JPH0661462A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその製造方法Info
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- JPH0661462A JPH0661462A JP4207977A JP20797792A JPH0661462A JP H0661462 A JPH0661462 A JP H0661462A JP 4207977 A JP4207977 A JP 4207977A JP 20797792 A JP20797792 A JP 20797792A JP H0661462 A JPH0661462 A JP H0661462A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビデオカメラ等のレンズの絞り状態に影響さ
れることなく、効果的に感度を向上させることのできる
固体撮像装置を提供する。 【構成】 半導体基板１の上に形成された固体撮像素子
としての受光部２の上に、頂部に平坦部８ａが形成され
ていると共に該頂部に連続する周面に球面部８ｂが形成
された非球状のマイクロレンズが設けられている。入射
角の大きな光が入射した場合、球面部８ｂに入射した光
は集光されて受光部２には達しないが、頂部の平坦部８
ａに入射した光のうちの多くの光が受光部２に達するの
で、光の入射角が大きい場合の固体撮像素子の受光感度
が向上する。
れることなく、効果的に感度を向上させることのできる
固体撮像装置を提供する。 【構成】 半導体基板１の上に形成された固体撮像素子
としての受光部２の上に、頂部に平坦部８ａが形成され
ていると共に該頂部に連続する周面に球面部８ｂが形成
された非球状のマイクロレンズが設けられている。入射
角の大きな光が入射した場合、球面部８ｂに入射した光
は集光されて受光部２には達しないが、頂部の平坦部８
ａに入射した光のうちの多くの光が受光部２に達するの
で、光の入射角が大きい場合の固体撮像素子の受光感度
が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等のレン
ズ絞り開放時の感度を向上させるのに有効なマイクロレ
ンズを備えた固体撮像装置及びその製造方法に関するも
のである。
ズ絞り開放時の感度を向上させるのに有効なマイクロレ
ンズを備えた固体撮像装置及びその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、固体撮像装置の小型化及び高画素
化に伴う受光部面積の減少による固体撮像素子の感度の
低下が問題となっている。そこで、受光部面積の減少に
伴う固体撮像素子の感度の低下を補うため、受光部の上
にマイクロレンズを備えた固体撮像装置が利用されるよ
うになってきた。
化に伴う受光部面積の減少による固体撮像素子の感度の
低下が問題となっている。そこで、受光部面積の減少に
伴う固体撮像素子の感度の低下を補うため、受光部の上
にマイクロレンズを備えた固体撮像装置が利用されるよ
うになってきた。
【０００３】以下、図４〜図６に基づき、従来から知ら
れているマイクロレンズを備えた固体撮像装置について
説明する。
れているマイクロレンズを備えた固体撮像装置について
説明する。
【０００４】図４は従来の固体撮像装置の主要部の断面
図であって、図４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はアクリル系透明膜から
なる平坦化層、５は天然有機系レジストからなり所望の
色に染色されたカラーフィルター層、６はアクリル系透
明膜からなる中間層、７はアクリル系樹脂からなり半球
状に形成された球状マイクロレンズである。
図であって、図４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はアクリル系透明膜から
なる平坦化層、５は天然有機系レジストからなり所望の
色に染色されたカラーフィルター層、６はアクリル系透
明膜からなる中間層、７はアクリル系樹脂からなり半球
状に形成された球状マイクロレンズである。
【０００５】以下、上記のように構成された固体撮像装
置の動作を説明する。
置の動作を説明する。
【０００６】まず、受光部２の上方だけではなく遮光部
３の上方にも入射してくる光が球状マイクロレンズ７を
通って集光された後、中間層６を通る。そして所定の波
長を持った光のみがカラーフィルター層５を通過した
後、平坦化層４を通って受光部２に入射する。受光部２
に入射した光は、その光量に応じて受光部２で信号電荷
に変換される。
３の上方にも入射してくる光が球状マイクロレンズ７を
通って集光された後、中間層６を通る。そして所定の波
長を持った光のみがカラーフィルター層５を通過した
後、平坦化層４を通って受光部２に入射する。受光部２
に入射した光は、その光量に応じて受光部２で信号電荷
に変換される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来のマイクロレンズの構造では、図４或いは図５に
示すように、ビデオカメラのレンズ絞り径が充分に小さ
く、固体撮像装置に入射する光が、垂直光つまり入射角
θが０である場合又は入射角θが所定の入射角未満の斜
光（所定の入射角とは、受光部上に集光させることがで
きる斜光の限界入射角のことである。以下、この所定の
入射角をαとする。）である場合つまりθ＜αの場合に
は、入射光は問題なく受光部２に集光されるが、図６に
示すように、ビデオカメラのレンズ絞りが開放に近づ
き、所定の入射角α以上の角度で入射してくる斜光成分
が増加した場合つまりθ＞αの場合には、受光部２に集
光できない斜光成分が増大するので、固体撮像素子の感
度が十分に向上しないという問題を有していた。
な従来のマイクロレンズの構造では、図４或いは図５に
示すように、ビデオカメラのレンズ絞り径が充分に小さ
く、固体撮像装置に入射する光が、垂直光つまり入射角
θが０である場合又は入射角θが所定の入射角未満の斜
光（所定の入射角とは、受光部上に集光させることがで
きる斜光の限界入射角のことである。以下、この所定の
入射角をαとする。）である場合つまりθ＜αの場合に
は、入射光は問題なく受光部２に集光されるが、図６に
示すように、ビデオカメラのレンズ絞りが開放に近づ
き、所定の入射角α以上の角度で入射してくる斜光成分
が増加した場合つまりθ＞αの場合には、受光部２に集
光できない斜光成分が増大するので、固体撮像素子の感
度が十分に向上しないという問題を有していた。
【０００８】本発明は、上記のような問題を解決するも
のであり、ビデオカメラ等のレンズの絞り状態に影響さ
れることなく、効果的に固体撮像素子の感度を向上させ
ることができる固体撮像装置及びこのような固体撮像装
置の製造方法を提供することを目的とする。
のであり、ビデオカメラ等のレンズの絞り状態に影響さ
れることなく、効果的に固体撮像素子の感度を向上させ
ることができる固体撮像装置及びこのような固体撮像装
置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、カラー固体撮像装置を対象と
し、カラーフィルターの上に設けられるマイクロレンズ
の形状を、頂部が平坦面で該頂部に連続する周面が球面
状に形成された非球状にするものであって、具体的に
は、固体撮像装置を、固体撮像素子の上にカラーフィル
ター層が設けられ、該カラーフィルター層の上に頂部が
平坦面に形成されていると共に該頂部に連続する周面が
球面状に形成された非球状のマイクロレンズが設けられ
ている構成である。
め、請求項１の発明は、カラー固体撮像装置を対象と
し、カラーフィルターの上に設けられるマイクロレンズ
の形状を、頂部が平坦面で該頂部に連続する周面が球面
状に形成された非球状にするものであって、具体的に
は、固体撮像装置を、固体撮像素子の上にカラーフィル
ター層が設けられ、該カラーフィルター層の上に頂部が
平坦面に形成されていると共に該頂部に連続する周面が
球面状に形成された非球状のマイクロレンズが設けられ
ている構成である。
【００１０】請求項２の発明は、白黒固体撮像装置を対
象とし、固体撮像素子の上に設けられるマイクロレンズ
の形状を、頂部が平坦面で該頂部に連続する周面が球面
状に形成された非球状にするものであって、具体的に
は、固体撮像装置を、固体撮像素子の上に頂部が平坦面
に形成されていると共に該頂部に連続する周面が球面状
に形成された非球状のマイクロレンズが設けられている
構成である。
象とし、固体撮像素子の上に設けられるマイクロレンズ
の形状を、頂部が平坦面で該頂部に連続する周面が球面
状に形成された非球状にするものであって、具体的に
は、固体撮像装置を、固体撮像素子の上に頂部が平坦面
に形成されていると共に該頂部に連続する周面が球面状
に形成された非球状のマイクロレンズが設けられている
構成である。
【００１１】請求項３の発明は、請求項１の発明に係る
カラー固体撮像装置を製造する方法であって、固体撮像
素子の上にカラーフィルター層を設ける工程と、上記カ
ラーフィルター層の上に光透過性を有し紫外線が照射さ
れると硬化し且つ熱による可塑及び硬化の制御が可能な
感光性材料を塗布して上面が平坦なポジ型レジストを形
成する工程と、上記ポジ型レジストに対してエッチング
処理を施すことによりドット状のレジストパターンを形
成する工程と、上記ドット状のレジストパターンに紫外
線を照射することにより該ドット状のレジストパターン
の頂部を仮硬化させる工程と、頂部が仮硬化したドット
状のレジストに熱処理を施すことによりその周面を球面
状に形成する工程と、周面が球面状にされたドット状の
レジストパターンに熱処理を施すことにより該ドット状
のレジストパターンを硬化させて上記カラーフィルター
層の上に頂部が平坦面に形成されていると共に該頂部に
連続する周面が球面状に形成された非球状のマイクロレ
ンズを設ける工程とを有する構成とするものである。
カラー固体撮像装置を製造する方法であって、固体撮像
素子の上にカラーフィルター層を設ける工程と、上記カ
ラーフィルター層の上に光透過性を有し紫外線が照射さ
れると硬化し且つ熱による可塑及び硬化の制御が可能な
感光性材料を塗布して上面が平坦なポジ型レジストを形
成する工程と、上記ポジ型レジストに対してエッチング
処理を施すことによりドット状のレジストパターンを形
成する工程と、上記ドット状のレジストパターンに紫外
線を照射することにより該ドット状のレジストパターン
の頂部を仮硬化させる工程と、頂部が仮硬化したドット
状のレジストに熱処理を施すことによりその周面を球面
状に形成する工程と、周面が球面状にされたドット状の
レジストパターンに熱処理を施すことにより該ドット状
のレジストパターンを硬化させて上記カラーフィルター
層の上に頂部が平坦面に形成されていると共に該頂部に
連続する周面が球面状に形成された非球状のマイクロレ
ンズを設ける工程とを有する構成とするものである。
【００１２】請求項４の発明は、請求項２の発明に係る
白黒固体撮像装置を製造する方法であって、固体撮像素
子の上に光透過性を有し紫外線が照射されると硬化し且
つ熱による可塑及び硬化の制御が可能な感光性材料を塗
布して上面が平坦なポジ型レジストを形成する工程と、
上記ポジ型レジストに対してエッチング処理を施すこと
によりドット状のレジストパターンを形成する工程と、
上記ドット状のレジストパターンに紫外線を照射するこ
とにより該ドット状のレジストパターンの頂部を仮硬化
させる工程と、頂部が仮硬化したドット状のレジストに
熱処理を施すことによりその周面を球面状に形成する工
程と、周面が球面状にされたドット状のレジストパター
ンに熱処理を施すことにより該ドット状のレジストパタ
ーンを硬化させて上記固体撮像素子の上に頂部が平坦面
に形成されていると共に該頂部に連続する周面が球面状
に形成された非球状のマイクロレンズを設ける工程とを
有する構成とするものである。
白黒固体撮像装置を製造する方法であって、固体撮像素
子の上に光透過性を有し紫外線が照射されると硬化し且
つ熱による可塑及び硬化の制御が可能な感光性材料を塗
布して上面が平坦なポジ型レジストを形成する工程と、
上記ポジ型レジストに対してエッチング処理を施すこと
によりドット状のレジストパターンを形成する工程と、
上記ドット状のレジストパターンに紫外線を照射するこ
とにより該ドット状のレジストパターンの頂部を仮硬化
させる工程と、頂部が仮硬化したドット状のレジストに
熱処理を施すことによりその周面を球面状に形成する工
程と、周面が球面状にされたドット状のレジストパター
ンに熱処理を施すことにより該ドット状のレジストパタ
ーンを硬化させて上記固体撮像素子の上に頂部が平坦面
に形成されていると共に該頂部に連続する周面が球面状
に形成された非球状のマイクロレンズを設ける工程とを
有する構成とするものである。
【００１３】
【作用】請求項１又は２の発明の構成により、光の入射
角が０であるか又は小さい場合には、非球状のマイクロ
レンズの頂部の平坦面に入射した光は集光されずに非球
状のマイクロレンズを通過するので略全部の光が固体撮
像素子に達し、非球状のマイクロレンズの球面状の周面
に入射した光は非球状のマイクロレンズにより集光され
て大部分の光が固体撮像素子に達する。
角が０であるか又は小さい場合には、非球状のマイクロ
レンズの頂部の平坦面に入射した光は集光されずに非球
状のマイクロレンズを通過するので略全部の光が固体撮
像素子に達し、非球状のマイクロレンズの球面状の周面
に入射した光は非球状のマイクロレンズにより集光され
て大部分の光が固体撮像素子に達する。
【００１４】一方、光の入射角が大きい場合には、非球
状のマイクロレンズの頂部の平坦面に入射した光は集光
されずに非球状のマイクロレンズを通過するので多くの
光が固体撮像素子に達し、非球状のマイクロレンズの球
面状の周面に入射した光は非球状のマイクロレンズによ
り集光されるが従来の球状のマイクロレンズと同様に固
体撮像素子以外の部分に達する。このように光の入射角
が大きい場合には、非球状のマイクロレンズの頂部の平
坦面に入射した光の内の多くの光が固体撮像素子に達す
る。
状のマイクロレンズの頂部の平坦面に入射した光は集光
されずに非球状のマイクロレンズを通過するので多くの
光が固体撮像素子に達し、非球状のマイクロレンズの球
面状の周面に入射した光は非球状のマイクロレンズによ
り集光されるが従来の球状のマイクロレンズと同様に固
体撮像素子以外の部分に達する。このように光の入射角
が大きい場合には、非球状のマイクロレンズの頂部の平
坦面に入射した光の内の多くの光が固体撮像素子に達す
る。
【００１５】請求項３又は４の発明の構成により、固体
撮像素子又はカラーフィルターの上に、紫外線が照射さ
れると硬化し且つ熱による可塑及び硬化の制御が可能な
感光性材料を塗布し、エッチング処理をしてドット状の
レジストパターンを形成した後、該ドット状のレジスト
パターンに紫外線を照射することにより該ドット状のレ
ジストパターンの頂部を仮硬化させておき、頂部が仮硬
化したドット状のレジストに熱処理を施してその周面を
球面状に形成するため、頂部は熱処理を受けても軟化し
ないので平坦状を維持する一方、仮硬化していない周面
は熱処理により球面状になる。
撮像素子又はカラーフィルターの上に、紫外線が照射さ
れると硬化し且つ熱による可塑及び硬化の制御が可能な
感光性材料を塗布し、エッチング処理をしてドット状の
レジストパターンを形成した後、該ドット状のレジスト
パターンに紫外線を照射することにより該ドット状のレ
ジストパターンの頂部を仮硬化させておき、頂部が仮硬
化したドット状のレジストに熱処理を施してその周面を
球面状に形成するため、頂部は熱処理を受けても軟化し
ないので平坦状を維持する一方、仮硬化していない周面
は熱処理により球面状になる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１７】図１は本発明の一実施例に係る固体撮像装
置の主要部分の断面図である。図１においては、符号１
〜６については図４に示す従来例と同一の部材であるの
で、同一の符号を付すことにより、詳細な説明は省略す
る。
置の主要部分の断面図である。図１においては、符号１
〜６については図４に示す従来例と同一の部材であるの
で、同一の符号を付すことにより、詳細な説明は省略す
る。
【００１８】図１において、８は固体撮像素子の受光部
２よりも光入射側に設けられ、光透過率の高い材料で形
成され且つ頂部に平坦な領域である平坦部８ａを有し該
平坦部８ａに連続する周面に球面部８を有する非球状の
マイクロレンズである。
２よりも光入射側に設けられ、光透過率の高い材料で形
成され且つ頂部に平坦な領域である平坦部８ａを有し該
平坦部８ａに連続する周面に球面部８を有する非球状の
マイクロレンズである。
【００１９】以下、以上のように構成された固体撮像装
置の動作の説明をする。
置の動作の説明をする。
【００２０】まず、図１に示すように、光が固体撮像装
置に対して垂直に入射した場合つまり入射角θ＝０の場
合、受光部２の光入射側に設けられた非球状マイクロレ
ンズ８の平坦部８ａに入射した光は、そのまま垂直に非
球状マイクロレンズ８を通過する。一方、非球状マイク
ロレンズ８の平坦部８ａの周辺に形成された球面部８ｂ
に入射した光は、中心方向に集光される。そして、非球
状マイクロレンズ８の平坦部８ａ及び球面部８ｂに入射
した光は中間層６を通った後、所定の波長を持った光の
みがカラーフィルター層５を通過し、その後、平坦化層
４を通過して受光部２に入射する。さらに受光部２に入
射した光は、その光量に応じて信号電荷に変換される。
置に対して垂直に入射した場合つまり入射角θ＝０の場
合、受光部２の光入射側に設けられた非球状マイクロレ
ンズ８の平坦部８ａに入射した光は、そのまま垂直に非
球状マイクロレンズ８を通過する。一方、非球状マイク
ロレンズ８の平坦部８ａの周辺に形成された球面部８ｂ
に入射した光は、中心方向に集光される。そして、非球
状マイクロレンズ８の平坦部８ａ及び球面部８ｂに入射
した光は中間層６を通った後、所定の波長を持った光の
みがカラーフィルター層５を通過し、その後、平坦化層
４を通過して受光部２に入射する。さらに受光部２に入
射した光は、その光量に応じて信号電荷に変換される。
【００２１】次に、光が所定の入射角α未満の入射角θ
を持って入射したときの状態を図２に示す。この場合
は、入射角θが０でないため、入射光は非球状マイクロ
レンズ８の平坦部８ａで屈折した後、中間層６、カラー
フィルター層５及び平坦化層４を通過する。平坦化層４
を通過した入射光の一部はアルミ遮光部３によって遮ら
れるが、平坦化層４を通過した入射光の大部分は受光部
２に入射する。非球状マイクロレンズ８の球面部８ｂに
入射した斜光も、球面部８ｂで屈折した後、中間層６、
カラーフィルター層５及び平坦化層４を通過して、多少
集光点はずれるが受光部２に集光する。
を持って入射したときの状態を図２に示す。この場合
は、入射角θが０でないため、入射光は非球状マイクロ
レンズ８の平坦部８ａで屈折した後、中間層６、カラー
フィルター層５及び平坦化層４を通過する。平坦化層４
を通過した入射光の一部はアルミ遮光部３によって遮ら
れるが、平坦化層４を通過した入射光の大部分は受光部
２に入射する。非球状マイクロレンズ８の球面部８ｂに
入射した斜光も、球面部８ｂで屈折した後、中間層６、
カラーフィルター層５及び平坦化層４を通過して、多少
集光点はずれるが受光部２に集光する。
【００２２】次に、光が所定の入射角α以上の入射角θ
を持って入射したときの状態を図３に示す。図２の場合
と同様に、入射角θが０でないため、入射光は非球状マ
イクロレンズ８の平坦部８ａで屈折した後、中間層６、
カラーフィルター層５及び平坦化層４を通過する。平坦
