撮像素子及びその製造方法
【課題】集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができるようにする。
【解決手段】イメージセンサには、入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板が設けられている。フォトダイオードの入射面がレンズ形状に形成されている。本技術は、撮像素子に適用することができる。
【解決手段】イメージセンサには、入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板が設けられている。フォトダイオードの入射面がレンズ形状に形成されている。本技術は、撮像素子に適用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像素子及びその製造方法に関し、特に、集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができる、撮像素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子においては、光の入射面の上部に搭載されたオンチップレンズにより集光が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７９３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画素サイズの微細化に伴って、曲率の大きなオンチップレンズの形成が困難になる。これは製造工程での加工の難易度が高くなるためである。また、オンチップレンズの材料の屈折率は、約1.4乃至2.0と低い。したがって、このようなオンチップレンズを搭載した、従来の撮像素子では、レンズ効果が十分に現れずに十分な集光効率が実現できない場合がある。
【０００５】
さらに、オンチップレンズは、その製造工程において、下地を露出させないための十分な厚みを有するように加工されている。その結果、撮像素子に入射する光は、オンチップレンズを透過する間に減衰してしまい、感度の低下や混色が発生する場合がある。
【０００６】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の第１の側面の撮像素子は、入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板を備え、前記フォトダイオードの前記入射面がレンズ形状に形成されている。
【０００８】
前記半導体基板の上方に形成されるオンチップレンズをさらに設けることができる。
【０００９】
前記半導体基板の直上に成膜される酸化膜または有機膜をさらに設けることができる。
【００１０】
前記酸化膜または前記有機膜の屈折率は、前記半導体基板の屈折率よりも低くすることができる。
【００１１】
前記半導体基板の素材はシリコンを含有することができる。
【００１２】
前記撮像素子は、遮光膜を設けることができる。
【００１３】
前記撮像素子は、CMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサとすることができる。
【００１４】
前記撮像素子は、裏面照射型CMOSイメージセンサとすることができる。
【００１５】
前記撮像素子は、前記半導体基板に埋め込まれた遮光膜を設けることができる。
【００１６】
前記撮像素子は、表面照射型CMOSイメージセンサとすることができる。
【００１７】
本技術の第２の側面の撮像素子の製造方法は、半導体基板にフォトダイオードを形成し、前記フォトダイオードの光の入射面をレンズ形状に形成するステップを含む。
【００１８】
本技術の第１の側面の撮像素子においては、入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板が備えられ、前記フォトダイオードの前記入射面がレンズ形状に形成されている。
【００１９】
本技術の第２の側面の撮像素子の製造方法においては、半導体基板にフォトダイオードが形成され、前記フォトダイオードの光の入射面がレンズ形状に形成される。
【発明の効果】
【００２０】
以上のごとく、本技術によれば、集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一般的な構成のイメージセンサの断面図である。
【図２】本技術の手法が適用されたイメージセンサの断面図である。
【図３】イメージセンサの製造装置の機能的構成例を示すブロック図である。
【図４】イメージセンサの製造処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】イメージセンサの製造処理の流れを示す図である。
【図６】ステップＳ２，Ｓ３におけるイメージセンサの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本技術の実施の形態について説明する。
【００２３】
[一般的な構成のイメージセンサ]
本発明者は、まず、一般的なイメージセンサを用いて、集光効率について検討を行った。ここで、イメージセンサの受光面を上面とし、当該受光面の反対側の面を下面として、当該受光面の法線と平行な方向を上下方向、受光面と平行な方向を横方向として、以下説明する。
【００２４】
図１は、一般的な構成のイメージセンサの断面図である。
【００２５】
イメージセンサ１０においては、半導体基板に形成された赤用フォトダイオード２１−１，緑用フォトダイオード２１−２，青用フォトダイオード２１−３が隣接して配置されている。
【００２６】
赤用フォトダイオード２１−１の上には、酸化膜２２、有機膜２３、赤用カラーフィルタ２４−１、及びオンチップレンズ２５−１が下方からその順番で積層されている。また、緑用フォトダイオード２１−２の上には、酸化膜２２、有機膜２３、緑用カラーフィルタ２４−２、及びオンチップレンズ２５−２が下方からその順番で積層されている。さらに、青用フォトダイオード２１−３の上には、酸化膜２２、有機膜２３、青用カラーフィルタ２４−３、及びオンチップレンズ２５−３が下方からその順番で積層されている。
【００２７】
また、赤用フォトダイオード２１−１，緑用フォトダイオード２１−２，青用フォトダイオード２１−３の各々の境界の上方には、酸化膜２２を介して、遮光膜２６がそれぞれ配置されている。
【００２８】
オンチップレンズ２５−１に入射された光は、赤用カラーフィルタ２４−１、有機膜２３、及び酸化膜２２を透過して、赤用フォトダイオード２１−１に入射する。より正確には、赤用カラーフィルタ２４−１において、オンチップレンズ２５−１から射出された光のうち、赤色光の波長帯域の光だけが透過し、さらに有機膜２３、及び酸化膜２２を透過して、赤用フォトダイオード２１−１に入射する。赤用フォトダイオード２１−１は、入射した光の量、すなわち受光量に応じたレベルの電荷を生成して出力する。
【００２９】
