JPH069229B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は固体撮像装置の感度向上に関するもので、特に
固体撮像装置上にレンズアレーを形成し、入射光を光電
変換部に集光させることにより光電感度を向上させる、
レンズアレーの製造方法に係るものである。
固体撮像装置上にレンズアレーを形成し、入射光を光電
変換部に集光させることにより光電感度を向上させる、
レンズアレーの製造方法に係るものである。
（従来技術とその問題点） 一般に固体撮像装置は、半導体基板上に光電変換部およ
び信号読み出し部を有するため、有効な光電変換領域
は、全面積の３０〜５０％に制限されている。この欠点
を解決する手段として固体撮像装置上に、透明なレンズ
を配置し入射光を光電変換部に集光する方法が提案され
ている（特願昭56−10399）。
び信号読み出し部を有するため、有効な光電変換領域
は、全面積の３０〜５０％に制限されている。この欠点
を解決する手段として固体撮像装置上に、透明なレンズ
を配置し入射光を光電変換部に集光する方法が提案され
ている（特願昭56−10399）。
しかし、このような従来の提案では実現的なレンズアレ
ーの形成方法はなかった。
ーの形成方法はなかった。
具体的に、固体撮像装置上に凸レンズアレーを形成する
方法は本願発明者によって“A High Photosensitivity
IL−CCD Image Sensor with Monolithic Resin Lens Ar
ray”と題してProceedings of the IEEE Internati-ona
l Electron Devices Meeting，pp.497〜500， Decembe
r 1983．で発表された。これは光電変換素子上に対応し
て透明な感光性樹脂パターンを形成した後、この感光性
樹脂の軟化温度以上で熱処理する。感光性樹脂パターン
は、熱流動し凸レンズ状の断面形状を作ることができ
る。しかし樹脂の熱流動を利用した凸レンズアレーの形
成は、感光性樹脂と下地の界面の影響が大きく不安定で
ある。
方法は本願発明者によって“A High Photosensitivity
IL−CCD Image Sensor with Monolithic Resin Lens Ar
ray”と題してProceedings of the IEEE Internati-ona
l Electron Devices Meeting，pp.497〜500， Decembe
r 1983．で発表された。これは光電変換素子上に対応し
て透明な感光性樹脂パターンを形成した後、この感光性
樹脂の軟化温度以上で熱処理する。感光性樹脂パターン
は、熱流動し凸レンズ状の断面形状を作ることができ
る。しかし樹脂の熱流動を利用した凸レンズアレーの形
成は、感光性樹脂と下地の界面の影響が大きく不安定で
ある。
（発明の目的） 本発明は、上に述べた欠点をなくし、固体撮像装置上に
集積化する凸レンズアレーの製造方法を提供するもので
ある。
集積化する凸レンズアレーの製造方法を提供するもので
ある。
（発明の構成） 本発明によれば半導体基板上にモザイク状に形成された
光電変換素子群とこの光電変換素子群で光電変換された
信号を読み出す手段が形成されている固体撮像装置にお
いて、この固体撮像装置の主面に疏水性透明樹脂層を被
覆し、次いで疏水性透明樹脂層上に親水性樹脂層を被覆
し次いで前記光電変換素子群に対応する部分の前記疎水
性樹脂層を除去し、次いで前記親水性樹脂層の開口部に
透明染料を熱転写染色により染色させ、前記光電変換素
子群に対応した凸レンズアレーを形成する固体撮像装置
の製造方法が得られる。
光電変換素子群とこの光電変換素子群で光電変換された
信号を読み出す手段が形成されている固体撮像装置にお
いて、この固体撮像装置の主面に疏水性透明樹脂層を被
覆し、次いで疏水性透明樹脂層上に親水性樹脂層を被覆
し次いで前記光電変換素子群に対応する部分の前記疎水
性樹脂層を除去し、次いで前記親水性樹脂層の開口部に
透明染料を熱転写染色により染色させ、前記光電変換素
子群に対応した凸レンズアレーを形成する固体撮像装置
の製造方法が得られる。
（第１の実施例） 次に図面を用いて本発明を説明する。第１図〜第５図は
本発明による固体撮像装置の製造方法の一実施例を説明
するための図で主要工程における固体撮像装置の断面概
念図を示している。
本発明による固体撮像装置の製造方法の一実施例を説明
するための図で主要工程における固体撮像装置の断面概
念図を示している。
第１図はインターライン転送方式ＣＣＤ撮像装置の断面
を模式的に示したもので、半導体基板１０の主面には例
えばフォトダイオードからなる光電変換領域11が配置さ
れている。12は光電変換領域11で光電変換した信号を読
み出す垂直ＣＣＤレジスタ領域で、光電変換領域11と垂
直ＣＣＤレジスタ12の間には、図示してないが信号電荷
の転送を制御するトランスファゲートが配置されてい
る。また垂直ＣＣＤレジスタおよびトランスファゲート
領域は例えばアルミニウムのような光を通さない層13で
遮光されている。垂直ＣＣＤレジスタ12およびトランス
ファゲート領域の主面には絶縁物を介して転送電極が配
置されているが、本発明の動作と関係がないため図示さ
れてない。
を模式的に示したもので、半導体基板１０の主面には例
えばフォトダイオードからなる光電変換領域11が配置さ
れている。12は光電変換領域11で光電変換した信号を読
み出す垂直ＣＣＤレジスタ領域で、光電変換領域11と垂
直ＣＣＤレジスタ12の間には、図示してないが信号電荷
の転送を制御するトランスファゲートが配置されてい
る。また垂直ＣＣＤレジスタおよびトランスファゲート
領域は例えばアルミニウムのような光を通さない層13で
遮光されている。垂直ＣＣＤレジスタ12およびトランス
ファゲート領域の主面には絶縁物を介して転送電極が配
置されているが、本発明の動作と関係がないため図示さ
れてない。
第２図は、半導体基板主面10にＣＣＤ撮像装置を形成し
た後、例えばノボラック樹脂、ポリエーテルサルフォン
等の疎水性樹脂層14を被覆する。その後、撮像装置のボ
ンデングパットおよびスクライブ線上の樹脂層14はフォ
トリソグラフィの技術を用いて除去される。
た後、例えばノボラック樹脂、ポリエーテルサルフォン
等の疎水性樹脂層14を被覆する。その後、撮像装置のボ
ンデングパットおよびスクライブ線上の樹脂層14はフォ
トリソグラフィの技術を用いて除去される。
次に第３図に示すように、樹脂層14上に例えばカゼイ
ン、ゼラチン、プルランあるいはポリビニールアルコー
ルのような親水性樹脂に感光剤として重クロム酸カリウ
ムを混合した樹脂層15を被覆する。その後光電変換領域
11に対応する部分16の親水性樹脂層15を光化学反応によ
って除去する。例えばインターライン転送方式CCDある
いはMOS型撮像装置のように光電変換領域の垂直方向列
の間に垂直CCDレジスタあるいは信号読み出し線がある
場合には、第３図に示す親水性樹脂層の開口部分16は垂
直に配置されている光電変換領域に対応するようなスト
ライプ形状でもよい。
ン、ゼラチン、プルランあるいはポリビニールアルコー
ルのような親水性樹脂に感光剤として重クロム酸カリウ
ムを混合した樹脂層15を被覆する。その後光電変換領域
11に対応する部分16の親水性樹脂層15を光化学反応によ
って除去する。例えばインターライン転送方式CCDある
いはMOS型撮像装置のように光電変換領域の垂直方向列
の間に垂直CCDレジスタあるいは信号読み出し線がある
場合には、第３図に示す親水性樹脂層の開口部分16は垂
直に配置されている光電変換領域に対応するようなスト
ライプ形状でもよい。
疎水性樹脂14上に親水性樹脂15のパターンを形成した
後、第４図に示すように、例えばWhitex ERN（住友化学
製）のような透明疎水性染料17を熱転写染色する。疎水
性染料17は親水性樹脂15をマスクとして開口部分16の疎
水性樹脂14に染色される。
後、第４図に示すように、例えばWhitex ERN（住友化学
製）のような透明疎水性染料17を熱転写染色する。疎水
性染料17は親水性樹脂15をマスクとして開口部分16の疎
水性樹脂14に染色される。
第５図は透明染料17を染色した後の断面形状を示す。染
料17が染色された部分の疎水性樹脂層は体積膨張により
凸状の断面形状になる。
料17が染色された部分の疎水性樹脂層は体積膨張により
凸状の断面形状になる。
染料は染色のマスクとして作用する親水性樹脂層15直下
にも横方向拡散により広がり、連続した凸レンズアレー
が形成できる。最後に親水性樹脂層15を除去する。
にも横方向拡散により広がり、連続した凸レンズアレー
が形成できる。最後に親水性樹脂層15を除去する。
凸レンズの曲率は親水性樹脂15の開口部分の幅と熱転写
染色の温度で決定できる。また疎水性樹脂層14の厚さは
入射光が全て光電変換領域に集光されるよう凸レンズの
曲率、光電変換領域の開口率、染色層と樹脂14の屈折率
を考慮して決定される。
染色の温度で決定できる。また疎水性樹脂層14の厚さは
入射光が全て光電変換領域に集光されるよう凸レンズの
曲率、光電変換領域の開口率、染色層と樹脂14の屈折率
を考慮して決定される。
（他の実施例） 第６図は他の実施例の固体撮像の断面模式図を示すもの
で、第１の実施例で説明した第５図に対応しており、同
一機能の部分は同一記号で示してある。第１の実施例と
の違いは、固体撮像装置上にカラーフィルタが集積化さ
れており、その上に第１の実施例で説明した凸レンズア
レーが形成されていることにある。
で、第１の実施例で説明した第５図に対応しており、同
一機能の部分は同一記号で示してある。第１の実施例と
の違いは、固体撮像装置上にカラーフィルタが集積化さ
れており、その上に第１の実施例で説明した凸レンズア
レーが形成されていることにある。
第６図において、固体撮像装置が形成された基板半導体
10上に、例えば第１の実施例の疎水性樹脂層14と同一樹
脂層18を被覆し、次にゼラチン等の親水性樹脂層19を形
成する。その後フォトリソグラフィの技術を用いて、例
えば赤20，緑21，青22の染料を光電変換部11に対応して
順次染色する。その後第１の実施例の第２図に示す工程
から第５図の工程を経ることにより第６図に示す凸レン
ズアレーを形成することができる。
10上に、例えば第１の実施例の疎水性樹脂層14と同一樹
脂層18を被覆し、次にゼラチン等の親水性樹脂層19を形
成する。その後フォトリソグラフィの技術を用いて、例
えば赤20，緑21，青22の染料を光電変換部11に対応して
順次染色する。その後第１の実施例の第２図に示す工程
から第５図の工程を経ることにより第６図に示す凸レン
ズアレーを形成することができる。
（発明の効果） 以上詳細に述べた通り、本発明によれば凸レンズアレー
の曲率を制御よく形成でき、インターラインCCD撮像装
置、MOS型撮像装置の光電変換効率を約100％にすること
ができる。
の曲率を制御よく形成でき、インターラインCCD撮像装
置、MOS型撮像装置の光電変換効率を約100％にすること
ができる。
第１図〜第５図は本発明による固体撮像装置の製造方法
の一実施例を示す主要部分の断面模式図で、第６図は他
の実施例の断面模式図。 10は半導体基板、11は光電変換部、12は信号読み出し
部、13は遮光部、14は透明樹脂、15は染色マスク樹脂、
17は透明染料、19はカラーフィルタを染色する樹脂であ
る。
の一実施例を示す主要部分の断面模式図で、第６図は他
の実施例の断面模式図。 10は半導体基板、11は光電変換部、12は信号読み出し
部、13は遮光部、14は透明樹脂、15は染色マスク樹脂、
17は透明染料、19はカラーフィルタを染色する樹脂であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上にモザイク状に形成された光
電変換素子群とこの光電変換素子群で光電交換された信
号を読み出す手段が形成されている固体撮像装置におい
て、この固体撮像装置の主面に疎水性透明樹脂層を被覆
し、次いで疎水性透明樹脂層上に親水性樹脂層を被覆
し、次いで前記光電変換素子群に対応する部分の前記親
水性樹脂層を除去し、次いで前記親水性樹脂層の開口部
に透明染料を熱転写染色により染色させて前記光電変換
素子群に対応した凸レンズアレーを形成することを特徴
とする固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186827A JPH069229B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186827A JPH069229B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164158A JPS6164158A (ja) | 1986-04-02 |
| JPH069229B2 true JPH069229B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=16195303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59186827A Expired - Lifetime JPH069229B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069229B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2833941B2 (ja) * | 1992-10-09 | 1998-12-09 | 三菱電機株式会社 | 固体撮像装置とその製造方法 |
| US6456326B2 (en) | 1994-01-28 | 2002-09-24 | California Institute Of Technology | Single chip camera device having double sampling operation |
| USRE42918E1 (en) | 1994-01-28 | 2011-11-15 | California Institute Of Technology | Single substrate camera device with CMOS image sensor |
| JP2951858B2 (ja) * | 1994-10-17 | 1999-09-20 | シャープ株式会社 | 投影型カラー液晶表示装置 |
| US5760850A (en) * | 1995-02-10 | 1998-06-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Projection type image display apparatus |
| JP3779052B2 (ja) * | 1997-12-17 | 2006-05-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶プロジェクタ |
| US6678023B1 (en) | 1997-12-17 | 2004-01-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal projector |
| US7002659B1 (en) | 1999-11-30 | 2006-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal panel and liquid crystal projector |
| JP2002350974A (ja) | 2001-03-19 | 2002-12-04 | Sharp Corp | 投影型画像表示装置 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP59186827A patent/JPH069229B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6164158A (ja) | 1986-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |