KR100598756B1 - 고체 촬상 소자 - Google Patents

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KR100598756B1
KR100598756B1 KR1019990013420A KR19990013420A KR100598756B1 KR 100598756 B1 KR100598756 B1 KR 100598756B1 KR 1019990013420 A KR1019990013420 A KR 1019990013420A KR 19990013420 A KR19990013420 A KR 19990013420A KR 100598756 B1 KR100598756 B1 KR 100598756B1
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Abstract

고체 촬상 소자는 입사각이 다른 다양한 종류의 광원에 대한 감도를 최대화할 수 있다. 고체 촬상 소자(20)에 있어서, 기판(2) 표면에 평행한 면(Ss)에 대한 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 최대 경사각(θmax)은 전반사의 임계각 (θc) 근처의 각도로 설정된다.
고체 촬상 소자, 층간 렌즈, 임계각, 입사각, 최대 경사각

Description

고체 촬상 소자{SOLID-STATE IMAGING ELEMENT}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체 촬상 소자를 도시하는 개략적인 단면도.
도 2는 기판 표면에 수직인 방향으로의 입사광 및 층간 렌즈 곡면 상의 굴절광 간의 관계를 도시하는 개략적인 도면.
도 3은 3 개의 F 값에 관한 층간 렌즈의 곡면의 경사각 θ에 대한 입사광의 집광률의 의존성을 도시하는 도면.
도 4는 층간 렌즈의 곡면의 최대 경사각이 전반사의 임계각(46°)에 근접하여 있을때 얻어진 고체 촬상 소자를 도시하는 단면도.
도 5는 층간 렌즈의 곡면의 최대 경사각이 전반사의 임계각보다 클 때 얻어진 수직 입사광의 광 경로를 도시하는 고체 촬상 소자의 단면도.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 수광부의 형태를 도시하는 평면도.
도 6b는 도 6a의 선 A-A를 따라 절취한 단면도로서, 수광부 개구의 긴 방향으로의 절단도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 반도체 기판
2 : 수광부
3 : 게이트 절연막
4 : 전송 전극
5 : 층간 절연막
6 : 광Y7 : 층간 절연층
삭제
8 : 고 굴절률층
9 : 상층 절연층
10 : 온-칩 렌즈
11 : 층간 렌즈
12 : 수광부의 개구
20 : 고체 촬상 소자
Lv : 수직 입사광
LD : 굴절광
SL : 층간 렌즈의 곡면
Ss : 기판 표면
θ : 경사각
θ1 : 입사각
θ2 : 굴절각
θB : 최적각
θmax : 최대 경사각
θc : 전반사의 임계각
본 발명은 내부에 오목 렌즈 구조물 (층간 렌즈)이 형성되어 있는 고체 촬상 소자에 관한 것이다.
최근 컬러 고체 촬상 소자는 소자의 소형화 요구가 증가함에 따라, 소자의 상부 상에 마이크로렌즈를 형성하는 소위 온-칩 렌즈 구조를 채용하여, 이러한 마이크로렌즈로 입사광을 집광함으로써 센서 (수광부) 내의 감도를 향상시킬 수 있다.
상술된 온-칩 렌즈 구조를 갖는 임의의 고체 촬상 소자는 표면 상의 마이크로렌즈 및 수광부 사이에 형성된 집광 특성을 갖는 제2 렌즈 구조, 즉, 층간 렌즈를 더 포함한다.
이러한 층간 렌즈 구조물로서는, 다른 굴절률을 갖는 2개의 층 사이의 경계면이 오목 렌즈가 형성되어 있는 오목면으로 형성되는 오목 렌즈 구조를 예로 들 수 있다.
상술된 층간 렌즈가 형성되어 있는 CCD(charge-coupled device) 고체 촬상 소자에서는, 층간 렌즈의 형상은 감도가 최대가 될 수 있도록 하는 것이 바람직하나, 다양한 입사각을 갖는 광은 카메라 렌즈 시스템의 조리개 값 (F 값)에 따라서 CCD 고체 촬상 소자 상에 입사되게 된다.
예를 들어, F 값이 크면, 입사광이 좁아져서 거의 수직광이 된다. 이때, 입사광의 양은 감소한다.
