JPH0653451A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH0653451A JPH0653451A JP4203307A JP20330792A JPH0653451A JP H0653451 A JPH0653451 A JP H0653451A JP 4203307 A JP4203307 A JP 4203307A JP 20330792 A JP20330792 A JP 20330792A JP H0653451 A JPH0653451 A JP H0653451A
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- JP
- Japan
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- photodiode
- light
- state image
- layer
- solid
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- Pending
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】被写体からの光を効率よくフォトダイオードに
導くことにより、感度の高い固体撮像装置を提供する。 【構成】一次元あるいは二次元状に配列されたフォトダ
イオード３２とこのフォトダイオード３２に対向して配
設されたマイクロレンズ３９の間にはさまれる平坦化層
３６，３８、色分離フィルタ層３７より成る中間層を隣
りあうフォトダイオード３２の境界部分で分離層３０に
より分離し、この分離層３０を中間層を構成する物質よ
り小さな屈折率の物質により構成する。
導くことにより、感度の高い固体撮像装置を提供する。 【構成】一次元あるいは二次元状に配列されたフォトダ
イオード３２とこのフォトダイオード３２に対向して配
設されたマイクロレンズ３９の間にはさまれる平坦化層
３６，３８、色分離フィルタ層３７より成る中間層を隣
りあうフォトダイオード３２の境界部分で分離層３０に
より分離し、この分離層３０を中間層を構成する物質よ
り小さな屈折率の物質により構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用説明】本発明は、固体撮像装置に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年固体撮像装置は ビデオカメラの発
展にともない、小型化、高画素化、高感度化が進められ
ている。
展にともない、小型化、高画素化、高感度化が進められ
ている。
【０００３】以下、従来の固体撮像装置について説明す
る。図３は従来の固体撮像装置の断面図を示す。図３に
おいて、１１はシリコン基板、１２はシリコン基板１１
上に形成されて光を信号電荷に変換するフォトダイオー
ド、１３は同じくシリコン基板１１上に形成されてフォ
トダイオード１２により変換された電荷を転送する転送
部、１４は転送部１３を遮蔽するアルミ遮光膜、１５は
アルミ遮光膜１４の下側に形成された転送部１３のゲー
ト電極、１６はシリコン基板１１上に形成された色分離
フィルタ層形成のための平坦化層、１７は平坦化層１６
上に形成された色分離フィルタ層、１８は色分離フィル
タ層１７上に形成されたマイクロレンズ形成のための平
坦化層、１９は平坦化層１８上に形成されたマイクロレ
ンズであり、フォトダイオード１２は一次元あるいは二
次元状に配列されている。
る。図３は従来の固体撮像装置の断面図を示す。図３に
おいて、１１はシリコン基板、１２はシリコン基板１１
上に形成されて光を信号電荷に変換するフォトダイオー
ド、１３は同じくシリコン基板１１上に形成されてフォ
トダイオード１２により変換された電荷を転送する転送
部、１４は転送部１３を遮蔽するアルミ遮光膜、１５は
アルミ遮光膜１４の下側に形成された転送部１３のゲー
ト電極、１６はシリコン基板１１上に形成された色分離
フィルタ層形成のための平坦化層、１７は平坦化層１６
上に形成された色分離フィルタ層、１８は色分離フィル
タ層１７上に形成されたマイクロレンズ形成のための平
坦化層、１９は平坦化層１８上に形成されたマイクロレ
ンズであり、フォトダイオード１２は一次元あるいは二
次元状に配列されている。
【０００４】被写体からの光を光学レンズで集光し、固
体撮像装置上に結像させ、固体撮像装置に光を当てる
と、その光はマイクロレンズ１９により集光され、フォ
トダイオード１２に入射され、信号電荷に変換、蓄積さ
れる。一定期間蓄積された信号電荷は、転送部１３に読
み出され、転送部１３を転送された後、外部に出力され
る。
体撮像装置上に結像させ、固体撮像装置に光を当てる
と、その光はマイクロレンズ１９により集光され、フォ
トダイオード１２に入射され、信号電荷に変換、蓄積さ
れる。一定期間蓄積された信号電荷は、転送部１３に読
み出され、転送部１３を転送された後、外部に出力され
る。
【０００５】図４は従来の固体撮像装置のフォトダイオ
ードへの光入射の模式図を示す。被写体のある点からの
光は光学レンズを通り、固体撮像装置の一点に集光され
る。１つのフォトダイオードに着目した場合、図４のよ
うに光路２１から光路２２の範囲の光がマイクロレンズ
１９により光路を曲げられ、フォトダイオード１２に入
射されることになる。
ードへの光入射の模式図を示す。被写体のある点からの
光は光学レンズを通り、固体撮像装置の一点に集光され
る。１つのフォトダイオードに着目した場合、図４のよ
うに光路２１から光路２２の範囲の光がマイクロレンズ
１９により光路を曲げられ、フォトダイオード１２に入
射されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、光学レンズの絞り値が大きくなるにしたがい、
光の通過する範囲が広がり、マイクロレンズへの光入射
角度が大きくなってしまう。そのため、光学レンズの周
辺部を通過した光はマイクロレンズ１９でフォトダイオ
ード１２に集光することができず、被写体の明るさの低
下率以上に固体撮像装置の感度が低下してしまう欠点が
あった。
成では、光学レンズの絞り値が大きくなるにしたがい、
光の通過する範囲が広がり、マイクロレンズへの光入射
角度が大きくなってしまう。そのため、光学レンズの周
辺部を通過した光はマイクロレンズ１９でフォトダイオ
ード１２に集光することができず、被写体の明るさの低
下率以上に固体撮像装置の感度が低下してしまう欠点が
