JP2008060198A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008060198A JP2008060198A JP2006233216A JP2006233216A JP2008060198A JP 2008060198 A JP2008060198 A JP 2008060198A JP 2006233216 A JP2006233216 A JP 2006233216A JP 2006233216 A JP2006233216 A JP 2006233216A JP 2008060198 A JP2008060198 A JP 2008060198A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- pixel
- imaging device
- state imaging
- microlens
- 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.)
- Ceased
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
【解決手段】マイクロレンズ124の形成時に、トランジスタ領域112が設けられる画素間の拡大部に沿って水平方向のV字溝126を形成することにより、トランジスタ領域112に対応して深いレンズ面を有するマイクロレンズを形成する。すなわち、マイクロレンズの各レンズは、各フォトダイオードのトランジスタ領域112側ではV字溝126による深いレンズ面を有し、反対側では通常の浅いレンズ面を有することになり、結果的に図4に破線で示すように、マイクロレンズの中心とフォトダイオードの中心とを容易に一致させることができ、かつ、マイクロレンズの有効レンズ面を拡大できる。
【選択図】図1
Description
例えば、CMOSイメージセンサでは、複数の画素による画素アレイ部が形成された半導体基板上に、各種の配線や層間絶縁膜を積層した多層配線層が設けられ、その上に層内レンズや平坦化膜を介してカラーフィルタやオンチップマイクロレンズが配置されている。
また、各画素には、光電変換部となるフォトダイオードや、フォトダイオードに蓄積された信号電荷をFD(フローティングデフュージョン)部に転送する転送トランジスタ、FD部の電位変動を画素信号に変換する増幅トランジスタ、FD部の電位をリセットするリセットトランジスタ、画素信号を出力するタイミングを選択する選択トランジスタ等が形成されている。
また、マイクロレンズは、外部からの入射外光を各画素のフォトダイオードの受光面に集光するが、この集光レンズとしては、オンチップマイクロレンズに加えて、層内レンズを設ける場合もある。
図6はこのような画素共有型イメージセンサにおける領域配置の一例を示す平面図である。
図示の例は、4つの画素10で1つのトランジスタ領域(TR領域)12を共有する構成例を示しており、縦横に2×2の配列で近接して配置されている4つの画素領域の垂直方向の側部に1つのトランジスタ領域12が形成され、4画素分の画素トランジスタが設けられている。
図7はこの状態を示している。図示のように、シリコン基板14の上層部に、各画素のフォトダイオード10Aと、トランジスタ領域12が形成されており、そのシリコン基板14上に、配線や絶縁膜による積層膜16を介してオンチップマイクロレンズ18が形成されている。
そして、フォトダイオード10Aが2つ1組で形成され、その垂直方向に隣接してトランジスタ領域12が形成されているため、トランジスタ領域12の有無によってフォトダイオード10Aが等間隔に並ばなくなる。
この結果、図7から分かるように、オンチップマイクロレンズ18の集光中心からフォトダイオード10Aの中心がずれて、集光効率の低下から感度の低下を招いてしまう問題があった。
この場合はプリズムや2倍ピッチでレンズを形成し、集光の方向を曲げて非等間隔で配置されたフォトダイオードに集光している。
なお、単にマイクロレンズ等の集光レンズをフォトダイオードの位置に合わせて非等間隔に形成することも考えられるが、その場合、レンズ効果を持たない無効領域が広がることになり、集光効率が落ちて感度が低下するという問題があった。
その結果、製造工程や素子構造を複雑化することなく、微小レンズと光電変換部との位置ずれを修正でき、レンズ形状を容易に最適化できるとともに、有効レンズ領域の拡張によって集光効率を改善し、感度の向上を達成できる効果がある。
また、図2〜図5は図1に示す製造方法で作製する画素共有型CMOSイメージセンサの例を示す図であり、図2は素子全体の概要を示すブロック図、図3は画素構成を示す回路図、図4はトランジスタ領域の共有構造を示す平面図、図5はフォトダイオードとマイクロレンズとの対向構造を示す断面図である。
図2に示すように、CMOSイメージセンサは、同一チップ上に、フォトダイオード(光電変換部)を含む複数の画素110を2次元方向に配置して画素アレイ部を構成した撮像領域100と、この撮像領域100の外部に形成された周辺回路領域200とを設けたものである。
そして、周辺回路領域200には、画素アレイ部に各種の制御パルスを供給して画素列毎に画素信号の読み出しを行う垂直選択駆動回路210と、画素アレイ部から読み出された列信号に対してノイズ処理等の信号処理を行う列信号処理部220と、この列信号処理部220で処理した画素信号を水平方向に転送する水平走査回路230と、水平走査回路230から転送される画素信号を映像信号に変換して出力する出力処理部240と、各部にタイミング信号を供給するタイミングジェネレータ250等が設けられている。
そして、図4に示すように、本例は4つの画素110で1つのトランジスタ領域112を共有する構成例を示しており、縦横に2×2の配列で近接して配置されている4つの画素領域の垂直方向に隣接して1つのトランジスタ領域112が形成され、4画素分の画素トランジスタが設けられている。したがって、このイメージセンサでは、隣接する画素(フォトダイオード111)のピッチが、水平方向には等間隔であるが、垂直方向には、トランジスタ領域112を設けた部分で拡大し、各フォトダイオード111が等間隔で配列されないことになる。
すなわち、マイクロレンズの各レンズは、各フォトダイオードのトランジスタ領域112側ではV字溝126による深いレンズ面を有し、反対側では通常の浅いレンズ面を有することになり、結果的に図5に破線で示すように、マイクロレンズの中心とフォトダイオードの中心とを容易に一致させることができ、かつ、マイクロレンズの有効レンズ面を拡大できる。
まず、図1(A)において、図示しない下地層(平坦化面)の上に透明樹脂等のレンズ材よりなるレンズ基層130を形成した状態で、フォトリソグラフィ工程により、V字溝126を形成するための感光性樹脂等によるレジスト膜132をパターニングする。このパターンは、V字溝126の形成位置に沿って真直ぐな間隙132Aを有するパターンである。
次に、図1(B)において、等方性エッチングを行い、レンズ基層130にV字溝126Aを形成する。この後、レジスト膜132を除去する。なお、この時点でのV字溝126Aは、後のリフロー処理等によって変形し、最終的にレンズ面と一体化したV字溝126となる。
この後、図1(E)において、エッチバックを行い、レジスト膜134のレンズ形状をレンズ基層130に転写する。なお、レジスト材にレンズ材(透明樹脂等)を選択することにより、エッチバックを行わず、図1(D)の段階で完成することも可能である。
なお、図1(E)において、マイクロレンズ124の下層には、カラーフィルタ123が形成され、その下には、多層配線の積層膜122が形成されているが、本発明には直接関係しないので、詳細は省略する。
また、上述のようなオンチップレンズでなく、層内レンズについても同様の製造方法を適用して作製することが可能であり、オンチップレンズと層内レンズを有する場合には、その両方、または一方に本発明の製造方法を適用することが可能である。
また、上述の例では、レンズ形状を補正する溝としてV字溝を用いたが、同様の作用が得られるものであれば、他の断面形状の溝であってもかまわない。また、溝部の方向や大きさは適宜選択できるものである。
また、固体撮像装置は1チップ上にCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサを構成したものに限らず、撮像部と信号処理部や光学系がまとめてパッケージ化されたモジュールであってもよい。また、撮像対象として、指紋検出等を行うものも含むものとする。