반면, F 값이 작은 경우, 입사광이 넓어져서 경사광 성분이 증가한다. 이때, 입사광의 양은 증가한다.
그러나, 광이 경사 방향으로부터 층간 렌즈 곡면 상에 입사되는 경우, 광은 그 입사각에 따라 층간 렌즈의 오목면 상에서 전반사되고, 수광부에 도달할 수 없다. 그 다음, 감도의 향상이 불충분하다는 문제점이 있다.
또한, 동일한 형상을 갖는 온-칩 렌즈에 관하여, 카메라의 F 값이 변화하는 경우, 경사광 성분의 양이 변화하여 감도가 달라진다.
따라서, 감도가 최대가 될 수 있는 형상을 결정하기 위한 규격을 얻기 위해, 층간 렌즈의 시험 제품을 계속 제조하며, 시행 착오가 행해지고 있다.
상술된 문제들을 해결할 수 있고, 감도를 충분히 향상시킬 수 있는 층간 렌즈의 최적 형상이 아직까지는 명백하지 않다.
상술된 관점에서, 본 발명의 목적은 입사각이 다른 다양한 종류의 광원에 대한 감도를 최대화할 수 있는 고체 촬상 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따라, 기판 표면에 평행한 면에 대한 층간 렌즈 곡면의 최대 경사각이 전반사의 임계각 근처의 각으로 설정되어 있는 고체 촬상 소자가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에서, 기판, 기판 내에 형성된 수광부, 수광부 위에 오목부를 갖도록 형성된 층간 절연체, 및 오목부를 채우기 위해 형성된 층간 절연체의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 고 굴절률층으로 구성된 고체 촬상 소자가 제공되고, 이때 기판 표면에 평행한 면에 대한 오목부 곡면의 최대 경사각이 전반사 임계각 근처의 각이다.
본 발명의 특징에 따르면, 층간 렌즈 곡면의 최대 경사각이 전반사 임계각 근처의 각으로 설정되므로, 층간 렌즈 곡면의 경사각은 어느 부분에서도 전반사의 임계각을 초과할 수 없으므로, 입사광이 층간 렌즈 곡면에서 전반사되는 것을 방지하고 훨씬 더 많은 양의 광이 이 곡면을 투과하도록 할 수 있다. 또한, 최대 경사각이 전반사의 임계각에 아주 근접하므로, 층간 렌즈의 집광은 향상될 수 있고, 훨씬 더 많은 양의 광이 수광부 상에 집광될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 고체 촬상 소자에 있어서, 전반사의 임계각 근처의 각은 전반사의 임계각 ±10o 이내의 각도이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 고체 촬상 소자에 있어서, 층간 렌즈 곡면의 최대 경사각이 픽셀의 센서 개구의 단변 방향의 단면에서 전반사의 임계각 근처의 각이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 이하 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고체 촬상 장치로서의 CCD 고체 촬상 장치의 개략적인 도면(하나의 픽셀에 대응하는 소자의 단면도)이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 고체 촬상 소자(20)에서, 센서 (수광부)(2)는 반도체 기판(1) 상에 형성되고, 전송 전극(4)은 게이트 절연막(3)을 통해 수광부(2) 이외의 반도체 기판(1) 상에 형성된다. 차광막(6)은 층간 절연막(5)을 통해 전송 전극(4) 상에 형성된다. 이 차광막(6)은 전송 전극(4) 상에 광이 입사하지 않도록 하기 위한 것이다. 이 차광막(6)은 수광부(2) 상에 형성된 개구를 가져, 수광부(2)로 광이 유입되게 한다.
또한, BPSG (굴절률 n=1.4 내지 1.5) 등으로 이루어지며 차광막(6)의 단차부에 대응하는 요철부를 갖는 층간 절연막(7)이 형성되어 차광막(6)을 커버한다.
층간 절연막(7) 상에서, SiN막 (굴절률 n=1.9 내지 2.0) 등과 같은 재료로 이루어진 고 굴절률층(8)이 형성된다. 층간 절연막(7) 및 고 굴절률층(8) 사이의 인터페이스는 오목면이 되어, 고 굴절률층(8) 내에서 소위 층간 렌즈(11)를 구성한다. 입사광은 이러한 오목렌즈 상에서 굴절되거나 반사된다.
게다가, 수광부(2)로 광을 집광시키기 위해, 상부층으로서 제공되는 고 굴절률층(8)의 굴절률은 층간 절연층(7)의 굴절률보다 크게 조절된다.
이러한 고 굴절률층(8)의 상부 표면은 평평하게 제조되고, 상층 절연층(9)은 고 굴절률층(8)의 상부 표면 상에 형성된다. 이러한 절연층(9) 내에는, 도시되지는 않았으나 컬러 필터등이 형성된다.
게다가, 층(9)의 최상부에는, 수광부(2) 상에 입사광을 집광시키기 위한 마이크로렌즈(10)가 형성되어 있다.
본 실시예에서, 특히 기판 표면, 즉 반도체 기판(1)의 표면에 평행한 면에 대한 고 굴절률층(8)으로 만들어진 층간 렌즈(11)의 곡면의 최대 경사각 (θmax)은 전반사의 임계각 근처의 각, 즉 θc±10o 이내의 각도가 된다.
도 2는 기판 표면에 수직인 방향에서 층간 렌즈(11) 곡면 상의 입사광 및 그 굴절광 간의 관계를 도시하는 개략도이다.
기판 표면(Ss)에 평행한 면에 대한 렌즈 곡면(SL)의 경사도는 경사각(θ)이라고 가정한다.
기판 표면(Ss)에 수직인 방향으로의 입사광의 굴절 (이하, 수직 입사광으로 언급됨)(Lv)을 고려하자. 이러한 수직 입사광(Lv)은 렌즈 곡면(SL) 상의 법선(n)에 대한 입사각(θ1)을 갖는다. 또한, 수직 입사광(Lv) 및 기판 표면(Ss)이 서로 수직이므로, 렌즈 곡면(SL)의 경사각(θ)은 수직 입사광(Lv)의 입사각(θ1)과 일치한다(θ = θ1).
이때, 광 입사측 상의 광굴절률층(8)으로 이루어진 층간 렌즈의 굴절률(n1) 및 굴절측 상의 층간 절연층(7)의 굴절률(n2)로부터 굴절각(θ2)은 다음의 수학식에 의해 표현되는 스넬의 법칙 (Snell's Law)에 기초하여 용이하게 얻을 수 있다.
Figure 111999514994653-pat00001
그러나, 수직 입사광(Lv)의 입사각(θ1)이 다음의 수학식 2에 의해 표현되는 조건에 적용될 수 있는 경우, 이러한 조건은 전반사 조건이므로, 수직 입사광(Lv)이 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)상에 전반사된다.
Figure 111999514994653-pat00002
상술한 바와 같이, 실제 입사광은 입사각이 다른 입사광 요소들의 집합이고, 이 입사각의 범위도 또한 조리개 F 값의 차이에 따라 달라진다.
F 값 및 감도 간의 관계를 고려하면, 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 경사각(θ)의 최대값, 즉 최대 경사각(θmax)에 대한 입사광의 집광률의 의존도를 3 개의 F 값 (F = 1.2, F = 4, F = 11)에 대해 조사한다. 도 3은 측정 결과를 도시한다.
도 3을 관찰하여 보면, 조리개가 열리면, 즉 F = 1.2 인 경우, 집광률, 즉 최대 경사각(θmax)이 증가함에 따라 감도도 증가한다.
반면에, 조리개가 닫혀 있을때, 즉 F =11 일 때는, 경사각(θ)이 소정의 값까지는 집광률의 변화가 작고, 경사각(θ)이 증가함에 따라 집광률이 미세하게 증가하는 경향이 있지만, 경사각(θ)이 소정의 값보다 큰 경우에는 집광률이 급격하게 감소, 즉 감도 저하를 일으키고 있다.
이러한 이유는, 입사각이 다른 입사광 성분의 집합 중에서, 전반사 조건이 설정될 수 있는 입사광 성분이 층간 렌즈(11)의 곡면(SL) 상에서 우세하게 되기 때문이다.
또한, 도 3을 살펴보면, F 값이 다르더라도, 집광률이 최대가 되고 감도가 최대가 되는 경사각(θ)은 서로 동일하다는 것을 나타낸다. 도 3은 그 최대의 감도가 되는 경사각(θ)을 최적각(θB)으로서 나타낸다.
