JP2000357786A

JP2000357786A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2000357786A
Application number: JP2000107029A
Authority: JP
Inventors: Shinji Uchida; 真司内田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、マイクロレンズ上に封止樹脂が充填さ
れた固体撮像装置では、集光効率が悪かった。【解決手段】光を受光するフォトダイオード１４と、
フォトダイオード１４の上に配置され樹脂から形成され
た屈折率ｎ３のマイクロレンズ４と、マイクロレンズ４
の上に形成された屈折率ｎ２の薄膜レンズ３と、薄膜レ
ンズ３の上に形成された屈折率ｎ１の封止樹脂２と、封
止樹脂２の上に形成された封止樹脂２を封止するための
カバーガラス１とを備え、薄膜レンズ３の屈折率ｎ２
を、ｎ１およびｎ３よりも小さい屈折率とする。ここ
で、ｎ１とｎ３の値は実質上同一であるとし、薄膜レン
ズ３を、フッ化物および／または酸化物から形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズ
と、そのマイクロレンズ上に封止樹脂とを備えた固体撮
像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ（電荷結合素子）などを用いた固
体撮像装置では、小型化、高解像度化の要請により、受
光部であるフォトダイオードの面積が減少してきてい
る。このような受光部の面積減少に伴う集光効率の低下
を補うため、いわゆるマイクロレンズが開発され、用い
られるようになった。

【０００３】このマイクロレンズは、通常樹脂で構成さ
れており、画素ごとに形成された受光部の上方に配置さ
れ、直接には受光部に入射しない光を屈折させて受光部
に集光し、集光効率を向上させ、感度を向上させるもの
である。

【０００４】しかし、このマイクロレンズは湿気に弱い
ため、高温多湿という過酷な環境下で使用する場合、な
んらかの手段で保護する必要があり、例えば、特開平５
−４１５０６号公報に示されているように、マイクロレ
ンズを樹脂で覆って保護し、さらにその樹脂を封止する
カバーガラスを設けた構造が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マイクロレン
ズを封止樹脂で覆う場合、耐熱性、透明性、分光性能、
屈折率変化等を考慮してその樹脂材料を選定すると、マ
イクロレンズの材料と同じような樹脂を選択せざるを得
ず、その封止樹脂の屈折率がマイクロレンズの屈折率と
ほとんど同じになってしまう。その結果、マイクロレン
ズの集光効果が減少し、マイクロレンズに到達した光
を、十分にフォトダイオード上に集光できないという課
題を有していた。

【０００６】マイクロレンズの屈折率を大きくしたり、
また、封止樹脂の屈折率を小さくして集光効果を増大さ
せる取組も行われているが、上述したような耐熱性、透
明性、分光性能、屈折率変化等の問題をいまだ解決する
ことができない。

【０００７】本発明は、このような従来の課題を考慮
し、封止樹脂を用いた構造でも集光効率の高い固体撮像
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の本発明（請求項１
に対応）は、光を受光する受光部と、前記受光部の上に
形成された、所定の第１屈折率を有するマイクロレンズ
と、前記マイクロレンズの上に形成された薄膜レンズ
と、前記薄膜レンズの上に形成された、所定の第２屈折
率を有する樹脂部とを備え、前記薄膜レンズの屈折率
は、前記第１屈折率および前記第２屈折率よりも小さい
屈折率であり、前記薄膜レンズの材料は無機材料であ
る、ことを特徴とする固体撮像装置である。第２の本発
明（請求項２に対応）は、光を受光する受光部と、前記
受光部の上に形成された、所定の第１屈折率を有するマ
イクロレンズと、前記マイクロレンズの上に形成された
薄膜レンズと、前記薄膜レンズの上に形成された、所定
の第２屈折率を有する樹脂部とを備え、前記薄膜レンズ
の屈折率は、前記第１屈折率および前記第２屈折率より
も小さい屈折率であり、前記薄膜レンズは、樹脂材料で
構成され、前記マイクロレンズの湾曲面に応じて湾曲し
ている板状部材である、ことを特徴とする固体撮像装置
である。

【０００９】第３の本発明（請求項３に対応）は、前記
第１屈折率と前記第２屈折率は、実質上同一であること
を特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置であ
る。

【００１０】第４の本発明（請求項４に対応）は、前記
薄膜レンズは、フッ化物および／または酸化物から形成
されたレンズであることを特徴とする請求項１記載の固
体撮像装置である。

【００１１】第５の本発明（請求項５に対応）は、前記
マイクロレンズは、樹脂から形成されたレンズであるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の固体
撮像装置である。

【００１２】第６の本発明（請求項６に対応）は、前記
第１屈折率および前記第２屈折率が１．５６近傍であっ
て、前記薄膜レンズの屈折率が１．３６以上１．５０以
下であることを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置
である。

【００１３】第７の本発明（請求項７に対応）は、前記
薄膜レンズが樹脂材料で構成されており、前記マイクロ
レンズの直径が４０００ｎｍ近傍であって、前記薄膜レ
ンズの厚みが８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であること
を特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の固体撮
像装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。

【００１５】図１に本発明の実施の形態の固体撮像装置
の断面図を示し、図２に、図１に示した固体撮像装置
の、マイクロレンズに光が入射し、フォトダイオード上
に集光する様子を示した部分断面図を示す。

【００１６】図１に示すように、ｎ型半導体基板１２の
表層にｐ型ウェル層１３が形成され、そのｐ型ウェル層
１３内に所定の間隔ごとに、光の強度を検出する受光部
としてのフォトダイオード１４が形成されている。

【００１７】またｐ型ウェル層１３内の表層近傍には垂
直転送レジスタ１５が形成され、ｐ型ウェル層１３の表
層には絶縁膜１０が配置されている。その上に多結晶シ
リコン電極１１が設けられ、さらに多結晶シリコン電極
１１を覆う絶縁膜１０が配置されている。

【００１８】また多結晶シリコン電極１１を覆い、かつ
フォトダイオード１４の上方部をさけるように遮光膜９
が配置されている。その遮光膜９を覆うように絶縁膜８
が形成されており、その上に表層を平坦化する第１の平
坦化層７が設けられている。

【００１９】さらにその上に、カラーフィルター層６
と、第２の平坦化層５とが配置されている。そして、そ
の第２の平坦化層５の上に、各フォトダイオード１４に
対応するようにマイクロレンズ４が形成されている。マ
イクロレンズ４上には、薄膜レンズ３が形成され、薄膜
レンズ３の上方にカバーガラス１が設けられ、薄膜レン
ズ３とカバーガラス１との間に、封止樹脂２が充填され
ている。

【００２０】図２は、上述したように、図１の固体撮像
装置の、主要な構成要素を含む一部分を示す図である。
以下、その図２を用いて、本発明の実施の形態の固体撮
像装置を説明する。

【００２１】図２において、マイクロレンズ４の中央付
近からの入射光線２８はカバーガラス１を透過し、封止
樹脂２を介して、薄膜レンズ３に入射角度θ₁₁で入射す
る。入射角度θ₁₁は、薄膜レンズ３の中央部付近である
ため比較的小さい。そのため、薄膜レンズ３に入射した
光線２８はわずかしか屈折しない。

【００２２】封止樹脂２の屈折率をｎ１、薄膜レンズ３
の屈折率をｎ２とした場合、入射角度θ₁₁および出射角
度θ'₁₁は、次の（数１）のスネルの式で関係づけられ
る。

【００２３】

【数１】ｎ１・Ｓｉｎ（θ₁₁）＝ｎ２・Ｓｉｎ（θ'₁₁）例えば、封止樹脂２の屈折率ｎ１を１．５６、薄膜レン
ズ３の屈折率ｎ２を１．３８、θ₁₁＝１度とした場合、
θ'₁₁＝１．１度となりほんのわずかしか屈折されな
い。

【００２４】さて、薄膜レンズ３で屈折された光線２８
は、マイクロレンズ４の中央部付近に入射するため、マ
イクロレンズ４への入射角度θ₁₂も、比較的小さい。そ
のためマイクロレンズ４に到達した光線２８は、ほとん
ど屈折せず直進し、フォトダイオード１４に到達する。

【００２５】他方、マイクロレンズ４の周辺部に入射し
た光線２９は、カバーガラス１を透過した後、封止樹脂
２を介して、薄膜レンズ３に入射する。薄膜レンズ３の
外周側に入射するため、入射角度θ₂₁は、θ₁₁よりも大
きくなる。

【００２６】上述したように、封止樹脂２の屈折率をｎ
１、薄膜レンズ３の屈折率をｎ２とした場合、入射角度
θ₂₁と出射角度θ'₂₁の間には、次の（数２）が成り立
つ。

【００２７】

【数２】ｎ１・Ｓｉｎ（θ₂₁）＝ｎ２・Ｓｉｎ（θ'₂₁）上述した、封止樹脂２の屈折率ｎ１を１．５６、薄膜レ
ンズ３の屈折率ｎ２を１．３８とした場合、θ'₂₁はθ
₂₁よりも大きくなる。

【００２８】例えば、θ₂₁＝４３度の場合、θ'₂₁＝５
０．４度となり、中央部から入射した場合よりも、大き
な出射角変化が生じる。つまり、中央部の場合よりも大
きく外周方向に屈折される。

【００２９】屈折された光２９は、マイクロレンズ４に
入射角度θ₂₂で入射する。

【００３０】光線２９がマイクロレンズ４に入射した位
置は、マイクロレンズ４のかなり外周側であって、入射
角度θ₂₂は非常に大きくなっている。この入射角度θ₂₂
は、仮に光線２９が薄膜レンズ３により屈折されず直進
し、マイクロレンズ４に入射すると仮定した場合の入射
角度と比べて、増大していることがわかる。

【００３１】そのマイクロレンズ４に入射した光線２９
の入射角度をθ₂₂とし、マイクロレンズ４からの出射角
度をθ'₂₂とし、薄膜レンズ３の屈折率をｎ２とし、マ
イクロレンズ４の屈折率をｎ３としたとき、以下の（数
３）が成り立つ。

【００３２】

【数３】ｎ２・Ｓｉｎ（θ₂₂）＝ｎ３・Ｓｉｎ（θ'₂₂）マイクロレンズ４の屈折率ｎ３を、封止樹脂２の屈折率
ｎ１の１．５６と同一にした場合、θ₂₂＝７５度のと
き、θ'₂₂＝５８．７度となる。

【００３３】この角度は光線２９が封止樹脂２を通過す
る時の角度を比較して考えると、約９度内側に傾くこと
になる。つまり、マイクロレンズ４に入射した光線２９
は大きく屈折し、フォトダイオード１４へ向かって進行
し、絶縁膜８等を通過した後、フォトダイオード１４に
到達する。

【００３４】このようにマイクロレンズ４上に薄膜レン
ズ３を設けることで、薄膜レンズ３の外周部に入射した
光も、大きな屈折効果によってフォトダイオード１４に
集光されるので、より多くの光がフォトダイオード１４
に入射するのである。

【００３５】このような効果は、図３に示すような、マ
イクロレンズ３４上に薄膜レンズが存在せずに封止樹脂
３２が直接、接しているような従来の構造では現れな
い。

【００３６】すなわち、マイクロレンズ３４の中央部付
近に入射した光線５０はフォトダイオード４４に入射す
るものの、マイクロレンズ３４の外周寄りに入射する光
線５１は、フォトダイオード４４に入射しない。なぜな
ら、耐熱性、透明性、分光性能、屈折率変化等を配慮し
ているため、封止樹脂３２の屈折率ｎ１と、マイクロレ
ンズ３４の屈折率ｎ３との差は小さくならざるを得ず、
θ₂がθ₁よりわずかにしか小さくならないからである。

