JPH10150179A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH10150179A JPH10150179A JP8307952A JP30795296A JPH10150179A JP H10150179 A JPH10150179 A JP H10150179A JP 8307952 A JP8307952 A JP 8307952A JP 30795296 A JP30795296 A JP 30795296A JP H10150179 A JPH10150179 A JP H10150179A
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- antireflection film
- microlens
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
- H10F39/8063—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/40—Optical elements or arrangements
- H10F77/413—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with the devices, e.g. back reflectors
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体撮像装置において、フレア及びゴースト
を防止し、封止が不要で、酸アルカリに腐食されない保
護膜となり、かつシリコン半導体に対して金属元素の混
入による歩留まり低下を起しにくい反射防止膜を有する
固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 マイクロレンズ２４の表面に、フッ化ア
ルミニウムからなる反射防止膜２６を形成する。
を防止し、封止が不要で、酸アルカリに腐食されない保
護膜となり、かつシリコン半導体に対して金属元素の混
入による歩留まり低下を起しにくい反射防止膜を有する
固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 マイクロレンズ２４の表面に、フッ化ア
ルミニウムからなる反射防止膜２６を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から光学用レンズにおいては、光学
レンズ表面の反射を防止する為、透明樹脂膜上部にフッ
素系含有無機化合物の反射防止膜を設ける技術が知られ
ていた。光学レンズに用いられるフッ素系含有無機化合
物の反射防止膜としては、フッ化マグネシウム、フッ化
アルミニウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ
化カルシウム及び氷晶石などが知られている（特開平３
−２４２６０２号公報参照）。
レンズ表面の反射を防止する為、透明樹脂膜上部にフッ
素系含有無機化合物の反射防止膜を設ける技術が知られ
ていた。光学レンズに用いられるフッ素系含有無機化合
物の反射防止膜としては、フッ化マグネシウム、フッ化
アルミニウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ
化カルシウム及び氷晶石などが知られている（特開平３
−２４２６０２号公報参照）。
【０００３】しかし、この材質のすべてが、ＣＣＤ型の
固体撮像装置のマイクロレンズ上部に設けられる反射防
止膜として用いられたわけでなく、マイクロレンズ上部
に形成される反射防止膜の材質としては、フッ化マグネ
シウム及び氷晶石が知られている（特開平４−２５９２
５６号公報参照）。同発明の明細書に記載されている従
来のＣＣＤ型の固体撮像素子の単位画素の断面構造を図
６に示す。
固体撮像装置のマイクロレンズ上部に設けられる反射防
止膜として用いられたわけでなく、マイクロレンズ上部
に形成される反射防止膜の材質としては、フッ化マグネ
シウム及び氷晶石が知られている（特開平４−２５９２
５６号公報参照）。同発明の明細書に記載されている従
来のＣＣＤ型の固体撮像素子の単位画素の断面構造を図
６に示す。
【０００４】図６において、半導体基板３０中に光電変
換素子３１、垂直ＣＣＤレジスタ３２、及び光電変換素
子３１から垂直ＣＣＤレジスタ３２に電荷を読み出すト
ランスファーゲート領域３５が設けられる。半導体基板
３０上に絶縁膜４０が設けられ、垂直ＣＣＤレジスタ３
２の上部を含む絶縁膜４０の上に転送電極３６が設けら
れる。転送電極上にリンガラス層４１を介して遮光膜３
８が設けられ、遮光膜上に透明樹脂層４２が設けられ、
さらにその上に透明樹脂層からなるマイクロレンズアレ
イ部４４が設けられる。さらに、マイクロレンズアレイ
部４４の表面に、フッ化マグネシウム又は氷晶石からな
る反射防止膜４６が設けられる。反射防止膜は真空蒸着
法等により形成される。
換素子３１、垂直ＣＣＤレジスタ３２、及び光電変換素
子３１から垂直ＣＣＤレジスタ３２に電荷を読み出すト
ランスファーゲート領域３５が設けられる。半導体基板
３０上に絶縁膜４０が設けられ、垂直ＣＣＤレジスタ３
２の上部を含む絶縁膜４０の上に転送電極３６が設けら
れる。転送電極上にリンガラス層４１を介して遮光膜３
８が設けられ、遮光膜上に透明樹脂層４２が設けられ、
さらにその上に透明樹脂層からなるマイクロレンズアレ
