JP3447510B2 - 固体撮像素子、その製造方法及び固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像素子、その製造方法及び固体撮像装置Info
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- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像素子、その
製造方法及び固体撮像装置に関し、特に高感度の固体撮
像素子、その製造方法及び固体撮像装置に関する。
製造方法及び固体撮像装置に関し、特に高感度の固体撮
像素子、その製造方法及び固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、現在もっと広く用いられているＣ
ＣＤ型固体撮像素子を例にあげて説明するが、ＭＯＳ型
など他の撮像素子についても同様の当てはめることがで
きる。
ＣＤ型固体撮像素子を例にあげて説明するが、ＭＯＳ型
など他の撮像素子についても同様の当てはめることがで
きる。
【０００３】従来、高感度の固体撮像素子としては図１
０に示した第１の従来例があった。
０に示した第１の従来例があった。
【０００４】この第１の従来例の固体撮像素子は、Ｎ型
シリコン基板０１（表面部にＰウェル２を有している）
表面近傍にＮ型拡散層０５を有するフォトダイオード、
その横に読出ゲート領域０２ＴＧを介してＮ型の電荷転
送領域０４を有し、またシリコン基板上にはゲート絶縁
膜０７を有し、その上に電荷転送電極０８を有し、その
上に酸化シリコン膜０９をはさんで遮光膜１０を有し、
この遮光膜１０のＮ型拡散層０５の上に当たる部分に開
口２０を有している。更に、絶縁膜１１及び平坦化膜２
１を有し、この平坦化膜２１の開口２０の直上に当たる
位置にオンチップレンズ２２を有していた。平坦化膜２
１は通常フォトレジストなどの塗布膜を焼き固めて形成
され、またオンチップレンズ２２は、リソグラフィー技
術によりフォトレジスト膜などのパターンを形成したの
ち１５０〜２００℃熱硬化させ半球状にしていた。
シリコン基板０１（表面部にＰウェル２を有している）
表面近傍にＮ型拡散層０５を有するフォトダイオード、
その横に読出ゲート領域０２ＴＧを介してＮ型の電荷転
送領域０４を有し、またシリコン基板上にはゲート絶縁
膜０７を有し、その上に電荷転送電極０８を有し、その
上に酸化シリコン膜０９をはさんで遮光膜１０を有し、
この遮光膜１０のＮ型拡散層０５の上に当たる部分に開
口２０を有している。更に、絶縁膜１１及び平坦化膜２
１を有し、この平坦化膜２１の開口２０の直上に当たる
位置にオンチップレンズ２２を有していた。平坦化膜２
１は通常フォトレジストなどの塗布膜を焼き固めて形成
され、またオンチップレンズ２２は、リソグラフィー技
術によりフォトレジスト膜などのパターンを形成したの
ち１５０〜２００℃熱硬化させ半球状にしていた。
【０００５】また、第２の従来例として、図１１に示し
たものがあり、日本国特許特許公開平成２年第６５１７
１号公報に示されている。
たものがあり、日本国特許特許公開平成２年第６５１７
１号公報に示されている。
【０００６】これは遮光膜１０と転送電極０８によって
囲まれた、Ｎ型拡散層０５の上のくぼみをシリカガラス
２３と屈折率の高い窒化シリコン膜などで埋設し、上面
を平坦化し凸レンズ２４を形成していた。
囲まれた、Ｎ型拡散層０５の上のくぼみをシリカガラス
２３と屈折率の高い窒化シリコン膜などで埋設し、上面
を平坦化し凸レンズ２４を形成していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体撮
像素子のうち、現在広く用いられている第１の従来例で
はオンチップレンズ２２はフォトレジスト膜を熱処理す
ることにより形成しているので強度が低く、また凸状で
あるので傷がつきやすくまたゴミがのこりやすく一旦ゴ
ミが付着すると除去が困難である。このため従来の固体
撮像素子を扱う半導体装置製造ラインは拡散終了後も組
立工程終了後までは換気の高清浄度を保つ必要があり、
ライン設備に多大な費用がかかる。
像素子のうち、現在広く用いられている第１の従来例で
はオンチップレンズ２２はフォトレジスト膜を熱処理す
ることにより形成しているので強度が低く、また凸状で
あるので傷がつきやすくまたゴミがのこりやすく一旦ゴ
ミが付着すると除去が困難である。このため従来の固体
撮像素子を扱う半導体装置製造ラインは拡散終了後も組
立工程終了後までは換気の高清浄度を保つ必要があり、
ライン設備に多大な費用がかかる。
【０００８】またケースに組み立てる際、レンズ２２の
上は空間を設けるか、またはレンズ２２にくらべ十分に
屈折率の低い物質を充填する必要がある。さもないとレ
ンズ作用をしなくなる。
上は空間を設けるか、またはレンズ２２にくらべ十分に
屈折率の低い物質を充填する必要がある。さもないとレ
ンズ作用をしなくなる。
【０００９】このためケースの構造が複雑になり高価に
なった。最近はパソコンカメラや電子スチルカメラ、ド
アーホンカメラなど安価な製品が多く、そのため固体撮
像素子のコストも低減する必要がある。ところが、従来
の固体撮像素子では上述したようにチップを載せるケー
スにかなりのコストがかかり、コスト低減の妨げとなっ
ていた。
なった。最近はパソコンカメラや電子スチルカメラ、ド
アーホンカメラなど安価な製品が多く、そのため固体撮
像素子のコストも低減する必要がある。ところが、従来
の固体撮像素子では上述したようにチップを載せるケー
スにかなりのコストがかかり、コスト低減の妨げとなっ
ていた。
【００１０】また、第２の従来例では、第１の従来例の
傷がつきやすく、ゴミが付着し易い欠点は改善されるも
のの凸レンズ２４は電荷転送電極０８で囲まれた絶縁膜
１１のくぼみに形成されるので、電荷転送電極０８の直
上などは凸レンズ２４が形成されず、この部分への入射
光は無駄になるので、感度が低下するという問題があ
る。
傷がつきやすく、ゴミが付着し易い欠点は改善されるも
のの凸レンズ２４は電荷転送電極０８で囲まれた絶縁膜
１１のくぼみに形成されるので、電荷転送電極０８の直
上などは凸レンズ２４が形成されず、この部分への入射
光は無駄になるので、感度が低下するという問題があ
る。
【００１１】本発明の目的は、感度を犠牲にすることな
く、第１の従来例のもつ上述の問題点の改善された固体
撮像素子、その製造方法及び固体撮像装置を提供するこ
とにある。
く、第１の従来例のもつ上述の問題点の改善された固体
撮像素子、その製造方法及び固体撮像装置を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】 本発明の固体撮像素子
は、基板上に多数配置された光電変換部上に表面が平坦
な第１の透明膜を有し、前記各光電変換部の上にあたる
位置の前記第１の透明膜に中心部にいくに従い単調に深
くなる第１の凹部をそれぞれ有し、前記各第１の凹部に
中心に近づくに従い厚さが厚くなりかつその上部が中心
部にいくに従い単調に深くなる第２の透明膜と、該第２
の透明膜上に埋設され上部が平坦な第３の透明膜とをそ
れぞれ有し、前記第１の透明膜と前記第２の透明膜と
は、屈折率がほぼ等しく、且つ前記第３の透明膜は前記
第１の透明膜よりも屈折率が高く、前記第２の透明膜を
塗布膜から形成する際に、前記塗布膜として用いる液状
物質の含水量を調整して、前記塗布膜のベーク後の収縮
率を調整するというものである。
は、基板上に多数配置された光電変換部上に表面が平坦
な第１の透明膜を有し、前記各光電変換部の上にあたる
位置の前記第１の透明膜に中心部にいくに従い単調に深
くなる第１の凹部をそれぞれ有し、前記各第１の凹部に
中心に近づくに従い厚さが厚くなりかつその上部が中心
部にいくに従い単調に深くなる第２の透明膜と、該第２
の透明膜上に埋設され上部が平坦な第３の透明膜とをそ
れぞれ有し、前記第１の透明膜と前記第２の透明膜と
は、屈折率がほぼ等しく、且つ前記第３の透明膜は前記
第１の透明膜よりも屈折率が高く、前記第２の透明膜を
塗布膜から形成する際に、前記塗布膜として用いる液状
物質の含水量を調整して、前記塗布膜のベーク後の収縮
率を調整するというものである。
【００１３】この場合、液状物質としてシリカ塗布液を
使用することができる。
使用することができる。
【００１４】本発明の固体撮像素子の製造方法は、基板
上に多数配置された光電変換部上に第１の透明膜を形成
する工程と、第１の透明膜を耐エッチング性膜で被覆し
前記各光電変換部の上に当たる位置近傍にそれぞれ開口
を形成する工程と、前記第１の透明膜を前記耐エッチン
グ性膜の前記各開口部より等方性エッチングを行い前記
各開口部を中心とする第１の凹部をそれぞれ形成する工
程と、前記各第１の凹部にその中心に近づくに従い厚さ
が厚くなりかつその上部が中心部にいくに従い単調に深
くなる前記第１の透明膜と屈折率がほぼ等しい第２の透
明膜と、前記各第２の透明膜上部に前記第１の透明膜よ
りも屈折率が高い第３の透明膜とをそれぞれ埋設する工
程とを有し、前記第２の透明膜を塗布膜から形成する際
に、前記塗布膜として用いる液状物質の含水量を調整し
て、前記塗布膜のベーク後の収縮率を調整するというも
のである。
上に多数配置された光電変換部上に第１の透明膜を形成
する工程と、第１の透明膜を耐エッチング性膜で被覆し
前記各光電変換部の上に当たる位置近傍にそれぞれ開口
を形成する工程と、前記第１の透明膜を前記耐エッチン
グ性膜の前記各開口部より等方性エッチングを行い前記
各開口部を中心とする第１の凹部をそれぞれ形成する工
程と、前記各第１の凹部にその中心に近づくに従い厚さ
が厚くなりかつその上部が中心部にいくに従い単調に深
くなる前記第１の透明膜と屈折率がほぼ等しい第２の透
明膜と、前記各第２の透明膜上部に前記第１の透明膜よ
りも屈折率が高い第３の透明膜とをそれぞれ埋設する工
程とを有し、前記第２の透明膜を塗布膜から形成する際
に、前記塗布膜として用いる液状物質の含水量を調整し
て、前記塗布膜のベーク後の収縮率を調整するというも
のである。
【００１５】
【００１６】更に、本発明の固体撮像素子の製造方法
は、基板上に多数配置された光電変換部上に第１の透明
膜を形成する工程と、第１の透明膜を耐エッチング性膜
で被覆し前記各光電変換部の上に当たる位置近傍にそれ
ぞれ開口を形成する工程と、前記第１の透明膜を前記耐
エッチング性膜の前記各開口部より等方性エッチングを
行い前記各開口部を中心とする第１の凹部をそれぞれ形
成する工程と、前記各第１の凹部に前記第１の透明膜よ
りも屈折率が高く、上部に中心に近づくに従い厚さが厚
くなりかつその上部が中心部にいくに従い単調に深くな
る第４の透明膜を埋設する工程とを有し、前記第４の透
明膜を塗布膜から形成する際に、前記塗布膜として用い
る液状物質の含水量を調整して、前記塗布膜のベーク後
の収縮率を調整するというものである。
は、基板上に多数配置された光電変換部上に第１の透明
膜を形成する工程と、第１の透明膜を耐エッチング性膜
で被覆し前記各光電変換部の上に当たる位置近傍にそれ
ぞれ開口を形成する工程と、前記第１の透明膜を前記耐
エッチング性膜の前記各開口部より等方性エッチングを
行い前記各開口部を中心とする第１の凹部をそれぞれ形
成する工程と、前記各第１の凹部に前記第１の透明膜よ
りも屈折率が高く、上部に中心に近づくに従い厚さが厚
くなりかつその上部が中心部にいくに従い単調に深くな
る第４の透明膜を埋設する工程とを有し、前記第４の透
明膜を塗布膜から形成する際に、前記塗布膜として用い
る液状物質の含水量を調整して、前記塗布膜のベーク後
の収縮率を調整するというものである。
【００１７】この場合も、液状物質としてシリカ塗布液
を使用することができる。
を使用することができる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】本発明の固体撮像装置は、前記の固体撮像
素子と、前記固体撮像素子の上面に密着して透明封止材
が設けられ、前記透明封止材の上面に撮影レンズが設け
られ、前記撮影レンズ以外の前記透明封止材の表面を遮
光膜が覆うというものである。
素子と、前記固体撮像素子の上面に密着して透明封止材
が設けられ、前記透明封止材の上面に撮影レンズが設け
られ、前記撮影レンズ以外の前記透明封止材の表面を遮
光膜が覆うというものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の固体撮像素
子の参考例を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ
−Ｘ線断面図である。
子の参考例を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ
−Ｘ線断面図である。
【００２２】この参考例は、Ｎ型シリコン基板０１の表
面部にＰウェル０２を有している。Ｐウェル０２の表面
部にはＰ型の素子分離領域０３で区画されたＮ型拡散層
０５（表面にＰ+ 型拡散層０６を有している。）が複数
個配置されてフォトダイオード列を構成している。この
