JPS60233852A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS60233852A JPS60233852A JP59088501A JP8850184A JPS60233852A JP S60233852 A JPS60233852 A JP S60233852A JP 59088501 A JP59088501 A JP 59088501A JP 8850184 A JP8850184 A JP 8850184A JP S60233852 A JPS60233852 A JP S60233852A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- base layer
- component
- solid
- dyed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばＣＯＤ、ＭＯＳ、ＢＢＤ型等の固体撮
像素子の用いられる固体撮像装置に関するものである。
像素子の用いられる固体撮像装置に関するものである。
固体撮像素子は、残像、焼付といつだ欠点が少なく、そ
して小型軽量であることよシ、例えばビデオカメラへの
応用が多方面で進められている。
して小型軽量であることよシ、例えばビデオカメラへの
応用が多方面で進められている。
しかし、これまでの固体撮像素子は、光を受光する部分
と電荷を蓄積又は転送する部分とが同一チップ面上にあ
ることよシ、光を受光する部分（フォトダイオード）の
面積は２０％程度、そしてＭＯＳ型のものにおいては幾
分改善されているがそれでも３０〜４０チ程度にすぎず
、残り大部分の光は無駄になっている。すなわち、従来
の固体撮像素子の開口率は極めて低い。そして、この開
口率の大小は、固体撮像素子の性能、例えば感度、最大
飽和光量、ＳＮ比等に大きな影響を及ぼすことよシ、開
口率の向上に大きな研究が注がれている。
と電荷を蓄積又は転送する部分とが同一チップ面上にあ
ることよシ、光を受光する部分（フォトダイオード）の
面積は２０％程度、そしてＭＯＳ型のものにおいては幾
分改善されているがそれでも３０〜４０チ程度にすぎず
、残り大部分の光は無駄になっている。すなわち、従来
の固体撮像素子の開口率は極めて低い。そして、この開
口率の大小は、固体撮像素子の性能、例えば感度、最大
飽和光量、ＳＮ比等に大きな影響を及ぼすことよシ、開
口率の向上に大きな研究が注がれている。
このような研究の結果提案されたものとして、第８図に
示す如く、受光部（フォトダイオード）１上に集光用レ
ンズ２を設けるものがある（日経エレクトロニクス、１
９８４．１．１６、ｐ１０３）。
示す如く、受光部（フォトダイオード）１上に集光用レ
ンズ２を設けるものがある（日経エレクトロニクス、１
９８４．１．１６、ｐ１０３）。
岡、同図中、３はＳｉ基板、４はパ・シベーション膜、
５はＡ４遮光膜、６は垂直転送用Ｃ，ＣＤ、 ７はチャ
ンネルストッパ、８は転送ゲート、９はベースレシン層
である。
５はＡ４遮光膜、６は垂直転送用Ｃ，ＣＤ、 ７はチャ
ンネルストッパ、８は転送ゲート、９はベースレシン層
である。
しかし、この提案になる固体撮像装置においても不充分
であり、充分満足できるものではない。
であり、充分満足できるものではない。
すなわち、この提案のものではベースレゾ・ン層９の厚
みが、例えば６μｍといったように厚く、又、、レンズ
２０曲率半径が大きいことより、これらの部分の微細加
工精度が悪く、（光重が悪く、良好な集光レンズ特性が
得られていない。
みが、例えば６μｍといったように厚く、又、、レンズ
２０曲率半径が大きいことより、これらの部分の微細加
工精度が悪く、（光重が悪く、良好な集光レンズ特性が
得られていない。
さらに、前記文献（日経エレクトロニクス）においても
指摘されているように、上記のような固体撮像装置をカ
ラー化する場合に色フィルタの工夫が必要であるが、オ
ンチップ型のカラーフィルタ方式は、レンズ２上に色フ
ィルタを形成するには凹凸度が大きいことより形成しに
くく、又色フイルタ形成によって表面平坦化が行なわれ
るとレンズ効果が失なわれることより採用できず、又、
貼り合わせ型のカラーフィルタ方式は、オンチップ型の
場合と同様レンズ効果が失なわれることより採用できず
、カラー化の場合にも問題が残されている。
