JPH11284162A - Solid-state imaging element - Google Patents

Solid-state imaging element

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JPH11284162A
JPH11284162A JP8424798A JP8424798A JPH11284162A JP H11284162 A JPH11284162 A JP H11284162A JP 8424798 A JP8424798 A JP 8424798A JP 8424798 A JP8424798 A JP 8424798A JP H11284162 A JPH11284162 A JP H11284162A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
solid
state imaging
receiving sensor
microlens
Prior art date
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Application number
JP8424798A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Ota
一生 太田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH11284162A publication Critical patent/JPH11284162A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve light gathering ratio by reducing thickness of a solid-state imaging element. SOLUTION: On a photodetecting sensor part 12, an inter layer film 21 comprising a recessed part at the photodetecting sensor part 12 is provided, and on the inter layer film 21, a plurality of micro lenses 27 wherein, a side facing the photodetecting sensor 12 filling a recessed part 21a of the inter layer film, the curved surface of the recessed part 21a forms a protruding part 27a are provided, while each of the micro lenses is a colored micro lens comprising any color among a plurality of colors.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子、特
にカラー固体撮像素子に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device, particularly to a color solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、固体撮像素子においては、その小
型化や画素の高密度化が進み、これに伴って、受光エリ
アが縮小され、感度低下などの特性の劣化を招いてい
る。感度低下の対策としては、マイクロレンズ、例えば
いわゆるオンチップレンズや、層内レンズを設け、受光
センサ部での集光効率を高めるといったことが提案され
ている。以下、従来における固体撮像素子の構造を説明
する。
2. Description of the Related Art In recent years, in solid-state imaging devices, the miniaturization and the increase in the density of pixels have progressed, and with this, the light receiving area has been reduced, resulting in deterioration in characteristics such as sensitivity reduction. As a countermeasure against the decrease in sensitivity, it has been proposed to provide a microlens, for example, a so-called on-chip lens or an in-layer lens to increase the light-collecting efficiency in the light-receiving sensor unit. Hereinafter, the structure of a conventional solid-state imaging device will be described.

【0003】図6に、従来構造の固体撮像素子100の
要部の概略断面図を示す。図6に示すように、基板10
1上には、光電変換を行う多数の受光センサ部102
が、行および列状に配列形成されている。各共通の列上
の受光センサ部102に対し、電荷転送部104が形成
される。受光センサ部102で光電変換されて得られた
信号電荷は、電荷転送部104に読み出されて、列方向
に転送されるようになされている。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a main part of a solid-state imaging device 100 having a conventional structure. As shown in FIG.
1, a large number of light receiving sensor units 102 for performing photoelectric conversion
Are arranged in rows and columns. A charge transfer unit 104 is formed for the light receiving sensor units 102 on each common column. The signal charges obtained by the photoelectric conversion in the light receiving sensor unit 102 are read out to the charge transfer unit 104 and transferred in the column direction.

【0004】基板101上には、絶縁膜(図示せず)が
積層され、この絶縁膜を介して、電荷転送部104のほ
ぼ直上位置に、転送電極107が形成されている。この
転送電極107上には、転送電極を覆った状態で、高融
点金属よりなる遮光膜109が形成されている。
[0004] An insulating film (not shown) is laminated on the substrate 101, and a transfer electrode 107 is formed almost directly above the charge transfer section 104 via the insulating film. On this transfer electrode 107, a light shielding film 109 made of a high melting point metal is formed so as to cover the transfer electrode.

【0005】この遮光膜109上を覆って、例えばBP
SG(ボロン・リン・シリケートガラス)よりなる層間
膜111が形成されている。この層間膜111には、リ
フロー処理(熱軟化処理)することにより、転送電極1
07間の受光センサ部102上に、凹部111aが形成
される。これら凹部111aは、所要の曲率を有する凹
面に調整される。
[0005] Covering the light shielding film 109, for example, BP
An interlayer film 111 made of SG (boron / phosphor / silicate glass) is formed. The interlayer electrode 111 is subjected to a reflow process (thermal softening process) so that the transfer electrode 1 is formed.
A concave portion 111a is formed on the light receiving sensor portion 102 between the positions 07 and 07. These concave portions 111a are adjusted to concave surfaces having a required curvature.