オンチップレンズ２５−２，２５−３に入射された光は、同様の経路により、それぞれ緑用フォトダイオード２１−２，青用フォトダイオード２１−３に入射する。ただし、この場合、緑用カラーフィルタ２４−２，青用カラーフィルタ２４−３において、オンチップレンズ２５−２，２５−３から射出された光のうち、それぞれ緑色光の波長帯域，青色光の波長帯域の光だけが透過する点が異なる。
【００３０】
上述したように、イメージセンサ１０においては、曲率の大きなオンチップレンズを形成するのが困難な場合がある。また、オンチップレンズの材料の屈折率は、約1.4乃至2.0と低い。したがって、従来の構成のイメージセンサ１０では、十分なレンズ効果が現れずに十分な集光効率が実現できない場合がある。
【００３１】
例えば、図１に示されるように、オンチップレンズ２５−２の中心軸方向から入射された光は、オンチップレンズ２５−２、緑用カラーフィルタ２４−２、有機膜２３、及び酸化膜２２を透過して、緑用フォトダイオード２１−２に垂直に入射する。
【００３２】
これに対して、オンチップレンズ２５−２の斜め方向から光が入射された場合、オンチップレンズ２５−２から射出された光のうち、緑用カラーフィルタ２４−２を透過した光の一部は、遮光膜２６を超えて、隣接する赤用フォトダイオード２１−１へ漏れ込む。このようにして赤用フォトダイオード２１−１において、漏れ込んだ光が混色成分となって、混色が発生する場合がある。
【００３３】
さらに、上述したように、オンチップレンズ２５−１乃至２５−３は、その製造工程において、下地を露出させないための十分な厚みｄ１を有するように加工されている。したがって、従来の構成のイメージセンサ１０に入射する光は、厚みｄ１を有するオンチップレンズ２５−１乃至２５−３を透過する間に減衰して、感度が低下する場合がある。
【００３４】
そこで、本発明者は、半導体基板に形成されたフォトダイオードの光の入射面を直接凸型にエッチングすることによって、凸レンズの機能を有するフォトダイオードを形成させる、という手法を開発した。このような手法（以下、本技術の手法と称する）を適用することで、集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができる。
【００３５】
なお、以下の説明においては、半導体基板をシリコン基板として説明するが、半導体基板の素材については特に限定されず、例えばゲルマニウム等を採用することができる。
【００３６】
[本技術の手法が適用されたイメージセンサ]
図２は、本技術の手法が適用されたイメージセンサの断面図である。
【００３７】
イメージセンサ５０においては、シリコン基板に形成された赤用フォトダイオード６１−１，緑用フォトダイオード６１−２，青用フォトダイオード６１−３が隣接して配置されている。
【００３８】
赤用フォトダイオード６１−１の上には、酸化膜６２、有機膜６３、赤用カラーフィルタ６４−１、及びオンチップレンズ６５−１が下方からその順番で積層されている。また、緑用フォトダイオード６１−２の上には、酸化膜６２、有機膜６３、緑用カラーフィルタ６４−２、及びオンチップレンズ６５−２が下方からその順番で積層されている。さらに、青用フォトダイオード６１−３の上には、酸化膜６２、有機膜６３、青用カラーフィルタ６４−３、及びオンチップレンズ６５−３が下方からその順番で積層されている。
【００３９】
なお、図２においては、酸化膜６２と有機膜６３が形成されている空間は、酸化膜６２のみで形成されてもよいし、あるいはまた有機膜６３のみで形成されてもよい。
【００４０】
また、赤用フォトダイオード６１−１，緑用フォトダイオード６１−２，青用フォトダイオード６１−３の各々の境界の上方には、酸化膜６２を介して、遮光膜６６がそれぞれ配置されている。
【００４１】
オンチップレンズ６５−１に入射された光は、赤用カラーフィルタ６４−１、有機膜６３、及び酸化膜６２を透過して、赤用フォトダイオード６１−１に入射する。より正確には、赤用カラーフィルタ６４−１において、オンチップレンズ６５−１から射出された光のうち、赤色光の波長帯域の光だけが透過し、さらに有機膜６３、及び酸化膜６２を透過して、赤用フォトダイオード６１−１に入射する。赤用フォトダイオード６１−１は、入射した光の量、すなわち受光量に応じたレベルの電荷を生成する光電変換を行い、生成した電荷を出力する。
【００４２】
オンチップレンズ６５−２，６５−３に入射された光は、同様の経路により、それぞれ緑用フォトダイオード６１−２，青用フォトダイオード６１−３に入射する。ただし、この場合、緑用カラーフィルタ６４−２，青用カラーフィルタ６４−３において、オンチップレンズ６５−２，６５−３から射出された光のうち、それぞれ緑色光の波長帯域，青色光の波長帯域の光だけが透過する点が異なる。
【００４３】
以下、赤用フォトダイオード６１−１，緑用フォトダイオード６１−２，青用フォトダイオード６１−３を個々に区別する必要がない場合、これらをまとめてフォトダイオード６１と称する。また、赤用カラーフィルタ６４−１，緑用カラーフィルタ６４−２，青用カラーフィルタ６４−３を個々に区別する必要がない場合、これらをまとめてカラーフィルタ６４と称する。また、オンチップレンズ６５−１乃至６５−３を個々に区別する必要がない場合、これらをまとめてオンチップレンズ６５と称する。
【００４４】
なお、ここでは説明の都合上、イメージセンサ５０に配置されるカラーフィルタ６４を、それぞれ赤色光、緑色光、及び青色光の波長帯域の光を透過するとしたが、カラーフィルタ６４の色は特に限定されず、任意の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ６４であれば足りる。この場合、フォトダイオード６１は、入射した任意の波長帯域の光の量に応じたレベルの電荷を生成する光電変換を行う。
【００４５】
詳細については後述するが、イメージセンサ５０においては、シリコン基板に形成されたフォトダイオード６１の光の入射面が凸型にエッチングされることによって、凸レンズの機能を有するフォトダイオード６１が形成される。これにより、フォトダイオード６１において、凸レンズの機能により光が集光されるので、集光効率を高めることができる。
【００４６】
さらに、イメージセンサ５０においては、凸型に形成されたフォトダイオード６１の上面に、シリコン基板よりも屈折率の低い酸化膜または有機膜が埋め込まれる。これにより、フォトダイオード６１の上面で大きな屈折率差が発生するので、集光効率を高めることができる。
【００４７】
例えば、図２に示されるように、オンチップレンズ６５−２の中心軸方向から入射された光は、オンチップレンズ６５−２、緑用カラーフィルタ６４−２、有機膜６３、及び酸化膜６２を透過して、緑用フォトダイオード６１−２に垂直に入射する。このとき、緑用フォトダイオード６１−２に入射する光は、凸レンズの機能により集光されるので、集光効率を高めることができる。
【００４８】
また、オンチップレンズ６５−２に斜め方向から入射された光は、オンチップレンズ６５−２、緑用カラーフィルタ６４−２を透過し、屈折率の低い有機膜６３及び酸化膜６２（例えば波長λ＝550における屈折率ｎ＝1.45）を透過する。この光は、屈折率の高いシリコン基板（例えば波長λ＝550における屈折率ｎ＝4.08）に形成された凸型の緑用フォトダイオード６１−２の上面６１−２ｂで屈折して、緑用フォトダイオード６１−２に入射する。
【００４９】
このようにして、オンチップレンズ６５−２に斜め方向から光が入射された場合であっても、酸化膜６２及び有機膜６３とシリコン基板との屈折率の差によって光の屈折する角度が大きくなる。さらに、緑用フォトダイオード６１−２において、凸レンズの機能により光が集光されるので、集光効率を高めることができる。その結果、隣接する赤用フォトダイオード２１−１へ漏れ込む光量は減少して、混色は抑制される。
【００５０】
このように、イメージセンサ５０においては、凸レンズの機能を有するフォトダイオード６１が形成されることにより、オンチップレンズ６５の曲率を大きくしなくても、集光効率を高めることができる。
【００５１】
このことは、本技術の手法が適用されたイメージセンサ５０においては、オンチップレンズ６５の曲率を、図１の場合より大きくしなくてもいいことを意味し、オンチップレンズ６５は厚みｄ２を有するように加工される。図１と図２を比較すると明らかなように、オンチップレンズ６５においては、その厚みが厚みｄ２（ｄ２＜ｄ１）に抑えられる。また、オンチップレンズ６５においては、加工マージン用のオンチップレンズ６５の厚みも抑えることができる。その結果、オンチップレンズ６５とシリコン基板に形成されたフォトダイオード６１との距離を短縮することができる。これにより、オンチップレンズ６５を透過する光の減衰による感度の低下、及び混色の発生を抑制することができる。
【００５２】
さらに、本技術の手法が適用されたイメージセンサ５０においては、フォトダイオード６１の光の入射面が凸型にエッチングされることのみで集光効率が高められる。その結果、イメージセンサ５０の構造を単純化することができるので、上層の設計の自由度が増す。
【００５３】
なお、当然のことながら、凸型に形成されたフォトダイオード６１は、フォトダイオードの機能、すなわち受光量に応じたレベルの電荷を生成する光電変換の機能を有する。
【００５４】
[イメージセンサの製造処理]
次に、イメージセンサ５０の製造処理について図３乃至図５を用いて説明する。
【００５５】
図３は、イメージセンサ５０を製造する製造装置８０の機能的構成例を示すブロック
図である。
【００５６】
製造装置８０は、形成部９１、露光部９２、リフロー部９３、エッチング部９４、成膜部９５、及び上層形成部９６を有している。
【００５７】
形成部９１は、シリコン基板にフォトダイオード６１を形成する。露光部９２は、シリコン基板上のレジストにパターニングする。リフロー部９３は、パターニングが施されたレジストにリフローを行う。エッチング部９４は、レジストに異方性ドライエッチングを行う。成膜部９５は、酸化膜６２，有機膜６３、及び遮光膜６６を成膜する。上層形成部９６は、カラーフィルタ６４及びオンチップレンズ６５を形成する。
【００５８】
図４は、イメージセンサ５０の製造処理の流れを説明するフローチャートである。また、図５は、イメージセンサ５０の製造処理の流れを示す図である。イメージセンサ５０の製造処理においては、適宜人手が介在したり、複数の装置により分担されてイメージセンサ５０が製造されることがあるが、本実施形態では説明を簡略化するために、１台の製造装置８０が、イメージセンサ５０を製造するまでの一連の処理を全て実行するものとする。
【００５９】
ステップＳ１において、形成部９１は、シリコン基板にフォトダイオード６１を形成する。このとき、形成部９１は、シリコン基板に不純物イオン注入等を行い、ｐｎ接合を有し受光量に応じたレベルの電荷を生成するフォトダイオード６１をアレー状に形成する。
【００６０】
ステップＳ２において、露光部９２は、フォトダイオード６１が形成されたシリコン基板上にレジスト１１１を形成し、所定の形状にパターニングする。すなわち、露光部９２は、レジスト１１１を、溝１１２で仕切られた１つ１つが凸レンズ形状の基となるようにパターニングする。この状態が、状態Ｓ１，Ｓ２として図５に示されている。
【００６１】
ステップＳ３において、リフロー部９３は、パターニングが施されたレジスト１１１にリフローを行い、レジスト１１１をレンズ形状にする。すなわち、リフロー部９３は、リフローを行うことによりレジスト１１１を融解させ、レジスト１１１のエッジを丸めて凸レンズ形状にする。この状態が、状態Ｓ３として図５に示されている。
【００６２】
図６は、ステップＳ２，Ｓ３におけるイメージセンサ５０の上面図である。
【００６３】
図６の左側に示されるように、ステップＳ２において、露光部９２は、レジスト１１１を凸レンズ形状の基となる正方形の形状にパターニングする。その後、図６の右側に示されるように、ステップＳ３において、リフロー部９３は、レジスト１１１にリフローを行うことにより、レジスト１１１のエッジを丸めて凸レンズ形状、すなわち球面の形状にする。
【００６４】
ステップＳ４において、エッチング部９４は、凸レンズ形状にされたレジスト１１１に異方性ドライエッチングを行い、フォトダイオード６１が形成されたシリコン基板に凸レンズ形状を形成する。この状態が、状態Ｓ４として図５に示されている。これにより、凸レンズの機能を有するフォトダイオード６１が形成される。
【００６５】
なお、異方性ドライエッチングが行われた後、Wet処理、電荷蓄積層の形成等によりシリコン基板へのダメージを和らげる処理が行われると好適である。
【００６６】
ステップＳ５において、成膜部９５は、平坦化のために凸レンズ形状のフォトダイオード６１の直上に酸化膜６２を成膜する。この状態が、状態Ｓ５として図５に示されている。なお、ステップＳ５において、酸化膜６２の代わりに有機膜６３が成膜されてもよい。
【００６７】
ステップＳ６において、成膜部９５は、酸化膜６２の上に、遮光膜６６を成膜する。
【００６８】
ステップＳ７において、成膜部９５は、遮光膜６６が成膜された酸化膜６２の上に、平坦化のために有機膜６３を成膜する。なお、ステップＳ７において、有機膜６３の代わりに酸化膜６２が成膜されてもよい。
【００６９】
なお、酸化膜６２または有機膜６３が成膜された後に、CMP(chemical Mechanical Polishing)研磨が行われることにより、酸化膜６２または有機膜６３の上面が平坦化されてもよい。
【００７０】
ステップＳ８において、上層形成部９６は、カラーフィルタ６４を形成する。
【００７１】
ステップＳ９において、上層形成部９６は、オンチップレンズ６５を形成する。この状態が、状態Ｓ６乃至Ｓ９として図５に示されている。
【００７２】
これにより、イメージセンサの製造処理は終了する。
【００７３】
なお、イメージセンサ５０は、裏面照射型CMOSイメージセンサに限らず、表面照射型CMOSイメージセンサに適用することもできる。
【００７４】
また、イメージセンサ５０は、CMOSイメージセンサまたはCCD(Charge Coupled Device）イメージセンサに適用することができる。
【００７５】
このように、本技術の手法が適用されたイメージセンサ５０においては、シリコン基板に、凸レンズの機能を有するフォトダイオード６１が形成される。これにより、上述したように、フォトダイオード６１において、凸レンズの機能により光が集光されるので、集光効率を高めることができる。
【００７６】
また、酸化膜６２及び有機膜６３とシリコン基板との大きな屈折率差の発生により、オンチップレンズ６５の曲率を大きくしなくても集光効率を高めることができ、混色が抑制される。
【００７７】
また、オンチップレンズ６５の厚み及び加工マージン用のオンチップレンズ６５の厚みが抑えられるので、オンチップレンズ６５を透過する光の減衰による感度の低下、及び混色の発生を抑制することができる。
【００７８】
さらに、フォトダイオード６１は、断面が矩形であるデジタルレンズの形状とは異なり、凸型、すなわち球面状にエッチングされるので、広角で光を入射することができる。したがって、凸型に形成されたフォトダイオード６１は、光の散乱を発生させにくくすることができる。
【００７９】
さらに、イメージセンサ５０においては、フォトダイオード６１の上面が凸型、すなわち球面状であるので、遮光膜６６とフォトダイオード６１との間に隙間が存在する。これにより、遮光膜６６の直下に入射する光もフォトダイオード６１に入射させることができるので、感度を向上させることができる。なお、裏面照射型CMOSイメージセンサにおいては、感度の向上よりも混色を抑制させたい場合には、シリコン基板に埋め込んだ遮光膜と組み合わせて用いられるようにしてもよい。
【００８０】
裏面照射型CMOSイメージセンサは、光の入射側の面に配線層がない。したがって、構造が単純化されたイメージセンサ５０においては、上層の設計の自由度が増す。
【００８１】
表面照射型CMOSイメージセンサにおいては、凸型に形成されたフォトダイオード６１の上層に配線層が形成される。したがって、凸型に形成されたフォトダイオード６１をインナーレンズとして利用することができる。
【００８２】
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００８３】
なお、本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）
入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板を備え、
前記フォトダイオードの前記入射面がレンズ形状に形成されている
撮像素子。
（２）
前記半導体基板の上方に形成されるオンチップレンズをさらに備える
前記（１）に記載の撮像素子。
（３）
前記半導体基板の直上に成膜される酸化膜または有機膜をさらに備える
前記（１）または（２）に記載の撮像素子。
（４）
前記酸化膜または前記有機膜の屈折率は、前記半導体基板の屈折率よりも低い
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）
前記半導体基板の素材はシリコンを含有する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）
前記撮像素子は、遮光膜を備える
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の撮像素子。
（７）
前記撮像素子は、CMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサである
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（８）
前記撮像素子は、裏面照射型CMOSイメージセンサである
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）
前記撮像素子は、前記半導体基板に埋め込まれた遮光膜を備える
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の撮像素子。
（１０）
前記撮像素子は、表面照射型CMOSイメージセンサである
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の撮像素子。
（１１）
半導体基板にフォトダイオードを形成し、
前記フォトダイオードの光の入射面をレンズ形状に形成する
ステップを含む撮像素子の製造方法。
【００８４】
本技術は、撮像素子に適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
５０ イメージセンサ， ６１ フォトダイオード， ６２ 酸化膜， ６３ 有機膜， ６４ カラーフィルタ， ６５ オンチップレンズ， ６６ 遮光膜， ８０ 製造装置， ９１ 形成部， ９２ 露光部， ９３ リフロー部， ９４ エッチング部， ９５ 成膜部， ９６ 上層形成部， １１１ レジスト
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像素子及びその製造方法に関し、特に、集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができる、撮像素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子においては、光の入射面の上部に搭載されたオンチップレンズにより集光が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７９３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画素サイズの微細化に伴って、曲率の大きなオンチップレンズの形成が困難になる。これは製造工程での加工の難易度が高くなるためである。また、オンチップレンズの材料の屈折率は、約1.4乃至2.0と低い。したがって、このようなオンチップレンズを搭載した、従来の撮像素子では、レンズ効果が十分に現れずに十分な集光効率が実現できない場合がある。
【０００５】
さらに、オンチップレンズは、その製造工程において、下地を露出させないための十分な厚みを有するように加工されている。その結果、撮像素子に入射する光は、オンチップレンズを透過する間に減衰してしまい、感度の低下や混色が発生する場合がある。
【０００６】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の第１の側面の撮像素子は、入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板を備え、前記フォトダイオードの前記入射面がレンズ形状に形成されている。
【０００８】
前記半導体基板の上方に形成されるオンチップレンズをさらに設けることができる。
【０００９】
前記半導体基板の直上に成膜される酸化膜または有機膜をさらに設けることができる。
【００１０】
前記酸化膜または前記有機膜の屈折率は、前記半導体基板の屈折率よりも低くすることができる。
【００１１】
前記半導体基板の素材はシリコンを含有することができる。
【００１２】
前記撮像素子は、遮光膜を設けることができる。
【００１３】
前記撮像素子は、CMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサとすることができる。
【００１４】
前記撮像素子は、裏面照射型CMOSイメージセンサとすることができる。
【００１５】
前記撮像素子は、前記半導体基板に埋め込まれた遮光膜を設けることができる。
【００１６】
前記撮像素子は、表面照射型CMOSイメージセンサとすることができる。
【００１７】
本技術の第２の側面の撮像素子の製造方法は、半導体基板にフォトダイオードを形成し、前記フォトダイオードの光の入射面をレンズ形状に形成するステップを含む。
【００１８】
本技術の第１の側面の撮像素子においては、入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板が備えられ、前記フォトダイオードの前記入射面がレンズ形状に形成されている。
【００１９】
本技術の第２の側面の撮像素子の製造方法においては、半導体基板にフォトダイオードが形成され、前記フォトダイオードの光の入射面がレンズ形状に形成される。
【発明の効果】
【００２０】
以上のごとく、本技術によれば、集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一般的な構成のイメージセンサの断面図である。
【図２】本技術の手法が適用されたイメージセンサの断面図である。
【図３】イメージセンサの製造装置の機能的構成例を示すブロック図である。
【図４】イメージセンサの製造処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】イメージセンサの製造処理の流れを示す図である。
【図６】ステップＳ２，Ｓ３におけるイメージセンサの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本技術の実施の形態について説明する。
【００２３】
[一般的な構成のイメージセンサ]
本発明者は、まず、一般的なイメージセンサを用いて、集光効率について検討を行った。ここで、イメージセンサの受光面を上面とし、当該受光面の反対側の面を下面として、当該受光面の法線と平行な方向を上下方向、受光面と平行な方向を横方向として、以下説明する。
【００２４】
図１は、一般的な構成のイメージセンサの断面図である。
【００２５】
イメージセンサ１０においては、半導体基板に形成された赤用フォトダイオード２１−１，緑用フォトダイオード２１−２，青用フォトダイオード２１−３が隣接して配置されている。
【００２６】
赤用フォトダイオード２１−１の上には、酸化膜２２、有機膜２３、赤用カラーフィルタ２４−１、及びオンチップレンズ２５−１が下方からその順番で積層されている。また、緑用フォトダイオード２１−２の上には、酸化膜２２、有機膜２３、緑用カラーフィルタ２４−２、及びオンチップレンズ２５−２が下方からその順番で積層されている。さらに、青用フォトダイオード２１−３の上には、酸化膜２２、有機膜２３、青用カラーフィルタ２４−３、及びオンチップレンズ２５−３が下方からその順番で積層されている。
【００２７】
また、赤用フォトダイオード２１−１，緑用フォトダイオード２１−２，青用フォトダイオード２１−３の各々の境界の上方には、酸化膜２２を介して、遮光膜２６がそれぞれ配置されている。
【００２８】
オンチップレンズ２５−１に入射された光は、赤用カラーフィルタ２４−１、有機膜２３、及び酸化膜２２を透過して、赤用フォトダイオード２１−１に入射する。より正確には、赤用カラーフィルタ２４−１において、オンチップレンズ２５−１から射出された光のうち、赤色光の波長帯域の光だけが透過し、さらに有機膜２３、及び酸化膜２２を透過して、赤用フォトダイオード２１−１に入射する。赤用フォトダイオード２１−１は、入射した光の量、すなわち受光量に応じたレベルの電荷を生成して出力する。
【００２９】
オンチップレンズ２５−２，２５−３に入射された光は、同様の経路により、それぞれ緑用フォトダイオード２１−２，青用フォトダイオード２１−３に入射する。ただし、この場合、緑用カラーフィルタ２４−２，青用カラーフィルタ２４−３において、オンチップレンズ２５−２，２５−３から射出された光のうち、それぞれ緑色光の波長帯域，青色光の波長帯域の光だけが透過する点が異なる。
【００３０】
上述したように、イメージセンサ１０においては、曲率の大きなオンチップレンズを形成するのが困難な場合がある。また、オンチップレンズの材料の屈折率は、約1.4乃至2.0と低い。したがって、従来の構成のイメージセンサ１０では、十分なレンズ効果が現れずに十分な集光効率が実現できない場合がある。
【００３１】
例えば、図１に示されるように、オンチップレンズ２５−２の中心軸方向から入射された光は、オンチップレンズ２５−２、緑用カラーフィルタ２４−２、有機膜２３、及び酸化膜２２を透過して、緑用フォトダイオード２１−２に垂直に入射する。
【００３２】
これに対して、オンチップレンズ２５−２の斜め方向から光が入射された場合、オンチップレンズ２５−２から射出された光のうち、緑用カラーフィルタ２４−２を透過した光の一部は、遮光膜２６を超えて、隣接する赤用フォトダイオード２１−１へ漏れ込む。このようにして赤用フォトダイオード２１−１において、漏れ込んだ光が混色成分となって、混色が発生する場合がある。
【００３３】
さらに、上述したように、オンチップレンズ２５−１乃至２５−３は、その製造工程において、下地を露出させないための十分な厚みｄ１を有するように加工されている。したがって、従来の構成のイメージセンサ１０に入射する光は、厚みｄ１を有するオンチップレンズ２５−１乃至２５−３を透過する間に減衰して、感度が低下する場合がある。
【００３４】
そこで、本発明者は、半導体基板に形成されたフォトダイオードの光の入射面を直接凸型にエッチングすることによって、凸レンズの機能を有するフォトダイオードを形成させる、という手法を開発した。このような手法（以下、本技術の手法と称する）を適用することで、集光効率を高めて、光の減衰や混色を抑制させることができる。
【００３５】
なお、以下の説明においては、半導体基板をシリコン基板として説明するが、半導体基板の素材については特に限定されず、例えばゲルマニウム等を採用することができる。
【００３６】
[本技術の手法が適用されたイメージセンサ]
図２は、本技術の手法が適用されたイメージセンサの断面図である。
【００３７】
イメージセンサ５０においては、シリコン基板に形成された赤用フォトダイオード６１−１，緑用フォトダイオード６１−２，青用フォトダイオード６１−３が隣接して配置されている。
【００３８】
赤用フォトダイオード６１−１の上には、酸化膜６２、有機膜６３、赤用カラーフィルタ６４−１、及びオンチップレンズ６５−１が下方からその順番で積層されている。また、緑用フォトダイオード６１−２の上には、酸化膜６２、有機膜６３、緑用カラーフィルタ６４−２、及びオンチップレンズ６５−２が下方からその順番で積層されている。さらに、青用フォトダイオード６１−３の上には、酸化膜６２、有機膜６３、青用カラーフィルタ６４−３、及びオンチップレンズ６５−３が下方からその順番で積層されている。
【００３９】
なお、図２においては、酸化膜６２と有機膜６３が形成されている空間は、酸化膜６２のみで形成されてもよいし、あるいはまた有機膜６３のみで形成されてもよい。
【００４０】
また、赤用フォトダイオード６１−１，緑用フォトダイオード６１−２，青用フォトダイオード６１−３の各々の境界の上方には、酸化膜６２を介して、遮光膜６６がそれぞれ配置されている。
【００４１】
オンチップレンズ６５−１に入射された光は、赤用カラーフィルタ６４−１、有機膜６３、及び酸化膜６２を透過して、赤用フォトダイオード６１−１に入射する。より正確には、赤用カラーフィルタ６４−１において、オンチップレンズ６５−１から射出された光のうち、赤色光の波長帯域の光だけが透過し、さらに有機膜６３、及び酸化膜６２を透過して、赤用フォトダイオード６１−１に入射する。赤用フォトダイオード６１−１は、入射した光の量、すなわち受光量に応じたレベルの電荷を生成する光電変換を行い、生成した電荷を出力する。
【００４２】
オンチップレンズ６５−２，６５−３に入射された光は、同様の経路により、それぞれ緑用フォトダイオード６１−２，青用フォトダイオード６１−３に入射する。ただし、この場合、緑用カラーフィルタ６４−２，青用カラーフィルタ６４−３において、オンチップレンズ６５−２，６５−３から射出された光のうち、それぞれ緑色光の波長帯域，青色光の波長帯域の光だけが透過する点が異なる。
【００４３】
以下、赤用フォトダイオード６１−１，緑用フォトダイオード６１−２，青用フォトダイオード６１−３を個々に区別する必要がない場合、これらをまとめてフォトダイオード６１と称する。また、赤用カラーフィルタ６４−１，緑用カラーフィルタ６４−２，青用カラーフィルタ６４−３を個々に区別する必要がない場合、これらをまとめてカラーフィルタ６４と称する。また、オンチップレンズ６５−１乃至６５−３を個々に区別する必要がない場合、これらをまとめてオンチップレンズ６５と称する。
【００４４】
なお、ここでは説明の都合上、イメージセンサ５０に配置されるカラーフィルタ６４を、それぞれ赤色光、緑色光、及び青色光の波長帯域の光を透過するとしたが、カラーフィルタ６４の色は特に限定されず、任意の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ６４であれば足りる。この場合、フォトダイオード６１は、入射した任意の波長帯域の光の量に応じたレベルの電荷を生成する光電変換を行う。
【００４５】
詳細については後述するが、イメージセンサ５０においては、シリコン基板に形成されたフォトダイオード６１の光の入射面が凸型にエッチングされることによって、凸レンズの機能を有するフォトダイオード６１が形成される。これにより、フォトダイオード６１において、凸レンズの機能により光が集光されるので、集光効率を高めることができる。
【００４６】
さらに、イメージセンサ５０においては、凸型に形成されたフォトダイオード６１の上面に、シリコン基板よりも屈折率の低い酸化膜または有機膜が埋め込まれる。これにより、フォトダイオード６１の上面で大きな屈折率差が発生するので、集光効率を高めることができる。
【００４７】
例えば、図２に示されるように、オンチップレンズ６５−２の中心軸方向から入射された光は、オンチップレンズ６５−２、緑用カラーフィルタ６４−２、有機膜６３、及び酸化膜６２を透過して、緑用フォトダイオード６１−２に垂直に入射する。このとき、緑用フォトダイオード６１−２に入射する光は、凸レンズの機能により集光されるので、集光効率を高めることができる。
【００４８】
また、オンチップレンズ６５−２に斜め方向から入射された光は、オンチップレンズ６５−２、緑用カラーフィルタ６４−２を透過し、屈折率の低い有機膜６３及び酸化膜６２（例えば波長λ＝550における屈折率ｎ＝1.45）を透過する。この光は、屈折率の高いシリコン基板（例えば波長λ＝550における屈折率ｎ＝4.08）に形成された凸型の緑用フォトダイオード６１−２の上面６１−２ｂで屈折して、緑用フォトダイオード６１−２に入射する。
【００４９】
このようにして、オンチップレンズ６５−２に斜め方向から光が入射された場合であっても、酸化膜６２及び有機膜６３とシリコン基板との屈折率の差によって光の屈折する角度が大きくなる。さらに、緑用フォトダイオード６１−２において、凸レンズの機能により光が集光されるので、集光効率を高めることができる。その結果、隣接する赤用フォトダイオード２１−１へ漏れ込む光量は減少して、混色は抑制される。
【００５０】
このように、イメージセンサ５０においては、凸レンズの機能を有するフォトダイオード６１が形成されることにより、オンチップレンズ６５の曲率を大きくしなくても、集光効率を高めることができる。
【００５１】
このことは、本技術の手法が適用されたイメージセンサ５０においては、オンチップレンズ６５の曲率を、図１の場合より大きくしなくてもいいことを意味し、オンチップレンズ６５は厚みｄ２を有するように加工される。図１と図２を比較すると明らかなように、オンチップレンズ６５においては、その厚みが厚みｄ２（ｄ２＜ｄ１）に抑えられる。また、オンチップレンズ６５においては、加工マージン用のオンチップレンズ６５の厚みも抑えることができる。その結果、オンチップレンズ６５とシリコン基板に形成されたフォトダイオード６１との距離を短縮することができる。これにより、オンチップレンズ６５を透過する光の減衰による感度の低下、及び混色の発生を抑制することができる。
【００５２】
さらに、本技術の手法が適用されたイメージセンサ５０においては、フォトダイオード６１の光の入射面が凸型にエッチングされることのみで集光効率が高められる。その結果、イメージセンサ５０の構造を単純化することができるので、上層の設計の自由度が増す。
【００５３】
なお、当然のことながら、凸型に形成されたフォトダイオード６１は、フォトダイオードの機能、すなわち受光量に応じたレベルの電荷を生成する光電変換の機能を有する。
【００５４】
[イメージセンサの製造処理]
次に、イメージセンサ５０の製造処理について図３乃至図５を用いて説明する。
【００５５】
図３は、イメージセンサ５０を製造する製造装置８０の機能的構成例を示すブロック
図である。
【００５６】
製造装置８０は、形成部９１、露光部９２、リフロー部９３、エッチング部９４、成膜部９５、及び上層形成部９６を有している。
【００５７】
形成部９１は、シリコン基板にフォトダイオード６１を形成する。露光部９２は、シリコン基板上のレジストにパターニングする。リフロー部９３は、パターニングが施されたレジストにリフローを行う。エッチング部９４は、レジストに異方性ドライエッチングを行う。成膜部９５は、酸化膜６２，有機膜６３、及び遮光膜６６を成膜する。上層形成部９６は、カラーフィルタ６４及びオンチップレンズ６５を形成する。
【００５８】
図４は、イメージセンサ５０の製造処理の流れを説明するフローチャートである。また、図５は、イメージセンサ５０の製造処理の流れを示す図である。イメージセンサ５０の製造処理においては、適宜人手が介在したり、複数の装置により分担されてイメージセンサ５０が製造されることがあるが、本実施形態では説明を簡略化するために、１台の製造装置８０が、イメージセンサ５０を製造するまでの一連の処理を全て実行するものとする。
【００５９】
ステップＳ１において、形成部９１は、シリコン基板にフォトダイオード６１を形成する。このとき、形成部９１は、シリコン基板に不純物イオン注入等を行い、ｐｎ接合を有し受光量に応じたレベルの電荷を生成するフォトダイオード６１をアレー状に形成する。
【００６０】
ステップＳ２において、露光部９２は、フォトダイオード６１が形成されたシリコン基板上にレジスト１１１を形成し、所定の形状にパターニングする。すなわち、露光部９２は、レジスト１１１を、溝１１２で仕切られた１つ１つが凸レンズ形状の基となるようにパターニングする。この状態が、状態Ｓ１，Ｓ２として図５に示されている。
【００６１】
ステップＳ３において、リフロー部９３は、パターニングが施されたレジスト１１１にリフローを行い、レジスト１１１をレンズ形状にする。すなわち、リフロー部９３は、リフローを行うことによりレジスト１１１を融解させ、レジスト１１１のエッジを丸めて凸レンズ形状にする。この状態が、状態Ｓ３として図５に示されている。
【００６２】
図６は、ステップＳ２，Ｓ３におけるイメージセンサ５０の上面図である。
【００６３】
図６の左側に示されるように、ステップＳ２において、露光部９２は、レジスト１１１を凸レンズ形状の基となる正方形の形状にパターニングする。その後、図６の右側に示されるように、ステップＳ３において、リフロー部９３は、レジスト１１１にリフローを行うことにより、レジスト１１１のエッジを丸めて凸レンズ形状、すなわち球面の形状にする。
【００６４】
ステップＳ４において、エッチング部９４は、凸レンズ形状にされたレジスト１１１に異方性ドライエッチングを行い、フォトダイオード６１が形成されたシリコン基板に凸レンズ形状を形成する。この状態が、状態Ｓ４として図５に示されている。これにより、凸レンズの機能を有するフォトダイオード６１が形成される。
【００６５】
なお、異方性ドライエッチングが行われた後、Wet処理、電荷蓄積層の形成等によりシリコン基板へのダメージを和らげる処理が行われると好適である。
【００６６】
ステップＳ５において、成膜部９５は、平坦化のために凸レンズ形状のフォトダイオード６１の直上に酸化膜６２を成膜する。この状態が、状態Ｓ５として図５に示されている。なお、ステップＳ５において、酸化膜６２の代わりに有機膜６３が成膜されてもよい。
【００６７】
ステップＳ６において、成膜部９５は、酸化膜６２の上に、遮光膜６６を成膜する。
【００６８】
ステップＳ７において、成膜部９５は、遮光膜６６が成膜された酸化膜６２の上に、平坦化のために有機膜６３を成膜する。なお、ステップＳ７において、有機膜６３の代わりに酸化膜６２が成膜されてもよい。
【００６９】
なお、酸化膜６２または有機膜６３が成膜された後に、CMP(chemical Mechanical Polishing)研磨が行われることにより、酸化膜６２または有機膜６３の上面が平坦化されてもよい。
【００７０】
ステップＳ８において、上層形成部９６は、カラーフィルタ６４を形成する。
【００７１】
ステップＳ９において、上層形成部９６は、オンチップレンズ６５を形成する。この状態が、状態Ｓ６乃至Ｓ９として図５に示されている。
【００７２】
これにより、イメージセンサの製造処理は終了する。
【００７３】
なお、イメージセンサ５０は、裏面照射型CMOSイメージセンサに限らず、表面照射型CMOSイメージセンサに適用することもできる。
【００７４】
また、イメージセンサ５０は、CMOSイメージセンサまたはCCD(Charge Coupled Device）イメージセンサに適用することができる。
【００７５】
このように、本技術の手法が適用されたイメージセンサ５０においては、シリコン基板に、凸レンズの機能を有するフォトダイオード６１が形成される。これにより、上述したように、フォトダイオード６１において、凸レンズの機能により光が集光されるので、集光効率を高めることができる。
【００７６】
また、酸化膜６２及び有機膜６３とシリコン基板との大きな屈折率差の発生により、オンチップレンズ６５の曲率を大きくしなくても集光効率を高めることができ、混色が抑制される。
【００７７】
また、オンチップレンズ６５の厚み及び加工マージン用のオンチップレンズ６５の厚みが抑えられるので、オンチップレンズ６５を透過する光の減衰による感度の低下、及び混色の発生を抑制することができる。
【００７８】
さらに、フォトダイオード６１は、断面が矩形であるデジタルレンズの形状とは異なり、凸型、すなわち球面状にエッチングされるので、広角で光を入射することができる。したがって、凸型に形成されたフォトダイオード６１は、光の散乱を発生させにくくすることができる。
【００７９】
さらに、イメージセンサ５０においては、フォトダイオード６１の上面が凸型、すなわち球面状であるので、遮光膜６６とフォトダイオード６１との間に隙間が存在する。これにより、遮光膜６６の直下に入射する光もフォトダイオード６１に入射させることができるので、感度を向上させることができる。なお、裏面照射型CMOSイメージセンサにおいては、感度の向上よりも混色を抑制させたい場合には、シリコン基板に埋め込んだ遮光膜と組み合わせて用いられるようにしてもよい。
【００８０】
裏面照射型CMOSイメージセンサは、光の入射側の面に配線層がない。したがって、構造が単純化されたイメージセンサ５０においては、上層の設計の自由度が増す。
【００８１】
表面照射型CMOSイメージセンサにおいては、凸型に形成されたフォトダイオード６１の上層に配線層が形成される。したがって、凸型に形成されたフォトダイオード６１をインナーレンズとして利用することができる。
【００８２】
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００８３】
なお、本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）
入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板を備え、
前記フォトダイオードの前記入射面がレンズ形状に形成されている
撮像素子。
（２）
前記半導体基板の上方に形成されるオンチップレンズをさらに備える
前記（１）に記載の撮像素子。
（３）
前記半導体基板の直上に成膜される酸化膜または有機膜をさらに備える
前記（１）または（２）に記載の撮像素子。
（４）
前記酸化膜または前記有機膜の屈折率は、前記半導体基板の屈折率よりも低い
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）
前記半導体基板の素材はシリコンを含有する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）
前記撮像素子は、遮光膜を備える
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の撮像素子。
（７）
前記撮像素子は、CMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサである
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（８）
前記撮像素子は、裏面照射型CMOSイメージセンサである
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）
前記撮像素子は、前記半導体基板に埋め込まれた遮光膜を備える
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の撮像素子。
（１０）
前記撮像素子は、表面照射型CMOSイメージセンサである
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の撮像素子。
（１１）
半導体基板にフォトダイオードを形成し、
前記フォトダイオードの光の入射面をレンズ形状に形成する
ステップを含む撮像素子の製造方法。
【００８４】
本技術は、撮像素子に適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
５０ イメージセンサ， ６１ フォトダイオード， ６２ 酸化膜， ６３ 有機膜， ６４ カラーフィルタ， ６５ オンチップレンズ， ６６ 遮光膜， ８０ 製造装置， ９１ 形成部， ９２ 露光部， ９３ リフロー部， ９４ エッチング部， ９５ 成膜部， ９６ 上層形成部， １１１ レジスト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板を備え、
前記フォトダイオードの前記入射面がレンズ形状に形成されている
撮像素子。
【請求項２】
前記半導体基板の上方に形成されるオンチップレンズをさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記半導体基板の直上に成膜される酸化膜または有機膜をさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記酸化膜または前記有機膜の屈折率は、前記半導体基板の屈折率よりも低い
請求項３に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記半導体基板の素材はシリコンを含有する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記撮像素子は、遮光膜を備える
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記撮像素子は、CMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサである
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記撮像素子は、裏面照射型CMOSイメージセンサである
請求項７に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記撮像素子は、前記半導体基板に埋め込まれた遮光膜を備える
請求項８に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記撮像素子は、表面照射型CMOSイメージセンサである
請求項７に記載の撮像素子。
【請求項１１】
半導体基板にフォトダイオードを形成し、
前記フォトダイオードの光の入射面をレンズ形状に形成する
ステップを含む撮像素子の製造方法。
【請求項１】
入射面に入射された光を光電変換するフォトダイオードを有する半導体基板を備え、
前記フォトダイオードの前記入射面がレンズ形状に形成されている
撮像素子。
【請求項２】
前記半導体基板の上方に形成されるオンチップレンズをさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記半導体基板の直上に成膜される酸化膜または有機膜をさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記酸化膜または前記有機膜の屈折率は、前記半導体基板の屈折率よりも低い
請求項３に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記半導体基板の素材はシリコンを含有する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記撮像素子は、遮光膜を備える
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記撮像素子は、CMOSイメージセンサまたはCCDイメージセンサである
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記撮像素子は、裏面照射型CMOSイメージセンサである
請求項７に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記撮像素子は、前記半導体基板に埋め込まれた遮光膜を備える
請求項８に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記撮像素子は、表面照射型CMOSイメージセンサである
請求項７に記載の撮像素子。
【請求項１１】
半導体基板にフォトダイオードを形成し、
前記フォトダイオードの光の入射面をレンズ形状に形成する
ステップを含む撮像素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８４７１４（Ｐ２０１３−８４７１４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２７４４（Ｐ２０１１−２２２７４４）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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