また、このようなイメージセンサ(固体撮像装置)単体で構成される装置の他に、イメージセンサとその他のモジュール(例えば操作部や通信、表示等の機能部)と組み合わせた撮像装置(例えばデジタルカメラ装置や携帯電話装置等)について、本発明の製造方法を適用することにより、感度の良い撮像機能を有する装置を提供できる効果がある。
Claims (7)
- それぞれ光電変換部を含む複数の画素が2次元方向に配置され、画素列または画素行の間隔が他の領域より拡大した領域を有する画素アレイ部と、
前記画素アレイ部上に積層膜を介して配置され、前記複数の画素に対応する微小レンズより構成されるレンズアレイとを有する固体撮像装置の製造方法であって、
前記レンズアレイの形成時に、前記微小レンズを形成する前のレンズ材上面に前記画素列または画素行の間隔が拡大した領域に沿って溝部を形成し、その後、微小レンズを形成する、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記固体撮像装置は、各画素に光電変換部と前記光電変換部によって生成された信号電荷を読み出すための画素トランジスタ回路とを有し、前記画素列または画素行の間隔が他の領域より拡大した領域は、複数の画素の画素トランジスタ回路をまとめて形成した共有トランジスタ領域であることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記溝部をV字形段断面に形成することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記微小レンズのレンズ面を前記溝部の内側面に連続させて形成することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記レンズアレイは、積層膜上に形成されるオンチップレンズアレイであることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記レンズアレイは、積層膜中に形成される層内レンズアレイであることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置の製造方法。
- 下地膜上にレンズ材よりなるレンズ基層を形成する工程と、
前記レンズ基層の上面に前記画素列または画素行の間隔が拡大した領域に沿って溝部を形成する工程と、
前記レンズ基層の上面に微小レンズを形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006233216A JP2008060198A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006233216A JP2008060198A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008060198A true JP2008060198A (ja) | 2008-03-13 |
Family
ID=39242617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006233216A Ceased JP2008060198A (ja) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008060198A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011239070A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Sony Corp | 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器 |
WO2018173788A1 (ja) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像素子、電子機器 |
WO2021124694A1 (ja) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2022075462A (ja) * | 2020-11-05 | 2022-05-18 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司 | イメージセンサおよびその形成方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000307090A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-11-02 | Toppan Printing Co Ltd | 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並びにそれらの製造方法 |
JP2005150492A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
JP2005244947A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置およびこれを用いたカメラ |
JP2006041369A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2006165162A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Nikon Corp | 固体撮像素子 |
JP2007305866A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Sharp Corp | 撮像素子および撮像素子の製造方法 |
-
2006
- 2006-08-30 JP JP2006233216A patent/JP2008060198A/ja not_active Ceased
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000307090A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-11-02 | Toppan Printing Co Ltd | 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並びにそれらの製造方法 |
JP2005150492A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
JP2005244947A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置およびこれを用いたカメラ |
JP2006041369A (ja) * | 2004-07-29 | 2006-02-09 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2006165162A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Nikon Corp | 固体撮像素子 |
JP2007305866A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Sharp Corp | 撮像素子および撮像素子の製造方法 |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10720458B2 (en) | 2010-05-07 | 2020-07-21 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
US10177184B2 (en) | 2010-05-07 | 2019-01-08 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
US9653499B2 (en) | 2010-05-07 | 2017-05-16 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
