專利名稱：固體攝像器件、固體攝像器件的制造方法、攝影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體基片上形成的多個(gè)受光元件上分別具有微透鏡的固體攝像器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近幾年，在固體攝像器件的像素?cái)?shù)增多的同時(shí)，攝影機(jī)也在小型化。
在數(shù)碼靜態(tài)攝影機(jī)和帶有攝影機(jī)的攜帶式電話機(jī)等中，隨著攝影機(jī)的小型化，出射光瞳距離不斷縮短。在此，所謂出射光瞳是指從受光面一側(cè)觀察的透鏡(或光圈)的虛像，所謂出射光瞳距離是指受光面和透鏡的距離(參見圖18)。
圖18表示攜帶式電話機(jī)的攝影機(jī)部分的剖視圖。在攜帶式電話機(jī)的機(jī)身111上安裝有透鏡110，在攜帶式電話機(jī)內(nèi)部具有CCD圖像傳感器112。透鏡110和CCD圖像傳感器112之間的距離是出射光瞳距離D。由于出射光瞳距離縮短，光垂直射入到受光面的中心附近，但在受光面的端部不能垂直射入光，而只能射入斜光。
圖1是表示用于縮短出射光瞳距離的、過去的固體攝像器件中的受光元件和微透鏡的位置關(guān)系的剖視圖。圖中來自光源的光線表示來自透鏡的入射光。該圖左側(cè)表示構(gòu)成受光面的有效像素中的中心部的剖視圖，右側(cè)表示構(gòu)成受光面的有效像素中的端部的剖視圖。如該圖左側(cè)所示，在受光面的中心部在受光元件1的正上面，形成有層內(nèi)透鏡3，濾色鏡5和微透鏡7。與此相對(duì)應(yīng)，如該圖右側(cè)所示，在受光面的端部，從受光元件1的正上面，層內(nèi)透鏡3、濾色鏡5、微透鏡7依次形成在向中心部偏移的位置上。這樣，在過去的固體攝像器件中，作為縮短出射光瞳距離的對(duì)策，在CCD圖像傳感器受光面的受光元件的上部，使微透鏡錯(cuò)開形成。這樣，能提高在受光面端部入射的斜光的聚光率。
并且，特開平6-326284號(hào)公報(bào)公開的固體攝像器件，在微透鏡上，具有一層折射率比微透鏡材料低的透明鏡，能減少透鏡光圈敞開時(shí)的靈敏度降低。
然而，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，近幾年對(duì)于攜帶式電話機(jī)用攝影機(jī)和數(shù)碼靜態(tài)攝影機(jī)的薄型化來說，出射光瞳距離的縮短已經(jīng)到了極限。例如，對(duì)于圖1的結(jié)構(gòu)，若進(jìn)一步縮短出射光瞳距離，則如圖2所示，不能在受光元件上聚光，由于受光面端部的靈敏度不足而產(chǎn)生暗影。也就是說從圖像的中心部起越靠近端部，靈敏度越差，越靠近圖像周圍越暗，圖像質(zhì)量下降。
再者，由于出射光瞳距離縮短，在圖2的情況下，為了使微透鏡偏移于適當(dāng)位置而形成，在形成微透鏡的工序中，必須以更高的精度對(duì)掩模進(jìn)行定位，其定位在設(shè)計(jì)和制造上均很難做到。
并且，特開平6-326284號(hào)公報(bào)的固體攝像器件，雖然能抑制光圈敞開時(shí)的靈敏度降低，但對(duì)于縮短出射光瞳距離，存在同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能減少暗影又能縮短出射光瞳距離的固體攝像器件及其制造方法和攝影機(jī)。
為了解決上述問題，本發(fā)明的固體攝像器件，具有構(gòu)成受光面的多個(gè)受光元件以及與受光元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)微透鏡，在上述多個(gè)微透鏡上具有平整化膜；上述微透鏡，在受光面的中心部位于對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面，隨著從受光面的中心部向端部靠近，其位于從對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面偏向中心部的位置。
