KR100461268B1 - 광검출기용 렌즈 시스템 - Google Patents
광검출기용 렌즈 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100461268B1 KR100461268B1 KR10-2001-7010302A KR20017010302A KR100461268B1 KR 100461268 B1 KR100461268 B1 KR 100461268B1 KR 20017010302 A KR20017010302 A KR 20017010302A KR 100461268 B1 KR100461268 B1 KR 100461268B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lens
- delete delete
- photodetector
- window
- diffractive lens
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate group Chemical group C(C(=C)C)(=O)[O-] CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012956 1-hydroxycyclohexylphenyl-ketone Substances 0.000 description 1
- QJATYMSFGSZXPG-UHFFFAOYSA-N 3-[ethoxy(dimethoxy)silyl]propyl prop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C=C QJATYMSFGSZXPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- MQDJYUACMFCOFT-UHFFFAOYSA-N bis[2-(1-hydroxycyclohexyl)phenyl]methanone Chemical compound C=1C=CC=C(C(=O)C=2C(=CC=CC=2)C2(O)CCCCC2)C=1C1(O)CCCCC1 MQDJYUACMFCOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- HKJYVRJHDIPMQB-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound CCCO[Ti](OCCC)(OCCC)OCCC HKJYVRJHDIPMQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0037—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
- G02B27/4211—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting chromatic aberrations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
- H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
- H04N1/0311—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using an array of elements to project the scanned image elements onto the photodetectors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
- G02B5/188—Plurality of such optical elements formed in or on a supporting substrate
- G02B5/1885—Arranged as a periodic array
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Lenses (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
감광 디바이스(10)는 굴절 캡쳐 렌즈에 의해 야기된 색수차 및 분산을 오프셋하는 회절렌즈로 이루어진다. 회절렌즈(14)는 광 개시제를 구비한 졸-겔 물질이나, 통상적으로 포토레지스트와 관련되어서 사용되는 저온 기술로 한정될 수 있는 것을 포함한 기타 물질로 이루어질 수 있다.
Description
이미징 디바이스는 예를들어, 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 기술을 사용해서 제조될 수 있다. CMOS기술을 사용해서 제조된 이미징 디바이스는 능동 픽셀센서(APS) 및 수동 픽셀 센서(PPS)를 포함한다. 대안적으로 전하 결합 디바이스(CCD)기술을 사용할 수 있다. 이들 디바이스 모두 초소형으로 제작될 수 있다.
초소형 이미징 어레이는 필 팩터(fill factor)문제를 안고 있다. 필 팩터란 임의의 주어진 픽셀에 입사하는 전체 광의 양을 나타내는 비율이다. 이상적으로, 각각의 광검출기에 입사는 광의 양은 신호 대 잡음비를 가능한한 높이도록 설계된다. 소형 광검출기의 필 팩터를 향상시키기 위해서, 마이크로렌즈가 광검출기 위에 놓여진다. 마이크로렌즈는 들어오는 입사광의 초점을 광검출기상의 하나의 픽셀에 맞추어서, 광검출기의 필팩터를 향상시킨다.
이미징 디바이스에 사용되는 종래의 렌즈 시스템은 고가인 양품의 굴절렌즈를 채용한다. 높은 개구수를 갖는 이들 렌즈는 색수차 및 보정을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 분산 및 색수차는 다른 색(즉, 다른 파장의 광)을 다르게 하는 초점 이동을 초래한다. 분산은 측정되어서 Abbe 또는 V수로 표현될 수 있다. 고가의 굴절 렌즈에서의 온도 및 파장에 기인한 초점 길이의 변화는 성능을 저하시킬 수 있다.
따라서, 개선된 특성을 가진 렌즈 시스템을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명은 예를들어 카메라 및 스캐너를 포함한 디지털 이미징 디바이스에 사용될 수 있는 렌즈 및 광검출기에 관한 것이다.
