JP2000304906A - 固体撮像素子用マイクロレンズアレイ及びそれを用いた固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子用マイクロレンズアレイ及びそれを用いた固体撮像素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】固体撮像素子の受光部の受光効率を上げ、固体
撮像装置の感度や画質を向上できるマイクロレンズアレ
イ及び固体撮像素子を提供することを目的とする。 【解決手段】半導体基板１１に受光部１２、遮光部１
３、平坦化層１４、カラーフイルター層１５及びオーバ
ーコート層１６を形成し、あらかじめ波長４５０ｎｍで
の消衰係数が０.５７×１０-3になるように調整された
ポジ型レジスト（ＪＳＲ（株）製）にて樹脂パターン層
を形成し、１３０℃で加熱・軟化させることにより凸レ
ンズ状のマイクロレンズ２１及びマイクロレンズアレイ
２２を有する固体撮像素子１０を得る。さらに、マイク
ロレンズ２１上に、あらかじめ波長４５０ｎｍでの屈折
率が１.４５になるように調合されたアクリル系樹脂に
て０.０９μｍ厚の充填率改善層３１を形成したマイク
ロレンズアレイ３２を有する固体撮像素子２０を得る。
撮像装置の感度や画質を向上できるマイクロレンズアレ
イ及び固体撮像素子を提供することを目的とする。 【解決手段】半導体基板１１に受光部１２、遮光部１
３、平坦化層１４、カラーフイルター層１５及びオーバ
ーコート層１６を形成し、あらかじめ波長４５０ｎｍで
の消衰係数が０.５７×１０-3になるように調整された
ポジ型レジスト（ＪＳＲ（株）製）にて樹脂パターン層
を形成し、１３０℃で加熱・軟化させることにより凸レ
ンズ状のマイクロレンズ２１及びマイクロレンズアレイ
２２を有する固体撮像素子１０を得る。さらに、マイク
ロレンズ２１上に、あらかじめ波長４５０ｎｍでの屈折
率が１.４５になるように調合されたアクリル系樹脂に
て０.０９μｍ厚の充填率改善層３１を形成したマイク
ロレンズアレイ３２を有する固体撮像素子２０を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロレンズアレ
イを設けた固体撮像素子に関し、特に光の利用効率を向
上させるマイクロレンズアレイに関する。
イを設けた固体撮像素子に関し、特に光の利用効率を向
上させるマイクロレンズアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子は、一般に半導体基板上に
受光部と電荷転送部とが設けられ、受光部で光電交換さ
れた電荷を電荷転送部に転送する構成となっている。こ
のため、半導体基板上の１００％の領域を受光部とする
ことができず、受光部の受光効率を向上させる方法とし
て、水平方向、垂直方向に二次元的に配置されたフォト
ダイオードからなる受光部上にマイクロレンズ２７を図
６のように配置し、受光部１２に集光させることで、固
体撮像素子の感度を向上させている。
受光部と電荷転送部とが設けられ、受光部で光電交換さ
れた電荷を電荷転送部に転送する構成となっている。こ
のため、半導体基板上の１００％の領域を受光部とする
ことができず、受光部の受光効率を向上させる方法とし
て、水平方向、垂直方向に二次元的に配置されたフォト
ダイオードからなる受光部上にマイクロレンズ２７を図
６のように配置し、受光部１２に集光させることで、固
体撮像素子の感度を向上させている。
【０００３】図６は従来の固体撮像素子３０の構成を模
式的に示した部分断面図であり、１１はシリコンからな
る半導体基板、１２はフォトダイオードからなる受光
部、１３は遮光部、１４は平坦化層、１５は色分解用の
カラーフィルター層、１６はオーバーコート層、４１は
マイクロレンズ、４２はマイクロレンズアレイである。
式的に示した部分断面図であり、１１はシリコンからな
る半導体基板、１２はフォトダイオードからなる受光
部、１３は遮光部、１４は平坦化層、１５は色分解用の
カラーフィルター層、１６はオーバーコート層、４１は
