JPH0653457A - カラー固体撮像装置 - Google Patents
カラー固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH0653457A JPH0653457A JP4206310A JP20631092A JPH0653457A JP H0653457 A JPH0653457 A JP H0653457A JP 4206310 A JP4206310 A JP 4206310A JP 20631092 A JP20631092 A JP 20631092A JP H0653457 A JPH0653457 A JP H0653457A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- color filter
- image sensor
- solid state
- filter layer
- 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
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光面積の減少に影響を受けず効果的に感度
を向上させることのできるカラー固体撮像装置を提供す
る。 【構成】 断面形状が凸状のカラーフィルタ層１１と、
その上方に透明平坦化層６および集光用マイクロレンズ
アレイ７を備えることにより、マイクロレンズアレイ７
と凸状のカラーフィルタ層１１の少なくとも２つ以上の
層により、従来遮光部３に入っていた光をマイクロレン
ズアレイ７に入る光とともに効率よく段階的に受光部２
に集めることができ、このため、固体撮像装置の高画素
化により受光部２の面積が減少してきても効率よく集光
できる。
を向上させることのできるカラー固体撮像装置を提供す
る。 【構成】 断面形状が凸状のカラーフィルタ層１１と、
その上方に透明平坦化層６および集光用マイクロレンズ
アレイ７を備えることにより、マイクロレンズアレイ７
と凸状のカラーフィルタ層１１の少なくとも２つ以上の
層により、従来遮光部３に入っていた光をマイクロレン
ズアレイ７に入る光とともに効率よく段階的に受光部２
に集めることができ、このため、固体撮像装置の高画素
化により受光部２の面積が減少してきても効率よく集光
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子の表面上
にカラーフィルタを有し、その上にマイクロレンズアレ
イを有するカラー固体撮像装置に関するものである。
にカラーフィルタを有し、その上にマイクロレンズアレ
イを有するカラー固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、固体撮像装置の小型化、高画素化
が進む中で受光面積の減少による感度低下という問題が
ある。この問題解決のためにカラーフィルタ上にマイク
ロレンズを形成し、光を集光させることは不可欠となっ
ている。
が進む中で受光面積の減少による感度低下という問題が
ある。この問題解決のためにカラーフィルタ上にマイク
ロレンズを形成し、光を集光させることは不可欠となっ
ている。
【０００３】以下、従来のカラー固体撮像装置について
説明する。図２は、従来の固体撮像装置の断面図であ
る。図２において、１はシリコンからなる半導体基板、
２は半導体基板１上に形成されたフォトダイオードから
なる受光部、３は受光部２を除く半導体基板１上に形成
されたアルミニウムからなる遮光部、４は受光部２、遮
光部３上に形成されたアクリル系透明膜からなる平坦化
層、５は平坦化層４上に受光部２に対向して形成された
ネガ型レジスト（合成タンパク質または天然タンパク
質）からなり所望の色（マゼンタ、イエロー、シアンな
ど）に染色されたカラーフィルタ層、６はカラーフィル
タ層５を含んで平坦化層４上に形成されたアクリル系透
明膜からなる平坦化層、７は平坦化層６上にカラーフィ
ルタ層５に対向して形成されたマイクロレンズアレイで
ある。８は平坦化層４に形成されて遮光部３による反射
を防止するための反射防止膜であり、合成タンパク質ま
たは天然タンパク質からなり、紫外線吸収型の色（ブラ
ック、イエローなど）に染色されたカラーフィルタ層に
より構成されている。
説明する。図２は、従来の固体撮像装置の断面図であ
る。図２において、１はシリコンからなる半導体基板、
２は半導体基板１上に形成されたフォトダイオードから
なる受光部、３は受光部２を除く半導体基板１上に形成
されたアルミニウムからなる遮光部、４は受光部２、遮
光部３上に形成されたアクリル系透明膜からなる平坦化
層、５は平坦化層４上に受光部２に対向して形成された
ネガ型レジスト（合成タンパク質または天然タンパク
質）からなり所望の色（マゼンタ、イエロー、シアンな
ど）に染色されたカラーフィルタ層、６はカラーフィル
タ層５を含んで平坦化層４上に形成されたアクリル系透
明膜からなる平坦化層、７は平坦化層６上にカラーフィ
ルタ層５に対向して形成されたマイクロレンズアレイで
ある。８は平坦化層４に形成されて遮光部３による反射
を防止するための反射防止膜であり、合成タンパク質ま
たは天然タンパク質からなり、紫外線吸収型の色（ブラ
ック、イエローなど）に染色されたカラーフィルタ層に
より構成されている。
【０００４】このように構成された固体撮像装置につい
て、以下にその動作を説明する。まず、受光部２上方だ
けでなく遮光部３上方にも入射された光がマイクロレン
ズアレイ７を通って集光され、さらにカラーフィルタ層
５を通って受光部２に入射される。受光部２に入射され
た光はその量に応じて電荷に変換される。
て、以下にその動作を説明する。まず、受光部２上方だ
けでなく遮光部３上方にも入射された光がマイクロレン
ズアレイ７を通って集光され、さらにカラーフィルタ層
５を通って受光部２に入射される。受光部２に入射され
た光はその量に応じて電荷に変換される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体撮
像装置の小型化、高画素化に対して受光部面積も減少し
ていくため、上記従来の方法ではマイクロレンズ厚を厚
くする（曲率半径を小さくする）あるいはマイクロレン
ズ・受光部間距離を長くする、または、構造を同じくす
るならばマイクロレンズ部の屈折率を高めることしかフ
ォトダイオードに効率よく光を集光させることができな
い。しかし、マイクロレンズ厚を厚くすることや集光の
最適化についてはプロセス的に製造ばらつきなどの問題
をまねいてしまう。
像装置の小型化、高画素化に対して受光部面積も減少し
ていくため、上記従来の方法ではマイクロレンズ厚を厚
くする（曲率半径を小さくする）あるいはマイクロレン
ズ・受光部間距離を長くする、または、構造を同じくす
るならばマイクロレンズ部の屈折率を高めることしかフ
ォトダイオードに効率よく光を集光させることができな
い。しかし、マイクロレンズ厚を厚くすることや集光の
最適化についてはプロセス的に製造ばらつきなどの問題
をまねいてしまう。
【０００６】本発明は、上記問題を解決するもので、従
来と違いマイクロレンズ層と染色層の２つ以上の層を用
いて段階的に光を集光させることにより効率よく感度向
上を図ることができるカラー固体撮像装置を提供するこ
とを目的とするものである。
来と違いマイクロレンズ層と染色層の２つ以上の層を用
いて段階的に光を集光させることにより効率よく感度向
上を図ることができるカラー固体撮像装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のカラー固体撮像装置は、各画素単位に分離形
成したカラーフィルタ層の断面が凸状であり、その上方
に平坦化層および集光用マイクロレンズアレイを備えた
ものである。
に本発明のカラー固体撮像装置は、各画素単位に分離形
成したカラーフィルタ層の断面が凸状であり、その上方
に平坦化層および集光用マイクロレンズアレイを備えた
ものである。
【０００８】
【作用】この構成により、受光部面積比が小さくなって
きても、遮光部に入る光をマイクロレンズ層とカラーフ
ィルタ層の少なくとも２種類の層を用いて受光部に集光
させることができるため、効率よく感度向上を図ること
ができる。
きても、遮光部に入る光をマイクロレンズ層とカラーフ
ィルタ層の少なくとも２種類の層を用いて受光部に集光
させることができるため、効率よく感度向上を図ること
ができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の一実施例の固体撮
像装置の断面図である。図１において、１はシリコンか
らなる半導体基板、２はフォトダイオードからなる受光
部、３はアルミニウムからなる遮光部、４，６はアクリ
ル系透明膜からなる平坦化層、７はマイクロレンズアレ
イ、８は反射防止膜であり、図２のものと同一のもので
ある。
しながら説明する。図１は、本発明の一実施例の固体撮
像装置の断面図である。図１において、１はシリコンか
らなる半導体基板、２はフォトダイオードからなる受光
部、３はアルミニウムからなる遮光部、４，６はアクリ
ル系透明膜からなる平坦化層、７はマイクロレンズアレ
イ、８は反射防止膜であり、図２のものと同一のもので
ある。
【００１０】また、１１は合成タンパク質または、天然
タンパク質からなり所望の色（マゼンタ、イエロー、シ
アンなど）に染色された断面形状が凸状のカラーフィル
タ層であり、このカラーフィルタ層１１はステッパなど
の露光装置によりフォーカスをずらして露光することに
よって凸状に形成される。このときカラーフィルタ層１
１の材質は上下のアクリル系層に比べ屈折率が高くなる
ように選定する。
タンパク質からなり所望の色（マゼンタ、イエロー、シ
アンなど）に染色された断面形状が凸状のカラーフィル
タ層であり、このカラーフィルタ層１１はステッパなど
の露光装置によりフォーカスをずらして露光することに
よって凸状に形成される。このときカラーフィルタ層１
１の材質は上下のアクリル系層に比べ屈折率が高くなる
ように選定する。
【００１１】上記構成のように、各画素単位に分離形成
したマイクロレンズアレイ７と凸状のカラーフィルタ層
１１の２つの層により、図１のように光が垂直に入射し
たときに、従来の図２に示すように遮光部３に入ってい
た光を、マイクロレンズアレイ７に入る光とともに効率
よく段階的に受光部２に集めることができるため、固体
撮像装置の高画素化により受光部２の面積が減少してき
ても、効率よく集光できる。
したマイクロレンズアレイ７と凸状のカラーフィルタ層
１１の２つの層により、図１のように光が垂直に入射し
たときに、従来の図２に示すように遮光部３に入ってい
た光を、マイクロレンズアレイ７に入る光とともに効率
よく段階的に受光部２に集めることができるため、固体
撮像装置の高画素化により受光部２の面積が減少してき
ても、効率よく集光できる。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明のカラー固体撮像装
置によれば、各画素単位に分離形成したカラーフィルタ
層の断面が凸状であり、その上方に平坦化層および集光
用マイクロレンズアレイを備えることにより、受光部面
積の減少に左右されず効率的に感度向上のできる優れた