US9923005B2 (en) | 2010-05-07 | 2018-03-20 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
JP2011239070A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Sony Corp | 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器 |
US11671721B2 (en) | 2010-05-07 | 2023-06-06 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
US9438833B2 (en) | 2010-05-07 | 2016-09-06 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
US10355037B2 (en) | 2010-05-07 | 2019-07-16 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
US10050073B2 (en) | 2010-05-07 | 2018-08-14 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
US10978506B2 (en) | 2010-05-07 | 2021-04-13 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
US10991753B2 (en) | 2017-03-22 | 2021-04-27 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging device and electronic device |
US11646342B2 (en) | 2017-03-22 | 2023-05-09 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging device and electronic device |
WO2018173788A1 (ja) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像素子、電子機器 |
WO2021124694A1 (ja) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2022075462A (ja) * | 2020-11-05 | 2022-05-18 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司 | イメージセンサおよびその形成方法 |
US11569291B2 (en) | 2020-11-05 | 2023-01-31 | Visera Technologies Company Limited | Image sensor and method forming the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9577006B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic apparatus | |
KR102437162B1 (ko) | 이미지 센서 | |
JP5471174B2 (ja) | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 | |
JP4631723B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP5263279B2 (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法並びに電子機器 | |
US8169520B2 (en) | Solid-state imaging apparatus and camera | |
US8390043B2 (en) | Solid-state imaging device with stress-relieving silicide blocking layer and electronic apparatus comprising said solid-state device | |
JP2012199489A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器 | |
JP2007020194A (ja) | アクティブセンサーアレイを含むイメージセンサー | |
US20110063486A1 (en) | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same | |
JPWO2014141991A1 (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器 | |
WO2008065952A1 (fr) | Dispositif d'imagerie semi-conducteur, son procédé de fabrication, et dispositif d'informations électroniques | |
JP2007317870A (ja) | 固体撮像装置とその製造方法、及びカメラモジュール | |
JP2011066241A (ja) | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 | |
JP2008060476A (ja) | 固体撮像装置および電子情報機器 | |
JP2008052004A (ja) | レンズアレイ及び固体撮像素子の製造方法 | |
JP2010073902A (ja) | イオン注入方法、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置、並びに電子機器 | |
JP4682504B2 (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法並びに電子機器 | |
JP2008172005A (ja) | 固体撮像装置、電子モジュール及び電子機器 | |
JP2008060198A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
JP2008227357A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
JP2007081015A (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 | |
JP2021197401A (ja) | 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置及び電子機器 | |
JP2010040997A (ja) | 固体撮像素子 | |
JP2006344656A (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20090817 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090819 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091015 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120126 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120326 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120626 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120824 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121127 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20130326 |