這里，上述平整化膜的折射率也可以小于微透鏡的折射率。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于平整膜對(duì)入射角度的緩和、以及偏移對(duì)聚光率的提高互相結(jié)合，既能使暗影減少，又能使出射光瞳距離縮短。
這里，也可以是上述微透鏡排列成行列狀，微透鏡之間在行方向和列方向上無(wú)間隙地鄰接。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能進(jìn)一步提高微透鏡的聚光率。
這里，上述固體攝像器件在上述微透鏡和受光元件之間還具有層內(nèi)透鏡；上述層內(nèi)透鏡，在受光面的中心部位于對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面，隨著從受光面的中心部向端部靠近，其位于從對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面偏向中心部的位置；各微透鏡的偏移大于對(duì)應(yīng)的層內(nèi)透鏡的偏移。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使具有2層或2層以上的微透鏡，或者2層或2層以上的層內(nèi)透鏡，也能既減少暗影，又縮短出射光瞳距離。
這里，也可以是，上述微透鏡的曲率和厚度中的至少一種大于上述層內(nèi)透鏡。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能進(jìn)一步提高微透鏡的聚光率。
這里，上述微透鏡也可以兼用作濾色鏡。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能按照不需要的濾色鏡層的量，相應(yīng)地減小固體攝像器件的薄膜厚度。
并且，本發(fā)明的固體攝像器件的制造方法、具有固體攝像器件的攝影機(jī)也具有和上述相同的結(jié)構(gòu)作用。
根據(jù)本發(fā)明的固體攝像器件，平整膜使入射角度的緩和、以及微透鏡的偏移對(duì)受光面端部聚光率的提高互相結(jié)合，既能使暗影減少，又能縮短出射光瞳距離。


圖1是過去的固體攝像器件的剖視圖。
圖2是過去的固體攝像器件的剖視圖。
圖3是本發(fā)明第1實(shí)施方式中的固體攝像器件的剖視圖。
圖4是表示固體攝像器件的制造工序的圖。
圖5是表示固體攝像器件的制造工序(續(xù))的圖。
圖6是表示固體攝像器件的制造工序的變形例的圖。
圖7是本發(fā)明第2實(shí)施方式中的固體攝像器件的剖視圖。
圖8是表示固體攝像器件的制造工序的圖。
圖9是表示固體攝像器件的制造工序(續(xù))的圖。
圖10是表示固體攝像器件的制造工序的變形例的圖。
圖11是本發(fā)明第3實(shí)施方式中的固體攝像器件的剖視圖。
圖12是表示固體攝像器件的制造工序的圖。
圖13是表示固體攝像器件的制造工序(續(xù))的圖。
圖14是表示固體攝像器件的制造工序變形例的圖。
圖15是本發(fā)明第4實(shí)施方式中的固體攝像器件的剖視圖。
圖16是表示固體攝像器件的制造工序的圖。
圖17是表示固體攝像器件的制造工序的變形例的圖。
圖18是表示攝影機(jī)透鏡和CCD圖像傳感器的位置關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
<第1實(shí)施方式>
<固體攝像器件的結(jié)構(gòu)>
圖3是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的固體攝像器件的剖視圖。該固體攝像器件具有由2維排列的受光元件(光電二極管)構(gòu)成的受光面。在該圖中，示出了受光面中的中心部的2個(gè)受光元件的剖面(該圖左側(cè))和端部的2個(gè)受光元件的剖面(該圖右側(cè))。此外，圖中的實(shí)線表示來自光源(相當(dāng)于圖18所示的透鏡110)的入射光的模式。
在該圖中，固體攝像器件的硅半導(dǎo)體基片10上形成的光電二極管1上，依次層疊形成以BPSG(硼磷硅玻璃)等為材料的平整化的透明絕緣膜(保護(hù)膜)2、其上的凸形狀的高折射率(n＝1.5～2.0)的層內(nèi)透鏡3、以丙烯酸類透明樹脂為材料的層內(nèi)透鏡平整膜4、以含有染料或顏料的彩色抗蝕劑為材料的濾色鏡5、以丙烯酸類透明樹脂為材料的透明膜6、微透鏡7(或稱為頂部透鏡)以及平整化膜8。利用以下兩點(diǎn)，能縮短射出光瞳距離。即，(1)在微透鏡7上有平整化膜8，(2)隨著層內(nèi)透鏡3、濾色鏡5和微透鏡7的位置接近受光面的端部，布置在偏向中心的位置。而且，包括一個(gè)光電二極管1的各單元尺寸，例如縱橫分別約為3μm或其以下，從光電二極管1到微透鏡7下面的距離約為3μm～5μm程度。
對(duì)第(1)項(xiàng)具體說明如下平整化膜8采用其折射率小于微透鏡7的折射率(n＝1.6～1.7)的材料。例如，平整化膜8的材料是折射率為n＝1.4～1.5的丙烯酸類樹脂。這樣，如該圖右側(cè)所示，在受光面內(nèi)的有效像素群的端部，只有(以受光面的垂直方向?yàn)?度)入射角大的入射光達(dá)到，但入射角大的入射光透射平整化膜8可緩和(減小)對(duì)微透鏡7的入射角。并且，層內(nèi)平整膜4采用的材料，其折射率小于層內(nèi)透鏡3的折射率。例如折射率n＝1.4～1.5的丙烯酸類樹脂。
對(duì)第(2)項(xiàng)說明如下如該圖左側(cè)所示，在受光面內(nèi)的有效像素群的中心部，層內(nèi)透鏡3、濾色鏡5、微透鏡7，形成在光電二極管1的正上面重疊的位置上，與此相比，如該圖右側(cè)所示，在受光面內(nèi)的有效像素群的端部，層內(nèi)透鏡3、濾色鏡5、微透鏡7，形成在向中心部偏移的位置上。該偏移量，對(duì)于各層內(nèi)透鏡3、濾色鏡5、微透鏡7，端部最大，越靠近中心部越小，在中心部為0。并且，偏移量按照微透鏡7、濾色鏡5、層內(nèi)透鏡3的順序越靠近上層越大。利用該偏移量，能夠更有效地把端部的入射角大的入射光聚集到光電二極管1上。
并且，該圖的固體攝像器件，除了第(1)、第(2)項(xiàng)外，作為提高聚光率用的結(jié)構(gòu)，(3)，二維排列的微透鏡7相互之間在行方向和列方向上無(wú)間隙地鄰接形成。再者，(4)，各微透鏡7的曲率和厚度形成為比層內(nèi)透鏡3大。這樣，盡量增大微透鏡7的口徑，增大曲率，增大厚度，與上述第(1)、(2)項(xiàng)相結(jié)合，以提高聚光率。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式1的固體攝像器件，用平整化膜8來緩和入射角、和上述聚光率的提高相互結(jié)合，在受光面端部對(duì)于更大的入射角的斜光，也能提高靈敏度。其結(jié)果既能縮短出射光瞳距離，又能抑制暗影。
<固體攝像器件的制造方法>
圖4(a)～(c)和圖5(d)～(e)是對(duì)第1實(shí)施方式的固體攝像器件，按照制造工序的順序表示其剖面的圖。該制造工序在以下第(11)～(15)項(xiàng)中進(jìn)行說明。
(11)如圖4(a)所示，形成層內(nèi)透鏡3，并在層內(nèi)透鏡3上形成層內(nèi)透鏡平整膜4。這時(shí)，層內(nèi)透鏡3是通過使用這樣的掩模(第1掩模)來形成，該掩模中層內(nèi)透鏡3的形成位置越靠近受光面的端部，就越向中心部偏移。對(duì)層內(nèi)透鏡平整膜4，例如通過涂敷丙烯酸類樹脂而形成。
(12)如圖4(b)所示，在層內(nèi)透鏡平整膜4上形成濾色鏡。例如，作為采用RGB(紅綠蘭)3色的原色濾色鏡，設(shè)置代表性的拜耳排列(bayerarray)的情況下，對(duì)R、G、B各色反復(fù)進(jìn)行彩色抗蝕劑的涂敷、曝光、顯影。該曝光時(shí)，所使用的掩模(第2掩模)中，濾色鏡5的形成位置越靠近受光面端部，就越向中心部偏移。這里，第2掩模與第1掩模相比，其偏移量更大。
這樣，形成與每個(gè)光電二極管1相對(duì)應(yīng)的濾色鏡。
而且，在不形成原色濾色鏡，而形成互補(bǔ)色濾色鏡的情況下也是一樣。例如作為互補(bǔ)色濾色鏡，代表性的互補(bǔ)色方格排列中，對(duì)黃(ye)、品紅(Mg)、青(Cy)的各互補(bǔ)色和綠(G)這4色，反復(fù)進(jìn)行彩色抗蝕劑的涂敷、曝光、顯影即可。
(13)如圖4(c)所示，在濾色鏡5上形成透明膜6。例如涂敷丙烯酸類樹脂。
(14)如圖5(d)所示，在透明鏡6上形成微透鏡7。具體來說，把酚醛類樹脂(折射率n＝1.5～1.7)作為抗蝕劑，以1～2μm厚度進(jìn)行涂敷、曝光、顯影，僅在微透鏡的布置位置上形成透鏡層之后，利用熱流來形成透鏡曲面。在該曝光時(shí)，采用一種掩模(第3掩模)，該掩模中微透鏡7的形成位置越靠近受光面端部，就越向中心部偏移。這里，第3掩模的偏移量大于第2掩模。
(15)如圖5(e)所示，在微透鏡7上形成平整化膜8。具體來說，通過涂敷1～2μm的丙烯酸類樹脂(折射率n＝1.4～1.5)透明膜，來形成平整化膜8。
通過以上制造工序，可以制造圖3所示的固體攝像器件。
<制造方法的變形例>
而且，圖4、圖5所示的制造方法中，也可進(jìn)行(15a)和(16)的工序，以取代上述(15)的工序。圖6(e)～(f)是表示該變形例中的(15a)、(16)的工序中的剖面的圖。以下說明(15a)、(16)。
(15a)如圖6(e)所示，在微透鏡7上形成平整化膜8。具體來說，涂敷0.5～2μm的丙烯酸類樹脂(折射率n＝1.4～1.5)的透明膜。
(16)如圖6(f)所示，對(duì)上述涂敷的透明膜進(jìn)行反復(fù)腐蝕，以便調(diào)整膜厚。而且，也可以反復(fù)進(jìn)行(15a)和(16)。這樣能高精度地調(diào)整平整化膜8的厚度。
這樣，用本變形例也能制造圖3所示的固體攝像器件，能高精度地最優(yōu)化平整化膜8的厚度。
<第2實(shí)施方式>
<固體攝像器件的結(jié)構(gòu)>
圖7是本發(fā)明第2實(shí)施方式中的固體攝像器件的剖視圖。該圖的結(jié)構(gòu)與圖3的結(jié)構(gòu)相比較，不同的是去除了濾色鏡5，用微透鏡7a來代替微透鏡7，以下省略相同點(diǎn)的說明，以不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。
微透鏡7a不透明、且兼用作濾色鏡，這一點(diǎn)與微透鏡7不同。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，和第1實(shí)施方式一樣，既能縮短出射光瞳距離，又能擬制暗影。此外，因微透鏡7a兼用作濾色鏡，所以，能減小固體攝像器件的膜厚，該減小的量相當(dāng)于濾色鏡層的厚度。例如，第1實(shí)施方式中的固體攝像器件，從光電二極管1到微透鏡7底部的距離為3.0～5.5μm的情況下，第2實(shí)施方式的固體攝像器件的膜厚能減小到2.0～4.5μm。其結(jié)果，在鄰接的光電二極管之間，能減少濾色鏡透射光混色，能提高圖像質(zhì)量。
<固體攝像器件的制造方法>
圖8(a)～(c)、圖9(d)～(f)表示固體攝像器件的制造工序。在以下的(21)～(26)中說明其制造工序。
(21)，如圖8(a)所示，形成層內(nèi)透鏡3，在層內(nèi)透鏡3上形成層內(nèi)透鏡平整膜4。該工序與上述(11)相同，故其詳細(xì)說明從略。
(22)如圖8(b)所示，在層內(nèi)透鏡平整膜4上涂敷彩色抗蝕劑R(0.5～2.0μm)。在圖8(b)中，表示涂敷R(紅)的彩色抗蝕劑的情況。
(23)對(duì)已涂敷的彩色抗蝕劑7R進(jìn)行曝光、顯影，僅在與R(紅)相對(duì)應(yīng)的光電二極管上形成彩色抗蝕劑7R，在該曝光時(shí)，使用一種掩模(第2掩模)，該掩模中彩色抗蝕劑的形成位置越靠近受光面端部，就越向中心部偏移。
(24)如圖8(c)所示，對(duì)G(綠)、B(蘭)也同樣地進(jìn)行彩色抗蝕劑的涂敷、曝光、顯影，在與各色相對(duì)應(yīng)的光電二極管上形成彩色抗蝕劑。圖8(c)僅表示R和G的2個(gè)像素。但形成了RGB各色的彩色抗蝕劑。
(25)如圖9(d)所示，在彩色抗蝕劑上對(duì)具有熱流性的抗蝕劑(例如酚醛類樹脂)進(jìn)行涂敷、曝光、顯影、熱流處理，這樣來形成微透鏡的形狀。
(26)如圖9(e)所示，利用反復(fù)腐蝕來把透鏡形狀轉(zhuǎn)印到彩色抗蝕劑上。這樣，形成微透鏡7a。
(27)如圖9(f)所示，在微透鏡7a上形成平整化膜8。該工序與上述(15)項(xiàng)相同，所以其詳細(xì)說明從略。
利用以上制造工序能制造出圖7所示的固體攝像器件。而且，在上述工序(23)、(24)中說明了采用原色濾色鏡的情況，但如上述(12)項(xiàng)說明的那樣，在采用互補(bǔ)色濾色鏡的情況下，也同樣能形成。
<變形例>
而且，在圖8(a)～(c)和圖9(d)～(f)中所示的制造方法中，也可利用(27a)和(28)工序來代替上述(27)工序。圖10(f)、(g)表示該變形例的(27a)、(28)工序中的剖面的圖。以下說明(27a)、(28)。
(27a)如圖10(f)所示，在微透鏡7a上形成平整化膜8。具體來說涂敷0.5～2μm的丙烯酸類樹脂(折射率n＝1.4～1.5)的透明膜。
(28)如圖10(g)所示，對(duì)已涂敷的透明膜進(jìn)行反復(fù)腐蝕，以調(diào)整膜厚。而且，也可以反復(fù)進(jìn)行(27a)和(28)。這樣，能高精度地調(diào)整平整化膜8的膜厚。
這樣，用本變形例也能制造出圖7所示的固體攝像器件，能高精度地最優(yōu)化透明膜8的膜厚。
<第3實(shí)施方式>
<固體攝像器件的結(jié)構(gòu)>
圖11是本發(fā)明第3實(shí)施方式中的固體攝像器件的剖視圖。該圖的結(jié)構(gòu)與圖3的結(jié)構(gòu)相比較，不同的是去除了濾色鏡5，利用層內(nèi)透鏡3a來代替層內(nèi)透鏡3。以下，對(duì)相同內(nèi)容的說明從略，重點(diǎn)說明不同的內(nèi)容。
層內(nèi)透鏡3a不透明、且兼用作濾色鏡，這一點(diǎn)不同于層內(nèi)透鏡3。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，和第1實(shí)施方式一樣，既能縮短出射光瞳距離，又能擬制暗影。此外，因?qū)觾?nèi)透鏡3a兼用作濾色鏡，所以，能減小固體攝像器件的膜厚，該減小的量相當(dāng)于濾色鏡層的厚度。例如，第1實(shí)施方式中的固體攝像器件，從光電二極管1到微透鏡7的距離為3.0～5.5μm的情況下，第3實(shí)施方式的固體攝像器件的膜厚能減小到2.0～4.5μm。其結(jié)果，在鄰接的光電二極管之間，能減少濾色鏡透射光混色，能提高圖像質(zhì)量。
另外，第3實(shí)施方式的固體攝像器件，與第2實(shí)施方式的固體攝像器件相比較，作為濾色鏡的層內(nèi)透鏡3a和光電二極管1的距離短，所以能進(jìn)一步減少混色。
<固體攝像器件的制造方法>
圖12(a)～(d)和圖13(e)～(h)是按照固體攝像器件的制造工序的順序依次表示其剖面的圖。在以下的(31)～(39)中說明該制造工序。
(31)如圖12(a)所示，在絕緣膜2上涂敷彩色抗蝕劑3R(0.5～2μm)。該圖(a)表示涂敷R(紅)的彩色抗蝕劑的情況。
(32)對(duì)已涂敷的彩色抗蝕劑7R進(jìn)行曝光、顯影，僅在與R(紅)相對(duì)應(yīng)的光電二極管上形成彩色抗蝕劑7R，在該曝光時(shí)，使用一種掩模(第1掩模)，該掩模中彩色抗蝕劑的形成位置越靠近受光面端部，就越向中心部偏移。
(33)如圖12(b)所示，對(duì)G(綠)、B(蘭)也同樣地進(jìn)行彩色抗蝕劑3G、3B的涂敷、曝光、顯影，在與各色相對(duì)應(yīng)的光電二極管上形成彩色抗蝕劑。圖12(b)中僅表示R和G的2個(gè)像素。但形成了RGB各色的彩色抗蝕劑。
(34)如圖12(c)所示，經(jīng)過對(duì)具有熱流性的抗蝕劑進(jìn)行涂敷、曝光、顯影、熱流處理，在彩色抗蝕劑上形成層內(nèi)透鏡形狀。該曝光時(shí)也使用和上述第1掩模相同的偏移量的掩模。
(35)如圖12(d)所示，通過反復(fù)腐蝕來把層內(nèi)透鏡形狀轉(zhuǎn)印到彩色抗蝕劑上。這樣，形成微透鏡3a。
(36)如圖13(e)所示，在層內(nèi)透鏡7上形成層內(nèi)透鏡平整膜4。
(37)如圖13(f)所示，在層內(nèi)透鏡平整膜4上涂敷微透鏡材料。
(38)如圖13(g)所示，對(duì)所涂敷的微透鏡材料進(jìn)行涂敷、曝光、顯影和熱流處理，來形成微透鏡7。工序(38)、(39)和上述(14)相同，所以其說明從略。
(39)如圖13(h)所示，在微透鏡上涂敷平整化膜8。該工序與上述(15)相同，故其詳細(xì)說明從略。
通過以上制造工序，可以制造出圖11所示的固體攝像器件。而且在上述工序(31)～(33)中，說明了原色濾色鏡的情況，但如上述(12)中說明的那樣，互補(bǔ)色濾色鏡的情況下也同樣能形成。
<變形例>
而且，在圖12(a)～(d)和圖13(e)～(h)所示的制造方法中，也可以利用(39a)和(40)工序來代替上述(39)工序。圖14(h)、(i)是表示該變形例的(39a)、(40)工序中的剖面的圖。以下說明(39a)、(40)。
(39a)如圖14(h)所示，在微透鏡7上形成平整化膜8。具體來說，涂敷0.5～2μm的丙烯酸類樹脂(折射率n＝1.4～1.5)的透明膜。
(40)如圖14(i)所示，對(duì)上述涂敷的透明膜進(jìn)行反復(fù)腐蝕，以調(diào)整膜厚。而且，也可以反復(fù)進(jìn)行(39a)和(40)。這樣，能高精度地調(diào)整平整化膜8的厚度。
這樣，用本變形例也能制造圖11所示的固體攝像器件，也能高精度地優(yōu)化平整化膜8的厚度。
<第4實(shí)施方式>
<固體攝像器件的結(jié)構(gòu)>
圖15是本發(fā)明第4實(shí)施方式的固體攝像器件的剖視圖。該圖的結(jié)構(gòu)，與圖11的結(jié)構(gòu)相比較，不同的是去除了層內(nèi)透鏡平整膜4、濾色鏡5、和微透鏡7；在層內(nèi)透鏡3上有平整化膜8。并且，平整化膜8可以使用和層內(nèi)透鏡平整膜4相同的材料。所以，該圖的固體攝像器件與圖11相比較，也可以是去除了微透鏡7和平整化膜8的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，和第3實(shí)施方式一樣，既能縮短出射光瞳距離，又能抑制暗影，此外，因?yàn)椴煌c(diǎn)是2層微透鏡7和層內(nèi)透鏡3成為一層的層內(nèi)透鏡3a，所以能進(jìn)一步減小固體攝像器件的膜厚。
<固體攝像器件的制造方法>
圖16(a)～(e)是按照第4實(shí)施方式的固體攝像器件的制造工序的順序，示出其剖面的圖。其制造工序在以下(41)～(46)中說明。
(41)如圖16(a)所示，在絕緣膜2上涂敷彩色抗蝕劑3R(0.5～2μm)。該工序與上述(31)相同，故其說明從略。
(42)對(duì)所涂敷的彩色抗蝕劑3R進(jìn)行曝光、顯影，從而僅在與R(紅)相對(duì)應(yīng)的光電二極管上形成彩色抗蝕劑3R。該工序與上述(32)相同，所以其說明從略。
(43)如圖16(b)所示，對(duì)G(綠)、B(蘭)也同樣地進(jìn)行彩色抗蝕劑3G、3B的涂敷、曝光、顯影，在與各色相對(duì)應(yīng)的光電二極管上形成彩色抗蝕劑。該工序與上述(33)相同，所以其說明從略。
(44)如圖16(c)所示，在彩色抗蝕劑上形成層內(nèi)透鏡形狀，該工序和上述(34)相同，所以其說明從略。
(45)如圖16(d)所示，再將層內(nèi)透鏡形狀轉(zhuǎn)印到彩色抗蝕劑上，來形成層內(nèi)透鏡3a。該工序與上述(35)相同，所以其說明從略。
(46)如圖16(e)所示，在層內(nèi)透鏡3a上形成平整化膜8，該工序與上述(15)相同，所以其說明從略。
通過以上制造工序，能制造出圖15所示的固體攝像器件。而且，在上述工序(41)～(43)中說明了原色濾色鏡的情況，但如上述(12)中說明的那樣，在互補(bǔ)色濾色鏡的情況下，也能同樣地形成。
<變形例>
而且，在圖16(a)～(e)所示的制造方法中，也可利用(46a)和(47)工序來代替上述(46)工序。圖17(e)、(f)是表示該變形例的(46a)、(47)工序中的剖面的圖。
(46a)如圖17(e)所示，在微透鏡7上形成平整化膜8。具體來說涂敷0.5～2μm的丙烯酸類樹脂(折射率n＝1.4～1.5)的透明膜。
(47)如圖17(f)所示，對(duì)已涂敷的透明膜進(jìn)行反復(fù)腐蝕，以調(diào)整膜厚。而且，也可以反復(fù)進(jìn)行(46a)和(47)。這樣，能高精度地調(diào)整平整化膜8的膜厚。
這樣，用本變形例也能制造出圖11所示的固體攝像器件，能高精度地最優(yōu)化平整化膜8的膜厚。
并且，作為濾色鏡的例，說明了原色濾色鏡和互補(bǔ)色濾色鏡。但也可以在色調(diào)優(yōu)先的固體攝像器件中采用原色濾色鏡，在分辯率、靈敏度優(yōu)先的固體攝像器件中采用的互補(bǔ)色方式也可以。
并且，形成濾色鏡5的材料有含有染料的彩色抗蝕劑、含有顏料的彩色抗蝕劑等。無(wú)論選擇那一種均可。并且，也可通過對(duì)能染色的透明抗蝕劑進(jìn)行染色，形成濾色鏡。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明適用于在半導(dǎo)體基片上形成的多個(gè)受光元件上分別具有微透鏡的固體攝像器件、及其制造方法、以及具有該固體攝像器件的攝影機(jī)，例如，適用于CCD圖像傳感器、MOS圖像傳感器、數(shù)碼靜態(tài)攝影機(jī)、裝入電話手機(jī)的像機(jī)、裝入筆記本電腦的攝影機(jī)、以及與信息處理設(shè)備相連接的攝影機(jī)單元等。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像器件，具有構(gòu)成受光面的多個(gè)受光元件以及與受光元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)微透鏡，其特征在于在上述多個(gè)微透鏡上具有平整化膜；上述微透鏡，在受光面的中心部位于對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面，隨著從受光面的中心部向端部靠近，其位于從對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面偏向中心部的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于上述微透鏡排列成行列狀，微透鏡之間形成為在行方向和列方向上無(wú)間隙地鄰接。
3.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于上述平整化膜的折射率小于微透鏡的折射率。
4.如權(quán)利要求3所述的固體攝像器件，其特征在于上述微透鏡排列成行列狀，微透鏡之間形成為在行方向和列方向上無(wú)間隙地鄰接。
5.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其特征在于上述固體攝像器件在上述微透鏡和受光元件之間還具有層內(nèi)透鏡；上述層內(nèi)透鏡，在受光面的中心部位于對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面，隨著從受光面的中心部向端部靠近，其位于從對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面偏向中心部的位置；各微透鏡的偏移大于對(duì)應(yīng)的層內(nèi)透鏡的偏移。
6.如權(quán)利要求5所述的固體攝像器件，其特征在于上述微透鏡的曲率和厚度中的至少一種比上述層內(nèi)透鏡大。
7.如權(quán)利要求5所述的固體攝像器件，其特征在于上述固體攝像器件在上述層內(nèi)透鏡上具有濾色鏡；濾色鏡在受光面的中心部位于對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面，隨著從受光面的中心部向端部靠近，其位于從對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面偏向中心部的位置。各濾色鏡的偏移小于對(duì)應(yīng)的微透鏡的偏移，且大于對(duì)應(yīng)的層內(nèi)透鏡的偏移。
8.如權(quán)利要求2所述的固體攝像器件，其特征在于上述微透鏡兼用作濾色鏡。
9.一種固體攝像器件的制造方法，該固體攝像器件具有構(gòu)成受光面的多個(gè)受光元件以及與該受光元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)微透鏡，其特征在于，具有以下步驟微透鏡形成步驟，在受光面的中心部，在對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面形成微透鏡；隨著從受光面中心部向端部靠近，在從對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面偏向中心部的位置形成微透鏡，平整化膜形成步驟，在已形成的微透鏡上形成平整化膜。
10.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于在上述微透鏡形成步驟中，將上述微透鏡排列成行列狀，微透鏡之間形成為在行方向和列方向上無(wú)間隙地鄰接。
11.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于在上述平整化膜形成步驟中，形成折射率比微透鏡的折射率小的平整化膜。
12.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于在上述微透鏡形成步驟中，將上述微透鏡排列成行列狀，微透鏡之間形成為在行方向和列方向上無(wú)間隙地鄰接。
13.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于上述制造方法還具有層內(nèi)透鏡形成步驟，在微透鏡形成步驟之前，在受光元件上形成層內(nèi)透鏡；上述層內(nèi)透鏡在受光面的中心部，位于對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面，隨著從受光面的中心部向端部靠近，所述層內(nèi)透鏡位于從對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面偏向中心部的位置，各微透鏡的偏移量大于對(duì)應(yīng)的層內(nèi)透鏡的偏移量。
14.如權(quán)利要求13所述的制造方法，其特征在于上述微透鏡的曲率和厚度中的至少一種大于上述層內(nèi)透鏡。
15.如權(quán)利要求13所述的制造方法，其特征在于上述制造方法還具有濾色鏡形成步驟，在微透鏡形成步驟之前，在上述層內(nèi)透鏡上形成濾色鏡。
16.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于在上述微透鏡形成步驟中，形成兼用作濾色鏡的微透鏡。
17.一種攝影機(jī)，具有固體攝像器件，該固體攝像器件具有構(gòu)成受光面的多個(gè)受光元件以及與受光元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)微透鏡，其特征在于，上述固體攝像器件在上述多個(gè)微透鏡上具有平整化膜，上述微透鏡在受光面的中心部位于對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面，隨著從受光面的中心部向端部靠近，其位于從對(duì)應(yīng)的受光元件的正上面偏向中心部的位置。
全文摘要
本發(fā)明的固體攝像器件，具有構(gòu)成受光面的多個(gè)受光元件以及與受光元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)微透鏡(7)，在上述多個(gè)微透鏡上具有平整化膜(8)，上述微透鏡(7)在受光面的中心部，位于對(duì)應(yīng)的光電二極管(1)的正上面，隨著從受光面的中心部向端部靠近，上述微透鏡(7)位于從對(duì)應(yīng)的光電二極管(1)的正上面偏向中心部的位置。
文檔編號(hào)H04N5/335GK1599073SQ20041005599
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者酒勾宏, 小林正人, 寺西信一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社