JPH0461277A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、固体撮像素子の製造方法に関し、特にマイク
ロレンズの形成工程を改良した固体撮像素子の製造方法
に係わる。

（従来の技術） 従来、固体撮像素子は以下に説明するように第７図（ａ
）〜（ｄ）に示す工程により製造されている。

まず、例えばｐ型半導体基板１に絶縁膜２．３を介して
２層の転送電極４．５を形成した後、該転送電極５をマ
スクとしてｎ型不純物を前記基板１にドーピングして感
光部としてのｎ型拡散層６を形成する。つづいて、全面
に透明な層間絶縁膜７を堆積する。ひきつづき、前記層
間絶縁膜７上にＡΩ等からなる遮光膜８を前記転送電極
５の上方に位置するように形成した後、色フィルタ　９
を形成する（第７図（ａ）図示）。

次いて、同図（ｂ）に示すように前記色フィルタ　９上
に感光性透明レジストを塗布、乾燥して感光性透明レジ
スト膜１０を形成する。つづいて、この感光性透明レジ
スト膜１０を露光、現像を行うことにより同図（Ｃ）に
示すように断面が台形でストライブ状をなす透明レジス
トパターン１１を前記ｎ型拡散層６と対向するように形
成する。なお、二の丁、程においてアイランド状の透明
レジストパターンを形成し、てもよい。ひき−）づき、
前記透明レン“ストの溶融温度で熱処理することにより
、前記ストライプ状の透明レジストパターン」１をメル
トシ、て熱変形させ、同図（ｄ）に示すように断面か半
円柱状のマイクロレンズ１２を形成し゛Ｃ固体撮像素了
合製造する。なお、透明レジストパターンかアイランド
状の場合には崖球状のマイクロレンズか形成される。

上述した従来方法にあっＣは、集光性か良好なレンズ形
状を得るためには第８図に示すよ・うに接触角α１、厚
さＨｌ、幅Ｗ１などを制御する必要がある。かかるレン
ズ形状の制御は、第１図に示す透明レジストパターンの
傾斜角α２、厚さＨ２、幅Ｗ２に依存するたｙ）、これ
らを十分に考慮する必要があり、煩雑なデータ収集、解
析を必要とする。し、かし２なから、現状ではこれらの
解析等は試行錯誤で行なわれているため、高集光化に適
し７た形状の！／　’、−ズを再現性よく形成できない
という問題かあった。また、透明レジストパターンの形
成工程においでレジスト残り苓生１．た場合には、レ一
・ズか該レンストの残りによって相）ｊに融着づるとい
う問題かあ・った。

（発明か解決りようと−４る課題） 本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、高集光化に適し、た接触角、埋さ、幅に制御さ
れたマイクロッレンズか再現性よく形成された固体撮像
素子の製造方法を提供【２．ようとするものである。

（課題を解決するための４段） 本発明は、予め感光部、電極、遮光膜か形成された半導
体基板上に色フィルタを形成し、この色フィルタ」−に
高分子−材料からなるマイクロレンズを前記感光部と対
向するように形成１．て固体撮像装置を製造する方法に
おいて、型内に高分子材料からなるレンズ原料を流し込
み、熱硬化又は光硬化によりマイクロレンズを作製］２
、このマイクロレンズを前記色フィルタ上に貼着するこ
とを特徴とする固体撮像素子の製造方法である。

（イ１　用） 本発明によれば、型内に高分子−材料からなるレンズ原
料を流し込み、熱硬化又は光硬化することによ〕て目的
とする接触角、厚さ、幅を有するる集光性の良好なマイ
クロレンズを作製できる。

かかるマイクロレンズを崖導体基板上の色フィルタ上に
貼着することによって、高感度の固体撮像素子を簡単か
つ再現性よく製造できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図に示すように半円柱形状の溝部２１か製造ずべき
固体撮像素子のマイクロレンズと同様に配列された金型
２２を製作し、この金型２２を用いて次のような工程に
よりマイクロレンズを作製し、た。

まず、第２図（ａ）に示すように前記金型２２にポリス
チレン系のレンズ原料を流し込んで溝部２１及び溝部２
１間の金型２２表面にレンズ原料２３を満たず。

つづいて、第２図（ｂ）に示すように光硬化を行って複
数の半円柱状のマイクロレンズ２４が薄膜部２５て一体
化されたストライブ状のレンズ群２６を作製し、た後、
金型２２から取り出す（第２図（Ｃ）図が）。

次いで、例えばｐ型半導体基板２７に絶縁膜２８．２９
を介して２層の転送電極３０．３１を形成し１１、該転
送電極３１をマスクとしてｎ型不純物を前記基板２７に
ドーピングし、て感光部としてのｎ型拡散層３２を形成
し１、全面に透明な層間絶縁膜３３を堆積１、史に前記
層間絶縁膜３３上にへβ等からなる遮光膜３４を前記転
送電極３１のＬ方に位置するように形成ｌ。

た後、全面に色フィルタ３５を形成し、この色−ノイル
タ３５のト、方に前記Ｔ、程で作製した【ノンズ群２６
を反転しＣ配置する（第２図（ｄ）図示）。この後、レ
ンズ群２６を接着剤を介して前記色フィルタ３５に貼着
することによりカラー固体撮像累ｆを製造する（第２図
（ｅ）図／ｊＯ０ し、かじで、本発明力性によれば金型２２を用いてポリ
スチレン系のレンズ原料を流（１，込み、光硬化を行な
うことによって、集光性が良好な複数の゛４′４層状の
マイク０　［／ンズ２４か薄膜部２５て　一体化された
レンズ群２Ｂを作製できる。この後、該レンズ群２６を
半導体基板２７上の色フィルタ３５に接着剤等により貼
着することによって高感度のカラー固体撮像素子を簡単
かつ再現性よく製造できる。

また、レンズ群２６の薄膜部２５の厚さを変えることに
よって光路長を制御できる。即ち、実施例のように薄膜
部２５の厚さがｔ　（第２図（ｅ）図示）の場合にはマ
イクロレンズ２４による光路長がΩとなるか、第３図に
示すように薄膜部２５の厚さを厚くしてｔ′とすると、
マイクロレンズ２４による光路長をΩ゛と長くすること
ができる。

なお、上記実施例では第２図（ｃ）に示すように比較的
緩やかな円弧を持つ半円柱状のマイクロレンズを作製し
たが、第４図に示すように膨出した半円柱状のマイクロ
レンズ２４、第５図に示す二段形の半円柱状のマイクロ
レンズ２４を作製してもよい。また、第６図に示すよう
に細長状の凹部３６の底面を凸形にしてマイクロレンズ
２４としたレンズ群２６゛を用いてもよい。

上記実施例では、複数の半円柱状のマイクロレンズか薄
膜部で一体化されたストライプ状のレンズ群を作製した
が、複数の半球状のマイクロレンズが薄膜部で一体化さ
れたアイランド状のレンズ群を作製してもよい。かかる
半球状のマイクロレンズは前述した第４図〜第６図に示
すのと同様な断面形状にすることができる。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば高集光化に適した接
触角、厚さ、幅に制御されたマイクロレンズを再現性よ
く形成でき、ひいては高感度、高集積度の固体撮像素子
を量産的に製造できる等顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で用いた金型を示す斜視図、第
２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例におけるカラー固
体撮像素子の製造工程を示す断面図、第３図は本発明の
他の実施例を示すカラー固体撮像素子の断面図、第４図
〜第６図は本発明方法で形成されたマイクロレンズの他
の形態を示す断面図、第７図（ａ）〜（ｄ）は従来法に
よるカラー固体撮像素子の製造工程を示す断面図、第８
図及び第９図は従来法による問題点を説明するための概
略図である。 ２１・・・溝部、２２・・・金型、２４・・マイクロレ
ンズ、２６．２６′・・レンズ群、２７・・・ｐ型半導
体基板、３０．３１・・・転送電極、３２・・・ｎ型拡
散層（感光部）　、３４−９゜遮蔽膜、３５・・・色フ
ィルタ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 １１！３図 ′４４４図 第５図 第 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　予め感光部、電極、遮光膜が形成された半導体基板上
   に色フィルタを形成し、この色フィルタ上に高分子材料
   からなるマイクロレンズを前記感光部と対向するように
   形成して固体撮像装置を製造する方法において、型内に
   高分子材料からなるレンズ原料を流し込み、熱硬化又は
   光硬化によりマイクロレンズを作製し、このマイクロレ
   ンズを前記色フィルタ上に貼着することを特徴とする固
   体撮像素子の製造方法。