KR102210674B1 - 고체 촬상 소자, 촬상 장치, 전자 장치, 및 제조 방법 - Google Patents

고체 촬상 소자, 촬상 장치, 전자 장치, 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는, 고체 촬상 소자의 감도 저하를 억제할 수 있도록 하는 고체 촬상 소자, 촬상 장치, 전자 장치, 및 제조 방법에 관한다. 본 개시의 제1의 측면인 고체 촬상 소자는, 입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와, 상기 센서부를 덮는 컬러 필터와, 상기 컬러 필터를 통하여 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈는 상기 컬러 필터의 단차를 해소하기 위한 평탄화층을 마련하는 일 없이 상기 컬러 필터의 상층에 형성되어 있다. 본 개시는, 고체 촬상 소자외, 촬상 장치나 촬상부를 갖는 전자 장치에 적용할 수 있다.

Description

고체 촬상 소자, 촬상 장치, 전자 장치, 및 제조 방법{SOLID-STATE IMAGE PICKUP ELEMENT, IMAGE PICKUP APPARATUS, ELECTRONIC APPARATUS, AND MANUFACTURING METHOD}
본 개시는, 고체 촬상 소자, 촬상 장치, 전자 장치, 및 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 수광 감도의 저하나 혼색을 억제할 수 있도록 한 고체 촬상 소자, 촬상 장치, 전자 장치, 및 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치에는, CMOS 이미지 센서로 대표되는 고체 촬상 소자가 탑재되어 있다.
도 1은, 종래의 일반적인 고체 촬상 소자의 단면도를 도시하고 있다.
그 고체 촬상 소자(10)는, 광의 입사측부터 차례로, 온 칩 렌즈(11), 컬러 필터(12), 차광부(13), 및 센서부(14) 등이 적층되어 구성되어 있다. 또한, 온 칩 렌즈(11)가 SiN 등의 고굴절율의 무기막으로 형성되는 경우, 온 칩 렌즈(11)와 컬러 필터(12)의 사이에는, 컬러 필터(12)의 단차를 해소하기 위한 평탄화층(15)이 마련된다.
그 고체 촬상 소자(10)에서는, 온 칩 렌즈(11)에 의해 입사광이 하층측에 집광되고, 컬러 필터(12)를 통하여 센서부(14)에 입사되고, 센서부(14)에서 광전 변환이 행하여진다.
그런데, 일반적인 고체 촬상 소자(10)에서는, 각 화소에 각각 대응하는 온 칩 렌즈(11)가 동일한 재료에 의해 횡방향에 일체적으로 연결되어 형성되어 있다. 이에 기인하여, 동 도면에 도시되는 바와 같이, 온 칩 렌즈(11)의 어느 화소에 대응하는 영역에 입사한 광 중, 이웃 화소로 누설되어 버려 본래 입사하여야 할 센서부(14)에 도달하지 않고, 이웃 화소의 센서부(14)에 입사하여 버리는 것이 존재할 수 있다. 이와 같은 현상은, 수광 감도의 저하나 혼색의 악화에 이어지기 때문에, 어떠한 대책이 필요하다.
그래서 상기 현상의 대책으로서, 일체 형성되어 있는 온 칩 렌즈(11)의 각 화소에 대응하는 영역의 경계에 홈을 마련하도록 한 고체 촬상 소자가 본 출원인에 의해 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
도 2는, 상기 대책이 행하여진 고체 촬상 소자의 단면도이다.
그 고체 촬상 소자(20)는, 온 칩 렌즈(11)의 각 화소에 대응하는 영역의 경계의 홈(21)에서 광이 전반사한다. 따라서, 입사광이 본래 입사하여야 할 화소의 센서부(14)로부터 이웃 화소의 센서부(14)에 누설되는 것을 막아, 혼색을 억제할 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개2008-270679
그런데, 도 2에 도시된 바와 같이 온 칩 렌즈(11)에 홈(21)을 마련하는 공정에는, 통상, 포토 리소그래피 기술이 이용된다. 포토 리소그래피 기술이 이용된 경우, 홈(21)의 위치의 맞겹침에 어긋남이 발생하기 쉽다.