マイクロレンズ、４２はマイクロレンズアレイである。
【０００４】入射光はマイクロレンズ４１で集光され、
オーバーコート層１６、カラーフイルター層１５及び平
坦化層１４を通り受光部１２に入射し、入射光量に応じ
て電荷に変換され電荷転送される。このとき、入射光の
全部が受光部１２上に入射しないで遮光部１３上にも入
射し、この遮光部１３上に入射した光量は電荷に変換さ
れないで、固体撮像素子の感度低下を招く一要因になっ
ている。
オーバーコート層１６、カラーフイルター層１５及び平
坦化層１４を通り受光部１２に入射し、入射光量に応じ
て電荷に変換され電荷転送される。このとき、入射光の
全部が受光部１２上に入射しないで遮光部１３上にも入
射し、この遮光部１３上に入射した光量は電荷に変換さ
れないで、固体撮像素子の感度低下を招く一要因になっ
ている。
【０００５】近年、固体撮像素子の画素数を増やしたハ
ンディムーヴィー（商品名）やデジタル・スチル・カメ
ラ等の固体撮像装置として展開されている。単純に固体
撮像素子の画素数が増えた分だけ固体撮像素子含めた光
学系を大きくできれば問題ないが、この分野は小型化、
軽量化の傾向は強く、画素数は増えるが固体撮像装置は
従来と同じ大きさか、さらに小型化される傾向にある。
ンディムーヴィー（商品名）やデジタル・スチル・カメ
ラ等の固体撮像装置として展開されている。単純に固体
撮像素子の画素数が増えた分だけ固体撮像素子含めた光
学系を大きくできれば問題ないが、この分野は小型化、
軽量化の傾向は強く、画素数は増えるが固体撮像装置は
従来と同じ大きさか、さらに小型化される傾向にある。
【０００６】一定の寸法内に多くの画素数を納めようと
すれば、画素面積を小さくしなければならず、感度低下
や飽和出力電圧低下といった特性低下を招くことにな
る。このためフォトダイオードに入射する光量を高める
ことが必要になってくる。しかしながら、従来のマイク
ロレンズアレイを形成する方法ではレンズ形状及び位置
精度を制御するのに限界があり、感度向上に今以上の効
果を期待できないのが現状である。具体的には、マイク
ロレンズの画素ピッチが５μｍの場合直径は４.５μｍ
のマイクロレンズを形成するのが限界である。
すれば、画素面積を小さくしなければならず、感度低下
や飽和出力電圧低下といった特性低下を招くことにな
る。このためフォトダイオードに入射する光量を高める
ことが必要になってくる。しかしながら、従来のマイク
ロレンズアレイを形成する方法ではレンズ形状及び位置
精度を制御するのに限界があり、感度向上に今以上の効
果を期待できないのが現状である。具体的には、マイク
ロレンズの画素ピッチが５μｍの場合直径は４.５μｍ
のマイクロレンズを形成するのが限界である。
【０００７】また、マイクロレンズの材料として現在感
光性の有機樹脂を使用しているが、特に短波長域での光
吸収が大きく、短波長の透過率が低下して、波長により
固体撮像素子の感度や画質の低下を起こしたりする問題
がある。
光性の有機樹脂を使用しているが、特に短波長域での光
吸収が大きく、短波長の透過率が低下して、波長により
固体撮像素子の感度や画質の低下を起こしたりする問題
がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑み考案されたもので、固体撮像素子の受光部の受光効
率を上げ、固体撮像装置の感度や画質を向上できるマイ
クロレンズアレイ及び固体撮像素子を提供することを目
的とする。
鑑み考案されたもので、固体撮像素子の受光部の受光効
率を上げ、固体撮像装置の感度や画質を向上できるマイ
クロレンズアレイ及び固体撮像素子を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１においては、水平方向
と垂直方向に二次元的に配置された受光部上にマイクロ
レンズアレイが形成されてなる固体撮像素子において、
前記マイクロレンズアレイを構成しているマイクロレン
ズの消衰係数が波長４５０ｎｍで１.８２×１０-3以下
