JPH0475382A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法Info
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- JPH0475382A JPH0475382A JP2189182A JP18918290A JPH0475382A JP H0475382 A JPH0475382 A JP H0475382A JP 2189182 A JP2189182 A JP 2189182A JP 18918290 A JP18918290 A JP 18918290A JP H0475382 A JPH0475382 A JP H0475382A
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- JP
- Japan
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- lens
- light receiving
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、基板上の複数の受光部に対し、夫々固有の集
光体群を形成した固体撮像素子及びその製造方法に関す
るものである。
光体群を形成した固体撮像素子及びその製造方法に関す
るものである。
一般にこの種の集光体群を有する固体撮像素子の製造方
法としては、例えば特開昭64−10668号公報に開
示されたものが従来例として周知である。この従来例に
おいては、複数の受光部及び電荷転送部を形成した半導
体基板上に透明材料層を形成し、その透明材料層上に熱
変形樹脂層を形成し、その熱変形樹脂層を上記受光部に
対応して選択的に除去し、その除去された熱変形樹脂層
を加熱して熱変形させ、その熱変形した熱変形樹脂層を
用いて上記透明材料層を選択的に除去し、前記受光部に
夫々対応する集光体群を略均等な形状をもって半導体基
板上−面に亘って形成するものである。
法としては、例えば特開昭64−10668号公報に開
示されたものが従来例として周知である。この従来例に
おいては、複数の受光部及び電荷転送部を形成した半導
体基板上に透明材料層を形成し、その透明材料層上に熱
変形樹脂層を形成し、その熱変形樹脂層を上記受光部に
対応して選択的に除去し、その除去された熱変形樹脂層
を加熱して熱変形させ、その熱変形した熱変形樹脂層を
用いて上記透明材料層を選択的に除去し、前記受光部に
夫々対応する集光体群を略均等な形状をもって半導体基
板上−面に亘って形成するものである。
前記従来例の製造方法によって製造された固体撮像素子
は、各受光部に対応する夫々の集光体が全てにおいて略
均等な形状をもって形成され、略均等な集光率を持って
いるものである。このような固体撮像素子を例えばビデ
オカメラに使用した場合に、一般的にカメラ用のレンズ
は、第4図に示したような像面照度分布の特性を示し、
レンズの中央部はど像面照度(集光率)が高くなってお
り、そのレンズの特性がそのまま集光体群を介して夫々
の受光部に入り、レンズを介して撮影される画像は、必
然的に中央部が明るく周縁部が暗い画像となるのである
。 従って、従来例の固体撮像素子においては、全面的に均
一な明るさの画像を得る点に解決しなければならない課
題を有している。
は、各受光部に対応する夫々の集光体が全てにおいて略
均等な形状をもって形成され、略均等な集光率を持って
いるものである。このような固体撮像素子を例えばビデ
オカメラに使用した場合に、一般的にカメラ用のレンズ
は、第4図に示したような像面照度分布の特性を示し、
レンズの中央部はど像面照度(集光率)が高くなってお
り、そのレンズの特性がそのまま集光体群を介して夫々
の受光部に入り、レンズを介して撮影される画像は、必
然的に中央部が明るく周縁部が暗い画像となるのである
。 従って、従来例の固体撮像素子においては、全面的に均
一な明るさの画像を得る点に解決しなければならない課
題を有している。
前記従来例における課題を解決する具体的手段として本
発明は、多数の受光部を備えた半導体基板の上面に少な
くともフィルタ層を積層し、該フィルタ層の上面に前記
各受光部に夫々対応する集光体群で形成されたマイクロ