또한, 홈(21)의 폭도 수백㎚가 되어, 온 칩 렌즈(11)에 차지하는 홈(21)의 폭이 비교적 넓게 되어 버려, 온 칩 렌즈(11)의 면적이 좁아져 버리기 때문에 집광 효율이 악화하여 버리게 된다.
또한 예를 들면 도 3에 도시되는 바와 같이, 홈(21)을 마련한 온 칩 렌즈(11)의 위에, 온 칩 렌즈(11)와는 재질이 다른 타재질막(31)이 성막된 고체 촬상 소자(30)에서는, 홈(21)에 그 타재질(他材質)이 들어가게 된다. 이 경우, 온 칩 렌즈(11)와 홈(21)에 들어간 타재질의 굴절율의 차가 작아지기 때문에, 홈(21)을 마련하여 입사광의 누설을 막는 효과가 희미하게 되어 버리게 된다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 평탄화층(15)을 마련하고 있는 경우, 온 칩 렌즈(11)로부터 센서부(14)까지의 거리가 평탄화층(15)의 분만큼 길어지기 때문에, 감도(感度) 열화, 결함(欠陷) 열화, 사입사(斜入射) 특성의 악화 등도 문제가 될 수 있다.
본 개시는 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 고체 촬상 소자의 감도 열화를 억제할 수 있도록 하는 것이다.
본 개시의 제1의 측면인 고체 촬상 소자는, 입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와, 상기 센서부를 덮는 컬러 필터와, 상기 컬러 필터를 통하여 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈는 상기 컬러 필터의 단차(段差)를 해소하기 위한 평탄화층을 마련하는 일 없이 상기 컬러 필터의 상층에 형성되어 있다.
상기 렌즈에는 슬릿이 열려 있고, 상기 슬릿의 상측은 막혀 있도록 할 수 있다.
상기 컬러 필터와 상기 렌즈의 사이에는 굴절율 조정막이 마련되어 있도록 할 수 있다.
상기 굴절율 조정막은 SiON으로 할 수 있다.
상기 슬릿은, 상기 렌즈의 각 화소의 대응하는 영역의 경계에 열려 있도록 할 수 있다.
상기 슬릿의 상측은 상기 렌즈와 동일한 상기 소정의 렌즈재 또는 상기 렌즈재와는 다른 SiON에 의해 막혀 있도록 할 수 있다.
상기 소정의 렌즈재는 SiN으로 할 수 있다.
상기 고체 촬상 소자는, 표면 조사형 또는 이면 조사형의 이미지 센서로 할 수 있다.
본 개시의 제1의 측면인 고체 촬상 소자는, 상기 렌즈의 상층에 상기 소정의 렌즈재보다도 굴절율이 작은 재료의 막을 또한 구비할 수 있다.
상기 고체 촬상 소자는, CSP 구조로 할 수 있다.
상기 슬릿의 폭은, 100㎚ 미만으로 할 수 있다.
본 개시의 제2의 측면인 촬상 장치는, 고체 촬상 소자가 탑재된 촬상 장치로서, 상기 고체 촬상 소자는, 입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와, 상기 센서부를 덮는 컬러 필터와, 상기 컬러 필터를 통하여 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈는 상기 컬러 필터의 단차를 해소하기 위한 평탄화층을 마련하는 일 없이 상기 컬러 필터의 상층에 형성되어 있다.
본 개시의 제3의 측면인 전자 장치는, 촬상부를 갖는 전자 장치로서, 상기 촬상부에 탑재된 고체 촬상 소자는, 입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와, 상기 센서부를 덮는 컬러 필터와, 상기 컬러 필터를 통하여 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈는 상기 컬러 필터의 단차를 해소하기 위한 평탄화층을 마련하는 일 없이 상기 컬러 필터의 상층에 형성되어 있다.
본 개시의 제1 내지 제3의 측면에서는, 렌즈에 의해 집광된 입사광이 평탄화층을 통하는 일 없이, 컬러 필터를 통하여 센서부에 입사된다.
본 개시의 제4의 측면인 제조 방법은, 입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와, 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈에는 슬릿이 열려 있고, 상기 슬릿의 상측은 막혀 있는 고체 촬상 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 렌즈재의 층을 화소마다 반구형상으로 성형하고, 상기 반구형상으로 성형된 상기 렌즈재에 다시 동일한 상기 렌즈재를 적층함에 의해 상기 반구형상의 상기 렌즈재의 사이즈를 증가시키고, 사이즈가 증가된 각 화소에 대응하는 상기 반구형상의 상기 렌즈재의 접합 영역을 에칭하여 상기 슬릿을 열고, 상기 슬릿이 열린 상기 렌즈재의 위에 성막을 행한다.
본 개시의 제4의 측면에서는, 렌즈재의 층이 화소마다 반구형상으로 성형되고, 상기 반구형상으로 성형된 상기 렌즈재에 다시 동일한 상기 렌즈재가 적층됨에 의해 상기 반구형상의 상기 렌즈재의 사이즈가 증가되고, 사이즈가 증가된 각 화소에 대응하는 상기 반구형상의 상기 렌즈재의 접합 영역이 에칭되어 슬릿이 열리고, 상기 슬릿이 열린 상기 렌즈재의 위에 성막이 행하여진다.
본 개시의 제1 내지 제3의 측면에 의하면, 감도 열화를 억제할 수 있다.
본 개시의 제4의 측면에 의하면, 감도 열화를 억제 가능한 고체 촬상 소자를 제조할 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 고체 촬상 소자의 단면도.
도 2는 종래의 온 칩 렌즈에 홈을 마련한 고체 촬상 소자의 단면도.
도 3은 온 칩 렌즈상에 타재질막을 성막한 고체 촬상 소자의 단면도.
도 4는 본 개시의 제1의 실시의 형태인 고체 촬상 소자의 단면도.
도 5는 본 개시의 제1의 실시의 형태인 고체 촬상 소자의 상면도.
도 6은 슬릿에 의한 전반사각을 도시하는 도면.
도 7은 슬릿의 길이와 수광 감도의 관계를 도시하는 도면.
도 8은 슬릿의 형성 처리를 설명하는 플로 차트.
도 9는 슬릿의 형성 처리의 과정을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 개시의 제2의 실시의 형태인 고체 촬상 소자의 단면도.
도 11은 본 개시의 제3의 실시의 형태인 고체 촬상 소자의 단면도.
도 12는 본 개시의 제4의 실시의 형태인 고체 촬상 소자의 단면도.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 최선의 형태(이하, 실시의 형태라고 칭한다)에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
[본 개시의 제1의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(50)의 구성례]
도 4는, 본 개시의 제1의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(50)의 단면도를 도시하고 있다. 그 고체 촬상 소자(50)의 구성 요소 중, 도 1의 고체 촬상 소자(10)와의 공통되는 구성 요소에 관해서는 공통의 부호를 붙이고 있다.
고체 촬상 소자(50)는, 광이 입사되는 측부터 차례로, 온 칩 렌즈(11), 평탄화층(15), 컬러 필터(12), 차광부(13), 및 센서부(14)가 적층되어 구성되어 있고, 온 칩 렌즈(11)의 내부의 각 화소에 대응하는 영역의 경계에는 슬릿(51)이 열려 있다.
또한, 도시는 생략하지만, 슬릿(51)이 마련된 온 칩 렌즈(11)의 위에, 온 칩 렌즈(11)보다도 굴절율이 작은 수지 재료 등의 막을 성막하여도 좋다.
도 5는, 그 고체 촬상 소자(50)의 상면도이다. 동 도면에 도시되는 바와 같이, 슬릿(51)은, 온 칩 렌즈(11)의 상하 좌우에 인접하는 화소에 대응하는 영역의 경계에 마련된다. 환언하면, 온 칩 렌즈(11)의 각 화소에 대응하는 영역은, 슬릿(51)에 의해 둘러싸여 있다.
단, 도 4에 도시된 단면도는 도 5에 도시된 선분(AA')에서의 단면이고, 도 5에 도시된 선분(BB')의 단면(부도시)에 슬릿(51)은 존재하지 않는다.
고체 촬상 소자(50)에서는, 온 칩 렌즈(11)에 의해 입사광이 하층측에 집광되고, 컬러 필터(12)를 통하여 센서부(14)에 입사되고, 센서부(14)에서 광전 변환이 행하여진다.
또한, 고체 촬상 소자(50)의 슬릿(51)과, 도 2에 도시된 고정 촬상 소자(20)의 홈(21)과의 차이는, 슬릿(51)은 홈(21)에 비교하여 충분히 좁은 것이다. 구체적으로는, 포토 리소그래피 기술에 의해 형성된 홈(21)의 폭이 수백㎚임에 대해, 플라즈마 에칭(EB)에 의해 형성된 슬릿(51)의 폭은 수㎚가 된다. 또한, 슬릿(51)의 폭은 백㎚ 미만으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 홈(21)은 그 상방이 해방되어 있음에 대해, 슬릿(51)은 온 칩 렌즈(11)와 같은 재료 등에 의해 그 상방이 막혀 있는 것이다. 또한, 슬릿(51)의 형성에 관해서는, 도 8 및 도 9를 참조하여 후술한다.
도 6은, 슬릿(51)에 의한 전반사각(全反射角)을 도시하고 있다. 온 칩 렌즈(11)와 슬릿(51)(즉, 공기)의 굴절율을 각각 n1, n2, 전반사각을 θ1로 한 경우, 이하의 관계가 알려져 있다.
sinθ1>n2/n1
예를 들면, 온 칩 렌즈(11)에 종래의 일반적인 재료를 사용한 경우에는 전반사각(θ1)은 43도가 되고, 온 칩 렌즈(11)에 SiN을 사용한 경우에는 전반사각(θ1)은 30도가 된다.
도 7은, 슬릿(51)의 길이(깊이)와 수광 감도의 관계를 검증한 결과를 도시하고 있다. 동 도면으로부터 분명한 바와 같이, 슬릿(51)의 길이가 길수록, 수광 감도가 좋음을 알 수 있다.
[제조 방법]
다음에, 본 개시의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(50)의 슬릿(51)의 형성 처리에 관해, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.
도 8은, 고체 촬상 소자(50)의 슬릿(51)의 형성 처리를 설명하는 플로 차트이다. 도 9는, 슬릿(51)이 형성되는 공정을 설명하기 위한 고체 촬상 소자(50)의 단면도이다. 단, 도 9에서는, 고체 촬상 소자(50)의 컬러 필터(12)보다도 하층측의 도시를 생략하고 있다.
스텝 S1에서는, 도 9의 A에 도시되는 바와 같이, 컬러 필터(12)의 상층에 평탄화층(15)이 마련되고, 이 평탄화층(15)의 상층에 온 칩 렌즈(11)가 되는 고굴절율의 렌즈재(예를 들면 SiN)의 층이 형성된다. 또한, 그 렌즈재의 층의 위에, 포토 리소그래피 기술에 의해 반구형상의 렌즈 형상이 형성된다.
스텝 S2에서는, 도 9의 B에 도시되는 바와 같이, 드라이 에칭에 의해, 스텝 S1에서 형성된 그 렌즈 형상이 렌즈재에 전사된다.
스텝 S3에서는, 도 9의 C에 도시되는 바와 같이, 렌즈 형상의 렌즈재의 위에, 다시 동일한 렌즈재의 층이 적층된다. 이 막을 적층하는 과정에서는, 렌즈재의 반구(半球)가 서서히 커져서, 반구끼리가 접합하는 위치(즉, 슬릿(51)가 마련되는 위치)에 정확하게, 막질(膜質)이 무른(脆い) 렌즈재 접합 영역이 형성된다.
또한, 도 9의 C에는, 스텝 S2에서 렌즈재에 전사된 반구형상의 부위와, 스텝 S3에서 적층된 부위와의 경계를 나타내기 위해 선이 그려져 있지만, 실제로는 동일한 재료에 의해 성형되어 있기 때문에, 광학적인 경계는 존재하지 않는다. 이하의 도 9의 D 및 도 9의 E에 대해서도 마찬가지이다.
스텝 S4에서, 도 9의 D에 도시되는 바와 같이, 에칭에 의해, 반구끼리가 접합하는 렌즈재 접합 영역에 슬릿(51)이 열린다. 또한, 렌즈재 접합 영역은 막질이 무르기 때문에, 에칭에 의해 신속하게 용이하게 슬릿(51)을 열 할 수 있다. 또한, 렌즈재 접합 영역은 정확하게 반구형상 사이의 경계에 존재하고, 그 렌즈재 접합 영역이 에칭되기 때문에, 셀프얼라인으로 슬릿(51)을 형성할 수 있다.
스텝 S5에서, 도 9의 E에 도시되는 바와 같이, 슬릿(51)의 위에 동일한 렌즈재에 의한 성막이 행하여져서 슬릿(51)의 상부가 막힌다. 또한, 상측이 막혀진 슬릿(51)을 갖는 온 칩 렌즈(11)의 상층에, 동일한 렌즈재와는 다른 소재(예를 들면, SiON)에 의해 성막하거나, 그 상층에 수지막을 형성하거나 하도록 하여도 좋다. 이상으로, 슬릿(51)의 형성 처리의 설명을 종료한다.
이상 설명하는 바와 같이 슬릿(51)이 마련된 고체 촬상 소자(50)은, 도 1에 도시된 고체 촬상 소자(10)에서는 온 칩 렌즈(11)의 내부에서 이웃 화소로 누설되어 버리고 있던 광을 슬릿(51)에서 전반사시켜서 원래의 화소의 센서부(14)에 입사시킬 수 있다. 따라서 수광 감도를 올림과 함께 혼색을 억제할 수 있다.
또한, 슬릿(51)의 상측이 막혀 있음에 의해, 도 2에 도시된 고체 촬상 소자(20)와 같이 온 칩 렌즈(11)의 면적이 좁아져서 집광 효율이 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 3의 고체 촬상 소자(30)와 같이 온 칩 렌즈(11)상에, 렌즈재보다도 굴절율이 작은 다른 재료를 성막하여도 좋다. 이 경우에도, 슬릿(51)의 상측이 막혀 있음에 의해, 그 다른 재료가 슬릿(51)에 들어가지 않기 때문에, 슬릿(51)에 의한 전반사의 효과의 저하를 방지할 수 있다.
[본 개시의 제2의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(60)의 구성례]
도 10은, 본 개시의 제2의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(60)의 단면도를 도시하고 있다. 그 고체 촬상 소자(60)는, 도 4의 고체 촬상 소자(50)에서 평탄화층(15)을 생략한 것이다.
즉, 고체 촬상 소자(60)는, 컬러 필터(12)의 위에 직접적으로 온 칩 렌즈(11)가 형성되어 있다. 또한, 고체 촬상 소자(60)에 대해서도 슬릿(51)이 마련된 온 칩 렌즈(11)의 위에, 온 칩 렌즈(11)보다도 굴절율이 작은 수지 재료 등의 막을 성막하여도 좋다.
고체 촬상 소자(60)는, 고체 촬상 소자(50)에 비교하여, 평탄화층(15)이 생략된 분만큼, 온 칩 렌즈(11)와 센서부(14)의 거리가 가깝기 때문에, 감도 열화, 결함 열화, 사입사 특성의 악화 등을 억제할 수 있다.
또한, 고체 촬상 소자(60)의 제조 방법에 관해서는, 상술한 고체 촬상 소자(50)의 제조 방법과 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.
[본 개시의 제3의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(70)의 구성례]
도 11은, 본 개시의 제3의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(70)의 단면도를 도시하고 있다. 그 고체 촬상 소자(70)는, 도 1의 고체 촬상 소자(10)로부터 평탄화층(15)을 생략한 것이다.
즉, 고체 촬상 소자(70)는, 컬러 필터(12)의 위에 직접적으로 온 칩 렌즈(11)가 형성되어 있다. 또한, 고체 촬상 소자(70)에 대해서도 온 칩 렌즈(11)보다도 굴절율이 작은 수지 재료 등의 막을 성막하여도 좋다.
고체 촬상 소자(70)는, 상술한 제1 및 제2의 실시의 형태와 같이 온 칩 렌즈(11) 내에 슬릿(51)이 마련되어 있지 않기 때문에, 수광 감도를 올리거나, 혼색을 억제하거나 하는 효과는 얻어지지 않는다. 그러나, 도 1에 도시된 고체 촬상 소자(10)에 비교하여, 평탄화층(15)이 생략된 분만큼, 온 칩 렌즈(11)와 센서부(14)의 거리가 가깝기 때문에, 감도 열화, 결함 열화, 사입사 특성의 악화 등을 억제할 수 있다.
또한, 고체 촬상 소자(70)의 제조 방법에 관해서는, 슬릿(51)을 마련하는 공정을 생략하는 것을 제외하고는, 상술한 고체 촬상 소자(50)의 제조 방법과 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.
[본 개시의 제4의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(80)의 구성례]
도 12는, 본 개시의 제4의 실시의 형태인 고체 촬상 소자(80)의 단면도를 도시하고 있다. 그 고체 촬상 소자(80)는, 도 1의 고체 촬상 소자(10)로부터 평탄화층(15)을 생략한 것이고, 또한, 컬러 필터(12)의 상층에, 온 칩 렌즈(11)의 굴절율과, 컬러 필터(12)의 굴절율의 중간의 굴절율을 갖는 SiON 등의 굴절율 조정막(81)이 마련된 것이다.
즉, 고체 촬상 소자(80)는, 컬러 필터(12)의 위에 굴절율 조정막(81)이, 그 위에 온 칩 렌즈(11)가 형성되어 있다. 또한, 고체 촬상 소자(80)에 대해서도 온 칩 렌즈(11)보다도 굴절율이 작은 수지 재료 등의 박막을 성막하여도 좋다.
고체 촬상 소자(80)는, 상술한 제1 및 제2의 실시의 형태와 같이 온 칩 렌즈(11) 내에 슬릿(51)이 마련되어 있지 않기 때문에, 수광 감도를 올리거나, 혼색을 억제하거나 하는 효과는 얻어지지 않는다. 그러나, 도 1에 도시된 고체 촬상 소자(10)에 비교하여, 평탄화층(15)이 생략된 분만큼, 온 칩 렌즈(11)와 센서부(14)의 거리가 가깝기 때문에, 감도 열화, 결함 열화, 사입사 특성의 악화 등을 억제할 수 있다. 또한, 굴절율 조정막(81)을 마련함에 의해, 계면 반사를 억제할 수 있기 때문에, 감도 향상을 기대할 수 있다. 또한, 제1 및 제2의 실시의 형태에서도 굴절율 조정막(81)을 마련할 수 있다.
또한, 고체 촬상 소자(70)의 제조 방법에 관해서는, 컬러 필터(12)의 위에 굴절율 조정막(81)을 마련하는 공정을 추가하는 것, 및 슬릿(51)을 마련하는 공정을 생략하는 것 이외는, 상술한 고체 촬상 소자(50)의 제조 방법과 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.
또한, 본 실시의 제1 내지 제4의 형태인 고체 촬상 소자(50, 60, 70, 80)는, 표면 조사형 또는 이면 조사형의 어느 이미지 센서에 대해서도 적용 가능하다. 또한, CSP(chip size package) 구조로 하는 경우에도 알맞다.
또한, 본 실시의 제1 내지 제4의 형태인 고체 촬상 소자(50, 60, 70, 80)는, 디지털 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라 등의 촬상 장치 외, 촬상부를 구비한 임의의 전자 장치에 적용할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)
입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와,
상기 센서부를 덮는 컬러 필터와,
상기 컬러 필터를 통하여 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고,
상기 렌즈는 상기 컬러 필터의 단차를 해소하기 위한 평탄화층을 마련하는 일 없이 상기 컬러 필터의 상층에 형성되어 있는 고체 촬상 소자.
(2)
상기 렌즈에는 슬릿이 열려 있고, 상기 슬릿의 상측은 막혀 있는 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 소자.
(3)
상기 컬러 필터와 상기 렌즈의 사이에는 굴절율 조정막이 마련되어 있는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 소자.
(4)
상기 굴절율 조정막은 SiON인 상기 (2)에 기재된 고체 촬상 소자.