【0006】層間膜111上には、層間膜の凹部111
aを、例えば、プラズマ窒化シリコン等の層内レンズ材
で埋め込んで、この凹部111aの曲面によって受光セ
ンサ部102に入射光を集光させるために必要な曲率の
凸部を有する層内レンズ114が形成されている。層内
レンズ114の上面は、公知のいわゆるレジストエッチ
バック法、あるいはCMP法(化学機械研磨法)によっ
て平坦化されている。
On the interlayer film 111, a concave portion 111 of the interlayer film is formed.
a is embedded with an in-layer lens material such as plasma silicon nitride, and the in-layer lens 114 having a convex portion having a curvature necessary for condensing incident light on the light receiving sensor unit 102 by the curved surface of the concave portion 111a. Is formed. The upper surface of the inner lens 114 is planarized by a known so-called resist etch-back method or a CMP method (chemical mechanical polishing method).

【0007】平坦化された層内レンズ114の上には、
カラーフィルター層116が形成される。このカラーフ
ィルター層116は、色素が分散された樹脂等により公
知の方法で形成される。
On the planarized inner lens 114,
A color filter layer 116 is formed. The color filter layer 116 is formed by a known method using a resin in which a dye is dispersed.

【0008】カラーフィルター層116上には、凸レン
ズ状のマイクロレンズ117が形成されている。このマ
イクロレンズ117は、入射光を層内レンズ114を介
して受光センサ部112に集光させるためのものであ
る。よって、この凸型のマイクロレンズ117の曲率
は、図6に示す固体撮像素子100における受光センサ
部102からマイクロレンズ117までの距離に応じて
所望の値に選定する。
[0008] On the color filter layer 116, a micro lens 117 having a convex lens shape is formed. The microlenses 117 are for condensing incident light on the light receiving sensor unit 112 via the inner lens 114. Therefore, the curvature of the convex micro lens 117 is selected to a desired value according to the distance from the light receiving sensor unit 102 to the micro lens 117 in the solid-state imaging device 100 shown in FIG.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
おいて示した構造の固体撮像素子100においては、以
下に述べる不都合が生じる。すなわち、図6に示す層内
レンズ114を有する構造の固体撮像素子100におい
ては、層内レンズ114と、カラーフィルター層116
とが、それぞれ設けられるため、受光センサ部102か
らマイクロレンズ117の形成面までの厚さが4〜5μ
m以上程度になり、受光センサ部102からマイクロレ
ンズ117の形成面までの距離が大となる。
However, the solid-state imaging device 100 having the structure shown in FIG. 6 has the following disadvantages. That is, in the solid-state imaging device 100 having the structure having the inner lens 114 shown in FIG.
Are provided, the thickness from the light receiving sensor unit 102 to the surface on which the micro lens 117 is formed is 4 to 5 μm.
m or more, and the distance from the light receiving sensor unit 102 to the surface on which the microlenses 117 are formed becomes large.

【0010】このように、受光センサ部102からマイ
クロレンズ117までの距離が大となると、図7に示す
ように、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のよう
に、マイクロレンズ117に対して斜めに入射する光が
増加した場合、図7中、破線L’で示すように、角度θ
傾いて入射した光がマイクロレンズ117により集光さ
れると、遮光膜109の開口の中心の集光が低下する。
すなわち、F値依存が悪化して、中心平行光に対する感
度は良好だが、絞り開放側での感度低下が顕著となる。
また、集光された光が、遮光膜109の開口端に近づく
ことにより、隣接の受光センサ部102や電荷転送部に
信号電荷を混入させて、いわゆるスミアを発生させる。
As described above, when the distance from the light receiving sensor unit 102 to the microlens 117 becomes large, as shown in FIG. When the light incident obliquely increases, as shown by a broken line L ′ in FIG.
When the light incident at an angle is condensed by the microlenses 117, the condensing at the center of the opening of the light shielding film 109 is reduced.
That is, the F-number dependence is deteriorated, and the sensitivity to the central parallel light is good, but the sensitivity is significantly reduced on the aperture open side.
When the condensed light approaches the opening end of the light-shielding film 109, signal charges are mixed into the adjacent light receiving sensor unit 102 and the charge transfer unit, so that so-called smear is generated.

【0011】本発明は、上記不都合を解消するため、受
光センサ部102からマイクロレンズ117までの距離
を小さく形成した構造の固体撮像素子を提供するもので
ある。
The present invention provides a solid-state imaging device having a structure in which the distance from the light receiving sensor unit 102 to the microlens 117 is reduced to solve the above-mentioned disadvantage.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、基板上に光電変換を行う受光センサ部を有し、受光
センサ部上に、凹部を有する層間膜を有し、層間膜上
に、上面が凸面とされた複数のマイクロレンズを有し、
このマイクロレンズは、層間膜の凹部を埋め込んで、凹
部の曲面により凸部が形成されて成り、マイクロレンズ
の凸部の曲率は、受光センサ部に入射光を集光させるた
めに必要な曲率を有する凸面とされて成り、マイクロレ
ンズの各々が、複数種類の色のうち、いずれかの色を有
する有色マイクロレンズであるものとする。
The solid-state imaging device of the present invention has a light-receiving sensor unit for performing photoelectric conversion on a substrate, an interlayer film having a concave portion on the light-receiving sensor unit, and , Having a plurality of microlenses having a convex upper surface,
This microlens is formed by embedding a concave part of an interlayer film and forming a convex part by a curved surface of the concave part, and a curvature of the convex part of the microlens is a curvature necessary for condensing incident light on a light receiving sensor part. It is assumed that each of the microlenses is a colored microlens having any one of a plurality of colors.

【0013】本発明の固体撮像素子は、従来の固体撮像
素子を構成する層内レンズと、カラーフィルターと、マ
イクロレンズを一体化した有色マイクロレンズを有する
ものである。本発明の固体撮像素子においては、有色マ
イクロレンズが、層内レンズ、カラーフィルター、およ
びマイクロレンズのそれぞれの機能を有する。また、本
発明の固体撮像素子を作製する場合においては、層内レ
ンズと、カラーフィルターと、マイクロレンズが一体化
された有色マイクロレンズを作製するのみで足り、これ
らを個別に作製する必要がなくなる。また、本発明の固
体撮像素子の構造によれば、有色マイクロレンズが、層
内レンズ、カラーフィルター、およびマイクロレンズの
役割を兼ねていることから、これら層内レンズ、カラー
フィルター、およびマイクロレンズを別個に設ける必要
がなくなり、これにより受光センサ部からマイクロレン
ズまでの距離が小さくなる。
The solid-state imaging device of the present invention has a colored microlens in which a lens in a layer constituting a conventional solid-state imaging device, a color filter, and a microlens are integrated. In the solid-state imaging device of the present invention, the colored microlens has the functions of an inner lens, a color filter, and a microlens. In the case of manufacturing the solid-state imaging device of the present invention, it is only necessary to manufacture a colored microlens in which an in-layer lens, a color filter, and a microlens are integrated, and it is not necessary to separately manufacture these. . Further, according to the structure of the solid-state imaging device of the present invention, since the colored microlens also functions as the inner lens, the color filter, and the microlens, the inner lens, the color filter, and the microlens are used. There is no need to provide the microlens separately, so that the distance from the light receiving sensor unit to the microlens is reduced.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の固体撮像素子は、基板上
に光電変換を行う受光センサ部を有し、受光センサ部上
に、受光センサ部に凹部を有する層間膜を有し、層間膜
上に複数のマイクロレンズを有し、マイクロレンズの、
受光センサに対向する側が、層間膜の凹部を埋め込ん
で、凹部の曲面により受光センサ部に入射光を集光させ
るために必要な曲率を有する凸部が形成されて成り、マ
イクロレンズの各々が複数種類の色のうち、いずれかの
色を有する有色マイクロレンズであるものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A solid-state imaging device according to the present invention has a light-receiving sensor unit for performing photoelectric conversion on a substrate, and has an interlayer film having a concave portion in the light-receiving sensor unit on the light-receiving sensor unit. It has a plurality of micro lenses on the top,
The side facing the light receiving sensor is formed by embedding a concave portion of the interlayer film and forming a convex portion having a curvature necessary for condensing incident light on the light receiving sensor portion by the curved surface of the concave portion, and each of the micro lenses has a plurality of It is assumed that the color microlens has any one of the colors.

【0015】以下、本発明の固体撮像素子の一例につい
て図を参照して説明するが、本発明は、以下の例に限定
されるものではない。図1に、本発明の固体撮像素子1
0の一例の要部の概略断面図を示す。図1に示すよう
に、例えば、シリコン基板11上には、光電変換を行う
多数の受光センサ部12が、行および列状に配列形成さ
れている。各共通の列上の受光センサ部12に対し、そ
の一方の側には、電荷転送部14が形成される。受光セ
ンサ部12で光電変換されて得られた信号電荷は、上記
一方の電荷転送部14に読み出されて、列方向の転送さ
れるようになされる。
Hereinafter, an example of the solid-state imaging device of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following example. FIG. 1 shows a solid-state imaging device 1 of the present invention.
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a main part of one example. As shown in FIG. 1, for example, on a silicon substrate 11, a large number of light receiving sensor units 12 for performing photoelectric conversion are arranged and formed in rows and columns. A charge transfer section 14 is formed on one side of the light receiving sensor section 12 on each common column. The signal charges obtained by photoelectric conversion in the light receiving sensor unit 12 are read out by the one charge transfer unit 14 and transferred in the column direction.

【0016】電荷転送部14のほぼ直上位置に、例えば
ポリシリコンからなる転送電極17が形成されており、
さらに転送電極17とは一部が重なり合う状態で他の転
送電極が形成される。
A transfer electrode 17 made of, for example, polysilicon is formed almost immediately above the charge transfer section 14.
Further, another transfer electrode is formed so as to partially overlap the transfer electrode 17.

【0017】この転送電極17上には、転送電極を覆
い、受光センサ部12上に、受光窓12aが穿設された
高融点金属よりなる遮光膜19が形成される。
On this transfer electrode 17, a light-shielding film 19 made of a refractory metal and having a light-receiving window 12a formed thereon is formed on the light-receiving sensor section 12, covering the transfer electrode.

【0018】遮光膜19上を覆って、全面的に例えばB
PSG(ボロン・リン・シリケートガラス)よりなる層
間膜21が形成される。この層間膜21は、リフロー処
理(熱軟化処理)を施すことにより、転送電極17間の
受光センサ部12上に凹部21aが形成される。この凹
部21aは、所要の曲率に調整される。
The light shielding film 19 is covered, and
An interlayer film 21 made of PSG (boron phosphorus silicate glass) is formed. By performing a reflow process (thermal softening process) on the interlayer film 21, a concave portion 21 a is formed on the light receiving sensor unit 12 between the transfer electrodes 17. The concave portion 21a is adjusted to a required curvature.

【0019】層間膜21上には、例えば、プラズマ窒化
シリコン等により、パッシベーション膜22が形成され
る。
On the interlayer film 21, a passivation film 22 is formed of, for example, plasma silicon nitride.

【0020】このパッシベーション膜22上には、マイ
クロレンズ27が形成されている。このマイクロレンズ
27は、受光センサ12に対向する側が、層間膜21の
凹部21aを埋め込んで、この凹部21aの曲面により
凸部27aが形成されて成る。このマイクロレンズ27
の凸部27aは、入射光を受光センサ部12に集光させ
るために必要な曲率を有する凸面とされて成る。また、
マイクロレンズ27の各々が、複数種類の色のうち、い
ずれかの色を有する有色マイクロレンズとされる。
On this passivation film 22, a micro lens 27 is formed. The micro lens 27 has a concave portion 21a of the interlayer film 21 buried on the side facing the light receiving sensor 12, and a convex portion 27a is formed by a curved surface of the concave portion 21a. This micro lens 27
Is formed as a convex surface having a curvature necessary for condensing incident light on the light receiving sensor unit 12. Also,
Each of the microlenses 27 is a colored microlens having any one of a plurality of colors.

【0021】このマイクロレンズ27の表面には、低反
射膜28がコーティングされる。この低反射膜28によ
り、マイクロレンズ27表面での入射光の反射が低減さ
れ、入射光を効率良く素子の中に取り込むことができる
ようになされる。
The surface of the micro lens 27 is coated with a low reflection film 28. The reflection of the incident light on the surface of the microlens 27 is reduced by the low reflection film 28, so that the incident light can be efficiently taken into the element.

【0022】図1に示した本発明の一例の固体撮像素子
は、以下のようにして作製することができる。すなわ
ち、先ず、従来公知の方法により、シリコン基板11上
に、受光センサ部12、電荷転送部14、転送電極17
をそれぞれ形成し、次に、転送電極17を覆って層間絶
縁膜(図示せず)を形成し、その後、例えばタングステ
ン(W)等の高融点金属を被着させて遮光膜19を形成
する。この遮光膜19には、受光センサ部12上に、受
光窓12aを穿設する。
The solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 can be manufactured as follows. That is, first, the light receiving sensor unit 12, the charge transfer unit 14, and the transfer electrode 17 are formed on the silicon substrate 11 by a conventionally known method.
Next, an interlayer insulating film (not shown) is formed so as to cover the transfer electrode 17, and then a light-shielding film 19 is formed by depositing a high melting point metal such as tungsten (W). A light receiving window 12 a is formed in the light shielding film 19 on the light receiving sensor unit 12.

