JPH0555536A - Image sensor - Google Patents

Image sensor

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Publication number
JPH0555536A
JPH0555536A JP3218542A JP21854291A JPH0555536A JP H0555536 A JPH0555536 A JP H0555536A JP 3218542 A JP3218542 A JP 3218542A JP 21854291 A JP21854291 A JP 21854291A JP H0555536 A JPH0555536 A JP H0555536A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light receiving
receiving element
image sensor
transparent
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP3218542A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junji Okada
純二 岡田
Keiji Fujimagari
啓志 藤曲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP3218542A priority Critical patent/JPH0555536A/en
Publication of JPH0555536A publication Critical patent/JPH0555536A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the sensitivity and provide an easy-to-produce image sensor by condensing the light peripheral to light receiving element section to the light receiving elements. CONSTITUTION:The title device is provided with the light receiving elements 7, 8 and 9 on one surface of a transparent wiring substrate 2. Further, the grooves 11 which have an nearly semicircular cross-section are formed in the side of the position corresponding to the fixing positions of the elements 7, 8 and 9 on one surface of a transparent member, and on the other surface of the transparent member is stucked to the surface of the substrate where light receiving elements are formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複写機や、ファクシミ
リ等の画像信号を光学的に読み取るイメージセンサに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor for optically reading an image signal of a copying machine or a facsimile.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン・ウエーハを用いた固体撮像素
子においては、垂直、及び水平方向の走査回路を形成す
るアルミ配線等の占有面積によりフォトダイオードの設
置面積が制約される関係上、固体撮像素子全体の中で見
掛け上の受光面積の割合を増加させて開口率の向上をは
かる手法が講じられている。
2. Description of the Related Art In a solid-state image pickup device using a silicon wafer, a solid-state image pickup device is restricted because an installation area of a photodiode is restricted by an occupied area of aluminum wirings forming vertical and horizontal scanning circuits. A method is taken to increase the aperture ratio by increasing the ratio of the apparent light receiving area in the whole.

【0003】この開口率の向上方法として、特開昭59
ー94456号公報には、撮像基板上に形成した受光部
全面上に、有機材料からなるレンズ形成用薄膜を着膜
し、フォトリソグラフィ法により各受光部上に集光用の
マイクロレンズを形成する方法が開示されている。
As a method of improving the aperture ratio, Japanese Patent Laid-Open No. 59-59
In Japanese Laid-Open Patent Publication No. 94456/94, a lens forming thin film made of an organic material is deposited on the entire surface of the light receiving portion formed on an image pickup substrate, and a microlens for condensing is formed on each light receiving portion by photolithography. A method is disclosed.

【0004】他方、特開昭59ー92567号公報で
は、フォトダイオード及びカラーフィルタを形成した固
体撮像素子体の受光面上に有機材料からなるレンズ材料
層を着膜し、これをフォトレジスト法によりエッチング
し、フォトダイオードの設置位置上部に集光用レンズを
形成するようにしている。
On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 59-92567, a lens material layer made of an organic material is deposited on the light-receiving surface of a solid-state image pickup device on which a photodiode and a color filter are formed, and this is formed by a photoresist method. Etching is performed to form a condenser lens above the installation position of the photodiode.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した集光レンズの
形成方法によると、例えば、固体撮像素子の受光面積を
10×10μm2 程度とし、この上部に2μmの膜厚で
半球状のレンズを形成した場合には、約1.5倍の見掛
け上の開口率の向上が可能となるものの、1次元の40
0SPI密着型イメージセンサにおいては、受光部面積
が50×50μm2 程度の大きさとなり、これに2μm
の膜厚で半球状の集光レンズを形成した場合には、受光
面積が大きい割合にレンズの膜厚が薄く、このため、集
光率に劣り、見掛け上の開口率の向上は前者に比しせい
ぜい1割程度である。
According to the above-described method of forming the condenser lens, for example, the solid-state image pickup device has a light receiving area of about 10 × 10 μm 2, and a hemispherical lens having a film thickness of 2 μm is formed on the light receiving area. If this is done, the apparent aperture ratio can be improved by about 1.5 times, but the one-dimensional 40
In the 0SPI contact-type image sensor, the light receiving area is about 50 × 50 μm 2 , which is 2 μm.
When a hemispherical condensing lens is formed with the film thickness of, the film thickness of the lens is thin in proportion to the large light receiving area, so the condensing ratio is inferior and the apparent aperture ratio is improved compared to the former. It is about 10% at most.