指摘されているように、上記のような固体撮像装置をカ
ラー化する場合に色フィルタの工夫が必要であるが、オ
ンチップ型のカラーフィルタ方式は、レンズ２上に色フ
ィルタを形成するには凹凸度が大きいことより形成しに
くく、又色フイルタ形成によって表面平坦化が行なわれ
るとレンズ効果が失なわれることより採用できず、又、
貼り合わせ型のカラーフィルタ方式は、オンチップ型の
場合と同様レンズ効果が失なわれることより採用できず
、カラー化の場合にも問題が残されている。
固体撮像素子の受光部上に設けられる集光用レンズ部を
、レンズ素材の積み重ねによシ構成する。
、レンズ素材の積み重ねによシ構成する。
第１図ａ、ｂは本発明に係る固体撮像装置の要部の概略
説明図、第２図ａ −ｆは本発明に係る固体撮像装置の
要部の製造工程説明図である。
説明図、第２図ａ −ｆは本発明に係る固体撮像装置の
要部の製造工程説明図である。
同図中、２１は、固体撮像素子表面の凹凸をなくして平
坦化する為に塗布硬化された、例えばＰＭＭＡ、ＰＧＭ
Ａ、ゼラチン等の透明な高分子膜の厚み約３〜４μｍの
ベース層である。
坦化する為に塗布硬化された、例えばＰＭＭＡ、ＰＧＭ
Ａ、ゼラチン等の透明な高分子膜の厚み約３〜４μｍの
ベース層である。
２２ａ、２２ｂ、、２２ｃ、２２ｄは、ベース層２１上
において固体撮像素子の受光部位置に対応して設けられ
た例えばゼラチン製の略階段状構成部分（厚み各約１．
５μｍ）であり、ベース層２１上に第１の略階段状構成
部分２２ａが、第１の略階段状構成部分２２ａの上によ
シ小さな第２の略階段状構成部分２２ｂが、第２の略階
段状構成部分２２ｂの上により小さな第３の略階段状構
成部分２２Ｃが、第３の略階段状構成部分２２Ｃの上に
よシ小さな第４の略階段状構成部分２２ｄが積み重ねら
れて略レンズ形状に構成され、そして表面をレンズ形状
に構成する為に前記ベース層２１と同素材の透明高分子
材よシなるオーバーコート膜２３が設けられている。す
なわち、固体撮像装置の開口率向上の為に受光部上に設
けられる集光用のレンズを、略階段状構成部分２２ａ、
２２ｂ。
において固体撮像素子の受光部位置に対応して設けられ
た例えばゼラチン製の略階段状構成部分（厚み各約１．
５μｍ）であり、ベース層２１上に第１の略階段状構成
部分２２ａが、第１の略階段状構成部分２２ａの上によ
シ小さな第２の略階段状構成部分２２ｂが、第２の略階
段状構成部分２２ｂの上により小さな第３の略階段状構
成部分２２Ｃが、第３の略階段状構成部分２２Ｃの上に
よシ小さな第４の略階段状構成部分２２ｄが積み重ねら
れて略レンズ形状に構成され、そして表面をレンズ形状
に構成する為に前記ベース層２１と同素材の透明高分子
材よシなるオーバーコート膜２３が設けられている。す
なわち、固体撮像装置の開口率向上の為に受光部上に設
けられる集光用のレンズを、略階段状構成部分２２ａ、
２２ｂ。
２２ｃ 、２２ｄとオーバーコート膜２３との積み重ね
によって構成し、曲率半径が小さなレンズとなしたので
ある。
によって構成し、曲率半径が小さなレンズとなしたので
ある。
伺、各略階段状構成部分２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２
ｄの重なり合っていない表面部の形状によってレンズ形
状が構成される場合には、オーバーコート膜２３は必ず
しも要るものではない。
ｄの重なり合っていない表面部の形状によってレンズ形
状が構成される場合には、オーバーコート膜２３は必ず
しも要るものではない。
又、カラー化する場合にあっては、例えば第１の略階段
状構成部分２２ａが所定の色調（例えばレッド（Ｒ）、
グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）又は補色系ホワイト（Ｗ
）、シアン（Ｃｙ） 、マゼンタ（Ｍ）、イエロ・−（
Ｙｅ）等）に酸性染料で染色されている。尚、この染色
度合は、略階段状構成部分２２ａの厚さ、染色浴の温度
、染色浴等によって決定できる。
状構成部分２２ａが所定の色調（例えばレッド（Ｒ）、
グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）又は補色系ホワイト（Ｗ
）、シアン（Ｃｙ） 、マゼンタ（Ｍ）、イエロ・−（
Ｙｅ）等）に酸性染料で染色されている。尚、この染色
度合は、略階段状構成部分２２ａの厚さ、染色浴の温度
