JPH0434977A - Solid-state image sensor - Google Patents
Solid-state image sensorInfo
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- JPH0434977A JPH0434977A JP2139633A JP13963390A JPH0434977A JP H0434977 A JPH0434977 A JP H0434977A JP 2139633 A JP2139633 A JP 2139633A JP 13963390 A JP13963390 A JP 13963390A JP H0434977 A JPH0434977 A JP H0434977A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は有効画素部に隣接してオブテイ力ルブ〔発明の
概要〕
本発明は、有効画素部に隣接してオプティカルブラック
部が設けられる固体撮像素子において、入射光がオプテ
ィカルブラック部では反射防止膜に集光される構造とす
ることや、オプティカルブラック部の集光レンズの集光
率を有効画素部のそれよりも低くすることにより、フレ
アのレベルを大幅に改善するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides an optical black section adjacent to an effective pixel section. In the image sensor, flare is reduced by creating a structure in which the incident light is focused on the anti-reflection film in the optical black area, and by making the condensing ratio of the condensing lens in the optical black area lower than that in the effective pixel area. This will significantly improve the level of
一般に、CCDイメージ十の如き固体撮像素子では、有
効に光電変換を行う有効画素部に隣接して、黒レベルを
検出するためのオプティカルブラック部が配される。こ
のオプティカルブラック部は、通常、アルミニウム膜か
らなる遮光膜が覆うように形成されている。また、高感
度化を図るための技術として、チップ上に直接画素毎に
形成されるオンチップ・マイクロレンズを用いた技術が
知られる(例えば、日経マイクロデバイス、6月号、1
990年、第91頁〜第92頁1日経BP社発行参照)
。Generally, in a solid-state imaging device such as a CCD image sensor, an optical black section for detecting a black level is disposed adjacent to an effective pixel section that effectively performs photoelectric conversion. This optical black portion is usually formed so as to be covered with a light shielding film made of an aluminum film. In addition, as a technology for achieving high sensitivity, there is a known technology that uses on-chip microlenses that are formed directly on the chip for each pixel (for example, Nikkei Microdevices, June issue, 1
990, pp. 91-92, published by Nikkei BP)
.
第6図は、オンチップ・マイクロレンズを形成したCO
Dイメージ中の断面図である。シリコン基板100の表
面には、略等間隔で複数のセンサ一部101が形成され
ている。有効画素部での各センサ一部101の間の領域
上や、オプティカルブラック部上は、アルミニウム膜か
らなる遮光膜102に覆われている。その遮光膜102
上には、反射防止のための染色層103が形成されてお
り、この染色層103によりフレアの低減がなされる。Figure 6 shows CO formed with on-chip microlens.
It is a sectional view in D image. A plurality of sensor parts 101 are formed on the surface of the silicon substrate 100 at approximately equal intervals. The area between the sensor parts 101 in the effective pixel area and the optical black area are covered with a light shielding film 102 made of an aluminum film. The light shielding film 102
A dyed layer 103 for antireflection is formed on top, and this dyed layer 103 reduces flare.
そして、各センサ一部101上には、各画素毎に集光レ
ンズ106が形成されており、各集光レンズ106によ
りセンサ一部101に光が集められる。これら集光レン
ズ106は、プロセス上のムラを低減するために、本来
必要な有効画素部上のみならずオプティカルブラック部
上にも延長して形成される。すなわち、オプティカルブ
ラック部と有効画素部の間の境界面で連続性を持たせな
いで有効画素部内のみに集光レンズ106を形成した場
合は、集光レンズ106の曲率が有効画素部の中心部と
境界部で変化してしまい、感度のムラが発生することに
なり、それを防ぐために本来不要なオプティカルブラッ
ク部上にも集光レンズ106を連続的に形成している。A condenser lens 106 is formed on each sensor part 101 for each pixel, and each condenser lens 106 focuses light on the sensor part 101. These condensing lenses 106 are formed to extend not only over the originally required effective pixel area but also over the optical black area in order to reduce unevenness in the process. In other words, if the condenser lens 106 is formed only within the effective pixel area without providing continuity at the interface between the optical black area and the effective pixel area, the curvature of the condenser lens 106 will be different from the center of the effective pixel area. In order to prevent this, the condenser lens 106 is continuously formed even on the originally unnecessary optical black part.
