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JPH03283571A - Production of solid-state image pick up device - Google Patents

Production of solid-state image pick up device

Info

Publication number
JPH03283571A
JPH03283571A JP2081354A JP8135490A JPH03283571A JP H03283571 A JPH03283571 A JP H03283571A JP 2081354 A JP2081354 A JP 2081354A JP 8135490 A JP8135490 A JP 8135490A JP H03283571 A JPH03283571 A JP H03283571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
lens
state image
photoelectric conversion
film
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
Application number
JP2081354A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chiaki Tanuma
千秋 田沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2081354A priority Critical patent/JPH03283571A/en
Publication of JPH03283571A publication Critical patent/JPH03283571A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To allow high sensitivity and improve production yield by accumulating lens material on a solid-state image pick up element chip, then, selectively irradiating the lens material with such energy beams as light beams and forming a lens by using the expansion or the contraction of the lens material. CONSTITUTION:A convex lens is formed at a photoelectric transfer part for collecting light by accumulating a dielectric film 20 such as PLZT on a solid- state image pick up element chip, then, selectively irradiating the film with laser beams according to the photoelectric transfer part. The sensitivity is improved without increasing the chip area by the operation of the convex lens. The method is different from a method which bonds a previously formed convex lens on the solid-state image pick up element chip using an adhesive, etc., it does not cause positioning deviation nor the loss by the adhesive nor pixel defect caused by a bubble and the production yield can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、画素毎にレンズを設けた固体撮像装置の製造
方法に係わり、特にレンズ形成手段の改良をはかった固
体撮像装置の製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device in which a lens is provided for each pixel, and in particular to a solid-state imaging device in which a lens forming means is improved. The present invention relates to a method for manufacturing a device.

(従来の技術) 近年、テレビカメラやビデオカメラ等に用いる撮像部と
して、固体撮像装置が注目されている。この固体撮像装
置は、従来から用いられてきた撮像管に比べて多数の優
れた点を備えているが、一方では改善すべき問題点も抱
えている。
(Prior Art) In recent years, solid-state imaging devices have been attracting attention as imaging units used in television cameras, video cameras, and the like. Although this solid-state imaging device has many advantages over conventionally used imaging tubes, it also has problems that need to be improved.

この問題点の代表的なものとして、感度の低さがある。A typical example of this problem is low sensitivity.

これは、撮像管では入射光に対応した電荷を電子ビーム
が撮像面を走査することにより全撮像面を効果的に利用
しているが、固体撮像装置では光電変換素子と電荷読出
し機構とが同一平面上に組み込まれているため、入射光
を有効に利用することができないからである。
In image pickup tubes, the electron beam scans the image pickup surface with charges corresponding to the incident light, effectively utilizing the entire image pickup surface, but in solid-state imaging devices, the photoelectric conversion element and the charge readout mechanism are the same. This is because since it is installed on a flat surface, it is not possible to effectively utilize incident light.

第4図はCCD (Charge Coupled D
evice )を利用した従来の固体撮像装置の画素構
成を示す平面図である。この装置の画素はp型半導体基
板上に構成されており、図中破線1で囲んだ部分が1つ
の画素に相当している。2は画素間相互の絶縁用p型拡
散層、3は光電変換素子、4はCCDによる電荷転送部
、5はAIシールドをそれぞれ示している。なお、この
図では電荷転送部4のゲート及び光電変換素子3から電
荷転送部4へ電荷を送るトランスファーゲートは省略し
である。
Figure 4 shows CCD (Charge Coupled D
FIG. 3 is a plan view showing a pixel configuration of a conventional solid-state imaging device using a semiconductor device (device). The pixels of this device are constructed on a p-type semiconductor substrate, and the area surrounded by a broken line 1 in the figure corresponds to one pixel. Reference numeral 2 indicates a p-type diffusion layer for mutual insulation between pixels, 3 indicates a photoelectric conversion element, 4 indicates a charge transfer section using a CCD, and 5 indicates an AI shield. Note that, in this figure, the gate of the charge transfer section 4 and the transfer gate that sends charges from the photoelectric conversion element 3 to the charge transfer section 4 are omitted.

