JPH03280574A

JPH03280574A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH03280574A
Application number: JP2082064A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Naka; 仲　俊一; Junichi Nakai; 淳一仲井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-12-11

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】〈産業上の利用分野〉この発明は、受光面にマイクロレンズアレイが形成され
た固体撮像素子から成る固体撮像装置の改良に関する。

〈従来の技術〉従来、固体撮像装置として第１図に示すようなものがあ
る。この固体撮像装置は、電化結合素子（ＣＯＤ）等の
固体撮像素子の受光面に複数のマイクロレンズ（凸レン
ズ）から成るマイクロレンズアレイを形成したものであ
る。上記固体撮像装置においては、転送電極２等から成
るＴｉ荷荷送送部３位置に向かって入射した光４は、マ
イクロレンズ１によって屈折されてフォトダイオード５
等の光電変換素子から成る受光部６に向かって収束され
る。したがって、マイクロレンズｌを形成しない場合に
比して受光部６に入射される光量が増えるので、その分
だけ感度が向上するのである。ここで、７は保護層であ
り、８はカラーフィルタである。

最近、ＣＯＤを用いたＶＴＲカメラ、ファクシミリおよ
び複写機等の家庭への普及に伴ってこれ等の装置の小型
化が促進され、それに連れてＣＯＤが小型化されてフォ
トダイオードの受光面積が小さくなってきている。その
際には、フォトダイオードへの入射光量が減少して感度
が低下するので、上述のようなマイクロレンズｌによる
集光は絶大な効果があるのである。

ところで、上述のようなＣＯＤは、通常マイクロレンズ
監等を保護するために第２図に示すようにセラミックの
パッケージ１３に収められている。

ところが、最近コストダウンを図るために、第３図に示
すようにエポキシ系等の透明樹脂でモールドしたものが
提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉第２図に示すように、ＣＣＤ１２をセラミックパッケー
ジ１３に収めた場合には、ＣＣＤ１２の受光面に取り付
けられたマイクロレンズ１１の上側とガラス板１０との
間の空間には、Ｎ！等の不活性ガスあるいは空気が封入
されているので、マイクロレンズ１１による集光の効果
が十分に得られる。ここで、１４はリードピンである。

ところが、第３図に示すように、ＣＯＤ　１６を透明樹
脂のモールド体１７によってモールドした場合には、Ｃ
０Ｄ１６の受光面に取り付けられたマイクロレンズ１５
の上側はエポキシ樹脂等のモールド体１７によって覆わ
れてしまう。ここで、上述のように透明樹脂のモールド
体Ｉ７はエポキシ等の高分子樹脂であるので、その屈折
率は１゜５〜１．６である。一方、マイクロレンズ１５
の材質もポリスチレン、アクリル樹脂、ノボラック樹脂
、ポリエチレン、メタクリル酸メチル等をベースとした
高分子樹脂であり、その屈折率もやはり！。

５〜１．６である。つまり、マイクロレンズ１５の表面
は屈折率の同じ物質によって覆われてしまうのである。

そのため、単にマイクロレンズ１５を高分子樹脂のモー
ルド体１７でモールドすると、マイクロレンズ１５の集
光効果は消失してしまうという問題がある。

そこで、この発明の目的は、マイクロレンズの屈折率を
上げることによって、透明樹脂でモールドしてもマイク
ロレンズの集光効果が消失しない固体撮像装置を提供す
ることにある。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成するため、この発明は、受光面に複数の
マイクロレンズから成るマイクロレンズアレイが形成さ
れて入射光が光電変換部に収束されるように成した固体
撮像素子を透明樹脂によってモールドした固体撮像装置
であって、上記マイクロレンズは、金属酸化物を添加し
て、あるいは芳香族環を導入して、あるいはハロゲン化
アルキル基を導入して、光学的密度を高めることによっ
て上記透明樹脂の屈折率より高い屈折率を有するように
形成したことを特徴としている。

く作用〉受光面に複数のマイクロレンズから成るマイクロレンズ
アレイが形成された固体撮像素子をモールドしている透
明樹脂に光が入射されると、この入射光は透明樹脂を透
過してさらに上記マイクロレンズに入射される。

ここで、上記マイクロレンズは、金属酸化物を添加して
、あるいは芳香族環を導入して、あるいはハロゲン化ア
ルキル基を導入して、光学的密度を高めることによって
上記透明樹脂の屈折率より高い屈折率を有するように形
成されている。したがって、上記マイクロレンズに入射
された光はこのマイクロレンズによって屈折されて固体
撮像素子の光電変換部に収束され、その結果上記固体撮
像素子の感度が高められるのである。

〈実施例〉以下、この発明を実施例により詳細に説明する。

この発明は、ＣＣＤの受光面に形成されるマイクロレン
ズの光学的密度を上げることによってマイクロレンズの
屈折率を上げて、上記マイクロレンズが形成されたＣＣ
Ｄをエポキシ等の透明樹脂のモールド体でモールドして
もマイクロレンズの集光効果が消失しないようにしたも
のである。

本実施例においては、ポリスチレン、アクリル樹脂、ノ
ボラック樹脂、ポリエチレン、メタクリル酸メチル等の
高分子樹脂によってマイク【ルンズを形成する際に、次
のような方法によって形成してマイクロレンズの光学的
密度を上げるのである。

■　金属酸化物を添加する。

例えば、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫。

酸化アルミニウム等の金属酸化物を添加する。

■　ベンゼン環やナフタレン環等の芳香族環を導入する
。

例えば、ポリジフェニルメチルメタクリレート。

ポリビニルナフタレン等の高分子樹脂を得る。

■　ハロゲン化アルキル基を高率で導入する。

例えば、ポリＰ−クロロメチルスチレン等の高分子樹脂
を得る。

上記■、■および■の方法によって高分子樹脂から成る
マイクロレンズを形成すると、上記マイクロレンズの光
学的密度が上昇する。その結果、屈折率が１．５〜１．
６から１．７〜１．８以上へと高まるのである。

こうして、マイクロレンズの屈折率が上昇することによ
って、マイクロレンズの屈折率とこのマイクロレンズを
モールドする透明樹脂のモールド体の屈折率とに差が生
じるため、上述のような高分子樹脂のマイクロレンズが
受光面に形成されたＣＯＤを透明な高分子樹脂でモール
ドしても、マイクロレンズの集光効果を消滅させること
はないのである。

したがって、本実施例によれば、コスト的に有利であり
、かつ、感度の良い小型のＣＯＤを得ることができる。

〈発明の効果〉以上より明らかなように、この発明の固体撮像装置は、
金属酸化物を添加して、あるいは芳香族環を導入して、
あるいはハロゲン化アルキル基を導入して、光学的密度
を高めることによって、マイクロレンズの屈折率をこの
マイクロレンズ等をモールドする透明樹脂の屈折率より
高めるようにしたので、上記透明樹脂を透過してマイク
ロレンズに入射される光はこのマイクロレンズによって
屈折されて固体撮像素子の光電変換部に収束される。

すなわち、この発明の固体撮像装置においては、上記マ
イクロレンズを透明樹脂でモールドしてもマイクロレン
ズの集光効果は消失しないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロレンズを形成したＣＯＤの説明図、第
２図は第１図におけるＣＯＤをセラミックパッケージに
収納した場合の説明図、第３図は第１図におけるＣＯＤ
を透明樹脂でモールドした場合の説明図である。１．１１．１５・・・マイクロレンズ、３・・・電荷転
送部、　　　５・・・フォトダイオード、６・・・受光
部、　　　　＋　２．１６・・ＣＣＤ。 ■３・・・セラミックパッケージ、１４．１８・・・リードピン、　　１７・・・モールド
体。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）受光面に複数のマイクロレンズから成るマイクロ
レンズアレイが形成されて入射光が光電変換部に収束さ
れるように成した固体撮像素子を透明樹脂によってモー
ルドした固体撮像装置であって、上記マイクロレンズは、金属酸化物を添加して、あるい
は芳香族環を導入して、あるいはハロゲン化アルキル基
を導入して、光学的密度を高めることによって上記透明
樹脂の屈折率より高い屈折率を有するように形成したこ
とを特徴とする固体撮像装置。