フォトダイオード列と平行にＮ型の電荷転送領域０４
（埋込みチャネル）が設けられている。フォトダイオー
ド列と埋込みチャネルとを含んで画素列が構成され、複
数の画素列が並列配置されて撮像領域が構成される。各
Ｎ型拡散層０５と電荷転送領域０４との間にそれぞれ読
出ゲート領域０２ＴＧが設けられている。読出ゲート領
域とこれに隣接する電荷転送領域０４はゲート絶縁膜０
７を介して第１の電荷転送電極０８で被覆されている。
第１の電荷転送電極０８は画素列の各画素毎にそれぞれ
１個もうけられ、更に電荷転送領域０４の走向方向（垂
直方向）と直交する方向（水平方向）に配置されている
各画素列の第１の電荷転送電極０８は相互に連結されて
いる。水平方向に連結された第１の電荷転送電極の間に
は第２の電荷転送電極（図示しない）が設けられてい
る。
面部にＰウェル０２を有している。Ｐウェル０２の表面
部にはＰ型の素子分離領域０３で区画されたＮ型拡散層
０５（表面にＰ+ 型拡散層０６を有している。）が複数
個配置されてフォトダイオード列を構成している。この
フォトダイオード列と平行にＮ型の電荷転送領域０４
（埋込みチャネル）が設けられている。フォトダイオー
ド列と埋込みチャネルとを含んで画素列が構成され、複
数の画素列が並列配置されて撮像領域が構成される。各
Ｎ型拡散層０５と電荷転送領域０４との間にそれぞれ読
出ゲート領域０２ＴＧが設けられている。読出ゲート領
域とこれに隣接する電荷転送領域０４はゲート絶縁膜０
７を介して第１の電荷転送電極０８で被覆されている。
第１の電荷転送電極０８は画素列の各画素毎にそれぞれ
１個もうけられ、更に電荷転送領域０４の走向方向（垂
直方向）と直交する方向（水平方向）に配置されている
各画素列の第１の電荷転送電極０８は相互に連結されて
いる。水平方向に連結された第１の電荷転送電極の間に
は第２の電荷転送電極（図示しない）が設けられてい
る。
【００２３】第１，第２の電荷転送電極は酸化シリコン
膜０９を介して遮光膜１０で被覆されている。遮光膜１
０にはＮ型拡散層０５上に開口２０が設けられている
（ここまでの構造はＣＣＤ固体撮像素子として普通のも
のであり本発明に特有のものではない）。更に、絶縁膜
１１及び表面が平坦な第１の透明膜１２を有し、第１の
透明膜１２のＮ型拡散層０５（光電変換部）の直上にあ
たる部分に、半球面状の凹部１５−１を有し、この凹部
１５−１に第２の透明膜１６が埋設されており、第２の
透明膜１６の光の屈折率は第１の透明膜１２の屈折率に
比べ高くなっており、凸レンズを形成している。
膜０９を介して遮光膜１０で被覆されている。遮光膜１
０にはＮ型拡散層０５上に開口２０が設けられている
（ここまでの構造はＣＣＤ固体撮像素子として普通のも
のであり本発明に特有のものではない）。更に、絶縁膜
１１及び表面が平坦な第１の透明膜１２を有し、第１の
透明膜１２のＮ型拡散層０５（光電変換部）の直上にあ
たる部分に、半球面状の凹部１５−１を有し、この凹部
１５−１に第２の透明膜１６が埋設されており、第２の
透明膜１６の光の屈折率は第１の透明膜１２の屈折率に
比べ高くなっており、凸レンズを形成している。
【００２４】次に、本参考例の製造方法について説明す
る。
る。
【００２５】まず、図２（ａ）に示すように、Ｎ型シリ
コン基板０１表面にＰ型不純物を導入し、Ｐウェル０２
を形成する。次にＰ型の素子分離領域０３、Ｎ型の電荷
転送領域０４、Ｎ型の拡散層０５（光電変換部）、Ｐ+
型領域０６（Ｎ型拡散層０５の表面に形成されている）
をそれぞれ不純物を導入して形成する。
コン基板０１表面にＰ型不純物を導入し、Ｐウェル０２
を形成する。次にＰ型の素子分離領域０３、Ｎ型の電荷
転送領域０４、Ｎ型の拡散層０５（光電変換部）、Ｐ+
型領域０６（Ｎ型拡散層０５の表面に形成されている）
をそれぞれ不純物を導入して形成する。
【００２６】次に、図２（ｂ）に示すように、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜の多層膜または単層膜より成る
ゲート絶縁膜０７を形成する。次に、リンなどを含むポ
リシリコン膜を堆積後パターニングし、第１の電荷転送
電極０８を形成する。次に熱酸化により第１の電荷転送
電極０８の表面及び側面を酸化し酸化シリコン膜を形成
する。次に、ポリシリコン膜を堆積後パターニングして
図示しない第２の電荷転送電極を形成し、その表面及び
側面を酸化シリコン膜などで被覆したのちアルミニウム
膜やタングステン膜またはこれらを積層した多層膜を例
えば膜厚２００ｎｍ〜５００ｎｍの膜厚に堆積しパター
ニングを行い、遮光膜１０と開口２０を形成する。次に
絶縁膜１１を堆積する。ここまでは、ごく普通のＣＣＤ
固体撮像素子や第１の従来例の場合と同じである。
コン膜、窒化シリコン膜の多層膜または単層膜より成る
ゲート絶縁膜０７を形成する。次に、リンなどを含むポ
リシリコン膜を堆積後パターニングし、第１の電荷転送
電極０８を形成する。次に熱酸化により第１の電荷転送
電極０８の表面及び側面を酸化し酸化シリコン膜を形成
する。次に、ポリシリコン膜を堆積後パターニングして
図示しない第２の電荷転送電極を形成し、その表面及び
側面を酸化シリコン膜などで被覆したのちアルミニウム
膜やタングステン膜またはこれらを積層した多層膜を例
えば膜厚２００ｎｍ〜５００ｎｍの膜厚に堆積しパター
ニングを行い、遮光膜１０と開口２０を形成する。次に
絶縁膜１１を堆積する。ここまでは、ごく普通のＣＣＤ
固体撮像素子や第１の従来例の場合と同じである。
【００２７】つぎに、図２（ｃ）に示すように、第１の
透明膜１２、例えば酸化シリコン膜を厚さ２〜５μｍ程
度に堆積する。この厚さはレンズ（１６）の焦点距離な
どに対応して適宜決めればよい。又、第１の透明膜１２
にリンやボロンなどを含む酸化シリコン膜を用いれば、
応力によるクラックが起きにくい。また、応力緩和のた
めに応力の異なる多層の膜を形成してもよい。また第１
の透明膜上部の平坦性を高める必要がある場合には、Ｃ
ＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシュ）法により平
坦化を行ってもよい。
透明膜１２、例えば酸化シリコン膜を厚さ２〜５μｍ程
度に堆積する。この厚さはレンズ（１６）の焦点距離な
どに対応して適宜決めればよい。又、第１の透明膜１２
にリンやボロンなどを含む酸化シリコン膜を用いれば、
応力によるクラックが起きにくい。また、応力緩和のた
めに応力の異なる多層の膜を形成してもよい。また第１
の透明膜上部の平坦性を高める必要がある場合には、Ｃ
ＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシュ）法により平
坦化を行ってもよい。
【００２８】つぎに、フォトレジスト膜１３により各Ｎ
型拡散層０５の直上にそれぞれ小さな開口１４を設け
る。つづいて、希フッ酸溶液などにより透明膜１２を等
方性エッチングを行う。これにより透明膜１２に半球状
のくぼみ（凹部１５−１）が形成される。この等方性エ
ッチングは、フォトレジスト膜が剥れて漂うようになる
直前まで行なうことができるが、個々の製品において感
度などの特性が最も良くなるように、エッチング時間を
調整すればよい。透明膜１２の上に窒化シリコン膜など
の耐エッチング性膜（図示しない）を形成したのち、フ
ォトレジスト膜１３をマスクにこの耐エッチング性膜を
エッチングすることにより開口を形成し、それをマスク
に透明膜１２を等方性エッチングしてもよい。
型拡散層０５の直上にそれぞれ小さな開口１４を設け
る。つづいて、希フッ酸溶液などにより透明膜１２を等
方性エッチングを行う。これにより透明膜１２に半球状
のくぼみ（凹部１５−１）が形成される。この等方性エ
ッチングは、フォトレジスト膜が剥れて漂うようになる
直前まで行なうことができるが、個々の製品において感
度などの特性が最も良くなるように、エッチング時間を
調整すればよい。透明膜１２の上に窒化シリコン膜など
の耐エッチング性膜（図示しない）を形成したのち、フ
ォトレジスト膜１３をマスクにこの耐エッチング性膜を
エッチングすることにより開口を形成し、それをマスク
に透明膜１２を等方性エッチングしてもよい。
【００２９】つぎに、図１に示すように、くぼみ（第１
の凹部１５）に透明膜１６を埋設し、透明膜１２とでほ
ぼ表面が平坦になるようにする。透明膜１６は窒化シリ
コン膜（屈折率約２．０）など透明膜１２（酸化シリコ
ン膜の屈折率は約１．６）よりも屈折率の高いものを使
用する。つぎに透明膜１２，１６の上部をＣＭＰ法など
により平坦化するのが好ましい。つぎに窒化シリコン膜
などの硬度の高いカバー膜１９を形成することもでき
る。
の凹部１５）に透明膜１６を埋設し、透明膜１２とでほ
ぼ表面が平坦になるようにする。透明膜１６は窒化シリ
コン膜（屈折率約２．０）など透明膜１２（酸化シリコ
ン膜の屈折率は約１．６）よりも屈折率の高いものを使
用する。つぎに透明膜１２，１６の上部をＣＭＰ法など
により平坦化するのが好ましい。つぎに窒化シリコン膜
などの硬度の高いカバー膜１９を形成することもでき
る。
【００３０】フォトレジスト膜１３のパターンはＮ型拡
散層０５や遮光膜１０の開口形状により適宜変更しても
よい。例えば撮像素子の画素が長方形の場合、フォトレ
ジスト１３の開口１４パターンも細長くすれば、形成さ
れるレンズ１７の平面形状も長円形状となり、撮像領域
に入った光を無駄なく効率的にＮ型拡散層０５に導くこ
とができる。
散層０５や遮光膜１０の開口形状により適宜変更しても
よい。例えば撮像素子の画素が長方形の場合、フォトレ
ジスト１３の開口１４パターンも細長くすれば、形成さ
れるレンズ１７の平面形状も長円形状となり、撮像領域
に入った光を無駄なく効率的にＮ型拡散層０５に導くこ
とができる。
【００３１】またレンズの焦点距離は、透明膜１２，１
６の屈折率の比と、第１の凹部１５−１の曲率半径によ
りきまるので、第１の透明膜１２の厚さと、これらのパ
ラメータを最適な値に設定すればよい。
６の屈折率の比と、第１の凹部１５−１の曲率半径によ
りきまるので、第１の透明膜１２の厚さと、これらのパ
ラメータを最適な値に設定すればよい。
【００３２】光電変換部（Ｎ型拡散層０５）毎に設けら
れたレンズが表面から突き出た形になっていないので傷
損をうけにくい。又、フォトレジスト膜などに比較して
硬い酸化シリコン膜や窒化シリコン膜を使用しているの
でゴミが付着しても除去し易い（硬度の高い窒化シリコ
ン膜をカバー膜として全面を覆うと一層よい。）。更に
ケースに組み立てる場合、カバー膜１９上に空間を設け
る必要はなく、例えば樹脂封止を行なうことができ低コ
スト比に適している。
れたレンズが表面から突き出た形になっていないので傷
損をうけにくい。又、フォトレジスト膜などに比較して
硬い酸化シリコン膜や窒化シリコン膜を使用しているの
でゴミが付着しても除去し易い（硬度の高い窒化シリコ
ン膜をカバー膜として全面を覆うと一層よい。）。更に
ケースに組み立てる場合、カバー膜１９上に空間を設け
る必要はなく、例えば樹脂封止を行なうことができ低コ
スト比に適している。
【００３３】図３は本発明の固体撮像素子の第１の実施
の形態を示す断面図である。
の形態を示す断面図である。
【００３４】本実施の形態では、凹部１５−１Ａに、表
面に凹部１５−２を有する透明膜１８を埋設し、凹部１
５−２に透明膜１６Ａを埋設している。透明膜１６Ａの
表面は平坦とする。透明膜１６Ａは凹部１５−１Ａ，１
５−２の中心に近づくほど厚みを増している。この実施
の形態の製造方法について説明する。参考例と同様にし
て透明膜１２Ａ、凹み１５−１Ａの形成までを行なう。
面に凹部１５−２を有する透明膜１８を埋設し、凹部１
５−２に透明膜１６Ａを埋設している。透明膜１６Ａの
表面は平坦とする。透明膜１６Ａは凹部１５−１Ａ，１
５−２の中心に近づくほど厚みを増している。この実施
の形態の製造方法について説明する。参考例と同様にし
て透明膜１２Ａ、凹み１５−１Ａの形成までを行なう。
【００３５】次に、例えばシリカガラスを形成するため
の塗布液を用いて塗布膜を全面に形成しベークし、透明
膜１８（ＳＯＧ膜）を形成する。これにより、半球状で
あった凹部１５−１は透明膜１８により下部が埋設され
浅くなり、楕円体状の凹部１５−２になる。つぎに窒化
シリコン膜などの透明膜１６Ａを凹部１５−２に埋設
し、好ましくは表面を平坦化する。次に必要があればカ
バー膜１９を形成する。
の塗布液を用いて塗布膜を全面に形成しベークし、透明
膜１８（ＳＯＧ膜）を形成する。これにより、半球状で
あった凹部１５−１は透明膜１８により下部が埋設され
浅くなり、楕円体状の凹部１５−２になる。つぎに窒化
シリコン膜などの透明膜１６Ａを凹部１５−２に埋設
し、好ましくは表面を平坦化する。次に必要があればカ
バー膜１９を形成する。
【００３６】この実施の形態の場合、透明膜１２Ａの酸
化シリコン膜と透明膜１８のＳＯＧ膜とは、屈折率がほ
ぼ等しく、また透明膜１６Ａの窒化シリコン膜の屈折率
が高い。そのため、透明膜１６Ａのみがレンズとしては
たらく。
化シリコン膜と透明膜１８のＳＯＧ膜とは、屈折率がほ