광검출기는 디지털 이미징 디바이스내의 광을 검출하기 위해 사용된다. 많은 수의 광검출기가 주어진 픽셀에서의 광감도값을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 이들 광감도값은 디지털화되어서 각각의 이미지의 디지털 그림을 형성하기 위해 사용된다. 이런 이미징 디바이스는 디지털 카메라, 스캐너 및 기타 디바이스에 사용된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광검출기를 수직으로 자른 확대 단면도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예의 확대 분해 단면도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예의 확대 수직 단면도,
도 4는 도 1에 도시된 회절 렌즈의 상면도,
도 5는 도 1에 도시된 디바이스를 제조하는 한 방법에 사용되는 UV과 노출 단계를 도시하는 도면,
도 6은 도 5에 도시된 UV광 노출 단계의 결과를 도시한 도면,
도 7은 도 6에 도시한 구조를 실시한 구조를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 집적회로 패키지용 패키지의 확대 단면도.
일 실시예에서 따라서, 광검출기는 회절 렌즈 소자를 포함한다. 감광 디바이스가 렌즈 소자를 통해서 수광하도록 배열된다. 굴절 렌즈는 회절 렌즈 소자와 일렬로 배치된다.
도 1에 도시된 일체화된 감광 디바이스(10)는 입력 광 신호를 광검출기에 입사된 광의 감도에 관한 정보를 실은 아날로그 신호로 변환하는 광검출기(12)를 포함한다. 복수의 픽셀을 포함하는 광검출기로부터의 신호는 노출된 이미지의 디지털 재생을 위해 디지털화될 수 있다. 디지털 표현은 디지털 카메라, 스캐너 및 기타 이미징 디바이스에 사용되어서 노출된 장면의 표시를 재생한다.
회절 렌즈(14)는 광검출기(12) 어레이의 상부에 중심이 맞춰진다. 렌즈 소자(14a, 14b)는 광을 회절시켜서 더 많은 광이 노출된, 하부에 놓인 광검출기(12)에 비쳐지게 한다. 게다가, 렌즈(14)는 회절 캡쳐 또는 테이킹 렌즈(11)에 의해 야기된 포지티브 분산 및 색수차를 없애거나 보정할 수 있다. 회절 렌즈(14)는 굴절 렌즈상의 높은 개구수의 절박한 필요성을 제거하는 것을 돕는다.
광검출기(12)는 실질적으로 광 투과 창을 포함하고 있는 패키지(18)에 수용될 수 있다. 굴절 렌즈(11)에 의해 굴절된 광은 광검출기(12)에 도달하기 전에 렌즈(14)에 의해 회절된다. 예를들어, 렌즈(14)는 창(16)에 고정될 수 있거나, 창(16)의 일부로서 제조될 수 있다.
도 4를 참조하여, 렌즈(14)는 상부에서 보았을 때, 대칭인 반원형상이 될 수 있고, 전체적으로는 피라미드 구조를 갖는다. 렌즈(14)는 도 1에 도시된 바와 같이, 측면에서 보았을 때, 계단형의 구조를 만들 수 있는 복수의 계단의 형태가 될 수 있다. 비록 도 1에는 네 개의 계단이 도시되어 있지만, 계단의 수는 실질적으로 상당히 다양하고, 이는 각각의 감광 어레이의 설계에 따른다.
렌즈(14)의 역할은 입사광을 받아서 회절시킴으로써 추가 광의 초점이 광검출기에 맞춰질 수 있도록 모으는 것이다. 이는 광검출기(12)의 유효 필 팩터를 개선해서 어레이(12)내의 광 픽셀내의 광 수집 효율을 개선하는 것이다.
회절 마이크로 렌즈(40)의 어레이는 예를들어, 창(16)의 반대측에 형성될 수 있어서, 광검출기(12)를 이루는 각각의 픽셀에 광의 초점이 맞춰지게 한다. 마이크로 렌즈(40)는 렌즈(14)를 제조하기 위해 사용되는 기술과 같은 기술을 사용해서 제조될 수 있다. 창(16) 및 광검출기(12)상의 정렬 마크는 마이크로 렌즈(40)을 광검출기(12)의 픽셀과 정렬시키기 위해 사용될 수 있다. 기타 광정렬 기술이 사용될 수도 있다.
