JPH07203317A - カラー固体撮像装置 - Google Patents
カラー固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH07203317A JPH07203317A JP5336162A JP33616293A JPH07203317A JP H07203317 A JPH07203317 A JP H07203317A JP 5336162 A JP5336162 A JP 5336162A JP 33616293 A JP33616293 A JP 33616293A JP H07203317 A JPH07203317 A JP H07203317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- photodiode
- light
- incident
- curvature
- 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
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半球状のマイクロレンズでは集光できなかっ
たレンズの端部に入射した斜め光を、フォトダイオード
に集光させてＣＣＤの感度向上を図る。 【構成】 半導体基板上にフォトダイオード部１と電荷
転送部２があり、電荷転送部２に光が入射しないように
その上部に遮光膜層３が形成されている。カラーフィル
タ４と平坦化膜６を介して、その上部に角の丸い台形状
のマイクロレンズを搭載している。レンズの上端部の曲
率がレンズ中央部より高い形状にすることで、斜め光が
レンズの端部に入射してもフォトダイオード部１に集光
するため、感度向上することができる。
たレンズの端部に入射した斜め光を、フォトダイオード
に集光させてＣＣＤの感度向上を図る。 【構成】 半導体基板上にフォトダイオード部１と電荷
転送部２があり、電荷転送部２に光が入射しないように
その上部に遮光膜層３が形成されている。カラーフィル
タ４と平坦化膜６を介して、その上部に角の丸い台形状
のマイクロレンズを搭載している。レンズの上端部の曲
率がレンズ中央部より高い形状にすることで、斜め光が
レンズの端部に入射してもフォトダイオード部１に集光
するため、感度向上することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカラー固体撮像装置に関
するものである。
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が進むにつ
れ感度低下が問題となっている。固体撮像装置の感度を
向上させるために、受光部であるフォトダイオード上に
オンチップあるいは貼合わせ技術を用いてマイクロレン
ズを形成し、開口率の向上を図っている。
れ感度低下が問題となっている。固体撮像装置の感度を
向上させるために、受光部であるフォトダイオード上に
オンチップあるいは貼合わせ技術を用いてマイクロレン
ズを形成し、開口率の向上を図っている。
【０００３】図３に従来のカラー固体撮像装置の断面構
造を示す。半導体基板上に光電変換を行うフォトダイオ
ード部１と電荷の転送、蓄積を行う電荷転送部２があ
る。電荷転送部２に光が入射しないように、その上部を
遮光膜層３が覆っている。
造を示す。半導体基板上に光電変換を行うフォトダイオ
ード部１と電荷の転送、蓄積を行う電荷転送部２があ
る。電荷転送部２に光が入射しないように、その上部を
遮光膜層３が覆っている。
【０００４】また、固体撮像素子が色を識別できるよう
に、フォトダイオード部１の上部に平坦化膜６を介し
て、赤、緑、青等の染色層が配列されたカラーフィルタ
４がある。フォトダイオード部１の上部に、固体撮像素
子の開口率を高め、感度向上を図るために平坦化膜６を
介して半球状のマイクロレンズ７を搭載している。
に、フォトダイオード部１の上部に平坦化膜６を介し
て、赤、緑、青等の染色層が配列されたカラーフィルタ
４がある。フォトダイオード部１の上部に、固体撮像素
子の開口率を高め、感度向上を図るために平坦化膜６を
介して半球状のマイクロレンズ７を搭載している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の半球
状のマイクロレンズは熱可塑性樹脂を加熱することによ
って完全に液化してから硬化させるために、レンズの曲
率は一定になっている。
状のマイクロレンズは熱可塑性樹脂を加熱することによ
って完全に液化してから硬化させるために、レンズの曲
率は一定になっている。
【０００６】図４に示すようにレンズ高さがレンズ半径
以下の半球状のマイクロレンズ７の場合、レンズの端部
に平行光が入射したときはフォトダイオード部１に集光
するが、図５が示すようにレンズの端部に斜め光が入射
したときはフォトダイオード部１に集光しきれず、電荷
転送部２や遮光膜層３に光が入ってしまう。このため集
光率が悪く、感度が向上しない。また、光が電荷転送部
２に入り込むと、スミアの要因となるといった問題があ
った。
以下の半球状のマイクロレンズ７の場合、レンズの端部
に平行光が入射したときはフォトダイオード部１に集光
するが、図５が示すようにレンズの端部に斜め光が入射
したときはフォトダイオード部１に集光しきれず、電荷
転送部２や遮光膜層３に光が入ってしまう。このため集
光率が悪く、感度が向上しない。また、光が電荷転送部
２に入り込むと、スミアの要因となるといった問題があ
った。
【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、本発明の固体撮像装置は、フォトダイオードから成
る受光部と、フォトダイオード部の上部に集光作用を有
するマイクロレンズを設けた固体撮像装置で、前記マイ
クロレンズのレンズ上端部の曲率がレンズ中央部の曲率
より高い形状を備えている。
に、本発明の固体撮像装置は、フォトダイオードから成
る受光部と、フォトダイオード部の上部に集光作用を有