ぼ等しく、また透明膜１６Ａの窒化シリコン膜の屈折率
が高い。そのため、透明膜１６Ａのみがレンズとしては
たらく。
【００３７】シリカ塗布直後は塗布膜上面は平坦である
が、ベークなどにより収縮すると、凹部１５−２が形成
される。すなわち、凹部１５−１Ａの断面がほぼ半円形
状であるのに対し、凹部１５−２の断面形状は、例えば
シリカ塗布膜の収縮率が１／２であれば、長径・短径の
比が２の楕円形となる。このためレンズの曲率半径は、
凹部１５−１Ａに直接透明膜１６を埋設した第１の実施
の形態に比べ約２倍となり、焦点距離も約２倍となる。
シリカ塗布膜をベークしてＳＯＧ膜化するときの収縮率
はシリカガラス膜を形成するための塗布液の含水量など
の調整することにより簡単に変更できるので、レンズの
焦点距離は容易に調整することが可能である。また必要
ならばこのシリカ塗布・ベークの作業を複数回行っても
焦点の調整をおこなってもよい。
が、ベークなどにより収縮すると、凹部１５−２が形成
される。すなわち、凹部１５−１Ａの断面がほぼ半円形
状であるのに対し、凹部１５−２の断面形状は、例えば
シリカ塗布膜の収縮率が１／２であれば、長径・短径の
比が２の楕円形となる。このためレンズの曲率半径は、
凹部１５−１Ａに直接透明膜１６を埋設した第１の実施
の形態に比べ約２倍となり、焦点距離も約２倍となる。
シリカ塗布膜をベークしてＳＯＧ膜化するときの収縮率
はシリカガラス膜を形成するための塗布液の含水量など
の調整することにより簡単に変更できるので、レンズの
焦点距離は容易に調整することが可能である。また必要
ならばこのシリカ塗布・ベークの作業を複数回行っても
焦点の調整をおこなってもよい。
【００３８】これによって、参考例の場合の透明膜１２
Ａ，１６Ａの屈折率の比と、凹部１５−１Ａの曲率半
径、透明膜１２Ａの厚さに加え、透明膜１８と透明膜１
６Ａの屈折率と、両者の厚さ（凹部１５−２）、及び透
明膜１２Ａの厚さによっても焦点を調整することができ
る。これにより、よりきめ細かい焦点調整が可能になり
（設計の自由度が増し）、制御性が向上した。
Ａ，１６Ａの屈折率の比と、凹部１５−１Ａの曲率半
径、透明膜１２Ａの厚さに加え、透明膜１８と透明膜１
６Ａの屈折率と、両者の厚さ（凹部１５−２）、及び透
明膜１２Ａの厚さによっても焦点を調整することができ
る。これにより、よりきめ細かい焦点調整が可能になり
（設計の自由度が増し）、制御性が向上した。
【００３９】次に本発明の第２の実施の形態について図
４を参照しながら説明する。本発明の第２の実施の形態
の固体撮像素子は、透明膜１２Ｂの凹部１５−１Ｂの中
に、屈折率が透明膜１２Ｂより高い透明膜１６Ｂを有
し、透明膜１６Ｂは上部が凹状で、また透明膜１６Ｂの
厚さは凹部１５−１Ｂの中心に近づくほど厚くなってい
る。
４を参照しながら説明する。本発明の第２の実施の形態
の固体撮像素子は、透明膜１２Ｂの凹部１５−１Ｂの中
に、屈折率が透明膜１２Ｂより高い透明膜１６Ｂを有
し、透明膜１６Ｂは上部が凹状で、また透明膜１６Ｂの
厚さは凹部１５−１Ｂの中心に近づくほど厚くなってい
る。
【００４０】この実施の形態の製造方法について次に説
明する。参考例と同様にして透明膜１２Ｂ，凹部１５−
１Ｂの形成までを行なう。つぎに、屈折率が、透明膜１
２Ｂ（酸化シリコン膜）に比べ高いガラス膜を形成する
ための塗布液、たとえばＴｉＯ２（屈折率は２．３〜
２．５）やＳｒＴｉＯ３とシリカガラスとの混合物など
を含む塗布液を塗布し、ベークし、透明膜１６Ｂを形成
する。次に、必要があればカバー膜１９を形成する。
明する。参考例と同様にして透明膜１２Ｂ，凹部１５−
１Ｂの形成までを行なう。つぎに、屈折率が、透明膜１
２Ｂ（酸化シリコン膜）に比べ高いガラス膜を形成する
ための塗布液、たとえばＴｉＯ２（屈折率は２．３〜
２．５）やＳｒＴｉＯ３とシリカガラスとの混合物など
を含む塗布液を塗布し、ベークし、透明膜１６Ｂを形成
する。次に、必要があればカバー膜１９を形成する。
【００４１】本実施の形態の場合も、第１の実施の形態
と同様に塗布膜をベークしてガラス化するときの収縮率
を変えることにより、容易にレンズの焦点調整ができ
る。
と同様に塗布膜をベークしてガラス化するときの収縮率
を変えることにより、容易にレンズの焦点調整ができ
る。
【００４２】本実施の形態では透明膜１６Ｂ又はカバー
膜１９Ａの表面は平坦にならないが、レンズ作用をなす
透明膜１６Ｂと透明膜１２Ｂとの界面は露出していない
のでレンズの損傷は受け難い。又、樹脂封止などを行な
っても、透明膜１６Ｂの表面の凹部の曲率は大きく、カ
バー膜１９Ａ上に空間を設けないことによる焦点距離の
変化は小さく、予めそれを考慮して設計しておけばよ
い。
膜１９Ａの表面は平坦にならないが、レンズ作用をなす
透明膜１６Ｂと透明膜１２Ｂとの界面は露出していない
のでレンズの損傷は受け難い。又、樹脂封止などを行な
っても、透明膜１６Ｂの表面の凹部の曲率は大きく、カ
バー膜１９Ａ上に空間を設けないことによる焦点距離の
変化は小さく、予めそれを考慮して設計しておけばよ
い。
【００４３】第１および第２の実施の形態において用い
たシリカガラス系の透明膜の代りに、低融点ガラスのよ
うに、塗布時に液状で、後で固化し、収縮するものであ
れば使用できる。
たシリカガラス系の透明膜の代りに、低融点ガラスのよ
うに、塗布時に液状で、後で固化し、収縮するものであ
れば使用できる。
【００４４】次に第２の参考例を図５を参照しながら説
明する。
明する。
【００４５】第２の参考例の固体撮像素子は、透明膜１
２Ｃの表面の凹部１５−１Ｃに埋設する透明膜１６Ｃの
断面が楕円形状をしている。これは透明膜１６Ｃとして
質の異なる多層膜や質が連続的に変化しているものを用
いることにより形成できる。すなわち、第１の実施例と
同様にして絶縁膜１１の堆積までを行なう。
２Ｃの表面の凹部１５−１Ｃに埋設する透明膜１６Ｃの
断面が楕円形状をしている。これは透明膜１６Ｃとして
質の異なる多層膜や質が連続的に変化しているものを用
いることにより形成できる。すなわち、第１の実施例と
同様にして絶縁膜１１の堆積までを行なう。
【００４６】つぎに、ＣＶＤ（化学的気相成長）法等に
より、酸化シリコン膜を堆積し、透明膜１２Ｃを形成す
る。このとき、透明膜１２Ｃの表面付近のリン濃度が高
くなるようにする。方法としては、ノンドープの酸化シ
リコン膜堆積後にイオン注入法などによりリンを導入す
るか、酸化シリコン膜堆積の際に、シラン系ガスととも
にホスフィン（ＰＨ３）などのリン含有物を添加する量
を制御することにより、リン濃度が表面から厚さ方向に