レンズ層を設け、該マイクロレンズ層は、使用されるカ
メラレンズの像面照度分布特性に対応させた形状に形成
したことを特徴とする固体撮像素子、並びに多数の受光
部を備えた半導体基板の上面にフィルタ層と、マイクロ
レンズ層と、熱変形性のポジレジスト層とを順次積層し
て設け、該ポジレジスト層を受光部に対応するパターン
マスクを介して露光し、続いてカメラレンズの光学系と
略対応するレンズを用いて露光し、現像してから所定の
温度で加熱して前記ポジレジストを水滴状もしくはカマ
ボッ形状のレンズ形状に変形させ、そのレンズ形状を維
持して冷却固形化してから異方性エツチングを行って前
記マイクロレンズ層に前記レンズ形状の集光体群を形成
することを特徴とする固体撮像素子の製造方法を提供す
るものであり、特に固体撮像素子は、適用されるカメラ
レンズの像面照度分布特性に対応させた形状のマイクロ
レンズ層を有しており、受光部が各集光体群を通して受
ける像面照度が略均一になって、全面的に均一な画像が
得られるのである。
発明は、多数の受光部を備えた半導体基板の上面に少な
くともフィルタ層を積層し、該フィルタ層の上面に前記
各受光部に夫々対応する集光体群で形成されたマイクロ
レンズ層を設け、該マイクロレンズ層は、使用されるカ
メラレンズの像面照度分布特性に対応させた形状に形成
したことを特徴とする固体撮像素子、並びに多数の受光
部を備えた半導体基板の上面にフィルタ層と、マイクロ
レンズ層と、熱変形性のポジレジスト層とを順次積層し
て設け、該ポジレジスト層を受光部に対応するパターン
マスクを介して露光し、続いてカメラレンズの光学系と
略対応するレンズを用いて露光し、現像してから所定の
温度で加熱して前記ポジレジストを水滴状もしくはカマ
ボッ形状のレンズ形状に変形させ、そのレンズ形状を維
持して冷却固形化してから異方性エツチングを行って前
記マイクロレンズ層に前記レンズ形状の集光体群を形成
することを特徴とする固体撮像素子の製造方法を提供す
るものであり、特に固体撮像素子は、適用されるカメラ
レンズの像面照度分布特性に対応させた形状のマイクロ
レンズ層を有しており、受光部が各集光体群を通して受
ける像面照度が略均一になって、全面的に均一な画像が
得られるのである。
次に本発明を図示の実施例により更に詳しく説明する。
1は半導体基板であり、該半導体基板には多数の受光部
2が所定の配列をもって形成されると共に、各受光部間
に遮光膜で覆われたゲート電極3が設けられ、更に半導
体基板の上面を平坦にするための穴埋め又はフィルタ層
4が設けられている。その平坦になったフィルタ層4の
上部に独特なマイクロレンズ層5が設けられている点に
本発明の特徴が存する。このマイクロレンズ層5の構成
は、前記各受光部2に夫々対応して固有の集光体群5a
+ 5b+ 5c・・・・・・が形成されている。 即ち、この固有の集光体群5a、5b、5c・・・・・
・は、固体撮像素子が適用されるビデオカメラ等のレン
ズにおける像面照度分布の特性に対応して、各受光N2
が略均等の像面照度が得られるようにした固有の集光率
を有するのである。 つまり、レンズにおける像面照度分布の特性に対応して
、像面照度の高い部分は集光率を低下させ、像面照度の
低い部分は集光率を高めるように形成するのである。こ
れを第2図について説明すると、例えば集光体5aは像
面照度の高い略中央部近傍に位置するものであり、集光
率を低下させるために、その大きさ又は高さhを最も小
さく形成し、その集光体5aから順次外側に位置する集
光体5 b + 5 c・・・・・・は、順次像面照
度が低下するので、集光体5aよりも集光率を高めるた
めにその大きさ又は高さh□、h2・・・・・・を順次
大きく形成するのである。このよう番こ形成することを
、本発明においては、レンズにおける像面照度分布の特
性に対応すると称しているのである。 次に、前記固体撮像素子の製造方法もこつ一入で第3図
を用いて説明する。多数の受光部2を有する半導体基板
1の上面に、第3(a)図番こ示したように、穴埋め又
はフィルタ層4をスピンフートして設けることで平坦に
し、その上部1こマイクロレンズ層5をスピンコードし
て設け、更にその上部にポジレジスト層6を同様に順次
積層して設ける。カラー用の撮像素子の場合には、当然