【0023】次に、例えばBPSGを用いて、これを例
えばCVD(Chemical Vapor Depo
sition)法により、遮光膜19を覆って全面的に
層間膜21を形成する。次に、この層間膜21を所定の
条件、例えば700℃〜800℃程度に熱軟化処理(リ
フロー処理)して、層間膜21の凹部21aを形成する
が、この凹部21aの中心は、遮光膜19の開口部にあ
る受光センサ部12の中心と一致するように形成する。
また、この凹部21a上には、最終的に有色のマイクロ
レンズ27が形成されるが、このマイクロレンズは、凹
部21aを埋め込んでこの凹部21aの曲面により凸部
を形成するようにするものであり、このマイクロレンズ
27が、従来の固体撮像素子の層内レンズとしての役割
も兼ねるようにすることから、層間膜21の凹部21a
の曲率は、入射光を受光素子に集光するために必要な曲
率を有するように形成する。
Next, for example, using BPSG, this is converted to, for example, CVD (Chemical Vapor Depo).
An interlayer film 21 is formed on the entire surface so as to cover the light-shielding film 19 by a position (method). Next, the interlayer film 21 is subjected to a thermal softening process (reflow process) at a predetermined condition, for example, about 700 ° C. to 800 ° C. to form a recess 21a of the interlayer film 21. The center of the recess 21a is It is formed so as to coincide with the center of the light receiving sensor unit 12 at the opening 19.
A colored microlens 27 is finally formed on the concave portion 21a. The microlens 27 is such that the concave portion 21a is embedded and a convex portion is formed by the curved surface of the concave portion 21a. Since the micro lens 27 also functions as an intra-layer lens of a conventional solid-state imaging device, the concave portion 21a of the interlayer film 21 is formed.
Is formed so as to have a curvature necessary for condensing incident light on the light receiving element.

【0024】層間膜21上には、例えばSiN膜やSi
ON膜によるパッシベーション膜22を、例えばプラズ
マCVD法により成膜する。このパッシベーション膜2
2は、下層の層間膜21に上層からイオンが混入するこ
とを防止する役割を有する。
On the interlayer film 21, for example, a SiN film or Si
The passivation film 22 of the ON film is formed by, for example, a plasma CVD method. This passivation film 2
Reference numeral 2 has a role of preventing ions from entering the lower interlayer film 21 from the upper layer.

【0025】次に、図2に示すように、例えば、ポリビ
ニルアルコールに合成染料を含有させた材料や、顔料を
分散させた材料により、パッシベーション22上に、例
えばレッド、グリーン、ブルーの三原色のカラーフィル
ター層30を形成する。
Next, as shown in FIG. 2, for example, the three primary colors of red, green, and blue are formed on the passivation 22 by using a material in which a synthetic dye is contained in polyvinyl alcohol or a material in which a pigment is dispersed. The filter layer 30 is formed.

【0026】その後、このカラーフィルター層30上
に、フォトレジストを塗布し、その表面を平坦化させて
フォトレジスト層31を形成する。
Thereafter, a photoresist is applied on the color filter layer 30 and its surface is flattened to form a photoresist layer 31.

【0027】次に、図3に示すように、フォトレジスト
層31を露光し、その後現像処理することにより所要の
パターンに形成する。すなわち、フォトレジスト層31
の内、遮光膜19の開口部分にあるものを残したパター
ンに形成する。
Next, as shown in FIG. 3, the photoresist layer 31 is exposed and then developed to form a required pattern. That is, the photoresist layer 31
Among them, the pattern is formed in such a manner that the one at the opening of the light shielding film 19 is left.