【0006】また、2次元の400SPI密着型イメー
ジセンサにおいては、受光部面積が40×40μm2
なり、これに、例えば、10μm以上の膜厚で半球状の
レンズを形成した場合には大幅な感度の向上は期待でき
るものの、10μmの厚みの材料を均一にコーティング
し、フォトリソエッチング等の手法によりレンズの半径
方向の曲率を一様にし、再現性よく製作することは一般
に困難であるという問題がある。
Further, in the two-dimensional 400 SPI contact image sensor, the light receiving area is 40 × 40 μm 2 , and when a hemispherical lens having a film thickness of, for example, 10 μm or more is formed on this, significant sensitivity is obtained. However, there is a problem that it is generally difficult to uniformly coat a material having a thickness of 10 μm and make the curvature of the lens in the radial direction uniform by a method such as photolithography and to manufacture the lens with good reproducibility. ..

【0007】本発明は、上記した課題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、1次元、もしくは2
次元等のイメージセンサにおいて、受光素子部周辺の光
を受光素子に集光せしめ、もって感度をたかめるととも
に、製作の容易なイメージセンサを提供するにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is one-dimensional or two-dimensional.
In an image sensor such as a three-dimensional image sensor, the light around the light receiving element portion is focused on the light receiving element to enhance the sensitivity and to provide an image sensor which can be easily manufactured.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
1のイメージセンサは、上記した課題を解決するため
に、透明配線基板の一方の面に受光素子を備えるイメー
ジセンサにおいて、透明部材の一方の面の、受光素子の
設置位置と対応する位置の側部に断面ほぼ半円状の溝を
備えるとともに、この透明部材の溝の非設置面側が透明
配線基板の受光素子設置面側に貼着するよう構成したも
のである。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the image sensor according to claim 1 of the present invention is an image sensor having a light receiving element on one surface of a transparent wiring substrate. A groove with an approximately semicircular cross section is provided on the side of one surface corresponding to the installation position of the light receiving element, and the non-installation surface side of the groove of this transparent member is attached to the light receiving element installation surface side of the transparent wiring board. It is designed to be worn.

【0009】また、本発明の請求項2のイメージセンサ
は、透明配線基板の一方の面に受光素子を備え、この受
光素子の上面にカラーフィルタ基板を積層してなるイメ
ージセンサにおいて、カラーフィルタ基板のカラーフィ
ルタ非設置面側の、受光素子の設置位置と対応する位置
の側部に断面ほぼ半円状の溝を備えるとともに、カラー
フィルタ基板のカラーフィルタ設置面側を透明配線基板
の受光素子設置面側に貼着して構成したものである。
An image sensor according to a second aspect of the present invention is an image sensor in which a light receiving element is provided on one surface of a transparent wiring substrate, and a color filter substrate is laminated on the upper surface of the light receiving element. On the side of the color filter non-installed side of the device, which has a semi-circular cross section on the side corresponding to the position where the light receiving element is installed, the color filter installation surface side of the color filter substrate is installed on the transparent wiring substrate It is configured by being attached to the surface side.

【0010】さらに、本発明の請求項3のイメージセン
サは、透明配線基板の一方の面に受光素子を備えるイメ
ージセンサにおいて、透明部材の一方の面に、受光素子
の設置位置と対応する位置からその対応位置の両側部を
超える大きさの断面ほぼ半円状の溝を備える一方、上記
した溝内に、透明部材の光屈折率よりも高い光屈折率を
有する部材を備えるとともに、この透明部材を透明配線
基板の受光素子設置面側に貼着する構成を特徴とするも
のである。
Further, the image sensor according to claim 3 of the present invention is an image sensor having a light receiving element on one surface of a transparent wiring substrate, wherein the position on the one surface of the transparent member corresponding to the installation position of the light receiving element. The transparent member is provided with a groove having a substantially semicircular cross section having a size exceeding both sides of the corresponding position, and a member having a light refractive index higher than that of the transparent member is provided in the groove. Is attached to the side of the transparent wiring substrate on which the light receiving element is installed.