であることを特徴とする固体撮像素子用マイクロレンズ
アレイとしたものである。
を達成するために、まず請求項１においては、水平方向
と垂直方向に二次元的に配置された受光部上にマイクロ
レンズアレイが形成されてなる固体撮像素子において、
前記マイクロレンズアレイを構成しているマイクロレン
ズの消衰係数が波長４５０ｎｍで１.８２×１０-3以下
であることを特徴とする固体撮像素子用マイクロレンズ
アレイとしたものである。
【００１０】また、請求項２においては、前記マイクロ
レンズの表面に充填率改善層を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の固体撮像素子用マイクロレンズアレイ
としたものである。
レンズの表面に充填率改善層を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の固体撮像素子用マイクロレンズアレイ
としたものである。
【００１１】また、請求項３においては、前記充填率改
善層の屈折率が波長４５０ｎｍで１.４６以下であるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像素子用
マイクロレンズアレイとしたものである。
善層の屈折率が波長４５０ｎｍで１.４６以下であるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像素子用
マイクロレンズアレイとしたものである。
【００１２】また、請求項４においては、前記充填率改
善層の光学膜厚が波長４５０ｎｍで１００〜１５０ｎｍ
の範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のうちいずれか一項に記載の固体撮像素子用マイクロレ
ンズアレイとしたものである。
善層の光学膜厚が波長４５０ｎｍで１００〜１５０ｎｍ
の範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のうちいずれか一項に記載の固体撮像素子用マイクロレ
ンズアレイとしたものである。
【００１３】さらにまた、請求項５においては、請求項
１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の固体撮像
素子用マイクロレンズアレイを設けたことを特徴とする
固体撮像素子としたものである。
１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の固体撮像
素子用マイクロレンズアレイを設けたことを特徴とする
固体撮像素子としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明者らは上記課題を解決すべ
く鋭意検討を行い、マイクロレンズを形成している有機
樹脂の消衰係数（Ｋ）に着目し、有機樹脂の消衰係数と
透過率との関係を調べた結果、消衰係数が波長（４５０
ｎｍ）で１.８２×１０-3以下の樹脂でマイクロレンズ
を形成した場合実用上ブルーのピーク感度波長４５０ｎ
ｍで透過率が８５％以上を示すことが判明した。
く鋭意検討を行い、マイクロレンズを形成している有機
樹脂の消衰係数（Ｋ）に着目し、有機樹脂の消衰係数と
透過率との関係を調べた結果、消衰係数が波長（４５０
ｎｍ）で１.８２×１０-3以下の樹脂でマイクロレンズ
を形成した場合実用上ブルーのピーク感度波長４５０ｎ
ｍで透過率が８５％以上を示すことが判明した。
【００１５】消衰係数（Ｋ）の異なる１.２μｍ厚の各
種樹脂層の各波長に対する透過率をシミュレーションし
た結果を図２に示す。図２からも分かるように、波長４
５０ｎｍでの透過率を８５％以上に設定した場合１.８
２×１０-3以下の消衰係数を有する樹脂を使ってマイク
ロレンズを形成すれば、固体撮像素子の感度向上に寄与
できることが分かる。
種樹脂層の各波長に対する透過率をシミュレーションし
た結果を図２に示す。図２からも分かるように、波長４
５０ｎｍでの透過率を８５％以上に設定した場合１.８