여기서, F 값이 크면, 입사광이 수직 입사광(Lv)에 의해 실질적으로 대표되므로, 수직 입사광(Lv)에 대한 감도가 최대가 되도록 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 경사각(θ)이 설정되는 경우, 거의 만족스러운 감도를 얻을 수 있다.
또한, 상층의 볼록 형상의 온-칩 렌즈(10)에 의해 광이 집광되는 상태에 따라, 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)상의 입사광(θ1)은 다양하게 변화한다. 그러나, 다양한 입사각(θ1)이 평균화되는 경우, 이는 거의 무시될 수 있다.
실제적으로, 도 3은 상층의 온-칩 렌즈(10)를 특정 상태로 설정할 때 얻어진 측정 결과를 도시한다.
상술된 바와 같이, 감도를 최대화하기 위해, 예를 들어 수직 입사광(Lv)에 대하여 감도가 최대가 되도록 층간 렌즈(11)의 곡면 (SL)의 경사각(θ)은 도 3에 도시된 최적각(θB)으로 설정된다. 이때, F 값이 작더라도, F 값이 큰 경우와 유사하게 감도가 실질적으로 최대가 된다.
수직 입사광(Lv)에 대해 감도가 최대가 되는 최적각(θB)은 실제로는 거의 전반사의 임계각(θc) 근처의 각이 된다.
이러한 전반사의 임계각(θc)은 상술된 수학식 (1)에서 θ2 = 90°를 만족하는 입사각(θ1), 즉 다음의 수학식 3에 의해 표현되는 조건을 만족시킬 수 있는 각이다.
Figure 111999514994653-pat00003
그 다음, 입사각이 θ1≥θc을 만족할 때, 입사광이 전반사된다.
층간 렌즈(11)의 곡면(SL)은 이러한 전반사의 임계각(θc)의 근방에서 최대 경사각(θmax)이 얻어지는 범위 내에서 형성될 수 있다. 이때, 감도는 다양한 종류의 입사광에 대하여 최대가 된다.
층간 렌즈(11)가, 예를 들어 대략 2.0 인 굴절률을 갖는 플라즈마 질화물막으로 제조되고, 센서측의 하부층 상의 층간 절연층(7)이 1.45 의 굴절률을 갖는 SiO2계 재료에 의해 제조되는 경우, 전반사의 임계각은 θc = sin-1 (1.45 / 2.0) = 46°이다. 즉, 최대 경사각 θmax은 46°근처의 각으로 설정된다.
도 4는 최대 경사각 θmax = 46°일 때, 고체 촬상 소자의 하나의 픽셀에 대응하는 소자의 단면도를 도시한다.
반면에, 경사각(θ)이 전반사 임계각(θc)보다 큰 경우, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 경사각 θ = 60°으로 한 경우, 수직 입사광(Lv)은 층간 렌즈(11)의 곡면(SL) 상의 그 입사각(θ)이 큰 부분에서 전반사된다.
따라서, 층간 렌즈(11)의 곡면(SL) 전체에서 광이 전반사되는 비율이 증가하므로, 수광부(2)로 입사되는 광이 감소하고, 그 결과 고체 촬상 소자(20)의 감도는 낮아진다.
또한, 최대 경사각(θmax)이 작게 설정된 경우, 전반사가 발생하는 것이 어려워 진다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이 F = 1.2 인 경우, 집광률은 낮아진다. 따라서, 최대 경사각(θmax)이 감소하는 것은 바람직하지 않다.
따라서, 최대 경사각(θmax)은 감도가 최대가 되도록 가능한 한 많이 증가해야 하고, 전반사의 임계각(θc) 근처의 각으로 설정되어야 한다.
상술된 실시예에 따라, 층간 렌즈(11)는 감도가 최대가 되도록 다양한 종류의 광원에 대해 적절하게 형성될 수 있다.
그 다음, 양호한 경사각(θ)이 층간 렌즈(11) 재료의 굴절률 및 층간 절연층(7)등과 같은 그 하부층의 굴절률에 기초하여 형성될 수 있으므로, 시험 제품을 반복적으로 제조할 필요가 없다.
또한, 재생 능력이 우수한 특성을 갖는 고체 촬상 소자(20)를 제조할 수 있다.
더욱이, 층간 렌즈(11)의 재료가 변경될 때에도 변경된 재료의 굴절률로부터 최적 렌즈 곡면(SL)의 경사각과 형상을 얻을 수 있기 때문에, 렌즈 곡면(SL)의 경사각과 형상을 용이하게 최적화할 수 있다.
층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 최대 경사각(θmax)은 예를 들면 이후의 과정에 의해서, 상술된 전반사 임계각(θc) 근처의 각도로 설정된다.
먼저, 픽셀의 조건과, 수광부(2)의 개구 폭과 종횡비 (고체 촬상 소자(20)의 전체 층의 두께와 수광부(2)의 개구 폭 사이의 비) 등과 같은 조건을 고려한다.
그 이후, 하부층의 층간 절연층(7)의 재료를 선택하고, 이 층간 절연층(7)의 점도 특성과 막 두께 및 리플로우 등과 같은 열 처리 온도를 제어하므로써, 소정의 최대 경사각(θmax)을 얻을 수 있다.
예를 들면, 층간 절연층(7)을 BPSG 등과 같은 유리 재료로 형성하는 경우, 점도 특성은 유리 조성에 따라서 변화하기 때문에, 소정의 점도 특성을 얻을 수 있도록 이 조성을 적절하게 변화시킨다.
또한, 층간 절연층(7)의 막 두께가 감소하는 경우에는, 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 경사각(θ)이 차광막(6)의 단차부에 대응하여 증가한다.
한편 층간 절연층(7)의 막 두께가 증가하는 경우에는, 차광막(6)의 단차부가 충진되어 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 경사각(θ)이 감소된다.
이제, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자를 이하 설명할 것이다.
도 6a의 평면도에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 고체 촬상 소자는 센서(수광부)(2)의 개구(12)의 종횡비가 1:1이 아닌 경우, 즉 수광부(2)내에 장변과 단변이 존재하는 경우에는 특히 장변의 길이와 단변의 길이가 서로 상당히 다른 경이다.
도 6b는 수광부(2)의 개구(12)의 장변 방향을 따라 절취한 고체 촬상 소자의 단면도, 즉 도 6a의 선 A-A를 따라 절취한 단면도이다.
장변 방향에서는, 차광막(6)에 의해 형성된 개구(12)가 넓기 때문에, 층간 렌즈(11)의 하부층의 층간 절연층(7)에서 사용되는 재료의 성질로 인하여, 도 6b에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(7)의 단면은, 차광막(6)에 근접한 부분에서는 경사각이 크기 때문에 수직에 가까와지고, 개구(12)의 중앙부 근접한 부분에서는 경사각이 작기 때문에 수평에 가까와진다.
즉, 층간 절연층(7)의 단면 형상과 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 형상이 포트하부(pot-bottom)의 형상이 된다.
층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 형상이 상술한 바와 같이 포트 하부 형상과 같이 되는 경우, 경사각의 범위가 거의 수평 방향(경사각 0°)에서부터 거의 수직 방향(경사각 90°)까지 매우 넓어진다. 따라서, 이러한 경우에 본 발명을 적용하는데는 어려움이 있다.
그러나, 수광부(2)의 개구(12)의 장변 방향에서는, 개구(12)가 입사광을 수광하기에 충분히 넓기 때문에, 층간 렌즈(11)의 집광률을 너무 많이 증가시킬 필요가 없다. 따라서, 본 발명을 적용하여 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 최대 경사각(θmax)을 규정화할 필요가 없다.
한편, 수광부(2)의 개구(12)의 단변 방향에서, 차광막(6)에 의해 형성된 개구(12)가 좁기 때문에, 집광률을 증가시켜서 좁은 개구(12) 안으로 입사광(LV)을 충분히 도입할 필요가 있다.
따라서, 수광부(2)의 개구(12)의 종횡비가 1:1이 아닐 때, 즉 장변과 단변이 존재할 때, 본 발명을 수광부(2)의 개구(12)의 단변 방향에 적용하고, 이에 의해서 층간 렌즈(11)의 곡면(SL)의 최대 경사각(θmax)을 전반사 임계각(θc)에 근사한 각도로 설정할 수 있다.
