JP2010205952A - 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロレンズ44を通して入射する光を光電変換部32の受光面に導く導波路40Aを有する導波路構造において、導波路40Aの内面を二次曲線面、例えば放物線面にすることで、導波路40Aの中心軸Pに対して平行に入射し、導波路40Aの内面で反射した光を光電変換部32の受光面上に効率的に集光し、集光効率を上げる。
【選択図】図3
Description
入射光を電気信号に変換する光電変換部と、
前記入射光を前記光電変換部に導く導波路と
を有する画素が複数配置された固体撮像装置において、
前記導波路の内面を二次曲線面とした構成を採っている。
1.本発明が適用される固体撮像装置(CMOSイメージセンサの例)
2.第1実施形態(導波路の内面が放物線面の例)
3.第2実施形態(導波路の内面が楕円面の例)
4.変形例
5.適用例(撮像装置)
(システム構成)
図1は、本発明が適用される固体撮像装置、例えばX−Yアドレス型固体撮像装置の一種であるCMOSイメージセンサの構成の概略を示すシステム構成図である。ここで、CMOSイメージセンサとは、CMOSプロセスを応用して、または部分的に使用して作成されたイメージセンサである。
図2は、単位画素20の回路構成の一例を示す回路図である。図2に示すように、本回路例に係る単位画素20は、光電変換部である例えばフォトダイオード21に加えて、例えば転送トランジスタ22、リセットトランジスタ23、増幅トランジスタ24および選択トランジスタ25の4つのトランジスタを有する構成となっている。
(画素構造)
図3は、本発明の第1実施形態に係る導波路構造を有する画素の断面構造を示す断面図である。
続いて、上述した第1実施形態に係る導波路構造を有する画素についての製造方法の工程の一例について、図5の工程図を用いて説明する。なお、理解を容易にするために、図5において、図3と同等部分には同一符号を付して示している。
(画素構造)
図6は、本発明の第2実施形態に係る導波路構造を有する画素の断面構造を示す断面図であり、図中、図3と同等部分には同一符号を付して示している。
特に、本実施形態に係る導波路40Bは、一般的に、射出瞳距離の短い薄型のカメラ・レンズに対して、周辺減光を軽減する目的で使用される瞳補正と呼ばれる周知の技術を用いたCMOSイメージセンサに適用して好適なものとなる。
続いて、上述した第2実施形態に係る導波路構造を有する画素についての製造方法の工程の一例について、図9の工程図を用いて説明する。なお、理解を容易にするために、図9において、図6と同等部分には同一符号を付して示している。
上記各実施形態では、層間絶縁膜34に導波路用の孔38A,38Bを形成し、これら孔38A,38B内に光透過性埋込み層39を埋め込んでなる導波路構造の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの導波路構造への適用に限られるものではない。例えば、導波路用の孔38A,38Bの内面に金属膜を形成して、当該金属膜で光を反射する構造の導波路構造に対しても、導波路用の孔38A,38Bの内面を二次曲線面にする技術を適用することができる。
本発明は、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、撮像装置などの電子機器にも適用可能である。ここで、電子機器とは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置(カメラシステム)や、撮像機能を有する携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistant)などのモバイル機器などのことを言う。なお、電子機器に搭載される上記モジュール状の形態、即ちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。
図10は、本発明による電子機器の一例である撮像装置の構成例を示すブロック図である。図10に示すように、本発明に係る撮像装置100は、レンズ群101等を含む光学系、撮像素子102、カメラ信号処理部であるDSP回路103、フレームメモリ104、表示装置105、記録装置106、操作系107および電源系108等を有している。そして、DSP回路103、フレームメモリ104、表示装置105、記録装置106、操作系107および電源系108がバスライン109を介して相互に接続された構成となっている。
Claims (10)
- 入射光を電気信号に変換する光電変換部と、
内面が二次曲線面で、前記入射光を前記光電変換部に導く導波路と
を有する単位画素が複数配置された
固体撮像装置。 - 前記二次曲線面は、放物線面である
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記二次曲線面は、楕円面である
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記単位画素は、前記入射光を取り込むマイクロレンズを有し、
前記マイクロレンズは、前記入射光を前記楕円面の一方の焦点に集光する
請求項3記載の固体撮像装置。 - 前記マイクロレンズは、その中心が前記光電変換部の開口中心に対してオフセットを持って配置されている
請求項4記載の固体撮像装置。 - 前記単位画素はカラーフィルタを有し、
前記放物線面の焦点または前記楕円面の他方の焦点の光軸方向における位置は、前記カラーフィルタの色ごとに異なる
請求項2または請求項3記載の固体撮像装置。 - 前記単位画素はカラーフィルタを有し、
前記放物線面の焦点または前記楕円面の他方の焦点に集光する光のスポットサイズは、前記カラーフィルタの色ごとに異なる
請求項2または請求項3記載の固体撮像装置。 - 入射光を電気信号に変換する光電変換部と、
内面が二次曲線面で、前記入射光を前記光電変換部に導く導波路と
を有する単位画素が複数配置された固体撮像装置の製造に当たって、
前記導波路を形成する絶縁層に対して、フォトレジスとの孔径を徐々に大きくしてエッチングを行う工程を複数段階に分けて繰り返して実行することによって前記絶縁層に前記導波路用の孔を形成する
固体撮像装置の製造方法。 - 前記複数段階のエッチング工程でエッチングガスのパワーを変える
請求項8記載の固体撮像装置の製造方法。 - 入射光を電気信号に変換する光電変換部と、
内面が二次曲線面で、前記入射光を前記光電変換部に導く導波路と
を有する単位画素が複数配置された
固体撮像装置を有する電子機器。
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