イ部４４が設けられる。さらに、マイクロレンズアレイ
部４４の表面に、フッ化マグネシウム又は氷晶石からな
る反射防止膜４６が設けられる。反射防止膜は真空蒸着
法等により形成される。
【０００５】マイクロレンズ上部にフッ化マグネシウム
又は氷晶石による反射防止膜を形成することにより、マ
イクロレンズ上に反射防止膜を形成しない場合と比較し
て、レンズ表面の反射を低減する事ができるため、高輝
度被写体を撮像する時に生じるフレア及びゴーストをあ
る程度低減する事ができるようになっていた。
又は氷晶石による反射防止膜を形成することにより、マ
イクロレンズ上に反射防止膜を形成しない場合と比較し
て、レンズ表面の反射を低減する事ができるため、高輝
度被写体を撮像する時に生じるフレア及びゴーストをあ
る程度低減する事ができるようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体撮
像装置のマイクロレンズ上部の反射防止膜には、フッ化
マグネシウム又は氷晶石が使用されていたため、以下の
ような課題を生じる。
像装置のマイクロレンズ上部の反射防止膜には、フッ化
マグネシウム又は氷晶石が使用されていたため、以下の
ような課題を生じる。
【０００７】すなわち、フッ化マグネシウムを用いた場
合にはその屈折率が、フッ化マグネシウムの上下の媒質
により決定される、反射防止膜としての最適な屈折率の
値よりも大きいために、十分に反射が低減されず、結果
として十分にゴーストを抑制できないという欠点があ
る。
合にはその屈折率が、フッ化マグネシウムの上下の媒質
により決定される、反射防止膜としての最適な屈折率の
値よりも大きいために、十分に反射が低減されず、結果
として十分にゴーストを抑制できないという欠点があ
る。
【０００８】反射防止膜として最適な屈折率に関して以
下詳細に説明する。屈折率ｎ1 の反射防止膜が、屈折率
ｎ2 のマイクロレンズ上部に設けられ、反射防止膜の上
部が屈折率ｎ0 の空気である場合を考える。この時、入
射する波長及び入射角度に関係なく、反射率が最小にな
るのは、 ｎ1 ＝（ｎ0 ｎ2 ）1/2 の場合である。反射防止膜下のマイクロレンズは、一般
に透明樹脂層からなり、その屈折率ｎ2 は、少なくとも
１．３５〜１．７０の間にあり、また空気の屈折率ｎ0
は１である。この事から、樹脂層に用いる反射防止膜と
して光学的に最適な屈折率は、１．１６〜１．３０とな
る。フッ化マグネシウムの屈折率は、１．３８であるこ
とから、反射防止膜として光学的に最適な屈折率の値よ
りも大きな値であり、光学的に最適な反射防止膜と比較
した場合、十分に反射が低減されてはいない。
下詳細に説明する。屈折率ｎ1 の反射防止膜が、屈折率
ｎ2 のマイクロレンズ上部に設けられ、反射防止膜の上
部が屈折率ｎ0 の空気である場合を考える。この時、入
射する波長及び入射角度に関係なく、反射率が最小にな
るのは、 ｎ1 ＝（ｎ0 ｎ2 ）1/2 の場合である。反射防止膜下のマイクロレンズは、一般
に透明樹脂層からなり、その屈折率ｎ2 は、少なくとも
１．３５〜１．７０の間にあり、また空気の屈折率ｎ0
は１である。この事から、樹脂層に用いる反射防止膜と
して光学的に最適な屈折率は、１．１６〜１．３０とな
る。フッ化マグネシウムの屈折率は、１．３８であるこ
とから、反射防止膜として光学的に最適な屈折率の値よ
りも大きな値であり、光学的に最適な反射防止膜と比較
した場合、十分に反射が低減されてはいない。
【０００９】一方、氷晶石を用いた場合、その屈折率
は、１．３３８であり、フッ化マグネシウムよりも屈折
率が上記最適値に近い。そこで、透明樹脂層からなるマ
イクロレンズ上部に氷晶石からなる反射防止膜を設けた
場合、マイクロレンズ表面での反射率は、フッ化マグネ
シウムを反射防止膜として用いた場合より小さく、さら
にフレア及びゴーストを低減することができる。しか
し、氷晶石は潮解性を持っているため、氷晶石が水分を
含む空気に接する場合は、反射防止膜としての特性の劣
化が著しい。よって、氷晶石を反射防止膜に用いる場
合、気密性を高くして固体撮像装置が水分を含む空気に
接しない様に、固体撮像装置を封止をしなければならな
いという欠点がある。
は、１．３３８であり、フッ化マグネシウムよりも屈折
率が上記最適値に近い。そこで、透明樹脂層からなるマ
イクロレンズ上部に氷晶石からなる反射防止膜を設けた
場合、マイクロレンズ表面での反射率は、フッ化マグネ
シウムを反射防止膜として用いた場合より小さく、さら
にフレア及びゴーストを低減することができる。しか
し、氷晶石は潮解性を持っているため、氷晶石が水分を
含む空気に接する場合は、反射防止膜としての特性の劣
化が著しい。よって、氷晶石を反射防止膜に用いる場
合、気密性を高くして固体撮像装置が水分を含む空気に
接しない様に、固体撮像装置を封止をしなければならな
いという欠点がある。
【００１０】さらに、マイクロレンズ上にフッ素系含有
無機化合物からなる反射防止膜を形成する場合、半導体
特有の問題が生ずる。すなわち、第１の問題点は、反射
防止膜を蒸着する際などに金属元素がシリコン中に混入
した場合、リーク電流の原因となり、歩留まりが低下す
る可能性があることである。これは、金属元素がシリコ
ンの禁制帯中に中間準位を作り、この準位を介してキャ
リアの発生−再結合中心になりやすいためである。この
ことから、準位が深い金属元素の方が、リーク電流の発
生に寄与しやすい。