のごとく前記フィルタ層4に、夫々対応する受光部毎シ
こ所定のカラーフィルタが設けられることは言うまでも
ない。 前記カラーフィルタを含む穴埋め用又はフィルり層4は
例えば透明な樹脂で約10,000〜15.000λの
範囲の厚みで形成され、前記マイクロレンズ層5は透明
な樹脂又はシリコン等で約3Q、000〜35.000
人の範囲の厚みで形成する。そして、ポジレジスト層6
は、感光性で且つ熱変形するノボラック樹脂等のレジス
ト、例えばボッ型感光性樹脂(商品名rAZ1350J
ヘキストジャパン社製)であり、約20,000〜25
,000人の範囲の厚みで形成される。また、商品名r
OFPR80c)+ (東京応化工業株式会社製)等
も使用できる。 このように順次積層して形成した上部のポジレジスト層
6に対し、第3(b)図に示したように、各受光部2に
対応するパターンマスク10を用いて露光する。この露
光によりポジレジスト層6が各受光部2毎に縦方向に区
分された状態になる。続いて、第3(C)図に示したよ
うに、所定のレンズ11を介して露光する。この露光に
よって、縦方向に区分されたポジレジスト層6は、レン
ズ自体の存する像面照度分布の特性の像面照度に基づい
て、相対的に深さ方向に露光する。この場合に使用され
るレンズ11は、製造された固体撮像素子が実際に使用
される例えばビデオカメラ等に装備しであるレンズと光
学系(像面照度)が略一致するものが使用される。 この露光が終了した後に現像すると、第3(d)図に示
したように、ポジレジスト層6カS各受光部に対応し、
且つ前記レンズ11の持つ像面照度分布の特性に対応し
て、高さの異なるピースに区分される。特に中央部の照
度が高い部分は低く、照度が低い周縁部に行くに従って
順次高くなるように形成される。 このようにポジレジスト層6が形成された後に、所定の
温度(100〜150℃)で加熱することにより、第3
(e)図に示したように、区分された各ポジレジスト層
6が個々に熱変形して水滴状になり、夫々が表面張力に
よる精度の高い曲面を持ったレンズ形状になり、加熱を
停止しそのレンズ形状を維持した状態で固形化させる。 そして、その後異方性エツチングを各ポジレジスト層8
のレンズ形状に沿って行うことにより、そのレンズ形状
がそのままマイクロレンズ層5に再現され、第1〜2図
に示したような各受光部2に対応して固有の集光率を有
する集光体群5a+5 b 、5 c・・・・・・が形
成された固体撮像素子を製造することが出来るのである
。そして、特にマイクロレンズ層5においては、所謂固
体撮像素子が適用されるカメラレンズ、又は光学系にお
いて対応するレンズの像面照度分布の特性がポジ的に反
映された集光体群5 a+ 5 b+ 5 c・・・
・・・が形成されることに特徴がある。従って、このマ
イクロレンズ層5は、ネガ的にはポジ的に強く反映され
た部分の受光量が弱くなり、その強弱つまり像面照度分
布の強弱の領域を略全面的に平滑化し、各受光部で受け
る受光量が略均一なるようにする役目を果たすのである
。
2が所定の配列をもって形成されると共に、各受光部間
に遮光膜で覆われたゲート電極3が設けられ、更に半導
体基板の上面を平坦にするための穴埋め又はフィルタ層
4が設けられている。その平坦になったフィルタ層4の
上部に独特なマイクロレンズ層5が設けられている点に
本発明の特徴が存する。このマイクロレンズ層5の構成
は、前記各受光部2に夫々対応して固有の集光体群5a
+ 5b+ 5c・・・・・・が形成されている。 即ち、この固有の集光体群5a、5b、5c・・・・・
・は、固体撮像素子が適用されるビデオカメラ等のレン
ズにおける像面照度分布の特性に対応して、各受光N2
が略均等の像面照度が得られるようにした固有の集光率
を有するのである。 つまり、レンズにおける像面照度分布の特性に対応して
、像面照度の高い部分は集光率を低下させ、像面照度の
低い部分は集光率を高めるように形成するのである。こ
れを第2図について説明すると、例えば集光体5aは像
面照度の高い略中央部近傍に位置するものであり、集光
率を低下させるために、その大きさ又は高さhを最も小
さく形成し、その集光体5aから順次外側に位置する集
光体5 b + 5 c・・・・・・は、順次像面照
度が低下するので、集光体5aよりも集光率を高めるた
めにその大きさ又は高さh□、h2・・・・・・を順次
大きく形成するのである。このよう番こ形成することを
、本発明においては、レンズにおける像面照度分布の特
性に対応すると称しているのである。 次に、前記固体撮像素子の製造方法もこつ一入で第3図
を用いて説明する。多数の受光部2を有する半導体基板
1の上面に、第3(a)図番こ示したように、穴埋め又
はフィルタ層4をスピンフートして設けることで平坦に
し、その上部1こマイクロレンズ層5をスピンコードし
て設け、更にその上部にポジレジスト層6を同様に順次
積層して設ける。カラー用の撮像素子の場合には、当然
のごとく前記フィルタ層4に、夫々対応する受光部毎シ
こ所定のカラーフィルタが設けられることは言うまでも
ない。 前記カラーフィルタを含む穴埋め用又はフィルり層4は
例えば透明な樹脂で約10,000〜15.000λの
範囲の厚みで形成され、前記マイクロレンズ層5は透明
な樹脂又はシリコン等で約3Q、000〜35.000
人の範囲の厚みで形成する。そして、ポジレジスト層6
は、感光性で且つ熱変形するノボラック樹脂等のレジス
ト、例えばボッ型感光性樹脂(商品名rAZ1350J
ヘキストジャパン社製)であり、約20,000〜25
,000人の範囲の厚みで形成される。また、商品名r
OFPR80c)+ (東京応化工業株式会社製)等
も使用できる。 このように順次積層して形成した上部のポジレジスト層
6に対し、第3(b)図に示したように、各受光部2に
対応するパターンマスク10を用いて露光する。この露
光によりポジレジスト層6が各受光部2毎に縦方向に区
分された状態になる。続いて、第3(C)図に示したよ
うに、所定のレンズ11を介して露光する。この露光に
よって、縦方向に区分されたポジレジスト層6は、レン
ズ自体の存する像面照度分布の特性の像面照度に基づい
て、相対的に深さ方向に露光する。この場合に使用され
るレンズ11は、製造された固体撮像素子が実際に使用
される例えばビデオカメラ等に装備しであるレンズと光
学系(像面照度)が略一致するものが使用される。 この露光が終了した後に現像すると、第3(d)図に示
したように、ポジレジスト層6カS各受光部に対応し、
且つ前記レンズ11の持つ像面照度分布の特性に対応し
て、高さの異なるピースに区分される。特に中央部の照
度が高い部分は低く、照度が低い周縁部に行くに従って
順次高くなるように形成される。 このようにポジレジスト層6が形成された後に、所定の
温度(100〜150℃)で加熱することにより、第3
(e)図に示したように、区分された各ポジレジスト層
6が個々に熱変形して水滴状になり、夫々が表面張力に
よる精度の高い曲面を持ったレンズ形状になり、加熱を
停止しそのレンズ形状を維持した状態で固形化させる。 そして、その後異方性エツチングを各ポジレジスト層8
のレンズ形状に沿って行うことにより、そのレンズ形状
がそのままマイクロレンズ層5に再現され、第1〜2図
に示したような各受光部2に対応して固有の集光率を有
する集光体群5a+5 b 、5 c・・・・・・が形
成された固体撮像素子を製造することが出来るのである
。そして、特にマイクロレンズ層5においては、所謂固
体撮像素子が適用されるカメラレンズ、又は光学系にお
いて対応するレンズの像面照度分布の特性がポジ的に反
映された集光体群5 a+ 5 b+ 5 c・・・
・・・が形成されることに特徴がある。従って、このマ
イクロレンズ層5は、ネガ的にはポジ的に強く反映され
た部分の受光量が弱くなり、その強弱つまり像面照度分
布の強弱の領域を略全面的に平滑化し、各受光部で受け
る受光量が略均一なるようにする役目を果たすのである
。
以上説明したように本発明に係る固体撮像素子は、多数
の受光部を備えた半導体基板の上面に少なくともフィル
タ層を積層し、該フィルタ層の上面に前記各受光部に夫
々対応する集光体群で形成されたマイクロレンズ層を設
け、該マイクロレンズ層は、使用されるカメラレンズの
像面照度分布特性に対応させた形状に形成した構成とす
ることにより、実際の使用において、カメラレンズを通
して撮影した画像の明るさが全面に亘って略均等になる
と言う優れた効果を奏する。 又、本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、多数の受
光部を備えた半導体基板の上面にフィルタ層ト、マイク
ロレンズ層と、熱変形性のポジレジスト層とを順次積層
して設け、該ポジレジスト層を受光部に対応するパター
ンマスクを介して露光し、続いてカメラレンズの光学系
と略対応するレンズを用いて露光し、現像してから所定
の温度で加熱して前記ポジレジストを水滴吠もしくはカ
マボコ形状のレンズ形状に変形させ、そのレンズ形状を
維持して冷却固形化してから異方性エツチングを行って
前記マイクロレンズ層に前記レンズ形状の集光体群を形
成するようにしたことにより、特に適用されるカメラレ
ンズの像面照度分布特性に対応させた精度の高い集光体
群を効率良く形成できると言う優れた効果を奏する。
の受光部を備えた半導体基板の上面に少なくともフィル
タ層を積層し、該フィルタ層の上面に前記各受光部に夫
々対応する集光体群で形成されたマイクロレンズ層を設
け、該マイクロレンズ層は、使用されるカメラレンズの
像面照度分布特性に対応させた形状に形成した構成とす
ることにより、実際の使用において、カメラレンズを通
して撮影した画像の明るさが全面に亘って略均等になる
と言う優れた効果を奏する。 又、本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、多数の受
光部を備えた半導体基板の上面にフィルタ層ト、マイク
ロレンズ層と、熱変形性のポジレジスト層とを順次積層
して設け、該ポジレジスト層を受光部に対応するパター
ンマスクを介して露光し、続いてカメラレンズの光学系
と略対応するレンズを用いて露光し、現像してから所定
の温度で加熱して前記ポジレジストを水滴吠もしくはカ
マボコ形状のレンズ形状に変形させ、そのレンズ形状を
維持して冷却固形化してから異方性エツチングを行って
前記マイクロレンズ層に前記レンズ形状の集光体群を形
成するようにしたことにより、特に適用されるカメラレ
ンズの像面照度分布特性に対応させた精度の高い集光体
群を効率良く形成できると言う優れた効果を奏する。
第1図は本発明に係る固体撮像素子の要部のみを略示的
に示した説明図、第2図はどう固体撮像素子の要部のみ
を拡大して示した断面図、第3図(a)〜(e)は製造
工程を略示的に示した要部の断面図、第4図は一般的な
カメラレンズの像面照度分布の特性を示すグラフである
。 1・・・・・・半導体基板 2・・・・・・受光部3
・・・・・・ゲート電極 4・・・・・・フィルタ層
5・・・・・・マイクロレンズ層 5a、5b、5c・・・・・・集光体群6・・・・・・
ポジレジスト層 10・・・パターンマスク 11・・・カメラレンズ又はそれと光学的に対応するレ
ンズ 特許出願人 凸版印刷株式会社 −1−↓、+lI 第3図 第1図 第2図
に示した説明図、第2図はどう固体撮像素子の要部のみ
を拡大して示した断面図、第3図(a)〜(e)は製造
工程を略示的に示した要部の断面図、第4図は一般的な
カメラレンズの像面照度分布の特性を示すグラフである
。 1・・・・・・半導体基板 2・・・・・・受光部3
・・・・・・ゲート電極 4・・・・・・フィルタ層
5・・・・・・マイクロレンズ層 5a、5b、5c・・・・・・集光体群6・・・・・・
ポジレジスト層 10・・・パターンマスク 11・・・カメラレンズ又はそれと光学的に対応するレ
ンズ 特許出願人 凸版印刷株式会社 −1−↓、+lI 第3図 第1図 第2図
Claims (4)
- (1)多数の受光部を備えた半導体基板の上面に少なく
ともフィルタ層を積層し、該フィルタ層の上面に前記各
受光部に夫々対応する集光体群で形成されたマイクロレ
ンズ層を設け、該マイクロレンズ層は、使用されるカメ
ラレンズの像面照度分布特性に対応させた形状に形成し
たことを特徴とする固体撮像素子。 - (2)カメラレンズの像面照度分布特性に対応させた形
状のマイクロレンズ層は、各集光体群を通して受ける像
面照度が略均一である請求項(1)記載の固体撮像素子
。 - (3)多数の受光部を備えた半導体基板の上面にフィル
タ層と、マイクロレンズ層と、熱変形性のポジレジスト
層とを順次積層して設け、該ポジレジスト層を受光部に
対応するパターンマスクを介して露光し、続いてカメラ
レンズの光学系と略対応するレンズを用いて露光し、現
像してから所定の温度で加熱して前記ポジレジストを水
