JPH0645572A - マイクロレンズを備えた固体撮像素子 - Google Patents
マイクロレンズを備えた固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH0645572A JPH0645572A JP4216478A JP21647892A JPH0645572A JP H0645572 A JPH0645572 A JP H0645572A JP 4216478 A JP4216478 A JP 4216478A JP 21647892 A JP21647892 A JP 21647892A JP H0645572 A JPH0645572 A JP H0645572A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microlens
- light receiving
- receiving region
- solid
- semiconductor substrate
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 環状の受光領域に対して、集光効率が悪化せ
ずに有効に集光できるようにする。 【構成】 半導体基板の１主面上に分離層としての酸化
物２が形成され、この酸化物内に受光領域３が環状に埋
設され、半導体基板と対向する主面上にはマイクロレン
ズ４が形成される。受光領域３の半導体基板と対向する
主面上に形成されたマイクロレンズ４は、環状に形成さ
れており、このマイクロレンズ４の凸部の中心を結ぶ線
は、受光領域３の環状の帯の中心の線と一致するように
形成される。
ずに有効に集光できるようにする。 【構成】 半導体基板の１主面上に分離層としての酸化
物２が形成され、この酸化物内に受光領域３が環状に埋
設され、半導体基板と対向する主面上にはマイクロレン
ズ４が形成される。受光領域３の半導体基板と対向する
主面上に形成されたマイクロレンズ４は、環状に形成さ
れており、このマイクロレンズ４の凸部の中心を結ぶ線
は、受光領域３の環状の帯の中心の線と一致するように
形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロレンズを備え
た固体撮像素子に関するものである。
た固体撮像素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＣＣＤなどの固体撮像装置の
各画素にマイクロレンズを設けることによって、受光領
域への集光効率を上げることが行われていた。
各画素にマイクロレンズを設けることによって、受光領
域への集光効率を上げることが行われていた。
【０００３】このようなマイクロレンズを備えた従来の
固体撮像素子（固体撮像装置の単位画素）の構造を図１
１に示す。図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は線Ｃ
−Ｃ’についての水平方向の断面図をそれぞれ示す。
固体撮像素子（固体撮像装置の単位画素）の構造を図１
１に示す。図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は線Ｃ
−Ｃ’についての水平方向の断面図をそれぞれ示す。
【０００４】図１１において、Ｓｉ基板２１内の一部の
領域に受光部であるフォトダイオード領域２２があり、
フォトダイオード領域２２以外の領域は遮光膜２３で覆
われている。その上に、ＳｉＯ2等からなる酸化物２４
を介して、長方形ドーム型のマイクロレンズ２５を、そ
の光軸をフォトダイオード領域２２の中心に一致させて
１対１に対応するように形成し、入射した光２６がフォ
トダイオード領域２２に集光する構造になっている。カ
マボコ型のマイクロレンズを１画素列に１本形成する構
成も考えられている。
領域に受光部であるフォトダイオード領域２２があり、
フォトダイオード領域２２以外の領域は遮光膜２３で覆
われている。その上に、ＳｉＯ2等からなる酸化物２４
を介して、長方形ドーム型のマイクロレンズ２５を、そ
の光軸をフォトダイオード領域２２の中心に一致させて
１対１に対応するように形成し、入射した光２６がフォ
トダイオード領域２２に集光する構造になっている。カ
マボコ型のマイクロレンズを１画素列に１本形成する構
成も考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の構
成では、例えば、ＭＯＳＳＩＴを単位画素とする固体撮
像素子のように受光領域が環状である場合、受光領域ば
かりでなく、環の中心の非受光領域にも集光されてしま
うため、量子効率が悪くなるという問題があった。
成では、例えば、ＭＯＳＳＩＴを単位画素とする固体撮
像素子のように受光領域が環状である場合、受光領域ば
かりでなく、環の中心の非受光領域にも集光されてしま
うため、量子効率が悪くなるという問題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、受光領域が環状
の場合でも、量子効率が悪化せずに有効に集光できるよ
うにした固体撮像素子を提供するものである。
の場合でも、量子効率が悪化せずに有効に集光できるよ
うにした固体撮像素子を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロレンズ
を備えた固体撮像素子は、半導体基板１の１主面上に受
光領域３を形成し、前記受光領域３の前記半導体基板１
と対向する主面上にマイクロレンズ４を形成してなり、
前記受光領域３を環状に形成し、前記マイクロレンズ４
と受光領域３により画素を構成するようにしたマイクロ
レンズを備えた固体撮像素子において、前記マイクロレ
ンズ４を環状に形成したことを特徴とする。
を備えた固体撮像素子は、半導体基板１の１主面上に受
光領域３を形成し、前記受光領域３の前記半導体基板１
と対向する主面上にマイクロレンズ４を形成してなり、
前記受光領域３を環状に形成し、前記マイクロレンズ４
と受光領域３により画素を構成するようにしたマイクロ
レンズを備えた固体撮像素子において、前記マイクロレ
ンズ４を環状に形成したことを特徴とする。
【０００８】また、前記マイクロレンズ４は、１画素内
に複数個形成されていることを特徴とする。また、前記
マイクロレンズ４は円柱形状に形成され、前記円柱形状
マイクロレンズが１画素列内に複数個形成されているこ
とを特徴とする。
に複数個形成されていることを特徴とする。また、前記
マイクロレンズ４は円柱形状に形成され、前記円柱形状
マイクロレンズが１画素列内に複数個形成されているこ
とを特徴とする。
【０００９】
【作用】請求項１の発明では、環状の受光領域３に対し
てマイクロレンズ４が環状に形成されることにより、受
光領域３に対して有効に集光される。また、請求項２の
発明では、１画素内に複数個形成されたマイクロレンズ
４ａ、４ｂにより、その画素内の受光領域に対して有効
に集光される。また、請求項３の発明では、１画素列内
に複数個形成された円柱形状のマイクロレンズ４ｃ、４
ｄにより、その画素列内の受光領域に対して有効に集光
される。
てマイクロレンズ４が環状に形成されることにより、受
光領域３に対して有効に集光される。また、請求項２の
発明では、１画素内に複数個形成されたマイクロレンズ
４ａ、４ｂにより、その画素内の受光領域に対して有効
に集光される。また、請求項３の発明では、１画素列内
に複数個形成された円柱形状のマイクロレンズ４ｃ、４
ｄにより、その画素列内の受光領域に対して有効に集光
される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１および図２は、本発明の第１実施例を示す。こ
れらの図において、Ｓｉ等の半導体基板１の１主面上に
は、ＳｉＯ2等からなる酸化物２が形成され、この酸化
物２内に受光領域としてのポリシリコンゲート電極３が
埋設されている。このポリシリコンゲート電極３は、環
状に形成されている。酸化物２は、基板１とのショート
防止および素子の保護の役割を果たす。ポリシリコンゲ
ート電極３を透過した光が、半導体基板１内に電子およ
び正孔を発生させ、ゲート電極３下に正孔が蓄積され
る。この正孔によって、半導体基板１内のソース−ドレ
イン間電流が変調され、光強度が検出される。
る。図１および図２は、本発明の第１実施例を示す。こ
れらの図において、Ｓｉ等の半導体基板１の１主面上に
は、ＳｉＯ2等からなる酸化物２が形成され、この酸化
物２内に受光領域としてのポリシリコンゲート電極３が
埋設されている。このポリシリコンゲート電極３は、環
状に形成されている。酸化物２は、基板１とのショート
防止および素子の保護の役割を果たす。ポリシリコンゲ
ート電極３を透過した光が、半導体基板１内に電子およ
び正孔を発生させ、ゲート電極３下に正孔が蓄積され
る。この正孔によって、半導体基板１内のソース−ドレ
イン間電流が変調され、光強度が検出される。
【００１１】また、酸化物２の半導体基板１と対向する
主面上には、マイクロレンズ４が形成されている。マイ
クロレンズ４は、平面から見て（図１において）環状に
形成されている。その結果、ポリシリコンゲート電極３
の環状の帯の中心線と、マイクロレンズ４の凸部の中心
線とが、平面からみて（図１において）一致する。これ
により、各画素Ａの領域に入射された光の殆どがポリシ
リコンゲート電極３に入射され、量子効率を向上するこ
とができる。環状マイクロレンズ４は、例えばフォトレ
ジスト等のレンズ材料をフォトリソグラフィによって環
状にパターニングし、これを熱処理することによって得
られる。
主面上には、マイクロレンズ４が形成されている。マイ
クロレンズ４は、平面から見て（図１において）環状に
形成されている。その結果、ポリシリコンゲート電極３
の環状の帯の中心線と、マイクロレンズ４の凸部の中心
線とが、平面からみて（図１において）一致する。これ
により、各画素Ａの領域に入射された光の殆どがポリシ
リコンゲート電極３に入射され、量子効率を向上するこ
とができる。環状マイクロレンズ４は、例えばフォトレ
ジスト等のレンズ材料をフォトリソグラフィによって環
状にパターニングし、これを熱処理することによって得
られる。
【００１２】図３および図４は本発明の第２実施例を示
し、１画素Ａの領域内に２個の円柱状のマイクロレンズ
４ａ、４ｂが並設されて形成されており、この２個のマ
イクロレンズ４ａ、４ｂの中心は、ポリシリコンゲート
電極３の一方の辺（図３において縦方向の辺）の中央に
位置するように配置されている。従って、この場合も量
子効率を向上させることができる。なお、マイクロレン
ズ４ａ、４ｂの形成方法は第１実施例のマイクロレンズ