あった。
【０００７】本発明は上記問題を解決するもので、低照
度での感度低下を抑えることができる固体撮像装置を提
供することを目的とするものである。
度での感度低下を抑えることができる固体撮像装置を提
供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の固体撮像装置は、一次元あるいは二次元状に
配列されたフォトダイオードおよび前記フォトダイオー
ドに対向して配設されたマイクロレンズにはさまれる中
間層が隣りあうフォトダイオードの境界部分で前記中間
層を構成する物質より小さな屈折率の物質により分離さ
れている構成となっている。
に本発明の固体撮像装置は、一次元あるいは二次元状に
配列されたフォトダイオードおよび前記フォトダイオー
ドに対向して配設されたマイクロレンズにはさまれる中
間層が隣りあうフォトダイオードの境界部分で前記中間
層を構成する物質より小さな屈折率の物質により分離さ
れている構成となっている。
【０００９】
【作用】このように構成することにより、入射角度の大
きいマイクロレンズへの光がマイクロレンズで光路を曲
げられても、マイクロレンズ通過後の中間層の分離され
た境界で全反射し再度光路を変えられ、被写体からの光
を効率よくフォトダイオードに導くことになり、感度の
低下を防ぐことができる。
きいマイクロレンズへの光がマイクロレンズで光路を曲
げられても、マイクロレンズ通過後の中間層の分離され
た境界で全反射し再度光路を変えられ、被写体からの光
を効率よくフォトダイオードに導くことになり、感度の
低下を防ぐことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例における固体撮
像装置の断面図を示す。図１において、３１はシリコン
基板、３２は光を信号電荷に変換するフォトダイオー
ド、３３はフォトダイオード３２により変換された電荷
を転送する転送部、３４はアルミ遮光膜、３５は転送部
３３のゲート電極、３６は色分離フィルタ層形成のため
の平坦化層、３７は色分離フィルタ層、３８はマイクロ
レンズ形成のための平坦化層、３９はマイクロレンズで
あり、シリコン基板３１、フォトダイオード３２、転送
部３３、アルミ遮光板３４、ゲート電極３５、マイクロ
レンズ３９は図１と同一のものである。また、平坦化層
３６、３８、色分離フィルタ３７より構成される中間層
は隣りあうフォトダイオード３２の境界部分で分離層３
０により分離され、この分離層３０は前記中間層の屈折
率より十分小さい物質より構成される。
して説明する。図１は本発明の一実施例における固体撮
像装置の断面図を示す。図１において、３１はシリコン
基板、３２は光を信号電荷に変換するフォトダイオー
ド、３３はフォトダイオード３２により変換された電荷
を転送する転送部、３４はアルミ遮光膜、３５は転送部
３３のゲート電極、３６は色分離フィルタ層形成のため
の平坦化層、３７は色分離フィルタ層、３８はマイクロ
レンズ形成のための平坦化層、３９はマイクロレンズで
あり、シリコン基板３１、フォトダイオード３２、転送
部３３、アルミ遮光板３４、ゲート電極３５、マイクロ
レンズ３９は図１と同一のものである。また、平坦化層
３６、３８、色分離フィルタ３７より構成される中間層
は隣りあうフォトダイオード３２の境界部分で分離層３
０により分離され、この分離層３０は前記中間層の屈折
率より十分小さい物質より構成される。
【００１１】図２は本発明の一実施例における固体撮像
装置のフォトダイオード光入射の模式図を示す。被写体
のある点からの光は光学レンズを通り、固体撮像装置の
一点に集光される。フォトダイオードに着目した場合、
図２のように光路４１から光路４２の範囲の光はマイク
ロレンズ１９により光路を曲げられ、フォトダイオード
に入射される。さらに、光路４２から光路４３の光は、
マイクロレンズ通過後、分離層３０と平坦化層３６、３
８あるいは色分離フィルタ層３７の境界に入射し、屈折
率の差により全反射し、再度光路を修正され、フォトダ
イオード３２に入射することになる。したがって、光学
レンズの絞り値が大きくなっても、光学レンズを通過し
た光を効率よくフォトダイオードに導くことができ、被
写体の明るさに応じた感度を得ることができるようにな
る。
装置のフォトダイオード光入射の模式図を示す。被写体
のある点からの光は光学レンズを通り、固体撮像装置の
一点に集光される。フォトダイオードに着目した場合、
図２のように光路４１から光路４２の範囲の光はマイク
ロレンズ１９により光路を曲げられ、フォトダイオード
に入射される。さらに、光路４２から光路４３の光は、
マイクロレンズ通過後、分離層３０と平坦化層３６、３
８あるいは色分離フィルタ層３７の境界に入射し、屈折
率の差により全反射し、再度光路を修正され、フォトダ
イオード３２に入射することになる。したがって、光学
レンズの絞り値が大きくなっても、光学レンズを通過し
た光を効率よくフォトダイオードに導くことができ、被
写体の明るさに応じた感度を得ることができるようにな
る。
【００１２】なお、実施例では、中間層の分離層を屈折
率の小さい物質で構成すると記述したが、固体撮像装置
パッケージ内に封入される窒素ガスなどの気体でも同様
の効果を得ることができる。
率の小さい物質で構成すると記述したが、固体撮像装置
パッケージ内に封入される窒素ガスなどの気体でも同様
の効果を得ることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フォトダ
イオードおよびこのフォトダイオードに対向して配設さ
れたマイクロレンズにはさまれる中間層を屈折率の小さ
な物質で分離し、マイクロレンズで光路を換えられた光
を中間層の分離された境界で全反射させ、フォトダイオ
ードに入射させることにより、低照度での感度低下を抑
えることができ、その効果は絶大である。
イオードおよびこのフォトダイオードに対向して配設さ
れたマイクロレンズにはさまれる中間層を屈折率の小さ
な物質で分離し、マイクロレンズで光路を換えられた光
を中間層の分離された境界で全反射させ、フォトダイオ
ードに入射させることにより、低照度での感度低下を抑
えることができ、その効果は絶大である。
【図１】本発明の一実施例の固体撮像装置の要部断面図
【図２】本発明の一実施例の固体撮像装置におけるフォ
トダイオードへの光入射の模式図
トダイオードへの光入射の模式図
【図３】従来の固体撮像装置の要部断面図
【図４】従来の固体撮像装置におけるフォトダイオード
への光入射の模式図
への光入射の模式図