【0011】[0011]

【作用】請求項1のイメージセンサは、透明部材の平坦
面に入射した光は、受光素子に直接受光される一方、受
光素子の側部に入射する光は断面ほぼ半円状の溝により
屈折されて受光素子に入射する。
According to the image sensor of claim 1, the light incident on the flat surface of the transparent member is directly received by the light receiving element, while the light incident on the side portion of the light receiving element is refracted by the groove having a substantially semicircular cross section. It is incident on the light receiving element.

【0012】さらに、請求項2のイメージセンサは、受
光素子の側部の入射光は受光素子の非設置面側に設けた
断面ほぼ半円状の溝により屈折され、さらに、カラーフ
ィルタにより色分解されて受光素子に集光される。
Further, in the image sensor of claim 2, incident light on the side of the light receiving element is refracted by a groove having a substantially semicircular cross section provided on the non-installation surface side of the light receiving element, and color separation is performed by a color filter. Then, the light is collected on the light receiving element.

【0013】また、請求項3のイメージセンサは、受光
素子の側部に入射した光は、受光素子の設置位置と対応
する位置からこの対応位置の両側部を超える大きさの断
面ほぼ半円状の溝に入射し、さらに、この溝内に設けた
高屈折率部材により屈折されて受光素子に入射する。
Further, in the image sensor of claim 3, the light incident on the side portion of the light receiving element has a substantially semicircular cross-section having a size from a position corresponding to the installation position of the light receiving element to both side portions of the corresponding position. Incident on the groove, and is further refracted by the high-refractive index member provided in the groove to enter the light receiving element.

【0014】[0014]

【実施例】以下に本発明の詳細を、添付した図面に示す
実施例に基づいて説明する。図1は受光素子の設置位置
と対応する位置の側部に断面ほぼ半円状の溝を設けた2
次元のイメージセンサの実施例断面図、図2は図1に示
すイメージセンサの平面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below based on the embodiments shown in the accompanying drawings. In FIG. 1, a groove having a substantially semicircular cross section is provided on the side of the position corresponding to the installation position of the light receiving element.
2 is a plan view of the image sensor shown in FIG. 1. FIG.

【0015】図1は、図2に示す2次元イメージセンサ
1の平面図において、切断面AーAから矢印方向に眺め
た断面図で、ガラス等の透明配線基板2の上面の副走査
方向に、スパッターリング法により着膜したCr(クロ
ーム)をパターニングし、3個のCr金属電極3、3、
3を並設するとともに、これらを主走査方向にも縦設す
る。このCr金属電極3、3、3の上面にCVD法によ
りアモルファス・シリコン(aーSi)等の光電変換層
4、4、4を着膜し、さらにこれらの光電変換層4、
4、4の上面にスパッターリング法により酸化インジュ
ーム錫等からなる透明電極5、5、5を着膜してパター
ニングし、受光素子7、8、9を構成する。そして、こ
れらの透明電極5、5、5の上部、及び透明配線基板2
の上面にポリイミドよりなるパッシベーション膜6を塗
膜する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the two-dimensional image sensor 1 shown in FIG. 2 as seen from the section AA in the direction of the arrow, showing the upper surface of the transparent wiring substrate 2 such as glass in the sub-scanning direction. , Cr (chrome) deposited by the sputtering method is patterned to form three Cr metal electrodes 3, 3,
3 are arranged in parallel, and these are also arranged vertically in the main scanning direction. Photoelectric conversion layers 4, 4, 4 such as amorphous silicon (a-Si) are deposited on the upper surfaces of the Cr metal electrodes 3, 3, 3 by a CVD method, and further, these photoelectric conversion layers 4,
Transparent electrodes 5, 5, 5 made of indium tin oxide or the like are deposited on the upper surfaces of 4, 4 by a sputtering method and patterned to form light receiving elements 7, 8, 9. Then, the transparent electrodes 5, 5, 5 and the upper part, and the transparent wiring substrate 2
A passivation film 6 made of polyimide is coated on the upper surface of the.

【0016】次に、コーニング7059(コーニング社
製)等のガラス基板を透明板として用いる場合には、C
4 、SF6 、もしくはフロン系ガスを単独で、あるい
はこれらのガスを混合し、ガラス基板の、受光素子7、
8、9の設置位置と対応する位置の外側の主走査方向に
等方性エッチングを行い、断面ほぼ半円状の溝11、1
1、11、11を4本形成する。
Next, when a glass substrate such as Corning 7059 (made by Corning) is used as a transparent plate, C
F 4 , SF 6 , or a chlorofluorocarbon-based gas, or a mixture of these gases, is used to detect the light-receiving element 7 on the glass substrate.
Isotropic etching is performed outside the positions corresponding to the installation positions of 8 and 9 in the main scanning direction to form grooves 11 and 1 having a substantially semicircular cross section.
Four 1, 1, 11 are formed.

【0017】この溝11、11、11、11の形成は、
フッ酸等のエッチング液を用いたウエットプロセスによ
り作成することも可能である。また、溝11・・・を形
成する透明板として、ポリサルフォン、ポリエーテルサ
ルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルアミド、ポリ
アミドイミド、アモルフアスポリオレフィン等の有機材
料を用いる場合には、射出成形、もしくは流延法等の方
法で集光用溝を有する透明板10を作成することも可能
である。
The formation of the grooves 11, 11, 11, 11 is as follows.
It is also possible to create it by a wet process using an etching solution such as hydrofluoric acid. When an organic material such as polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyetheramide, polyamideimide, or amorphous polyolefin is used as the transparent plate forming the grooves 11 ..., Injection molding or casting It is also possible to form the transparent plate 10 having the light collecting groove by a method such as a method.

【0018】このように形成した透明板10の溝11・
・・の非設置面側を、透明配線基板2の受光素子7、
8、9の設置面側に対向させ、パッシベーション膜6の
上面に透明な適宜の接着剤により貼着し、イメージセン
サ1を作成する。
The grooves 11 of the transparent plate 10 formed in this way
.. The non-installation surface side of the light receiving element 7 of the transparent wiring substrate 2,
The image sensor 1 is prepared by facing the installation surface side of 8 and 9 and adhering it to the upper surface of the passivation film 6 with an appropriate transparent adhesive.

【0019】上述したイメージセンサ1の作用を説明す
る。光入射面側から入射される画像光12の一部が受光
素子7、8、9の直上に位置する透明板10の平坦面に
入射すると、直接、受光素子7、8、9に入射する。ま
た、これらの受光素子7、8、9の設置位置の対応位置
の外側に位置する溝11、11、11、11の周面の一
部に入射した画像光12は、これらの溝の有する光屈折
作用により屈折されて受光素子7、8、9に入射する。
このため、受光素子7、8、9の受光量は大幅に増大す
る。
The operation of the image sensor 1 described above will be described. When a part of the image light 12 incident from the light incident surface side is incident on the flat surface of the transparent plate 10 located immediately above the light receiving elements 7, 8 and 9, it is directly incident on the light receiving elements 7, 8 and 9. Further, the image light 12 incident on a part of the peripheral surface of the grooves 11, 11, 11, and 11 located outside the position corresponding to the installation position of the light receiving elements 7, 8, and 9 is the light that these grooves have. The light is refracted by the refraction and enters the light receiving elements 7, 8 and 9.
Therefore, the amount of light received by the light receiving elements 7, 8 and 9 is significantly increased.

【0020】図3は、透明配線基板の一方の面に受光素
子を備え、この受光素子上にカラーフィルタ基板を積層
してなるイメージセンサに本発明を適用した例を示すも
のであって、図4に示す本発明の実施例の平面図におい
て、切断面BーBを矢印方向に眺めた断面を示す。な
お、図中符号2乃至10は図1に示したものと同一の構
成要素であるのでその詳述は省略する。
FIG. 3 shows an example in which the present invention is applied to an image sensor in which a light receiving element is provided on one surface of a transparent wiring substrate and a color filter substrate is laminated on the light receiving element. In the plan view of the embodiment of the present invention shown in FIG. 4, there is shown a cross section of the cutting plane B-B viewed in the arrow direction. Note that reference numerals 2 to 10 in the figure are the same constituent elements as those shown in FIG.