ところが、集光レンズ106をオプティカルブラック部
上も連続的に形成した場合には、その集光レンズ106
によって集光率が増加し、オプティカルブラック部上の
遮光11102での反射によるフレアは、より強調され
ることになる。特に、斜め方向の光線は、シールガラス
107の臨界角以下の角度で全反射となるために、有効
画素部で再結像することがあり、フレアやゴーストが顕
著となる。However, when the condensing lens 106 is formed continuously on the optical black portion, the condensing lens 106
As a result, the light collection rate increases, and the flare caused by reflection at the light shielding 11102 on the optical black portion becomes more emphasized. In particular, oblique light rays undergo total internal reflection at an angle less than the critical angle of the sealing glass 107, so they may be re-imaged in the effective pixel area, resulting in significant flare and ghosting.
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、フレアの
レベルを大幅に改善するような固体撮像素子の提供を目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned technical problems, the present invention aims to provide a solid-state imaging device that can significantly improve the flare level.
上述の目的を達成するため、本発明の固体撮像素子は、
有効画素部に隣接してオプティカルブラック部が設けら
れる固体撮像素子において、そのオプティカルブラック
部では反射防止膜に入射光が集光されることを特徴とす
る。このオプティカルブラック部では反射防止膜に入射
光が集光される構造としては、例えば、オプティカルブ
ラック部では反射防止膜を全面に形成する構造や、オプ
ティカルブラック部上の集光レンズに対応した領域に反
射防止膜を設ける構造や、集光レンズが形成されるピッ
チを有効画素部に比べてオプティカルブラック部では半
画素置ずらせる構造とする等が挙げられる。In order to achieve the above object, the solid-state image sensor of the present invention has the following features:
A solid-state image sensor in which an optical black section is provided adjacent to an effective pixel section is characterized in that incident light is focused on an antireflection film in the optical black section. In this optical black part, the structure in which the incident light is focused on the anti-reflection film includes, for example, a structure in which the anti-reflection film is formed on the entire surface of the optical black part, and a structure in which the anti-reflection film is formed on the entire surface of the optical black part, or a structure in which the anti-reflection film is formed on the entire surface of the optical black part, and a structure in which the incident light is focused on the anti-reflection film on the optical black part. Examples include a structure in which an antireflection film is provided, and a structure in which the pitch at which condenser lenses are formed is shifted by half a pixel in the optical black area compared to the effective pixel area.
また、他の本発明の固体撮像素子は、有効画素部に隣接
してオプティカルブラック部が設けられる固体撮像素子
において、そのオプティカルブラック部の集光レンズの
集光率は上記有効画素部の集光レンズのそれよりも低く
されることを特徴とする。そのオプティカルブラック部
のより低い集光率の集光レンズは、レンズ形状を有しな
い平坦な膜自体である場合も含む。Further, in another solid-state image sensor of the present invention, in a solid-state image sensor in which an optical black part is provided adjacent to an effective pixel part, the light collection rate of the condensing lens of the optical black part is set such that the light collection rate of the effective pixel part is It is characterized by being lower than that of the lens. The condensing lens with a lower condensing efficiency in the optical black portion may be a flat film itself without a lens shape.
オプティカルブラック部で反射防止膜に入射光を集光さ
せることにより、フレア成分が集光レンズにより集光さ
れ強調されたとしても反射防止膜に吸収されてしまう、
従って、オンチップ・マイクロレンズ構造において、フ
レアの大幅な低減がなされることになる。By focusing the incident light on the anti-reflection film in the optical black part, even if the flare component is focused and emphasized by the condensing lens, it will be absorbed by the anti-reflection film.
Therefore, a significant reduction in flare will be achieved in the on-chip microlens structure.
また、本願の他の発明の固体撮像素子では、オプティカ
ルブラック部の集光レンズは、有効画素部のそれよりも
集光率が低くなるため、オプティカルブラック部におけ
るフレアの強調が軽減されることになる。Furthermore, in the solid-state image sensor of the other invention of the present application, the condensing lens in the optical black part has a lower light condensing rate than that in the effective pixel part, so that the emphasis on flare in the optical black part is reduced. Become.
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1の実施例
本実施例は、オプティカルブラック部の全面に反射防止
膜としての染色層が形成されるCCD固体撮像素子の例
である。First Embodiment This embodiment is an example of a CCD solid-state image pickup device in which a dyed layer as an antireflection film is formed on the entire surface of an optical black portion.
まず、その画素の全体的な配置は、第5図に示す如き構
造とされる。第5図は、入射光の光軸方向から撮像領域
を臨んだ平面図であって、第5図に示すように、略矩形
状の有効画素部EPは、その周囲をオプティカルブラッ
ク部(光学的黒部)OPBに囲まれている。このオプテ
ィカルブラック部OPBは、黒レベルの基準を得るため
の領域であり、水平方向の前後部や垂直方向の前後部に
例えば2.3W素素数数画素程度形成される。有効画素
部EPは、後述するようにマトリクス状に配列されたセ
ンサ一部を有し、そのセンサ一部で光電変換が行われる
。First, the overall arrangement of pixels has a structure as shown in FIG. FIG. 5 is a plan view of the imaging area viewed from the optical axis direction of incident light. As shown in FIG. Kurobe) Surrounded by OPB. This optical black portion OPB is an area for obtaining a black level reference, and is formed in the front and back in the horizontal direction and in the front and back in the vertical direction, for example, with approximately 2.3W pixels. The effective pixel portion EP has a portion of sensors arranged in a matrix as described later, and photoelectric conversion is performed in a portion of the sensor.
次に、第1図にその要部断面を示す、シリコン基板1の
表面に所定の間隔でセンサ一部2が配列される。このセ
ンサ一部2では入射光に応じて信号電荷が発生し、その
信号電荷が図示しない垂直レジスタや水平レジスタによ
り転送されて行く。Next, sensor portions 2 are arranged at predetermined intervals on the surface of a silicon substrate 1, a cross section of which is shown in FIG. In this sensor part 2, signal charges are generated in response to incident light, and the signal charges are transferred by vertical registers and horizontal registers (not shown).
この第1図は、有効画素部EPとオプティカルブラック
部OPBの境界部分の断面を示しており、有効画素部E
Pでは、アルミニウム膜からなる遮光膜3は、各センサ
一部20間の領域上に形成され、各センサ一部2上の領
域は遮光膜3の開口された開口部4とされる。逆に、オ
プティカルブラック部OPBでは、遮光膜3がシリコン
基板1上を一様に覆い、オプティカルブラック部OPB
のセンサ一部2に対して光が直接入射することはない、
このような遮光膜3上には、それぞれ反射防止膜として
機能する染色層5が形成される。すなわち、有効画素部
EPでは、各センサ一部2の間の領域上に形成された各
遮光膜3上に染色層5がそれぞれ形成され、オプティカ
ルブラック部OPBでは、該オプティカルブラック部O
PBの全面を覆う遮光膜3上に染色層5がその遮光膜3
を覆って形成される。このオプティカルブラック部OP
Bの染色層5は、遮光M3を覆うように形成されて後述
するようにフレアを吸収するように機能する。FIG. 1 shows a cross section of the boundary between the effective pixel portion EP and the optical black portion OPB, and shows the effective pixel portion E.
In P, the light shielding film 3 made of an aluminum film is formed on the region between each sensor part 20, and the region above each sensor part 2 is made into the opening 4 of the light shielding film 3. Conversely, in the optical black part OPB, the light shielding film 3 uniformly covers the silicon substrate 1, and the optical black part OPB
No light is directly incident on the sensor part 2,
A dyed layer 5 functioning as an antireflection film is formed on each of the light shielding films 3. That is, in the effective pixel part EP, the dyed layer 5 is formed on each light shielding film 3 formed on the area between the sensor parts 2, and in the optical black part OPB, the dyed layer 5 is formed on each light shielding film 3 formed on the area between the sensor parts 2.
A dyed layer 5 is placed on the light shielding film 3 covering the entire surface of the PB.
formed over the This optical black part OP
The dyed layer 5 of B is formed to cover the light shielding M3 and functions to absorb flare as described later.
染色層5上には、レンズ材料層を加工して、集光レンズ
6が面素毎に形成される。すなわち、有効画素部EP上
では、各開口部4上に集光レンズ6が配され、オプティ
カルブラック部OPB上では有効画素部EP上の集光レ
ンズ6と同じピッチで配された集光レンズ6が形成され
る。有効画素部EP上の集光レンズ6は、入射光を集束
して、見掛は上の開口率を向上させる機能を有する。ま
た、オプティカルブラック部OPB上の集光レンズ6は
、有効画素部EP上のそれと連続的に形成されるため、
有効画素部EPの周辺部分のレンズ形状をその中央部分
と同様のレンズ形状に維持させることが可能となる。こ
のような各集光レンズ6上には、シールガラス7が配さ
れ、そのシールガラス7を介して入射光が入射する。On the dyed layer 5, a condenser lens 6 is formed for each surface element by processing a lens material layer. That is, on the effective pixel part EP, a condenser lens 6 is arranged above each opening 4, and on the optical black part OPB, the condenser lens 6 is arranged at the same pitch as the condenser lens 6 on the effective pixel part EP. is formed. The condensing lens 6 on the effective pixel portion EP has the function of converging incident light and apparently improving the aperture ratio. Furthermore, since the condenser lens 6 on the optical black portion OPB is formed continuously with that on the effective pixel portion EP,
It becomes possible to maintain the lens shape of the peripheral portion of the effective pixel portion EP to be the same as that of the central portion. A sealing glass 7 is disposed on each such condensing lens 6, and the incident light enters through the sealing glass 7.
