JPH11340446A - 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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- JPH11340446A JPH11340446A JP10143708A JP14370898A JPH11340446A JP H11340446 A JPH11340446 A JP H11340446A JP 10143708 A JP10143708 A JP 10143708A JP 14370898 A JP14370898 A JP 14370898A JP H11340446 A JPH11340446 A JP H11340446A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロレンズを備えた固体撮像装置におい
て、シェーディングの発生を抑える。 【解決手段】 本発明の固体撮像装置は、半導体基板５
０上の受光面５２に複数の光電変換素子５４が配設さ
れ、光電変換素子５４上にそれぞれマイクロレンズ１０
が設けられたものである。そして、各マイクロレンズ１
０の球面は、受光面５２の中心側の曲率よりも周辺側の
曲率の方が大きくなっている。そのため、受光面５２の
中心から周辺に行くにつれて徐々に斜めになる入射光
を、各マイクロレンズ１０が各光電変換素子５４の中心
方向へそれぞれ大きく屈折させることができる。したが
って、受光面５２の周辺側に位置する光電変換素子５４
における受光量の低下を改善できるので、シェーディン
グの発生を抑制できる。
て、シェーディングの発生を抑える。 【解決手段】 本発明の固体撮像装置は、半導体基板５
０上の受光面５２に複数の光電変換素子５４が配設さ
れ、光電変換素子５４上にそれぞれマイクロレンズ１０
が設けられたものである。そして、各マイクロレンズ１
０の球面は、受光面５２の中心側の曲率よりも周辺側の
曲率の方が大きくなっている。そのため、受光面５２の
中心から周辺に行くにつれて徐々に斜めになる入射光
を、各マイクロレンズ１０が各光電変換素子５４の中心
方向へそれぞれ大きく屈折させることができる。したが
って、受光面５２の周辺側に位置する光電変換素子５４
における受光量の低下を改善できるので、シェーディン
グの発生を抑制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ型、ＭＯＳ
型等の固体撮像装置及びその製造方法に関し、詳しくは
光電変換素子ごとにマイクロレンズを有する固体撮像装
置、及びそのマイクロレンズの製造方法に関する。
型等の固体撮像装置及びその製造方法に関し、詳しくは
光電変換素子ごとにマイクロレンズを有する固体撮像装
置、及びそのマイクロレンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、固体撮像装置では、チップサイズ
の縮小化及び多画素化を実施するために、一画素当たり
の面積の縮小化が図られている。しかし、単純なダウン
サイジングでは、一画素当たりの面積の縮小化に伴い光
電変換素子の受光面積も減少するので、光電変換素子の
感度が低下することになる。この感度を改善すること
が、重要な課題の一つとなっている。
の縮小化及び多画素化を実施するために、一画素当たり
の面積の縮小化が図られている。しかし、単純なダウン
サイジングでは、一画素当たりの面積の縮小化に伴い光
電変換素子の受光面積も減少するので、光電変換素子の
感度が低下することになる。この感度を改善すること
が、重要な課題の一つとなっている。
【０００３】この課題を解決するために、各光電変換素
子上にマイクロレンズを形成して実質的に受光面積を拡
大することにより、光電変換素子の感度を改善する技術
が知られている。このような従来技術は、例えば特公平
４−５５０２８号公報等に開示されている。
子上にマイクロレンズを形成して実質的に受光面積を拡
大することにより、光電変換素子の感度を改善する技術
が知られている。このような従来技術は、例えば特公平
４−５５０２８号公報等に開示されている。
【０００４】図７及び図８は従来の固体撮像装置を示
し、図７は平面図、図８は図７のVIII−VIII線縦断面図
である。以下、これらの図面に基づき説明する。
し、図７は平面図、図８は図７のVIII−VIII線縦断面図
である。以下、これらの図面に基づき説明する。
【０００５】図７において、従来の固体撮像装置は、半
導体基板５０上の受光面５２に複数の光電変換素子５４
が配設され、これらの光電変換素子５４上にそれぞれマ
イクロレンズ５６が設けられたものである。マイクロレ
ンズ５６上に黒点で示されるＭ領域５８とは、マイクロ
レンズ５６の最も高くなる領域のことをいう。Ｍ領域５
８は、受光面５２内のどの位置でも、マイクロレンズ５
６の中心に位置している。
導体基板５０上の受光面５２に複数の光電変換素子５４
が配設され、これらの光電変換素子５４上にそれぞれマ
イクロレンズ５６が設けられたものである。マイクロレ
ンズ５６上に黒点で示されるＭ領域５８とは、マイクロ