【0021】図3において、カラーフィルタ基板である
透明板10の一方の面に、分散着色法、もしくは染色法
等の任意の着色方法で作成した、受光素子7、8、9の
設置位置の対応位置から、この対応位置の両外側を超え
る大きさのR(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィ
ルタ13、14、15を設ける。そして、この透明板1
0のカラーフィルタ13、14、15の非設置面側であ
って、受光素子7、8、9の設置位置と対応する位置の
外側に4本の断面ほぼ半円状の溝11、11、11、1
1を上述した等方性エッチング等により作成する。この
透明板10のカラーフィルタ13、14、15の設置面
側をパッシベーション層6に対向させ、透明な接着剤に
より貼着してカラー・イメージセンサ1を作成する。
In FIG. 3, the installation positions of the light receiving elements 7, 8 and 9 formed on one surface of the transparent plate 10 which is a color filter substrate by an arbitrary coloring method such as a dispersion coloring method or a dyeing method. R (red), G (green), and B (blue) color filters 13, 14 and 15 having a size exceeding both outsides of the corresponding position from the position are provided. And this transparent plate 1
No. 4 of the color filters 13, 14 and 15 on the non-installation surface side and outside the positions corresponding to the installation positions of the light receiving elements 7, 8 and 9 are four grooves 11, 11, 11 having a substantially semicircular cross section. 1
1 is formed by the above-mentioned isotropic etching or the like. The side of the transparent plate 10 on which the color filters 13, 14 and 15 are installed faces the passivation layer 6 and is attached with a transparent adhesive to form the color image sensor 1.

【0022】かかる構成によれば、透明板10の平坦面
に入射した画像光12は、カラーフィルタ13、14、
15を介して色分解されたR、G、Bの画像光が受光素
子7、8、9に入射し、また、受光素子7、8、9の両
外側から入射した画像光は溝11・・・の集光作用によ
り受光素子側に屈折され、カラーフィルタ13、14、
15によりR、G、Bにそれぞれ色分解されて受光素子
7、8、9に集光される。
According to this structure, the image light 12 that has entered the flat surface of the transparent plate 10 has the color filters 13, 14,
The image light of R, G, and B which has been color-separated via 15 is incident on the light receiving elements 7, 8 and 9, and the image light which is incident from both outer sides of the light receiving elements 7, 8 and 9 is the groove 11 ... The light is refracted toward the light receiving element side by the condensing action of, and the color filters 13, 14,
The color is separated into R, G, and B by 15 and condensed on the light receiving elements 7, 8, and 9.

【0023】なお、図1、図3に示す実施例において、
溝11を主走査方向ばかりではなく、副走査方向にも設
けるよう構成して集光効率を一層向上させることも可能
である。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3,
It is possible to further improve the light collection efficiency by providing the groove 11 not only in the main scanning direction but also in the sub scanning direction.

【0024】図5は、本発明を1次元のイメージセンサ
に適用した別の実施例の断面を示すものである。なお、
図中の符号2乃至10は図1で説明したものと同一の構
成要素であるので、その詳述は省略する。透明板10の
主走査方向に並設した1列の受光素子16と対向する面
側に位置するとともに、受光素子16の設置位置の対応
位置からこの対応位置の両外側を超える大きさの断面ほ
ぼ半円状の溝11を上述した等方性エッチング等により
1本形成する。そして、この溝11内に、透明板10の
光学的屈折率よりも高い屈折率を有する、例えば、ポリ
イミド等の有機材料、もしくは無機材料の高屈折率部材
17を充填する。そして、透明板10の溝11を設けた
面側を受光素子16の設置面側に対向させ、透明な適宜
の接着剤によりパッシベーション膜6の面に貼着する。
かかる構成により、透明板10の光入射面側を介して受
光素子16の外側に入射する画像光12は、高屈折率部
材17の光屈折作用により効率よく受光素子16に集光
される。
FIG. 5 shows a cross section of another embodiment in which the present invention is applied to a one-dimensional image sensor. In addition,
Reference numerals 2 to 10 in the figure are the same constituent elements as those described in FIG. 1, and thus detailed description thereof will be omitted. The transparent plate 10 is located on the side of the surface facing the one row of light receiving elements 16 arranged in parallel in the main scanning direction, and has a cross section of a size larger than the corresponding position of the installation position of the light receiving elements 16 and outside the corresponding positions. One semicircular groove 11 is formed by the above-mentioned isotropic etching or the like. Then, the groove 11 is filled with a high refractive index member 17 having a refractive index higher than the optical refractive index of the transparent plate 10 and made of an organic material such as polyimide or an inorganic material. Then, the surface side of the transparent plate 10 on which the groove 11 is provided faces the installation surface side of the light receiving element 16, and is adhered to the surface of the passivation film 6 with an appropriate transparent adhesive.
With this configuration, the image light 12 incident on the outside of the light receiving element 16 via the light incident surface side of the transparent plate 10 is efficiently condensed on the light receiving element 16 by the photorefractive action of the high refractive index member 17.