【００３７】さらに、図２を用いて説明した時と同一条
件の、封止樹脂３２の屈折率ｎ１とマイクロレンズ３４
の屈折率ｎ３が等しいという、屈折効果がない極端な例
をとりあげ説明する。

【００３８】スネルの関係式により、図３においては、
封止樹脂３２の屈折率ｎ１、マイクロレンズ３４の屈折
率ｎ３、入射角度θ₁、および出射角度θ₂には、以下の
（数４）が成り立つ。

【００３９】

【数４】ｎ１・Ｓｉｎ（θ₁）＝ｎ３・Ｓｉｎ（θ₂）ここで、ｎ１＝ｎ３であるため、θ₁＝θ₂となり、これ
は、マイクロレンズ３４に入射した光は全く屈折しない
ことを表している。つまり、マイクロレンズ３４に入射
した光線はすべて直進し、集光効果が全くないというこ
とを意味する。したがって、マイクロレンズ３４の外周
寄りに入射した光線５１は、フォトダイオード４４に集
光されない。

【００４０】それに対して、図２を用いて説明した本発
明の実施の形態の場合には、封止樹脂２と、マイクロレ
ンズ４の屈折率がたとえ等しい場合でも、薄膜レンズ３
の外周部に入射した光は、極めて大きな屈折効果が発現
することによって、フォトダイオード１４に集光され
る。まさに、薄膜レンズ３の効果である。

【００４１】したがって、薄膜レンズ３を設けることは
極めて有用で、薄膜レンズがない図３の場合に比べて、
薄膜レンズ３の外周部に入射した光を大きく屈折させ、
フォトダイオード１４により多くの光を入射させること
ができるため、実質上感度が向上し、有用である。

【００４２】なお、図２に示した、絶縁膜８の材料とし
ては、例えば酸化シリコンを用いる。また、マイクロレ
ンズ４の材料としては、フェノール系もしくはアクリル
系またはスチレン系の樹脂を用いる。封止樹脂２として
は例えばアクリル系の樹脂を用いる。

【００４３】薄膜レンズ３の材料としては、例えばフッ
化マグネシウム、フッ化アルミニウムなどのフッ化物、
酸化シリコンなどの酸化物を好適に用いることができ
る。これらの材料は屈折率が低く、マイクロレンズ４の
材料として多用される合成樹脂（フェノール系樹脂、ス
チレン系樹脂、アクリル系樹脂など）の屈折率を考慮す
ると、薄膜レンズ３の材料として好ましい。

【００４４】さらに、無機材料を薄膜レンズ３に用いれ
ば、耐熱性等の点において優れたものとなる。

【００４５】薄膜レンズ３の屈折率ｎ２は、マイクロレ
ンズ４の屈折率ｎ３および封止樹脂２の屈折率ｎ１より
も小さければよい。例えばマイクロレンズ４の屈折率ｎ
３および封止樹脂２の屈折率ｎ１がともに１．５６近傍
であれば、薄膜レンズ３の屈折率ｎ２を、１．３６以上
１．５０以下とするのが好ましい。

【００４６】なお、上述した１．５６近傍とは１．５０
を越え、１．６０以下の範囲を意味する。また、上述し
た屈折効果を大きくするには、薄膜レンズ３として、マ
イクロレンズ４の屈折率ｎ３および封止樹脂２の屈折率
ｎ１よりもなるべく小さいものを用いることが好まし
い。

【００４７】他方、上述したようなフッ化物や酸化物等
の無機物を用いる場合、不純物等が含まれることがあっ
ても１．３６以上１．５０以下の薄膜レンズ３を形成す
ることが可能であって、そのような薄膜レンズ３を用い
さえすれば、上述した屈折効果を発生させることができ
る。