４の場合と同様である。
し、１画素Ａの領域内に２個の円柱状のマイクロレンズ
４ａ、４ｂが並設されて形成されており、この２個のマ
イクロレンズ４ａ、４ｂの中心は、ポリシリコンゲート
電極３の一方の辺（図３において縦方向の辺）の中央に
位置するように配置されている。従って、この場合も量
子効率を向上させることができる。なお、マイクロレン
ズ４ａ、４ｂの形成方法は第１実施例のマイクロレンズ
４の場合と同様である。
【００１３】図５および図６は本発明の第３実施例を示
し、１画素列Ｂ内に２つの長い円柱形状のマイクロレン
ズ４ｃ、４ｄが並設されて形成されている。マイクロレ
ンズ４ｃ、４ｄの中心は、ポリシリコンゲート電極３の
図５において縦の辺の中央に位置しており、第２実施例
の場合と、ほぼ同一の量子効率とすることができる。但
し、マイクロレンズの形成は第２実施例の場合より一体
化して形成できる分容易となる。なお、マイクロレンズ
４ｃ、４ｄの形成方法は第１実施例の場合と同様であ
る。
し、１画素列Ｂ内に２つの長い円柱形状のマイクロレン
ズ４ｃ、４ｄが並設されて形成されている。マイクロレ
ンズ４ｃ、４ｄの中心は、ポリシリコンゲート電極３の
図５において縦の辺の中央に位置しており、第２実施例
の場合と、ほぼ同一の量子効率とすることができる。但
し、マイクロレンズの形成は第２実施例の場合より一体
化して形成できる分容易となる。なお、マイクロレンズ
４ｃ、４ｄの形成方法は第１実施例の場合と同様であ
る。
【００１４】図７および図８、並びに図９および図１０
は、それぞれ本発明の第４、第５実施例を示し、図３お
よび図４の実施例と図５および図６の実施例において、
２つのマイクロレンズ４ａ、４ｂ間、及び４ｃ、４ｄ間
の酸化物２内に、例えばアルミニウムよりなる配線層５
を埋設させたものである。配線層５は、マイクロレンズ
４ａと４ｂの間、あるいは４ｃと４ｄの間に配置されて
いる。これらの実施例においては、マイクロレンズ４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの端部に入射された光も、それら
のレンズ作用によりポリシリコンゲート電極３に有効に
入射される。これにより、量子効率の減少を抑制するこ
とができる。
は、それぞれ本発明の第４、第５実施例を示し、図３お
よび図４の実施例と図５および図６の実施例において、
２つのマイクロレンズ４ａ、４ｂ間、及び４ｃ、４ｄ間
の酸化物２内に、例えばアルミニウムよりなる配線層５
を埋設させたものである。配線層５は、マイクロレンズ
４ａと４ｂの間、あるいは４ｃと４ｄの間に配置されて
いる。これらの実施例においては、マイクロレンズ４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの端部に入射された光も、それら
のレンズ作用によりポリシリコンゲート電極３に有効に
入射される。これにより、量子効率の減少を抑制するこ
とができる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、固体撮
像素子の受光領域が環状の場合でも、量子効率が悪化せ
ずに有効に集光することができる。
像素子の受光領域が環状の場合でも、量子効率が悪化せ
ずに有効に集光することができる。
【図１】本発明にかかる固体撮像素子の第１実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。
【図３】本発明にかかる固体撮像素子の第２実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。
【図５】本発明にかかる固体撮像素子の他の実施例を示
す図である。
す図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。
【図７】本発明にかかる固体撮像素子の第３実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。
【図９】本発明にかかる固体撮像素子の第４実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。
【図１１】従来の固体撮像素子を示す図である。
１ 半導体基板 ２ 酸化物 ３ ポリシリコンゲート電極（受光領域） ４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ マイクロレンズ ５ 配線層 Ａ 画素 Ｂ 画素列
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板の１主面上に受光領域を形成
し、 前記受光領域の前記半導体基板と対向する主面上にマイ
クロレンズを形成してなり、 前記受光領域を環状に形成し、 前記マイクロレンズと受光領域により画素を構成するよ
うにしたマイクロレンズを備えた固体撮像素子におい
て、 前記マイクロレンズを環状に形成したことを特徴とする
マイクロレンズを備えた固体撮像素子。 - 【請求項２】 半導体基板の１主面上に受光領域を形成
し、 前記受光領域の前記半導体基板と対向する主面上にマイ
クロレンズを形成してなり、 前記受光領域を環状に形成し、 前記マイクロレンズと受光領域により画素を構成するよ
うにしたマイクロレンズを備えた固体撮像素子におい
て、 前記マイクロレンズは、１画素内に複数個形成されてい