상기 시스템(10)의 초점 길이는 하기의 식을 사용해서 결정될 수 있다.
1/Feff=1/FR+1/FD-D/FRFD
여기서,
FR은 굴절 렌즈(11)의 초점 길이이고,
FD는 회절 렌즈(14)의 초점 길이이고,
D는 이들 렌즈 사이의 거리이다.
컴포지트 시스템의 F-수는 간단하게 유효 초점 길이(Feff)를 렌즈의 직경으로 나눈 것이다.
도 2를 참조하면, 회절 렌즈(14)는 캐리어(46)상에 설치될 수 있다. 캐리어(46)는 창(16)내의 노치(44)와 결합되는 정렬 핀(42)을 포함할 수 있다. 이런 방식으로, 회절 렌즈(14)는 창(16)과 정확하게 정렬될 수 있고, 이로써 광검출기(12)와 정렬될 수 있다. 창 및 캐리어(46)상에 정렬 마크를 사용하는 것을 포함한 다른 정렬 시스템도 사용될 수 있다.
회절 렌즈(14)는 굴절 렌즈(11)의 일부의 위에 또는 일부로서 형성될 수 있거나, 창(16)과 관련된 것이 아닌 다른 구조가 될 수도 있다. 일반적으로, 렌즈(11, 14)는, 제공된다면, 서로 또한 마이크로렌즈와 일렬로 배열된다.
도 3을 참조하면, 또 다른 실시예에서, 회절 렌즈(14)는 광검출기(12)상에 형성될 수 있다. 이 경우에, 굴절 렌즈(11)는 패키지의 외측에 형성될 수 있고, 패키지 창(도시생략)은 렌즈(11)와 회절렌즈(14)의 사이에 위치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 회절 렌즈(14)가 순차로 컬러 필터 어레이(CFA:50)위에 위치된 마이크로렌즈(40)위에 장착될 수 있다.
렌즈(14:및 마이크로 렌즈(40))를 성형하는 하나의 유리한 물질은 졸-겔 하이브리드 글라스이다. 본 발명에 사용하기에 유익한 졸-겔 하이브이드 글라스는 저온 제조 공정을 사용해서 제조될 수 있다. 따라서, 글라스는 포토레지스트 제조와 관련되어서 사용되는 기술과 비교되는 기술을 사용해서 성형되고 형성될 수 있다.즉, UV광은 졸-겔 물질의 일부를 노출시키고 현상해서, 잔여 부분을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 졸-겔은 렌즈를 제조하기 위해 사용되는 종래의 물질에 비해서, 유리한 투과성을 나타낸다.
졸-겔 글라스는 예를들어, 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 및/또는 테트라메틸오르토실리케이트(TMOS)의 가수분해에 의해 성형된다. 가수분해후에, 이들 물질은 옥소화 또는 산소화 및 중합하기 쉽다. 만약 광개시제가 복합체에 포함된다면, 물질은 종래의 포토레지스트 패터닝 기술을 사용해서 성형될 수 있다.
일 실시예에 따라, 졸-겔 하이브리드 글라스는 수분의 존재하에 메타크릴레이트기 치환 실란의 가수분해 축중합에 의해 제조될 수 있다. 겔 가수분해가 발생함으로써, 메틸아크릴옥시프로필 트리메톡시실란 또는 글리시톡시프로필트리메틸실란 전구체 물질이 희석된 산성 또는 염기성 수용액과, 예를들어 몰비 1:2로 각각 수 시간동안 반응하게 한다.
스핀 코팅하기 전에, 적당한 양의 1-히드록시시클록헥실 페닐 케톤이 광 개시제로서 첨가되어서, 불포화 글라스 하이브리드 중합체의 중합을 개시시킨다.
일 실시예에서, 겔은, 응집된 중합체 입자를 제거해서 양질의 표면을 가진 필름을 제조하기 위해 0.1 밀리미터 필터로 필터링된다. 이후에 필름은 창(16)의 상부에 놓여지거나 다른 기판에 놓여져서, 예를들어, 일실시예에서, 60℃에서 15분 동안 사전-소성될 수 있다. 결과적인 필름의 두께는 스피닝 속도 및 메탄올, 에탄올 또는 크실렌과 같은 용제의 사용을 바꿈으로써 조정가능하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 스핀 코팅된 필름은 포토마스크의개구부를 통해서 수은 UV 램프 또는 기타광원에, 예를들어 1 내지 30분 동안 노출될 수 있다. 상세하게는 UV 마스크(24)는 창(16)위에 놓인 하이브리드 졸-겔(26) 위에 놓여져서, 도 6의 라인(30)으로 도시되어 있는 바와 같이 차이가 있는(graded) 노출 패턴을 졸-겔(26)에 생성한다. 패턴화된 구조(28)는 이소프로판올과 같은 현상액으로 현상되고, 졸-겔중에서 노출되지 않은 부분이 제거되어서, 도 7에 도시된 바와 같이 계단(32)을 형성한다. 일 실시예에서, 이 제거 단계에서, 필름은 예를들어, 100℃ 내지 200℃에서 10 내지 60분 혹은 그보다 적은 시간 동안 사후소성되어서 필름을 경화시킬 수 있다.
졸-겔(26)은 상이한 광학 특성을 지닌 복수의 별개의 레이어로 형성될 수 있다. 각각의 레이어 또는 레이어의 조합은 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 계단(32)을 형성한다.
특정 물질의 성질이 요구된다면, 티타늄, 실리콘 또는 지르코늄, 또는 이들 물질의 미리 가수분해된 알콕시드가 메타크릴레이트기 치환 실란의 용제에 첨가될 수 있다. 예를들어, 티타늄(Ⅳ)-프로폭시드 및 지르코늄(Ⅳ)-프로폭시드가 사용될 수 있다. 지르코늄 프로폭시드의 침전을 방지하기 위해 메타크릴산이 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 렌즈의 형상을 생성하기 위해서, 그레이 스케일의 마스크가 사용될 수 있다. Suleski,T.J. 및 Oshea,D.C.의 1995,"Gray Scale Mask For Diffractive Optics Fabrication" Appl. Optics 34, 7507을 참조하라. 석영 또는 글라스가 될 수 있는 종래의 마스크 물질은 크롬으로 코팅되는 것이 일반적이다.이런 방식으로, 졸-겔은 200℃이하의 온도에서 침전되어서 패터닝될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 창(16)은 집적 회로 이미징 다이(38)를 포함한 패키지(20)내에 형성될 수 있다. 렌즈(14)는 패키지 창(16)의 외측에 형성될 수 있다. 광검출기(12)는 다이(38)상에 형성된다:그러나, 어떤 실시예에서, 다이는 일예로 마이크로프로세서와 같은 다른 소자도 포함할 수 있다. 패키지(20)는 굴절 캡쳐 및 테이킹 렌즈(도 8에는 도시되어 있지 않음)와 광 정렬되도록 창(16)내에 위치된다.
대안적으로, 광학적으로 투명하고, 안정적인 포지티브 포토레지스트가 반도체 제조 공정중에서, 종래에 포토레지스트와 함께 사용된 처리를 사용해서 저온 렌즈(14)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를들어, Sunnyvale, California에 위치한 JSR Microelectronics, Inc.,에 의해 제조된 MFR-324가 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 제한된 수의 실시예를 가지고 설명되었지만, 다수의 변경물 및 변형물이 있을 수 있슴을 이해할 것이다. 첨부된 청구범위는 본 발명의 사상과 범위내에 있는 이런 변경 및 변화를 커버하도록 의도되었다.
Claims (20)
- 광검출기에 있어서,패키지된 감광 디바이스;상기 패키지된 상기 감광 디바이스상에 배열되고, 광 개시제를 포함하는 졸-겔 물질로 형성되고, 하나 하나 포개진 복수의 표면을 포함하는 계단 형상을 가지는 회절 렌즈; 및상기 패키지된 감광 디바이스 위에 형성된 창을 포함하고 있으며, 상기 회절 렌즈는 상기 창위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광검출기.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 광검출기용 렌즈 시스템을 제공하는 방법에 있어서,졸-겔 물질로 복수의 포개진 층을 형성하는 단계;상기 복수의 층의 일부를 점진적으로 제거하는 것에 의해 상기 포개진 층에서 계단 형상을 형성하는 단계; 및상기 졸-겔 층으로부터 회절 렌즈를 형성하고 광검출기위에 배치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광검출기용 렌즈 시스템을 제공하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 포토레지스트를 이용하여 상기 회절렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광검출기용 렌즈 시스템을 제공하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 광검출기를 패키지하고, 상기 패키지내에 창을 형성하고, 상기 창위에 상기 회절렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광검출기용 렌즈 시스템을 제공하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/250,910 | 1999-02-16 | ||
| US09/250,910 US6150653A (en) | 1998-11-25 | 1999-02-16 | Lens system for photodetectors |
| PCT/US2000/000859 WO2000049449A1 (en) | 1999-02-16 | 2000-01-12 | Lens system for photodetectors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010102126A KR20010102126A (ko) | 2001-11-15 |
| KR100461268B1 true KR100461268B1 (ko) | 2004-12-10 |
Family
ID=22949667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-7010302A KR100461268B1 (ko) | 1999-02-16 | 2000-01-12 | 광검출기용 렌즈 시스템 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6150653A (ko) |
| EP (1) | EP1157300B1 (ko) |
| JP (1) | JP2002542606A (ko) |
| KR (1) | KR100461268B1 (ko) |
| AT (1) | ATE274714T1 (ko) |
| AU (1) | AU2505600A (ko) |
| DE (1) | DE60013259T2 (ko) |
| TW (1) | TW460708B (ko) |
| WO (1) | WO2000049449A1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100616585B1 (ko) | 2003-05-19 | 2006-08-28 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 광학소자 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6665014B1 (en) * | 1998-11-25 | 2003-12-16 | Intel Corporation | Microlens and photodetector |
| US7129982B1 (en) * | 1999-12-30 | 2006-10-31 | Intel Corporation | Color image sensor with integrated binary optical elements |
| WO2001091193A2 (en) | 2000-05-23 | 2001-11-29 | Atmel Corporation | Integrated ic chip package for electronic image sensor die |
| US6987258B2 (en) * | 2001-12-19 | 2006-01-17 | Intel Corporation | Integrated circuit-based compound eye image sensor using a light pipe bundle |
| US7023622B2 (en) * | 2002-08-06 | 2006-04-04 | Dmetrix, Inc. | Miniature microscope objective lens |
| US7113651B2 (en) * | 2002-11-20 | 2006-09-26 | Dmetrix, Inc. | Multi-spectral miniature microscope array |
| KR20160028196A (ko) * | 2014-09-03 | 2016-03-11 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 위상차 검출 픽셀을 구비한 이미지 센서 |
| CN109148637B (zh) * | 2018-09-20 | 2020-10-02 | 南京邮电大学 | 具有阶梯光栅结构的单光子雪崩二极管探测器及制作方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5796514A (en) * | 1996-03-04 | 1998-08-18 | Raytheon Ti Systems, Inc. | Infrared zoom lens assembly having a variable F/number |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8303932A (nl) * | 1982-11-17 | 1984-06-18 | Pioneer Electronic Corp | Opneeminrichting voor optische plaat. |
| JPS60191202A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フレネルレンズの製造方法 |
| JPS63239402A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学装置 |
| JPH0290685A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-03-30 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
| US5148314A (en) * | 1991-06-06 | 1992-09-15 | Chen Chungte W | Optical systems employing refractive and diffractive optical elements to correct for chromatic aberration |
| WO1993021120A1 (en) * | 1992-04-13 | 1993-10-28 | Geltech, Inc. | Glass and ceramic components having microscopic features |
| DE4323971C2 (de) * | 1992-07-16 | 2002-11-07 | Asahi Optical Co Ltd | Schreib-/Lesegerät für eine optische Speicherplatte |
| US5340978A (en) * | 1992-09-30 | 1994-08-23 | Lsi Logic Corporation | Image-sensing display panels with LCD display panel and photosensitive element array |
| US5486951A (en) * | 1993-12-16 | 1996-01-23 | Eastman Kodak Company | Gradial zone lens and method of fabrication |
| JPH07306306A (ja) * | 1994-05-13 | 1995-11-21 | Mitsubishi Materials Corp | フレネルレンズ及びその製造方法 |
| US5623473A (en) * | 1994-06-30 | 1997-04-22 | Nikon Corporation | Method and apparatus for manufacturing a diffraction grating zone plate |
-
1999
- 1999-02-16 US US09/250,910 patent/US6150653A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-01-12 EP EP00903285A patent/EP1157300B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-12 AU AU25056/00A patent/AU2505600A/en not_active Abandoned
- 2000-01-12 JP JP2000600132A patent/JP2002542606A/ja active Pending
- 2000-01-12 WO PCT/US2000/000859 patent/WO2000049449A1/en active IP Right Grant
- 2000-01-12 DE DE60013259T patent/DE60013259T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-12 AT AT00903285T patent/ATE274714T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-01-12 KR KR10-2001-7010302A patent/KR100461268B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-02-21 TW TW089102479A patent/TW460708B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5796514A (en) * | 1996-03-04 | 1998-08-18 | Raytheon Ti Systems, Inc. | Infrared zoom lens assembly having a variable F/number |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100616585B1 (ko) | 2003-05-19 | 2006-08-28 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 광학소자 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60013259D1 (de) | 2004-09-30 |
| EP1157300A1 (en) | 2001-11-28 |
| ATE274714T1 (de) | 2004-09-15 |
| KR20010102126A (ko) | 2001-11-15 |
| US6150653A (en) | 2000-11-21 |
| AU2505600A (en) | 2000-09-04 |
| JP2002542606A (ja) | 2002-12-10 |
| WO2000049449A1 (en) | 2000-08-24 |
| EP1157300B1 (en) | 2004-08-25 |
| TW460708B (en) | 2001-10-21 |
| DE60013259T2 (de) | 2004-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6665014B1 (en) | Microlens and photodetector | |
| US11978752B2 (en) | Aperture-metasurface and hybrid refractive-metasurface imaging systems | |
| US7253394B2 (en) | Image sensor and method for fabricating the same | |
| US7535509B2 (en) | Transparent member in a solid-state image pick-up apparatus supported through use of micro-lenses larger in size than pixel micro-lenses and a method for producing the micro-lenses and transparent member | |
| JP5487686B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器 | |
| US20080007839A1 (en) | Novel microlens structure for cis sensitivity improvement | |
| US8953087B2 (en) | Camera system and associated methods | |
| KR20060119020A (ko) | 웨이퍼 스케일 렌즈 및 이를 구비하는 광학계 | |
| WO2005076361A1 (ja) | 固体撮像装置、その製造方法およびカメラ | |
| JP2004080039A (ja) | Ｃｍｏｓイメージセンサ構造体及びこれを用いたカメラモジュールを製作する為のプロセス | |
| CN108352390B (zh) | 固态成像器件及其制造方法 | |
| KR100461268B1 (ko) | 광검출기용 렌즈 시스템 | |
| WO2022051971A1 (en) | Imaging optical system, imaging device and electronic device | |
| JP2000323692A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US6166369A (en) | Microcollector for photosensitive devices using sol-gel | |
| JP4998310B2 (ja) | 固体撮像素子およびそれを用いた撮像装置 | |
| US6194704B1 (en) | Lens system for photodetectors | |
| JP4957564B2 (ja) | 固体撮像素子およびそれを用いた撮像装置 | |
| US7129982B1 (en) | Color image sensor with integrated binary optical elements | |
| JPH04233759A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121119 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131202 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |