JP4930539B2 - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
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Description
この層内レンズの一例として、転送電極等による段差を埋めて平坦化した面上に、表面側が凸面とされたレンズを形成する、層内凸レンズがある。
これはレンズ材の膜を堆積し、その上にレジストをレンズの形状にパターニングし、その後ドライエッチングによりレジストによるレンズ形状をレンズ材の膜に転写する方法である。
層内凸レンズ間のギャップに入射した光は、層内凸レンズによる集束がなされないためセンサ部に入射することができない。
このように無効領域が形成されることにより、その分固体撮像素子の感度が低くなってしまう。
従って、本発明により、感度の高い固体撮像素子を製造することができる。
従って、様々な寸法のユニットセルを有する固体撮像素子に対して感度向上を図ることができる。
このCCD固体撮像素子1は、例えばシリコンから成る半導体基板4の表面に、フォトダイオードから成るセンサ部2が配され、半導体基板4上の酸化膜5を介して多結晶シリコンから成る転送電極11が形成されている。
この転送電極11上には酸化膜5が形成され、これの上に層間絶縁膜6として例えば酸化膜が形成されている。
また、半導体基板4内には、垂直転送レジスタ10を構成するCCD転送チャネル15が形成され、また図示しないがセンサ部2とCCD転送チャネル15との間にチャネルストップ領域が形成される。
即ちオンチップレンズ19と層内レンズ9とを設けたことにより、入射光を効率よくセンサ部2に入射させることができ、高い感度を有する。
平坦化膜7としては、リフロー膜やHDP(高密度プラズマ)−CVD膜を用いることができ、これにより表面の平坦化を行うことができる。
例えばリフロー膜を用いる場合には、平坦化のために高温リフローが必要となるため、遮光膜3に高融点金属を使用する。
一方、CVD膜で平坦化する場合には、遮光膜3をアルミ等で形成しても構わない。
その後、図1Cに示すように、平坦化膜7上にレンズ材となるプラズマCVD膜8を成膜する。
層内レンズ9の屈折率を1.9〜2.0とする場合にはプラズマCVD膜8としてプラズマSiN膜を成膜し、層内レンズ9の屈折率を1.5〜1.9とする場合にはプラズマCVD膜8としてプラズマSiON膜を成膜する。
そして、必要な層内レンズ9の高さに応じて、プラズマCVD膜8を0.5〜2.0μmの膜厚に成膜する。
これにより、図2Dに示すレンズ形状のレジスト21が形成される。
これにより、凸レンズ間のギャップを狭めることができる。
このとき、プラズマCVD膜22の膜厚を任意に設定することが可能であり、ギャップ長を調節することができる。
そして、入射光にとって無効領域となっていた層内レンズ間のギャップを狭めることができるため、無効領域を低減して、入射光の集光効率を高めることができる。
従って、感度の高い固体撮像素子1を製造することができる。
従って、様々な寸法のユニットセルを有する固体撮像素子1に対して、感度向上を図ることができる。
従って、本発明製法を通常のレジストから成るオンチップレンズに適用しようとすると、レジストをより薄く塗布することが難しく、任意にオンチップレンズのギャップを制御することは困難である。
即ち無機膜例えばプラズマCVD膜にレジストからレンズ形状を転写した後に、その上に同種の無機膜例えばプラズマCVD膜を成膜して、オンチップレンズのギャップを狭めることができる。
これにより、無機膜を任意の膜厚で成膜して、オンチップレンズのギャップを任意に制御することが可能になる。
そして、本発明を適用して層内レンズのギャップを狭めて形成することができ、感度の高い固体撮像素子を製造することができる。
そして、例えば反射型液晶表示素子では外光の入射側に、透過型液晶表示素子ではバックライト等光源側に本発明製法による層内レンズを形成する。
これにより、液晶表示素子の例えばカラーフィルタの画素間のブラックマトリックス(遮光膜)により遮られていた光を液晶部を通過させて有効に利用することが可能になる。
Claims (2)
- 各センサ部上に表面側が凸面とされたレンズを有する固体撮像素子を製造する方法であって、
平坦化膜上に、プラズマCVD膜により、SiN膜またはSiON膜から成る、レンズ材の膜を形成する工程と、
上記レンズ材の膜上に表面側が凸面とされたレンズ形状のレジストを形成する工程と、
上記レジストの表面側が凸面とされたレンズ形状を上記レンズ材の膜に凸レンズ間のギャップが広がるように転写する工程と、
レンズ形状が転写された上記レンズ材の膜上に、さらにプラズマCVD膜により、同一のレンズ材の膜を成膜して上記レンズを形成する工程とを有する
固体撮像素子の製造方法。 - 上記平坦化膜が、リフロー膜又は高密度プラズマCVD膜である、請求項1に記載の固体撮像素子の製造方法。
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