JPH11284158A - 固体撮像素子と固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子と固体撮像素子の製造方法Info
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- JPH11284158A JPH11284158A JP8167598A JP8167598A JPH11284158A JP H11284158 A JPH11284158 A JP H11284158A JP 8167598 A JP8167598 A JP 8167598A JP 8167598 A JP8167598 A JP 8167598A JP H11284158 A JPH11284158 A JP H11284158A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- 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
- 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
- H10F39/805—Coatings
- H10F39/8053—Colour filters
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体撮像素子の画質の向上を図り、製造工程
を簡略化させる。 【解決手段】 受光センサ部上に、凹部を有する層間膜
を有し、この凹部を埋め込んで、凹部の曲面により受光
センサ部に入射光を集光させるために必要な曲率の凸部
が形成された層内カラーフィルターを有する構造の固体
撮像素子を作製する。
を簡略化させる。 【解決手段】 受光センサ部上に、凹部を有する層間膜
を有し、この凹部を埋め込んで、凹部の曲面により受光
センサ部に入射光を集光させるために必要な曲率の凸部
が形成された層内カラーフィルターを有する構造の固体
撮像素子を作製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子と固
体撮像素子の製造方法に係わる。
体撮像素子の製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】近年、固体撮像素子においては、その小
型化や画素の高密度化が進み、これに伴って、受光エリ
アが縮小され、感度低下などの特性の劣化を招いてい
る。感度低下の対策としては、例えば、マイクロレン
ズ、いわゆるオンチップレンズや、層内レンズを設け、
受光センサ部での集光効率を高めるといったことが提案
されている。以下に従来における固体撮像素子の構造を
説明する。
型化や画素の高密度化が進み、これに伴って、受光エリ
アが縮小され、感度低下などの特性の劣化を招いてい
る。感度低下の対策としては、例えば、マイクロレン
ズ、いわゆるオンチップレンズや、層内レンズを設け、
受光センサ部での集光効率を高めるといったことが提案
されている。以下に従来における固体撮像素子の構造を
説明する。
【０００３】図１４に従来の層内レンズを有する構造の
固体撮像素子の固体撮像素子１００の概略断面図を示
す。
固体撮像素子の固体撮像素子１００の概略断面図を示
す。
【０００４】図１４に示すように、シリコン基板１０１
上には、光電変換を行う多数の受光センサ部１０２が配
列形成されている。受光センサ部１０２の一方の側に
は、読み出しゲート１０３を介して電荷転送部１０４が
形成され、他方の側には、チャネルストップ１０５を介
して他の受光センサ部１０２に対する電荷転送部１０４
が形成されている。
上には、光電変換を行う多数の受光センサ部１０２が配
列形成されている。受光センサ部１０２の一方の側に
は、読み出しゲート１０３を介して電荷転送部１０４が
形成され、他方の側には、チャネルストップ１０５を介
して他の受光センサ部１０２に対する電荷転送部１０４
が形成されている。
【０００５】受光センサ部１０２で光電変換されて得ら
れた信号電荷は、読み出しゲート１０３を介して上記一
方の電荷転送部１０４に読み出され、さらに電荷転送部
１０４にて転送されるようになされている。また、シリ
コン基板１０１の表面部には、熱酸化法やＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
等によって形成されたＳｉＯ2 絶縁膜１０６が設けられ
ている。
れた信号電荷は、読み出しゲート１０３を介して上記一
方の電荷転送部１０４に読み出され、さらに電荷転送部
１０４にて転送されるようになされている。また、シリ
コン基板１０１の表面部には、熱酸化法やＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
等によって形成されたＳｉＯ2 絶縁膜１０６が設けられ
ている。
【０００６】絶縁膜１０６上には、電荷転送部１０４の
ほぼ直上位置に、ポリシリコンからなる転送電極１０７
が形成されており、さらに転送電極１０７とは一部が重
なり合う状態で他の転送電極（図示せず）が形成されて
いる。これらの転送電極１０７の表面上、すなわちその
上面および側面上には、転送電極１０７を覆い、さらに
転送電極間１０７間に臨む受光センサ部１０２上の絶縁
膜１０６を覆って、層間絶縁膜１０８が形成されてい
る。
ほぼ直上位置に、ポリシリコンからなる転送電極１０７
が形成されており、さらに転送電極１０７とは一部が重
なり合う状態で他の転送電極（図示せず）が形成されて
いる。これらの転送電極１０７の表面上、すなわちその
上面および側面上には、転送電極１０７を覆い、さらに
転送電極間１０７間に臨む受光センサ部１０２上の絶縁
膜１０６を覆って、層間絶縁膜１０８が形成されてい
る。
【０００７】この層間絶縁膜１０８上には、上記転送電
極１０７を覆った状態で、遮光膜１０９が形成されてい
る。この遮光膜１０９は、スミアを抑えるため受光セン
サ部１０２の直上にまで張り出してなる張出部１０９ａ
が形成されてなり、受光センサ部１０２の直上に上記張
出部１０９ａで囲った状態に開口部１１０が形成された
ものである。また、この遮光膜１０９は、高融点金属の
例えばタングステンにより形成する。
極１０７を覆った状態で、遮光膜１０９が形成されてい
る。この遮光膜１０９は、スミアを抑えるため受光セン
サ部１０２の直上にまで張り出してなる張出部１０９ａ
が形成されてなり、受光センサ部１０２の直上に上記張
出部１０９ａで囲った状態に開口部１１０が形成された
ものである。また、この遮光膜１０９は、高融点金属の
例えばタングステンにより形成する。
【０００８】この遮光膜１０９上には、遮光膜１０９お
よび開口部１１０に臨む層間絶縁膜１０８を覆って、Ｂ
ＰＳＧ（ボロン・リン・シリケートガラス）よりなる層
間膜１１１が形成されている。この層間膜１１１は、リ
フロー処理されることにより、転送電極１０７間の受光
センサ部１０２上に、凹部１１１ａが形成される。この