レンズ５６の最も高くなる領域のことをいう。Ｍ領域５
８は、受光面５２内のどの位置でも、マイクロレンズ５
６の中心に位置している。
【０００６】また、図８において、半導体基板５０の表
面には光電変換素子５４が形成されている。半導体基板
５０上には、絶縁膜６０、転送電極６２、絶縁膜６４、
遮光膜６６、平坦化層６８、マイクロレンズ５６がこの
順に形成されている。マイクロレンズ５６は、受光面５
２の中心でも左右端でも、同じ構造である。
面には光電変換素子５４が形成されている。半導体基板
５０上には、絶縁膜６０、転送電極６２、絶縁膜６４、
遮光膜６６、平坦化層６８、マイクロレンズ５６がこの
順に形成されている。マイクロレンズ５６は、受光面５
２の中心でも左右端でも、同じ構造である。
【０００７】図示しないカメラレンズにより被写体の画
像が受光面５２に投影される。このとき、マイクロレン
ズ５６が入射光を開口部７０を通過させて光電変換素子
５４に集めることにより、光電変換素子５４の感度を向
上させている。
像が受光面５２に投影される。このとき、マイクロレン
ズ５６が入射光を開口部７０を通過させて光電変換素子
５４に集めることにより、光電変換素子５４の感度を向
上させている。
【０００８】次に、従来の固体撮像装置におけるマイク
ロレンズ５６の製造方法を説明する。
ロレンズ５６の製造方法を説明する。
【０００９】まず、半導体基板５０の受光面５２上に感
光性樹脂（図示せず）を塗布する。続いて、塗布された
感光性樹脂に対して露光及び現像を行うことにより、各
光電変換素子５４上のみに感光性樹脂を残す。続いて、
残された感光性樹脂をその軟化点以上の温度に加熱す
る。このとき、感光性樹脂は、流動化するので、その表
面張力及び粘性により凸レンズ状に変形する。最後に、
変形した感光性樹脂を冷却（自然放置）することによ
り、マイクロレンズ５６を形成する。
光性樹脂（図示せず）を塗布する。続いて、塗布された
感光性樹脂に対して露光及び現像を行うことにより、各
光電変換素子５４上のみに感光性樹脂を残す。続いて、
残された感光性樹脂をその軟化点以上の温度に加熱す
る。このとき、感光性樹脂は、流動化するので、その表
面張力及び粘性により凸レンズ状に変形する。最後に、
変形した感光性樹脂を冷却（自然放置）することによ
り、マイクロレンズ５６を形成する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体撮像装置では次のような問題があった。図９は、従
来の固体撮像装置の問題点を説明するための、図７のVI
II−VIII線縦断面図である。以下、図７及び図９に基づ
き説明する。
固体撮像装置では次のような問題があった。図９は、従
来の固体撮像装置の問題点を説明するための、図７のVI
II−VIII線縦断面図である。以下、図７及び図９に基づ
き説明する。
【００１１】図９において、左端、中心、右端のマイク
ロレンズをそれぞれマイクロレンズ５６Ｌ，５６Ｃ，５
６Ｒ、左端、中心、右端の光電変換素子をそれぞれ光電
変換素子５４Ｌ，５４Ｃ，５４Ｒ、マイクロレンズ５６
Ｌ，５６Ｃ，５６Ｒの入射光をそれぞれ入射光７２Ｌ，
７２Ｃ，７２Ｒとする。
ロレンズをそれぞれマイクロレンズ５６Ｌ，５６Ｃ，５
６Ｒ、左端、中心、右端の光電変換素子をそれぞれ光電
変換素子５４Ｌ，５４Ｃ，５４Ｒ、マイクロレンズ５６
Ｌ，５６Ｃ，５６Ｒの入射光をそれぞれ入射光７２Ｌ，
７２Ｃ，７２Ｒとする。
【００１２】図示しないカメラレンズの光軸と、受光面
５２の中心に位置するマイクロレンズ５６Ｃの光軸とは
一致している。そのため、カメラレンズにより被写体の
画像が受光面５２に投影されとき、マイクロレンズ５６
Ｃの入射光７２Ｃは、受光面５２に対して垂直になる。
一方、受光面５２の左右端に位置するマイクロレンズ５
６Ｌ，５６Ｒの入射光７２Ｌ，７２Ｒは、受光面５２に
対して斜めになる。その結果、マイクロレンズ５６Ｌ，
５６Ｒによる入射光７２Ｌ，７２Ｒの焦点が光電変換素
子５４Ｌ，５４Ｒの中心からずれるため、入射光７２
Ｌ，７２Ｒの一部が遮光膜６６に遮られることになる。
すなわち、光電変換素子５４Ｌ，５４Ｒの受光量は、光
電変換素子５４Ｃの受光量よりもかなり少なくなる。こ
のような受光面５２の周辺において感度が低下する現象
を「シェーディング」という。このような傾向は、カメ
ラレンズの絞りを開けると、より顕著になる。
５２の中心に位置するマイクロレンズ５６Ｃの光軸とは
一致している。そのため、カメラレンズにより被写体の
画像が受光面５２に投影されとき、マイクロレンズ５６
Ｃの入射光７２Ｃは、受光面５２に対して垂直になる。
一方、受光面５２の左右端に位置するマイクロレンズ５
６Ｌ，５６Ｒの入射光７２Ｌ，７２Ｒは、受光面５２に
対して斜めになる。その結果、マイクロレンズ５６Ｌ，
５６Ｒによる入射光７２Ｌ，７２Ｒの焦点が光電変換素
子５４Ｌ，５４Ｒの中心からずれるため、入射光７２
Ｌ，７２Ｒの一部が遮光膜６６に遮られることになる。
すなわち、光電変換素子５４Ｌ，５４Ｒの受光量は、光
電変換素子５４Ｃの受光量よりもかなり少なくなる。こ
のような受光面５２の周辺において感度が低下する現象
を「シェーディング」という。このような傾向は、カメ