無機化合物からなる反射防止膜を形成する場合、半導体
特有の問題が生ずる。すなわち、第１の問題点は、反射
防止膜を蒸着する際などに金属元素がシリコン中に混入
した場合、リーク電流の原因となり、歩留まりが低下す
る可能性があることである。これは、金属元素がシリコ
ンの禁制帯中に中間準位を作り、この準位を介してキャ
リアの発生−再結合中心になりやすいためである。この
ことから、準位が深い金属元素の方が、リーク電流の発
生に寄与しやすい。
【００１１】図２に、バリウム、ナトリウム、マグネシ
ウム及びアルミニウムの、シリコンの禁制帯における準
位を示す。図２から、ナトリウム（ナトリウムは氷晶石
Ｎａ 3 ［ＡｌＦ6］に含まれる）、バリウム及びマグネ
シウムは、通常のシリコンプロセスで用いられるリンや
ボロンの準位と比較しても、かなり深いことがわかる。
この事から、氷晶石、フッ化マグネシウム及びフッ化バ
リウムを反射防止膜として用いた場合、リーク電流発生
の原因となりやすいという欠点がある。
ウム及びアルミニウムの、シリコンの禁制帯における準
位を示す。図２から、ナトリウム（ナトリウムは氷晶石
Ｎａ 3 ［ＡｌＦ6］に含まれる）、バリウム及びマグネ
シウムは、通常のシリコンプロセスで用いられるリンや
ボロンの準位と比較しても、かなり深いことがわかる。
この事から、氷晶石、フッ化マグネシウム及びフッ化バ
リウムを反射防止膜として用いた場合、リーク電流発生
の原因となりやすいという欠点がある。
【００１２】第２の問題点は、従来からマイクロレンズ
上部の反射防止膜として用いられていたフッ化マグネシ
ウム及び氷晶石は、酸又はアルカリの溶媒に溶けること
から、酸又はアルカリからデバイスを保護し得ないとい
う欠点がある。
上部の反射防止膜として用いられていたフッ化マグネシ
ウム及び氷晶石は、酸又はアルカリの溶媒に溶けること
から、酸又はアルカリからデバイスを保護し得ないとい
う欠点がある。
【００１３】本発明の目的は、フレア及びゴーストを防
止し、また気密性の高い封止が不必要であり、酸にもア
ルカリにも腐食されにくい保護膜としての性質を持ち、
かつ反射防止膜中の金属元素による歩留まりの低下を起
こしにくい反射防止膜を具備する、固体撮像装置を提供
することにある。
止し、また気密性の高い封止が不必要であり、酸にもア
ルカリにも腐食されにくい保護膜としての性質を持ち、
かつ反射防止膜中の金属元素による歩留まりの低下を起
こしにくい反射防止膜を具備する、固体撮像装置を提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、基板上に形成された受光部の上方にマイクロレンズ
が設けられた固体撮像装置において、マイクロレンズ表
面にフッ化アルミニウムからなる反射防止膜が設けられ
ている事を特徴とするものである。
は、基板上に形成された受光部の上方にマイクロレンズ
が設けられた固体撮像装置において、マイクロレンズ表
面にフッ化アルミニウムからなる反射防止膜が設けられ
ている事を特徴とするものである。
【００１５】フッ化アルミニウムを透明樹脂からなるマ
イクロレンズの上部に反射防止膜として設けた場合、フ
ッ化マグネシウムを反射防止膜として設けた場合よりも
マイクロレンズ表面での光の反射率を低減できるため、
高輝度被写体撮像時のフレア及びゴーストを低減するこ
とができる。また、フッ化アルミニウムは氷晶石の場合
のような潮解性の問題がないから特別な封止を必要とし
ない。
イクロレンズの上部に反射防止膜として設けた場合、フ
ッ化マグネシウムを反射防止膜として設けた場合よりも
マイクロレンズ表面での光の反射率を低減できるため、
高輝度被写体撮像時のフレア及びゴーストを低減するこ
とができる。また、フッ化アルミニウムは氷晶石の場合
のような潮解性の問題がないから特別な封止を必要とし
ない。
【００１６】また、従来からＣＣＤ型の固体撮像装置の
マイクロレンズ上部の反射防止膜として用いられていた
フッ化マグネシウムや氷晶石は、酸に溶けることから保
護膜としての性質は持たないのに対し、フッ化アルミニ
ウムは、水以外の溶媒にほとんど不溶であり、水に対し
ても難溶である（溶解度 ０．５グラム／１００グラム
（２５℃））ことから、マイクロレンズ上の反射防止膜
として用いた場合に、固体撮像装置を保護する保護膜と
しても優れた特性を持っている。
マイクロレンズ上部の反射防止膜として用いられていた
フッ化マグネシウムや氷晶石は、酸に溶けることから保
護膜としての性質は持たないのに対し、フッ化アルミニ
ウムは、水以外の溶媒にほとんど不溶であり、水に対し
ても難溶である（溶解度 ０．５グラム／１００グラム
（２５℃））ことから、マイクロレンズ上の反射防止膜
として用いた場合に、固体撮像装置を保護する保護膜と
しても優れた特性を持っている。
【００１７】さらに、アルミニウムは通常のシリコン半
導体の製造ラインにおいて配線等で汎用的に用いられる
材質であるから、他の半導体装置が反射防止膜に使用さ
れる金属（フッ化アルミニウム）により汚染された場合
でも、洗浄、表面処理等の工程は、通常行われている洗
浄（例えばブランソン洗浄等）により処理することがで
きるという利点がある。
導体の製造ラインにおいて配線等で汎用的に用いられる
材質であるから、他の半導体装置が反射防止膜に使用さ
れる金属（フッ化アルミニウム）により汚染された場合
でも、洗浄、表面処理等の工程は、通常行われている洗
浄（例えばブランソン洗浄等）により処理することがで
きるという利点がある。