カラー固体撮像装置を実現できるものである。
置によれば、各画素単位に分離形成したカラーフィルタ
層の断面が凸状であり、その上方に平坦化層および集光
用マイクロレンズアレイを備えることにより、受光部面
積の減少に左右されず効率的に感度向上のできる優れた
カラー固体撮像装置を実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例の固体撮像装置の断面図
【図２】従来の固体撮像装置の断面図
１ 半導体基板 ２ 受光部 ３ 遮光部 ４ 平坦化層 ６ 平坦化層 ７ マイクロレンズアレイ １１ 凸状のカラーフィルタ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 嘉昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内 (72)発明者 木寺 昭人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内 (72)発明者 青木 正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 固体撮像素子の表面に、断面が凸状で各
画素単位に分離形成したカラーフィルタ層を有し、その
上方に平坦化層および集光用マイクロレンズアレイを備
えることを特徴としたカラー固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4206310A JPH0653457A (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | カラー固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4206310A JPH0653457A (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | カラー固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653457A true JPH0653457A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16521188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4206310A Pending JPH0653457A (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | カラー固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653457A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003332547A (ja) * | 2002-05-16 | 2003-11-21 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2006108580A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| CN100459139C (zh) * | 2003-11-28 | 2009-02-04 | 松下电器产业株式会社 | 固体摄像装置和其制造方法 |
| US7659929B2 (en) * | 2004-08-24 | 2010-02-09 | Panasonic Corporation | Solid-state image sensor and method of manufacturing thereof |
-
1992
- 1992-08-03 JP JP4206310A patent/JPH0653457A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003332547A (ja) * | 2002-05-16 | 2003-11-21 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| CN100459139C (zh) * | 2003-11-28 | 2009-02-04 | 松下电器产业株式会社 | 固体摄像装置和其制造方法 |
| US7659929B2 (en) * | 2004-08-24 | 2010-02-09 | Panasonic Corporation | Solid-state image sensor and method of manufacturing thereof |
| JP2006108580A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| US7989752B2 (en) | 2004-10-08 | 2011-08-02 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and solid-state imaging device manufacturing method |
| US8134110B2 (en) | 2004-10-08 | 2012-03-13 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and solid-state imaging device manufacturing method |
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