JPS58220106A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS58220106A JPS58220106A JP57104318A JP10431882A JPS58220106A JP S58220106 A JPS58220106 A JP S58220106A JP 57104318 A JP57104318 A JP 57104318A JP 10431882 A JP10431882 A JP 10431882A JP S58220106 A JPS58220106 A JP S58220106A
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-
- 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
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/331—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
-
- 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
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
この発明は固体撮像装置に係り、特に、カラー撮像用の
固体撮像装置に関する。
固体撮像装置に関する。
近年、半導体集積技術の進歩に伴ない、撮像管に代わっ
て固体撮像装置が使われている。ここで、固体撮像装置
においては、入射光は表面に形成されるＭ、極の間隙か
ら光電変換部に照射されるので、開口率（全入射光量に
対する実際に光電変換される光量の比）が悪いという欠
点垂直、水平転送レジスタ、オーバーフロードレインな
どは遮光されているので、特に開「」率が悪い。
て固体撮像装置が使われている。ここで、固体撮像装置
においては、入射光は表面に形成されるＭ、極の間隙か
ら光電変換部に照射されるので、開口率（全入射光量に
対する実際に光電変換される光量の比）が悪いという欠
点垂直、水平転送レジスタ、オーバーフロードレインな
どは遮光されているので、特に開「」率が悪い。
これを解決するために、光電変換部の上に名光電変換素
子に対応した微小凸レンズを有するレンズアレイを配す
ることが考えられる。この凸レンズにより遮光部に直進
する入射光を光重変換素子上に収束することにより、開
［」率を向上することができる。
子に対応した微小凸レンズを有するレンズアレイを配す
ることが考えられる。この凸レンズにより遮光部に直進
する入射光を光重変換素子上に収束することにより、開
［」率を向上することができる。
しかしながら、通常１、各光電変換素子の１１法は１０
μｍ前後であり、これと同じ精度で凸レンズの球面を形
成するのが困難である。まだ、このレンズアレイと光電
変換部の相対的な位置合わせが正確に行なわれないと、
入射光が光重変換素子上ではなく遮光領域十に収束して
１４うことも起る。さらに、カラー撮像に用いるには、
光電変換部の上に３色の色分解フィルタアレイを配す必
要もあり、こめような場合は３つの相対内な位置合せは
事実上不可能である。
μｍ前後であり、これと同じ精度で凸レンズの球面を形
成するのが困難である。まだ、このレンズアレイと光電
変換部の相対的な位置合わせが正確に行なわれないと、
入射光が光重変換素子上ではなく遮光領域十に収束して
１４うことも起る。さらに、カラー撮像に用いるには、
光電変換部の上に３色の色分解フィルタアレイを配す必
要もあり、こめような場合は３つの相対内な位置合せは
事実上不可能である。
この発明は」二連の事情に対処すべくなされたもので、
カラー撮像用の固体撮像装置において開口率を向−トす
ることを目的とする。
カラー撮像用の固体撮像装置において開口率を向−トす
ることを目的とする。
以下、図面を参照してこの発明による固体撮像装置の一
実施例を説明する。第１図はその分解斜視図であり、第
２図は断面図である。半導体基板１０の表面領域に光電
変換素子１２がマトリクス駄に形成されるとともに、制
御電極１４、垂直転送レジスタ１６、水平転送レジスタ
１８が形成される。基板１０の表面上には、第２図に示
すように、酸化膜１９を介して平板状のフィルタアレイ
２０が貼伺けられる。フィルタアレイ２０は各光電変換
素子１２に対応している複数のフィルタからなるフィル
タ部と遮光性の枠部とを有する。フィルタ部の詳細は第
２図に示すように、透光性基板２２の表面に多数の球面
状の四部が形成され、その四部の中に赤、緑、宵のそれ
ぞれの色素が混入された透光性材料２４，２６．２８が
充填される。ここで、基板２２、透光性材料２４，２６
．２８はガラス、樹脂等からなり、透光性材料２４，２
６゜２８は基板２２より屈折率が高い材料が使われる。
実施例を説明する。第１図はその分解斜視図であり、第
２図は断面図である。半導体基板１０の表面領域に光電
変換素子１２がマトリクス駄に形成されるとともに、制
御電極１４、垂直転送レジスタ１６、水平転送レジスタ
１８が形成される。基板１０の表面上には、第２図に示
すように、酸化膜１９を介して平板状のフィルタアレイ
２０が貼伺けられる。フィルタアレイ２０は各光電変換
素子１２に対応している複数のフィルタからなるフィル
タ部と遮光性の枠部とを有する。フィルタ部の詳細は第
２図に示すように、透光性基板２２の表面に多数の球面
状の四部が形成され、その四部の中に赤、緑、宵のそれ
ぞれの色素が混入された透光性材料２４，２６．２８が
充填される。ここで、基板２２、透光性材料２４，２６
．２８はガラス、樹脂等からなり、透光性材料２４，２
６゜２８は基板２２より屈折率が高い材料が使われる。
第２図の断面図では、光電変換素子１２以外の遮光され
るべきレジスタ等は図示が省略される。
るべきレジスタ等は図示が省略される。
このような構成によれば、凹部内に充填されだ透光性材
料２４，２６．２８は色分解フィルりとして作用すると
ともに、屈折率が高いので凸レンズとしても作用する。
料２４，２６．２８は色分解フィルりとして作用すると
ともに、屈折率が高いので凸レンズとしても作用する。
その結果、第３図に示すように、フィルタアレイ２０が
なければ光電変換素子以外の遮光領域に入射される光が
収束されて光電変換素子のみに入射される。したがって
、開口率の向上が計られる。しかも、フィルタアレイ自
体がレンズ効果を有するので、フィルタとレンズの位置
合せが不要である。さらに、フィルタアレイは半導体基
板の表面の光電変換素子の製造プロセスの研長として基
板上に直接製造することが可能であるので、フィルタア
レイと光電変換素子の相対的な位置合せは高精度に行な
われる。また、直接製造することにより、使用中にフィ
ルタアレイがずれることも防止される。
なければ光電変換素子以外の遮光領域に入射される光が
収束されて光電変換素子のみに入射される。したがって
、開口率の向上が計られる。しかも、フィルタアレイ自
体がレンズ効果を有するので、フィルタとレンズの位置
合せが不要である。さらに、フィルタアレイは半導体基
板の表面の光電変換素子の製造プロセスの研長として基
板上に直接製造することが可能であるので、フィルタア
レイと光電変換素子の相対的な位置合せは高精度に行な
われる。また、直接製造することにより、使用中にフィ
ルタアレイがずれることも防止される。
次に、第４図（ａ）〜（ｄ）を参照１７てこの製造方法
を説明する。基板１０に光電変換素子１２、その他の撮
像素子としての必要素子が形成された後に、第４図（ａ
）に示すように、酸化膜１９上に透光性基板２２、フォ
トレジスト３０が貼付される。そ（７て、各フィルりに
対応する開口（ここでは水平方向に長い長方形）を有す
るマスクを介してフォトレジスト３０が鎮光される。こ
こで、マスクの各開口の中心が各光電変換素子１２の中
心と一致するように、マスクと撮像装置が位置合せされ
る。これにより、同図（ｂ）に示すように、フィルタ（
四部）に対応する部分のフォトレノストが除去される。
を説明する。基板１０に光電変換素子１２、その他の撮
像素子としての必要素子が形成された後に、第４図（ａ
）に示すように、酸化膜１９上に透光性基板２２、フォ
トレジスト３０が貼付される。そ（７て、各フィルりに
対応する開口（ここでは水平方向に長い長方形）を有す
るマスクを介してフォトレジスト３０が鎮光される。こ
こで、マスクの各開口の中心が各光電変換素子１２の中
心と一致するように、マスクと撮像装置が位置合せされ
る。これにより、同図（ｂ）に示すように、フィルタ（
四部）に対応する部分のフォトレノストが除去される。
次に、この残されたフォトレジストをマスクとして、フ
ィルタに対応する部分にレーザービームを照射する。
ィルタに対応する部分にレーザービームを照射する。
ここで、フィルタに対応する部分は長方形の平面形状を
有するので、レーザビームはシリンドリカルレンズ等に
よって横置ビームとして照射される。樹脂等の透光性基
板２２はレーザビームにより熱変性を受は脆くなる。こ
こで、レーザビームの強度分布はガウス分布であるので
、光軸上が最も強く熱変性を受け、周辺部に向かうにつ
れてその程度は弱くなる。そのため、レーザビームを照
射した後に透光性基板２２の表面を腐食液を用いて腐食
すれば、熱変性を受けた部分が腐食され、同図（ｃ）に
示すように、基板２２の表面領域に球面状の凹部が形成
される。
有するので、レーザビームはシリンドリカルレンズ等に
よって横置ビームとして照射される。樹脂等の透光性基
板２２はレーザビームにより熱変性を受は脆くなる。こ
こで、レーザビームの強度分布はガウス分布であるので
、光軸上が最も強く熱変性を受け、周辺部に向かうにつ
れてその程度は弱くなる。そのため、レーザビームを照
射した後に透光性基板２２の表面を腐食液を用いて腐食
すれば、熱変性を受けた部分が腐食され、同図（ｃ）に
示すように、基板２２の表面領域に球面状の凹部が形成
される。
そして、同図（ｄ）に示すように、表面に残されたフォ
トレジスト３０を除去し、凹部に色素を含む高屈折率の
透光性部材２４．２６．２８を充填する。この際、フィ
ルりの色区分に従って、−色毎に３回に分けて充填する
。
トレジスト３０を除去し、凹部に色素を含む高屈折率の
透光性部材２４．２６．２８を充填する。この際、フィ
ルりの色区分に従って、−色毎に３回に分けて充填する
。
この実施２例では、透光性基板２２の各凹部は多少の間
隙があけられて設けられているが、各凹部を密接して設
ければ、なお開口率が向上する。
隙があけられて設けられているが、各凹部を密接して設
ければ、なお開口率が向上する。
次に、第５図を参照してこの発明の第２の実施例を説明
する。素子の上に塗付、蒸着等によりガラスＭ４０を形
成し、ガラス層４０の上に多数の微小な孔を有するマス
ク４２を重ねて、これらを、ある種のイオン雰囲気中に
入れる。
する。素子の上に塗付、蒸着等によりガラスＭ４０を形
成し、ガラス層４０の上に多数の微小な孔を有するマス
ク４２を重ねて、これらを、ある種のイオン雰囲気中に
入れる。
ここで、孔と光電変換素子１２の中心が一致するように
マスクが重ねらねる。こうするとガラス内部のイオンと
のイオン交換により外部のイオンがガラス層４０内に拡
散される。孔は非常に小さいので、イオンの拡散分布は
孔を中心とする同・し球状となり、孔から離れるにつれ
てイメン濃度が除々に小さくなる。とのようなイオン交
換においては、新しく拡散されたイオンがガラス層４０
内にあったイオンより、分極率が小さければ、元のガラ
ス層４０に比べてイオンが拡散された部分の屈折率が「
がる。そこで、このような条件を満たすようなイオンを
選んでイオン交換をイｊ−なえば、孔を中心として同心
球）１＼ 状に屈折率が下がり、結果として凸レンズが形成された
ことになる。この後、雰囲気中から取出し、マスクを取
り除く。そして、第１の実施例で使ったようなフィルタ
の大きさに対応した開口を有するマスクを重ねて、色分
解フィルタの色素をガラス層４０上に塗イ」する。ある
いは、色素をドーピングする。
マスクが重ねらねる。こうするとガラス内部のイオンと
のイオン交換により外部のイオンがガラス層４０内に拡
散される。孔は非常に小さいので、イオンの拡散分布は
孔を中心とする同・し球状となり、孔から離れるにつれ
てイメン濃度が除々に小さくなる。とのようなイオン交
換においては、新しく拡散されたイオンがガラス層４０
内にあったイオンより、分極率が小さければ、元のガラ
ス層４０に比べてイオンが拡散された部分の屈折率が「
がる。そこで、このような条件を満たすようなイオンを
選んでイオン交換をイｊ−なえば、孔を中心として同心
球）１＼ 状に屈折率が下がり、結果として凸レンズが形成された
ことになる。この後、雰囲気中から取出し、マスクを取
り除く。そして、第１の実施例で使ったようなフィルタ
の大きさに対応した開口を有するマスクを重ねて、色分
解フィルタの色素をガラス層４０上に塗イ」する。ある
いは、色素をドーピングする。
このようにして製造される第２の実施例によっても、撮
像素子、レンズ、フィルタの間の位置合せが容易で、し
かも、開口率が向上される。
像素子、レンズ、フィルタの間の位置合せが容易で、し
かも、開口率が向上される。
なお、この実施例で、イオン雰囲気中に入れる代わりに
、イオンビームをマスク４２の孔ヲ介してガラス層４０
に照射することによりイオン交換を行なってもよい。ま
た、ガラス層４０内のレンズ作用をする領域の大きさは
、イオンの拡散時間を制御することにより調整すること
が ゛できる。
、イオンビームをマスク４２の孔ヲ介してガラス層４０
に照射することによりイオン交換を行なってもよい。ま
た、ガラス層４０内のレンズ作用をする領域の大きさは
、イオンの拡散時間を制御することにより調整すること
が ゛できる。
以上説明したようにこの発明によれば、複雑な調整を必
要とせずに開［］率を向上し、た固体撮像装置を提供す
ることができる。
要とせずに開［］率を向上し、た固体撮像装置を提供す
ることができる。
第１図はこの発明による固体撮像装置の一夾施例の斜視
図、第２図はその断面図、第３図はその効果を説明する
図、第４図（ａ）〜（ｄ）はその製造工程を示す図、第
５図は第２実施例の製造工程を示す図である。 １０・・半導体基板、１２・・・光電変換素子、２２・
・・透光性基板、２４，２６．２８・・・透光性部材、
３θ フォトレジスト。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第４図 第３図 ２ 第５図 第１頁の続き ０発 明 者 田中俊平 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番 ２号才リンパス光学工業株式会 社内 ０発 明 者 松井宏 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番 ２号才リンパス光学工業株式会 社内
図、第２図はその断面図、第３図はその効果を説明する
図、第４図（ａ）〜（ｄ）はその製造工程を示す図、第
５図は第２実施例の製造工程を示す図である。 １０・・半導体基板、１２・・・光電変換素子、２２・
・・透光性基板、２４，２６．２８・・・透光性部材、
３θ フォトレジスト。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第４図 第３図 ２ 第５図 第１頁の続き ０発 明 者 田中俊平 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番 ２号才リンパス光学工業株式会 社内 ０発 明 者 松井宏 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番 ２号才リンパス光学工業株式会 社内
Claims (1)
- 半導体基板の表面領域にマトリクス状に配設された複数
の光電変換素子と、前記半導体基板上に配設され各光電
変換素子に対応する部分に入射光を収束するレンズを有
し、各レンズが赤、緑、青のいずれか一色の光のみを通
過するような平板状のフィルタアレイを具備する固体撮
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104318A JPS58220106A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104318A JPS58220106A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58220106A true JPS58220106A (ja) | 1983-12-21 |
| JPH0352602B2 JPH0352602B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=14377581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57104318A Granted JPS58220106A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58220106A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5992568A (ja) * | 1982-11-18 | 1984-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像素子などの受光装置とその製造方法 |
| JPS59198754A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Toshiba Corp | カラ−用固体撮像デバイス |
| JPS6132469A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-15 | Toppan Printing Co Ltd | カラー固体撮像素子の製造方法 |
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| WO2015011901A1 (ja) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | セイコーエプソン株式会社 | カラーフィルター基板、電気光学装置および投射型表示装置 |
| JP2016018986A (ja) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | イメージセンサおよびその製造方法 |
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-
1982
- 1982-06-17 JP JP57104318A patent/JPS58220106A/ja active Granted
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| JP2015025835A (ja) * | 2013-07-24 | 2015-02-05 | セイコーエプソン株式会社 | カラーフィルター基板、電気光学装置、投射型表示装置およびカラーフィルター基板の製造方法 |
| US9671640B2 (en) | 2013-07-24 | 2017-06-06 | Seiko Epson Corporation | Color filter substrate, electro-optical device, and projection-type display device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352602B2 (ja) | 1991-08-12 |
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