単調に減少する酸化シリコン膜を堆積することができ
る。つぎに、図６（ａ）に示すように、フォトレジスト
膜１３によりＮ型拡散層０５の直上に小さな開口１４を
設ける。つづいて、希フッ酸溶液などにより透明膜１２
Ｃを等方性エッチングを行う。このとき、透明膜１２Ｃ
のエッチングレートは、図６（ｂ）に示すように、深く
なるにしたがい遅くなるので、凹部１５−１Ｃの形状
は、参考例のように透明膜１２のエッチレートが等しい
場合は図７に示すように凹部１５−１はほぼ半球状ない
しかまぼこ状になるのに対して、図６（ａ）に示すよう
に上下に押しつぶされたようなほぼ楕円体になる。凹部
１５−１Ｃの形状は透明膜１２Ｃへのイオン注入条件や
リンソース添加条件により調整することができる。
より、酸化シリコン膜を堆積し、透明膜１２Ｃを形成す
る。このとき、透明膜１２Ｃの表面付近のリン濃度が高
くなるようにする。方法としては、ノンドープの酸化シ
リコン膜堆積後にイオン注入法などによりリンを導入す
るか、酸化シリコン膜堆積の際に、シラン系ガスととも
にホスフィン（ＰＨ３）などのリン含有物を添加する量
を制御することにより、リン濃度が表面から厚さ方向に
単調に減少する酸化シリコン膜を堆積することができ
る。つぎに、図６（ａ）に示すように、フォトレジスト
膜１３によりＮ型拡散層０５の直上に小さな開口１４を
設ける。つづいて、希フッ酸溶液などにより透明膜１２
Ｃを等方性エッチングを行う。このとき、透明膜１２Ｃ
のエッチングレートは、図６（ｂ）に示すように、深く
なるにしたがい遅くなるので、凹部１５−１Ｃの形状
は、参考例のように透明膜１２のエッチレートが等しい
場合は図７に示すように凹部１５−１はほぼ半球状ない
しかまぼこ状になるのに対して、図６（ａ）に示すよう
に上下に押しつぶされたようなほぼ楕円体になる。凹部
１５−１Ｃの形状は透明膜１２Ｃへのイオン注入条件や
リンソース添加条件により調整することができる。
【００４７】つぎに凹部１５−１Ｃに透明膜１６Ｃを埋
設し、上面を平坦化しレンズを形成する。透明膜１６Ｃ
は窒化シリコン膜など透明膜１２Ｃより屈折率の高いも
のを使用する。つぎに透明膜１６Ｃの上部をＣＭＰ法な
どにより平坦化するのが好ましい。つぎに必要があれば
カバー膜１９を形成する。
設し、上面を平坦化しレンズを形成する。透明膜１６Ｃ
は窒化シリコン膜など透明膜１２Ｃより屈折率の高いも
のを使用する。つぎに透明膜１６Ｃの上部をＣＭＰ法な
どにより平坦化するのが好ましい。つぎに必要があれば
カバー膜１９を形成する。
【００４８】以上説明した各実施の形態の固体撮像素子
において、単板式カラーカメラに用いる場合、各画素に
着色したカラーフィルターを形成する必要があるが、そ
の場合は絶縁膜１１と透明膜１６，１６Ａ等の間に形成
するか、透明膜１６，１６Ａ等の上に形成すればよい。
において、単板式カラーカメラに用いる場合、各画素に
着色したカラーフィルターを形成する必要があるが、そ
の場合は絶縁膜１１と透明膜１６，１６Ａ等の間に形成
するか、透明膜１６，１６Ａ等の上に形成すればよい。
【００４９】図８（ａ）は本発明の固体撮像装置の第１
の実施の形態の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＸ−
Ｘ線断面図である。
の実施の形態の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＸ−
Ｘ線断面図である。
【００５０】本発明の固体撮像素子の第１〜第２の実施
の形態のいずれか一つが作り込まれた固体撮像素子チッ
プ２５（複数の画素列が並列配置された撮像領域ＩＡが
ほぼ中央部に設けられている。ＩＡに隣接して、図示し
ない水平ＣＣＤレジスタや増幅器等が設けられているも
のとする。）の周囲を覆って透明樹脂２８で封止されて
いる。固体撮像素子チップ２５と透明樹脂２８は図示の
ように直接接していてもよいし、固体撮像素子チップ表
面保護のためシリコーン樹脂等を間にはさんでもよい。
カラーフィルターを使用した場合もカラーフィルター上
面は平坦になるので適用可能である。
の形態のいずれか一つが作り込まれた固体撮像素子チッ
プ２５（複数の画素列が並列配置された撮像領域ＩＡが
ほぼ中央部に設けられている。ＩＡに隣接して、図示し
ない水平ＣＣＤレジスタや増幅器等が設けられているも
のとする。）の周囲を覆って透明樹脂２８で封止されて
いる。固体撮像素子チップ２５と透明樹脂２８は図示の
ように直接接していてもよいし、固体撮像素子チップ表
面保護のためシリコーン樹脂等を間にはさんでもよい。
カラーフィルターを使用した場合もカラーフィルター上
面は平坦になるので適用可能である。
【００５１】次に、本実施の形態の固体撮像装置の製造
方法をしめす。まず、固体撮像素子チップ２５をリード
フレームのアイランド３１にマウントして、次にボンデ
ィングワイヤー２７で固体撮像素子チップ上の各端子
（パッド）とピン２６−１（アイランド３１に連結して
いる）、２６−２（アイランド３１とは切り離されてい
る）とをそれぞれ接続する。次に、透明樹脂２８により
封止し、ピン２６−１、２６−２をフレームから切り離
し、ピンの折り曲げを行なう。
方法をしめす。まず、固体撮像素子チップ２５をリード
フレームのアイランド３１にマウントして、次にボンデ
ィングワイヤー２７で固体撮像素子チップ上の各端子
（パッド）とピン２６−１（アイランド３１に連結して
いる）、２６−２（アイランド３１とは切り離されてい
る）とをそれぞれ接続する。次に、透明樹脂２８により
封止し、ピン２６−１、２６−２をフレームから切り離
し、ピンの折り曲げを行なう。
【００５２】前述した本発明の固体撮像素子の第１，第
２の実施の形態では平面が平坦であるので、透明樹脂膜
２８の屈折率が透明膜１６，１６Ａ，１６Ｃと異なって
いてもレンズ作用に影響はない。第３の実施の形態では
多少の影響はあるが、透明膜１６Ｂの上面の曲率が凹部
１５−１Ｂの曲率より大きいのでレンズ作用は失われな
いので、透明樹脂２８による影響を予め考慮に入れて焦
点距離等を設計しておけばよい。
２の実施の形態では平面が平坦であるので、透明樹脂膜
２８の屈折率が透明膜１６，１６Ａ，１６Ｃと異なって
いてもレンズ作用に影響はない。第３の実施の形態では
多少の影響はあるが、透明膜１６Ｂの上面の曲率が凹部
１５−１Ｂの曲率より大きいのでレンズ作用は失われな
いので、透明樹脂２８による影響を予め考慮に入れて焦
点距離等を設計しておけばよい。
【００５３】固体撮像素子チップの上面に空間を設ける
必要がなく、直接透明樹脂等を接触させることができる