このような構造の本実施例のCCD固体撮像素子では、
次のような機構により、オプティカルブラック部○PB
からのフレアが抑えられる。In the CCD solid-state image sensor of this example having such a structure,
By the following mechanism, the optical black part ○PB
Flare from the air can be suppressed.
例えば、第1図に示すように、シールガラス7を介して
光線P、が入射したものとすると、その光線P0はオプ
ティカルブラック部OPB上の集光レンズ6に入射する
。その光線P、は、集光レンズ6の界面で屈折し、その
屈折光P1は集束されながら染色層5に向かう、この染
色層5は、反射防止膜として機能するため、屈折光P、
はその染色層5で弱められ、染色層5からの反射光P2
はその光強度が十分に小さいものとなる。従って、集光
レンズ6で集光された光の反射が防止され、フレアのレ
ベルを十分に小さくすることが可能となる。For example, as shown in FIG. 1, when a light ray P is incident through the seal glass 7, the light ray P0 is incident on the condenser lens 6 on the optical black portion OPB. The light ray P is refracted at the interface of the condenser lens 6, and the refracted light P1 is focused while heading toward the dyeing layer 5. Since the dyeing layer 5 functions as an anti-reflection film, the refracted light P1
is weakened by the dyeing layer 5, and the reflected light P2 from the dyeing layer 5
The light intensity is sufficiently small. Therefore, reflection of the light condensed by the condenser lens 6 is prevented, making it possible to sufficiently reduce the level of flare.
なお、本実施例では、反射防止膜として染色層5を用い
たが、他の反射防止機能を有し、プロセス上適合できる
膜であれば他の材料膜であっても良い。In this embodiment, the dyed layer 5 is used as the antireflection film, but other material films may be used as long as they have other antireflection functions and are compatible with the process.
第2の実施例
本実施例は、第1の実施例の変形例であって、集光レン
ズの下部のみに反射防止膜として機能する染色層を設け
た例である。Second Embodiment This embodiment is a modification of the first embodiment, and is an example in which a dyed layer functioning as an antireflection film is provided only under the condenser lens.
本実施例のCCD固体撮像素子は、第2図に示す要部を
有しており、有効画素部BPとオ、ブチイカルブラツク
部OPBの関係は第5図を用いて第1の実施例で説明し
たものに準する。The CCD solid-state image pickup device of this embodiment has the main parts shown in FIG. Conforms to what is described.
このCCD固体撮像素子の構造について、第2図を参照
しながら説明すると、まず、シリコン基板11の表面に
所定の間隔で光電変換を行うためのセンサ一部12が配
列される。有効画素部EPでは、アルミニウム膜からな
る遮光膜13は、各センサ一部12の間の領域上に形成
され、各センサ一部12上の領域は遮光1113の開口
された開口部14とされる。逆に、オプティカルブラッ
ク部OPBでは、遮光膜13がシリコン基板11を一様
に覆い、オプティカルブラック部OPBのセンサ一部1
2に対して光が直接入射することはない。The structure of this CCD solid-state image sensor will be described with reference to FIG. 2. First, sensor portions 12 for performing photoelectric conversion are arranged on the surface of a silicon substrate 11 at predetermined intervals. In the effective pixel portion EP, a light shielding film 13 made of an aluminum film is formed on a region between each sensor part 12, and the region above each sensor part 12 is an opening 14 of a light shield 1113. . Conversely, in the optical black part OPB, the light shielding film 13 uniformly covers the silicon substrate 11, and the sensor part 1 of the optical black part OPB
No light is directly incident on 2.
そして、このような遮光膜13上には、それぞれ反射防
止膜として機能する染色層15a、15bが形成される
。すなわち、有効画素部BPでは、各遮光膜13上に染
色層15aがそれぞれ形成される。この有効画素部EP
の遮光M13は、センサ一部12の間の領域に形成され
ているため、そのセンサ一部12の間の領域で染色層1
5aによる反射防止がなされる。また、オプティカルブ
ラック部OPBでは、その全面を覆う遮光!113上に
複数の染色層15bが形成される。オプティカルブラッ
ク部OPBの染色層15bは、次に説明する集光レンズ
16に対応して配置されており、オプティカルブラック
部OPBの遮光膜13の下に隠されたセンサ一部12に
も対応して配置される。このように染色層15bを各画
素毎のパターンとすることにより、有効画素部EPの染
色層15aとの加工上の連続性を持つことができ、微細
加工に有利となる。On such a light shielding film 13, dyed layers 15a and 15b each functioning as an antireflection film are formed. That is, in the effective pixel portion BP, dyed layers 15a are formed on each light shielding film 13, respectively. This effective pixel portion EP
Since the light shielding M13 is formed in the area between the sensor parts 12, the dyed layer 1 is formed in the area between the sensor parts 12.
