JPH02226989A - カラー固体撮像素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、カラー固体撮像素子に関する。

（従来の技術） 従来のカラー固体撮像素子は、第５図に示す構成となっ
ている。即ち、図中の　ｌはカラー固体撮像素子であり
、この撮像素子１は第１導電型（例えばｐ型）の半導体
基板２を備えている。この基板２表面には、ｖｉ歓の第
２導電型（ｎ型）の感光部３が形成されている。これら
感光部３間の前記基板２表面上には、絶縁膜４を介して
転送電極５が設けられている。この転送電極５上には、
絶縁膜Ｂを介して遮蔽ＩＩ！Ｉ７が設けられている。前
記遮蔽膜７を含む前記基板２上には、カラーフィルタ８
が設けられている。このカラーフィルタ８上には、前記
感光部３に対応して複数の透明な細長凸状パターン９が
設けられている。これら細長凸状パターン９は全て同一
の幅を有する。前記各細長凸状パターン９を含む前記力
ワーフイタ８上には、透明皮膜１０が被覆されている。

なお、前記細長凸状パターン９及び透明皮膜１０により
凸１ノンズ１１を形成している。このような構成の固体
撮像素子ｌにおいては、カラーフィルタ８上の凸レンズ
１１により光を集光できる。このため、光が入る面積は
感光部３の面積より広がり、感光部３の受ける光量が増
加し、撮像素子１の感度を向上できる。

しかしながら、上記構成の撮像素子にあっては次のよう
な問題があった。即ち、第６図に示すように被写体１２
を撮像レンズ１３を通して前記撮像素子１に結像すると
、撮像素子１の中央部１ａでは光１４が素子１に対して
垂直に入射されるが、端部ｉｂでは光１５が斜めに入射
される。具体的には、第７図に示すように撮像素子ｌの
中央部では垂直な光１４が入射されるため、基板２の感
光部３での入射光量を大きくできるものの、端部では斜
め方向からの光１５が入射されるため、基板２の感光部
３での入射光量が少くなる。その結果、撮像素子１の中
央部と端部とでは光量の差が生じるため、色ムラができ
る問題があった。また、透明な細長凸状パターン３が感
光部に対してずれると、更に撮像素子１の中央部と端部
との光量の差が大きくなり、色ムラが一層顕著となる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、中央部と端部の感光部に入射される光量の差を抑
制して、全体的に−様な感度向上を達成したカラー固体
撮像素子を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、半導体基板表面に形成された感光部と、この
感光部を含む前記基板上に被覆されたカラーフィルタと
、このカラーフィルタ上の前記感光部に対応する部分に
設けられ、複数の透明な細長凸状パターン及び各パター
ンを覆う透明皮膜からなる凸レンズとを具備したカラー
固体撮像素子において、前記各細長凸状パターンのうち
前記基板の中央部に位置する細長凸状パターンの幅を広
く、端部に位置する細長凸状パターンほどその幅を狭く
したことを特徴するカラー固体撮像素子である。

（作用） 本発明によれば、カラーフィルタ上に設けられる各凸レ
ンズを構成する複数の透明な細長凸状パターンの幅を半
導体基板中央部で広く、端部に向かって順次狭くするこ
とによって、中央部と端部の感光部に入射される光量の
差を抑制できる。

即ち、細長凸状パターンの幅を小さくすると、該パター
ン上に透明皮膜を被覆することにより形成される凸レン
ズの曲率半径は細長凸状パターンの幅を大きした場合に
比べて短くなり、凸レンズの焦点距離が短くなる。その
結果、光が斜めから入射される端部に向かう程、前記細
長凸状パターンの幅を狭くすることによって、細長凸状
パターンと該パターンを覆う透明皮膜で形成される凸レ
ンズの焦点距離を短（できるため、斜め方向からの光に
対しても半導体基板表面の感光部に良好に集光できる。

従って、中央部と端部との感光部に入射される光の量に
差が生じるのを抑制でき、ひいては色ムラを生じること
なく、全体的に−様な感度向上を達成したカラー固体撮
像素子を得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図〜第４図を参照して詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すカラー固体撮像素子
２１を示す概略断面図である。この撮像素子２１は、第
１導電型（例えばｐ型）の半導体基板２２を備えている
。この基板２２表面には、複数の第２導電型（ｎ型）の
感光部２３が形成されている。

これら感光部２３間の前記基板２２表面上には、絶縁膜
２４を介して転送電極２５が設けられている。この転送
電極２５上には、絶縁膜２θを介して遮蔽膜２７が設け
られている。前記遮蔽膜２７を含む前記基板２２上には
、カラーフィルタ２８が設けられている。このカラーフ
ィルタ２８上には、前記感光部３に対応して例えばアク
リル系レジストからなる複数の透明な細長凸状パターン
２９ｂ設けられている。これら細長凸状パターン２９の
うち前記半導体基板２２の中央部に位置する凸状パター
ン２９は幅が広く、端部に位置する凸状パターン２９は
ど幅が狭くなっている。また、前記各細長凸状パターン
２９を含む前記カラーライタ２８上には例えばアクリル
系レジストからなる透明皮膜３０が被覆されている。な
お、前記細長凸状パターン２９及び透明皮膜３０により
凸レンズ３１を形成している。

このような構成によれば、第２図に示すように基板２２
の中央部に対応するカラーフィルタ２８上に位置する広
い幅（ａ）を持つ細長凸状パターン２９と該パターン２
９を覆う透明度１ｌｌｌＩ３０により形成される凸レン
ズ３１は長い曲率半径（「、）をもつため、該凸レンズ
３１に入射された光３２が結像される焦点距離は長くな
る。一方、第３図に示すように基板２２の端部に対応す
るカラーフィルタ２８上に位置する狭い幅（ｂ）を持つ
細長凸状パターン２９と該、＜ターン２９を覆う透明皮
膜３０により形成される凸レンズ３１は短い曲率半径（
ｒ、）をもつため、該凸レンズ３１に入射された光３２
が結像される焦点距離（Ｘ、）は短くなる。

従って、前述した第６図図示のように被写体１２を撮像
レンズ１３を通して本実施例の撮像素子２１に結像する
と、第３図に示すように中央部では表面に対して垂直な
光３３が入射され、端部では斜めの光３４が入射される
が、端部に位置する凸レンズ３１は幅の狭い細長凸状パ
ターン２９からなり、焦点距離が短いため、斜め方向か
らの光３４を屈折して半導体基板２２表面の感光部２３
に良好に集光できる。

勿論、中央部に入射された垂直な光３３も凸１ノンズ３
１により半導体基板２２表面の感光部２３に良好に集光
できる。このように中央部と端部との感光部２３に入射
される光の量に差が生じるのを抑制できるため、色ムラ
を生じることなく、全体的に−様な感度向上を達成した
カラー固体撮像素子を得ることができる。

［発明の効果１ 以上詳述した如く、本発明によれば中央部と端部の感光
部に入射される光量の差を抑制して、色ムラの発生のな
い全体的に−様な感度向上を達成したカラー固体撮像素
子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すカラー固体撮像素子の
概略断面図、第２図は幅の広い細長凸状パターンを有す
る凸レンズに対する光入射時の光路を示す概略断面図、
第３図は幅の狭い細長凸状パターンを有する凸レンズに
対する光入射時の光路を示す概略断面図、３＠４図は本
実施例の作用を説明するための概略断面図、第５図は従
来のカラー固体撮像素子を示す概略断面図、第６図は被
写体を撮像レンズを通して固体撮像素子に結像する状態
を示す概略図、第７図は従来のカラー固体撮像素子の問
題点を説明するための概略断面図である。 ２１・・・カラー固体撮像素子、２２・・・半導体基板
、２３・・・感光部、２５・・・転送電極、２８・・・
カラーフィルタ、２９・・・細長凸状パターン、３０・
・・透明皮膜、３１・・・凸レンズ、３２〜３４・・・
光。 第１図 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板表面に形成された感光部と、この感光部を含
   む前記基板上に被覆されたカラーフィルタと、このカラ
   ーフィルタ上の前記感光部に対応する部分に設けられ、
   複数の透明な細長凸状パターン及び各パターンを覆う透
   明皮膜からなる凸レンズとを具備したカラー固体撮像素
   子において、前記各細長凸状パターンのうち前記基板の
   中央部に位置する細長凸状パターンの幅を広く、端部に
   位置する細長凸状パターンほどその幅を狭くしたことを
   特徴するカラー固体撮像素子。