【0028】次に、図4に示すように、フォトレジスト
層31を熱軟化処理(リフロー処理)することにより、
その表面を所要の曲率を有する球面にし、レンズ型形成
層31aを形成する。このため、予めフォトレジスト層
31の材料の融点が、カラーフィルター層30の材料の
融点よりも低い材料を選定するものとし、フォトレジス
ト層31をカラーフィルター層30の材料の融点よりも
低い温度で加熱処理する。溶融したフォトレジスト層3
1は表面張力によりその表面が球状になり、レンズ型形
成層31aを得ることができる。
Next, as shown in FIG. 4, the photoresist layer 31 is subjected to a thermal softening treatment (reflow treatment),
The surface is formed into a spherical surface having a required curvature, and a lens-type forming layer 31a is formed. For this reason, a material in which the melting point of the material of the photoresist layer 31 is lower than the melting point of the material of the color filter layer 30 is selected in advance, and the photoresist layer 31 is formed at a temperature lower than the melting point of the material of the color filter layer 30. Heat treatment. Melted photoresist layer 3
1 has a spherical surface due to surface tension, and the lens-type forming layer 31a can be obtained.

【0029】次に、表面が球状のレンズ型形成層31a
をマスクとして、RIE(Reactive Ion
Etching)等の等方性エッチングを行い、レンズ
型形成層31a、カラーフィルター層30をエッチング
して、図1に示すように、各カラーフィルターを凸レン
ズ状に成形する。そして、この凸レンズ状のカラーフィ
ルターは、最終的に得られる固体撮像素子10における
マイクロレンズ27を構成する。
Next, a lens-type forming layer 31a having a spherical surface is formed.
RIE (Reactive Ion)
Etching is performed to etch the lens type forming layer 31a and the color filter layer 30 to form each color filter into a convex lens shape as shown in FIG. The convex lens-shaped color filters constitute the microlenses 27 in the finally obtained solid-state imaging device 10.

【0030】次に、マイクロレンズ27の表面に、マイ
クロレンズ27表面での入射光の反射を低減することの
できる低反射膜28をコーティングし、最終的に目的と
する固体撮像素子10を作製することができる。
Next, the surface of the microlens 27 is coated with a low-reflection film 28 capable of reducing the reflection of incident light on the surface of the microlens 27, and finally, the intended solid-state imaging device 10 is manufactured. be able to.

【0031】このようにして得られた固体撮像素子10
にあっては、マイクロレンズ27の上部の凸面で集光さ
れ、さらにマイクロレンズ27の下部、すなわち、受光
センサ部12に対向する側の凸部27aで再度集光され
た光が、遮光膜19の開口部内に入射し、受光センサ部
12に至り、ここで光電変換がなされる。
The solid-state imaging device 10 thus obtained is
In this case, the light condensed on the upper convex surface of the microlens 27 and further condensed on the lower portion of the microlens 27, that is, the convex portion 27 a on the side facing the light receiving sensor unit 12, And enters the light receiving sensor unit 12, where photoelectric conversion is performed.

【0032】本発明の固体撮像素子によれば、有色マイ
クロレンズ27が、図6を参照して説明した従来構造の
固体撮像素子100の層内レンズ114とカラーフィル
ター116と、マイクロレンズ117の機能を有する。
According to the solid-state imaging device of the present invention, the colored microlens 27 is a function of the in-layer lens 114, the color filter 116, and the microlens 117 of the conventional solid-state imaging device 100 described with reference to FIG. Having.

【0033】本発明の固体撮像素子は、層内レンズとカ
ラーフィルターと、マイクロレンズをそれぞれ別個に形
成することなく、有色マイクロレンズを形成するのみで
足りるため、受光センサ部から、マイクロレンズの底面
までの距離を小さく形成することができる。また、この
ように受光センサ部から、マイクロレンズまでの距離を
小さく形成したことにより、図5に示すように、カメラ
の撮像レンズの絞りを開いた場合のように、マイクロレ
ンズ27に対して斜めに入射する光が増加しても、図5
中の破線で示すように、マイクロレンズ27により集光
された光は、遮光膜19の開口の中心からずれた場合に
おいても、受光センサ部12へ集光し、従来構造の固体
撮像素子に比べて集光率が向上が図られる。すなわち、
絞り開放側においても感度の低下を低減することができ
る。また、集光されて光が、隣接の受光センサ部12や
電荷転送領域(図示せず)に信号電荷を混入させること
を回避することができるため、いわゆるスミアの発生を
防止することができる。
In the solid-state image pickup device of the present invention, it is sufficient to form only a colored microlens without separately forming an inner lens, a color filter, and a microlens. Can be formed small. In addition, since the distance from the light receiving sensor unit to the microlens is formed small as shown in FIG. 5, as shown in FIG. Fig. 5
As indicated by the broken line in the middle, the light condensed by the microlens 27 is condensed on the light receiving sensor unit 12 even when deviated from the center of the opening of the light-shielding film 19, and compared with the solid-state imaging device having the conventional structure. As a result, the light collection rate is improved. That is,
It is possible to reduce the reduction in sensitivity even on the aperture open side. In addition, since the collected light can avoid mixing signal charges into the adjacent light receiving sensor unit 12 and the charge transfer region (not shown), so-called smear can be prevented.

【0034】上述した実施例においては、カラーフィル
ター層30上に形成したフォトレジスト層31を加熱処
理することによりその表面を球状形状を形成したが、本
発明はこの例に限定されるものではない。すなわち、フ
ォトレジスト層30を溶液によって部分的に溶解し、そ
の表面に球状形状を形成する、いわゆる化学的処理を行
う場合についても同様に適用することができる。
In the embodiment described above, the surface of the photoresist layer 31 formed on the color filter layer 30 is formed into a spherical shape by heat treatment, but the present invention is not limited to this example. . That is, the present invention can be similarly applied to a case where a so-called chemical treatment of forming a spherical shape on the surface by partially dissolving the photoresist layer 30 with a solution is performed.

【0035】また、上述した実施例においては、層間膜
21をBPSGにより形成するものとしたが、本発明は
この例に限定されるものではなく、PSG等、層間膜2
1を熱軟化処理(リフロー処理)することによって、所
要の曲率を有する凹部21aを形成することができる材
料であれば、従来公知の材料を適用することができる。
In the above-described embodiment, the interlayer film 21 is formed by BPSG. However, the present invention is not limited to this example.
A conventionally known material can be applied as long as it is a material that can form the concave portion 21a having a required curvature by subjecting 1 to a heat softening treatment (reflow treatment).

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の固体撮像素子によれば、層内レ
ンズと、カラーフィルターと、マイクロレンズの機能を
有し、これらが一体化された有色マイクロレンズを形成
した構造としたため、受光センサ部からマイクロレンズ
までの距離を小さくすることができた。これにより、カ
メラの撮像レンズの絞りを開いた状態のように、マイク
ロレンズに対して斜めに入射する光が増加した場合にお
いても、マイクロレンズにより集光された光は、遮光膜
の開口の中心からずれることがなく、集光率の低下を効
果的に回避することができた。
According to the solid-state imaging device of the present invention, the light receiving sensor has a structure in which a colored microlens having the functions of an inner lens, a color filter, and a microlens and integrated with each other is formed. The distance from the part to the microlens could be reduced. As a result, even when the light obliquely incident on the microlens increases, such as when the aperture of the imaging lens of the camera is opened, the light collected by the microlens remains at the center of the opening of the light shielding film. There was no deviation, and it was possible to effectively avoid a decrease in the light collection rate.

【0037】また、本発明の固体撮像素子は、層内レン
ズと、カラーフィルターと、マイクロレンズが一体化さ
れた有色マイクロレンズを形成するのみで、これら層内
レンズと、カラーフィルターと、マイクロレンズを別個
に形成しないものとしたため、固体撮像素子の製造工程
を簡略化することができた。
Further, the solid-state image pickup device of the present invention only forms a colored microlens in which an inner lens, a color filter, and a microlens are integrated. Were not separately formed, so that the manufacturing process of the solid-state imaging device could be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の固体撮像素子の概略断面図を示す。FIG. 1 is a schematic sectional view of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明の固体撮像素子の作製工程図を示す。FIG. 2 shows a manufacturing process diagram of the solid-state imaging device of the present invention.

【図3】本発明の固体撮像素子の作製工程図を示す。FIG. 3 shows a manufacturing process diagram of the solid-state imaging device of the present invention.

【図4】本発明の固体撮像素子の作製工程図を示す。FIG. 4 shows a manufacturing process diagram of the solid-state imaging device of the present invention.

【図5】本発明の固体撮像素子によるレンズの入射光の
集光を状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state where light incident on a lens is collected by the solid-state imaging device of the present invention.

【図6】従来の固体撮像素子の概略断面図を示す。FIG. 6 is a schematic sectional view of a conventional solid-state imaging device.