5a prevents reflection. In addition, the optical black part OPB covers the entire surface of the area to block light! A plurality of dyed layers 15b are formed on 113. The dyed layer 15b of the optical black part OPB is arranged corresponding to the condensing lens 16 described next, and also corresponds to the sensor part 12 hidden under the light shielding film 13 of the optical black part OPB. Placed. By forming the dyed layer 15b in a pattern for each pixel in this way, it is possible to have continuity in processing with the dyed layer 15a of the effective pixel portion EP, which is advantageous for microfabrication.
染色層15a、15b上には、レンズ材料層を加工して
、第1の実施例と同様に、集光レンズ16が画素毎に形
成される。すなわち、有効画素部EP上では、各開口部
14上に集光レンズ16が配され、オプティカルブラッ
ク部OPB上では有効画素部EP上の集光レンズ16と
同しピッチで配された集光レンズ16が形成される。有
効画素部EP上の集光レンズ16は、入射光を集束して
、見掛は上の開口率を向上させる機能を有する。また、
オプティカルブラック部OPB上の集光レンズ16は、
有効画素部EP上のそれと連続的に形成されるため、有
効画素部EPの周囲のレンズ形状をその中央部と同様の
レンズ形状に維持させることが可能となる。このような
各集光レンズ16上には、シールガラス17が配され、
そのシールガラス17を介して入射光が入射する。On the dyed layers 15a and 15b, a lens material layer is processed to form a condenser lens 16 for each pixel, as in the first embodiment. That is, on the effective pixel part EP, a condenser lens 16 is arranged above each opening 14, and on the optical black part OPB, a condenser lens 16 is arranged at the same pitch as the condenser lens 16 on the effective pixel part EP. 16 is formed. The condenser lens 16 on the effective pixel portion EP has a function of converging incident light and apparently improving the aperture ratio. Also,
The condensing lens 16 on the optical black part OPB is
Since it is formed continuously with that on the effective pixel portion EP, it is possible to maintain the lens shape around the effective pixel portion EP to the same lens shape as the central portion thereof. A sealing glass 17 is arranged on each such condensing lens 16,
Incident light enters through the seal glass 17.
このような構造の本実施例のCCD固体撮像素子は、第
1の実施例と同様に、オプティカルブラック部OPBの
集光レンズエ6で集光された光線は、反射防止膜である
染色層15bでその反射が抑えられることになり、フレ
アの低減を図ることが実現される。また、染色層15b
の加工性も染色層15aとの連続性から向上し、微細加
工にも有利である。In the CCD solid-state image sensing device of this embodiment having such a structure, as in the first embodiment, the light rays condensed by the condenser lens 6 of the optical black portion OPB are absorbed by the dyed layer 15b, which is an anti-reflection film. The reflection is suppressed, and it is possible to reduce flare. In addition, the dyed layer 15b
The processability is also improved due to the continuity with the dyed layer 15a, which is also advantageous for fine processing.
第3の実施例
本実施例は、オプティカルブラック部上の集光レンズを
ハーフピッチずらせたCCD固体撮像素子の例である。Third Embodiment This embodiment is an example of a CCD solid-state image pickup device in which the condenser lens on the optical black portion is shifted by a half pitch.
本実施例のCCD固体撮像素子は、第3図に示す要部を
有しており、有効画素部EPとオプティカルブラック部
OPBの関係は第5rj!Jを用いて第1の実施例で説
明したものに準する。The CCD solid-state image sensor of this embodiment has the main parts shown in FIG. 3, and the relationship between the effective pixel part EP and the optical black part OPB is 5rj! This is similar to that described in the first embodiment using J.
本実施例のCCD固体撮像素子の構造について、第3図
を参照しながら説明すると、第1の実施例や第2の実施
例と同様に、シリコン基板21の表面に所定の間隔で充
電変換を行うためのセンサー部22が配列される。有効
画素部EPでは、アルミニウム膜からなる遮光823は
、各センサ一部22の間のvi域上に形成され、各セン
サ一部22上のN域は遮光膜23が開口された開口部2
4とされる。また、オプティカルブラック部OPBでは
、遮光膜23がシリコン基板21を一様に覆い、オプテ
ィカルブラック部OPBのセンサ一部22に対して光が
直接入射することはない。The structure of the CCD solid-state image sensor of this embodiment will be explained with reference to FIG. Sensor units 22 are arranged to perform this. In the effective pixel portion EP, a light shielding 823 made of an aluminum film is formed on the vi area between each sensor part 22, and an N area above each sensor part 22 is formed on the opening 2 in which the light shielding film 23 is opened.
It is considered to be 4. Further, in the optical black portion OPB, the light shielding film 23 uniformly covers the silicon substrate 21, and no light is directly incident on the sensor portion 22 of the optical black portion OPB.
このような遮光膜23上には、反射防止膜である染色層
25が形成される。有効画素部EPでは、染色層25が
遮光1!I23のピッチに合わせて該遮光膜23上に配
される。この有効画素部BPでは、染色層25の間隔り
は遮光膜23のピッチと等しい。次に、オプティカルブ
ラック部OPBでは、有効画素部EPのピッチをそのま
ま引き継いだ間隔して染色層25が配される。このオプ
ティカルブラック部OPBでは遮光膜23は一様に基板
表面を覆って形成されるが、染色層25は有効画素部E
Pのパターンをそのまま引き継いで形成される。A dyed layer 25, which is an antireflection film, is formed on the light shielding film 23. In the effective pixel portion EP, the dyeing layer 25 is light-shielding 1! They are arranged on the light shielding film 23 in accordance with the pitch of I23. In this effective pixel portion BP, the interval between the dyed layers 25 is equal to the pitch between the light shielding films 23. Next, in the optical black portion OPB, dyed layers 25 are arranged at intervals that are the same as the pitch of the effective pixel portion EP. In this optical black part OPB, the light shielding film 23 is formed uniformly covering the substrate surface, but the dyeing layer 25 is formed in the effective pixel part E.
It is formed by taking over the pattern of P as it is.
この反射防止膜として機能する染色層25上には、レン
ズ材料層を加工して集光レンズ26が形成される。この
集光レンズ26は、有効画素部EP上では、開口部24
上に各画素毎に形成される。A condenser lens 26 is formed on the dyed layer 25 functioning as an antireflection film by processing a lens material layer. This condensing lens 26 has an opening 24 on the effective pixel portion EP.
are formed for each pixel on the top.
そして、オプティカルブラック部OPB上にも、同様の
集光レンズ26が形成されるが、有効画素部EPとオプ
ティカルブラック部OPBの間の領域の空隙部27を介
して、その集光レンズ26のピッチは半画案分ずれた位
置に配されることになる。すなわち、有効画素部BPで
は集光レンズ26は周期tを以て規則正しく配列されて
いるが、有効画素部EPとオプティカルブラック部OP
Bの境界に設けられた空隙部27は1/2のサイズを以
て配されており、この空隙部27上には集光レンズ26
は形成されない、その結果、オプティカルブラック部O
PBではその空隙部27に隣接して集光レンズ26が再
び周期lを以て規則正しく配列されるが、有効画素部B
Pからみると空隙部27のサイズ分だけずれていること
になり、結局オプティカルブラック部OPBでは有効画
素部EPに比べて半画案分ずれることになる。A similar condensing lens 26 is also formed on the optical black portion OPB, but the pitch of the condensing lens 26 is will be placed at a position shifted by half a picture. That is, in the effective pixel part BP, the condensing lenses 26 are regularly arranged with a period t, but in the effective pixel part EP and the optical black part OP,
A gap 27 provided at the boundary of B is arranged with a size of 1/2, and a condenser lens 26 is placed above this gap 27.
is not formed, as a result, the optical black part O
In PB, the condensing lenses 26 are again arranged regularly with a period l adjacent to the gap 27, but in the effective pixel area B
When viewed from P, there is a shift by the size of the void portion 27, and as a result, the optical black portion OPB is shifted by half a picture compared to the effective pixel portion EP.
このような集光レンズ26上には、シールガラス28が
形成され、このシールガラス28を介して入射光が入射
する。A sealing glass 28 is formed on such a condensing lens 26, and incident light enters through this sealing glass 28.
本実施例のCCD固体撮像素子では、前述のようにオプ
ティカルブラック部OPBの集光レンズ26のピッチが
半画案分ずらせて配列される。−方、その下部の染色層
25は、有効画素部EPとオプティカルブラック部OP
Bで連続的に間隔りを以て配されている。従って、有効
画素部EPの集光レンズ26で集められた光は、開口部
24を介してセンサ一部22に入射するが、オプティカ
ルブラック部OPBの集光レンズ26で集光された光は
、オプティカルブラック部OPHの染色層25に集めら
れることになる。第3図中、光線QI+Q2はそれぞれ
オプティカルブラック部OPBの集光レンズ26で集光
される光線を示しており、それぞれオプティカルブラッ
ク部OPHの染色層25に集められる。このように染色
層25に集められた光は、その反射が防止されるため、
フレアの低減がなされることになる。In the CCD solid-state image sensor of this embodiment, as described above, the pitches of the condensing lenses 26 in the optical black portion OPB are shifted by half a picture. - On the other hand, the lower dyeing layer 25 has an effective pixel part EP and an optical black part OP.
B are arranged continuously at intervals. Therefore, the light collected by the condensing lens 26 of the effective pixel part EP enters the sensor part 22 through the opening 24, but the light collected by the condensing lens 26 of the optical black part OPB is It is collected in the dyed layer 25 of the optical black part OPH. In FIG. 3, light rays QI+Q2 each represent light rays that are condensed by the condensing lens 26 of the optical black portion OPB, and are respectively converged on the dyed layer 25 of the optical black portion OPH. Since the light collected in the dyed layer 25 is prevented from being reflected in this way,
Flare will be reduced.
第4の実施例
本実施例は、オプティカルブラック部上の集光レンズを
平坦化膜に置き換えたCCD固体撮像素子の例である。Fourth Embodiment This embodiment is an example of a CCD solid-state image pickup device in which the condenser lens on the optical black portion is replaced with a flattening film.
本実施例のCCD固体撮像素子は、第4図に示す要部を
有しており、有効画素部EPとオプティカルブラック部
OPBの関係は第5図を用いて第1の実施例で説明した
ものに準する。The CCD solid-state image sensor of this embodiment has the main parts shown in FIG. 4, and the relationship between the effective pixel section EP and the optical black section OPB is as explained in the first embodiment using FIG. In accordance with
本実施例のCCD固体撮像素子の構造について、第4図
を参照しながら説明する。第1の実施例等と同様に、本
実施例のCCD固体撮像素子は、シリコン基板310表
面に所定の間隔で充電変換を行うためのセンサ一部32
が配列される。有効画素部EPでは、アルミニウム膜か
らなる遮光膜33は、各センサ一部32の間の領域上に
形成され、各センサ一部32上の領域は遮光膜33が開
口された開口部34とされる。また、オプティカルブラ
ック部OPBでは、遮光膜33がシリコン基板31を一
様に覆う。The structure of the CCD solid-state image sensing device of this example will be explained with reference to FIG. Similar to the first embodiment, the CCD solid-state image sensor of this embodiment has a sensor portion 32 on the surface of a silicon substrate 310 for performing charge conversion at predetermined intervals.
are arranged. In the effective pixel portion EP, a light shielding film 33 made of an aluminum film is formed on a region between each sensor part 32, and a region above each sensor part 32 is an opening 34 in which the light shielding film 33 is opened. Ru. Further, in the optical black portion OPB, the light shielding film 33 uniformly covers the silicon substrate 31.
このような遮光膜33上には、反射防止膜である染色層
35が形成される。有効画素部EPでは、染色層35が
遮光膜33のピッチに合わせて該遮光膜33上に配され
る。そして、オプティカルブラック部OPBでは染色層
35が有効画素部EPと同様の周期的なパターンで連続
的に形成される。A dyed layer 35, which is an antireflection film, is formed on the light shielding film 33. In the effective pixel portion EP, the dyed layer 35 is arranged on the light shielding film 33 in accordance with the pitch of the light shielding film 33. In the optical black portion OPB, the dyeing layer 35 is continuously formed in a periodic pattern similar to that in the effective pixel portion EP.
そして、本実施例では、各画素毎に開口部34上に形成
される集光レンズ36が、を効画素部EPのみで形成さ
れ、オプティカルブラック部OPBでは集光レンズが形
成されずに平坦化膜37のみが積層して形成される。平
坦化膜37や集光レンズ36を得るためのレンズ材料層
の厚みTは、他の実施例のものに比べて比較的に厚いも
のとされ、このようにある程度厚く形成することで、集
光レンズ36のパターンの連続性を代わりの平坦化膜3
7によって確保することが可能である。このようにオプ
ティカルブラック部OPBに平坦化膜37を形成するこ
とにより、オプティカルブラック部OPBの集光率は低
減され、その結果、フレアの強調は抑制されることにな
る。従って、オプティカルブラック部OPB上のアルミ
ニウム膜である遮光膜33による反射に起因したフレア
は低減されることになる。In this embodiment, the condensing lens 36 formed on the aperture 34 for each pixel is formed only in the effective pixel part EP, and the condensing lens is not formed in the optical black part OPB and is flattened. Only the film 37 is formed by stacking. The thickness T of the lens material layer for obtaining the flattening film 37 and the condensing lens 36 is made relatively thicker than that of other embodiments. The continuity of the pattern of the lens 36 is maintained by the flattening film 3 instead.
7. By forming the flattening film 37 in the optical black part OPB in this manner, the light collection rate of the optical black part OPB is reduced, and as a result, flare is suppressed from being emphasized. Therefore, flare caused by reflection by the light shielding film 33, which is an aluminum film on the optical black portion OPB, is reduced.
なお、本実施例では、オプティカルブラック部OPB上
の集光レンズを平坦な平坦化膜としたが、これに限らず
、有効画素部EPのレンズ形状よりも曲率の小さなレン
ズをオプティカルブラック部上に形成するようにしても
良い、このような場合でも、オプティカルブラック部に
おける集光率が低下するため、フレアの低減がなされる
ことになる。In this embodiment, the condensing lens on the optical black part OPB is made of a flat flattening film, but the invention is not limited to this. Even in such a case, the light condensing efficiency in the optical black portion decreases, so that flare is reduced.
本発明の固体撮像素子は、上述のように、反射防止膜に
集光させる構造やオプティカルブラック部の集光率を低
くする構造により、オプティカルブラック部の遮光膜に
入射する光の反射によるフレアを低減させることができ
る。その結果、本発明の固体撮像素子では、フレアのレ
ベルの低い高画質の映像信号を得ることができる。As described above, the solid-state image sensor of the present invention has a structure that focuses light on the antireflection film and a structure that reduces the light collection rate of the optical black part, thereby preventing flare caused by reflection of light incident on the light shielding film of the optical black part. can be reduced. As a result, the solid-state image sensor of the present invention can obtain a high-quality video signal with a low level of flare.
第1図は本発明の固体撮像素子の一例の要部断面図、第
2図は本発明の固体撮像素子の他の一例の要部断面図、
第3図は本発明の固体撮像素子のさらに他の一例の要部
断面図、第4図は本発明の固体撮像素子のまた更に他の
一例の要部断面図、第5図は本発明の固体撮像素子の有
効画素部とオプティカルブラック部の配置を示す平面図
、第6図は従来の固体撮像素子の一例の要部断面図であ
る。
1.11,21.31・・・シリコン基板2.12,2
2.32・・・センサ一部3.13,23.33・・・
遮光膜
4.14,24.34・・・開口部
5.15a、15b、25.35=−染色層6.16.
26.36・・・遮光膜
27・・・空隙部
37・・・平坦化膜
第3図
特許出願人 ソニー株式会社
代理人弁理士 小泡 晃(他2名)
第4図FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an example of a solid-state image sensor of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of another example of a solid-state image sensor of the present invention,
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of still another example of the solid-state image sensor of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of still another example of the solid-state image sensor of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of an effective pixel section and an optical black section of a solid-state image sensor, and a sectional view of a main part of an example of a conventional solid-state image sensor. 1.11, 21.31...Silicon substrate 2.12, 2
2.32... Sensor part 3.13, 23.33...
Light-shielding film 4.14, 24.34...openings 5.15a, 15b, 25.35=-dyed layer 6.16.
26.36... Light-shielding film 27... Cavity 37... Flattening film Figure 3 Patent applicant: Sony Corporation Patent attorney Akira Kobu (2 others) Figure 4
Claims (2)
設けられる固体撮像素子において、 そのオプティカルブラック部では反射防止膜に入射光が
集光されることを特徴とする固体撮像素子。(1) A solid-state image sensor in which an optical black portion is provided adjacent to an effective pixel portion, wherein incident light is focused on an antireflection film in the optical black portion.
設けられる面体撮像素子において、 そのオプティカルブラック部の集光レンズの集光率は上
記有効画素部の集光レンズのそれよりも低くされること
を特徴とする固体撮像素子。(2) In a faceted image sensor in which an optical black part is provided adjacent to an effective pixel part, the light collection efficiency of the condensing lens in the optical black part is lower than that of the condensing lens in the effective pixel part. Characteristic solid-state image sensor.
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---|---|---|---|
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