상술된 구성에 의해서, 단변 방향으로의 집광률을 높이고, 따라서 고체 촬상 소자의 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 고체 촬상 소자는 상술한 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 고체 촬상 소자는 기판 표면에 평행한 면에 대한 층간 렌즈의 곡면의 최대 경사각이 전반사의 임계각 근처의 각도로 설정되기 때문에, 다양한 종류의 광원에 대해서 감도가 최대가 되도록 층간 렌즈를 형성할 수 있다.
또한, 층간 렌즈를 구성하는 재료의 굴절률과, 층간 절연층 등과 같은 하부층의 굴절률에 기초하여, 원하는 경사각을 얻을 수 있기 때문에, 경사각을 결정하기 위한 시험 제품을 반복적으로 제조할 필요가 없으므로, 우수한 재생산성을 갖는 고체 촬상 소자를 제조할 수 있다.
더욱이, 층간 렌즈의 재료가 변경될 때에도 최적의 렌즈 곡면의 경사각과 형상을 굴절률로부터 얻을 수 있기 때문에, 최적의 렌즈 곡면의 경사각과 형상을 용이하게 최적화할 수 있다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이들 설명된 실시예들에 한정되지 않으며 첨부된 클레임에 정의된 바와 같 이 본 발명의 기술 사상이나 기술 범위에서 벗어나지 않는 범위내에서 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자들에 의해서 다양하게 변화 및 변형가능하다는 것이 자명하다.

Claims (9)

  1. 고체 촬상 소자에 있어서,
    기판 표면과 평행한 면에 대한 층간 렌즈의 곡면의 최대 경사각이 전반사의 임계각 근처의 각으로 설정되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전반사의 임계각 근처의 각도는 상기 전반사의 임계각±10o 이내의 각도인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 층간 렌즈 곡면의 상기 최대 경사각은 픽셀의 센서 개구의 단변 방향의 단면에서 상기 전반사의 임계각 근처의 각도인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  4. 고체 촬상 소자에 있어서,
    기판,
    상기 기판 내에 형성된 수광부,
    상기 수광부 위에 오목부를 갖도록 형성된 층간 절연층, 및
    상기 층간 절연층의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 오목부를 채우기 위해 형성된 고 굴절률층
    을 포함하며, 기판 표면에 평행한 면에 대한 상기 오목부의 곡면의 최대 경사각이 전반사의 임계각 근처의 각도인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전반사의 상기 임계각은 sin-1 (n2/n1)으로 계산된 값이고, 이때 n1은 상기 고 굴절률층의 굴절률이고, n2는 상기 층간 절연층의 굴절률인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  6. 서로 다른 굴절률을 갖는 2개의 층 사이의 경계면에 층간 렌즈가 형성되는 고체 촬상 소자의 제조 방법에 있어서,
    기판을 형성하는 단계;
    상기 기판내에 수광부를 형성하는 단계;
    상기 수광부 상에 오목부를 갖는 층간 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 층간 절연막상에, 상기 층간 절연막의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고 상기 오목부를 채우는 고굴절률층을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 층간 절연막과 상기 고굴절률층을 형성하는 단계는, 상기 층간 절연막과 상기 고굴절률층의 경계면에 의해 형성되는 층간 렌즈의 곡면의 최대 경사각이 전반사의 임계각 근처의 각으로 설정되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전반사의 임계각 근처의 각도는 상기 전반사의 임계각±10o 이내의 각도인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 층간 렌즈 곡면의 상기 최대 경사각은 픽셀의 센서 개구의 단변 방향의 단면에서 상기 전반사의 임계각 근처의 각도인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 고체 촬상 소자에 있어서,
    기판;
    상기 기판내에 형성된 수광부;
    상기 수광부상에 오목부를 갖도록 형성되며, BPSG로 이루어진 층간 절연막;
    상기 층간 절연막의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고, 상기 오목부를 채우기 위해 형성되며, SiN으로 이루어진 고굴절률층을 포함하며,
    상기 기판 표면에 평행한 면에 대한 상기 오목부의 곡면의 최대 경사각은 46°근방인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
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