JPH0575085A - 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子

Info

Publication number
JPH0575085A
JPH0575085A JP3261152A JP26115291A JPH0575085A JP H0575085 A JPH0575085 A JP H0575085A JP 3261152 A JP3261152 A JP 3261152A JP 26115291 A JP26115291 A JP 26115291A JP H0575085 A JPH0575085 A JP H0575085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microlens
state image
light receiving
solid
semiconductor substrate
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
Application number
JP3261152A
Other languages
English (en)
Inventor
Hikari Kawashima
光 川島
Yasutaka Nishioka
康隆 西岡
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3261152A priority Critical patent/JPH0575085A/ja
Publication of JPH0575085A publication Critical patent/JPH0575085A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロレンズの形状,曲率を制御して、集
光効率を上げたり、感度均一性を向上できるマイクロレ
ンズの形成方法を得る。 【構成】 感光性を持つ熱軟化性樹脂を母材としたマイ
クロレンズ形成フローで、熱リフローの前にマイクロレ
ンズの一部に光照射を加え、熱軟化点を未照射部分と変
化させ、熱リフロー後、形成されたマイクロレンズの曲
率を各マイクロレンズ部内,各色フィルタごと、あるい
はチップ面内で変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はマイクロレンズ(微小
集光体)を有する固体撮像素子の製造方法に関し、特に
固体撮像素子の感度向上,感度コントロールを可能とで
きるマイクロレンズの形成方法を含む固体撮像素子の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、例えば特公昭60−59752
号公報に開示された従来の固体撮像素子の製造方法にお
けるマイクロレンズの形成工程を示す断面フロー図であ
り、図において、1はシリコン基板、2は光電変換部、
3はチャネルストップ、4は転送部、5,7は絶縁層、
6はポリシリコンゲート、8はアルミ遮光膜、29はマ
イクロレンズ、10は受光部や信号転送部を有する半導
体基板を示す。
【0003】次にマイクロレンズの形成方法について説
明する。図4(a) に示すように、受光部や転送部等を有
し、遮光膜8が形成された半導体基板10上に熱軟化性
の透光性材料29aからなる膜をスピン塗布法等により
形成する。次に、図4(b) に示すように、各受光部間の
アルミ遮光膜8上でマイクロレンズ形成部の端部をエッ
チングにより除去し、マイクロレンズパターン29bを
形成する。この後、加熱し、マイクロレンズパターン2
9bをフローさせて、図4(c) に示すようにマイクロレ
ンズ29を形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の固体撮像素子の
製造方法におけるマイクロレンズの形成方法は、以上の
ように、熱軟化性の透光性材料からなるマイクロレンズ
パターンを熱により軟化させて形成するので、その形状
はマイクロレンズ母材の熱履歴により一義的に決定す
る。このため、マイクロレンズの曲率を制御し、集光効
率を上げたり、感度均一性を向上させることができない
という問題点があった。
【0005】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、マイクロレンズの形状,曲率を
制御し、集光効率を上げたり、感度均一性を向上できる
マイクロレンズの形成方法を得ることを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る固体撮像
素子の製造方法におけるマイクロレンズの形成方法は、
感光正を有する母材によりマイクロレンズパターンを形
成し、該パターンの一部を露光して熱軟化点を変化させ
た後、熱フローによりマイクロレンズを形成するように
したものである。
【0007】また、この発明に係る固体撮像素子は、オ
ンチップカラーフィルタを備えたものにおいて、異なる
色のフィルタに対応して相互に異なる曲率を有するマイ
クロレンズを設けたものである。また、この発明に係る
固体撮像素子は、チップ面上に光を集光するレンズ光学
系からの光の入射角に対応して、チップの中央部と周辺
部で異なる形状のマイクロレンズを備えたものである。
【0008】
【作用】この発明による固体撮像素子の製造方法におけ
るマイクロレンズの形成方法においては、感光正を有す
る母材によりマイクロレンズパターンを形成し、該パタ
ーンの一部を露光して熱軟化点を変化させた後、熱フロ
ーによりマイクロレンズを形成するようにしたから、マ
イクロレンズの形状を制御することができる。
【0009】また、この発明による固体撮像素子におい
ては、オンチップカラーフィルタを備えたものにおい
て、異なる色のフィルタに対応して相互に異なる曲率を
有するマイクロレンズを設けたから、受光部が受光する
色によって異なる感度を有することによって生ずる感度
ムラを補正することができる。
【0010】また、この発明による固体撮像素子におい
ては、チップ面上に光を集光するレンズ光学系からの光
の入射角に対応した形状を有するマイクロレンズを備え
た構成としたから、レンズのケラレ等により生ずるチッ
プ内の出力面内バラツキを補償できる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1(a) 〜(c) は本発明の第1の実施例による固
体撮像素子の製造方法におけるマイクロレンズの形成工
程を示す断面フロー図であり、図において、図4と同一
符号は同一または相当部分である。また、9はマイクロ
レンズ、11はフォトマスク、25は露光光である。
【0012】図1(a) に示すように、従来と同様に受光
部や転送部等を有する半導体基板10上に、例えば東京
応化製OFPR−800,ODUR−1013等の主鎖
分解型ポリマーからなるマイクロレンズ母材の膜9aを
スピン塗布法等により形成する。次に、図1(b) に示す
ように各光電変換部間の遮光膜8上でマイクロレンズ形
成部の端部を露光現像等により除去し、マイクロレンズ
パターンを形成した後、マイクロレンズパターンの所望
の箇所をフォトマスク11等を介して露光する。
【0013】図2に示すように、主鎖分解型ポリマーで
は露光により主鎖が分解した場合、その分解の程度によ
り熱軟化点が下がる特性がある。従って、露光された領
域9dと未露光の領域9cでは熱軟化点が異なり、それ
ぞれの熱軟化点の間の温度の熱を加えることによって、
図1(c) に示すように曲率をコントロールしたマイクロ
レンズ9を形成することができる。
【0014】図3は本発明の第2の実施例による固体撮
像素子の製造方法におけるマイクロレンズの形成工程を
示す断面フロー図であり、図において、図1と同一符号
は同一または相当部分である。また12a,12bはフ
ォトレジストパターンである。
【0015】図3(a) に示すように、半導体基板10上
に、マイクロレンズ母材の膜9aをスピン塗布法等によ
り形成した後、さらに、フォトレジストをスピン塗布法
等で形成し、露光現像によりフォトレジストパターン1
2aを形成する。そして、図3(b) に示すように、フォ
トレジストパターン12aをマスクとして、エッチング
あるいは露光現像の処理を加え、マイクロレンズ形成部
の端部を除去し、マイクロレンズパターン9bを形成す
る。続いて、フォトレジストの現像処理を追加し、フォ
トレジストパターン12aを細らせてフォトレジストパ
ターン12bを形成し、これをマスクとして図3(c) に
示すようにマイクロレンズパターンを露光する。以下、
第1の実施例と同様の工程を経て、図3(d) に示すよう
に、曲率がコントロールされたマイクロレンズ9をセル
フアライン的に形成することができる。
【0016】ここで、フォトレジスト12はマイクロレ
ンズ母材9aの感光波長に対しマスクとなる吸収を有す
ること、マイクロレンズ母材9aはフォトレジストの現
像に対し耐性がある必要がある。例えば、マイクロレン
ズ母材9aにアクリル系ポジレジスト(東京応化製OD
UR−1013,OEBR−1000等),フォトレジ
スト12にフェノール系レジスト(東京応化製OFPR
−800,JSR製PFR−3000等)等が適応可能
である。
【0017】図5は本発明の第3の実施例による固体撮
像素子の製造方法におけるマイクロレンズの形成工程を
示す図であり、図において、図1と同一符号は同一又は
相当部分である。また13は下地平坦化膜、14は平坦
化膜、15,16,17はそれぞれ色の異なる第1,第
2,第3のカラーフィルタ層である。
【0018】平坦化膜14上にマイクロレンズ母材の膜
をスピン塗布法等により形成し、各カラーフィルタ層に
対応するようにマイクロレンズ形成部の端部を露光現像
等により除去し、マイクロレンズパターンを形成した
後、図5(a) に示すように各カラーフィルタ層15,1
6,17ごとにマイクロレンズパターンに対する露光領
域の大きさを変えて露光する。この後、熱フローするこ
とにより図5(b) に示すように各カラーフィルタ層1
5,16,17ごとに曲率の異なるマイクロレンズ9を
形成することができる。
【0019】このようにして作成された固体撮像素子に
おいては、マイクロレンズがカラーフィルタの色ごとに
異なる曲率を有するように形成されているので、受光部
が受光する色によって異なる感度を有することによって
生ずる感度ムラを補正することができ、これにより色再
現性を向上することができる。
【0020】図7はセンサチップ面上にカメラレンズ系
を通して光学像を結像する様子を示したもので、図中1
8は固体撮像素子、19はカメラのレンズ系、21,2
2,23はそれぞれのチップ位置での光線の集光状態を
示したものである。図から分かるよう、チップ位置によ
って光線の入射角が異なるため、使用するレンズ系によ
っては、マイクロレンズの集光状態が異なったり、レン
ズのケラレ等によりチップ内の出力面内バラツキを生じ
る。
【0021】図6はこのようなチップ内出力不均一性を