【００１８】更に、金属がシリコンに混入した際に発生
する禁制帯中の中間準位は、深い方が、価電子帯から伝
導帯へのキャリアの移動を仲介しやすく、リーク電流の
発生原因となりやすい。ナトリウム、マグネシウム及び
バリウムと比較して、アルミニウムの禁制帯の準位の深
さは、リンやボロンの準位の深さとほぼ同程度に浅い。
このことから、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム及
び氷晶石よりも、フッ化アルミニウムの方が、反射防止
膜蒸着時等によりシリコン中に金属原子又はイオンとし
て混入し拡散した場合でも、キャリアの発生−再結合中
心となりにくく、リーク電流発生の原因となりにくい。
する禁制帯中の中間準位は、深い方が、価電子帯から伝
導帯へのキャリアの移動を仲介しやすく、リーク電流の
発生原因となりやすい。ナトリウム、マグネシウム及び
バリウムと比較して、アルミニウムの禁制帯の準位の深
さは、リンやボロンの準位の深さとほぼ同程度に浅い。
このことから、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム及
び氷晶石よりも、フッ化アルミニウムの方が、反射防止
膜蒸着時等によりシリコン中に金属原子又はイオンとし
て混入し拡散した場合でも、キャリアの発生−再結合中
心となりにくく、リーク電流発生の原因となりにくい。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の固
体撮像装置の実施の形態を説明するための模式的部分断
面略図を示している。
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の固
体撮像装置の実施の形態を説明するための模式的部分断
面略図を示している。
【００２０】本発明の固体撮像装置には、半導体基板１
０に光電変換素子１１、垂直ＣＣＤレジスタ１２、光電
変換素子１１から垂直ＣＣＤレジスタ１２に電荷を読み
出すトランスファーゲート領域１５、及び光電変換素子
１１上部に設けられたチャネルストップ１３が設けられ
ている。さらに半導体基板１０上にゲート絶縁膜２０が
設けられ、垂直ＣＣＤレジスタ１２の上部を含むゲート
絶縁膜２０の上に転送電極１６が設けられる。転送電極
上に層間膜２３を介して遮光膜１８が設けられ、遮光膜
及び層間膜上にカバー膜１９が設けられ、カバー膜上に
透明樹脂層２２が設けられ、さらに透明樹脂層２２上に
マイクロレンズアレイ部２４が設けられる。遮光膜１８
に用いられる材質としては、タングステン及びアルミニ
ウムが考えられる。透明樹脂層２２及びマイクロレンズ
アレイ部２４に用いられる材質としては、以下の材質が
考えられる。 ・ｉ線又はｇ線フォトリソグラフィー用のフェノール・
ノボラック系ポジレジスト（屈折率１．６８程度） ・ディープＵＶフォトリソグラフィー用のレジスト（屈
折率１．５程度） ・電子ビームリソグラフィー用のレジスト（屈折率１．
５程度） ・カゼイン又はゼラチンからなる水溶性レジスト（屈折
率１．５〜１．６）。
０に光電変換素子１１、垂直ＣＣＤレジスタ１２、光電
変換素子１１から垂直ＣＣＤレジスタ１２に電荷を読み
出すトランスファーゲート領域１５、及び光電変換素子
１１上部に設けられたチャネルストップ１３が設けられ
ている。さらに半導体基板１０上にゲート絶縁膜２０が
設けられ、垂直ＣＣＤレジスタ１２の上部を含むゲート
絶縁膜２０の上に転送電極１６が設けられる。転送電極
上に層間膜２３を介して遮光膜１８が設けられ、遮光膜
及び層間膜上にカバー膜１９が設けられ、カバー膜上に
透明樹脂層２２が設けられ、さらに透明樹脂層２２上に
マイクロレンズアレイ部２４が設けられる。遮光膜１８
に用いられる材質としては、タングステン及びアルミニ
ウムが考えられる。透明樹脂層２２及びマイクロレンズ
アレイ部２４に用いられる材質としては、以下の材質が
考えられる。 ・ｉ線又はｇ線フォトリソグラフィー用のフェノール・
ノボラック系ポジレジスト（屈折率１．６８程度） ・ディープＵＶフォトリソグラフィー用のレジスト（屈
折率１．５程度） ・電子ビームリソグラフィー用のレジスト（屈折率１．
５程度） ・カゼイン又はゼラチンからなる水溶性レジスト（屈折
率１．５〜１．６）。
【００２１】マイクロレンズアレイ部２４の上部にフッ
化アルミニウムからなる反射防止膜２６が設けられる。
フッ化アルミニウムの屈折率は、１．３５である。反射
防止膜２６は、真空蒸着法等により形成する。可視光
（波長３５０ｎｍから８００ｎｍ）の入射光に対する反
射防止膜としての効果を大きくするためには、中心波長
（屈折率ｎ、膜厚ｄの反射防止膜に対し、ｄ／（４ｎ）
の長さにあたる波長）が３５０ｎｍから８００ｎｍの間
にある事が望ましい。他の波長域の光と比較して、中心
波長の光は、反射防止膜を設ける事による反射率の低減
効果が最も高い。この条件は、フッ化アルミニウムの膜
厚に換算すると、６４．８ｎｍから１４８ｎｍとなる。
化アルミニウムからなる反射防止膜２６が設けられる。
フッ化アルミニウムの屈折率は、１．３５である。反射
防止膜２６は、真空蒸着法等により形成する。可視光
（波長３５０ｎｍから８００ｎｍ）の入射光に対する反
射防止膜としての効果を大きくするためには、中心波長
（屈折率ｎ、膜厚ｄの反射防止膜に対し、ｄ／（４ｎ）
の長さにあたる波長）が３５０ｎｍから８００ｎｍの間
にある事が望ましい。他の波長域の光と比較して、中心
波長の光は、反射防止膜を設ける事による反射率の低減
効果が最も高い。この条件は、フッ化アルミニウムの膜
厚に換算すると、６４．８ｎｍから１４８ｎｍとなる。
【００２２】
【実施例】以下に、一実施例についてさらに詳細に説明
する。この実施例では、透明樹脂層２２及びマイクロレ
ンズアレイ部２４を屈折率１．６８とし、フッ化アルミ
ニウムからなる反射防止膜２６を膜厚１０２ｎｍ（中心
波長５５０ｎｍ）となる様に設けた。反射防止膜２６
は、真空蒸着法等により形成する。
する。この実施例では、透明樹脂層２２及びマイクロレ
ンズアレイ部２４を屈折率１．６８とし、フッ化アルミ
ニウムからなる反射防止膜２６を膜厚１０２ｎｍ（中心
波長５５０ｎｍ）となる様に設けた。反射防止膜２６
は、真空蒸着法等により形成する。
【００２３】次に、実施例に示したフッ化アルミニウム
からなる反射防止膜が、同じ厚さの中心波長を持つフッ
化マグネシウムからなる反射防止膜と比較して一層反射
率を低減していることを示す。
からなる反射防止膜が、同じ厚さの中心波長を持つフッ
化マグネシウムからなる反射防止膜と比較して一層反射
率を低減していることを示す。
【００２４】図３、図４及び図５は、屈折率１．６８の
平坦な材料上に一様な膜厚の反射防止膜が設けられ、さ
らにその上部に屈折率１の媒質がある構造に対して、波
長４００ｎｍ、５５０ｎｍ及び７００ｎｍの光が、上方
から入射し反射防止膜界面で反射する場合の、反射率の
入射角依存性に関するシミュレーション結果を示してい
る。干渉の効果に関しては、反射防止膜内で生じる位相
差のみを考慮しており、また、屈折率は波長に依存しな
いと仮定している。両材質に対して共に中心波長が５５
０ｎｍとなるようにフッ化マグネシウムの膜厚は９９．
６ｎｍ、フッ化アルミニウムの膜厚は１０１．８ｎｍと
している。
平坦な材料上に一様な膜厚の反射防止膜が設けられ、さ
らにその上部に屈折率１の媒質がある構造に対して、波
長４００ｎｍ、５５０ｎｍ及び７００ｎｍの光が、上方
から入射し反射防止膜界面で反射する場合の、反射率の
入射角依存性に関するシミュレーション結果を示してい
る。干渉の効果に関しては、反射防止膜内で生じる位相
差のみを考慮しており、また、屈折率は波長に依存しな
いと仮定している。両材質に対して共に中心波長が５５
０ｎｍとなるようにフッ化マグネシウムの膜厚は９９．
６ｎｍ、フッ化アルミニウムの膜厚は１０１．８ｎｍと
している。
【００２５】図３、図４及び図５より、波長４００ｎ
ｍ、５５０ｎｍ及び７００ｎｍの光を０度から３０度の
角度で入射した際の反射率は、反射防止膜がフッ化マグ
ネシウムである場合より、フッ化アルミニウムである場
合の方が低いことがわかる。
ｍ、５５０ｎｍ及び７００ｎｍの光を０度から３０度の
角度で入射した際の反射率は、反射防止膜がフッ化マグ
ネシウムである場合より、フッ化アルミニウムである場
合の方が低いことがわかる。
【００２６】図３、図４及び図５においては、４００ｎ
ｍ、５５０ｎｍ及び７００ｎｍの入射光による反射率の
入射角依存性を記載した。入射光の波長は少なくとも可
視光域（３５０ｎｍから８００ｎｍ）ならば、０度から
３０度のいずれの入射角においても反射防止膜がフッ化
マグネシウムである場合より、フッ化アルミニウムであ
る場合の方が反射率は低くなる。
ｍ、５５０ｎｍ及び７００ｎｍの入射光による反射率の
入射角依存性を記載した。入射光の波長は少なくとも可
視光域（３５０ｎｍから８００ｎｍ）ならば、０度から
３０度のいずれの入射角においても反射防止膜がフッ化
マグネシウムである場合より、フッ化アルミニウムであ
る場合の方が反射率は低くなる。
【００２７】また、図３、図４及び図５においては、中
心波長が、５５０ｎｍとなる膜厚の反射防止膜を設けた
際の、反射率の入射角依存性のシミュレーション結果を
記載したが、反射防止膜の膜厚は中心波長が少なくとも
３５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内であれば、０度から３
０度のいずれの入射角においても反射防止膜がフッ化マ
グネシウムである場合より、フッ化アルミニウムである
場合の方が反射率は低くなる。
心波長が、５５０ｎｍとなる膜厚の反射防止膜を設けた
際の、反射率の入射角依存性のシミュレーション結果を
記載したが、反射防止膜の膜厚は中心波長が少なくとも
３５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内であれば、０度から３
０度のいずれの入射角においても反射防止膜がフッ化マ
グネシウムである場合より、フッ化アルミニウムである
場合の方が反射率は低くなる。
【００２８】また、透明樹脂膜の屈折率が１．６８の場
合のみのシミュレーション結果を記載したが、１．３５
以上の屈折率を持つ透明樹脂膜上に反射防止膜を設けた
場合においては、０度から３０度の入射角において反射
防止膜がフッ化マグネシウムである場合より、フッ化ア
ルミニウムである場合の方が反射率は低くなる。
合のみのシミュレーション結果を記載したが、１．３５
以上の屈折率を持つ透明樹脂膜上に反射防止膜を設けた
場合においては、０度から３０度の入射角において反射
防止膜がフッ化マグネシウムである場合より、フッ化ア
ルミニウムである場合の方が反射率は低くなる。
【００２９】なお、図３〜図５において、変化させた入
射角の範囲は０度から３０度まであるが、３０度を超え
３５度以下の入射角においても、反射防止膜がフッ化マ
グネシウムである場合より、フッ化アルミニウムである