【００４８】また、薄膜レンズ３は、単層膜に限られな
い。例えば、フッ化物と酸化物の２層膜であってもよ
い。酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ジル
コニウム、酸化インジウム、酸化アルミニウムなどから
なる中高屈折率層を、上記に例示したフッ化物からなる
低屈折率層の上に積層しても構わない。

【００４９】薄膜レンズ３の膜厚は、８０ｎｍ以上１０
００ｎｍ以下にすることが好ましい。下限を８０ｎｍと
したのは、それより薄くすると、屈折効果が減少し、実
質上効果がほとんどなくなるからである。他方上限を１
０００ｎｍとしたのは、従来用いられているマイクロレ
ンズの直径が４〜５μｍ（４０００〜５０００ｎｍ）程
度であって、そのマイクロレンズを、本発明の固体撮像
装置にも用いることを考慮したからである。

【００５０】なお、薄膜レンズ３の膜厚を５００ｎｍ程
度にすると、屈折効果が大きく現れることが確かめられ
ている。なお、請求項６記載のマイクロレンズの直径が
４０００ｎｍ近傍であるとは、３０００〜５０００ｎｍ
の範囲を意味する。

【００５１】なおまた、薄膜レンズ３が樹脂の場合は、
高温多湿等の悪環境に耐えうるものとするため、膜厚
は、同じく８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下にすることが
好ましい。

【００５２】薄膜レンズ３の具体的な形成方法として
は、従来から適用されてきた形成法であって層を構成す
る材料を、マイクロレンズ４上に安定に形成できる方法
であれば特に制限することなく使用できる。例えば、マ
グネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング
法、ＥＣＲスパッタリング法、イオンビームスパッタリ
ング法などの、スパッタリング法や、抵抗加熱蒸着法、
高周波加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法などの蒸着法や、
プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法などのＣＶＤ法や回転塗
布法を好適に用いることができる。

【００５３】なお、封止樹脂２とマイクロレンズ４との
間に、マイクロレンズ４の屈折率ｎ３および封止樹脂２
の屈折率ｎ１よりも小さい、フッ化物および／または酸
化物の薄膜レンズ３を設けても、耐熱性、透明性、分光
性能、屈折率変化等を悪化させることはない。なぜな
ら、薄膜レンズ３は、無機物から形成されたものである
からである。

【００５４】最後に、本実施の形態では、封止樹脂２の
屈折率ｎ１と、マイクロレンズ４の屈折率ｎ３は同一で
あるとして説明してきたが、完全に同一ではなく例えば
マイクロレンズ４の屈折率ｎ３の方が、封止樹脂２の屈
折率ｎ１よりもわずかに大きくてもよい。つまり実質上
同一であってもよい。

【００５５】または、封止樹脂２の屈折率ｎ１がマイク
ロレンズ４の屈折率ｎ３よりも実質上同一の範囲を超え
て大きい場合や、マイクロレンズ４の屈折率ｎ３が封止
樹脂２の屈折率ｎ１よりも実質上同一の範囲を超えて大
きい場合であっても、薄膜レンズ３の屈折率ｎ２がｎ１
およびｎ３よりも小さければ、上述した集光効果は現れ
る。

【００５６】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例により制限されるもの
ではない。

【００５７】まず、図１に示したように、ｎ型半導体基
板１２の表層に形成されたｐ型ウェル層１３内に、ｎ型
不純物領域である受光部としてのフォトダイオード１４
を、垂直転送レジスタ１５などとともにイオン注入法に
より形成した。

【００５８】次いで、熱酸化法によりシリコン酸化膜を
形成し、さらにこの上に化学的気相堆積法（ＣＶＤ法）
により、シリコン窒化膜を形成して、絶縁膜１０とし
た。引き続いて、シリコン窒化膜（絶縁膜１０）上にＣ
ＶＤ法により多結晶シリコン膜を形成した。

【００５９】この多結晶シリコン膜の、フォトダイオー
ド１４の上方をエッチングにより除去し、さらに熱酸化
した。その結果、パターン化された多結晶シリコン電極
１１（ゲート電極）と、この電極１１を覆う絶縁膜１０
としてのシリコン酸化膜が得られた。

【００６０】次いで、多結晶シリコン電極１１を覆うよ
うに、かつフォトダイオード１４上方を避けて遮光膜９
を形成した。遮光膜９としては、スパッタリング法によ
り形成したアルミニウム膜を用いた。

【００６１】遮光膜９上には、絶縁膜８を形成した。絶
縁膜８としては、ＣＶＤ法により形成されたＢＰＳＧ
（ボロン−リン−シリケ−トガラス）膜を採用した。

【００６２】さらに、第１の平坦化層７を形成した。第
１の平坦化層７としては、絶縁膜８よりも屈折率が高い
材料（例えばフェノール系樹脂、スチレン系樹脂、アク
リル系樹脂）を用いることが好ましいが、ここではアク
リル樹脂を用いて回転塗布法により成膜した。この第１
の平坦化層７は、層内マイクロレンズとして機能するこ
とになる。この層内マイクロレンズは、後述するオンチ
ップマイクロレンズとともに、フォトダイオード１４へ
の集光効率を向上させる作用を奏する。

【００６３】第１の平坦化層７上にはカラーフィルター
層６を形成した。カラーフィルター層６は、ネガ型感光
性アクリル系樹脂を被染色層として回転塗布法により形
成し、これを露光、現像して所定の被染色部が残るよう
にパターニングし、残存した材料部分を染色するという
工程を、原色であるＲＧＢ各色について繰り返すことに
より形成した。

【００６４】ただし、カラーフィルター層６は、補色を
利用して構成してもよく、あるいはカラーフィルター樹
脂中に顔料や、染料を分散させて構成しても構わない。

【００６５】カラーフィルター層６上に、第２の平坦化
層５を形成した。この平坦化層５は、カラーフィルター
層６上の微小な凹凸を解消する。この第２の平坦化層５
は、回転塗布法によりアクリル樹脂を塗布することによ
り形成した。

【００６６】（オンチップ）マイクロレンズ４の材料と
しては、ポリパラビニルフェノール系樹脂にナフトキノ
ンジアジドを添加した感光性樹脂を採用した。この樹脂
は、ポジ型レジストとして用いることができる。

【００６７】また、熱処理すると、熱可塑性により液状
化して形状が半球状に変形し、その後熱硬化性による形
状固定と固化が進行し、硬化したレンズ形状が実現され
る。

【００６８】さらに、現像直後の工程において紫外線照
射により可視光透過率を９０％以上にまで向上させ、こ
の透明化した状態でレンズ形状へと変形させることがで
きる。

【００６９】上記感光性樹脂からなる樹脂層をｉ線ステ
ッパを用いて分割し、分割した各部分を紫外光の照射に
より脱色化し、さらに加熱して軟化して、ドーム型のレ
ンズ形状へと成形した。

【００７０】さらに、マイクロレンズ４上に、薄膜レン
ズ３を成膜した。薄膜レンズ３の材料としては、フッ化
マグネシウムを用いた。また、成膜法としては、電子ビ
ーム蒸着法を採用した。

【００７１】こうして形成したマイクロレンズ４表面に
おける薄膜レンズ３の膜厚は、０．４ミクロンであっ
た。

【００７２】薄膜レンズ３上に、封止樹脂２を充填し、
その上にカバーガラス１を装着させた。封止樹脂２とし
てはアクリル系の樹脂を用いた。

【００７３】薄膜レンズの有無による固体撮像装置の感
度の相違を測定したところ、薄膜レンズ３を形成するこ
とにより、固体撮像装置の感度が３０％向上しているこ
とが確認できた。

【００７４】屈折率、膜厚、マイクロレンズ形状などに
基づく光学的な計算によっても、フッ化マグネシウムを
成膜することによる感度向上は３０％程度の感度増大が
得られた。

【００７５】また、上述したようにして作成した固体撮
像装置を、特殊環境下で各種性能テストを実施したが、
従来と同程度の性能を確認できた。

【００７６】なお、上記実施の形態では、層内レンズや
カラーフィルターを備えたＣＣＤ固体撮像装置について
説明したが、本発明の特徴である薄膜レンズを設けるこ
とは、上述したものに限ることなく、薄膜レンズは、各
種の固体撮像装置に設けることが可能であり、例えばＭ
ＯＳ型の固体撮像装置にも設けることができる。

【００７７】また、マイクロレンズ４の形状が半球タイ
プである場合は、薄膜レンズ３は、ドーム型板状部材で
あり、マイクロレンズ４の形状が図４にしめすような蒲
鉾型の場合は、その湾曲形状に応じた、半円筒形状の板
状部材となる。要するに、本発明の薄膜レンズ３の形状
は、前記マイクロレンズの湾曲面に応じて湾曲している
板状部材であることが望ましい。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、封止樹脂を用いた構造でも集光効率の高
い固体撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の固体撮像装置の断面図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態の固体撮像装置の、集光効
率向上を説明するための、部分断面図である。

【図３】従来の、マイクロレンズなどを説明するための
固体撮像装置の部分断面図である。

【図４】蒲鉾型のマイクロレンズを示す斜視図である。

【符号の説明】

１、３１カバーガラス２、３２封止樹脂３薄膜レンズ４、３４マイクロレンズ５、３５第２の平坦化層６、３６カラーフィルター層７、３７第１の平坦化層８、３８絶縁膜９遮光膜１０絶縁膜１１多結晶シリコン電極１２、４２ｎ型半導体基板１３、４３ｐ型ウェル層１４、４４フォトダイオード１５垂直転送レジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を受光する受光部と、前記受光部の上に形成された、所定の第１屈折率を有す
るマイクロレンズと、前記マイクロレンズの上に形成さ
れた薄膜レンズと、前記薄膜レンズの上に形成された、所定の第２屈折率を
有する樹脂部とを備え、前記薄膜レンズの屈折率は、前記第１屈折率および前記
第２屈折率よりも小さい屈折率であり、前記薄膜レンズの材料は無機材料である、ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】光を受光する受光部と、前記受光部の上に形成された、所定の第１屈折率を有す
るマイクロレンズと、前記マイクロレンズの上に形成さ
れた薄膜レンズと、前記薄膜レンズの上に形成された、所定の第２屈折率を
有する樹脂部とを備え、前記薄膜レンズの屈折率は、前記第１屈折率および前記
第２屈折率よりも小さい屈折率であり、前記薄膜レンズは、樹脂材料で構成され、前記マイクロ
レンズの湾曲面に応じて湾曲している板状部材である、ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】前記第１屈折率と前記第２屈折率は、実
質上同一であることを特徴とする請求項１又は２記載の
固体撮像装置。
【請求項４】前記薄膜レンズは、フッ化物および／ま
たは酸化物から形成されたレンズであることを特徴とす
る請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】前記マイクロレンズは、樹脂から形成さ
れたレンズであることを特徴とする請求項１から３のい
ずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】前記第１屈折率および前記第２屈折率が
１．５６近傍であって、前記薄膜レンズの屈折率が１．
３６以上１．５０以下であることを特徴とする請求項５
記載の固体撮像装置。
【請求項７】前記薄膜レンズが樹脂材料で構成されて
おり、前記マイクロレンズの直径が４０００ｎｍ近傍で
あって、前記薄膜レンズの厚みが８０ｎｍ以上１０００
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２から６のいず
れかに記載の固体撮像装置。