キャンセルするようにマイクロレンズの曲率をコントロ
ールした本発明の第4の実施例による固体撮像素子の製
造方法におけるマイクロレンズの形成工程を示す図であ
り、図において、図1と同一符号は同一又は相当部分で
ある。
【0022】平坦化膜14上にマイクロレンズ母材の膜
をスピン塗布法等により形成し、各光電変換部間の遮光
膜8上でマイクロレンズ形成部の端部を露光現像等によ
り除去し、マイクロレンズパターンを形成した後、マイ
クロレンズパターンの所望の箇所を露光する。ここで本
実施例では図6(a) に示すようにチップ中央部とチップ
端部とで露光領域9dの大きさ,位置を変える。この
後、熱フローを行い、図6(b) に示すように光線の入射
角に対応した形状のマイクロレンズを得る。
【0023】このようにして作成された固体撮像素子に
おいては、マイクロレンズが光線の入射角に対応した形
状に形成されているので、チップ内出力不均一性をキャ
ンセルすることができ、良好な受光特性を得ることがで
きる。また、光入射角に対する指向性が向上するため、
クロストークやスミアを低減することができる。
【0024】なお、上記実施例はいずれも、マイクロレ
ンズ母材に主鎖分解型ポリマーを用いた場合について示
したが、光硬化型ポリマーにおいてもレンズパターン9
bをフォトレジストを用いてエッチングにより形成した
場合のように露光を加えずに形成すれば、主鎖分解型の
反転パターンの露光を加えることにより、同様の効果を
もたらすことができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、感光
性を持つ母材によりマイクロレンズパターンを形成した
後、パターンの一部を露光し、パターン内の軟化点の分
布を変化させ、この後熱リフローによりマイクロレンズ
を形成するようにしたから、熱リフロー時のマイクロレ
ンズプロファイルをコントロールすることができ、高い
集光効率を持ったマイクロレンズを形成できるととも
に、チップ内の出力コントロール,入射角度制御による
スミア,クロストークの低減等、高感度で高精度な固体
撮像素子が得られる効果がある。
【0026】また、この発明によれば、オンチップカラ
ーフィルタを備えたものにおいて、異なる色のフィルタ
に対応して相互に異なる曲率を有するマイクロレンズを
設けたから、受光部が受光する色によって異なる感度を
有することによって生ずる感度ムラを補正できる効果が
ある。
【0027】また、この発明によれば、固体撮像素子に
おいて、チップ面上に光を集光するレンズ光学系からの
光の入射角に対応した形状を有するマイクロレンズを備
えた構成としたから、レンズのケラレ等により生ずるチ
ップ内の出力面内バラツキを補償できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例による固体撮像素子の
製造方法におけるマイクロレンズの形成工程を示す断面
フロー図。
【図2】主鎖分解型ポリマーの露光−軟化特性を示すグ
ラフ図。
【図3】この発明の第2の実施例による固体撮像素子の
製造方法におけるマイクロレンズの形成工程を示す断面
フロー図。
【図4】従来の固体撮像素子の製造方法におけるマイク
ロレンズの形成工程示す断面フロー図。
【図5】この発明の第3の実施例による固体撮像素子の
製造方法におけるマイクロレンズの形成工程を示す断面
フロー図。
【図6】この発明の第4の実施例による固体撮像素子の
製造方法におけるマイクロレンズの形成工程を示す断面
フロー図。
【図7】カメラレンズ系の集光模式図。
【符号の説明】
2 受光部 4 信号転送部 9 マイクロレンズ 10 半導体基板 15 カラーフィルタ 16 カラーフィルタ 17 カラーフィルタ 19 レンズ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光部及び信号転送部が形成された半導
    体基板と、該半導体基板上に上記受光部に対応して設け
    られ該対応する受光部に入射する光を集光するためのマ
    イクロレンズとを有する固体撮像素子を製造する方法に
    おいて、 上記受光部及び信号転送部が設けられた半導体基板上に
    感光性を持つ熱軟化性樹脂からなるマイクロレンズのパ
    ターンを形成する工程と、 上記パターンの一部に露光を加え、該露光部位の熱軟化
    点を変化させた後に熱リフローを行ってマイクロレンズ
    を形成する工程とを含むことを特徴とするマイクロレン
    ズの形成方法。
  2. 【請求項2】 受光部及び信号転送部が形成された半導
    体基板と、該半導体基板上に上記受光部に対応して設け
    られたオンチップカラーフィルタと、該オンチップカラ
    ーフィルタに対応して設けられ対応する受光部に入射す
    る光を集光するためのマイクロレンズとを有する固体撮
    像素子において、 異なる色のカラーフィルタに対応して設けられた上記マ
    イクロレンズが相互に異なる曲率を有することを特徴と
    する固体撮像素子。
  3. 【請求項3】 受光部及び信号転送部が形成された半導
    体基板と、該半導体基板上に上記受光部に対応して設け
    られ該対応する受光部に入射する光を集光するためのマ
    イクロレンズとを有する固体撮像素子において、 当該固体撮像素子のチップ面上に光を集光するレンズ光
    学系からの光の入射角に対応して、上記レンズ光学系の
    光軸上の位置と、光軸から離れた位置で異なる形状のマ
    イクロレンズを備えたことを特徴とする固体撮像素子。
JP3261152A 1991-09-10 1991-09-10 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 Pending JPH0575085A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3261152A JPH0575085A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3261152A JPH0575085A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0575085A true JPH0575085A (ja) 1993-03-26

Family

ID=17357833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3261152A Pending JPH0575085A (ja) 1991-09-10 1991-09-10 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0575085A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7655998B2 (en) 2005-02-24 2010-02-02 Fujifilm Corporation Single plate system color solid-state image pick-up device has microlenses in red pixels set to be smaller than microlenses in green pixel
JP2017011091A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 凸版印刷株式会社 固体撮像素子および電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7655998B2 (en) 2005-02-24 2010-02-02 Fujifilm Corporation Single plate system color solid-state image pick-up device has microlenses in red pixels set to be smaller than microlenses in green pixel
JP2017011091A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 凸版印刷株式会社 固体撮像素子および電子機器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6940654B1 (en) Lens array and method of making same
KR100710208B1 (ko) 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
US5286605A (en) Method for producing solid-state imaging device
JP6035744B2 (ja) 固体撮像素子
JPH1093060A (ja) 固体撮像素子の構造及び製造方法
KR100424530B1 (ko) 감광 디바이스용 반사구조물
JPH0412568A (ja) 固体撮像装置の製造方法
JP6631004B2 (ja) カラー固体撮像素子、及びその製造方法
KR100886567B1 (ko) 이미지 센서의 마이크로 렌즈 패턴 형성용 마스크
JP6311771B2 (ja) 固体撮像素子
KR100915758B1 (ko) 이미지센서의 제조방법
US20070172974A1 (en) Fabrication method of CMOS image sensor
JPH0575085A (ja) 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子
JP2013117662A (ja) マイクロレンズの製造方法およびマイクロレンズ製造用フォトマスク
JP2988556B2 (ja) マイクロレンズの製造方法および半導体装置の製造方法
KR100972059B1 (ko) 마이크로 렌즈의 도포 균일성을 개선한 씨모스 이미지 센서의 제조방법
CN217788396U (zh) 光电子器件
KR100192321B1 (ko) 고체촬상소자의 구조 및 제조방법
TW201724484A (zh) 彩色固態攝影元件及其製造方法
JPH04233759A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JPH0442966A (ja) カラー固体撮像素子
JPH04243161A (ja) 固体撮像素子用マイクロレンズの製造方法
JPH0936338A (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
KR100788351B1 (ko) 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
JP2007304583A (ja) 放物線状のフォトレジストプロファイルを生成する、マイクロレンズ形成のためのステップオーバーリソグラフィ