ラレンズの絞りを開けると、より顕著になる。
【００１３】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、マイクロレン
ズを備えるとともにシェーディングの起こりにくい固体
撮像装置及びその製造方法を提供することにある。
ズを備えるとともにシェーディングの起こりにくい固体
撮像装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、半導体基板上の受光面に複数の光電変換素子が配
設され、これらの光電変換素子上にそれぞれマイクロレ
ンズが設けられたものである。そして、各マイクロレン
ズの球面は、受光面の中心側の曲率よりも周辺側の曲率
の方が大きくなっている。更に、この周辺側の曲率は、
受光面の中心から遠いマイクロレンズほど大きくなって
いる。曲率は、曲率をκ、角度をτ、弧長をｓすると、
κ＝ｄτ／ｄｓで定義される。すなわち、曲率が大きい
ほど曲率半径が小さく、曲率が小さいほど曲率半径が大
きい。
置は、半導体基板上の受光面に複数の光電変換素子が配
設され、これらの光電変換素子上にそれぞれマイクロレ
ンズが設けられたものである。そして、各マイクロレン
ズの球面は、受光面の中心側の曲率よりも周辺側の曲率
の方が大きくなっている。更に、この周辺側の曲率は、
受光面の中心から遠いマイクロレンズほど大きくなって
いる。曲率は、曲率をκ、角度をτ、弧長をｓすると、
κ＝ｄτ／ｄｓで定義される。すなわち、曲率が大きい
ほど曲率半径が小さく、曲率が小さいほど曲率半径が大
きい。
【００１５】カメラレンズによる入射光は、放射状に拡
がるため、受光面の中心から周辺に行くにつれて受光面
に対して徐々に斜めになる。そのため、各マイクロレン
ズ（受光面の中心に位置するマイクロレンズを除く）に
おける入射光は受光面の中心側に傾き、その傾斜角は受
光面の中心から遠いマイクロレンズほど大きくなってい
る。これに対して、マイクロレンズの球面は、受光面の
中心側の曲率よりも周辺側の曲率の方が大きくなってい
る。したがって、マイクロレンズの周辺側の入射光は、
中心側の入射光よりも大きく屈折して、光電変換素子の
中心方向へ進む。しかも、周辺側の曲率は受光面の中心
から遠いマイクロレンズほど大きくなっているので、入
射光の傾斜の大きいマイクロレンズほど周辺側の入射光
を大きく屈折させる。
がるため、受光面の中心から周辺に行くにつれて受光面
に対して徐々に斜めになる。そのため、各マイクロレン
ズ（受光面の中心に位置するマイクロレンズを除く）に
おける入射光は受光面の中心側に傾き、その傾斜角は受
光面の中心から遠いマイクロレンズほど大きくなってい
る。これに対して、マイクロレンズの球面は、受光面の
中心側の曲率よりも周辺側の曲率の方が大きくなってい
る。したがって、マイクロレンズの周辺側の入射光は、
中心側の入射光よりも大きく屈折して、光電変換素子の
中心方向へ進む。しかも、周辺側の曲率は受光面の中心
から遠いマイクロレンズほど大きくなっているので、入
射光の傾斜の大きいマイクロレンズほど周辺側の入射光
を大きく屈折させる。
【００１６】また、光電変換素子は、直線状に一列に配
設されているものでも、マトリックス状に縦横に配設さ
れているものでもよい。
設されているものでも、マトリックス状に縦横に配設さ
れているものでもよい。
【００１７】本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、
本発明に係る固体撮像装置における前記マイクロレンズ
を製造する方法である。まず、半導体基板の受光面上に
感光性樹脂を塗布する。続いて、塗布された感光性樹脂
に対して露光及び現像を行うことにより、各光電変換素
子上のみに感光性樹脂を残す。続いて、受光面の中心を
通り受光面に垂直な直線を軸として半導体基板を回転さ
せつつ、残された感光性樹脂をその軟化点以上の温度に
加熱することにより、感光性樹脂を変形させる。この場
合、感光性樹脂を加熱しつつ、半導体基板を回転させる
ようにしてもよい。最後に、変形した感光性樹脂を冷却
することにより、マイクロレンズを形成する。
本発明に係る固体撮像装置における前記マイクロレンズ
を製造する方法である。まず、半導体基板の受光面上に
感光性樹脂を塗布する。続いて、塗布された感光性樹脂
に対して露光及び現像を行うことにより、各光電変換素
子上のみに感光性樹脂を残す。続いて、受光面の中心を
通り受光面に垂直な直線を軸として半導体基板を回転さ
せつつ、残された感光性樹脂をその軟化点以上の温度に
加熱することにより、感光性樹脂を変形させる。この場
合、感光性樹脂を加熱しつつ、半導体基板を回転させる
ようにしてもよい。最後に、変形した感光性樹脂を冷却
することにより、マイクロレンズを形成する。
【００１８】半導体基板を回転させつつ感光性樹脂を加
熱する工程において、感光性樹脂は、その表面張力及び
粘性により凸レンズ状になろうとするが、回転で生じた
遠心力により、中心側から周辺側への押圧力を受ける。
その結果、感光性樹脂は、歪みが生じて、受光面の中心
側の曲率よりも周辺側の曲率の方が大きくなる。更に、