ることを特徴とするマイクロレンズを備えた固体撮像素
子。 - 【請求項３】 半導体基板の１主面上に受光領域を形成
し、 前記受光領域の前記半導体基板と対向する主面上にマイ
クロレンズを形成してなり、 前記受光領域を環状に形成し、 前記マイクロレンズと受光領域により画素を構成するよ
うにしたマイクロレンズを備えた固体撮像素子におい
て、 前記マイクロレンズは円柱形状に形成され、 前記円柱形状マイクロレンズが１画素列内に複数個形成
されていることを特徴とするマイクロレンズを備えた固
体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216478A JPH0645572A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | マイクロレンズを備えた固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216478A JPH0645572A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | マイクロレンズを備えた固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645572A true JPH0645572A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16689073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4216478A Withdrawn JPH0645572A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | マイクロレンズを備えた固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645572A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4830660A (en) * | 1986-06-19 | 1989-05-16 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Imidazolesulfonamide derivatives and herbicides |
| WO2003041174A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Mitsumasa Koyanagi | Solid-state image sensor and its production method |
| US8253142B1 (en) * | 1999-08-27 | 2012-08-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
| CN119805632A (zh) * | 2025-03-11 | 2025-04-11 | 福建中科光芯光电科技有限公司 | 一种衬底集成、自组装、自对准微透镜组的制备方法 |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP4216478A patent/JPH0645572A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4830660A (en) * | 1986-06-19 | 1989-05-16 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Imidazolesulfonamide derivatives and herbicides |
| US8253142B1 (en) * | 1999-08-27 | 2012-08-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
| US8729650B2 (en) | 1999-08-27 | 2014-05-20 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
| WO2003041174A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Mitsumasa Koyanagi | Solid-state image sensor and its production method |
| JPWO2003041174A1 (ja) * | 2001-11-05 | 2005-03-03 | 小柳 光正 | 固体イメージセンサおよびその製造方法 |
| JP5105695B2 (ja) * | 2001-11-05 | 2012-12-26 | カミヤチョウ アイピー ホールディングス | 固体イメージセンサおよびその製造方法 |
| CN119805632A (zh) * | 2025-03-11 | 2025-04-11 | 福建中科光芯光电科技有限公司 | 一种衬底集成、自组装、自对准微透镜组的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |