JPH08288482A

JPH08288482A - 固体撮像装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08288482A
Application number: JP7088930A
Authority: JP
Inventors: Michiyo Kobayashi; 美千代小林; Koji Shimomura; 幸司下村
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】チップサイズの小型化および多画素化に対し
ても、画像不良のなく、かつ高感度な固体撮像装置を提
供する。【構成】ある受光部２とその隣の受光部２とに挟まれ
た電荷転送部４の表面に遮光部３が形成されており、ま
た受光部２と遮光部３との上面には第１の透明平坦膜５
が形成されている。また第１の透明平坦膜５の上面には
所望の分光特性を有するカラーフィルター６が各受光部
２に対峙するように形成されている。カラーフィルター
６の上面には第２の透明平坦膜５が形成され、カラーフ
ィルター６上面を平坦化している。次に第２の透明平坦
膜５の上面には第１のマイクロレンズ１４と第２のマイ
クロレンズ１５とから構成された多層マイクロレンズ１
６が形成されている。多層マイクロレンズ１６は各受光
部２と対峙するように位置しており、入射光を受光部２
に集める構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置の構成およ
び製造方法、とりわけマイクロレンズの構成および製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】はじめに、従来の固体撮像装置の構造に
ついて、その概要を図面を用いて説明する。

【０００３】図７は従来の固体撮像装置の構造を示す断
面図である。図示のように半導体基板１の表面には少な
くとも遮光部３とフォトダイオードである受光部２とが
形成されている。ある受光部２とその隣の受光部２とに
挟まれた電荷転送部４の表面に遮光部３が位置してお
り、電荷転送部４に外光が入射しないように構成されて
いる。また受光部２と遮光部３との上面には第１の透明
平坦膜５が形成されており、半導体基板１の表面の段差
を埋めている。第１の透明平坦膜５の上面には所望の分
光特性を有するカラーフィルター６が各受光部２に対峙
するように形成されている。カラーフィルター６の上面
には、第２の透明平坦膜５が形成されており、カラーフ
ィルター６の上面と第１透明平坦膜５の上面との段差を
平滑化している。また第２の透明平坦膜５の上面には各
受光部２に対峙するようにマイクロレンズ７が形成され
ている。マイクロレンズ７は受光部２に光を集める曲面
の形状を持つ。次に、従来の固体撮像装置の製造方法に
ついて図８（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。

【０００４】図８（ａ）において初めに受光部２、遮光
部３および電荷転送部４を形成した半導体基板１の表面
凹凸を平坦化するために、透明平坦膜材料を回転塗布し
て第１の透明平坦膜５を形成する。続いて第１の透明平
坦膜５上面に所望の分光特性を持つカラーフィルター６
を形成する。続いてカラーフィルター６の表面凹凸を平
坦化するために第２の透明平坦膜５を形成する。

【０００５】次にマイクロレンズの形成方法を説明す
る。まず第２の透明平坦膜５上にマイクロレンズ材料を
回転塗布したのち、１１０℃以上で数分間加熱処理し塗
布膜中の溶媒を蒸発させることによって図８（ａ）に示
したマイクロレンズ膜層８を形成する。次にマイクロレ
ンズ膜層８を所望とするマスクを用いて光を照射したの
ち、現像することによって図８（ｂ）に示したマイクロ
レンズパターン９を形成する。次にマイクロレンズパタ
ーン９を熱溶融と同時に熱架橋させて表面張力でレンズ
のカーブを得るために、１３０℃〜２００℃で数分間加
熱処理（以下リフローと称する）を行う。以上の工程を
経て図８（ｃ）に示したマイクロレンズ７を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】従来のマイクロレ
ンズは上記の構造・製法であったため、固体撮像装置の
チップサイズの小型化および多画素化に対して次のよう
な問題を有していた。

【０００７】すなわち従来の製造方法ではマイクロレン
ズ膜層８が単一層であるために、形成されたマイクロレ
ンズ７はウェハーまたはチップ間における形状のばらつ
きが生じる。したがって、固体撮像装置の特性におい
て、各受光部２に入射する光量のばらつきによる画像不
良が生じるという問題点を有していた。

【０００８】また、受光部２に集められる光量を多くす
ること、すなわち固体撮像装置の感度特性を向上させる
ためには、セル（各受光部に対峙して同じ底面形状を持
つマイクロレンズを設けるときに、あるひとつの受光部
に対してマイクロレンズを形成しうる面積が最大となる
場合の領域を以後セルと称する。）の面積内のマイクロ
レンズ領域は大きいほどよい。つまり隣接するマイクロ
レンズ７間のスペ−スは狭くするように、マイクロレン
ズ７を形成することが理想である。しかし従来の方法で
はリフロー工程前後のマイクロレンズパターン９の底面
寸法の変化が大きいため、隣接するマイクロレンズ７間
のスペ−スを十分に狭くできない。このため、各受光部
２に入射する光の量が少なく、高感度な固体撮像装置を
得ることができないという問題点を有していた。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑み、固体撮像装置
のチップサイズの小型化および多画素化に対しても、画
像不良がなく、かつ高感度な固体撮像装置を提供するも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は固体撮像装置の
マイクロレンズ形成において、マイクロレンズ材料を塗
布する工程と、加熱する工程とによりマイクロレンズ膜
層を形成する工程を少なくとも２回以上繰り返すことを
特徴とする。

【００１１】また、本発明は固体撮像装置のセル形状の
縦・横幅および受光部形状の縦・横幅をそれぞれａ，
ｂ，ｃ，ｄとし、ａ，ｂ，ｃ，ｄの関係が（ａ／ｃ）／
（ｂ／ｄ）＝１でないとき、一方向に延びたストライプ
形状の第１のマイクロレンズと、前記第１のマイクロレ
ンズ上部に形成され、かつ前記第１のマイクロレンズと
直交する方向の端部が前記第１のマイクロレンズの底面
に達する第２のマイクロレンズとを具備することを特徴
とする。

【００１２】また、本発明は固体撮像装置の前記第１の
マイクロレンズと前記第２のマイクロレンズが異なる屈
折率を有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】上述した手段により、各受光部に対しウェハー
またはチップ間における形状のばらつきの少ない複数の
マイクロレンズが形成される。このため、固体撮像装置
のチップサイズの小型化および多画素化に対しても、画
像不良がなく、かつ高感度な固体撮像装置を形成するこ
とができることとなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の固体撮像装置の構造につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１
の実施例における固体撮像装置の構造を示す断面図であ
る。図示のように半導体基板１の表面には少なくとも遮
光部３とフォトダイオードである受光部２とが形成され
ている。ある受光部２とその隣の受光部２とに挟まれた
電荷転送部４の表面に遮光部３が形成されており、電荷
転送部４に外光が入射しないように構成されている。ま
た受光部２と遮光部３との上面には第１の透明平坦膜５
が形成されており、半導体基板１の表面の段差を埋めて
いる。また第１の透明平坦膜５の上面には所望の分光特
性を有するカラーフィルター６が各受光部２に対峙する
ように形成されている。カラーフィルター６の上面には
第２の透明平坦膜５が形成され、カラーフィルター６上
面を平坦化している。次に第２の透明平坦膜５の上面に
は第１のマイクロレンズ１４とこれに重なる第２のマイ
クロレンズ１５とから構成された多層マイクロレンズ１
６が形成されている。多層マイクロレンズ１６は各受光
部２に対峙するように位置しており、入射光を受光部２
に集めている。

【００１５】次に、本発明の固体撮像装置の製造方法に
ついて説明する。初めに受光部２、遮光部３および電荷
転送部４を形成した半導体基板１の表面凹凸を平坦化す
るために透明平坦化材料を回転塗布したのち、２００℃
以上で加熱処理して第１の透明平坦膜５を形成した。本
実施例においては透明平坦膜材料としてはアクリル系樹
脂を用いた。続いて前記第１の透明平坦膜５の表面上に
フォトリソグラフィーおよび染色法によりカラーフィル
ター６を形成した。本実施例においてはカラーフィルタ
ー材料としてアクリル系樹脂を用いた。続いてカラーフ
ィルター６上の表面凹凸を平坦化するために第１の透明
平坦膜５形成時と同じ材料・方法によって第２の透明平
坦膜５を形成した。

【００１６】続いて多層マイクロレンズをリソグラフィ
ーおよび加熱処理によって形成する方法を図２（ａ）〜
（ｃ）を用いて説明する。まず第２の透明平坦膜５上に
感光性を持つマイクロレンズ材料を回転塗布して、第１
のマイクロレンズ層８を形成した。本実施例においては
マイクロレンズ材料としてポジ型感光性ノボラック系樹
脂を用いた。塗布後１１０℃以上で数分間加熱処理し、
塗布膜中の溶媒を蒸発させることによって形成した。

【００１７】次に第１のマイクロレンズ膜層８上にマイ
クロレンズ材料を回転塗布したのち、１１０℃以上で数
分間加熱処理することにより、図２（ａ）に示される第
２のマイクロレンズ膜層９を形成した。以下、第１およ
び第２のマイクロレンズ膜層８，９を併せて多層マイク
ロレンズ膜層１０と称する。

【００１８】次に多層マイクロレンズ膜層１０を所望と
するフォトマスクを用いて露光したのち、現像すること
により図２（ｂ）に示す第１マイクロレンズパターン１
１と第２のマイクロレンズパターン１２とを形成した。
第１マイクロレンズパターン１１と第２のマイクロレン
ズパターン１２とを併せて多層マイクロレンズパターン
１３と以下称する。本実施例で用いたマイクロレンズ材
料はｇ線（４３６ｎｍ）感光性であり、可視光領域（４
００〜７００ｎｍ）の吸収を持つ。このため、多層マイ
クロレンズパタ−ン１３形成後、可視光領域の吸収を低
減するため第１のマイクロレンズパターン１１に紫外光
を数分間照射することによるブリーチング処理を行う。

【００１９】続いて多層マイクロレンズパターン１３を
１５０℃〜２００℃で数分間リフローすることにより、
図２（ｃ）に示す第１のマイクロレンズ１４と第２のマ
イクロレンズ１５から構成された多層マイクロレンズ１
６を形成した。

【００２０】上記図２（ａ）〜（ｃ）までの工程により
多層マイクロレンズ１６を形成する。本実施例では多層
マイクロレンズ１６は図２（ａ）の工程に示したよう
に、塗布および加熱処理を繰り返すことによって得られ
た多層マイクロレンズ膜層１０から形成されることを特
徴としている。また多層マイクロレンズパターン１３を
リフロー時に加熱処理することによって熱溶融と同時に
熱架橋が進行し、熱溶融によって液化したパターンの表
面張力によりレンズのカーブが得られる。このとき第１
のマイクロレンズ膜層８は繰り返し加熱処理されている
ため、第２のマイクロレンズ膜層９あるいは単層のマイ
クロレンズ膜層に比べて熱架橋が進行している。そのた
め第１のマイクロレンズ膜層８から形成された第１のマ
イクロレンズパターン１１は加熱に対する溶融性が小さ
い。すなわち、リフロー工程前後の多層マイクロレンズ
パターン１３の底面形状の変化が小さい。したがって、
形成された多層マイクロレンズ１６はウェハーまたはチ
ップ間における形状のばらつきが小さい。このため、ウ
ェハーまたはチップ内におけるリフローに対して多層マ
イクロレンズ１６の底面形状のばらつきを防ぐことがで
きる。したがって、固体撮像装置の特性において、各受
光部２に入射する光量のばらつきによる画像不良を抑え
ることができる。たとえば従来の技術では６インチウェ
ハーを用いて、多層マイクロレンズ１６の高さ２．０μ
ｍの場合、隣接する多層マイクロレンズ１６の底面形状
の寸法レンジは０．４０μｍであったが、本実施例では
０．１５μｍであり、均一性の高い多層マイクロレンズ
１６を製造することができた。

【００２１】また本実施例の製造方法によって、隣接す
る多層マイクロレンズパターン１３の底面形状の寸法の
レンジが小さいため、多層マイクロレンズ１６間のスペ
−スを寸法を小さくすることが可能となり、セル内のよ
り広い領域に多層マイクロレンズ１６を形成できる。し
たがって、各受光部２に入射する光の量が増加し、高感
度な固体撮像装置を製造することができた。

【００２２】また本実施例ではマイクロレンズ層を２回
繰り返すことにより形成した。但し、本発明ではマイク
ロレンズ層を２層以上の複数の層に形成することによ
り、マイクロレンズ膜層の加熱に対する溶融性をさらに
制御することができる。したがって、隣接する多層マイ
クロレンズ１６間スペ−スの底面形状のばらつきを防
ぎ、多層マイクロレンズ１６間の寸法をさらに小さくす
ることができることは明きらかである。

【００２３】また、多層マイクロレンズ１６の下表面は
第２の透明平坦膜５により平坦化されている。このた
め、膜厚が１．０μｍ〜２．０μｍでは、マイクロレン
ズ膜を単層と複数の層で形成した場合、ウェハー内に膜
厚面内均一性の差は生じない。しかし、多層マイクロレ
ンズ１６は、固体撮像装置の高感度化を実現するために
は厚膜（２．０μｍ以上）が必要である。このため、マ
イクロレンズ層を単膜層で形成した場合と比較すると、
あらゆるマイクロレンズ層の形成回数、またあらゆる膜
厚の組み合わせにおいても優れた面内均一性を得ること
が出来る。また単層膜では得られなかった厚いマイクロ
レンズ膜層を形成することができる。厚いマイクロレン
ズ膜層を形成することによって、より高いレンズ高さを
有する多層マイクロレンズ１６を形成できる。このた
め、曲率の大きい、集光能力の高い多層マイクロレンズ
１６を形成し、高感度の固体撮像装置を得ることができ
る。本実施例では６インチウェハにおいて塗布および加
熱処理を膜厚１．０μｍの工程を２回繰り返すことによ
って膜厚２．０μｍの多層マイクロレンズ膜層１０を形
成した。このとき、膜厚のレンジは０．００８μｍであ
った。単層膜で同膜厚のマイクロレンズ膜層を形成した
際の膜厚のレンジは０．０１０〜０．０２０μｍであっ
た。

【００２４】以上のように本発明の実施例によると、マ
イクロレンズ膜層の加熱に対する溶融性を制御すること
により、リフロー時の隣接する多層マイクロレンズ１６
間の寸法ばらつきを防ぎ、かつ多層マイクロレンズ１６
間のスペ−スを微細化によってより画像不良のない、か
つ高感度な固体撮像装置を製造することができる。

【００２５】次に本発明における第２の実施例について
説明する。図３（ａ）は本発明の実施例における固体撮
像装置の構造を示す断面図であり、（ｂ）は従来例にお
ける固体撮像装置の構造を示す断面図である。本実施例
では第１の実施例における第１のマイクロレンズ１４を
形成する第１のマイクロレンズ膜層８と第２のマイクロ
レンズ１５を形成する第２のマイクロレンズ膜層９とを
形成する際に、屈折率の異なる材料を用いた。その他の
構造は実施例１と同じである。本実施例において第１の
マイクロレンズ膜層８の屈折率を第２のマイクロレンズ
膜層９よりも大きい材料を用いた場合について説明す
る。図３（ｂ）に示すマイクロレンズ膜層が単一で一つ
の屈折率である場合の構造において、光線はマイクロレ
ンズの端部に入射し屈折角の不足によって巻線のように
遮光部３上に到り、受光部２に到達できにくい。これに
対し図３（ａ）に示した本発明の実施例の構造において
は多層マイクロレンズ１６の端部の屈折率、すなわち第
１のマイクロレンズ膜層８の屈折率が大きいために点線
のように遮光部３上ではなく受光部２に到達できる充分
な屈折角を得ることができる。多層マイクロレンズ１６
に入射した光量に対し、受光部２に到達した光量を集光
率と表現すると、本実施例の構造により同じセル内の多
層マイクロレンズ１６の形成領域において集光率の高い
多層マイクロレンズ１６を形成することができる。つま
り本実施例によってより高感度な固体撮像装置を形成す
ることができる。

【００２６】以上のように本発明の実施例によると、チ
ップ内の感度の均一性の高い固体撮像装置を製造できる
だけでなく、マイクロレンズ端部の屈折率の最適化によ
ってより高感度な固体撮像装置を製造することができ
る。

【００２７】なお過度に屈折することによりマイクロレ
ンズの逆端部に入射した光線と交差して受光部２ではな
く遮光部３上に到達した場合においても、第１のマイク
ロレンズ膜層８の屈折率を第２のマイクロレンズ膜層９
よりも小さい材料を用いることによって本発明の構造は
その効果を得ることは可能である。

【００２８】次に本発明における第３の実施例について
説明する。本実施例の構造について図４（ａ）に固体撮
像装置の鳥瞰図を、（ｂ）と（ｃ）にそのＸ方向とＹ方
向の断面図を示した。このときセル形状と受光部形状の
関係はセル形状の縦・横幅および受光部形状の縦・横幅
をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄとするとき、ａ，ｂ，ｃ，ｄ
の関係が（ａ／ｃ）／（ｂ／ｄ）＝１ではない。すなわ
ち、セル形状と受光部形状は、相似の関係にない。

【００２９】図示のように第２の透明平坦膜層５の上面
には一方向に延びたストライプ形状の第１のマイクロレ
ンズ２１および前記第１のマイクロレンズ２１上部に前
記第１のマイクロレンズ２１と直交する方向の端部が前
記第１のマイクロレンズ２１の底面に達する第２のマイ
クロレンズ２２が形成されている。多層マイクロレンズ
２３は第１のマイクロレンズ２１と第２のマイクロレン
ズ２２とにより構成されている。本実施例において第２
のマイクロレンズ２２の表面が連続なカーブを有するた
めには第１のマイクロレンズ２１の延出方向の垂直断面
は連続なカーブを持つことが望ましい。

【００３０】図５においてセル形状と受光部形状との縦
横寸法比について説明する。図５にセルと受光部を真上
から見た図と断面図を示している。多層マイクロレンズ
１６は半導体基板表面の受光部２に対し透明平坦膜とカ
ラーフィルター（図示せず）とを介して前記受光部２の
真上に形成されている。図５（ａ）および（ｂ）の多層
マイクロレンズ１６の底面はセル形状の縁にそれぞれ一
定のレンズ分離幅を持たせた形状であり、図５（ｃ）の
多層マイクロレンズ１６の底面は少なくとも図５（ａ）
と同じレンズ分離幅を持ちなおかつ受光部２と相似な形
状である。

【００３１】図５（ａ）のようにセル形状と受光部形状
とが相似関係にある場合、多層マイクロレンズ１６の最
適な曲率はＸＹ方向共同じレンズ高さによって得られ
る。また、この場合、実施例１または実施例２の方法に
よりチップ内の感度の均一性に優れ、かつ高感度な固体
撮像装置を製造することができる。しかし図５（ｂ）の
ようにセル形状と受光部形状のＸＹ方向の幅比が大きく
異なる場合、ＸＹ方向一方の曲率を最適化すると他方の
曲率は最適化できない。そのためレンズとしての集光率
は図５（ａ）の場合よりも低くなる。また図５（ｃ）に
示したように受光部の形状に相似な底面を持つ多層マイ
クロレンズ１６をセル内に形成するとマイクロレンズ形
成領域は小さくなるため、レンズに入射光量が少なくな
る。レンズの集光率が図５（ａ）の場合と同等であって
も固体撮像装置の高感度化はできない。

【００３２】このため、本実施例ではセル内の広い領域
に多層マイクロレンズ１６を形成し、かつＸ方向Ｙ方向
とも曲率を最適化されていることを特徴している。また
本実施例の構造はＸ方向とＹ方向との断面のレンズ底面
が異なっており、ある一方の断面のレンズはかさ上げさ
れた状態となっている。そのためＸ方向とＹ方向とで異
なるレンズ高さを有する第１のマイクロレンズ２１と第
２のマイクロレンズ２２とにより多層マイクロレンズ２
３を形成している。したがって本実施例の方法によって
セル内のレンズ形成領域がより広く、本実施例の構造に
よってＸＹ方向とも曲率を最適化され、なおかつ本実施
例の製造方法によってセル内のより広い領域にレンズを
形成されるので、高い集光率を持つマイクロレンズを得
ることが可能となる。つまり本実施例によってセル形状
と受光部形状のＸＹ方向の幅比が大きく異なる場合にお
いても高感度な固体撮像装置を得ることができる。

【００３３】次に本発明における第４の実施例について
説明する。本実施例では第３の実施例における第１のマ
イクロレンズ２１または第２のマイクロレンズ２２のい
ずれかを形成するときに、マイクロレンズ材料を塗布す
る工程と、加熱する工程とによりマイクロレンズ膜層を
形成する工程を２回以上繰り返し、かつ第２の実施例と
同様に第１のマイクロレンズ膜層と第２のマイクロレン
ズ膜層とを形成する際に屈折率の異なる材料を用いた。

【００３４】Ｘ方向断面およびＹ方向断面を示す図６
（ａ）（ｂ）に第２のマイクロレンズ２２において、第
１マイクロレンズ膜層２４と第２マイクロレンズ膜層２
５とに異なる屈折率を有する例を示した。その他の構造
は実施例３と同じで、かつセル形状の縦・横幅および受
光部形状の縦・横幅をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄとし、
ａ，ｂ，ｃ，ｄの関係が（ａ／ｃ）／（ｂ／ｄ）＝１で
なく、セル形状と受光部形状は相似の関係にない。第３
の実施例のマイクロレンズと同様第１のマイクロレンズ
と第２のマイクロレンズとの屈折率が同一の場合におい
てマイクロレンズの端部に入射し屈折角の不足によって
受光部２ではなく遮光部３上に到達する光線がある。し
かし本実施例において第１のマイクロレンズの屈折率を
高くすることで受光部２に到達できる充分な屈折角を得
ることができる。本実施例の構造によりセル内のマイク
ロレンズの形成領域が同じ場合において集光率の高いマ
イクロレンズを形成することができ、より高感度な固体
撮像装置を形成することができる。

【００３５】なお本実施例では、マイクロレンズの端部
に入射した光が屈折角の不足によって遮光部３上に到達
した場合を例として説明した。しかし逆に過度に屈折す
ることにより受光部２上に到達しない場合においても、
第１のマイクロレンズの屈折率を第２のマイクロレンズ
よりも小さい材料を用いることによって本発明はその効
果を得ることができる。

【００３６】なお本発明の実施例においては複数の分光
を持つカラーフィルターが形成された固体撮像装置の構
造を例としてあげたが、本発明はカラーフィルターを持
たないモノクロ用固体撮像装置にも適用可能である。

【００３７】また本発明の実施例においてはマイクロレ
ンズ膜層として２層の膜を例として挙げたが、３層以上
の膜を形成する場合においてもその効果は得られる。ま
た本発明の実施例においてセル形状と受光部形状に長方
形を例として用いたが、本発明はその他の多角形におい
ても有効である。

【００３８】また本実施例において用いたマイクロレン
ズの材料の屈折率はすべて１以上である。前述した発明
は理解を明瞭とするために図解および例示の方法によっ
て詳細に説明したが、ある変化およびある変形は添付し
た特許請求の範囲で行われ得ることは明きらかである。

【００３９】

【発明の効果】前記実施例の説明より明らかなように本
発明において形成されたマイクロレンズは、ウェハーま
たはチップ間における形状のばらつきが小さい。このた
め、ウェハーまたはチップ内におけるリフローに対して
マイクロレンズの底面寸法のばらつきを防ぐことができ
る。したがって、固体撮像装置の特性において、各受光
部に入射する光量のばらつきによる画像不良を抑えるこ
とができる。また、マイクロレンズパターン間の寸法を
小さくすることが可能となり、セル内のより広い領域に
マイクロレンズを形成できる。したがって、各受光部に
入射する光の量が増加し、高感度な固体撮像装置を製造
することができた。また本発明ではあらゆる形状を持つ
固体撮像装置に対し、優れた画像特性と高感度とを実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の固体撮像装置の断面図

【図２】（ａ）〜（ｃ）は同固体撮像装置の工程順断面
図

【図３】（ａ）は本発明の他の実施例の固体撮像装置の
断面図（ｂ）は従来の固体撮像装置の断面図

【図４】（ａ）は本発明の他の実施例の固体撮像装置の
鳥瞰図（ｂ）は同固体撮像装置のＸ方向断面図（ｃ）は同固体撮像装置のＹ方向断面図

【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施例の固体撮
像装置の真上から見た図および断面図

【図６】（ａ）は本発明の他の実施例の固体撮像装置の
Ｘ方向断面図（ｂ）は同固体撮像装置のＹ方向断面図

【図７】従来の固体撮像装置の断面図

【図８】（ａ）〜（ｃ）は従来の固体撮像装置の工程順
断面図

【符号の説明】

１半導体基板２受光部３遮光部４電荷転送部５透明平坦膜６カラーフィルター８第１のマイクロレンズ膜層９第２のマイクロレンズ膜層１０多層マイクロレンズ膜層１１第１のマイクロレンズパターン１２第２のマイクロレンズパターン１３多層マイクロレンズパターン１４第１のマイクロレンズ１５第２のマイクロレンズ１６多層マイクロレンズ１８セル２１第１のマイクロレンズ２２第２のマイクロレンズ２３多層マイクロレンズ膜層２４第１のマイクロレンズ膜層２５第２のマイクロレンズ膜層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受光部と遮光部と電荷転送部を形成した
半導体基板の表面に第１の透明平坦膜を形成し、第１の
透明平坦膜上にカラーフィルターを形成し、前記カラー
フィルター上に第２の透明平坦膜を形成し、第２の透明
平坦膜上に第１のマイクロレンズと第２のマイクロレン
ズよりなる多層マイクロレンズを形成した固体撮像装
置。
【請求項２】セル形状の縦・横幅および受光部形状の
縦・横幅をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄとし、ａ，ｂ，ｃ，
ｄの関係が（ａ／ｃ）／（ｂ／ｄ）＝１のとき、第１の
マイクロレンズと、前記第１のマイクロレンズ上部に層
成された第２のマイクロレンズとを具備することを特徴
とする固体撮像装置。
【請求項３】セル形状の縦・横幅および受光部形状の
縦・横幅をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄとし、ａ，ｂ，ｃ，
ｄの関係が（ａ／ｃ）／（ｂ／ｄ）＝１でないとき、一
方向に延びたストライプ形状の第１のマイクロレンズ
と、前記第１のマイクロレンズ上部に層成され、かつ前
記第１のマイクロレンズと直交する方向の端部が前記第
１のマイクロレンズの底面に達する第２のマイクロレン
ズとを具備することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】第１のマイクロレンズと第２のマイクロ
レンズが異なる屈折率を有することを特徴とする請求項
２または３記載の固体撮像装置。
【請求項５】受光部と遮光部と電荷転送部をもつ半導
体表面にマイクロレンズを形成する方法であって、マイ
クロレンズ材料を塗布する工程と、加熱する工程とによ
りマイクロレンズ膜層を形成する工程を少なくとも２回
以上繰り返すことを特徴とする固体撮像装置の製造方
法。
【請求項６】マイクロレンズ形成において、少なくと
もマイクロレンズ膜層を露光、現像によりマイクロレン
ズパターンを形成する工程と、前記マイクロレンズパタ
ーンを加熱する工程を有することを特徴とする請求項５
記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】マイクロレンズ形成において、マイクロ
レンズ材料を塗布する工程と、加熱する工程と、露光す
る工程と、現像する工程と、加熱する工程とを少なくと
も２回以上繰り返すことを特徴とする請求項５記載の固
体撮像装置の製造方法。