凹部１１１ａは所要の曲率に調整されて加工される。こ
の層間膜１１１上には、その表面を覆って、パッシベー
ション膜１１２が形成される。
よび開口部１１０に臨む層間絶縁膜１０８を覆って、Ｂ
ＰＳＧ（ボロン・リン・シリケートガラス）よりなる層
間膜１１１が形成されている。この層間膜１１１は、リ
フロー処理されることにより、転送電極１０７間の受光
センサ部１０２上に、凹部１１１ａが形成される。この
凹部１１１ａは所要の曲率に調整されて加工される。こ
の層間膜１１１上には、その表面を覆って、パッシベー
ション膜１１２が形成される。
【０００９】パッシベーション膜１１２の上には、層間
膜１１１の凹部１１１ａを埋め込んだ状態に層内レンズ
材が成膜され、凹部１１１ａによって所要の曲率の凸部
を有する層内レンズ１１４が形成される。この層内レン
ズ１１４は、表面が公知のいわゆるレジストエッチバッ
ク法、あるいはＣＭＰ法（化学機械研磨法）によって平
坦化されている。
膜１１１の凹部１１１ａを埋め込んだ状態に層内レンズ
材が成膜され、凹部１１１ａによって所要の曲率の凸部
を有する層内レンズ１１４が形成される。この層内レン
ズ１１４は、表面が公知のいわゆるレジストエッチバッ
ク法、あるいはＣＭＰ法（化学機械研磨法）によって平
坦化されている。
【００１０】平坦化された層内レンズ１１４の上には、
カラーフィルター層１１６が形成される。このカラーフ
ィルター層１１６は、色素が分散された樹脂等により公
知の方法により形成することができる。
カラーフィルター層１１６が形成される。このカラーフ
ィルター層１１６は、色素が分散された樹脂等により公
知の方法により形成することができる。
【００１１】このカラーフィルター層１１６の上には、
透明樹脂等からなるマイクロレンズ１１７が形成されて
いる。このマイクロレンズ１１７は、入射光を層内レン
ズ１１４を介して遮光膜１０９の開口部１０９ａに導
き、受光センサ部１０２上に入射させるためのものであ
る。よって、このマイクロレンズ１１７の曲率は、図１
４に示す固体撮像素子１００における受光センサ部１０
２からマイクロ１１７の底面までの距離に応じて所望の
値に選定する。
透明樹脂等からなるマイクロレンズ１１７が形成されて
いる。このマイクロレンズ１１７は、入射光を層内レン
ズ１１４を介して遮光膜１０９の開口部１０９ａに導
き、受光センサ部１０２上に入射させるためのものであ
る。よって、このマイクロレンズ１１７の曲率は、図１
４に示す固体撮像素子１００における受光センサ部１０
２からマイクロ１１７の底面までの距離に応じて所望の
値に選定する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
において示した構造の固体撮像素子においては、以下に
述べる不都合が生じる。すなわち、図１４に示す層内レ
ンズ１１４を有する構造の固体撮像素子１００において
は、層内レンズ１１４とカラーフィルター層１１６と
が、それぞれ設けられるため、受光センサ部１０２から
マイクロレンズ１１７の底面までの全体の厚さが、４〜
５μｍ程度以上になり、受光センサ部１０２とマイクロ
レンズ１１７までの距離が大となる。
において示した構造の固体撮像素子においては、以下に
述べる不都合が生じる。すなわち、図１４に示す層内レ
ンズ１１４を有する構造の固体撮像素子１００において
は、層内レンズ１１４とカラーフィルター層１１６と
が、それぞれ設けられるため、受光センサ部１０２から
マイクロレンズ１１７の底面までの全体の厚さが、４〜
５μｍ程度以上になり、受光センサ部１０２とマイクロ
レンズ１１７までの距離が大となる。
【００１３】このように、受光センサ部１０２からマイ
クロレンズ１１７までの距離が大となると、図１５に示
すように、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のよ
うに、マイクロレンズ１１７に対して斜めに入射する光
が増加した場合、図１５において破線で示すように、マ
イクロレンズ１１７により集光された光は、遮光膜１０
９の開口の中心からずれるため、受光センサ部１０２へ
の集光率が低下する。すなわち、Ｆ値依存が悪化して、
平行光に対する感度は良好だが、絞り開放側での感度低
下が顕著となる。また、集光された光が、遮光膜１０９
の開口端に近づくことにより、隣接の受光センサ部１０
２や電荷転送領域（図示せず）に信号電荷を混入させ
て、いわゆるスミアを発生させる。
クロレンズ１１７までの距離が大となると、図１５に示
すように、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のよ
うに、マイクロレンズ１１７に対して斜めに入射する光
が増加した場合、図１５において破線で示すように、マ
イクロレンズ１１７により集光された光は、遮光膜１０
９の開口の中心からずれるため、受光センサ部１０２へ
の集光率が低下する。すなわち、Ｆ値依存が悪化して、
平行光に対する感度は良好だが、絞り開放側での感度低
下が顕著となる。また、集光された光が、遮光膜１０９
の開口端に近づくことにより、隣接の受光センサ部１０
２や電荷転送領域（図示せず）に信号電荷を混入させ
て、いわゆるスミアを発生させる。
【００１４】また、上記のように受光センサ部１０２か
らマイクロレンズ１１７までの距離に応じてマイクロレ
ンズ１１７の曲率が決定されるため、受光センサ部１０
２からマイクロレンズ１１７までの距離が大となると、
それに応じてマイクロレンズ１１７の曲率を大きくする
必要が生じる。
らマイクロレンズ１１７までの距離に応じてマイクロレ
ンズ１１７の曲率が決定されるため、受光センサ部１０
２からマイクロレンズ１１７までの距離が大となると、
それに応じてマイクロレンズ１１７の曲率を大きくする
必要が生じる。
【００１５】このように、カラーフィルター１１６上の
マイクロレンズ１１７の曲率が大きくなると、図１４に
示すように、マイクロレンズ１１７で集光した光Ｌが、
カラーフィルター１１６の端部で蹴られてしまう。これ
は微小黒点の増加の原因になり、画質の低下を引き起こ
す。
マイクロレンズ１１７の曲率が大きくなると、図１４に
示すように、マイクロレンズ１１７で集光した光Ｌが、
カラーフィルター１１６の端部で蹴られてしまう。これ
は微小黒点の増加の原因になり、画質の低下を引き起こ
す。
【００１６】本発明は、上記事情に鑑みて、上記不都合
を解消するため、受光センサ部１０２からマイクロレン
ズ１１７までの距離を薄くした構造の固体撮像素子を提
供するものである。
を解消するため、受光センサ部１０２からマイクロレン
ズ１１７までの距離を薄くした構造の固体撮像素子を提
供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、基板上に、光電変換をなす受光センサ部を有し、受
光センサ部上に、凹部を有する層間膜を有し、層間膜上
に、層間膜の凹部を埋め込んで、凹部の曲面によって受
光センサ部に入射光を集光させるために必要な曲率の凸
部が形成された層内カラーフィルターを有し、層内カラ
ーフィルター上に、マイクロレンズを有するものとし、
この層内カラーフィルターは、入射光を受光センサに集
光する層内レンズと、カラーフィルターの双方の機能を
備え、これらの役割を兼ねているものとする。
は、基板上に、光電変換をなす受光センサ部を有し、受
光センサ部上に、凹部を有する層間膜を有し、層間膜上
に、層間膜の凹部を埋め込んで、凹部の曲面によって受
光センサ部に入射光を集光させるために必要な曲率の凸
部が形成された層内カラーフィルターを有し、層内カラ
ーフィルター上に、マイクロレンズを有するものとし、
この層内カラーフィルターは、入射光を受光センサに集
光する層内レンズと、カラーフィルターの双方の機能を
備え、これらの役割を兼ねているものとする。
【００１８】また、本発明の固体撮像素子は、基板上に
転送電極を形成し、転送電極を覆って層間絶縁膜を形成
し、遮光膜を形成し、遮光膜を覆って層間膜を積層形成
し、層間膜の凹部の形成を行い、層間膜の上に、層間膜
の凹部を埋め込んで、この凹部の曲面によって受光素子
に入射光を集光させるために必要な曲率の凸部を有する
層内カラーフィルターを形成し、層内カラーフィルター
上に、マイクロレンズを形成することにより作製する。
転送電極を形成し、転送電極を覆って層間絶縁膜を形成
し、遮光膜を形成し、遮光膜を覆って層間膜を積層形成
し、層間膜の凹部の形成を行い、層間膜の上に、層間膜
の凹部を埋め込んで、この凹部の曲面によって受光素子
に入射光を集光させるために必要な曲率の凸部を有する
層内カラーフィルターを形成し、層内カラーフィルター
上に、マイクロレンズを形成することにより作製する。
【００１９】本発明の固体撮像素子の構造によれば、層
内カラーフィルターは、従来構造の固体撮像素子におけ
る層内レンズとカラーフィルターの双方の機能を有し、
これらの役割を兼ねている。本発明の固体撮像素子の構
造によれば、層内カラーフィルターが、カラーフィルタ
ーの機能を有し、かつ受光センサ部に入射光を集光させ
るために必要な曲率の凸部を有するレンズである層内レ
ンズの機能を有することから、層内レンズとカラーフィ
ルターを別個に設ける必要がなくなり、受光センサ部か
らマイクロレンズまでの距離が小さくなる。また、これ
により、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のよう
に、マイクロレンズに対して斜めに入射する光が増加し
た場合においても、マイクロレンズにより集光された光
は、遮光膜の開口の中心からずれることがない。
内カラーフィルターは、従来構造の固体撮像素子におけ
る層内レンズとカラーフィルターの双方の機能を有し、
これらの役割を兼ねている。本発明の固体撮像素子の構
造によれば、層内カラーフィルターが、カラーフィルタ
ーの機能を有し、かつ受光センサ部に入射光を集光させ
るために必要な曲率の凸部を有するレンズである層内レ
ンズの機能を有することから、層内レンズとカラーフィ
ルターを別個に設ける必要がなくなり、受光センサ部か
らマイクロレンズまでの距離が小さくなる。また、これ
により、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のよう
に、マイクロレンズに対して斜めに入射する光が増加し
た場合においても、マイクロレンズにより集光された光
は、遮光膜の開口の中心からずれることがない。
【００２０】また、受光センサ部からマイクロレンズま
での距離を小さくできたため、マイクロレンズの曲率が
小さく選定される。これにより、マイクロレンズで集光
した光Ｌが、カラーフィルターの端部で蹴られることを
回避することができる。
での距離を小さくできたため、マイクロレンズの曲率が
小さく選定される。これにより、マイクロレンズで集光
した光Ｌが、カラーフィルターの端部で蹴られることを
回避することができる。
【００２１】本発明の固体撮像素子の製造方法によれ
ば、固体撮像素子の製造工程において、層内レンズと、
カラーフィルター層を別々に形成することがなくなる。
ば、固体撮像素子の製造工程において、層内レンズと、
カラーフィルター層を別々に形成することがなくなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の固体撮像素子は、基板上
に、光電変換をなす受光センサ部と、受光センサ部から
読み出された信号電荷を転送する電荷転送部と、基板上
の、電荷転送部のほぼ直上位置に絶縁膜を介して設けら
れた転送電極とを有するものし、受光センサ部上に、所
定の曲率の凹部を有する層間膜を有し、層間膜上に、層
間膜の凹部を埋め込んで、凹部の曲面によって、受光セ
ンサ部に入射光を集光させるために必要な曲率の凸部が
形成された層内カラーフィルターを有し、層内カラーフ
ィルター上に、マイクロレンズを有するものとし、この
層内カラーフィルターは、入射光を受光センサに集光す
る層内レンズと、カラーフィルターの双方の機能を有す
るものとする。
に、光電変換をなす受光センサ部と、受光センサ部から
読み出された信号電荷を転送する電荷転送部と、基板上
の、電荷転送部のほぼ直上位置に絶縁膜を介して設けら
れた転送電極とを有するものし、受光センサ部上に、所
定の曲率の凹部を有する層間膜を有し、層間膜上に、層
間膜の凹部を埋め込んで、凹部の曲面によって、受光セ
ンサ部に入射光を集光させるために必要な曲率の凸部が
形成された層内カラーフィルターを有し、層内カラーフ
ィルター上に、マイクロレンズを有するものとし、この
層内カラーフィルターは、入射光を受光センサに集光す
る層内レンズと、カラーフィルターの双方の機能を有す
るものとする。
【００２３】以下、本発明の固体撮像素子の一例につい
て説明するが、本発明は、以下の例に限定されるもので
はない。図１に本発明の固体撮像素子１０の一例の概略
断面図を示す。図１に示すように、例えばシリコンより
なる基板１１上には、光電変換を行う多数の受光センサ
部１２が配列形成されている。シリコン基板１１上にお
いて、受光センサ部１２の一方の側には、読み出しゲー
ト１３を介して電荷転送部１４が形成され、他方の側に
は、チャネルストップ１５を介して他の電荷転送部１４
が形成されている。受光センサ部１２で光電変換されて
得られた信号電荷は、読み出しゲート１３を介して上記
一方の電荷転送部１４に読み出され、さらに電荷転送部
１４にて転送されるようになされている。また、シリコ
ン基板１１の表面部には、例えば熱酸化法やＣＶＤ法等
によって形成されたＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１６が設け
られている。
て説明するが、本発明は、以下の例に限定されるもので
はない。図１に本発明の固体撮像素子１０の一例の概略
断面図を示す。図１に示すように、例えばシリコンより
なる基板１１上には、光電変換を行う多数の受光センサ
部１２が配列形成されている。シリコン基板１１上にお
いて、受光センサ部１２の一方の側には、読み出しゲー
ト１３を介して電荷転送部１４が形成され、他方の側に
は、チャネルストップ１５を介して他の電荷転送部１４
が形成されている。受光センサ部１２で光電変換されて
得られた信号電荷は、読み出しゲート１３を介して上記
一方の電荷転送部１４に読み出され、さらに電荷転送部
１４にて転送されるようになされている。また、シリコ
ン基板１１の表面部には、例えば熱酸化法やＣＶＤ法等
によって形成されたＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１６が設け
られている。
【００２４】絶縁膜１６上には、電荷転送部１４のほぼ
直上位置に、例えばポリシリコンからなる転送電極１７
が形成されており、さらに転送電極１７とは一部が重な
り合う状態で他の転送電極（図示せず）が形成されてい
る。これらの転送電極１７の表面上、すなわちその上面
および側面上には、転送電極１７を覆い、さらに転送電
極１７間に臨む受光センサ部１２上の絶縁膜１６を覆っ
て、層間絶縁膜１８が形成されている。
直上位置に、例えばポリシリコンからなる転送電極１７
が形成されており、さらに転送電極１７とは一部が重な
り合う状態で他の転送電極（図示せず）が形成されてい
る。これらの転送電極１７の表面上、すなわちその上面
および側面上には、転送電極１７を覆い、さらに転送電
極１７間に臨む受光センサ部１２上の絶縁膜１６を覆っ
て、層間絶縁膜１８が形成されている。
【００２５】この層間絶縁膜１８上には、転送電極１７
を覆った状態で、例えば、タングステン（Ｗ）等の高融
点金属により遮光膜１９が形成されている。この遮光膜
１９は、スミアを抑えるため受光センサ部１２の直上に
まで張り出してなる張出部１９ａが形成されてなり、受
光センサ部１２の直上に上記張出部１９ａで囲った状態
に開口部２０が形成されたものである。
を覆った状態で、例えば、タングステン（Ｗ）等の高融
点金属により遮光膜１９が形成されている。この遮光膜
１９は、スミアを抑えるため受光センサ部１２の直上に
まで張り出してなる張出部１９ａが形成されてなり、受
光センサ部１２の直上に上記張出部１９ａで囲った状態
に開口部２０が形成されたものである。
【００２６】この遮光膜１９上には、遮光膜１９および
開口部２０に臨む層間絶縁膜１８を覆って、例えばＢＰ
ＳＧ（ボロン・リン・シリケートガラス）よりなる層間
膜２１が形成されている。この層間膜２１は、リフロー
処理されることにより、転送電極１７間の受光センサ部
１２上に、凹部２１ａが形成される。この凹部２１ａは
所要の曲率に調整されて加工される。この層間膜２１上
には、その表面を覆って、例えばＳｉＮ膜や、ＳｉＯＮ
膜をプラズマＣＶＤ法により成膜することにより、パッ
シベーション膜２２が形成されている。
開口部２０に臨む層間絶縁膜１８を覆って、例えばＢＰ
ＳＧ（ボロン・リン・シリケートガラス）よりなる層間
膜２１が形成されている。この層間膜２１は、リフロー
処理されることにより、転送電極１７間の受光センサ部
１２上に、凹部２１ａが形成される。この凹部２１ａは
所要の曲率に調整されて加工される。この層間膜２１上
には、その表面を覆って、例えばＳｉＮ膜や、ＳｉＯＮ
膜をプラズマＣＶＤ法により成膜することにより、パッ
シベーション膜２２が形成されている。
【００２７】パッシベーション膜２２の上には、例えば
色素含有光硬化性樹脂を層間膜２１の凹部２１ａを埋め
込んだ状態に所定のパターンに成膜して、層内カラーフ
ィルター２４が形成されている。この層内カラーフィル
ター２４は、層間膜凹部２１ａを埋め込んで形成される
ことから、凹部２１ａの曲面によって、受光センサ部１
２に入射光を集光させるために必要な曲率の凸部２４ａ
が形成されてなる。この層内カラーフィルター２４は、
図１４に示して説明した従来の固体撮像素子における層
内レンズの役割も兼ねていることから、層間膜２１を形
成するＢＲＳＧよりも屈折率の大きいことが必要であ
る。ここで、層間膜２１のＢＲＳＧの屈折率は、１．４
５〜１．５程度である。この層内カラーフィルター２４
は、例えば、可視光透過領域における平均屈折率が、
１．５５以上である材料により形成されている。
色素含有光硬化性樹脂を層間膜２１の凹部２１ａを埋め
込んだ状態に所定のパターンに成膜して、層内カラーフ
ィルター２４が形成されている。この層内カラーフィル
ター２４は、層間膜凹部２１ａを埋め込んで形成される
ことから、凹部２１ａの曲面によって、受光センサ部１
２に入射光を集光させるために必要な曲率の凸部２４ａ
が形成されてなる。この層内カラーフィルター２４は、
図１４に示して説明した従来の固体撮像素子における層
内レンズの役割も兼ねていることから、層間膜２１を形
成するＢＲＳＧよりも屈折率の大きいことが必要であ
る。ここで、層間膜２１のＢＲＳＧの屈折率は、１．４
５〜１．５程度である。この層内カラーフィルター２４
は、例えば、可視光透過領域における平均屈折率が、
１．５５以上である材料により形成されている。
【００２８】なお、カラーフィルターの可視光透過領域
とは、以下の波長範囲をいう。 レッド ： ５９０〜６４０ｎｍ グリーン：５００〜５８０ｎｍ、 ブルー ： ４２０〜４８０ｎｍ マゼンタ： ４２０〜５００ｎｍ、および５８０〜６４０ｎｍ シアン ： ４２０〜５８０ｎｍ イエロ−： ５００〜６４０ｎｍ
とは、以下の波長範囲をいう。 レッド ： ５９０〜６４０ｎｍ グリーン：５００〜５８０ｎｍ、 ブルー ： ４２０〜４８０ｎｍ マゼンタ： ４２０〜５００ｎｍ、および５８０〜６４０ｎｍ シアン ： ４２０〜５８０ｎｍ イエロ−： ５００〜６４０ｎｍ
【００２９】この層内カラーフィルター２４を形成する
材料としては、例えば、光重合型のアクリル系ネガ型レ
ジストに顔料を分散させたものや、ノボラック系のポジ
型レジストに染料を溶解させたものを適用することがで
きる。
材料としては、例えば、光重合型のアクリル系ネガ型レ
ジストに顔料を分散させたものや、ノボラック系のポジ
型レジストに染料を溶解させたものを適用することがで
きる。
【００３０】図２〜図７に、層内カラーフィルター２４
を形成する、レッド、グリーン、ブルー、マゼンタ、シ
アン、イエロ−のそれぞれの材料における、波長（ｎ
ｍ）と屈折率との関係を示す。図２〜図７に示すよう
に、いずれにおいても、上記カラーフィルターの可視光
透過領域において、平均屈折率が、１．５５以上である
ことがわかる。
を形成する、レッド、グリーン、ブルー、マゼンタ、シ
アン、イエロ−のそれぞれの材料における、波長（ｎ
ｍ）と屈折率との関係を示す。図２〜図７に示すよう
に、いずれにおいても、上記カラーフィルターの可視光
透過領域において、平均屈折率が、１．５５以上である
ことがわかる。
【００３１】この層内カラーフィルター２４の上には、
透明樹脂等よりなる凸型のマイクロレンズ２７が形成さ
れている。このマイクロレンズ２７は、入射光を層内カ
ラーフィルター２４を介して遮光膜１９の開口部１９ａ
に導き、受光センサ部１２上に集光させるためのもので
ある。よって、このマイクロレンズ２７の曲率は、図１
に示す固体撮像素子１０における受光センサ部１２から
マイクロレンズ２７までの距離に応じて所要の値に選定
される。図１に示す固体撮像素子１０においては、層内
レンズとカラーイフィルターを個別に形成することな
く、層内カラーフィルター２４のみを形成した構造とし
たため、受光センサ部からマイクロレンズまでの距離を
小さく、例えば約２．５〜３μｍ程度とすることができ
るため、マイクロレンズの曲率を、図１４に示す従来構
造の固体撮像素子１００におけるマイクロレンズよりも
小さく選定される。
透明樹脂等よりなる凸型のマイクロレンズ２７が形成さ
れている。このマイクロレンズ２７は、入射光を層内カ
ラーフィルター２４を介して遮光膜１９の開口部１９ａ
に導き、受光センサ部１２上に集光させるためのもので
ある。よって、このマイクロレンズ２７の曲率は、図１
に示す固体撮像素子１０における受光センサ部１２から
マイクロレンズ２７までの距離に応じて所要の値に選定
される。図１に示す固体撮像素子１０においては、層内
レンズとカラーイフィルターを個別に形成することな
く、層内カラーフィルター２４のみを形成した構造とし
たため、受光センサ部からマイクロレンズまでの距離を
小さく、例えば約２．５〜３μｍ程度とすることができ
るため、マイクロレンズの曲率を、図１４に示す従来構
造の固体撮像素子１００におけるマイクロレンズよりも
小さく選定される。
【００３２】上述したように、図１に示す固体撮像素子
１０は、図１４に示す従来構造の固体撮像素子１００よ
りも受光センサ部からマイクロレンズの配置面までの距
離を小さく形成することができるため、図８に示すよう
に、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のように、
マイクロレンズ２７に対して斜めに入射する光が増加し
ても、図８中の破線で示すようにマイクロレンズ２７に
より集光された光は、遮光膜１９の開口の中心からずれ
た場合においても、受光センサ部１２へ集光し、従来構
造の固体撮像素子に比べて集光率の向上が図られる。す
なわち、絞り開放側においても感度の低下を低減するこ
とができる。また、集光された光が、隣接の受光センサ
部１２や電荷転送領域（図示せず）に信号電荷を混入さ
せることを回避することができるため、いわゆるスミア
を発生を防止することができる。
１０は、図１４に示す従来構造の固体撮像素子１００よ
りも受光センサ部からマイクロレンズの配置面までの距
離を小さく形成することができるため、図８に示すよう
に、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のように、
マイクロレンズ２７に対して斜めに入射する光が増加し
ても、図８中の破線で示すようにマイクロレンズ２７に
より集光された光は、遮光膜１９の開口の中心からずれ
た場合においても、受光センサ部１２へ集光し、従来構
造の固体撮像素子に比べて集光率の向上が図られる。す
なわち、絞り開放側においても感度の低下を低減するこ
とができる。また、集光された光が、隣接の受光センサ
部１２や電荷転送領域（図示せず）に信号電荷を混入さ
せることを回避することができるため、いわゆるスミア
を発生を防止することができる。
【００３３】図９に、図１４に示した従来の固体撮像素
子１００と、図１に示した本発明の固体撮像素子１０
を、それぞれ１／４インチ３８万画素構造の固体撮像素
子に適用した場合のカメラレンズのＦ値と相対感度の関
係、すなわち、感度のＦ値依存性を示す。図９中、曲線
９１は、本発明の固体撮像素子におけるカメラレンズの
Ｆ値と相対感度の関係、曲線９２は、従来の固体撮像素
子におけるカメラレンズのＦ値と相対感度の関係を表
す。図９によれば、従来の固体撮像素子１００に比べ、
本発明の固体撮像素子１０の方が、Ｆ値を小さくした場
合、すなわちレンズを開放した場合にも感度の低下を低
減できることがわかる。
子１００と、図１に示した本発明の固体撮像素子１０
を、それぞれ１／４インチ３８万画素構造の固体撮像素
子に適用した場合のカメラレンズのＦ値と相対感度の関
係、すなわち、感度のＦ値依存性を示す。図９中、曲線
９１は、本発明の固体撮像素子におけるカメラレンズの
Ｆ値と相対感度の関係、曲線９２は、従来の固体撮像素
子におけるカメラレンズのＦ値と相対感度の関係を表
す。図９によれば、従来の固体撮像素子１００に比べ、
本発明の固体撮像素子１０の方が、Ｆ値を小さくした場
合、すなわちレンズを開放した場合にも感度の低下を低
減できることがわかる。
【００３４】以下に、本発明の固体撮像素子を作製する
方法について説明する。本発明の固体撮像素子は、基板
上に受光センサ部、および転送電極を形成し、転送電極
を覆って層間絶縁膜を形成し、遮光膜を形成し、遮光膜
を覆って層間膜を積層形成し、層間膜に凹部を形成し、
この層間膜の凹部を埋め込んで、この凹部の曲面によ
り、受光センサ部に入射光を集光させるために必要な曲
率の凸部を有する層内カラーフィルターを形成し、層内
カラーフィルター上に、マイクロレンズを形成すること
により作製する。
方法について説明する。本発明の固体撮像素子は、基板
上に受光センサ部、および転送電極を形成し、転送電極
を覆って層間絶縁膜を形成し、遮光膜を形成し、遮光膜
を覆って層間膜を積層形成し、層間膜に凹部を形成し、
この層間膜の凹部を埋め込んで、この凹部の曲面によ
り、受光センサ部に入射光を集光させるために必要な曲
率の凸部を有する層内カラーフィルターを形成し、層内
カラーフィルター上に、マイクロレンズを形成すること
により作製する。
【００３５】図１に示した本発明の固体撮像素子の作製
方法の一実施例を図を参照して以下に説明するが、本発
明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
方法の一実施例を図を参照して以下に説明するが、本発
明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００３６】先ず、従来公知の方法により、例えばシリ
コン基板１１上に受光センサ部１２、読み出しゲート１
３、電荷転送部１４、チャネルストップ１５、絶縁膜１
６、転送電極１７をそれぞれ形成する。さらに転送電極
１７を覆って層間絶縁膜１８を形成する。その後、例え
ばタングステン（Ｗ）等の高融点金属を、ＣＶＤ法によ
り被着させて遮光膜１９を形成する。
コン基板１１上に受光センサ部１２、読み出しゲート１
３、電荷転送部１４、チャネルストップ１５、絶縁膜１
６、転送電極１７をそれぞれ形成する。さらに転送電極
１７を覆って層間絶縁膜１８を形成する。その後、例え
ばタングステン（Ｗ）等の高融点金属を、ＣＶＤ法によ
り被着させて遮光膜１９を形成する。
【００３７】次に、図１０に示すように、例えばＢＰＳ
Ｇを用いて、これをＣＶＤ法により、遮光膜１９等を覆
った状態に堆積させて、層間膜２１を形成する。
Ｇを用いて、これをＣＶＤ法により、遮光膜１９等を覆
った状態に堆積させて、層間膜２１を形成する。