【図7】従来の構造の固体撮像素子における入射光の集
光の状態を示す。
FIG. 7 shows a state of condensing incident light in a solid-state imaging device having a conventional structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,100…固体撮像素子、11,101…基板、1
2,102…受光センサ部、12a…受光窓、14,1
04…電荷転送部、17,107…転送電極、19,1
09…遮光膜、21,111…層間膜、21a,111
a…凹部、22…パッシベーション膜、114…層内レ
ンズ、116…カラーフィルター層、27,117…マ
イクロレンズ、27a…凸部、28…低反射膜、30…
カラーフィルター層、31…フォトレジスト層、31a
…レンズ型形成層
10, 100: solid-state imaging device, 11, 101: substrate, 1
2, 102: light receiving sensor unit, 12a: light receiving window, 14, 1
04 ... Charge transfer part, 17,107 ... Transfer electrode, 19,1
09: light shielding film, 21, 111: interlayer film, 21a, 111
a: concave portion, 22: passivation film, 114: internal lens, 116: color filter layer, 27, 117: micro lens, 27a: convex portion, 28: low reflection film, 30:
Color filter layer, 31 ... photoresist layer, 31a
… Lens type forming layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、光電変換を行う受光センサ部
を有する固体撮像素子であって、 上記受光センサ部上に、凹部を有する層間膜を有し、 上記層間膜上に上面が凸面とされた複数のマイクロレン
ズを有し、 上記マイクロレンズの、受光センサに対向する側が、上
記層間膜の凹部を埋め込んで、該凹部の曲面により、上
記受光センサ部に入射光を集光させるために必要な曲率
を有する凸面とされ、 上記マイクロレンズの各々が複数種類の色のうち、いず
れかの色を有する有色マイクロレンズであることを特徴
とする固体撮像素子。
1. A solid-state imaging device having a light-receiving sensor unit for performing photoelectric conversion on a substrate, comprising an interlayer film having a concave portion on the light-receiving sensor unit, wherein an upper surface has a convex surface on the interlayer film. A plurality of microlenses, the side of the microlens facing the light-receiving sensor embeds a concave portion of the interlayer film, and the curved surface of the concave portion focuses incident light on the light-receiving sensor portion. A solid-state imaging device having a convex surface having a required curvature, wherein each of the microlenses is a colored microlens having any one of a plurality of colors.
【請求項2】 上記マイクロレンズに低反射膜がコーテ
ィングされていることを特徴とする請求項1に記載の固
体撮像素子。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein said microlens is coated with a low reflection film.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332547A (en) * 2002-05-16 2003-11-21 Fuji Film Microdevices Co Ltd Solid-state image pickup element and method of manufacturing the same
JP2005216897A (en) * 2004-01-27 2005-08-11 Toppan Printing Co Ltd Solid state image sensor and its manufacturing method
JP2009063777A (en) * 2007-09-05 2009-03-26 Sharp Corp Colored microlens array and manufacturing method, collar solid imaging element and manufacturing method, color display device and manufacturing method, and electronic information equipment
JP2014021492A (en) * 2012-07-12 2014-02-03 Schott Ag Rod lens and methods for producing the same
US10270413B2 (en) 2013-04-08 2019-04-23 Soitec Advanced thermally compensated surface acoustic wave device and fabrication

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332547A (en) * 2002-05-16 2003-11-21 Fuji Film Microdevices Co Ltd Solid-state image pickup element and method of manufacturing the same
JP2005216897A (en) * 2004-01-27 2005-08-11 Toppan Printing Co Ltd Solid state image sensor and its manufacturing method
JP4582290B2 (en) * 2004-01-27 2010-11-17 凸版印刷株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP2009063777A (en) * 2007-09-05 2009-03-26 Sharp Corp Colored microlens array and manufacturing method, collar solid imaging element and manufacturing method, color display device and manufacturing method, and electronic information equipment
JP4576412B2 (en) * 2007-09-05 2010-11-10 シャープ株式会社 Manufacturing method of colored microlens array, color solid-state imaging device and manufacturing method thereof, manufacturing method of color display device, manufacturing method of electronic information device
US8274031B2 (en) 2007-09-05 2012-09-25 Sharp Kabushiki Kaisha Colored microlens array and manufacturing method for colored microlens array, color solid-state image capturing device and manufacturing method for color solid-state image capturing device, color display apparatus and manufacturing method for color display apparatus, and electronic information device
JP2014021492A (en) * 2012-07-12 2014-02-03 Schott Ag Rod lens and methods for producing the same
US10270413B2 (en) 2013-04-08 2019-04-23 Soitec Advanced thermally compensated surface acoustic wave device and fabrication

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