、染色浴等によって決定できる。
伺、第１図す中のＲ，Ｇ、Ｈの文字は、第１の略階段状
構成部分２２ａの色調を表わすものである。
構成部分２２ａの色調を表わすものである。
又、同図中、２５は受光部、２６は８ｉ基板、２７はパ
シベーション膜、２８は遮光膜、２９は垂直転送用ＣＯ
Ｄ、３０はチャンネルストッパ、３１１’ｉ転送ゲート
である。
シベーション膜、２８は遮光膜、２９は垂直転送用ＣＯ
Ｄ、３０はチャンネルストッパ、３１１’ｉ転送ゲート
である。
そして、上記のような固体撮像装置は次のようにして作
られる。
られる。
まず、固体撮像素子全表面に、ＰＭＭＡ等の酸性染料に
よって染色を受けない透明な高分子材料を３〜４μｍ厚
コートし、硬化してベース層２１を形成する。
よって染色を受けない透明な高分子材料を３〜４μｍ厚
コートし、硬化してベース層２１を形成する。
次に、感光性ゼラチンをスピンナ法で約１．５μｍμｍ
−トし、そして所望の寸法にホトリフグラフィで加工し
、第１の略階段状構成部分２２ａを形成する（第２図ａ
）。その後、この第１の略階段状構成部分２２ａを色分
離フィルタで要求される色調 □に酸性染料を用いて、
例えば染色浴温度６０℃、染色時間２分、染料酸度ｐＨ
４の条件で染色する。 □次に、染色された第１の略階
段状構成部分２２ａ上に感光性ゼラチンをスピンナ法で
約１．５μｍ厚コードン、そして所望の寸法にホトリッ
クラフイで加工して第２の略階段状構成部分２２ｂを形
成しく第２図ｂ）、同様にして第３の略階段状構成部分
２２Ｃ（第２図Ｃ）、第４の略階段状構成部分２２ｄを
形成する（第２回目）。
−トし、そして所望の寸法にホトリフグラフィで加工し
、第１の略階段状構成部分２２ａを形成する（第２図ａ
）。その後、この第１の略階段状構成部分２２ａを色分
離フィルタで要求される色調 □に酸性染料を用いて、
例えば染色浴温度６０℃、染色時間２分、染料酸度ｐＨ
４の条件で染色する。 □次に、染色された第１の略階
段状構成部分２２ａ上に感光性ゼラチンをスピンナ法で
約１．５μｍ厚コードン、そして所望の寸法にホトリッ
クラフイで加工して第２の略階段状構成部分２２ｂを形
成しく第２図ｂ）、同様にして第３の略階段状構成部分
２２Ｃ（第２図Ｃ）、第４の略階段状構成部分２２ｄを
形成する（第２回目）。
そして、これら各略階段状構成部分２２ａ 、 ２２ｂ
。
。
２２Ｇ 、 ２２ｄの積み重ねによって略ピラミッド形
状が構成された後、ベース層２１と同素材のものをオー
バーコートしてオーバーコート膜２３を形成しく第２図
ｅ）、その後ガラス転移点以上の高温でアニール処理（
例えば１８０℃の窒素ガス中で５０分）することによっ
て第２図ｆ（第１図ａ）に示すようなものが構成される
。
状が構成された後、ベース層２１と同素材のものをオー
バーコートしてオーバーコート膜２３を形成しく第２図
ｅ）、その後ガラス転移点以上の高温でアニール処理（
例えば１８０℃の窒素ガス中で５０分）することによっ
て第２図ｆ（第１図ａ）に示すようなものが構成される
。
上記のように色分離フィルタを内蔵したレンズを構成し
た本発明になる固体撮像装置と従来のレンズを構成して
いない固体撮像装置との出力全測定すると、Ｒ，Ｇ、Ｂ
いずれの場合にふ；いても第３図に示す如く約２倍の出
力アップが図れている。
た本発明になる固体撮像装置と従来のレンズを構成して
いない固体撮像装置との出力全測定すると、Ｒ，Ｇ、Ｂ
いずれの場合にふ；いても第３図に示す如く約２倍の出
力アップが図れている。
伺、第３図中、実線は本発明のもの、点線は従来のもの
の特性を示す。
の特性を示す。
又、上記実施例においては、集光用のレンズが階段状構
成部分の構み重ねによって構成されたので、曲率半径の
小さなレンズが形成でき、又、ベース層を薄くでき、集
光率が高く、良好なレンズさらには、このような構造の
ものは撮像素子の小型化に極めて適しておシ、又カラー
化の容易なものでもある。
成部分の構み重ねによって構成されたので、曲率半径の
小さなレンズが形成でき、又、ベース層を薄くでき、集
光率が高く、良好なレンズさらには、このような構造の
ものは撮像素子の小型化に極めて適しておシ、又カラー
化の容易なものでもある。
特に、第１の略階段状構成部分２２ａの染色度は、第１
の略階段状構成部分２２ａの厚みがほぼ一定なので染色
ムラがなく、従ってカラー特性に優れた固体撮像装置と
なる。
の略階段状構成部分２２ａの厚みがほぼ一定なので染色
ムラがなく、従ってカラー特性に優れた固体撮像装置と
なる。
岡、上記例では四角状レンズが市松形状に配列されてい
る場合であるが、第４図に示す如くレンズが円形であっ
てもよく、又第５図に示す如くレンズがストライプ状で
あってもよいことは勿論である。
る場合であるが、第４図に示す如くレンズが円形であっ
てもよく、又第５図に示す如くレンズがストライプ状で
あってもよいことは勿論である。
又、上記例では、第１の略階段状構成部分２２ａをＲ，
Ｇ、Ｂに染色するに際して、各色の混色防止用の透明な
中間分離層の設は方については特別に述べていないが、
第６図又は第７図に示すように混色防止用の透明な中間
分離層２４を設けておけば混色が防がれる。つまり、第
６図に示す如く、Ｒの色に染色する部分に対応する第１
の略階段状構成部分２２ａのみを形成してＲに染色した
後、まず第１回目の中間分離層２４を設け、この後Ｇの
色に染色する部分に対応する第１の略階段状構成部分２
２ａのみを形成してＧに染色し、そして第２回目の中間
分離層２４を設け、この後Ｂの色に染色する部分に対応
する第１の略階段状構成部分２２ａのみを形成してＢに
染色し、そして必要に応じて中間分離層２４を設け、こ
の上に第２、第３、第４の略階段状構成部分２２ｂ 、
２２ｃ 、 ２２ｄを構成し、オーバーコート膜２３を
形成するようにするか、又は、第７図に示す如＜、Ｒの
色に染色する部分のレンズを構成した後、この上に第１
回目の中間分離層２４をまず設け、その後Ｇの色に染色
する部分のレンズを構成した後、この上に第２回目の中
間分離層２４を設け、最後にＢの色に染色する部分のレ
ンズを構成した後、オーバーコート膜２３を形成するよ
う例してもよい。
Ｇ、Ｂに染色するに際して、各色の混色防止用の透明な
中間分離層の設は方については特別に述べていないが、
第６図又は第７図に示すように混色防止用の透明な中間
分離層２４を設けておけば混色が防がれる。つまり、第
６図に示す如く、Ｒの色に染色する部分に対応する第１
の略階段状構成部分２２ａのみを形成してＲに染色した
後、まず第１回目の中間分離層２４を設け、この後Ｇの
色に染色する部分に対応する第１の略階段状構成部分２
２ａのみを形成してＧに染色し、そして第２回目の中間
分離層２４を設け、この後Ｂの色に染色する部分に対応
する第１の略階段状構成部分２２ａのみを形成してＢに
染色し、そして必要に応じて中間分離層２４を設け、こ
の上に第２、第３、第４の略階段状構成部分２２ｂ 、
２２ｃ 、 ２２ｄを構成し、オーバーコート膜２３を
形成するようにするか、又は、第７図に示す如＜、Ｒの
色に染色する部分のレンズを構成した後、この上に第１
回目の中間分離層２４をまず設け、その後Ｇの色に染色
する部分のレンズを構成した後、この上に第２回目の中
間分離層２４を設け、最後にＢの色に染色する部分のレ
ンズを構成した後、オーバーコート膜２３を形成するよ
う例してもよい。
又、上記例では、第１の略階段状構成部分２２ａのみを
染色する場合で説明したが、複数の略階段状部分を染色
してもよく、又、複数の略階段状部分全ての表面部のみ
を染色するようにしてもよい。
染色する場合で説明したが、複数の略階段状部分を染色
してもよく、又、複数の略階段状部分全ての表面部のみ
を染色するようにしてもよい。
集光用のレンズの曲率半径が小さなものが簡単にでき、
素子の小型化に対応でき、高感度化の固体撮像装置とな
る。
素子の小型化に対応でき、高感度化の固体撮像装置とな
る。
又、カラー化が簡単にできるものであシ、すなわち高感
度のカラー化固体撮像装置が簡単に得られる。
度のカラー化固体撮像装置が簡単に得られる。
第１図ａ、ｂ、第２図ａ −ｆ 、第３図、第４図〜第
７図は本発明に係る固体撮像装置の説明図、第８図は従
来の固体撮像装置の説明図である。 ２１ ・・・ベース層、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２
ｄ −・・略階段状構成部分（集光用レンズ部）、２３
・・・オーバーコート膜、２５・・・受光部。 ７４ 図 ７２ 必 オー１ＴＸＩ ブ ４ ロ ブ ε 困
７図は本発明に係る固体撮像装置の説明図、第８図は従
来の固体撮像装置の説明図である。 ２１ ・・・ベース層、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２
ｄ −・・略階段状構成部分（集光用レンズ部）、２３
・・・オーバーコート膜、２５・・・受光部。 ７４ 図 ７２ 必 オー１ＴＸＩ ブ ４ ロ ブ ε 困
Claims (1)
- 固体撮像素子の受光部上に設けられる集光用レンズ部を
、レンズ素材の積み重ねによって構成したことを特像と
する固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59088501A JPS60233852A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59088501A JPS60233852A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60233852A true JPS60233852A (ja) | 1985-11-20 |
Family
ID=13944570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59088501A Pending JPS60233852A (ja) | 1984-05-04 | 1984-05-04 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60233852A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01309370A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-13 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPH03142881A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-18 | Nec Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| WO1992009105A1 (fr) * | 1990-11-16 | 1992-05-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dispositif d'imagerie a solide et procede de fabrication de ce dispositif |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6087427U (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-15 | 三菱電機株式会社 | 直流電磁接触器 |
-
1984
- 1984-05-04 JP JP59088501A patent/JPS60233852A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6087427U (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-15 | 三菱電機株式会社 | 直流電磁接触器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01309370A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-13 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPH03142881A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-18 | Nec Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| WO1992009105A1 (fr) * | 1990-11-16 | 1992-05-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dispositif d'imagerie a solide et procede de fabrication de ce dispositif |
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