第5図は第2図の矢視A−A’断面を示す図である。同
図で、図中の構成要素を示す番号は第2図に示した番号
と対応しており、6は半導体基板、7はゲート絶縁膜、
8は転送電極、9はトランスファゲートを示している。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA' in FIG. 2. In the same figure, the numbers indicating the components in the figure correspond to the numbers shown in FIG. 2, 6 is the semiconductor substrate, 7 is the gate insulating film,
Reference numeral 8 indicates a transfer electrode, and reference numeral 9 indicates a transfer gate.

この例では、光電変換素子の有効光電変換部は、画素面
積の約30%である。つまり、残りの約70%の光は無
効となっている。
In this example, the effective photoelectric conversion portion of the photoelectric conversion element is approximately 30% of the pixel area. In other words, the remaining approximately 70% of the light is ineffective.

固体撮像装置の感度を向上させるためには、光電変換素
子の面積を増加すればよいが、これは固体撮像装置のチ
ップ面積の増大成いは解像度の低下を招くことになる。
In order to improve the sensitivity of a solid-state imaging device, it is sufficient to increase the area of the photoelectric conversion element, but this increases the chip area of the solid-state imaging device and causes a decrease in resolution.

チップ面積を増やすことなく光電変換素子の面積を増加
する方法として、光電変換素子部と電荷読出し機構と2
層構造にし、上層に光電変換膜(光電変換素子)を形成
し、この光電変換素子の電荷を読出す機能を下層、即ち
半導体基板の表面に形成する構造が提案されている。し
かし、このような構成は構造が複雑となり、製作上の困
難さ、信頼性等が問題点として挙げられる。
As a method of increasing the area of the photoelectric conversion element without increasing the chip area, a photoelectric conversion element part, a charge readout mechanism, and two
A structure has been proposed in which a photoelectric conversion film (photoelectric conversion element) is formed in the upper layer, and a function for reading out the charge of the photoelectric conversion element is formed in the lower layer, that is, the surface of the semiconductor substrate. However, such a configuration has a complicated structure, and problems include manufacturing difficulties and reliability.

また、別の方法としては、特開昭57−9180号公報
に開示されているように、固体撮像装置の光電変換部に
おいて無効となっていた光を、各光電変換素子に集める
ことによって光電変換量を増し、感度の良い固体撮像装
置を実現することが提案されている。この提案に開示さ
れているように、光を集める手段として凸レンズの作用
をする物質を用い、これを光電変換部に合わせて設置す
ることにより、チップ面積の増加もなく、入射光を効率
良く集光することが可能となる。
In addition, as another method, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 57-9180, there is a photoelectric conversion method in which the light that has been ineffective in the photoelectric conversion section of a solid-state imaging device is collected into each photoelectric conversion element. It has been proposed to increase the amount of solid-state imaging devices with high sensitivity. As disclosed in this proposal, by using a material that acts as a convex lens as a means for collecting light and installing it in line with the photoelectric conversion section, incident light can be collected efficiently without increasing the chip area. It becomes possible to emit light.

しかしながら、この種の固体撮像装置にあっては次のよ
うな問題があった。即ち、凸レンズの作用をする物質を
、画素上の光電変換部に合わせて設置することは、微細
な位置合わせ技術が必要となり、また接着剤等を用いた
接合も必要となる。基板上に光電変換部及び信号電荷読
出し部を設けた固体撮像素子チップと、予め光電変換部
の配置状態に合わせて形成した凸レンズとを、正確に位
置合わせして接合することは極めて困難な作業である。
However, this type of solid-state imaging device has the following problems. That is, placing a substance that acts as a convex lens in alignment with the photoelectric conversion section on the pixel requires a fine positioning technique and also requires bonding using an adhesive or the like. It is an extremely difficult task to accurately align and bond a solid-state image sensor chip with a photoelectric conversion section and a signal charge readout section on a substrate, and a convex lens that has been formed in advance to match the arrangement of the photoelectric conversion section. It is.

また、固体撮像素子チップと凸レンズとの接合を接着剤
を用いて行うことは、それぞれの界面における光の拡散
反射等による損失がある。さらに、接着剤に発生する気
泡が画素の欠陥となり、固体撮像装置の製造歩留りの低
下を招くことになる。
Furthermore, when the solid-state image sensor chip and the convex lens are bonded using an adhesive, there is a loss due to diffuse reflection of light at the respective interfaces. Furthermore, bubbles generated in the adhesive cause pixel defects, leading to a decrease in the manufacturing yield of solid-state imaging devices.

(発明が解決しようとする課題) このように従来、画素毎に集光レンズを備えた固体撮像
装置は、光電変換部の面積を増加することなく感度の向
上をはかることができるが、固体撮像素子チップと集光
レンズを接合する際に、位置合わせずれが発生したり、
接着剤に気泡が発生して画素の欠陥になる等の問題があ
った。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, conventional solid-state imaging devices equipped with a condensing lens for each pixel can improve sensitivity without increasing the area of the photoelectric conversion section. When bonding the element chip and the condensing lens, misalignment may occur.
There were problems such as air bubbles forming in the adhesive and causing pixel defects.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、画素の欠陥を招くことなく、光電変
換部に正確に位置合わせして集光レンズを形成すること
ができ、高感度で製造歩留りの高い固体撮像装置の製造
方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to be able to form a condenser lens accurately aligned with a photoelectric conversion section without causing pixel defects; It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device with high sensitivity and high manufacturing yield.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、予め形成した集光レンズを固体撮像素
子チップに接着するのではなく、固体撮像素子チップ上
に形成した材料をレンズ形上に加工することにある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is not to bond a pre-formed condensing lens to a solid-state image sensor chip, but to form a material formed on a solid-state image sensor chip into a lens shape. It lies in the processing on top.

即ち本発明は、半導体基板上に複数の光電変換部及び信
号電荷読出し部を設けてなる固体撮像素子チップ上に、
該チップに入射する光を光電変換部に集光する集光レン
ズを形成して作成される固体撮像装置の製造方法におい
て、前記固体撮像素子チップ上にレンズ材料を、堆積し
たのち、このレンズ材料に光等のエネルギービームを選
択的に照射し、該レンズ材料の膨脹又は収縮を利用して
前記レンズを形成するようにした方法である。
That is, the present invention provides a solid-state image sensor chip having a plurality of photoelectric conversion units and signal charge readout units provided on a semiconductor substrate.
In the method for manufacturing a solid-state imaging device produced by forming a condensing lens that focuses light incident on the chip onto a photoelectric conversion section, a lens material is deposited on the solid-state imaging element chip, and then the lens material is deposited on the solid-state imaging element chip. In this method, the lens is formed by selectively irradiating the lens with an energy beam such as light and utilizing the expansion or contraction of the lens material.

(作用) 本発明によれば、固体撮像素子チップ上に堆積するレン
ズ材料及びその組成を適当に選ぶことによって、この材
料に外部から何等かのエネルギーを与えることで膨脹若
しくは収縮させ、エネルギーの供給を続けなくとも変化
後の状態を維持させることができる。この現象を利用し
て、レンズ材料を部分的に膨脹若しくは収縮させ、周囲
との機械的応力の平行を保つために形状変化させること
により、集光レンズとして例えば凸レンズを形成するこ
とが可能となる。このようにして形成されたレンズは、
固体撮像素子チップの光電変換部より大きな面積とする
ことができるため、集光レンズの効果によってレンズ全
面の光を効率良く光電変換部に集めることができる。従
って、等価的に光電変換部の面積を増大させ、より高感
度の固体撮像装置を実現するすることができる。
(Function) According to the present invention, by appropriately selecting the lens material deposited on the solid-state image sensor chip and its composition, this material is expanded or contracted by applying some kind of energy from the outside, and the energy is supplied. The changed state can be maintained without continuing. Utilizing this phenomenon, by partially expanding or contracting the lens material and changing its shape to keep the mechanical stress parallel to the surroundings, it is possible to form a condensing lens, for example, a convex lens. . The lens formed in this way is
Since the area can be made larger than the photoelectric conversion section of the solid-state image sensor chip, the light from the entire surface of the lens can be efficiently focused on the photoelectric conversion section by the effect of the condensing lens. Therefore, it is possible to equivalently increase the area of the photoelectric conversion section and realize a solid-state imaging device with higher sensitivity.

また、接着剤を用いた場合と異なり、位置合わせずれが
生じる虞れが少なく、また気泡等による画素欠陥の発生
を招くこともないので、製造歩留りの向上をはかること
が可能となる。
Further, unlike the case where an adhesive is used, there is less risk of misalignment and no pixel defects due to bubbles or the like occur, making it possible to improve manufacturing yield.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の概略
構成を示す断面図である。この装置は、前記第5図に示
した従来装置に凸レンズを付加したものである。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. This device has a convex lens added to the conventional device shown in FIG. 5 above.

第1図において、10はp型Si基板であり、この基板
表面には光電変換部となるn型拡散層11、電荷転送部
をなすCCDチャネル12゜光電変換部の電荷を電荷転
送部に送るトランスファゲート13が形成されている。
In FIG. 1, numeral 10 is a p-type Si substrate, on the surface of which is an n-type diffusion layer 11 that becomes a photoelectric conversion section, and a CCD channel 12 that serves as a charge transfer section, which sends the charges of the photoelectric conversion section to the charge transfer section. A transfer gate 13 is formed.

基板10上には、ゲート絶縁膜15を介して転送電極1
6が形成されている。そして、これらの上に平坦化用絶
縁膜17が堆積され、またこの絶縁膜17中に光電変換
郡部以外を覆うようにAN薄膜18が形成されている。
A transfer electrode 1 is provided on the substrate 10 via a gate insulating film 15.
6 is formed. Then, a flattening insulating film 17 is deposited on these, and an AN thin film 18 is formed in this insulating film 17 so as to cover areas other than the photoelectric conversion areas.

ここまでの固体撮像素子チップの構成は従来装置と同様
であるが、本実施例ではこれに加えて、チップ上に透明
電極21.誘電体膜20及び透明電極22を積層し、誘
電体膜20の反強誘電体部20aと強誘電体部20bと
から凸レンズを形成している。そして、この凸レンズの
作用により、誘電体膜20に入射した光を光電変換部に
集光するものとなっている。
The configuration of the solid-state image sensor chip up to this point is the same as that of the conventional device, but in this embodiment, in addition to this, a transparent electrode 21 is provided on the chip. A dielectric film 20 and a transparent electrode 22 are laminated, and a convex lens is formed from an antiferroelectric portion 20a and a ferroelectric portion 20b of the dielectric film 20. By the action of this convex lens, the light incident on the dielectric film 20 is focused on the photoelectric conversion section.

次に、上記構成の本実施例装置の製造方法について、第
2図を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the apparatus of this embodiment having the above structure will be explained with reference to FIG.

まず、第2図(a)に示す如く、Si基板10上に各種
拡散層11〜14を形成し、ゲート絶縁膜15を介して
転送電極16を形成する。さらに、層間絶縁膜17及び
AI薄膜18を形成する。ここまでの工程は従来方法と
同一である。
First, as shown in FIG. 2(a), various diffusion layers 11 to 14 are formed on a Si substrate 10, and a transfer electrode 16 is formed with a gate insulating film 15 interposed therebetween. Furthermore, an interlayer insulating film 17 and an AI thin film 18 are formed. The steps up to this point are the same as the conventional method.

なお、第2図では基板10.拡散層11.絶縁膜17及
びAI電極18以外の部分は省略して示している。
In addition, in FIG. 2, the substrate 10. Diffusion layer 11. Portions other than the insulating film 17 and the AI electrode 18 are omitted.

このような固体撮像素子チップ上に、透明電極21を約
70ns、透明反強誘電体膜20を数10μm堆積し、
さらに透明電極22を約70nmの膜厚で形成する。こ
こで、透明電極21.22としてはI T O(Ind
ium Tin 0xide)等を用い、スパッタ法等
により形成する。誘電体膜20としては、代表的な反強
誘電体材料であるPLZT[(Pb1−3(Lax)(
Zry Tl1−Y)o、]のx −0,076、y−
0,7(一般には7.6/70/30と示す)の組成の
ものを用い、スパッタ法により成膜する。
On such a solid-state image sensor chip, a transparent electrode 21 is deposited for about 70 ns, a transparent antiferroelectric film 20 is deposited to a thickness of several tens of μm,
Further, a transparent electrode 22 is formed with a thickness of about 70 nm. Here, the transparent electrodes 21 and 22 are ITO (Ind
ium Tin Oxide) or the like by sputtering or the like. The dielectric film 20 is made of PLZT [(Pb1-3(Lax)(
Zry Tl1-Y)o, ] x -0,076, y-
A film having a composition of 0.0.7 (generally indicated as 7.6/70/30) is used to form a film by sputtering.

次いて、第2図(b)に示す如く、透明電極21.22
間に、誘電体膜20が反強誘電相から強誘電相に相変化
する電界の8〜9割程度の電界を印加し、固体撮像素子
チップの光電変換部が中心となるように、波長が633
nmのレーザ光を選択的に照射する。この電界とレーザ
光のエネルギーによって、透明な反強誘電体を必要な部
分のみ強誘電体に相変化させることができる。このとき
、強誘電体領域は体積膨脂をするので、反強誘電体領域
との間の応力により変形し、これにより第2図(C)に
示す如く凸レンズが形成される。
Next, as shown in FIG. 2(b), transparent electrodes 21, 22
During this period, an electric field of about 80 to 90% of the electric field that causes the dielectric film 20 to change its phase from the antiferroelectric phase to the ferroelectric phase is applied, and the wavelength is changed so that the photoelectric conversion part of the solid-state image sensor chip is centered. 633
Selectively irradiate with nm laser light. By using this electric field and the energy of the laser beam, it is possible to change the phase of a transparent antiferroelectric material into a ferroelectric material only in the necessary portions. At this time, since the ferroelectric region expands in volume, it is deformed by the stress between it and the antiferroelectric region, thereby forming a convex lens as shown in FIG. 2(C).

かくして本実施例方法によれば、固体撮像素子チップ上
にPLZT等の誘電体膜20を堆積したのち、光電変換
部に合わせてレーザ光を選択的に照射することにより、
光電変換部に光を集光するための凸レンズを形成するこ
とができる。そして、この凸レンズの作用により、チッ
プ面積を増やすことなく、感度の増大をはかることがで
きる。また、接着剤等を用いて予め形成した凸レンズを
固体撮像素子チップ上に接着する方法とは異なり、位置
合わせずれが生じることはなく、さらに接着剤による損
失や気泡よる画素欠陥の発生を招くこともなく、製造歩
留りの向上をはかることが可能となる。また、般に強誘
電体膜は反強誘電体膜よりも屈折率が高いことから、誘
電体膜20によるレンズで入射光を効率良く光電変換部
に集光することが可能である。
Thus, according to the method of this embodiment, after depositing the dielectric film 20 such as PLZT on the solid-state image sensor chip, by selectively irradiating the laser beam in accordance with the photoelectric conversion part,
A convex lens for focusing light on the photoelectric conversion section can be formed. Due to the effect of this convex lens, sensitivity can be increased without increasing the chip area. Also, unlike the method of bonding a pre-formed convex lens onto a solid-state image sensor chip using an adhesive, misalignment does not occur, and furthermore, there is no risk of loss due to the adhesive or pixel defects due to air bubbles. Therefore, it is possible to improve the manufacturing yield. In addition, since a ferroelectric film generally has a higher refractive index than an antiferroelectric film, it is possible to efficiently focus incident light on the photoelectric conversion section with a lens made of the dielectric film 20.

なお、この実施例では凸レンズを形成する際に、反強誘
電体膜を用いて反強誘電相から強誘電相に相変化が起こ
るときの体積膨脂と、屈折率の異なる領域ができること
を利用して等価的に入射光を増加させているが、この代
わりに次のようにして凸レンズを形成することもできる
In this example, when forming a convex lens, the volume expansion and the formation of regions with different refractive indexes are utilized when a phase change occurs from an antiferroelectric phase to a ferroelectric phase using an antiferroelectric film. Although the incident light is equivalently increased by doing this, it is also possible to form a convex lens in the following manner instead.

例えば、固体撮像素子チップ上に形成した反強誘電体膜
を電界の印加によって全面を強誘電相にし、その後にバ
イアス電圧を印加して、さらに必要な部分にレーザ光を
照射して、反強誘電相に戻すことによって凸レンズを形
成することもできる。
For example, an antiferroelectric film formed on a solid-state image sensor chip is turned into a ferroelectric phase over the entire surface by applying an electric field, then a bias voltage is applied, and the necessary areas are irradiated with laser light. A convex lens can also be formed by returning to the dielectric phase.

他の方法として、固体撮像素子チップ上の一つの透明電
極21を省いた構造で、シールド用のAg膜18を透明
電極の代わりに用いる方法もある。この場合、前記した
代表的な反強誘電体材料を用いることも可能であるが、
All膜18が光電変換部以外に形成されていることか
ら、成膜後に強誘電相を示し外部エネルギーにより反強
誘電相となる材料を用いれば、Lノンズ形成工程をより
簡素化することができる。
Another method is to use a structure in which one transparent electrode 21 on the solid-state image sensor chip is omitted, and a shielding Ag film 18 is used instead of the transparent electrode. In this case, it is also possible to use the typical antiferroelectric materials mentioned above, but
Since the All film 18 is formed outside the photoelectric conversion section, the L-nones formation process can be further simplified by using a material that exhibits a ferroelectric phase after film formation and becomes an antiferroelectric phase when external energy is applied. .

また、光の透過率を向上させるためには、透明電極22
は除去することが望ましく、透明電極22の除去は適当
なエツチング材料を用いることで容易に可能である。ま
゛た、固体撮像素子チップの光電変換部の大きさや画素
のピッチによっては、レンズ材料、形成されるレンズの
形状によって、光電変換部とレンズとの間の距離が不足
して光電変換部に入射光を十分に集光できないことがあ
る。この場合には、固体撮像素子チップ上に形成する透
明反強誘電体材料を2層にすることで解決ができる。
In addition, in order to improve the light transmittance, the transparent electrode 22
It is desirable to remove the transparent electrode 22, and removal of the transparent electrode 22 is easily possible by using an appropriate etching material. Also, depending on the size of the photoelectric conversion section of the solid-state image sensor chip and the pixel pitch, the distance between the photoelectric conversion section and the lens may be insufficient depending on the lens material and the shape of the formed lens. Incident light may not be sufficiently focused. In this case, the problem can be solved by forming two layers of transparent antiferroelectric material on the solid-state image sensor chip.

第3図は本発明の他の実施例方法を説明するための工程
断面図である。なお、第2図と同一部分には同一符号を
付して、その詳しい説明は省略する。
FIG. 3 is a process sectional view for explaining another embodiment of the method of the present invention. Note that the same parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、レンズ
材料として反強誘電体材料の代わりに、透明なシス−ト
ランス転移感光基を有する高分子材料を用いたことにあ
る。具体的には、アゾベンゼンを側鎖に持つポリマー(
アスパラギン酸ベンジルエステル)、スピロベンゾピラ
ン含有高分子、アゾ色素をナイロン織布に染色した高分
子、アゾスチルベン染料を高分子ゲルにしたもの、スチ
ルベン基或いはアゾベンゼン基を主鎖骨格に有する芳香
族ポリアミド等の薄膜層である。
This embodiment differs from the previously described embodiments in that a polymeric material having a transparent cis-trans transition photosensitive group was used as the lens material instead of an antiferroelectric material. Specifically, polymers with azobenzene in their side chains (
aspartic acid benzyl ester), spirobenzopyran-containing polymers, polymers made by dyeing nylon fabric with azo dyes, polymer gels made from azostilbene dyes, aromatic polyamides with stilbene groups or azobenzene groups in the main chain skeleton It is a thin film layer such as

この実施例では、まず第3図(a)に示す如く、固体撮
像素子チップ上にスピロベンゾピラン基含有モノマー(
高分子材料膜)30を塗布し、乾燥させ。この高分子材
料膜30の膜厚は、所望の凸レンズが得られるように、
高分子材料の屈折率と処理後の収縮率、固体撮像素子チ
ップの画素サイズとから求めた最適な膜厚となるように
設定した。
In this example, as shown in FIG. 3(a), a spirobenzopyran group-containing monomer (
A polymer material film) 30 is applied and dried. The film thickness of this polymeric material film 30 is determined so that a desired convex lens can be obtained.
The optimal film thickness was determined from the refractive index of the polymer material, the shrinkage rate after processing, and the pixel size of the solid-state image sensor chip.

次いで、第3図(b)に示す如く、固体撮像素子チップ
の無効領域である光シールド用Al膜18の一部に、波
長か254nmの紫外線を照射した。この紫外線の照射
は、フォトマスクを用いて選択的に行ったが、紫外線ビ
ームの走査により選択的に光照射を行ってもよい。この
ような紫外線の照射により、AJ膜18上の高分子材料
膜30が収縮することになり、これにより先の実施例と
は逆の原理で光電変換部上に凸レンズが形成されること
になる。第3図(C)は、この凸レンズが形成された状
態を示している。
Next, as shown in FIG. 3(b), a portion of the light shielding Al film 18, which is an ineffective area of the solid-state image sensor chip, was irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm. Although this ultraviolet irradiation was selectively performed using a photomask, the light irradiation may be selectively performed by scanning an ultraviolet beam. Such irradiation with ultraviolet rays causes the polymer material film 30 on the AJ film 18 to contract, thereby forming a convex lens on the photoelectric conversion section on the opposite principle to that of the previous embodiment. . FIG. 3(C) shows the state in which this convex lens is formed.

以上のように固体撮像素子チップ上に高分子材料による
凸レンズを形成することで、先の実施例と同様に通常の
固体撮像装置と比較して、光の利用効率が向上し、高感
度化か達成された。
As described above, by forming a convex lens made of a polymer material on a solid-state image sensor chip, as in the previous embodiment, compared to a normal solid-state image sensor, light utilization efficiency is improved and sensitivity is increased. achieved.

また、先の実施例とは異なり透明電極を設ける必要がな
いので、工程のより一層の簡略化をはかることができる
Further, unlike the previous embodiment, there is no need to provide a transparent electrode, so the process can be further simplified.

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。実施例では、レンズ材料として誘電体材料や高分
子材料を用いたが、これらの代わりには、光電変換部で
検出する光に対して透明であり、エネルギービームの照
射により体積膨張若しくは収縮するものを用いることが
できる。また、エネルギービームとしては光に限らず、
レンズ材料の体積膨張若しくは収縮を促すものを用いれ
ばよい。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. In the examples, a dielectric material or a polymer material was used as the lens material, but instead of these materials, materials that are transparent to the light detected by the photoelectric conversion unit and whose volume expands or contracts when irradiated with an energy beam may be used. can be used. In addition, energy beams are not limited to light;
Any material that promotes volumetric expansion or contraction of the lens material may be used.

また、固体撮像素子チップの画素毎にレンズを形成する
ことができるので、カラーフィルタを搭載した固体撮像
素子チップの色フィルタによる光の損失の補正も可能で
ある。例えば、比較的感度の低い青に対応する画素の光
電変換部のみに本発明のレンズを形成することは、現状
の固体撮像装置にとって有効な手段である。その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施する
ことができる。
Further, since a lens can be formed for each pixel of a solid-state image sensor chip, it is also possible to correct light loss due to the color filter of a solid-state image sensor chip equipped with a color filter. For example, forming the lens of the present invention only in the photoelectric conversion section of a pixel corresponding to blue, which has relatively low sensitivity, is an effective means for current solid-state imaging devices. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果コ 以上詳述したように本発明によれば、固体撮像素子チッ
プ上にレンズ材料を予め形成した後、エネルギービーム
の選択的照射により集光レンズを形成することにより、
画素の欠陥を招くことなく、光電変換部に正確に位置合
わせして集光レンズを形成することができる。従って、
高感度で製造歩留りの高い固体撮像装置を実現すること
ができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, after forming a lens material on a solid-state image sensor chip in advance, a condensing lens is formed by selective irradiation with an energy beam.
A condensing lens can be formed with accurate alignment to the photoelectric conversion section without causing pixel defects. Therefore,
A solid-state imaging device with high sensitivity and high manufacturing yield can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の概略
構成を示す断面図、第2図は上記固体撮像装置の製造工
程を示す断面図、第3図は本発明の他の実施例方法を説
明するための工程断面図、第4図は従来の固体撮像装置
の概略構成を示す平面図、第5図は第4図の矢視A−A
断面図である。 10・・・p型Si基板、 11・・・n型拡散層(光電変換部)、12・・・CC
Dチャネル、 13・・・トランスファゲート、 16・・・転送電極、 17・・・平坦化用絶縁膜、 18・・・l薄膜、 20・・・誘電体膜(レンズ材料)、 20a・・・反強誘電部、 20b・・・強誘電部、 21.22・・・透明電極、
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process of the solid-state imaging device, and FIG. 3 is another embodiment of the invention. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional solid-state imaging device; FIG. 5 is a cross-sectional view of the process for explaining the method; FIG. 5 is a view taken along arrow A-A in FIG. 4;
FIG. 10...p-type Si substrate, 11...n-type diffusion layer (photoelectric conversion section), 12...CC
D channel, 13... Transfer gate, 16... Transfer electrode, 17... Insulating film for flattening, 18... l thin film, 20... Dielectric film (lens material), 20a... Antiferroelectric part, 20b... Ferroelectric part, 21.22... Transparent electrode,

Claims (1)

【特許請求の範囲】  半導体基板上に複数の光電変換部及び信号電荷読出し
部を設けてなる固体撮像素子チップ上に、該チップに入
射する光を光電変換部に集光する集光レンズを形成する
に際し、 前記固体撮像素子チップ上にレンズ材料を堆積したのち
、このレンズ材料にエネルギービームを選択的に照射し
、該レンズ材料の膨脹又は収縮を利用して前記レンズを
形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
[Scope of Claims] A condenser lens is formed on a solid-state image sensor chip, which is formed by providing a plurality of photoelectric conversion units and a signal charge readout unit on a semiconductor substrate, to condense light incident on the chip onto the photoelectric conversion unit. In doing so, after depositing a lens material on the solid-state image sensor chip, this lens material is selectively irradiated with an energy beam, and the lens is formed using expansion or contraction of the lens material. A method for manufacturing a solid-state imaging device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396090A (en) * 1993-02-17 1995-03-07 Sharp Kabushiki Kaisha Solid state imaging device having partition wall for partitioning bottom portions of micro lenses
JP2001332711A (en) * 2000-05-18 2001-11-30 Sony Corp Solid-state image pickup element and its manufacturing method

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