３０ 分離層 ３１ シリコン基板 ３２ フォトダイオード ３３ 転送部 ３４ ゲート電極 ３５ アルミ遮光膜 ３６ 平坦化層 ３７ 色分離フィルタ層 ３８ 平坦化層 ３９ マイクロレンズ
Claims (1)
- 【請求項１】 一次元あるいは二次元状に配列されたフ
ォトダイオードおよび前記フォトダイオードに対向して
配設されたマイクロレンズにはさまれる中間層が隣りあ
うフォトダイオードの境界部分で前記中間層を構成する
物質より小さな屈折率の物質により分離されていること
を特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203307A JPH0653451A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203307A JPH0653451A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653451A true JPH0653451A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16471869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4203307A Pending JPH0653451A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653451A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003060179A (ja) * | 2001-08-15 | 2003-02-28 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| US6974717B2 (en) | 2002-08-12 | 2005-12-13 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid state image device and including an optical lens and a microlens |
| JP2006295125A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法並びにカメラ |
| JP2007123536A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Sharp Corp | 固体撮像装置およびその製造方法、電子情報機器 |
| US8139131B2 (en) | 2005-01-18 | 2012-03-20 | Panasonic Corporation | Solid state imaging device and fabrication method thereof, and camera incorporating the solid state imaging device |
| JP2013243364A (ja) * | 2012-05-21 | 2013-12-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2014022649A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Nikon Corp | 固体撮像素子、撮像装置、及び電子機器 |
| US10263023B2 (en) | 2017-03-28 | 2019-04-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Device, electronic apparatus, and transport apparatus |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4203307A patent/JPH0653451A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003060179A (ja) * | 2001-08-15 | 2003-02-28 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| US6974717B2 (en) | 2002-08-12 | 2005-12-13 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid state image device and including an optical lens and a microlens |
| JP2006295125A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法並びにカメラ |
| US8139131B2 (en) | 2005-01-18 | 2012-03-20 | Panasonic Corporation | Solid state imaging device and fabrication method thereof, and camera incorporating the solid state imaging device |
| JP2007123536A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Sharp Corp | 固体撮像装置およびその製造方法、電子情報機器 |
| JP2013243364A (ja) * | 2012-05-21 | 2013-12-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2014022649A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Nikon Corp | 固体撮像素子、撮像装置、及び電子機器 |
| US10263023B2 (en) | 2017-03-28 | 2019-04-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Device, electronic apparatus, and transport apparatus |
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