２×１０-3以下の消衰係数を有する樹脂を使ってマイク
ロレンズを形成すれば、固体撮像素子の感度向上に寄与
できることが分かる。
【００１６】また、マイクロレンズアレイの場合マイク
ロレンズ間のギャップをゼロにして形成できれば集光効
率を向上できるが、マイクロレンズを作製するプロセス
（材料、露光光学系、プロセス等）のバラツキを考慮す
るとマイクロレンズ間のギャップは０.５μｍが限界で
ある。このマイクロレンズ間のギャップをゼロに近づけ
る方法としてマイクロレンズの表面に充填率改善層（透
明薄膜層）を形成することが有効であることを見いだし
た。
ロレンズ間のギャップをゼロにして形成できれば集光効
率を向上できるが、マイクロレンズを作製するプロセス
（材料、露光光学系、プロセス等）のバラツキを考慮す
るとマイクロレンズ間のギャップは０.５μｍが限界で
ある。このマイクロレンズ間のギャップをゼロに近づけ
る方法としてマイクロレンズの表面に充填率改善層（透
明薄膜層）を形成することが有効であることを見いだし
た。
【００１７】この充填率改善層を形成することで、マイ
クロレンズ間のギャップを埋めることができ、より集光
効率を高くした固体撮像素子用のマイクロレンズアレイ
を作製できる。さらに、マイクロレンズの表面反射を低
減でき、総合的に集光効率を上げることができ、固体撮
像素子の感度向上に寄与できる。
クロレンズ間のギャップを埋めることができ、より集光
効率を高くした固体撮像素子用のマイクロレンズアレイ
を作製できる。さらに、マイクロレンズの表面反射を低
減でき、総合的に集光効率を上げることができ、固体撮
像素子の感度向上に寄与できる。
【００１８】マイクロレンズの表面反射を低減するに
は、充填率改善層としてマイクロレンズの屈折率よりも
低屈折の材料を用い、所定の膜厚で形成してやればよ
い。具体的には、１.８２×１０-3以下の消衰係数を有
するマイクロレンズ表面に波長４５０ｎｍでの屈折率が
１.４６以下で、且つ波長４５０ｎｍでの光学膜厚（屈
折率×膜厚）が１００〜１５０ｎｍである充填率改善層
を設けることにより、波長４５０ｎｍでマイクロレンズ
の表面反射率を３％以下にすることができる。
は、充填率改善層としてマイクロレンズの屈折率よりも
低屈折の材料を用い、所定の膜厚で形成してやればよ
い。具体的には、１.８２×１０-3以下の消衰係数を有
するマイクロレンズ表面に波長４５０ｎｍでの屈折率が
１.４６以下で、且つ波長４５０ｎｍでの光学膜厚（屈
折率×膜厚）が１００〜１５０ｎｍである充填率改善層
を設けることにより、波長４５０ｎｍでマイクロレンズ
の表面反射率を３％以下にすることができる。
【００１９】以上説明したように本発明のマイクロレン
ズアレイは１.８２×１０-3以下の消衰係数を有する材
料でマイクロレンズを形成してやればマイクロレンズ単
体でも波長４５０ｎｍで８５％以上の透過率が得られる
が、マイクロレンズ表面に波長４５０ｎｍでの屈折率が
１.４６以下で、且つ波長４５０ｎｍでの光学膜厚（屈
折率×膜厚）が１００〜１５０ｎｍである充填率改善層
を設けることにより、波長４５０ｎｍで８５％以上の透
過率が得られると同時に、マイクロレンズの表面反射率
を３％以下にすることができ、総合的にマイクロレンズ
アレイの集光効率を上げることができ、固体撮像素子の
感度向上に寄与できる。
ズアレイは１.８２×１０-3以下の消衰係数を有する材
料でマイクロレンズを形成してやればマイクロレンズ単
体でも波長４５０ｎｍで８５％以上の透過率が得られる
が、マイクロレンズ表面に波長４５０ｎｍでの屈折率が
１.４６以下で、且つ波長４５０ｎｍでの光学膜厚（屈
折率×膜厚）が１００〜１５０ｎｍである充填率改善層
を設けることにより、波長４５０ｎｍで８５％以上の透
過率が得られると同時に、マイクロレンズの表面反射率
を３％以下にすることができ、総合的にマイクロレンズ
アレイの集光効率を上げることができ、固体撮像素子の
感度向上に寄与できる。
【００２０】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
図１（ａ）に本発明の固体撮像素子用マイクロレンズア
レイ及び固体撮像素子の実施例１を模式的に示した部分
断面図を、図１（ｂ）に本発明の固体撮像素子用マイク
ロレンズアレイ及び固体撮像素子の実施例２を模式的に
示した部分断面図をしめす。
図１（ａ）に本発明の固体撮像素子用マイクロレンズア
レイ及び固体撮像素子の実施例１を模式的に示した部分
断面図を、図１（ｂ）に本発明の固体撮像素子用マイク
ロレンズアレイ及び固体撮像素子の実施例２を模式的に
示した部分断面図をしめす。
【００２１】＜実施例１＞まず、フォトダイオードから
なる受光部１２及びアルミニウムからなる遮光部１３が
形成された半導体基板１１上にアクリル系樹脂溶液をス
ピンナーで塗布し、所定厚の平坦化層１４を形成した。
なる受光部１２及びアルミニウムからなる遮光部１３が
形成された半導体基板１１上にアクリル系樹脂溶液をス
ピンナーで塗布し、所定厚の平坦化層１４を形成した。
【００２２】次に、平坦化層１４上に、感光性顔料溶液
をスピンナーで塗布し、所定厚の感光性顔料層を形成
し、パターニング処理して、受光部上に一色目のカラー
フィルターを形成した。順次この工程を繰り返し、二色
目、三色目のカラーフィルターを形成し、Ｒｅｄ、Ｇｒ
ｅｅｎ、Ｂｌｕｅからなる３色のカラーフィルター層１
５を形成した
をスピンナーで塗布し、所定厚の感光性顔料層を形成
し、パターニング処理して、受光部上に一色目のカラー
フィルターを形成した。順次この工程を繰り返し、二色
目、三色目のカラーフィルターを形成し、Ｒｅｄ、Ｇｒ
ｅｅｎ、Ｂｌｕｅからなる３色のカラーフィルター層１
５を形成した
【００２３】次に、カラーフィルター層１５上にアクリ
ル系樹脂溶液をスピンナーで回転塗布し、所定厚のオー
バーコート層１６を形成した。
ル系樹脂溶液をスピンナーで回転塗布し、所定厚のオー
バーコート層１６を形成した。
【００２４】次に、オーバーコート層１６上に、あらか
じめ波長４５０ｎｍでの消衰係数が０.５７×１０-3に
なるように調整されたポジ型レジスト（ＭＥＲ−３５
４：ＪＳＲ（株）製）をスピンナーで回転塗布し、感光
層を形成し、パターン露光して受光部１２に対応した所
定サイズの樹脂パターン層を形成した。さらに、この樹
脂層パターン層を１３０℃で加熱・軟化させることによ
り凸レンズ状のマイクロレンズ２１を形成し、マイクロ
レンズアレイ２２を有する固体撮像素子１０を得た（図
１（ａ）参照）。
じめ波長４５０ｎｍでの消衰係数が０.５７×１０-3に
なるように調整されたポジ型レジスト（ＭＥＲ−３５
４：ＪＳＲ（株）製）をスピンナーで回転塗布し、感光
層を形成し、パターン露光して受光部１２に対応した所
定サイズの樹脂パターン層を形成した。さらに、この樹
脂層パターン層を１３０℃で加熱・軟化させることによ
り凸レンズ状のマイクロレンズ２１を形成し、マイクロ
レンズアレイ２２を有する固体撮像素子１０を得た（図
１（ａ）参照）。
【００２５】ここで、上記マイクロレンズアレイ２２を
同一サイズのガラス基板上に別途作製したサンプルの分
光透過率を測定した結果を図３に示す。波長４５０ｎｍ
での透過率は８８.５％を示し、本発明の請求項１の妥
当性が確認された。
同一サイズのガラス基板上に別途作製したサンプルの分
光透過率を測定した結果を図３に示す。波長４５０ｎｍ
での透過率は８８.５％を示し、本発明の請求項１の妥
当性が確認された。
【００２６】＜実施例２＞実施例１で得られたマイクロ
レンズ２１上に、あらかじめ波長４５０ｎｍでの屈折率
が１.４５になるように調合されたアクリル系樹脂溶液
を、スピンナーで回転塗布し、０.０９μｍ厚の充填率
改善層３１を形成したマイクロレンズアレイ３２を有す
る固体撮像素子２０を作製した（図１（ｂ）参照）。
レンズ２１上に、あらかじめ波長４５０ｎｍでの屈折率
が１.４５になるように調合されたアクリル系樹脂溶液
を、スピンナーで回転塗布し、０.０９μｍ厚の充填率
改善層３１を形成したマイクロレンズアレイ３２を有す
る固体撮像素子２０を作製した（図１（ｂ）参照）。
【００２７】充填率改善層３１を形成することにより、
マイクロレンズ間のギャップは０.２μｍになり、レン
ズの光学的充填率を７６％から９０％に向上することが
できた。
マイクロレンズ間のギャップは０.２μｍになり、レン
ズの光学的充填率を７６％から９０％に向上することが
できた。
【００２８】上記マイクロレンズ２１に充填率改善層３
１を形成したマイクロレンズアレイ３２を同一サイズの
ガラス基板上に別途作製したサンプルの分光透過率を測
定した結果を図４に示す。波長４５０ｎｍでの透過率は
９０％を示し、マイクロレンズ単体のマイクロレンズア
レイ２２に比べて更に１.５％の透過率向上が見られ
た。
１を形成したマイクロレンズアレイ３２を同一サイズの
ガラス基板上に別途作製したサンプルの分光透過率を測
定した結果を図４に示す。波長４５０ｎｍでの透過率は
９０％を示し、マイクロレンズ単体のマイクロレンズア
レイ２２に比べて更に１.５％の透過率向上が見られ
た。
【００２９】さらに、上記マイクロレンズ２１に充填率
改善層３１を形成したマイクロレンズアレイ３２を同一
サイズのガラス基板上に別途作製したサンプルの分光反
射率特性を測定した結果を図５に示す。波長４５０ｎｍ
での反射率は２.４％を示し、従来のマイクロレンズ単
体のマイクロレンズアレイ４２に比べて半分以下の反射
率にすることができた。
改善層３１を形成したマイクロレンズアレイ３２を同一
サイズのガラス基板上に別途作製したサンプルの分光反
射率特性を測定した結果を図５に示す。波長４５０ｎｍ
での反射率は２.４％を示し、従来のマイクロレンズ単
体のマイクロレンズアレイ４２に比べて半分以下の反射
率にすることができた。
【００３０】＜比較例＞実施例１で得られた固体撮像素
子のオーバーコート層１６上に、あらかじめ波長４５０
ｎｍでの消衰係数が１.９４×１０-3になるように調整
されたポジ型レジスト（ＪＳＲ（株）製）をスピンナー
で回転塗布し、感光層を形成し、パターン露光して受光
部１２に対応した所定サイズの樹脂パターン層を形成し
た。さらに、この樹脂パターン層を１３０℃で加熱・軟
化させることにより凸レンズ状のマイクロレンズ４１を
形成し、マイクロレンズアレイ４２を有する固体撮像素
子３０を得た（図６参照）。
子のオーバーコート層１６上に、あらかじめ波長４５０
ｎｍでの消衰係数が１.９４×１０-3になるように調整
されたポジ型レジスト（ＪＳＲ（株）製）をスピンナー
で回転塗布し、感光層を形成し、パターン露光して受光
部１２に対応した所定サイズの樹脂パターン層を形成し
た。さらに、この樹脂パターン層を１３０℃で加熱・軟
化させることにより凸レンズ状のマイクロレンズ４１を
形成し、マイクロレンズアレイ４２を有する固体撮像素
子３０を得た（図６参照）。
【００３１】ここで、上記マイクロレンズアレイ４２を
同一サイズのガラス基板上に別途作製したサンプルの分
光透過率を測定した結果を図７に、分光反射率を測定し
た結果を図８にそれぞれ示す。波長４５０ｎｍでの透過
率は８４.５％を示し、目標の８５％をクリヤーできな
かった。波長４５０ｎｍでの反射率は４.９％であっ
た。
同一サイズのガラス基板上に別途作製したサンプルの分
光透過率を測定した結果を図７に、分光反射率を測定し
た結果を図８にそれぞれ示す。波長４５０ｎｍでの透過
率は８４.５％を示し、目標の８５％をクリヤーできな
かった。波長４５０ｎｍでの反射率は４.９％であっ
た。
【００３２】最後に、固体撮像素子の端子電極上に形成
された樹脂層を、公知のドライエッチング法でパターニ
ング処理し、図１（ａ）及び（ｂ）に示す固体撮像素子
１０及び２０を作製し、従来の固体撮像素子３０に比べ
て光電変換効率が向上しているのが確認された。
された樹脂層を、公知のドライエッチング法でパターニ
ング処理し、図１（ａ）及び（ｂ）に示す固体撮像素子
１０及び２０を作製し、従来の固体撮像素子３０に比べ
て光電変換効率が向上しているのが確認された。
【００３３】
【発明の効果】上記したように、波長４５０ｎｍで１.
８２×１０-3以下の消衰係数を有するマイクロレンズを
使用すれば少なくとも８５％以上の透過率が得られ、固
体撮像素子の感度向上に寄与できる。さらに、マイクロ
レンズ上に充填改善層を形成することにより、マイクロ
レンズ間のギャップを埋めて、より集光効率を高くした
固体撮像素子用マイクロレンズアレイを形成でき、マイ
クロレンズの表面反射の低減、且つ透過率の向上ができ
るため固体撮像素子の感度向上及び固体撮像装置の小型
化に寄与できる。
８２×１０-3以下の消衰係数を有するマイクロレンズを
使用すれば少なくとも８５％以上の透過率が得られ、固
体撮像素子の感度向上に寄与できる。さらに、マイクロ
レンズ上に充填改善層を形成することにより、マイクロ
レンズ間のギャップを埋めて、より集光効率を高くした
固体撮像素子用マイクロレンズアレイを形成でき、マイ
クロレンズの表面反射の低減、且つ透過率の向上ができ
るため固体撮像素子の感度向上及び固体撮像装置の小型
化に寄与できる。
【図１】（ａ）は、本発明の固体撮像素子用マイクロレ
ンズアレイ及び固体撮像素子の実施例１を模式的に示し
た部分断面図である。（ｂ）は、本発明の固体撮像素子
用マイクロレンズアレイ及び固体撮像素子の実施例２を
模式的に示した部分断面図である。
ンズアレイ及び固体撮像素子の実施例１を模式的に示し
た部分断面図である。（ｂ）は、本発明の固体撮像素子
用マイクロレンズアレイ及び固体撮像素子の実施例２を
模式的に示した部分断面図である。
【図２】消衰係数（Ｋ）の異なる１.２μｍ厚の各種樹
脂層の各波長に対する透過率をシミュレーションした結
果を示す説明図である。
脂層の各波長に対する透過率をシミュレーションした結
果を示す説明図である。
【図３】実施例１の固体撮像素子用マイクロレンズアレ
イの分光透過率特性を示す説明図である。
イの分光透過率特性を示す説明図である。
【図４】実施例２の固体撮像素子用マイクロレンズアレ
イの分光透過率特性を示す説明図である。
イの分光透過率特性を示す説明図である。
【図５】実施例２の固体撮像素子用マイクロレンズアレ
イの分光反射率特性を示す説明図である。
イの分光反射率特性を示す説明図である。
【図６】従来の固体撮像素子用マイクロレンズアレイ及
び固体撮像素子を模式的に示した部分断面図である。
び固体撮像素子を模式的に示した部分断面図である。
【図７】従来（比較例）の固体撮像素子用マイクロレン
ズアレイの分光透過率特性を示す説明図である。
ズアレイの分光透過率特性を示す説明図である。
【図８】従来（比較例）の固体撮像素子用マイクロレン
ズアレイの分光反射率特性を示す説明図である。
ズアレイの分光反射率特性を示す説明図である。
１０、２０、３０……固体撮像素子 １１……半導体基板 １２……受光部 １３……遮光部 １４……平坦化層 １５……カラーフィルター層 １６……オーバーコート層 ２１、４１……マイクロレンズ ２２、３２、４２……マイクロレンズアレイ ３１……充填率改善層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB01 BA09 CA02 EA20 FA06 GB03 GB07 GB11 GC08 GD04 GD07 5C024 AA01 CA00 EA04 EA08 FA01 GA01 5F088 BA01 BB03 EA06 HA02 HA20 JA12 LA03
Claims (5)
- 【請求項１】水平方向と垂直方向に二次元的に配置され
た受光部を有する固体撮像素子上に形成されたマイクロ
レンズアレイにおいて、前記マイクロレンズアレイを構
成しているマイクロレンズの消衰係数が波長４５０ｎｍ
で１.８２×１０-3以下であることを特徴とする固体撮
像素子用マイクロレンズアレイ。 - 【請求項２】前記マイクロレンズの表面に充填率改善層
を設けたことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素
子用マイクロレンズアレイ。 - 【請求項３】前記充填率改善層の屈折率が波長４５０ｎ
ｍで１.４６以下であることを特徴とする請求項１又は
２に記載の固体撮像素子用マイクロレンズアレイ。 - 【請求項４】前記充填率改善層の光学膜厚が波長４５０
ｎｍで１００〜１５０ｎｍの範囲であることを特徴とす
る請求項１ないし請求項３のうちいずれか一項に記載の
固体撮像素子用マイクロレンズアレイ。 - 【請求項５】請求項１ないし請求項４のうちいずれか一
項に記載の固体撮像素子用マイクロレンズアレイを設け
たことを特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11116472A JP2000304906A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 固体撮像素子用マイクロレンズアレイ及びそれを用いた固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11116472A JP2000304906A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 固体撮像素子用マイクロレンズアレイ及びそれを用いた固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000304906A true JP2000304906A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14687959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11116472A Pending JP2000304906A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 固体撮像素子用マイクロレンズアレイ及びそれを用いた固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000304906A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7722965B2 (en) | 2003-12-26 | 2010-05-25 | Nitto Denko Corporation | Electroluminescence device, planar light source and display using the same |
-
1999
- 1999-04-23 JP JP11116472A patent/JP2000304906A/ja active Pending
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