JPH06132507A - 固体撮像素子とその製造方法 - Google Patents

固体撮像素子とその製造方法

Info

Publication number
JPH06132507A
JPH06132507A JP4305994A JP30599492A JPH06132507A JP H06132507 A JPH06132507 A JP H06132507A JP 4305994 A JP4305994 A JP 4305994A JP 30599492 A JP30599492 A JP 30599492A JP H06132507 A JPH06132507 A JP H06132507A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens material
lens
solid
chip
core portion
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.)
Granted
Application number
JP4305994A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3277952B2 (ja
Inventor
Hiroyuki Mori
裕之 森
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP30599492A priority Critical patent/JP3277952B2/ja
Publication of JPH06132507A publication Critical patent/JPH06132507A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3277952B2 publication Critical patent/JP3277952B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体撮像素子のオンチップレンズのレンズ形
状の制御性を高める。 【構成】 オンチップレンズ11を、第1のレンズ材料
からなる芯部9と、第2のレンズ材料からなり該芯部9
側面に形成したサイドウォール10とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子、特にオ
ンチップレンズを有する固体撮像素子とその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】固体撮像素子として感度を良くするため
に各受光素子上方にオンチップレンズを形成したものが
ある。そして、従来においてオンチップレンズの形成
は、一般に、有機材料であるレジスト膜を塗布し、それ
に対して露光、現像処理を施してパターニングし、その
後、そのパターニングされたレジスト膜に対してリフロ
ー処理を施してレジスト膜の形状をドームに近い形状に
するという方法により行われた。
【0003】また、リフロー処理後、エッチバックによ
りレンズ形状を転写する方法もオンチップレンズの形成
に用いられる場合が多い。いずれの方法をとるにせよ、
従来においてはリフローによりレンズ形状をつくるとい
うことが不可欠であり、そして、レンズ材料としてレジ
スト等の有機材料を用いることが不可欠であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、有機材料を
リフロー処理するというオンチップレンズの形成方法に
は、レンズ形状の制御性が悪いという問題があった。具
体的には、下地の表面状態、リフロー温度の微妙な狂い
等によりレンズの形状も狂い、図5に示すように隣接す
るレンズどうしがくっついてしまい(レンズショー
ト)、表面張力でレンズが浮き上ってしまうということ
が起きる。
【0005】これは、感度の向上を阻み、スミア、シェ
ーディングの増大をもたらすので好ましくないことはい
うまでもない。そして、このことが固体撮像素子の小型
化、高集積化、画素数増加を制約する要因となってい
た。
【0006】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、固体撮像素子のレンズ形状の制御性
を高めることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の固体撮像素子
は、オンチップレンズが、第1のレンズ材料からなる芯
部と、第2のレンズ材料からなり該芯部側面に形成され
たサイドウォールとにより構成されたことを特徴とす
る。請求項2の固体撮像素子は、請求項1の固体撮像素
子において第2のレンズ材料が第1のレンズ材料よりも
屈折率が大きいことを特徴とする。
【0008】請求項3の固体撮像素子は、請求項1又は
2の固体撮像素子において、第1のレンズ材料及び第2
のレンズ材料が無機物であることを特徴とする。請求項
4の固体撮像素子の製造方法は、芯部となる第1のレン
ズ材料を選択的に形成し、第2のレンズ材料を全面的に
形成し、該第2のレンズ材料をエッチバックすることに
より芯部の側面にサイドウォールとして残存させること
を特徴とする。
【0009】請求項5の固体撮像素子の製造方法は、請
求項4の固体撮像素子の製造方法において、第2のレン
ズ材料に対するエッチバックを、エッチング深さが各オ
ンチップレンズ間部分に第2のレンズ材料の下地が露出
する前に停止することを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1の固体撮像素子によれば、第1のレン
ズ材料からなる芯部と第2のレンズ材料からなり該芯部
の側面に形成されたサイドウォールによりオンチップレ
ンズを構成したので、サイドウォールによってオンチッ
プレンズを形成することができ、芯部の高さ、各芯部間
の距離を適宜に設定することによりより的確に各オンチ
ップレンズの大きさ、曲率を制御でき、隣接レンズ間の
ショートを防止することができる。
【0011】請求項2の固体撮像素子によれば、オンチ
ップレンズの外寄りの部分、即ちサイドウォールが屈折
率の高い材料からなるので、オンチップレンズの中心部
から離れた部分に入射した光をより大きく屈折させて受
光素子に入射するようにすることができ、オンチップレ
ンズの集光効果をより強め、延いては感度の向上を図る
ことができる。
【0012】請求項3の固体撮像素子によれば、第1の
レンズ材料及び第2のレンズ材料が無機物からなるの
で、有機物からなる場合よりも耐熱性に優れる。従っ
て、熱によりレンズ形状が崩れる虞れをなくすことがで
き、レンズ形状の制御性を更に高めることができる。請
求項4の固体撮像素子の製造方法によれば、芯部とその
サイドウォールによってレンズを形成するので、芯部の
高さ、各芯部の径を適宜に設定することによりより的確
に各オンチップレンズの大きさ、曲率を制御でき、隣接
レンズ間のショートを防止することができる。
【0013】請求項5の固体撮像素子とその製造方法に
よれば、オンチップレンズ間に第2のレンズ材料の下地
が露出する前にサイドウォール形成のためのエッチバッ
クを停止するので、下地、例えばオンチップフィルタが
バックエッチにより破壊されるのを防止することができ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明固体撮像素子とその製造方法を
図示実施例に従って詳細に説明する。図1は本発明固体
撮像素子の一つの実施例を示す断面図である。図面にお
いて、1は半導体基板、2は熱酸化膜、3は多結晶シリ
コンからなる垂直転送レジスタ、4は層間絶縁膜、5は
アルミニウムからなる遮光部で、撮像領域の受光素子以
外の部分を覆っている。
【0015】6は撮像領域を全体的に覆うパシベーショ
ン膜、7は平坦化膜、8は該平坦化膜7上に形成された
色分解用オンチップカラーフィルタ、9は第1のレンズ
材料、例えば二酸化炭素SiO2 からなる芯部、10は
該芯部9の側面に形成された第2のレンズ材料、例えば
ナイトライドSi34 からなるサイドウォールで、該
芯部9及びその側面に形成されたサイドウォール10に
よりオンチップレンズ11が構成されている。
【0016】各オンチップレンズ11の芯部9は各受光
素子の開口部上に位置されており、サイドウォール10
は例えばライトドープトドレイン構造のMOSICの製
造に用いられるサイドウォール技術を駆使して形成され
る。従って、レンズ形状の制御性がきわめて高い。依っ
て、芯部の高さ、各芯部の径を適宜に設定することによ
りより的確に各オンチップレンズの大きさ、曲率を制御
でき、隣接レンズ間のショートを防止することができ
る。そして、オンチップレンズ11を成す芯部9及びサ
イドウォール10は、共にSiO2 、Si34 という
無機材料からなるので、加熱処理によって形状が崩れる
虞れもない。
【0017】また、サイドウォール材料であるSi3
4 は、芯部材料である第2のレンズ材料よりも屈折率が
大きい。従って、オンチップレンズの周縁部が屈折率が
高いので、オンチップレンズの中心部から離れた部分に
入射した光をより大きく屈折させて受光素子に入射する
ようにすることができ、オンチップレンズの集光効果を
より強め、延いては感度の向上を図ることができる。
【0018】図2(A)、(B)及び図3(A)乃至
(C)は図1に示した固体撮像素子の製造方法の要部を
工程順に示すものであり、図2(A)、(B)はオンチ
ップレンズの芯部を形成する方法を工程順に示す断面図
であり、図3(A)乃至(C)はレンズのサイドウォー
ルを形成する方法を工程順に示す断面図である。先ず、
図2(A)、(B)に従って、オンチップレンズ11の
芯部9の形成方法を説明する。
【0019】(A)公知の技術により撮像領域の受光素
子、転送電極3、遮光膜5、パシベーション膜6等を形
成し、更に平坦化膜7を形成し、更に、オンチップフィ
ルタ8を形成した後、該フィルタ8上に第1のレンズ材
料であるSiO2 膜9をデポジションする。その後、S
iO2 膜9の表面の芯部を形成すべき各部分に、具体的
には各受光素子の開口部上方にあたる部分にレジスト膜
12を選択的に形成する。これは、レジスト膜12の塗
布形成、露光現像処理により行うことはいうまでもな
い。図2(A)はレジスト膜12の選択的形成後の状態
を示す。
【0020】(B)次に、上記レジスト膜12をマスク
としてSiO2 膜9をRIEにより選択的にエッチング
し、その後、レジスト膜12を除去する。図2(B)は
レジスト膜12の除去後の状態を示す。この工程(B)
により各オンチップレンズ11の芯部9が受光素子の開
口部上方に形成された状態になる。次に、図3(A)乃
至(C)に従ってオンチップレンズ11のサイドウォー
ル10の形成方法を説明する。
【0021】(A)図3(A)に示すように、芯部9上
も含めオンチップフィルタ8上に第2のレンズ材料であ
るSi34 膜10を芯部9上を充分に覆うように厚く
形成する。 (B)次に、図3(B)に示すようにSi34 膜10
を全面的にエッチバックする。この図3(B)はエッチ
バックの途中である。
【0022】(C)そして、図3(C)に示すように、
第1のレンズ材料であるSiO2 からなる芯部9の表面
が露出した状態になるとエッチバックを終える。する
と、芯部9の側面に第2のレンズ材料からなるサイドウ
ォール10が形成されたオンチップレンズ11を有する
図1に示す固体撮像素子が出来る。
【0023】図4は図1の固体撮像素子の変形例を示す
断面図である。図1の固体撮像素子のように、芯部9の
上面が露出するまでエッチバックすると、エッチバック
によりオンチップフィルタ表面が各隣接オンチップレン
ズ間において若干破壊される虞れがある。そこで、その
虞れを防止するためにエッチバックを芯部9の上面が露
出する寸前においてエッチバックを終了するようにして
も良い。また、図4の二点鎖線に示すようにオンチップ
フィルタ8の形成後第1のレンズ材料デポジション前に
保護膜13を形成してエッチバックによりオンチップフ
ィルタ8の表面が破壊されるのを防止するようにしても
良い。
【0024】尚、上記実施例は本発明をオンチップカラ
ーフィルタを有する固体撮像素子に適用したものであっ
たが、本発明はオンチップカラーフィルタを有しない固
体撮像素子にも適用することができる。このような固体
撮像素子においては、オンチップレンズ11は平坦化膜
7上に形成されることになり、オンチップカラーフィル
タの保護という配慮は必要としない。
【0025】
【発明の効果】請求項1の固体撮像素子は、オンチップ
レンズが、第1のレンズ材料からなる芯部と、第2のレ
ンズ材料からなり該芯部側面のサイドウォールとにより
構成されたことを特徴とするものである。従って、請求
項1の固体撮像素子によれば、第1のレンズ材料からな
る芯部と第2のレンズ材料からなり該芯部の側面に形成
されたサイドウォールによりオンチップレンズを構成し
たので、サイドウォールによってオンチップレンズを形
成することができ、芯部の高さ、各芯部の径を適宜に設
定することによりより的確に各オンチップレンズの大き
さ、曲率を制御でき、隣接レンズ間のショートを防止す
ることができる。
【0026】請求項2の固体撮像素子は、第2のレンズ
材料が第1のレンズ材料よりも屈折率が大きいことを特
徴とするものである。従って、請求項2の固体撮像素子
によれば、オンチップレンズの外寄りの部分、即ちサイ
ドウォールが屈折率の高い材料からなるので、オンチッ
プレンズの中心部から離れた部分に入射した光をより大
きく屈折させて受光素子に入射するようにすることがで
き、オンチップレンズの集光効果をより強め、延いては
感度の向上を図ることができる。
【0027】請求項3の固体撮像素子は、第1のレンズ
材料及び第2のレンズ材料が無機物であることを特徴と
するものである。従って、請求項3の固体撮像素子によ
れば、第1のレンズ材料及び第2のレンズ材料が無機物
からなるので、有機物からなる場合よりも耐熱性に優れ
る。従って、熱によりレンズ形状が崩れる虞れをなくす
ことができ、レンズ形状の制御性を更に高めることがで
きる。
【0028】請求項4の固体撮像素子の製造方法は、芯
部となる第1のレンズ材料を選択的に形成し、第2のレ
ンズ材料を全面的に形成し、該第2のレンズ材料をエッ
チバックすることにより芯部の側面にサイドウォールと
して残存させることを特徴とするものである。従って、
請求項4の固体撮像素子の製造方法によれば、レンズを
芯部とそのサイドウォールによって形成するので、芯部
の高さ、各芯部の径を適宜に設定することによりより的
確に各オンチップレンズの大きさ、曲率を制御でき、隣
接レンズ間のショートを防止することができる。
【0029】請求項5の固体撮像素子の製造方法は、第
2のレンズ材料に対する異方性エッチングを、エッチン
グ深さが各オンチップレンズ間部分に第2のレンズ材料
の下地が露出する前に停止することを特徴とするもので
ある。従って、請求項5の固体撮像素子の製造方法によ
れば、各隣接オンチップレンズ間に第2のレンズ材料の
下地が露出する前にサイドウォール形成のための異方性
エッチングを停止するので、下地、例えばオンチップフ
ィルタがエッチバックにより破壊されるのを防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明固体撮像素子の一つの実施例を示す断面
図である。
【図2】(A)、(B)は図1の固体撮像素子のオンチ
ップレンズの芯部の形成方法を工程順に示す断面図であ
る。
【図3】(A)乃至(C)は図1の固体撮像素子のオン
チップレンズのサイドウォールの形成方法を工程順に示
す断面図である。
【図4】図1の固体撮像素子の変形例を示す断面図であ
る。
【図5】発明が解決しようとする問題点を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1 半導体基板 7 平坦化膜 8 オンチップフィルタ 9 芯部 10 サイドウォール 11 オンチップレンズ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各受光素子上にオンチップレンズを有す
    る固体撮像素子において、 上記オンチップレンズが、第1のレンズ材料からなる芯
    部と、第2のレンズ材料からなり該芯部側面に形成され
    たサイドウォールとにより構成されたことを特徴とする
    固体撮像素子
  2. 【請求項2】 第2のレンズ材料が第1のレンズ材料よ
    りも屈折率が大きいことを特徴とする請求項1記載の固
    体撮像素子
  3. 【請求項3】 第1のレンズ材料及び第2のレンズ材料
    が無機物であることを特徴とする請求項1又は2記載の
    固体撮像素子
  4. 【請求項4】 撮像領域の平坦化膜上又は該平坦化膜表
    面のオンチップフィルタ上に第1のレンズ材料からなる
    芯部を各受光素子中央部上に位置するように選択的に形
    成し、 次に、上記芯部を含め撮像領域の平坦化膜上又は該平坦
    化膜表面のオンチップフィルタ上に第2のレンズ材料を
    該芯部を充分に覆うように形成し、 その後、上記第2のレンズ材料に対してエッチバック処
    理を施すことにより第2のレンズ材料が芯部の側面にサ
    イドウォールとして残存した状態にすることを特徴とす
    る固体撮像素子の製造方法
  5. 【請求項5】 第2のレンズ材料に対する異方性エッチ
    ングを、エッチング深さが各オンチップレンズ間部分に
    第2のレンズ材料の下地が露出する前に停止することを
    特徴とする請求項4記載の固体撮像素子の製造方法
JP30599492A 1992-10-19 1992-10-19 固体撮像素子の製造方法とオンチップレンズの形成方法 Expired - Fee Related JP3277952B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30599492A JP3277952B2 (ja) 1992-10-19 1992-10-19 固体撮像素子の製造方法とオンチップレンズの形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30599492A JP3277952B2 (ja) 1992-10-19 1992-10-19 固体撮像素子の製造方法とオンチップレンズの形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06132507A true JPH06132507A (ja) 1994-05-13
JP3277952B2 JP3277952B2 (ja) 2002-04-22

Family

ID=17951797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30599492A Expired - Fee Related JP3277952B2 (ja) 1992-10-19 1992-10-19 固体撮像素子の製造方法とオンチップレンズの形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3277952B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100410594B1 (ko) * 2001-06-30 2003-12-18 주식회사 하이닉스반도체 씨모스 이미지센서의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100410594B1 (ko) * 2001-06-30 2003-12-18 주식회사 하이닉스반도체 씨모스 이미지센서의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP3277952B2 (ja) 2002-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5108183B2 (ja) Cmosイメージセンサ及びその製造方法
US20080213938A1 (en) Method for fabricating a cmos image sensor
KR100303774B1 (ko) 개선된 광감도를 갖는 씨모스이미지센서 제조방법
JPH07312418A (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
JP3254759B2 (ja) 光学素子およびオンチップレンズの製造方法
JPH1140787A (ja) 固体撮像素子の製造方法
KR100526466B1 (ko) 시모스 이미지센서 제조 방법
JP2000196053A (ja) イメ―ジセンサ及びその製造方法
JP2011171328A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
JP4905760B2 (ja) カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、固体撮像素子の製造方法およびこれを用いた固体撮像素子
KR20010061308A (ko) 박막 이미지센서의 제조 방법
JP4067175B2 (ja) 固体撮像装置の製造方法
JPH0774331A (ja) マイクロレンズ付き固体撮像素子及びその製造方法
US6242277B1 (en) Method of fabricating a complementary metal-oxide semiconductor sensor device
JP3277952B2 (ja) 固体撮像素子の製造方法とオンチップレンズの形成方法
JP4696385B2 (ja) カラー固体撮像素子の製造方法
JPH04273475A (ja) 固体撮像装置の製造方法
JPH07106537A (ja) 固体撮像装置の製造方法
KR100410590B1 (ko) 이미지센서 및 이미지센서 제조방법
KR100399939B1 (ko) 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100521969B1 (ko) 높은 광감도를 갖는 이미지센서 및 그 제조방법
JP2003249634A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
JPH10326885A (ja) 固体撮像素子
JPH06302794A (ja) 固体撮像素子の製法
JP2001320034A (ja) 固体撮像素子及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees