固体摄像元件及其制造方法技术

本发明专利技术主要目的在于提供一种由于具有多个像素共有结构，因此即使是受光元件的中心位置和微透镜的中心位置俯视来看不一致时，也能够效率良好地进行聚光的固体摄像元件。本发明专利技术的固体摄像元件至少具备：接收被摄体光并变换为光信号的受光元件；用于提高对上述受光元件的聚光率的微透镜；和进行由上述受光元件Ｃ产生的光信号的读出的信号读出电路，由于具有多个上述受光元件共用一个上述信号读出电路的多个像素共有结构，因此上述受光元件的中心位置和上述微透镜的中心位置俯视来看不一致，其特征在于，具有最大膜厚位置与中心位置不同的微透镜，对于平行光的上述微透镜的聚光位置为上述受光元件上。通过提供上述的固体摄像元件来解决上述课题。

【技术实现步骤摘要】

0001本专利技术涉及聚光效率优良的。
技术介绍
0002近年迅速普及的数码相机主体中装配有将被摄体光转换为光信号、记录图像的CCD(Charge Coupled Device)，或者CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)传感器等固体摄像元件。这样的固体摄像元件一般具有接收被摄体光、转换为光电信号的受光元件(light receiving element)，在该受光元件上形成的滤色镜(color filter)，以及用于提高向受光元件的聚光率的微透镜(micro lens)。0003CMOS传感器通常具备，对应每个接收光、转换为光信号的各受光元件(光电二极管，photo diode)的信号放大用晶体管等信号读出电路。但是，近年来以信号噪声的抑制和高集成化为目的，提出了被称为多个像素共有结构，即以由多个受光元件共用一个信号读出电路的方式构成的CMOS传感器(参照专利文献1)。0004在具有这样的多个像素共有结构的固体摄像元件中，为了谋求高集成化等，在配置栅极电极和布线方面有时会产生一定制约的情况，由其结构上的制约，微透镜(或者像素区域)的中心位置和受光元件的中心位置从俯视来看有时不一致。并且，由于此偏差在各像素区域也不同，对于斜光，有可能产生在各像素间不能得到相同的聚光的等问题。如果产生各像素间的聚光不同，由于这导致信号输出差出现，从而成为产生由输出偏差引起的噪声的主要因素。另外，通过斜光在各像素区域的像素中心部分及其周边部分产生信号输出差，与像素中心部分比较，也可能降低其周边部分的信号输出。这样的信号输出差成为图像的输出画面上的明暗(shading)的主要因素。0005对于如上所述的问题，在专利文献2中公开了，层间绝缘层和保护层之间的界面具有根据受光传感器部和微透镜的平面位置的偏差量的倾斜的固体摄像元件。该摄像元件利用层间绝缘层和保护层之间的折射率的不同，提高聚光效率，但是由于具有多余的删去层间绝缘层的工序，具有工序繁杂的问题。0006根据以上内容，期望即使在微透镜的中心位置和受光元件的中心位置俯视来看不一致的情况下，也能避免各像素间的聚光的不同和信号输出差等的产生并解决噪声产生和明暗等问题的固体摄像元件，以及由简单的方法能够得到这样的固体摄像元件的固体摄像元件的制造方法。0007专利文献1特开昭63-100879号公报；专利文献2特开2005～150492公报。
技术实现思路
0008本专利技术是根据上述情况而提出的，主要目的在于提供一种在即使由于具有多个像素共有结构，受光元件的中心位置和微透镜的中心位置俯视来看不一致的情况下，也能够高效率地进行聚光的固体摄像元件。0009为了实现上述目的，本专利技术的固体摄像元件，至少具备接收被摄体光并转换为光信号的受光元件；用于提高向上述受光元件的聚光率的微透镜；和进行由上述受光元件产生的光信号的读出的信号读出电路，由于具有多个上述受光元件共有一个上述信号读出电路的多个像素共有结构，因此上述受光元件的中心位置和上述微透镜的中心位置俯视来看不一致，其特征在于，具有最大膜厚位置与中心位置不同的微透镜，上述微透镜对平行光的聚光位置为上述受光元件上。0010通过本专利技术，即使在微透镜的中心位置和受光元件的中心位置俯视来看不一致的情况下，通过使用具有规定形状的微透镜，能够成为聚光效率优良的固体摄像元件。0011另外，在上述专利技术中，优选上述微透镜的最大膜厚位置相对于上述微透镜的直径，偏离中心位置2％以上。这是因为能够成为聚光效率好的固体摄像元件的缘故。0012另外，在上述专利技术中，优选上述多个像素共有结构为2像素共有结构或者4像素共有结构。这是因为对称性好，有利于高集成化的缘故。0013另外，本专利技术提供一种固体摄像元件的制造方法，由于固体摄像元件具有多个受光元件共有一个信号读出电路的多个像素共有结构，因此受光元件的中心位置和微透镜的中心位置俯视来看不一致，其特征在于，在固体摄像元件形成用材料上设置感光性材料层，通过对上述感光性材料层进行灰度级光刻法，形成最大膜厚位置与中心位置不同的微透镜，对于平行光的上述微透镜的聚光位置变为上述受光元件上。0014通过本专利技术，通过使用灰度级光刻法，以简便的方法能够形成具有规定形状的微透镜。0015通过本专利技术的固体摄像元件，即使微透镜的中心位置和受光元件的中心位置俯视来看不一致时，通过使微透镜的形状与以往的微透镜形状不同，能够提高对受光元件的聚光效率。因此，能够避免各像素间的聚光不同和信号输出差等产生，可以实现降低在图像的输出画面上的噪声产生和明暗等。并且，即使例如多个受光传感器部被二维排列为矩阵状时，通过将向微透镜入射的斜光向受光传感器部聚光，能够降低向邻接像素的光的泄露，能够抑制图像的输出画面上的混色。附图说明0055图1是表示没有多个像素共有结构的CMOS传感器的一个例子的概略剖面图。图2是表示具有2像素共有结构的CMOS传感器的一个例子的概略剖面图。图3是表示本专利技术固体摄像元件的一个例子的概略剖面图。图4是说明微透镜形状的说明图。图5是说明微透镜聚光位置的说明图。图6是说明2像素共有结构和4像素共有结构的说明图。图7是表示本专利技术固体摄像元件制造方法的一个例子的工序图。0056图中1-受光元件，2-布线，3-层间绝缘层，4-保护层，5-第一平滑化层，5′-第二平滑化层，6-滤色镜，7-微透镜，8-平行光，9-像素区域。具体实施例方式0016以下，对本专利技术的固体摄像元件，和固体摄像元件的制造方法进行详细地说明。0017A.固体摄像元件首先，对本专利技术的固体摄像元件进行说明。本专利技术的固体摄像元件，至少具备接收被摄体光，变换为光信号的受光元件；用于提高向上述受光元件的聚光率的微透镜；和进行由上述受光元件产生的光信号的读出的信号读出电路，由于多个上述受光元件具有共有一个上述信号读出电路的多个像素共有结构，从而上述受光元件的中心位置和上述微透镜的中心位置俯视来看不一致，其特征在于，具有最大膜厚位置与中心位置不同的微透镜，上述微透镜对于平行光的聚光位置为上述受光元件上。0018通过本专利技术，即使是微透镜的中心位置和受光元件的中心位置俯视来看不一致时，通过使用具有规定形状的微透镜，能够成为聚光效率优异的固体摄像元件。另外，用于本专利技术的微透镜的形状配合受光元件的位置而被确定。因此，进行固体摄像元件的设计时，将受光元件的位置自由调整到某种程度，然后能够配合受光元件的位置，决定微透镜的形状。0019另外，作为本专利技术的固体摄像元件的用途并不特定限定，能够作为例如CMOS传感器、CCD传感器等使用。0020另外，本专利技术的固体摄像元件是具有后面所述的多个像素共有结构的元件，在这里，首先作为比较，对没有多个像素共有结构的固体摄像元件进行说明。图1是表示没有多个像素共有结构的CMOS传感器的一个例子的概略剖面图。该CMOS传感器是由受光元件1、内部具有布线2的层间绝缘层3、保护层4、第一平滑化层5、滤色镜6、第二平滑化层5′和微透镜7，按该顺序层叠而成的。微透镜7对应受光元件1，配置在每个像素区域上，微透镜7的中心位置和受光元件1的中心位置俯视来看一致(图1的线段A)。0021另一方面，具有多个像素共有结构的固体摄像元件，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像元件，至少具备接收被摄体光并转换为光信号的受光元件、用于提高向上述受光元件的聚光率的微透镜和进行由上述受光元件产生的光信号的读出的信号读出电路，由于具有多个上述受光元件共有一个上述信号读出电路的多个像素共有结构，因此上述受光元件的中心位置和上述微透镜的中心位置俯视来看不一致，其特征在于，上述固体摄像元件具有最大膜厚位置与中心位置不同的微透镜，上述微透镜对平行光的聚光位置为上述受光元件上。

【技术特征摘要】
JP 2005-9-27 2005-2795601.一种固体摄像元件，至少具备接收被摄体光并转换为光信号的受光元件、用于提高向上述受光元件的聚光率的微透镜和进行由上述受光元件产生的光信号的读出的信号读出电路，由于具有多个上述受光元件共有一个上述信号读出电路的多个像素共有结构，因此上述受光元件的中心位置和上述微透镜的中心位置俯视来看不一致，其特征在于，上述固体摄像元件具有最大膜厚位置与中心位置不同的微透镜，上述微透镜对平行光的聚光位置为上述受光元件上。2.根据权利要求1所述的固体摄像元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗原正彰，阿部真，铃木胜敏，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]