの領域の中心に対
する主光線のズレを示したものである。
ドの領域の中心を通る鉛直軸にそれぞれのマイクロレン
ズの光軸を一致づけた場合、受光部アレイの中心からの
距離Ｘの位置にあるフォトダイオードの領域の中心に対
する主光線のズレを示したものである。
【００４４】上述した実施例による固体撮像素子によれ
ば、たとえばその受光部アレイの中心に位置付けられる
フォトダイオードからある距離で離間したフォトダイオ
ードを考えると、このフォトダイオードを被って形成さ
れているマイクロレンズに入射される主光線はその光軸
に対してある角度で入射（受光部アレイに垂直な中心軸
側からの放射状の入射）されることになる。
ば、たとえばその受光部アレイの中心に位置付けられる
フォトダイオードからある距離で離間したフォトダイオ
ードを考えると、このフォトダイオードを被って形成さ
れているマイクロレンズに入射される主光線はその光軸
に対してある角度で入射（受光部アレイに垂直な中心軸
側からの放射状の入射）されることになる。
【００４５】しかし、このマイクロレンズは前記距離に
対応して受光部アレイの中心側に偏位して位置付けられ
ていることから、該マイクロレンズによる屈折光はフォ
トダイオードの領域の中心に入射させることができるよ
うになる。
対応して受光部アレイの中心側に偏位して位置付けられ
ていることから、該マイクロレンズによる屈折光はフォ
トダイオードの領域の中心に入射させることができるよ
うになる。
【００４６】そして、このような構成は、受光部アレイ
の各フォトダイオードにおいて同じであることから、各
フォトダイオードにおいて感度が良好でかつそれらの各
感度を均一とすることができる。
の各フォトダイオードにおいて同じであることから、各
フォトダイオードにおいて感度が良好でかつそれらの各
感度を均一とすることができる。
【００４７】なお、上述した各マイクロレンズは、透明
絶縁膜上の全域に熱変形性樹脂層を形成し、いわゆるフ
ォトエッチング方法によって、各フォトダイオード上方
に相当する熱変形性樹脂層のみを残存させてマトリック
ス状の配置にした後、加熱による表面張力変形によって
半球面形状とすることにより形成するようになってい
る。
絶縁膜上の全域に熱変形性樹脂層を形成し、いわゆるフ
ォトエッチング方法によって、各フォトダイオード上方
に相当する熱変形性樹脂層のみを残存させてマトリック
ス状の配置にした後、加熱による表面張力変形によって
半球面形状とすることにより形成するようになってい
る。
【００４８】そこで、該フォトエッチングをする際のマ
スクを、各フォトダイオードの並設パターンにそのまま
対応する各マイクロレンズの並設パターンを所定の縮小
率で縮小して形成されるパターンを備えるように形成す
ることによって、図１に示す配置のマイクロレンズを形
成することができ、その形成は極めて簡単に行なうこと
ができる。
スクを、各フォトダイオードの並設パターンにそのまま
対応する各マイクロレンズの並設パターンを所定の縮小
率で縮小して形成されるパターンを備えるように形成す
ることによって、図１に示す配置のマイクロレンズを形
成することができ、その形成は極めて簡単に行なうこと
ができる。
【００４９】上述した実施例では、固体撮像素子上の光
電変換素子はマトリックス状に配列されたものを示した
が、これに限定されることなく、線状に配列されたもの
にも適用できることはいうまでもない。
電変換素子はマトリックス状に配列されたものを示した
が、これに限定されることなく、線状に配列されたもの
にも適用できることはいうまでもない。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による固体撮像素子によれば、各光電変換素子に
おいて感度が良好でかつそれらの各感度を均一とするこ
とができる。
本発明による固体撮像素子によれば、各光電変換素子に
おいて感度が良好でかつそれらの各感度を均一とするこ
とができる。
【図１】本発明による固体撮像素子の一実施例を示す要
部構成図である。
部構成図である。
【図２】本発明による固体撮像素子の一実施例について
示した概略構成図で、特に、後の説明において必要とな
る各部品の位置関係について示した説明図である。
示した概略構成図で、特に、後の説明において必要とな
る各部品の位置関係について示した説明図である。
【図３】受光部アレイとしての固体撮像素子の具体的な
構成について説明する説明図である。
構成について説明する説明図である。
【図４】本発明による構成の効果が得られる実験的証左
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】従来の固体撮像素子の一例を示す構成図であ
る。
る。
２０ フォトダイオード ２１ 受光部アレイ ２２ マイクロレンズ ２３ マイクロレンズアレイ
フロントページの続き (72)発明者 泉 章也 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内 (72)発明者 久慈 卓見 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内 (72)発明者 金坂 和美 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板の主表面に形成された複数の
光電変換素子からなる光電変換素子群と、これら各光電
変換素子が形成された半導体基板の主表面に前記光電変
換素子のそれぞれを被うようにして形成されたマイクロ
レンズからなるマイクロレンズ群と、を備える固体撮像
素子において、光電変換素子群の中心に位置付けられる
中心光電変換素子上の中心マイクロレンズに対して他の
マイクロレンズは対応する光電変換素子の前記中心光電
変換素子からの離間距離に応じて中心側に偏位して位置
づけられていることを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 半導体基板の主表面に形成された複数の
光電変換素子と、これら各光電変換素子が形成された半
導体基板の主表面に前記光電変換素子のそれぞれを被う
ようにして形成されたマイクロレンズと、を備える固体
撮像素子の製造方法において、前記マイクロレンズの形
成は、各光電変換素子の並設パターンにそのまま対応す
る各マイクロレンズの並設パターンを所定の縮小率で縮
小して形成されるパターンを備えるフォトマスクを用い
たフォトエッチング方法で形成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 |
|---|---|---|---|
| JP4130701A JPH05328233A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130701A JPH05328233A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328233A true JPH05328233A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15040556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4130701A Pending JPH05328233A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05328233A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997040558A1 (en) * | 1996-04-22 | 1997-10-30 | W.L. Gore & Associates, Inc. | Vertical cavity lasers with monolithically integrated refractive microlenses |
| JP2003018476A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Dainippon Printing Co Ltd | 撮像装置 |
| US7391459B2 (en) | 2004-03-01 | 2008-06-24 | Sony Corporation | Imaging apparatus and arranging method for the same |
| US7420231B2 (en) | 2002-09-20 | 2008-09-02 | Sony Corporation | Solid state imaging pick-up device and method of manufacturing the same |