ので、樹脂封止可能であり安価に製造できる。
必要がなく、直接透明樹脂等を接触させることができる
ので、樹脂封止可能であり安価に製造できる。
【００５４】図９（ａ）は本発明の固体撮像装置の第２
の実施の形態を示す平面図、図９（ｂ）は図９（ｂ）の
Ｘ−Ｘ線断面図である。
の実施の形態を示す平面図、図９（ｂ）は図９（ｂ）の
Ｘ−Ｘ線断面図である。
【００５５】これは透明樹脂２８Ａ（樹脂封止材）の表
面を凸状にして固定焦点レンズ２９を設け、またレンズ
２９以外の透明樹脂２８Ａ表面を遮光膜３０（絶縁性の
黒色塗料）で覆っている。製造方法は、透明樹脂２８Ａ
形成時にレンズ２９も一緒にモールド形成する。そのあ
と、レンズ面以外の透明樹脂表面に遮光膜３０を形成す
ればよい。
面を凸状にして固定焦点レンズ２９を設け、またレンズ
２９以外の透明樹脂２８Ａ表面を遮光膜３０（絶縁性の
黒色塗料）で覆っている。製造方法は、透明樹脂２８Ａ
形成時にレンズ２９も一緒にモールド形成する。そのあ
と、レンズ面以外の透明樹脂表面に遮光膜３０を形成す
ればよい。
【００５６】固定焦点レンズを撮像レンズとして使用で
きるので、簡易型カメラとして好適である。なお、樹脂
封止材で固定焦点レンズを構成する代りに、ガラス製の
レンズを貼り付けてもよい。
きるので、簡易型カメラとして好適である。なお、樹脂
封止材で固定焦点レンズを構成する代りに、ガラス製の
レンズを貼り付けてもよい。
【００５７】以上、ＣＣＤ型固体撮像素子及びＣＣＤ型
固体撮像装置を例にして説明したが、ＭＯＳ型などそれ
以外の固体撮像素子及び固体撮像装置にも本発明は適用
可能である。
固体撮像装置を例にして説明したが、ＭＯＳ型などそれ
以外の固体撮像素子及び固体撮像装置にも本発明は適用
可能である。
【００５８】
【発明の効果】本発明の固体撮像素子は、第１の透明膜
と第１の凹部を設けて、各第１の凹部に中心に近づくに
従い厚さが厚くなりかつその上部が中心部にいくに従い
単調に深くなる第２の透明膜と、その上部に埋設され第
１の透明膜よりも屈折率が高い第３の透明膜とをそれぞ
れ有するレンズを有しているか、各第１の 凹部に第１の
透明膜よりも屈折率が高く、上部に中心に近づくに従い
厚さが厚くなりかつその上部が中心部にいくに従い単調
に深くなる第４の透明膜を有するレンズを有しているの
で、レンズが突出していないので機械的損傷をうけにく
く、ゴミ付着しても、ブロワーなどを使い簡単に除去で
きる。このため製造ラインはクリーン度が低くてもすみ
コストが低減できる。また表面が平坦もしくはほぼ平坦
であるので、上面に空間を有してケースに組立てる必要
がないのでケースが簡素化でき、コスト低減が可能であ
る。更に、透明樹脂で封止して固定焦点レンズを設けれ
ば、簡易型カメラを安価に提供できる。
と第１の凹部を設けて、各第１の凹部に中心に近づくに
従い厚さが厚くなりかつその上部が中心部にいくに従い
単調に深くなる第２の透明膜と、その上部に埋設され第
１の透明膜よりも屈折率が高い第３の透明膜とをそれぞ
れ有するレンズを有しているか、各第１の 凹部に第１の
透明膜よりも屈折率が高く、上部に中心に近づくに従い
厚さが厚くなりかつその上部が中心部にいくに従い単調
に深くなる第４の透明膜を有するレンズを有しているの
で、レンズが突出していないので機械的損傷をうけにく
く、ゴミ付着しても、ブロワーなどを使い簡単に除去で
きる。このため製造ラインはクリーン度が低くてもすみ
コストが低減できる。また表面が平坦もしくはほぼ平坦
であるので、上面に空間を有してケースに組立てる必要
がないのでケースが簡素化でき、コスト低減が可能であ
る。更に、透明樹脂で封止して固定焦点レンズを設けれ
ば、簡易型カメラを安価に提供できる。
【００５９】また、レンズを窒化シリコン膜などの樹脂
膜に比べて硬い無機物で構成することにより機械的強度
や耐熱性を向上できる。更に全面を硬度の高いカバー膜
で被覆しておくことができるので、機械的損傷に一層強
くすることができる。
膜に比べて硬い無機物で構成することにより機械的強度
や耐熱性を向上できる。更に全面を硬度の高いカバー膜
で被覆しておくことができるので、機械的損傷に一層強
くすることができる。
【図１】本発明の固体撮像素子の参考例を示す平面図
（図１（ａ））および図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面図（図
１（ｂ））である。
（図１（ａ））および図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面図（図
１（ｂ））である。
【図２】本発明の固体撮像素子の参考例の製造方法につ
いて説明するための（ａ）〜（ｃ）に分図して示す工程
順断面図である。
いて説明するための（ａ）〜（ｃ）に分図して示す工程
順断面図である。
【図３】本発明の固体撮像素子の第１の実施の形態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】本発明の固体撮像素子の第２の実施の形態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】本発明の固体撮像素子の第２の参考例を示す断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の固体撮像素子の第２の参考例の製造法
について説明するための断面図（図６（ａ））及びグラ
フ（図６（ｂ））である。
について説明するための断面図（図６（ａ））及びグラ
フ（図６（ｂ））である。
【図７】本発明の固体撮像素子の第２の参考例の製造方
法について説明するための断面図（図７（ａ））及びグ
ラフ（図７（ｂ））である。
法について説明するための断面図（図７（ａ））及びグ
ラフ（図７（ｂ））である。
【図８】本発明の固体撮像装置の第１の実施の形態の平
面図（図８（ａ））及び図８（ａ）のＸ−Ｘ線断面図
（図８（ｂ））である。
面図（図８（ａ））及び図８（ａ）のＸ−Ｘ線断面図
（図８（ｂ））である。
【図９】本発明の固体撮像装置の第２の実施の形態の平
面図（図９（ａ））及び図９（ａ）のＸ−Ｘ線断面図で
ある。
面図（図９（ａ））及び図９（ａ）のＸ−Ｘ線断面図で
ある。
【図１０】固体撮像素子の第１の従来例を示す断面図で
ある。
ある。
【図１１】固体撮像素子の第２の従来例を示す断面図で
ある。
ある。
０１ Ｎ型シリコン基板
０２ Ｐウェル
０３ 素子分離領域
０４ 電荷転送領域
０５ Ｎ型拡散層（光電変換部）
０６ Ｐ＋型拡散層
０７ ゲート絶縁膜