(5)
상기 슬릿은, 상기 렌즈의 각 화소의 대응하는 영역의 경계에 열려 있는 상기 (1)부터 (4)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(6)
상기 슬릿의 상측은 상기 렌즈와 동일한 상기 소정의 렌즈재 또는 상기 렌즈재와는 다른 SiON에 의해 막혀 있는 상기 (1)부터 (5)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(7)
상기 소정의 렌즈재는 SiN인 상기 (6)에 기재된 고체 촬상 소자.
(8)
상기 고체 촬상 소자는, 표면 조사형 또는 이면 조사형의 이미지 센서인
상기 (1)부터 (7)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(9)
상기 렌즈의 상층에 상기 소정의 렌즈재보다도 굴절율이 작은 재료의 막을 또한 구비하는 상기 (1)부터 (8)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(10)
상기 고체 촬상 소자는, CSP 구조인 상기 (1)부터 (9)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(11)
상기 슬릿의 폭은, 100㎚ 미만인 상기 (2)부터 (10)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
11 : 온 칩 렌즈
12 : 컬러 필터
13 : 차광부
14 : 센서부
15 : 평탄화층
50 : 고체 촬상 소자
51 : 슬릿
60, 70, 80 : 고체 촬상 소자
81 : 굴절율 조정막

Claims (14)

  1. 입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와,
    상기 센서부를 덮는 컬러 필터와,
    상기 컬러 필터를 통하여 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고,
    상기 렌즈는 상기 컬러 필터의 단차를 해소하기 위한 평탄화층을 마련하는 일 없이 상기 컬러 필터의 상층에 형성되며,
    상기 렌즈에는 슬릿이 열려 있고, 상기 슬릿의 상측은 막혀 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 필터와 상기 렌즈의 사이에는 굴절율 조정막이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 굴절율 조정막은 SiON인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿은, 상기 렌즈의 각 화소의 대응하는 영역의 경계에 열려 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿의 상측은 상기 렌즈와 동일한 상기 소정의 렌즈재 또는 상기 렌즈재와는 다른 SiON에 의해 막혀 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 소정의 렌즈재는 SiN인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자는, 표면 조사형 또는 이면 조사형의 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈의 상층에 상기 소정의 렌즈재보다도 굴절율이 작은 재료의 막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자는, CSP 구조인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿의 폭은, 100㎚ 미만인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  11. 고체 촬상 소자가 탑재된 촬상 장치로서,
    상기 고체 촬상 소자는,
    입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와,
    상기 센서부를 덮는 컬러 필터와,
    상기 컬러 필터를 통하여 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고,
    상기 렌즈는 상기 컬러 필터의 단차를 해소하기 위한 평탄화층을 마련하는 일 없이 상기 컬러 필터의 상층에 형성되어 있고,
    상기 렌즈에는 슬릿이 열려 있고, 상기 슬릿의 상측은 막혀 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  12. 촬상부를 갖는 전자 장치로서,
    상기 촬상부에 탑재된 고체 촬상 소자는,
    입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와,
    상기 센서부를 덮는 컬러 필터와,
    상기 컬러 필터를 통하여 상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고,
    상기 렌즈는 상기 컬러 필터의 단차를 해소하기 위한 평탄화층을 마련하는 일 없이 상기 컬러 필터의 상층에 형성되어 있으며,
    상기 렌즈에는 슬릿이 열려 있고, 상기 슬릿의 상측은 막혀 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 입사광에 응하여 전기 신호를 발생하는 센서부와,
    상기 센서부에 상기 입사광을 집광시키기 위한, 소정의 렌즈재에 의한 적층막으로 성형된 렌즈를 구비하고,
    상기 렌즈에는 슬릿이 열려 있고, 상기 슬릿의 상측은 막혀 있는 고체 촬상 소자의 제조 방법에 있어서,
    상기 렌즈재의 층을 화소마다 반구형상으로 성형하고,
    상기 반구형상으로 성형된 상기 렌즈재에 다시 동일한 상기 렌즈재를 적층함에 의해 상기 반구형상의 상기 렌즈재의 사이즈를 증가시키고,
    사이즈가 증가된 각 화소에 대응하는 상기 반구형상의 상기 렌즈재의 접합 영역을 에칭하여 상기 슬릿을 열고,
    상기 슬릿이 열린 상기 렌즈재의 위에 성막을 행하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 삭제
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