この遠心力は受光面の中心から遠い位置ほど大きくなる
ので、感光性樹脂の周辺側の曲率は受光面の中心から遠
いものほど大きくなる。
熱する工程において、感光性樹脂は、その表面張力及び
粘性により凸レンズ状になろうとするが、回転で生じた
遠心力により、中心側から周辺側への押圧力を受ける。
その結果、感光性樹脂は、歪みが生じて、受光面の中心
側の曲率よりも周辺側の曲率の方が大きくなる。更に、
この遠心力は受光面の中心から遠い位置ほど大きくなる
ので、感光性樹脂の周辺側の曲率は受光面の中心から遠
いものほど大きくなる。
【００１９】また、感光性樹脂の代わりに、熱可塑性を
有する材料を用いてもよい。この場合は、半導体基板の
受光面上に当該材料を層状に形成し、この材料の全面に
感光性樹脂を塗布し、この感光性樹脂を用いたフォトリ
ソグラフィ技術により、各光電変換素子上のみに当該材
料を残す。これに続く工程は、前述の説明において感光
性樹脂を当該材料に置き換えたものである。
有する材料を用いてもよい。この場合は、半導体基板の
受光面上に当該材料を層状に形成し、この材料の全面に
感光性樹脂を塗布し、この感光性樹脂を用いたフォトリ
ソグラフィ技術により、各光電変換素子上のみに当該材
料を残す。これに続く工程は、前述の説明において感光
性樹脂を当該材料に置き換えたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明に係る固体
撮像装置の一実施形態を示し、図１は平面図、図２は図
１におけるII−II線縦断面図である。以下、この図面に
基づき説明する。ただし、図７及び図８と同一部分は同
一符号を付すことにより重複説明を省略する。
撮像装置の一実施形態を示し、図１は平面図、図２は図
１におけるII−II線縦断面図である。以下、この図面に
基づき説明する。ただし、図７及び図８と同一部分は同
一符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２１】図１に示すように、本実施形態の固体撮像
装置は、半導体基板５０上の受光面５２に複数の光電変
換素子５４が配設され、光電変換素子５４上にそれぞれ
マイクロレンズ１０が設けられたものである。そして、
各マイクロレンズ１０の球面は、受光面５２の中心側の
曲率よりも周辺側の曲率の方が大きくなっている。更
に、この周辺側の曲率は、受光面の中心１４から遠いマ
イクロレンズ１０ほど大きくなっている。そのため、マ
イクロレンズ１０のＭ領域１２は、従来技術におけるＭ
領域５８よりも周辺側へずれている。そのずれの大きさ
は、受光面の中心１４から遠いマイクロレンズ１０ほど
大きくなっている。
装置は、半導体基板５０上の受光面５２に複数の光電変
換素子５４が配設され、光電変換素子５４上にそれぞれ
マイクロレンズ１０が設けられたものである。そして、
各マイクロレンズ１０の球面は、受光面５２の中心側の
曲率よりも周辺側の曲率の方が大きくなっている。更
に、この周辺側の曲率は、受光面の中心１４から遠いマ
イクロレンズ１０ほど大きくなっている。そのため、マ
イクロレンズ１０のＭ領域１２は、従来技術におけるＭ
領域５８よりも周辺側へずれている。そのずれの大きさ
は、受光面の中心１４から遠いマイクロレンズ１０ほど
大きくなっている。
【００２２】また、図２に示すように、左端のマイクロ
レンズ１０の曲率は、左側（周辺側）が右側（中心側）
よりも大きくなっている。右端のマイクロレンズ１０の
曲率は、右側（周辺側）が左側（中心側）よりも大きく
なっている。一個のマイクロレンズ１０における周辺側
と中心側との曲率の差は、受光面５２の周辺に近いもの
ほど大きい。
レンズ１０の曲率は、左側（周辺側）が右側（中心側）
よりも大きくなっている。右端のマイクロレンズ１０の
曲率は、右側（周辺側）が左側（中心側）よりも大きく
なっている。一個のマイクロレンズ１０における周辺側
と中心側との曲率の差は、受光面５２の周辺に近いもの
ほど大きい。
【００２３】図３は、本実施形態の固体撮像装置の動作
を説明するための、図１におけるII−II線縦断面図であ
る。以下、図１乃至図３に基づき説明する。
を説明するための、図１におけるII−II線縦断面図であ
る。以下、図１乃至図３に基づき説明する。
【００２４】図３において、左端、中心、右端のマイク
ロレンズをそれぞれマイクロレンズ１０Ｌ，１０Ｃ，１
０Ｒ、左端、中心、右端の光電変換素子をそれぞれ光電
変換素子５４Ｌ，５４Ｃ，５４Ｒ、マイクロレンズ１０
Ｌ，１０Ｃ，１０Ｒの入射光をそれぞれ入射光７２Ｌ，
７２Ｃ，７２Ｒとする。
ロレンズをそれぞれマイクロレンズ１０Ｌ，１０Ｃ，１
０Ｒ、左端、中心、右端の光電変換素子をそれぞれ光電
変換素子５４Ｌ，５４Ｃ，５４Ｒ、マイクロレンズ１０
Ｌ，１０Ｃ，１０Ｒの入射光をそれぞれ入射光７２Ｌ，
７２Ｃ，７２Ｒとする。
【００２５】図示しないカメラレンズによる入射光７２
Ｌ，７２Ｃ，７２Ｒは、放射状に拡がるため、受光面５
２の中心１４から周辺に行くにつれて受光面５２に対し
て徐々に斜めになる。そのため、マイクロレンズ１０
Ｌ，１０Ｒにおける入射光７２Ｌ，７２Ｒは受光面５２
の中心側に傾いている。これに対して、マイクロレンズ
１０Ｌ，１０Ｒの球面は、受光面５２の中心側の曲率よ
りも周辺側の曲率の方が大きくなっている。したがっ
て、マイクロレンズ１０Ｌ，１０Ｒの入射光７２Ｌ，７
２Ｒは、中心側よりも周辺側が大きく屈折して、光電変
換素子５４Ｌ，５４Ｒの中心方向へ進む。したがって、
光電変換素子５４Ｌ，５４Ｒの受光量は、光電変換素子
５４Ｃの受光量と等しくなる。
Ｌ，７２Ｃ，７２Ｒは、放射状に拡がるため、受光面５
２の中心１４から周辺に行くにつれて受光面５２に対し
て徐々に斜めになる。そのため、マイクロレンズ１０
Ｌ，１０Ｒにおける入射光７２Ｌ，７２Ｒは受光面５２
の中心側に傾いている。これに対して、マイクロレンズ
１０Ｌ，１０Ｒの球面は、受光面５２の中心側の曲率よ
りも周辺側の曲率の方が大きくなっている。したがっ
て、マイクロレンズ１０Ｌ，１０Ｒの入射光７２Ｌ，７
２Ｒは、中心側よりも周辺側が大きく屈折して、光電変
換素子５４Ｌ，５４Ｒの中心方向へ進む。したがって、
光電変換素子５４Ｌ，５４Ｒの受光量は、光電変換素子
５４Ｃの受光量と等しくなる。
【００２６】図４は本発明に係る固体撮像装置の製造方
法の第一実施形態を示す概略側面図であり、図４〔１〕
〜〔４〕の順に工程が進行する。図５は、図４〔３〕の
工程を示す斜視図である。以下、図４及び図５に基づき
説明する。ただし、図２と同一部分は同一符号を付すこ
とにより重複説明を省略する。
法の第一実施形態を示す概略側面図であり、図４〔１〕
〜〔４〕の順に工程が進行する。図５は、図４〔３〕の
工程を示す斜視図である。以下、図４及び図５に基づき
説明する。ただし、図２と同一部分は同一符号を付すこ
とにより重複説明を省略する。
【００２７】図４では、簡略化のため、図２における平
坦化膜等を省略し、半導体基板５０のみを示す。また、
マイクロレンズ１０も左端、中心、右端の三個のみ示
す。
坦化膜等を省略し、半導体基板５０のみを示す。また、
マイクロレンズ１０も左端、中心、右端の三個のみ示
す。
【００２８】まず、図４〔１〕に示すように、半導体基
板５０の受光面５２上に感光性樹脂１６を塗布する。続
いて、図４〔２〕に示すように、塗布された感光性樹脂
１６に対して露光及び現像を行うことにより、各光電変
換素子（図示せず）上のみに感光性樹脂１６を残す。続
いて、図４〔３〕及び図５に示すように、受光面５２の
中心１４を通り受光面５２に垂直な直線１８を軸として
半導体基板５０を回転させつつ、残された感光性樹脂１
６をその軟化点以上の温度に加熱することにより、感光
性樹脂１６を変形させる。これらの図面では、回転方向
をＲ、熱をＨで示している。半導体基板５０を回転させ
るには、例えばスピンコータのような回転台１８上に半
導体基板５０を固定する。感光性樹脂１６を加熱するに
は、例えば赤外線ランプを用いる。最後に、図４〔４〕
に示すように、変形した感光性樹脂１６を自然放置等に
より冷却することにより、マイクロレンズ１０を形成す
る。
板５０の受光面５２上に感光性樹脂１６を塗布する。続
いて、図４〔２〕に示すように、塗布された感光性樹脂
１６に対して露光及び現像を行うことにより、各光電変
換素子（図示せず）上のみに感光性樹脂１６を残す。続
いて、図４〔３〕及び図５に示すように、受光面５２の
中心１４を通り受光面５２に垂直な直線１８を軸として
半導体基板５０を回転させつつ、残された感光性樹脂１
６をその軟化点以上の温度に加熱することにより、感光
性樹脂１６を変形させる。これらの図面では、回転方向
をＲ、熱をＨで示している。半導体基板５０を回転させ
るには、例えばスピンコータのような回転台１８上に半
導体基板５０を固定する。感光性樹脂１６を加熱するに
は、例えば赤外線ランプを用いる。最後に、図４〔４〕
に示すように、変形した感光性樹脂１６を自然放置等に
より冷却することにより、マイクロレンズ１０を形成す
る。
【００２９】図４〔３〕及び図５に示す工程において、
軟化した感光性樹脂１６は、その表面張力及び粘性によ
り凸レンズ状になろうとするが、回転で生じた遠心力に
より、中心側から周辺側への押圧力を受ける。その結
果、感光性樹脂１６は、歪みが生じて、受光面５２の中
心側の曲率よりも周辺側の曲率の方が大きくなる。更
に、この遠心力は受光面５２の中心１４から遠い位置ほ
ど大きくなるので、感光性樹脂１６の周辺側の曲率は受
光面の中心から遠いものほど大きくなる。また、回転方
向Ｒの回転速度を上げることにより、感光性樹脂１６の
中心側と周辺側との曲率の差をより大きくすることがで
きる。
軟化した感光性樹脂１６は、その表面張力及び粘性によ
り凸レンズ状になろうとするが、回転で生じた遠心力に
より、中心側から周辺側への押圧力を受ける。その結
果、感光性樹脂１６は、歪みが生じて、受光面５２の中
心側の曲率よりも周辺側の曲率の方が大きくなる。更
に、この遠心力は受光面５２の中心１４から遠い位置ほ
ど大きくなるので、感光性樹脂１６の周辺側の曲率は受
光面の中心から遠いものほど大きくなる。また、回転方
向Ｒの回転速度を上げることにより、感光性樹脂１６の
中心側と周辺側との曲率の差をより大きくすることがで
きる。
【００３０】図６は本発明に係る固体撮像装置の製造方
法の第二実施形態を示す概略側面図であり、図６〔１〕
〜〔２〕の順に工程が進行する。以下、この図面に基づ
き説明する。ただし、図４と同一部分は同一符号を付す
ことにより重複説明を省略する。
法の第二実施形態を示す概略側面図であり、図６〔１〕
〜〔２〕の順に工程が進行する。以下、この図面に基づ
き説明する。ただし、図４と同一部分は同一符号を付す
ことにより重複説明を省略する。
【００３１】本実施形態では、第一実施形態での感光性
樹脂の代わりに、熱可塑性を有する材料を用いている。
熱可塑性を有する材料としては、熱可塑性樹脂や低融点
ガラス等が挙げられる。まず、図６〔１〕に示すよう
に、半導体基板５０の受光面５２上に熱可塑性を有する
材料２２を塗布し、材料２２の全面に感光性樹脂２４を
塗布する。続いて、感光性樹脂２４を用いたフォトリソ
グラフィ技術により、各光電変換素子（図示せず）上の
みに材料２２を残す。これに続く工程は、前述の図４
〔３〕，〔４〕において感光性樹脂１６を材料２２に置
き換えたものであるので、説明を省略する。
樹脂の代わりに、熱可塑性を有する材料を用いている。
熱可塑性を有する材料としては、熱可塑性樹脂や低融点
ガラス等が挙げられる。まず、図６〔１〕に示すよう
に、半導体基板５０の受光面５２上に熱可塑性を有する
材料２２を塗布し、材料２２の全面に感光性樹脂２４を
塗布する。続いて、感光性樹脂２４を用いたフォトリソ
グラフィ技術により、各光電変換素子（図示せず）上の
みに材料２２を残す。これに続く工程は、前述の図４
〔３〕，〔４〕において感光性樹脂１６を材料２２に置
き換えたものであるので、説明を省略する。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置によれば、各
マイクロレンズの中心側の曲率よりも周辺側の曲率の方
が大きく、かつ、この周辺側の曲率が受光面の中心から
遠いマイクロレンズほど大きくなっていることにより、
受光面の中心から周辺に行くにつれて徐々に斜めになる
入射光を、各マイクロレンズが各光電変換素子の中心方
向へそれぞれ大きく屈折させることができる。したがっ
て、受光面の周辺側に位置する光電変換素子における受
光量の低下を改善できるので、シェーディングの発生を
抑制できる。
マイクロレンズの中心側の曲率よりも周辺側の曲率の方
が大きく、かつ、この周辺側の曲率が受光面の中心から
遠いマイクロレンズほど大きくなっていることにより、
受光面の中心から周辺に行くにつれて徐々に斜めになる
入射光を、各マイクロレンズが各光電変換素子の中心方
向へそれぞれ大きく屈折させることができる。したがっ
て、受光面の周辺側に位置する光電変換素子における受
光量の低下を改善できるので、シェーディングの発生を
抑制できる。
【００３３】本発明に係る固体撮像装置の製造方法によ
れば、各光電変換素子上の感光性樹脂を加熱して軟化さ
せるとともに回転させて遠心力を加えることにより、各
マイクロレンズの中心側の曲率よりも周辺側の曲率の方
を大きく、かつ、この周辺側の曲率を受光面の中心から
遠いマイクロレンズほど大きくすることができる。した
がって、本発明に係る固体撮像装置を簡単かつ精度よく
製造することができる。また、軟化した感光性樹脂に遠
心力を加える際に回転速度を変えることにより、所望の
遠心力が得られるので、各マイクロレンズの中心側と周
辺側との曲率の差を簡単に所望の値にすることができ
る。更に、感光性樹脂の代わりに熱可塑性を有する材料
を用いることにより、より多くの種類の材料からなるマ
イクロレンズを製造することができる。
れば、各光電変換素子上の感光性樹脂を加熱して軟化さ
せるとともに回転させて遠心力を加えることにより、各
マイクロレンズの中心側の曲率よりも周辺側の曲率の方
を大きく、かつ、この周辺側の曲率を受光面の中心から
遠いマイクロレンズほど大きくすることができる。した
がって、本発明に係る固体撮像装置を簡単かつ精度よく
製造することができる。また、軟化した感光性樹脂に遠
心力を加える際に回転速度を変えることにより、所望の
遠心力が得られるので、各マイクロレンズの中心側と周
辺側との曲率の差を簡単に所望の値にすることができ
る。更に、感光性樹脂の代わりに熱可塑性を有する材料
を用いることにより、より多くの種類の材料からなるマ
イクロレンズを製造することができる。
【図１】本発明に係る固体撮像装置の一実施形態を示す
平面図である。
平面図である。
【図２】図１におけるII−II線縦断面図である。
【図３】図１の固体撮像装置の動作を説明するための、
図１におけるII−II線縦断面図である。
図１におけるII−II線縦断面図である。
【図４】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第一実
施形態を示す概略側面図であり、図４〔１〕〜〔４〕の
順に工程が進行する。
施形態を示す概略側面図であり、図４〔１〕〜〔４〕の
順に工程が進行する。
【図５】図４〔３〕の工程を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第二実
施形態を示す概略側面図であり、図６〔１〕〜〔２〕の
順に工程が進行する。
施形態を示す概略側面図であり、図６〔１〕〜〔２〕の
順に工程が進行する。
【図７】従来の固体撮像装置を示す平面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線縦断面図である。
【図９】従来の固体撮像装置の問題点を説明するため
の、図７のVIII−VIII線縦断面図である。
の、図７のVIII−VIII線縦断面図である。
１０，１０Ｌ，１０Ｃ，１０Ｒ マイクロレンズ １２ Ｍ領域 １４ 受光面の中心 １６，２４ 感光性樹脂 １８ 受光面の中心を通り当該受光面に垂直な直線 ２２ 熱可塑性を有する材料 ５０ 半導体基板 ５２ 受光面 ５４，５４Ｌ，５４Ｃ，５４Ｒ 光電変換素子
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板上の受光面に複数の光電変換
素子が配設され、これらの光電変換素子上にそれぞれマ
イクロレンズが設けられた、固体撮像装置において、 前記各マイクロレンズの球面は、前記受光面の中心側の
曲率よりも周辺側の曲率の方が大きく、 この周辺側の曲率は、前記受光面の中心から遠いマイク
ロレンズほど大きい、 ことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記光電変換素子が直線状に一列に配設
されている、請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記光電変換素子がマトリックス状に縦
横に配設されている、請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の固体撮像装置
における前記マイクロレンズを製造する方法であって、 前記半導体基板の受光面上に感光性樹脂を塗布する工程
と、 塗布された前記感光性樹脂に対して露光及び現像を行う
ことにより、前記各光電変換素子上のみに当該感光性樹
脂を残す工程と、 前記受光面の中心を通り当該受光面に垂直な直線を軸と
して前記半導体基板を回転させつつ、残された前記感光
性樹脂をその軟化点以上の温度に加熱することにより、
当該感光性樹脂を変形させる工程と、 変形した前記感光性樹脂を冷却することにより前記マイ
クロレンズを形成する工程と、 を備えた固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１、２又は３記載の固体撮像装置
における前記マイクロレンズを製造する方法であって、 前記半導体基板の受光面上に感光性樹脂を塗布する工程
と、 塗布された前記感光性樹脂に対して露光及び現像を行う
ことにより、前記各光電変換素子上のみに当該感光性樹
脂を残す工程と、 残された前記感光性樹脂をその軟化点以上の温度に加熱
しつつ、前記受光面の中心を通り当該受光面に垂直な直
線を軸として前記半導体基板を回転させることにより、
加熱された前記感光性樹脂を変形させる工程と、 変形した前記感光性樹脂を冷却することにより前記マイ
クロレンズを形成する工程と、 を備えた固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１、２又は３記載の固体撮像装置
における前記マイクロレンズを製造する方法であって、 前記半導体基板の受光面上に熱可塑性を有する材料を層
状に形成する工程と、前記材料の全面に感光性樹脂を塗
布する工程と、 前記感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィ技術によ
り、前記各光電変換素子上のみに前記材料を残す工程
と、 前記受光面の中心を通り当該受光面に垂直な直線を軸と
して前記半導体基板を回転させつつ、残された前記材料
をその軟化点以上の温度に加熱することにより、当該材
料を変形させる工程と、 変形した前記材料を冷却することにより前記マイクロレ
ンズを形成する工程と、 を備えた固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記半導体基板を回転させる工程におい
て、その回転速度を変えることにより、前記各マイクロ
レンズの前記中心側と前記周辺側との曲率の差を所望の
値にする、請求項４，５又は６記載の固体撮像装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14370898A JP3209180B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14370898A JP3209180B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340446A true JPH11340446A (ja) | 1999-12-10 |
| JP3209180B2 JP3209180B2 (ja) | 2001-09-17 |
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ID=15345134