【0025】なお、図5の実施例に示す透明板10の溝
非設置面側を受光素子設置面側に貼着する構成とする場
合でも、同様の効果を奏するものである、また、かかる
構成の溝11を複数設けて2次元イメージセンサに適用
することも出来る。
Even when the transparent plate 10 shown in the embodiment of FIG. 5 has a structure in which the groove-non-installed surface side is attached to the light-receiving element installation surface side, the same effect can be obtained. It is also possible to provide a plurality of the grooves 11 to be applied to a two-dimensional image sensor.

【0026】図6は、上述した図5に示す実施例の変形
例の断面図である。この例においては、透明板10の、
受光素子7、8、9の設置位置側の対応位置の面に、受
光素子7、8、9の設置位置の対応位置からこの対応位
置の両外側を超える大きさの3本の断面ほぼ半円状の溝
11、11、11を設ける。この溝11、11、11内
に、顔料を分散された、透明板10の持つ光屈折率より
も高い屈折率を有するポリイミド等を充填し、画像光を
R、G、Bに色分解するカラーフィルタ18、19、2
0を形成する。この透明板10の溝11、11、11を
設けた面を受光素子7、8、9に対向させて貼着する。
かかる構成によれば、透明板10から受光素子7、8、
9の外側に入射した画像光12は、高い光屈折率を有す
るポリイミドにより構成されたカラーフィルタ18、1
9、20によりR、G、Bに色分解されるとともに、屈
折されて受光素子7、8、9に効率よく集光される。
FIG. 6 is a sectional view of a modification of the embodiment shown in FIG. 5 described above. In this example, of the transparent plate 10,
On the surface of the corresponding position on the installation position side of the light receiving elements 7, 8 and 9, three cross-sections each having a size of a semicircle of a size exceeding the corresponding positions of the installation positions of the light receiving elements 7, 8 and 9 to the outside of the corresponding positions Grooves 11, 11, 11 are provided. A color that separates the image light into R, G, and B colors by filling the grooves 11, 11, and 11 with a polyimide or the like in which a pigment is dispersed and having a refractive index higher than that of the transparent plate 10. Filters 18, 19, 2
Form 0. The surface of the transparent plate 10 on which the grooves 11, 11, 11 are provided faces the light receiving elements 7, 8, 9 and is attached.
According to this configuration, the transparent plate 10 to the light receiving elements 7, 8,
The image light 12 incident on the outside of 9 is the color filters 18 and 1 made of polyimide having a high optical refractive index.
The light is separated into R, G, and B by 9, 20 and is refracted and efficiently condensed on the light receiving elements 7, 8, 9.

【0027】図7は、図6に示す実施例の変形例を示す
ものであって、図8に示すカラーイメージセンサの実施
例の平面図において、切断面CーCを矢印方向に眺めた
断面図である。なお、図中符号2乃至10は上述した図
1の実施例に示したものと同一の構成要素であるので、
その詳述は省略する。
FIG. 7 shows a modification of the embodiment shown in FIG. 6, and is a cross-sectional view of the section CC taken in the direction of the arrow in the plan view of the embodiment of the color image sensor shown in FIG. It is a figure. Note that reference numerals 2 to 10 in the figure are the same components as those shown in the embodiment of FIG.
The detailed description is omitted.