| EP2091082A2 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-19 | Fujitsu Microelectronics Limited | Method for calculating shift amount of micro lens with respect to photodiode in an image pickup element and corresponding image pickup element |
| NL2033042B1 (en) * | 2022-09-15 | 2024-03-22 | Univ Eindhoven Tech | An Optical Wireless Communication, OWC, detector arranged for ensuring sufficient optical power at the receiver while taking into account the field of view, as well as a related optical communication device and a method for manufacturing an OWC detector. |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP4130701A patent/JPH05328233A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997040558A1 (en) * | 1996-04-22 | 1997-10-30 | W.L. Gore & Associates, Inc. | Vertical cavity lasers with monolithically integrated refractive microlenses |
| JP2003018476A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Dainippon Printing Co Ltd | 撮像装置 |
| US7420231B2 (en) | 2002-09-20 | 2008-09-02 | Sony Corporation | Solid state imaging pick-up device and method of manufacturing the same |
| CN100456483C (zh) * | 2002-09-20 | 2009-01-28 | 索尼株式会社 | 固态摄像器件及其制作方法 |
| US7391459B2 (en) | 2004-03-01 | 2008-06-24 | Sony Corporation | Imaging apparatus and arranging method for the same |
| US7978251B2 (en) | 2004-03-01 | 2011-07-12 | Sony Corporation | Imaging apparatus and arranging method for the same |
| EP2091082A2 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-19 | Fujitsu Microelectronics Limited | Method for calculating shift amount of micro lens with respect to photodiode in an image pickup element and corresponding image pickup element |
| US8223247B2 (en) | 2008-02-15 | 2012-07-17 | Fujitsu Semiconductor Limited | Method for calculating shift amount of image pickup element and image pickup element |
| NL2033042B1 (en) * | 2022-09-15 | 2024-03-22 | Univ Eindhoven Tech | An Optical Wireless Communication, OWC, detector arranged for ensuring sufficient optical power at the receiver while taking into account the field of view, as well as a related optical communication device and a method for manufacturing an OWC detector. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4721999A (en) | Color imaging device having white, cyan and yellow convex lens filter portions | |
| JP3128297B2 (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| US5324930A (en) | Lens array for photodiode device with an aperture having a lens region and a non-lens region | |
| US7799491B2 (en) | Color filter array and imaging device containing such color filter array and method of fabrication | |
| US5401968A (en) | Binary optical microlens detector array | |
| JPH07312418A (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 | |
| JP3227561B2 (ja) | マイクロレンズパターン用マスク | |
| JPS6215854A (ja) | 光学的イメ−ジヤ | |
| US5900655A (en) | Charge coupled device with stripe layers corresponding to CCD regions | |
| US7884397B2 (en) | Solid-state image sensor and method for producing the same | |
| US5250798A (en) | Solid state image sensor device with microlenses | |
| US4588899A (en) | Alignment method | |
| JPH05167054A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPH05328233A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH0150157B2 (ja) | ||
| JPH07105481B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPS6164158A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPH04343470A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3108475B2 (ja) | マイクロレンズの製造方法 | |
| KR100731100B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서 제조용 마스크 및 이를 이용한 씨모스이미지 센서의 제조방법 | |
| JPH04233759A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| CN101351889A (zh) | 具有阻挡来自外围电路的光的不透明层的成像仪装置及其制作方法 | |
| KR100282427B1 (ko) | 고체 촬상 소자 | |
| JPH0548980A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH053313A (ja) | 固体撮像素子 |