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14370898A Expired - Fee Related JP3209180B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 固体撮像装置の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3209180B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006049721A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| KR100613194B1 (ko) | 2004-11-10 | 2006-08-21 | 광주과학기술원 | 마이크로렌즈가 집적된 광전소자 제조방법 |
| JP2007035837A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| KR100710208B1 (ko) | 2005-09-22 | 2007-04-20 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| JP2007520743A (ja) * | 2004-01-20 | 2007-07-26 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト・ツァー・フォデラング・デル・アンゲワンテン・フォーシュング・エー．ファウ． | 画像認識システムおよびその利用 |
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| KR100821480B1 (ko) | 2006-12-22 | 2008-04-11 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그의 제조방법 |
| EP2006913A2 (en) * | 2006-04-03 | 2008-12-24 | Toppan Printing Co., Ltd. | Color image sensor and method for fabricating color image sensor |
| JP2009038263A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Sharp Corp | 固体撮像素子および電子情報機器 |
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| US7605857B2 (en) | 2005-02-03 | 2009-10-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of manufacturing microlenses, microlens arrays and image sensors |
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| WO2013080872A1 (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置および電子機器 |
| WO2021106490A1 (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 検出装置及び検出装置の製造方法 |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP14370898A patent/JP3209180B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP2006913A4 (en) * | 2006-04-03 | 2011-05-18 | Toppan Printing Co Ltd | COLOR PICTURE SENSOR AND METHOD FOR PRODUCING A COLOR IMAGE SENSOR |
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| KR100821480B1 (ko) | 2006-12-22 | 2008-04-11 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그의 제조방법 |
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| US11875594B2 (en) | 2019-11-29 | 2024-01-16 | Japan Display Inc. | Detection device and method for manufacturing same |
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| JP3209180B2 (ja) | 2001-09-17 |
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