滴状もしくはカマボコ形状のレンズ形状に変形させ、そ
のレンズ形状を維持して冷却固形化してから異方性エッ
チングを行って前記マイクロレンズ層に前記レンズ形状
の集光体群を形成することを特徴とする固体撮像素子の
製造方法。 - (4)マイクロレンズ層の集光体群が、カメラレンズの
像面照度分布特性に対応している前記請求項(3)記載
の固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18918290A JP2969842B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18918290A JP2969842B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 固体撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475382A true JPH0475382A (ja) | 1992-03-10 |
| JP2969842B2 JP2969842B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=16236873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18918290A Expired - Fee Related JP2969842B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969842B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006049721A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| KR100743215B1 (ko) * | 1999-08-13 | 2007-07-26 | 퍼스트 퀄러티 논우어번즈, 아이엔씨. | 높은 가로방향 신도를 갖는 개선된 부직포 및 그것의제조방법 |
| JP2007266380A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2009198870A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Toppan Printing Co Ltd | 微細構造体配列の製造方法及び濃度分布マスク |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP18918290A patent/JP2969842B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100743215B1 (ko) * | 1999-08-13 | 2007-07-26 | 퍼스트 퀄러티 논우어번즈, 아이엔씨. | 높은 가로방향 신도를 갖는 개선된 부직포 및 그것의제조방법 |
| JP2006049721A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| US7847852B2 (en) | 2004-08-06 | 2010-12-07 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and manufacturing method of solid-state imaging device |
| JP2007266380A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2009198870A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Toppan Printing Co Ltd | 微細構造体配列の製造方法及び濃度分布マスク |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2969842B2 (ja) | 1999-11-02 |
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