０８ 第１の電荷転送電極
０９ 酸化シリコン膜
１０ 遮光膜
１１ 絶縁膜
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 透明膜
１３ フォトレジスト膜
１４ 開口
１５−１，１５−１Ａ，１５−１Ｂ，１５−１Ｃ，１５
−２ 凹部 １６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 透明膜 １８ 透明膜 １９ カバー膜 ２０ 開口 ２１ 平坦化層 ２２ オンチップレンズ ２３ シリカガラス ２４ 凸レンズ ２５，２５Ａ 固体撮像素子チップ ２６−１，２６−２ ピン ２７ ボンディングワイヤ ２８，２８Ａ 透明樹脂 ２９ レンズ ３０ 遮光膜 ３１ アイランド
−２ 凹部 １６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 透明膜 １８ 透明膜 １９ カバー膜 ２０ 開口 ２１ 平坦化層 ２２ オンチップレンズ ２３ シリカガラス ２４ 凸レンズ ２５，２５Ａ 固体撮像素子チップ ２６−１，２６−２ ピン ２７ ボンディングワイヤ ２８，２８Ａ 透明樹脂 ２９ レンズ ３０ 遮光膜 ３１ アイランド
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(56)参考文献 特開 平７−106537（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−106538（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−322466（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−188399（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−233759（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−21770（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−27608（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−268059（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−291546（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−226073（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−84685（ＪＰ，Ｕ)
実開 平１−146545（ＪＰ，Ｕ)
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に多数配置された光電変換部上に
表面が平坦な第１の透明膜を有し、前記各光電変換部の
上にあたる位置の前記第１の透明膜に中心部にいくに従
い単調に深くなる第１の凹部をそれぞれ有し、前記各第
１の凹部に中心に近づくに従い厚さが厚くなりかつその
上部が中心部にいくに従い単調に深くなる第２の透明膜
と、該第２の透明膜上に埋設され上部が平坦な第３の透
明膜とをそれぞれ有し、前記第１の透明膜と前記第２の
透明膜とは、屈折率がほぼ等しく、且つ前記第３の透明
膜は前記第１の透明膜よりも屈折率が高く、前記第２の
透明膜を塗布膜から形成する際に、前記塗布膜として用
いる液状物質の含水量を調整して、前記塗布膜のベーク
後の収縮率を調整することを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 前記液状物質はシリカ塗布液である請求
項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 基板上に多数配置された光電変換部上に
第１の透明膜を形成する工程と、第１の透明膜を耐エッ
チング性膜で被覆し前記各光電変換部の上に当たる位置
近傍にそれぞれ開口を形成する工程と、前記第１の透明
膜を前記耐エッチング性膜の前記各開口部より等方性エ
ッチングを行い前記各開口部を中心とする第１の凹部を
それぞれ形成する工程と、前記各第１の凹部にその中心
に近づくに従い厚さが厚くなりかつその上部が中心部に
いくに従い単調に深くなる前記第１の透明膜と屈折率が
ほぼ等しい第２の透明膜と、前記各第２の透明膜上部に
前記第１の透明膜よりも屈折率が高い第３の透明膜とを
それぞれ埋設する工程とを有し、前記第２の透明膜を塗
布膜から形成する際に、前記塗布膜として用いる液状物
質の含水量を調整して、前記塗布膜のベーク後の収縮率
を調整することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項４】 基板上に多数配置された光電変換部上に
第１の透明膜を形成する工程と、第１の透明膜を耐エッ
チング性膜で被覆し前記各光電変換部の上に当たる位置
近傍にそれぞれ開口を形成する工程と、前記第１の透明
膜を前記耐エッチング性膜の前記各開口部より等方性エ
ッチングを行い前記各開口部を中心とする第１の凹部を
それぞれ形成する工程と、前記各第１の凹部に前記第１
の透明膜よ りも屈折率が高く、上部に中心に近づくに従
い厚さが厚くなりかつその上部が中心部にいくに従い単
調に深くなる第４の透明膜を埋設する工程とを有し、前
記第４の透明膜を塗布膜から形成する際に、前記塗布膜
として用いる液状物質の含水量を調整して、前記塗布膜
のベーク後の収縮率を調整することを特徴とする固体撮
像素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記液状物質はシリカ塗布液である請求
項３又は４記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１又は２に記載の固体撮像素子
と、前記固体撮像素子の上面に密着して透明封止材が設
けられ、前記透明封止材の上面に撮影レンズが設けら
れ、前記撮影レンズ以外の前記透明封止材の表面を遮光
膜が覆うことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項７】 撮影レンズが透明封止材と一体の固定焦
点レンズである請求項６記載の固体撮像装置。
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