場合の方が反射率は低くなる。
射角の範囲は０度から３０度まであるが、３０度を超え
３５度以下の入射角においても、反射防止膜がフッ化マ
グネシウムである場合より、フッ化アルミニウムである
場合の方が反射率は低くなる。
【００３０】以上により、フッ化マグネシウムを反射防
止膜として用いた場合と比較して、フッ化アルミニウム
を反射防止膜として用いた方が、マイクロレンズ表面の
反射を低減させることができ、したがってゴースト及び
フレアをさらに改善することができる。さらに、マイク
ロレンズ表面における透過率も向上するため感度も向上
する。
止膜として用いた場合と比較して、フッ化アルミニウム
を反射防止膜として用いた方が、マイクロレンズ表面の
反射を低減させることができ、したがってゴースト及び
フレアをさらに改善することができる。さらに、マイク
ロレンズ表面における透過率も向上するため感度も向上
する。
【００３１】さらに、マイクロレンズに入射した光の一
部が、マイクロレンズの表面と遮光膜表面間、もしくは
マイクロレンズ表面とフォトダイオード上のシリコン表
面間等で多重反射するために、フォトダイオードへの斜
め入射光の成分が増加し、スミアを悪化させる要因とな
るが、遮光膜表面もしくはシリコン表面からマイクロレ
ンズ表面に向かう光が、マイクロレンズ表面で反射する
際の反射率に関しても、反射防止膜としてフッ化マグネ
シウムを用いた場合より、フッ化アルミニウムを用いた
方が低減するために、スミアも改善される。
部が、マイクロレンズの表面と遮光膜表面間、もしくは
マイクロレンズ表面とフォトダイオード上のシリコン表
面間等で多重反射するために、フォトダイオードへの斜
め入射光の成分が増加し、スミアを悪化させる要因とな
るが、遮光膜表面もしくはシリコン表面からマイクロレ
ンズ表面に向かう光が、マイクロレンズ表面で反射する
際の反射率に関しても、反射防止膜としてフッ化マグネ
シウムを用いた場合より、フッ化アルミニウムを用いた
方が低減するために、スミアも改善される。
【００３２】フッ化アルミニウムは、氷晶石のような潮
解性をもたないので、特殊な封止を用いなくても問題な
く使用することができる。
解性をもたないので、特殊な封止を用いなくても問題な
く使用することができる。
【００３３】さらに、フッ化アルミニウムは、酸及びア
ルカリに対しほとんど溶解しない。これに対し、フッ化
マグネシウムは、硝酸などには溶解する。フッ化バリウ
ムは酸及び塩化アンモニア水などに溶解する「化学便覧
基礎編Ｉ、日本化学会編、１１５〜１１８頁」。この
事から、フッ化アルミニウムは、酸及びアルカリに対す
る保護膜としての性質も持ち合わせている。
ルカリに対しほとんど溶解しない。これに対し、フッ化
マグネシウムは、硝酸などには溶解する。フッ化バリウ
ムは酸及び塩化アンモニア水などに溶解する「化学便覧
基礎編Ｉ、日本化学会編、１１５〜１１８頁」。この
事から、フッ化アルミニウムは、酸及びアルカリに対す
る保護膜としての性質も持ち合わせている。
【００３４】さらに、金属がシリコンに混入した際に発
生する禁制帯中の欠陥準位は、深い方が、価電子帯から
伝導帯へのキャリアの移動を仲介しやすくリーク電流の
発生原因となりやすい。フッ化バリウム、フッ化マグネ
シウム、氷晶石と比較して、フッ化アルミニウムの方
が、反射防止膜蒸着時等においてシリコン中に金属原子
又はイオンが混入し拡散した場合でも、キャリアの発生
−再結合中心となりにくいためリーク電流発生の原因と
なるおそれは少ない。
生する禁制帯中の欠陥準位は、深い方が、価電子帯から
伝導帯へのキャリアの移動を仲介しやすくリーク電流の
発生原因となりやすい。フッ化バリウム、フッ化マグネ
シウム、氷晶石と比較して、フッ化アルミニウムの方
が、反射防止膜蒸着時等においてシリコン中に金属原子
又はイオンが混入し拡散した場合でも、キャリアの発生
−再結合中心となりにくいためリーク電流発生の原因と
なるおそれは少ない。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置においては、マイクロレンズ上部の反射防止膜をフ
ッ化アルミニウムで形成したため、感度が向上し、フレ
ア及びゴーストが低減する。さらに、マイクロレンズに
入射した光の一部が、マイクロレンズの表面と遮光膜表
面間、もしくはマイクロレンズ表面とフォトダイオード
上のシリコン表面間で、多重反射することによって生じ
るスミアの悪化要因を、この多重反射を低減させること
によって改善できるという効果がある。
装置においては、マイクロレンズ上部の反射防止膜をフ
ッ化アルミニウムで形成したため、感度が向上し、フレ
ア及びゴーストが低減する。さらに、マイクロレンズに
入射した光の一部が、マイクロレンズの表面と遮光膜表
面間、もしくはマイクロレンズ表面とフォトダイオード
上のシリコン表面間で、多重反射することによって生じ
るスミアの悪化要因を、この多重反射を低減させること
によって改善できるという効果がある。
【００３６】更に、フッ化アルミニウムは、溶媒にほと
んど不溶であり、水に対しても難溶であり、かつ潮解性
を有しないから、マイクロレンズ上の反射防止膜として
通常の空気雰囲気中で問題なく使用できるので、固体撮
像装置を保護する保護膜としても優れており、さらにシ
リコンの禁制帯中における準位が浅いことから、リーク
電流発生の原因となりにくいという効果があり、更に、
アルミニウムはシリコン半導体の製造ラインにおいて汎
用的に用いられる材質であることから、万一他の半導体
装置を汚染した際にも、洗浄、表面処理等の工程は、通
常の洗浄方法により処理する事ができるという効果があ
る。
んど不溶であり、水に対しても難溶であり、かつ潮解性
を有しないから、マイクロレンズ上の反射防止膜として
通常の空気雰囲気中で問題なく使用できるので、固体撮
像装置を保護する保護膜としても優れており、さらにシ
リコンの禁制帯中における準位が浅いことから、リーク
電流発生の原因となりにくいという効果があり、更に、
アルミニウムはシリコン半導体の製造ラインにおいて汎
用的に用いられる材質であることから、万一他の半導体
装置を汚染した際にも、洗浄、表面処理等の工程は、通
常の洗浄方法により処理する事ができるという効果があ
る。
【図１】本発明の固体撮像装置の一つの実施の形態を示
す模式的部分断面略図である。
す模式的部分断面略図である。
【図２】シリコンの禁制帯におけるボロン、リン、ナト
リウム、マグネシウム、バリウム及びアルミニウムの中
間準位を示す説明図である。
リウム、マグネシウム、バリウム及びアルミニウムの中
間準位を示す説明図である。
【図３】本発明の反射防止膜の効果を示すための線図で
ある。
ある。
【図４】図３と同様の線図である。
【図５】図３と同様の線図である。
【図６】従来の技術による固体撮像素子を示す断面略図
である。
である。
１０、３０ 半導体基板 １１、３１ 光電変換素子 １２、３２ 垂直ＣＣＤレジスタ １３ チャネルストップ １５、３５ トランスファーゲート領域 １６、３６ 転送電極 １８、３８ 遮光膜 １９ カバー膜 ２０ ゲート絶縁膜 ２２、４２ 透明樹脂層 ２３ 層間膜 ２４、４４ マイクロレンズアレイ部 ２６、４６ 反射防止膜 ４０ 絶縁膜 ４１ リンガラス層
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に形成された受光部の上方にマイ
クロレンズが設けられた固体撮像装置において、前記マ
イクロレンズ表面にフッ化アルミニウムからなる反射防
止膜を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記フッ化アルミニウムからなる反射防
止膜が、６４．８ｎｍから１４８ｎｍの範囲内の膜厚を
有する、請求項１に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8307952A JPH10150179A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 固体撮像装置 |
| EP97119355A EP0843362A1 (en) | 1996-11-19 | 1997-11-05 | Solid state imaging device having a microlens array covered by a reflection preventing film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8307952A JPH10150179A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150179A true JPH10150179A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=17975152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8307952A Pending JPH10150179A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0843362A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10150179A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001018451A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-23 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 発光素子アレイを用いた光学装置 |
| US6586811B2 (en) | 2000-04-07 | 2003-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Microlens, solid state imaging device, and production process thereof |
| KR100540557B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2006-01-10 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 광전송률 개선을 위한 이미지센서 제조 방법 |
| KR100741772B1 (ko) * | 2004-02-05 | 2007-07-24 | 엘지전자 주식회사 | 액정표시장치용 반투과 반사 시트 및 그 제조방법 |
| KR100771377B1 (ko) | 2006-12-22 | 2007-10-30 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| KR100790209B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2008-01-02 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 시모스 이미지센서 |
| JP2010209351A (ja) * | 2010-05-26 | 2010-09-24 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 光散乱膜用組成物の製造方法、およびそれを用いた光散乱膜 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6583438B1 (en) * | 1999-04-12 | 2003-06-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device |
| DE19933162B4 (de) * | 1999-07-20 | 2004-11-11 | Institut für Mikroelektronik Stuttgart Stiftung des öffentlichen Rechts | Bildzelle, Bildsensor und Herstellungsverfahren hierfür |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57190455A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Adhesion type image sensor |
| US4966831A (en) * | 1989-04-20 | 1990-10-30 | Eastman Kodak Company | Lens arrays for light sensitive devices |
| JPH03242602A (ja) * | 1990-02-21 | 1991-10-29 | Toray Ind Inc | 反射防止性を有する物品 |
| JPH04259256A (ja) * | 1991-02-14 | 1992-09-14 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP3056571B2 (ja) * | 1991-12-07 | 2000-06-26 | 三菱レイヨン株式会社 | レンズシート |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP8307952A patent/JPH10150179A/ja active Pending
-
1997
- 1997-11-05 EP EP97119355A patent/EP0843362A1/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001018451A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-23 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 発光素子アレイを用いた光学装置 |
| KR100540557B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2006-01-10 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 광전송률 개선을 위한 이미지센서 제조 방법 |
| US6586811B2 (en) | 2000-04-07 | 2003-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Microlens, solid state imaging device, and production process thereof |
| KR100790209B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2008-01-02 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 시모스 이미지센서 |
| KR100741772B1 (ko) * | 2004-02-05 | 2007-07-24 | 엘지전자 주식회사 | 액정표시장치용 반투과 반사 시트 및 그 제조방법 |
| KR100771377B1 (ko) | 2006-12-22 | 2007-10-30 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| JP2010209351A (ja) * | 2010-05-26 | 2010-09-24 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 光散乱膜用組成物の製造方法、およびそれを用いた光散乱膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0843362A1 (en) | 1998-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990316 |