【００３８】次に、図１１に示すように、この層間膜２
１を所定の条件、例えば７００〜８００℃程度でリフロ
ー処理、すなわち熱軟化処理して、層間膜２１に凹部２
１ａの形成を行う。このとき、凹部２１ａ上には、この
後、層内カラーフィルター２４が形成され、これが層内
レンズの機能を有するようにするため、この凹部２１ａ
は、この上に形成される層内カラーフィルター２４が層
内レンズとして機能するために必要な曲率を有するよう
に形成する。
１を所定の条件、例えば７００〜８００℃程度でリフロ
ー処理、すなわち熱軟化処理して、層間膜２１に凹部２
１ａの形成を行う。このとき、凹部２１ａ上には、この
後、層内カラーフィルター２４が形成され、これが層内
レンズの機能を有するようにするため、この凹部２１ａ
は、この上に形成される層内カラーフィルター２４が層
内レンズとして機能するために必要な曲率を有するよう
に形成する。
【００３９】次に、この層間膜凹部２１ａ上に、例えば
ＳｉＮ膜や、ＳｉＯＮ膜をプラズマＣＶＤ法により成膜
することにより、パッシベーション膜２２を形成する。
このパッシベーション膜２２は、下層の層間膜２１に上
層からイオンが混入することを防止する。
ＳｉＮ膜や、ＳｉＯＮ膜をプラズマＣＶＤ法により成膜
することにより、パッシベーション膜２２を形成する。
このパッシベーション膜２２は、下層の層間膜２１に上
層からイオンが混入することを防止する。
【００４０】図１２に示すように、パッシベーション膜
２２の上には、例えば色素含有光硬化性樹脂を層間膜凹
部２１ａを埋め込んで、所定のパターンに成膜して、凹
部２１ａの曲面により、入射光を受光センサ部１２に集
光させるために必要な曲率の凸部が形成された層内カラ
ーフィルター２４を形成する。この層内カラーフィルタ
ー２４は、層内レンズとしての役割も兼ねていることか
ら、層間膜２１を形成するＢＲＳＧよりも屈折率の大き
い材料を適用し、例えば、アクリル系ネガレジストに顔
料を分散させたものや、ノボラック系のポジ型レジスト
に染料を溶解させたものを適用することができる。
２２の上には、例えば色素含有光硬化性樹脂を層間膜凹
部２１ａを埋め込んで、所定のパターンに成膜して、凹
部２１ａの曲面により、入射光を受光センサ部１２に集
光させるために必要な曲率の凸部が形成された層内カラ
ーフィルター２４を形成する。この層内カラーフィルタ
ー２４は、層内レンズとしての役割も兼ねていることか
ら、層間膜２１を形成するＢＲＳＧよりも屈折率の大き
い材料を適用し、例えば、アクリル系ネガレジストに顔
料を分散させたものや、ノボラック系のポジ型レジスト
に染料を溶解させたものを適用することができる。
【００４１】この層内カラーフィルター２４の形状につ
いては、この上に形成するマイクロレンズ２７によって
層内カラーフィルター２４に入射した光を遮光膜１９の
開口部２０に導くように、入射光を位置や入射角に応じ
て適宜、屈折する形状に形成する。
いては、この上に形成するマイクロレンズ２７によって
層内カラーフィルター２４に入射した光を遮光膜１９の
開口部２０に導くように、入射光を位置や入射角に応じ
て適宜、屈折する形状に形成する。
【００４２】次に、図１３に示すように、層内カラーフ
ィルター２４上に、マイクロレンズ２７を、例えば、入
射する光に対して透明な樹脂により形成する。このマイ
クロレンズ２７は、光硬化性の光透過性樹脂等を層内カ
ラーフィルター２４の上面に堆積させ、さらのその上部
にレジストパターンを設けた後、このレジストをリフロ
ー処理して所望の曲率を有する凸レンズ形状にし、さら
にこれをマスクにして上記光透過性樹脂の堆積層をエッ
チングすることにより最終的に所望のマイクロレンズを
形成する、いわゆるエッチバック転写等により形成する
ことができる。
ィルター２４上に、マイクロレンズ２７を、例えば、入
射する光に対して透明な樹脂により形成する。このマイ
クロレンズ２７は、光硬化性の光透過性樹脂等を層内カ
ラーフィルター２４の上面に堆積させ、さらのその上部
にレジストパターンを設けた後、このレジストをリフロ
ー処理して所望の曲率を有する凸レンズ形状にし、さら
にこれをマスクにして上記光透過性樹脂の堆積層をエッ
チングすることにより最終的に所望のマイクロレンズを
形成する、いわゆるエッチバック転写等により形成する
ことができる。
【００４３】このマイクロレンズ２７の曲率は、図１に
示す固体撮像素子１０における受光センサ部１２からマ
イクロレンズ２７の配置面までの距離に応じて所要の値
に選定する。図１に示す固体撮像素子においては、層内
カラーフィルターのみを形成した構造としたため、受光
センサ部からマイクロレンズの配置面までの距離を従来
構造よりも小さく、例えば２．５〜３μｍに形成するこ
とができ、マイクロレンズの曲率を、図１４に示す従来
構造の固体撮像素子１００におけるマイクロレンズより
も小さく選定して形成する。このようにして図１に示す
固体撮像素子を作製することができる。
示す固体撮像素子１０における受光センサ部１２からマ
イクロレンズ２７の配置面までの距離に応じて所要の値
に選定する。図１に示す固体撮像素子においては、層内
カラーフィルターのみを形成した構造としたため、受光
センサ部からマイクロレンズの配置面までの距離を従来
構造よりも小さく、例えば２．５〜３μｍに形成するこ
とができ、マイクロレンズの曲率を、図１４に示す従来
構造の固体撮像素子１００におけるマイクロレンズより
も小さく選定して形成する。このようにして図１に示す
固体撮像素子を作製することができる。
【００４４】図１に示す固体撮像素子１０においては、
入射光Ｌがマイクロレンズ２７により集光され、さらに
層内カラーフィルター２４に入射する。この層内カラー
フィルター２４は、層内レンズの役割を有するため、こ
こで再度集光し、入射光Ｌは、遮光膜１９の開口部２０
内に入射し、層間絶縁膜１８、絶縁膜１６を透過して受
光センサ部１２に到達して光電変換がなされる。
入射光Ｌがマイクロレンズ２７により集光され、さらに
層内カラーフィルター２４に入射する。この層内カラー
フィルター２４は、層内レンズの役割を有するため、こ
こで再度集光し、入射光Ｌは、遮光膜１９の開口部２０
内に入射し、層間絶縁膜１８、絶縁膜１６を透過して受
光センサ部１２に到達して光電変換がなされる。
【００４５】上述した実施例においては、層間膜の凹部
２１ａを、層間膜２１を熱軟化処理することによって形
成したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、
例えば、層間膜２１を溶解することによる化学的手法に
よっても、あるいは、層間膜上に樹脂をコーティングし
て、所要の曲率を形成させることによっても形成するこ
とができる。
２１ａを、層間膜２１を熱軟化処理することによって形
成したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、
例えば、層間膜２１を溶解することによる化学的手法に
よっても、あるいは、層間膜上に樹脂をコーティングし
て、所要の曲率を形成させることによっても形成するこ
とができる。
【００４６】また、上述した実施例においては、層間膜
２１をＢＰＳＧにより形成するものとしたが、本発明は
この例に限定するものではなく、ＰＳＧ等、従来公知の
材料を適用することができる。
２１をＢＰＳＧにより形成するものとしたが、本発明は
この例に限定するものではなく、ＰＳＧ等、従来公知の
材料を適用することができる。
【００４７】図１において示した本発明の固体撮像素子
によれば、図１４に示した従来の層内レンズを有する構
造の固体撮像素子を構成する層内レンズと、カラーフィ
ルターの役割を兼ねた層内カラーフィルター２４を形成
し、層内レンズと、カラーフィルターを個別に作製しな
いものとしたため、光電変換を行う受光センサ部１２か
らマイクロレンズ２７の配置面までの距離を小さく形成
することができた。これにより、図８に示すように、カ
メラの撮像レンズの絞りを開いた場合のように、マイク
ロレンズ２７に対して斜めに入射する光が増加した場合
においても、マイクロレンズ２７により集光された光
は、遮光膜の開口の中心からずれることがなくなり、こ
れにより、集光率の向上を図ることができた。
によれば、図１４に示した従来の層内レンズを有する構
造の固体撮像素子を構成する層内レンズと、カラーフィ
ルターの役割を兼ねた層内カラーフィルター２４を形成
し、層内レンズと、カラーフィルターを個別に作製しな
いものとしたため、光電変換を行う受光センサ部１２か
らマイクロレンズ２７の配置面までの距離を小さく形成
することができた。これにより、図８に示すように、カ
メラの撮像レンズの絞りを開いた場合のように、マイク
ロレンズ２７に対して斜めに入射する光が増加した場合
においても、マイクロレンズ２７により集光された光
は、遮光膜の開口の中心からずれることがなくなり、こ
れにより、集光率の向上を図ることができた。
【００４８】また、図１に示す固体撮像素子１０におい
ては、受光センサ部１２からマイクロレンズ２７の配置
面までの距離を従来より小さくすることができるため、
マイクロレンズ２７の曲率を小さく選定することができ
た。これにより、図１に示すように、マイクロレンズ２
７で集光した入射光Ｌが、層内カラーフィルター２４の
端部で蹴られることを回避することができ、これによ
り、画質の向上が図られた。
ては、受光センサ部１２からマイクロレンズ２７の配置
面までの距離を従来より小さくすることができるため、
マイクロレンズ２７の曲率を小さく選定することができ
た。これにより、図１に示すように、マイクロレンズ２
７で集光した入射光Ｌが、層内カラーフィルター２４の
端部で蹴られることを回避することができ、これによ
り、画質の向上が図られた。
【００４９】また、上述した図１に示した本発明の固体
撮像素子の製造方法によれば、層内レンズとカラーフィ
ルターをそれぞれ別個に作製せず、これら双方の機能を
有する層内カラーフィルター２４を形成するのみで足り
るので、固体撮像素子の製造工程の簡略化を図ることこ
とができた。
撮像素子の製造方法によれば、層内レンズとカラーフィ
ルターをそれぞれ別個に作製せず、これら双方の機能を
有する層内カラーフィルター２４を形成するのみで足り
るので、固体撮像素子の製造工程の簡略化を図ることこ
とができた。
【００５０】
【発明の効果】本発明の固体撮像素子においては、層内
レンズと、カラーフィルターの双方の機能を有し、これ
らの役割を兼ねた層内カラーフィルターのみを形成した
構造としたため、受光センサ部からマイクロレンズの配
置面までの距離を小さく形成することができた。これに
より、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のよう
に、マイクロレンズに対して斜めに入射する光が増加し
た場合においても、マイクロレンズにより集光された光
は、遮光膜の開口の中心からずれることなく、集光率の
低下を効果的に回避することができた。
レンズと、カラーフィルターの双方の機能を有し、これ
らの役割を兼ねた層内カラーフィルターのみを形成した
構造としたため、受光センサ部からマイクロレンズの配
置面までの距離を小さく形成することができた。これに
より、カメラの撮像レンズの絞りを開いた場合のよう
に、マイクロレンズに対して斜めに入射する光が増加し
た場合においても、マイクロレンズにより集光された光
は、遮光膜の開口の中心からずれることなく、集光率の
低下を効果的に回避することができた。
【００５１】また、受光センサ部からマイクロレンズの
配置面までの距離を小さくすることができるため、マイ
クロレンズの曲率を小さく選定することができた。これ
により、マイクロレンズで集光した光Ｌが、カラーフィ
ルターの端部で蹴られることを回避することができ、画
質の向上が図られた。
配置面までの距離を小さくすることができるため、マイ
クロレンズの曲率を小さく選定することができた。これ
により、マイクロレンズで集光した光Ｌが、カラーフィ
ルターの端部で蹴られることを回避することができ、画
質の向上が図られた。
【００５２】本発明の固体撮像素子の製造方法によれ
ば、層内レンズとカラーフィルターを別々に作製するこ
とを必要とせず、層内カラーフィルターを形成すれば足
りるので、固体撮像素子の製造工程の簡略化を図ること
ことができた。
ば、層内レンズとカラーフィルターを別々に作製するこ
とを必要とせず、層内カラーフィルターを形成すれば足
りるので、固体撮像素子の製造工程の簡略化を図ること
ことができた。
【図１】本発明の固体撮像素子の概略断面図を示す。
【図２】層内カラーフィルターを形成するレッドの感光
性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
【図３】層内カラーフィルターを形成するグリーンの感
光性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
光性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
【図４】層内カラーフィルターを形成するブルーの感光
性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
【図５】層内カラーフィルターを形成するマゼンタの感
光性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
光性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
【図６】層内カラーフィルターを形成するシアンの感光
性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
【図７】層内カラーフィルターを形成するイエローの感
光性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
光性樹脂の、波長と屈折率との関係を示す。
【図８】本発明の固体撮像素子によるレンズの入射光の
集光を説明するための図である。
集光を説明するための図である。
【図９】本発明の固体撮像素子と、従来の固体撮像素子
の、カメラレンズのＦ値と相対感度との関係を示す。
の、カメラレンズのＦ値と相対感度との関係を示す。
【図１０】本発明の固体撮像素子の作製工程図を示す。
【図１１】本発明の固体撮像素子の作製工程図を示す。
【図１２】本発明の固体撮像素子の作製工程図を示す。
【図１３】本発明の固体撮像素子の作製工程図を示す。
【図１４】従来の固体撮像素子の概略断面図を示す。
【図１５】従来の固体撮像素子によるレンズの入射光の
集光を説明するための図である。
集光を説明するための図である。
１０，１００‥‥固体撮像素子、１１，１０１‥‥シリ
コン基板、１２，１０２‥‥受光センサ部、１３，１０
３‥‥読み出しゲート、１４，１０４‥‥電荷転送部、
１５，１０５‥‥チャネルストップ、１６，１０６‥‥
絶縁膜、１７，１０７‥‥転送電極、１８，１０８‥‥
層間絶縁膜、１９，１０９‥‥遮光膜、１９ａ，１０９
ａ‥‥張出部、２０，１１０‥‥開口部、２１，１１１
‥‥層間膜、２１ａ，１１１ａ‥‥凹部、２２，１１２
‥‥パッシベーション膜、２４‥‥層内カラーフィルタ
ー、２４ａ‥‥凸部、２７，１１７‥‥マイクロレン
ズ、２７ａ，１１７ａ‥‥マイクロレンズの配置面、９
１‥‥本発明の固体撮像素子のカメラレンズのＦ値と相
対感度との関係曲線、９２‥‥従来の固体撮像素子のカ
メラレンズのＦ値と相対感度との関係曲線、１１４‥‥
層内レンズ、１１６‥‥カラーフィルター
コン基板、１２，１０２‥‥受光センサ部、１３，１０
３‥‥読み出しゲート、１４，１０４‥‥電荷転送部、
１５，１０５‥‥チャネルストップ、１６，１０６‥‥
絶縁膜、１７，１０７‥‥転送電極、１８，１０８‥‥
層間絶縁膜、１９，１０９‥‥遮光膜、１９ａ，１０９
ａ‥‥張出部、２０，１１０‥‥開口部、２１，１１１
‥‥層間膜、２１ａ，１１１ａ‥‥凹部、２２，１１２
‥‥パッシベーション膜、２４‥‥層内カラーフィルタ
ー、２４ａ‥‥凸部、２７，１１７‥‥マイクロレン
ズ、２７ａ，１１７ａ‥‥マイクロレンズの配置面、９
１‥‥本発明の固体撮像素子のカメラレンズのＦ値と相
対感度との関係曲線、９２‥‥従来の固体撮像素子のカ
メラレンズのＦ値と相対感度との関係曲線、１１４‥‥
層内レンズ、１１６‥‥カラーフィルター
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に、光電変換をなす受光センサ部
を有する固体撮像素子であって、 上記受光センサ部上に、凹部を有する層間膜を有し、 上記層間膜上に、上記凹部を埋め込んで、該凹部の曲面
によって上記受光センサ部に入射光を集光させるために
必要な曲率の凸部が形成された層内カラーフィルターを
有し、 上記層内カラーフィルター上に、マイクロレンズを有
し、 上記層内カラーフィルターは、入射光を受光センサに集
光する層内レンズの役割を兼ねていることを特徴とする
固体撮像素子。 - 【請求項２】 上記層内カラーフィルターの可視光透過
領域における平均屈折率が、上記層間膜の屈折率よりも
大なる値に選定されていることを特徴とする請求項１に
記載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 上記層内カラーフィルターの可視光透過
領域における平均屈折率が、１．５５以上であることを
特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子。 - 【請求項４】 基板上に受光センサ部を形成する工程
と、 上記基板上に、転送電極を形成する工程と、 上記転送電極を覆って層間絶縁膜を形成する工程と、 遮光膜を形成する工程と、上記遮光膜を覆って層間膜を
積層形成する工程と、 上記層間膜に、凹部の形成を行う工程と、 上記層間膜上であって、上記凹部を埋め込んで、該凹部
の曲面によって上記受光センサ部に入射光を集光させる
ために必要な曲率の凸部が形成された層内カラーフィル
ターを形成する工程と、 上記層内カラーフィルター上に、マイクロレンズを形成
する工程を有することを特徴とする固体撮像素子の製造
方法。 - 【請求項５】 上記層間膜の凹部の形成を、上記層間膜
の熱軟化処理によって形成することを特徴とする請求項
４に記載の固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8167598A JPH11284158A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 固体撮像素子と固体撮像素子の製造方法 |
| US09/277,707 US6255640B1 (en) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | Solid-state image sensing device and method for manufacturing solid-state image sensing device |
| EP99400763A EP0945743B1 (en) | 1998-03-27 | 1999-03-29 | Solid-state image sensing device and method for manufacturing the same |
| DE69917111T DE69917111T2 (de) | 1998-03-27 | 1999-03-29 | Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8167598A JPH11284158A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 固体撮像素子と固体撮像素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11284158A true JPH11284158A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13752937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8167598A Pending JPH11284158A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 固体撮像素子と固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6255640B1 (ja) |
| EP (1) | EP0945743B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11284158A (ja) |
| DE (1) | DE69917111T2 (ja) |
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