化層４を通過した入射光の一部はアルミ遮光部３によっ
て遮られるが、平坦化層４を通過した入射光の大部分は
受光部２に入射する。非球状マイクロレンズ８の球面部
８ｂに入射した斜光は、集光点がずれるため、遮光部３
にて遮られる。以上のように、光が所定の入射角α以上
の入射角θを持って入射した場合、若干の集光率の低下
は見られるものの、光が垂直に入射した場合に近い感度
を得ることができる。
を持って入射したときの状態を図３に示す。図２の場合
と同様に、入射角θが０でないため、入射光は非球状マ
イクロレンズ８の平坦部８ａで屈折した後、中間層６、
カラーフィルター層５及び平坦化層４を通過する。平坦
化層４を通過した入射光の一部はアルミ遮光部３によっ
て遮られるが、平坦化層４を通過した入射光の大部分は
受光部２に入射する。非球状マイクロレンズ８の球面部
８ｂに入射した斜光は、集光点がずれるため、遮光部３
にて遮られる。以上のように、光が所定の入射角α以上
の入射角θを持って入射した場合、若干の集光率の低下
は見られるものの、光が垂直に入射した場合に近い感度
を得ることができる。
【００２３】以下、図１に基づき、本発明の一実施例に
係る固体撮像装置の製造方法を説明する。
係る固体撮像装置の製造方法を説明する。
【００２４】まず、半導体基板１の表面における中央部
に固体撮像素子としての受光部２を形成した後、半導体
基板１における受光部２が形成された領域の周辺部の上
にアルミニウムよりなる遮光部３を形成する。その後、
受光部２及び遮光部３の上にアクリル系透明膜よりなり
上面が平坦な平坦化層４を形成した後、該平坦化層４の
上に天然有機系レジストよりなるカラーフィルター層５
を形成する。
に固体撮像素子としての受光部２を形成した後、半導体
基板１における受光部２が形成された領域の周辺部の上
にアルミニウムよりなる遮光部３を形成する。その後、
受光部２及び遮光部３の上にアクリル系透明膜よりなり
上面が平坦な平坦化層４を形成した後、該平坦化層４の
上に天然有機系レジストよりなるカラーフィルター層５
を形成する。
【００２５】次に、カラーフィルター層５の上に平坦化
層４で使用したものと同じアクリル系透明膜を塗布する
ことにより、カラーフィルター層５の上に中間層６を形
成する。尚、中間層６の膜厚は、非球状マイクロレンズ
８の効果を最大限に得るために、受光部２の上面から中
間層６の上面までの距離が７〜８μｍになるように塗布
膜厚を調整する。
層４で使用したものと同じアクリル系透明膜を塗布する
ことにより、カラーフィルター層５の上に中間層６を形
成する。尚、中間層６の膜厚は、非球状マイクロレンズ
８の効果を最大限に得るために、受光部２の上面から中
間層６の上面までの距離が７〜８μｍになるように塗布
膜厚を調整する。
【００２６】次に、光透過率が高く、ｇ線又はｉ線に対
して感光性を持ち、紫外線を照射することにより硬化さ
せることができ、温度により可塑・硬化を制御できるよ
うなポジ型レジスト材を用いて以下に説明するような方
法により、中間層６の上に非球状マイクロレンズ８を形
成する。すなわち、まず、上記のポジ型レジスト材を
１．５〜２．５μｍの膜厚になるように中間層６の上に
全面に亘って塗布する。その後、オーブンによりポジ型
レジスト材をプリベークした後、受光部２の上にドット
状のパターンが残るようにポジ型レジストに対してｇ線
又はｉ線により露光を行ない、有機溶剤にて現像処理を
行なう。その後、ドット状のポジ型レジストに紫外線を
照射することにより、該ドット状のポジ型レジストの表
面を仮硬化させて該ドット状のポジ型レジストの表面を
平坦化し、非球状マイクロレンズ８の平坦部８ａを形成
した後、１５０〜２００℃の温度で熱処理することによ
り、マイクロレンズ８における平坦部８ａに連続する周
面に球面部８ｂを形成する。このような工程により、頂
部に平坦部８ａを有する非球状マイクロレンズ８を形成
することができる。
して感光性を持ち、紫外線を照射することにより硬化さ
せることができ、温度により可塑・硬化を制御できるよ
うなポジ型レジスト材を用いて以下に説明するような方
法により、中間層６の上に非球状マイクロレンズ８を形
成する。すなわち、まず、上記のポジ型レジスト材を
１．５〜２．５μｍの膜厚になるように中間層６の上に
全面に亘って塗布する。その後、オーブンによりポジ型
レジスト材をプリベークした後、受光部２の上にドット
状のパターンが残るようにポジ型レジストに対してｇ線
又はｉ線により露光を行ない、有機溶剤にて現像処理を
行なう。その後、ドット状のポジ型レジストに紫外線を
照射することにより、該ドット状のポジ型レジストの表
面を仮硬化させて該ドット状のポジ型レジストの表面を
平坦化し、非球状マイクロレンズ８の平坦部８ａを形成
した後、１５０〜２００℃の温度で熱処理することによ
り、マイクロレンズ８における平坦部８ａに連続する周
面に球面部８ｂを形成する。このような工程により、頂
部に平坦部８ａを有する非球状マイクロレンズ８を形成
することができる。
【００２７】以上のように本実施例によれば、非球状マ
イクロレンズ８に対する光の入射角にほとんど関係な
く、すなわちビデオカメラのレンズの絞り状態に関係な
く、非球状マイクロレンズ８に入射した光を受光部２に
集光することができる。
イクロレンズ８に対する光の入射角にほとんど関係な
く、すなわちビデオカメラのレンズの絞り状態に関係な
く、非球状マイクロレンズ８に入射した光を受光部２に
集光することができる。
【００２８】また、暗所の監視用カメラなどのように、
光量が少ない場所で絞りを開放にして撮影を行なう場合
には、本実施例のような非球状マイクロレンズ８を用い
ることにより、絞り開放時の感度を向上させることがで
き、非常に有用である。
光量が少ない場所で絞りを開放にして撮影を行なう場合
には、本実施例のような非球状マイクロレンズ８を用い
ることにより、絞り開放時の感度を向上させることがで
き、非常に有用である。
【００２９】また、本実施例では、半導体基板１上に形
成された固体撮像素子としての受光層２の上にカラーフ
ィルター層５を形成するカラー固体撮像装置について説
明したが、本発明は、受光層２の上にカラーフィルター
層５を形成しない白黒固体撮像装置についても同様の効
果がある。
成された固体撮像素子としての受光層２の上にカラーフ
ィルター層５を形成するカラー固体撮像装置について説
明したが、本発明は、受光層２の上にカラーフィルター
層５を形成しない白黒固体撮像装置についても同様の効
果がある。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は２の
発明に係る固体撮像装置によると、マイクロレンズの形
状を、頂部が平坦面に形成されていると共に該頂部に連
続する周面が球面状に形成された非球状にしたため、光
の入射角が０であるか又は小さい場合には、頂部の平坦
面に入射した光は集光されずに略全部が固体撮像素子に
達すると共に球面状の周面に入射した光は集光されて大
部分が固体撮像素子に達し、光の入射角が大きい場合に
は、球面状の周面に入射した光は集光されて固体撮像素
子には達しないが頂部の平坦面に入射した光のうちの多
くの光が固体撮像素子に達するので、光の入射角が大き
い場合の固体撮像装置の受光感度が向上する。
発明に係る固体撮像装置によると、マイクロレンズの形
状を、頂部が平坦面に形成されていると共に該頂部に連
続する周面が球面状に形成された非球状にしたため、光
の入射角が０であるか又は小さい場合には、頂部の平坦
面に入射した光は集光されずに略全部が固体撮像素子に
達すると共に球面状の周面に入射した光は集光されて大
部分が固体撮像素子に達し、光の入射角が大きい場合に
は、球面状の周面に入射した光は集光されて固体撮像素
子には達しないが頂部の平坦面に入射した光のうちの多
くの光が固体撮像素子に達するので、光の入射角が大き
い場合の固体撮像装置の受光感度が向上する。
【００３１】このように、本発明によると、ビデオカメ
ラのレンズ絞りに影響されることなく、固体撮像装置の
感度を効果的に向上させることができる。
ラのレンズ絞りに影響されることなく、固体撮像装置の
感度を効果的に向上させることができる。
【００３２】また、請求項３又は４の発明に係る固体撮
像装置の製造方法によると、固体撮像素子又はカラーフ
ィルター層の上に光透過性を有し紫外線が照射されると
硬化し且つ熱による可塑及び硬化の制御が可能な感光性
材料を塗布して上面が平坦なポジ型レジストを形成した
後、エッチング処理を施してドット状のレジストパター
ンを形成し、その後、ドット状のレジストパターンに紫
外線を照射してその頂部を仮硬化させておいた状態で、
ドット状のレジストに熱処理を施してその周面を球面状
に形成するので、頂部は熱処理を受けても軟化しないの
で平坦状を維持する一方、仮硬化していない周面は熱処
理により球面状になる。従って、固体撮像素子又はカラ
ーフィルター層の上に、頂部が平坦面に形成されている
と共に該頂部に連続する周面が球面状に形成された非球
状のマイクロレンズを簡易且つ確実に設けることができ
る。
像装置の製造方法によると、固体撮像素子又はカラーフ
ィルター層の上に光透過性を有し紫外線が照射されると
硬化し且つ熱による可塑及び硬化の制御が可能な感光性
材料を塗布して上面が平坦なポジ型レジストを形成した
後、エッチング処理を施してドット状のレジストパター
ンを形成し、その後、ドット状のレジストパターンに紫
外線を照射してその頂部を仮硬化させておいた状態で、
ドット状のレジストに熱処理を施してその周面を球面状
に形成するので、頂部は熱処理を受けても軟化しないの
で平坦状を維持する一方、仮硬化していない周面は熱処
理により球面状になる。従って、固体撮像素子又はカラ
ーフィルター層の上に、頂部が平坦面に形成されている
と共に該頂部に連続する周面が球面状に形成された非球
状のマイクロレンズを簡易且つ確実に設けることができ
る。
【図１】本発明の一実施例に係る固体撮像装置の主要部
の断面図である。
の断面図である。
【図２】上記一実施例に係る固体撮像装置に所定の入射
角α未満の入射角で光が入射したときの状態を説明する
図１相当図である。
角α未満の入射角で光が入射したときの状態を説明する
図１相当図である。
【図３】上記一実施例に係る固体撮像装置に所定の入射
角α以上の入射角で光が入射したときの状態を説明する
図１相当図である。
角α以上の入射角で光が入射したときの状態を説明する
図１相当図である。
【図４】従来の固体撮像装置の主要部の断面図である。
【図５】従来の固体撮像装置に所定の入射角α未満の入
射角で光が入射したときの状態を説明する図４相当図で
ある。
射角で光が入射したときの状態を説明する図４相当図で
ある。
【図６】従来の固体撮像装置に所定の入射角α以上の入
射角で光が入射したときの状態を説明する図４相当図で
ある。
射角で光が入射したときの状態を説明する図４相当図で
ある。
１ 半導体基板 ２ 受光部 ３ 遮光部 ４ 平坦化層 ５ カラーフィルター層 ６ 中間層 ７ 球状のマイクロレンズ ８ 非球状のマイクロレンズ ８ａ 平坦部 ８ｂ 球面部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 貢 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 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 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 (72)発明者 冨谷 克巳 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 (4)
- 【請求項１】 固体撮像素子の上にカラーフィルター層
が設けられ、該カラーフィルター層の上に頂部が平坦面
に形成されていると共に該頂部に連続する周面が球面状
に形成された非球状のマイクロレンズが設けられている
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 固体撮像素子の上に頂部が平坦面に形成
されていると共に該頂部に連続する周面が球面状に形成
された非球状のマイクロレンズが設けられていることを
特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】 固体撮像素子の上にカラーフィルター層
を設ける工程と、上記カラーフィルター層の上に光透過
性を有し紫外線が照射されると硬化し且つ熱による可塑
及び硬化の制御が可能な感光性材料を塗布して上面が平
坦なポジ型レジストを形成する工程と、上記ポジ型レジ
ストに対してエッチング処理を施すことによりドット状
のレジストパターンを形成する工程と、上記ドット状の
レジストパターンに紫外線を照射することにより該ドッ
ト状のレジストパターンの頂部を仮硬化させる工程と、
頂部が仮硬化したドット状のレジストに熱処理を施すこ
とによりその周面を球面状に形成する工程と、周面が球
面状にされたドット状のレジストパターンに熱処理を施
すことにより該ドット状のレジストパターンを硬化させ
て上記カラーフィルター層の上に頂部が平坦面に形成さ
れていると共に該頂部に連続する周面が球面状に形成さ
れた非球状のマイクロレンズを設ける工程とを有するこ
とを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項４】 固体撮像素子の上に光透過性を有し紫外
線が照射されると硬化し且つ熱による可塑及び硬化の制
御が可能な感光性材料を塗布して上面が平坦なポジ型レ
ジストを形成する工程と、上記ポジ型レジストに対して
エッチング処理を施すことによりドット状のレジストパ
ターンを形成する工程と、上記ドット状のレジストパタ
ーンに紫外線を照射することにより該ドット状のレジス
トパターンの頂部を仮硬化させる工程と、頂部が仮硬化
したドット状のレジストに熱処理を施すことによりその
周面を球面状に形成する工程と、周面が球面状にされた
ドット状のレジストパターンに熱処理を施すことにより
該ドット状のレジストパターンを硬化させて上記固体撮
像素子の上に頂部が平坦面に形成されていると共に該頂
部に連続する周面が球面状に形成された非球状のマイク
ロレンズを設ける工程とを有することを特徴とする固体
撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207977A JPH0661462A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207977A JPH0661462A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661462A true JPH0661462A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16548641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4207977A Withdrawn JPH0661462A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661462A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7476833B2 (en) | 2004-02-03 | 2009-01-13 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and camera using the same |
| JP2009218341A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Panasonic Corp | 固体撮像装置とその製造方法 |
| JP2011124450A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
| JP2013211413A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| CN109037251A (zh) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 采钰科技股份有限公司 | 固态成像装置及其制造方法 |
| WO2019150534A1 (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 株式会社京都セミコンダクター | 半導体受光素子 |
| JP2019204932A (ja) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1992
- 1992-08-04 JP JP4207977A patent/JPH0661462A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7476833B2 (en) | 2004-02-03 | 2009-01-13 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and camera using the same |
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| US7986019B2 (en) | 2008-03-10 | 2011-07-26 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
| JP2011124450A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
| JP2013211413A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| CN109037251A (zh) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 采钰科技股份有限公司 | 固态成像装置及其制造方法 |
| JP2018207089A (ja) * | 2017-06-08 | 2018-12-27 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 平坦なマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方法 |
| US10192916B2 (en) | 2017-06-08 | 2019-01-29 | Visera Technologies Company Limited | Methods of fabricating solid-state imaging devices having flat microlenses |
| US10804306B2 (en) | 2017-06-08 | 2020-10-13 | Visera Technologies Company Limited | Solid-state imaging devices having flat microlenses |
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| JPWO2019150534A1 (ja) * | 2018-02-01 | 2020-02-06 | 株式会社京都セミコンダクター | 半導体受光素子 |
| JP2019204932A (ja) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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