するマイクロレンズを設けた固体撮像装置で、前記マイ
クロレンズのレンズ上端部の曲率がレンズ中央部の曲率
より高い形状を備えている。
【０００８】
【作用】マイクロレンズのレンズ上端部の曲率がレンズ
中央部の曲率より高くなっているため、レンズ端部に入
射した斜め光がフォトダイオード部に集光できる。
中央部の曲率より高くなっているため、レンズ端部に入
射した斜め光がフォトダイオード部に集光できる。
【０００９】
【実施例】本発明の固体撮像装置における一実施例につ
いて、図１の断面図を参照しながら説明する。
いて、図１の断面図を参照しながら説明する。
【００１０】図１において、１は半導体基板上に形成さ
れ光電変換を行うフォトダイオード部、２は半導体基板
上に形成され電荷の転送、蓄積を行う電荷転送部、３は
電荷転送部に光が入射するのを防止する遮光膜層、４は
入射光の色を識別するためのカラーフィルタ、５は斜め
光のときの集光を考慮した角の丸い台形状のマイクロレ
ンズ、６は下部の段差を平坦にするための平坦化膜であ
る。
れ光電変換を行うフォトダイオード部、２は半導体基板
上に形成され電荷の転送、蓄積を行う電荷転送部、３は
電荷転送部に光が入射するのを防止する遮光膜層、４は
入射光の色を識別するためのカラーフィルタ、５は斜め
光のときの集光を考慮した角の丸い台形状のマイクロレ
ンズ、６は下部の段差を平坦にするための平坦化膜であ
る。
【００１１】遮光膜層３は電荷転送部２の上部で、電荷
転送部２を覆うようにして形成されている。カラーフィ
ルタ４は赤、緑、青等の染色層でフォトダイオード部１
の上部に規則的に配列している。カラーフィルタ４の上
下を平坦化後、角の丸い台形状のマイクロレンズ５を形
成している。角の丸い台形状にするためには、レンズ材
料である熱可塑性樹脂を加熱するとき、その樹脂の溶解
が開始する温度以上で、完全に溶解する温度以下の温度
で溶解させる。この温度を上下することで、レンズの曲
率を変化させることができる。
転送部２を覆うようにして形成されている。カラーフィ
ルタ４は赤、緑、青等の染色層でフォトダイオード部１
の上部に規則的に配列している。カラーフィルタ４の上
下を平坦化後、角の丸い台形状のマイクロレンズ５を形
成している。角の丸い台形状にするためには、レンズ材
料である熱可塑性樹脂を加熱するとき、その樹脂の溶解
が開始する温度以上で、完全に溶解する温度以下の温度
で溶解させる。この温度を上下することで、レンズの曲
率を変化させることができる。
【００１２】図２に示すように角の丸い台形状のマイク
ロレンズ７にすることで、レンズの中央部では曲率が低
く、レンズの上端部では曲率は高くなり、レンズの端部
に斜め光が入射しても屈折角が大きいためフォトダイオ
ード部１に集光することができる。そのため従来の半球
状のマイクロレンズ５では集光できなかったレンズの端
部の光も、レンズの端部の曲率をレンズの中央部の曲率
より高くすることで集光されて、フォトダイオード部１
に入射するため、感度が向上する。また、電荷転送部２
や遮光膜層３に光が入りにくいため、スミアも低減でき
る。
ロレンズ７にすることで、レンズの中央部では曲率が低
く、レンズの上端部では曲率は高くなり、レンズの端部
に斜め光が入射しても屈折角が大きいためフォトダイオ
ード部１に集光することができる。そのため従来の半球
状のマイクロレンズ５では集光できなかったレンズの端
部の光も、レンズの端部の曲率をレンズの中央部の曲率
より高くすることで集光されて、フォトダイオード部１
に入射するため、感度が向上する。また、電荷転送部２
や遮光膜層３に光が入りにくいため、スミアも低減でき
る。
【００１３】このようにマイクロレンズ７の形状を角の
丸い台形状にすることにより、レンズの端部に入射した
光もフォトダイオード部１上に集光する機能を有したた
め、マイクロレンズ７に対して広角度で入射する光に対
しても感度の劣化は発生しなくなり、カメラもＦ値に依
存しない高感度特性を得ることができる。
丸い台形状にすることにより、レンズの端部に入射した
光もフォトダイオード部１上に集光する機能を有したた
め、マイクロレンズ７に対して広角度で入射する光に対
しても感度の劣化は発生しなくなり、カメラもＦ値に依
存しない高感度特性を得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明はマイクロレンズの形状をレンズ
上端部の曲率がレンズ中央部の曲率より高くすること
で、レンズ端部に入射した斜め光もフォトダイオードに
集光し、カメラのＦ値に依存しない高感度特性を得るこ
とができ、スミアも低減できる優れた固体撮像装置を実
現できるものである。
上端部の曲率がレンズ中央部の曲率より高くすること
で、レンズ端部に入射した斜め光もフォトダイオードに
集光し、カメラのＦ値に依存しない高感度特性を得るこ
とができ、スミアも低減できる優れた固体撮像装置を実
現できるものである。
【図１】本発明の一実施例である固体撮像装置の断面図
【図２】本発明の一実施例での入射光の経路を示す模式
図
図
【図３】従来の技術のカラ−固体撮像装置の断面図
【図４】従来の技術での入射光の経路を示す模式図
【図５】従来の技術での斜め光の経路を示す模式図
１ フォトダイオード部 ２ 電荷転送部 ３ 遮光膜層 ４ カラーフィルタ ５ マイクロレンズ ６ 平坦化膜 ７ マイクロレンズ
Claims (1)
- 【請求項１】 フォトダイオード部の上部に集光作用を
有するマイクロレンズを設け、前記マイクロレンズのレ
ンズ上端部の曲率がレンズ中央部の曲率より高い形状を
備えたことを特徴とするカラー固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5336162A JPH07203317A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | カラー固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5336162A JPH07203317A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | カラー固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07203317A true JPH07203317A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18296320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5336162A Pending JPH07203317A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | カラー固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07203317A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005268356A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子 |
| JP2006245101A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Canon Inc | カラーフィルタを有する撮像装置 |
| KR100638452B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2006-10-24 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 단부가 볼록한 마이크로 렌즈를 구비하는 이미지 센서 및그 제조 방법 |
| US7541630B2 (en) | 2005-12-28 | 2009-06-02 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and method for manufacturing the same |
| KR100907158B1 (ko) * | 2007-10-11 | 2009-07-09 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| US7579639B2 (en) | 2004-12-24 | 2009-08-25 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and method for fabricating the same |
| CN101764142A (zh) * | 2008-12-24 | 2010-06-30 | 东部高科股份有限公司 | 图像传感器及其制造方法 |
| JP2012134261A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Sharp Corp | レンズおよびその製造方法、固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 |
| WO2017130682A1 (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | パナソニック・タワージャズセミコンダクター株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5336162A patent/JPH07203317A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100638452B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2006-10-24 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 단부가 볼록한 마이크로 렌즈를 구비하는 이미지 센서 및그 제조 방법 |
| JP2005268356A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子 |
| US7579639B2 (en) | 2004-12-24 | 2009-08-25 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and method for fabricating the same |
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| US7541630B2 (en) | 2005-12-28 | 2009-06-02 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and method for manufacturing the same |
| KR100907158B1 (ko) * | 2007-10-11 | 2009-07-09 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
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| JP2012134261A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Sharp Corp | レンズおよびその製造方法、固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 |
| WO2017130682A1 (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | パナソニック・タワージャズセミコンダクター株式会社 | 固体撮像装置 |
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