【0028】図7において、透明板10の、受光素子
7、8、9の設置位置の対応位置からこの対応位置の両
外側を超える大きさの3本の断面ほぼ半円状の溝11、
11、11を上述した等方性エッチング等により主走査
方向に設けるとともに、この半円状の溝11、11、1
1内に、顔料が分散された、透明板10の光屈折率より
も高い光屈折率を有するポリイミド等を充填し、画像光
をR(赤)、G(緑)、B(青)に色分解するカラーフ
ィルタ18、19、20を形成する。このように形成し
た透明板10の溝11、11、11の非設置面側を受光
素子7、8、9に対向させて透明な接着剤により貼着す
る。かかる構成によれば、透明板10の画像光入射面側
から受光素子7、8、9の外側に入射した画像光12
は、カラーフィルタ18、19、20によりR、G、B
に色分解されるとともに、高い光屈折率を有するポリイ
ミドにより画像光12が屈折されて受光素子7、8、9
に集光される。
In FIG. 7, three grooves 11 each having a substantially semicircular cross section and having a size exceeding a position corresponding to the installation position of the light receiving elements 7, 8 and 9 on the transparent plate 10 and outside the corresponding positions.
11, 11 are provided in the main scanning direction by the above-mentioned isotropic etching or the like, and the semi-circular grooves 11, 11, 1 are provided.
1 is filled with polyimide or the like in which a pigment is dispersed and has a higher optical refractive index than that of the transparent plate 10, and image light is colored into R (red), G (green), and B (blue). The color filters 18, 19 and 20 to be separated are formed. The transparent plate 10 thus formed is pasted with a transparent adhesive so that the non-installation surface side of the grooves 11, 11, 11 faces the light receiving elements 7, 8, 9. According to this configuration, the image light 12 incident on the outside of the light receiving elements 7, 8 and 9 from the image light incident surface side of the transparent plate 10.
Are R, G, B by the color filters 18, 19, 20.
The image light 12 is refracted by the polyimide having a high optical refractive index while being color separated into
Is focused on.

【0029】なお、上述した実施例に示すものは、透明
板10に集光用溝を形成した後にこれを透明配線基板2
に貼着する構成であるため、数ミクロンから数百ミクロ
ンにわたる任意のサイズの溝を作成することが可能であ
る。また、溝の曲率、及びサイズはイメージセンサの配
線等の設計値や、イメージセンサの構造等に応じて適宜
に変化させて形成し得ることは言う迄もない。
In the embodiment described above, the light collecting groove is formed on the transparent plate 10 and then the transparent wiring board 2 is formed.
It is possible to form grooves having an arbitrary size ranging from several microns to several hundreds of microns because it is attached to the. Needless to say, the curvature and size of the groove can be appropriately changed according to the design value of the wiring of the image sensor and the structure of the image sensor.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、透明
配線基板の一方の面に受光素子を備えるイメージセンサ
において、別部材としての透明部材の一方の面の、受光
素子設置位置と対応する位置の側部に断面ほぼ半円状の
溝を設けるよう構成してあるので、受光素子設置部の有
する配線スペースに何ら制約を受けることなく溝を形成
することが出来る上、溝の断面形状が半円状であるた
め、周面方向のみの形状の均一性を配慮して作成すれば
よく、このため、簡単に作成することが可能となる。そ
して、受光素子の側部に入射する光を受光素子に集光さ
せることが出来るため、受光素子への集光率が大とな
り、イメージセンサの大幅な高感度化をはかることが可
能となる。また、かかる構成をカラーイージセンサに適
用しても同様な効果を奏するものである。
As described above, according to the present invention, in the image sensor having the light receiving element on one surface of the transparent wiring substrate, the light receiving element installation position on one surface of the transparent member as another member corresponds to the light receiving element installation position. Since a groove with a substantially semicircular cross section is provided on the side of the position where the groove is formed, the groove can be formed without any restrictions on the wiring space of the light receiving element installation part, and the cross sectional shape of the groove Since the shape is semicircular, the shape may be created in consideration of the uniformity of the shape only in the circumferential surface direction, and thus, the shape can be easily created. Since the light incident on the side of the light receiving element can be condensed on the light receiving element, the light collection rate on the light receiving element becomes large, and the sensitivity of the image sensor can be significantly increased. Moreover, even if such a configuration is applied to a color easy sensor, the same effect can be obtained.

【0031】また、本発明によれば、透明部材の一方の
面に、受光素子設置位置と対応する位置からこの対応位
置の両側部を超える大きさの断面ほぼ半円状の溝を設け
るとともに、この溝内に透明部材の光屈折率よりも高い
光屈折率を有する部材を設ける構成としたので、受光素
子の設置位置側部から入射する光を受光素子に集光せし
め得ることが可能となる。
Further, according to the present invention, one surface of the transparent member is provided with a groove having a substantially semicircular cross section having a size exceeding a position corresponding to the light receiving element installation position and both sides of the corresponding position, Since a member having a light refractive index higher than that of the transparent member is provided in this groove, it is possible to collect the light incident from the side portion where the light receiving element is installed at the light receiving element. ..

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のイメージセンサの実施例の断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of an image sensor of the present invention.

【図2】 図1に示した実施例の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the embodiment shown in FIG.

【図3】 本発明をカラー・イメージセンサに適用した
実施例の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of an embodiment in which the present invention is applied to a color image sensor.

【図4】 図3に示した実施例の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the embodiment shown in FIG.

【図5】 本発明を1次元イメージセンサに適用した実
施例の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an embodiment in which the present invention is applied to a one-dimensional image sensor.

【図6】 図5に示す実施例の変形例の断面図である。6 is a sectional view of a modification of the embodiment shown in FIG.

【図7】 図6に示す実施例の変形例であるカラー・イ
メージセンサの断面図である。
7 is a cross-sectional view of a color image sensor which is a modification of the embodiment shown in FIG.

【図8】 図7に示す変形例の平面図である。FIG. 8 is a plan view of the modified example shown in FIG. 7.

【符号の説明】 1 イメージセンサ、2 透明配線基板、3 金属電
極、4 アモルファス・シリコン等の光電変換層、5
透明電極、6 パッシベーション膜、7、8、9及び1
6 受光素子、10 透明板、11 断面ほぼ半円状の
溝、12 画像光、17 高い光屈折率を有する部材、
13乃至15及び18乃至20 カラーフィルタ。
[Explanation of reference numerals] 1 image sensor, 2 transparent wiring substrate, 3 metal electrode, 4 photoelectric conversion layer such as amorphous silicon, 5
Transparent electrode, 6 passivation film, 7, 8, 9 and 1
6 light receiving element, 10 transparent plate, 11 grooves having a substantially semicircular cross section, 12 image light, 17 a member having a high optical refractive index,
13 to 15 and 18 to 20 color filters.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明配線基板の一方の面に受光素子を備
えるイメージセンサにおいて、透明部材の一方の面の、
上記受光素子の設置位置と対応する位置の側部に断面ほ
ぼ半円状の溝を備えるとともに、該透明部材の溝の非設
置面側が上記透明配線基板の受光素子設置面側に貼着さ
れていることを特徴とするイメージセンサ。
1. An image sensor having a light receiving element on one surface of a transparent wiring substrate, comprising:
A groove having a substantially semicircular cross section is provided on a side portion of a position corresponding to the installation position of the light receiving element, and the non-installation surface side of the groove of the transparent member is attached to the light receiving element installation surface side of the transparent wiring board. An image sensor characterized in that
【請求項2】 透明配線基板の一方の面に受光素子を備
え、該受光素子の上面にカラーフィルタ基板を積層して
なるイメージセンサにおいて、上記カラーフィルタ基板
の該カラーフィルタ非設置面側の、上記受光素子の設置
位置と対応する位置の側部に断面ほぼ半円状の溝を備え
るとともに、上記カラーフィルタ基板の該カラーフィル
タ設置面側が透明配線基板の受光素子設置面側に貼着さ
れていることを特徴とするイメージセンサ。
2. An image sensor comprising a light receiving element on one surface of a transparent wiring substrate, and a color filter substrate laminated on an upper surface of the light receiving element, wherein the color filter substrate is provided with a color filter non-installation surface side. A groove having a substantially semicircular cross section is provided on a side portion corresponding to the installation position of the light receiving element, and the color filter installation surface side of the color filter substrate is attached to the light receiving element installation surface side of the transparent wiring substrate. An image sensor characterized in that
【請求項3】 透明配線基板の一方の面に受光素子を備
えるイメージセンサにおいて、透明部材の一方の面に、
上記受光素子の設置位置と対応する位置から該対応位置
の両側部を超える大きさの断面ほぼ半円状の溝を備える
一方、該溝内に上記透明部材の光屈折率よりも高い光屈
折率を有する部材を備えるとともに、上記透明部材が透
明配線基板の受光素子設置面側に貼着されていることを
特徴とするイメージセンサ。
3. An image sensor having a light receiving element on one surface of a transparent wiring substrate, wherein one surface of the transparent member is
A groove having a substantially semicircular cross-section having a size exceeding the positions corresponding to the installation position of the light receiving element and beyond both sides of the corresponding position is provided, and the optical refractive index higher than that of the transparent member is provided in the groove. An image sensor, comprising: a member having: and the transparent member being attached to a light receiving element installation surface side of a transparent wiring substrate.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1414069A3 (en) * 2002-10-25 2005-09-21 OmniVision International Holding Ltd Image sensor having combination color filter and concave-shaped micro-lenses
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