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WO2007007467A1 - 固体撮像素子 - Google Patents

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Publication number
WO2007007467A1
WO2007007467A1 PCT/JP2006/309799 JP2006309799W WO2007007467A1 WO 2007007467 A1 WO2007007467 A1 WO 2007007467A1 JP 2006309799 W JP2006309799 W JP 2006309799W WO 2007007467 A1 WO2007007467 A1 WO 2007007467A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
microlens
lens
photoelectric conversion
solid
state imaging
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/309799
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toru Takagi
Original Assignee
Nikon Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corporation filed Critical Nikon Corporation
Priority to JP2007524532A priority Critical patent/JP5104306B2/ja
Priority to EP06746502.1A priority patent/EP1903608B1/en
Priority to KR1020087000230A priority patent/KR101294470B1/ko
Priority to US11/922,768 priority patent/US8013927B2/en
Publication of WO2007007467A1 publication Critical patent/WO2007007467A1/ja

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    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses

Definitions

  • the present invention relates to a solid-state imaging device having a microlens.
  • a solid-state image sensor has a photoelectric conversion unit that converts light received by a pixel into an electrical signal, a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a signal line for reading the electrical signal of the photoelectric conversion unit of each pixel is photoelectrically converted. It is arranged around the part. Light from a subject incident by a photographing lens of a video camera or electronic camera using a solid-state image sensor is focused on pixels arranged in a matrix and converted into an electrical signal by a photoelectric conversion unit.
  • a normal microlens is formed in a hemispherical shape, and its planar shape is a circular shape.
  • the planar shape of a pixel is generally a square shape, and the shape of the pixel does not necessarily match the planar shape of the microlens.
  • An area that is not sufficiently condensed on the photoelectric conversion unit is formed.
  • Patent Document 2 discloses a technique in which the planar shape of the microlens is a quadrilateral shape, or the shape of the pixel and the planar shape of the microphone lens are a polygonal shape.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-59752
  • Patent Document 2 JP-A-5-326913
  • the shape of the pixel of the solid-state imaging device is four.
  • the planar shape of the microlens is generally formed in a circular shape, and there is a problem that it is difficult to efficiently collect light on the photoelectric conversion unit.
  • a method of forming the shape of the pixel and the planar shape of the microlens into a polygonal shape has been considered, but in reality it is not easy to design or manufacture.
  • the light collection rate to the photoelectric conversion unit is not necessarily improved simply by making the planar shape of the microlens into a square shape.
  • FIG. Fig. 13 (a) is a plan view of a general solid-state image sensor as seen from above.
  • 701 is a square microphone lens according to the prior art
  • 111 is a photoelectric conversion unit such as a photodiode
  • 110 is a photoelectric conversion unit.
  • A is the horizontal cross-sectional position that cuts the center of the opposite sides of the pixel 110 in the horizontal direction
  • B is the diagonal cross-sectional position that cuts the pixel 110 in the diagonal direction. is doing.
  • 13 (b) and 13 (c) show the cross-sectional shapes and condensing images of the microlens 701 and the photoelectric conversion unit 111 when cut at the horizontal cross-section position A and the diagonal cross-section position B in FIG. 13 (a).
  • 309 is the incident light
  • L1 is the thickness of the microlens 701.
  • the diagonal sectional shape of the microphone opening lens 701 in FIG. 13C is the microlens 701 in FIG. 13B.
  • the horizontal cross-sectional shape is longer, and the photoelectric conversion unit 111 is also longer in FIG. 13 (c) cut at the diagonal cross-sectional position B.
  • the lens thickness L1 is the same, the microlens 701 in FIG. 13 (c) can be efficiently focused on the photoelectric conversion unit 111 with the horizontal cross-sectional shape of the microlens 701 in FIG. 13 (b).
  • the radius of curvature becomes large, so that it is difficult to sufficiently focus the light on the photoelectric conversion unit 111.
  • An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of obtaining a good light condensing rate in the photoelectric conversion unit 111 even when the shape of the pixel 110 is a quadrangular shape.
  • a solid-state imaging device of the present invention includes a pixel formed on a semiconductor substrate, and a pixel in the pixel.
  • a photoelectric conversion unit that converts the emitted light into an electrical signal, and a microlens provided above the photoelectric conversion unit, and the microlens has a planar shape with different linear distances from the center to the lens end.
  • the microlens includes a first bottom surface portion in the vicinity of the lens end at n locations (n is a natural number) having a relatively long linear distance, and a second bottom surface portion that does not include the first bottom surface portion. The vertical height from the top surface of the photoelectric conversion part is lower in the first bottom surface portion than in the second bottom surface portion.
  • a pixel formed on a semiconductor substrate, a photoelectric conversion unit provided in the pixel for converting light into an electrical signal, a flat layer provided above the photoelectric conversion unit, and the flat layer
  • the microlens has a planar shape with different linear distances from the center to the lens end
  • the flat layer has a planar shape of the microlens perpendicular to the flat layer.
  • the linear distance projected onto the lens is relatively long !, and has n portions (n is a natural number) near the lens end and a second portion not including the first portion,
  • the thickness of the flat layer is characterized in that the second part is thicker on the microlens side than the first part.
  • a pixel formed on a semiconductor substrate, a photoelectric conversion unit provided in the pixel for converting light into an electrical signal, and a microlens provided above the photoelectric conversion unit,
  • the microlens has a planar shape with a different linear distance from the center to the lens end, and the microlens has a relatively long linear distance.
  • the first lens near the lens end at n locations (n is a natural number).
  • the second part not including the first part, the thickest lens thickness is defined as the maximum film thickness in the vicinity of the center of the microlens, and the lens of the lens is defined as the first part.
  • the thinnest thickness is defined as the first minimum film thickness and the thinnest lens thickness is defined as the second minimum film thickness in the second region
  • the maximum film thickness and the first minimum film thickness are defined. The difference from the thickness is larger than the difference between the maximum film thickness and the second minimum film thickness.
  • the solid-state imaging device of the present invention can realize a microlens capable of obtaining a good light collection rate by improving the light collection rate at the four corners even if the shape of the pixel is a square shape. Even in the amount, the signal output from the photoelectric conversion unit increases, and the sensitivity of the solid-state imaging device can be improved.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a solid-state imaging element according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a pixel unit 60 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an auxiliary view for explaining the shape of the microlens according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a pixel unit 60 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method of a microlens according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method of a microlens according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method of a microlens according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of a pixel unit 60 according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an auxiliary view for explaining the shape of the second lens of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an auxiliary view for explaining the shape of the second lens of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an auxiliary diagram for explaining the state of light collection according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an auxiliary diagram showing how light is condensed when the lens thickness is thick.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing a configuration of a pixel unit 60 according to a conventional technique.
  • FIG. 1 is a plan view showing a state when the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention is viewed from above.
  • 1 is a solid-state imaging device
  • 2 is a powerful photoelectric converter such as an embedded photodiode
  • 3 is a vertical CCD that vertically transfers signal charges generated by the photoelectric converter 2
  • 4 is sent from a vertical CCD 3.
  • a horizontal CCD that transfers the received signal charge in the horizontal direction
  • 5 is an output amplifier
  • 6 is a pixel
  • 60 is a pixel unit viewed from the area of light to be collected.
  • a microlens is disposed above the photoelectric conversion unit 2 via a flat layer.
  • the pixel 6 includes the photoelectric conversion unit 2 and a part of the vertical CCD 3, and a plurality of pixels 6 are arranged two-dimensionally.
  • the microlens is arranged so that the center thereof is the same as the center of the photoelectric conversion unit 2. Therefore, the pixel unit is an area indicated by reference numeral 60 when defined from the area where light is condensed.
  • the pixel unit is represented as a rectangular shape, but in actuality it is a square shape, and in the subsequent drawings, a focused square region is represented as a pixel unit.
  • the electrodes for controlling the charge transfer of the vertical CCD 3 are a first polysilicon electrode (not shown) and a second polysilicon electrode (not shown) in the same manner as a general CCD solid-state imaging element. (Not shown).
  • the solid-state imaging device 1 has a peripheral circuit for generating drive nors and the like, which is not a main part of the present invention and is omitted in the drawing. The effect of the present invention does not change even in a CMOS type or other solid-state imaging device that is not limited to the imaging device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the pixel unit 60 in FIG. 1 in detail
  • FIG. 2 (a) is a plan view when the pixel unit 60 is viewed from above
  • FIG. 2 (b) is FIG. Horizontal section of pixel unit 60 when cut at horizontal section position A in a)
  • Figure 2 (c) is a diagonal section of pixel unit 60 when cut at diagonal section position B in Figure 2 (a) Respectively.
  • 101 is a microlens
  • 102 is a flat layer under the microlens 101
  • 103 is a color filter
  • 104 is a light-shielding film that also serves as power supply wiring
  • 105 is an arrangement.
  • L2 is the thickness of the microlens 101 at the concave portion 109 of the flat layer 102
  • W1 is the thickness of the portion other than the concave portion 109 of the flat layer 102
  • W2 is the concave portion of the flat layer 102. Show the thickness of each 109.
  • the microlens 101 acts as a lens having a thickness L1.
  • the thickness W1 of the flat layer 102 is thinner than that of the flat layer 102 and becomes W2, so that the microlens 101 acts as a lens of thickness L2.
  • microlens 101 is made of, for example, a photoresist
  • the flat layer 102 is made of, for example, acrylic resin, so that the refractive indexes are almost the same, and the microlens 101 and the flat layer 102 can be regarded as an integrated lens. .
  • Fig. 12 shows that the lens thickness is less than L1. This shows the state of light collection when the thick L2 microlens 121 is used.
  • Fig. 12 (a) shows the horizontal cross-sectional shape of the microlens 121 with a thickness of L2
  • Fig. 12 (b) shows the diagonal cross-sectional shape of the microlens 121 with a thickness of L2. The same thing as FIG. 13 is shown.
  • FIG. 2 it acts as a microlens 701 having a thickness L1 in FIG. 13 (b) at the horizontal sectional position A, and FIG. Since it acts as a microlens 121 having a thickness L2 in (b), the horizontal cross-section position A and the diagonal cross-section position B In any case, a good condensing state as shown in FIGS. 13 (b) and 12 (b) can be realized.
  • the shape of the microlens 101 of the present invention is shown in the perspective view of FIG.
  • the microlens 201 in FIG. 3B is obtained by rounding the corners of the four corners of the microlens 101 described above, and the lens effect in the vicinity of the four corners hardly changes.
  • the flat layer 102 may be a force multi-stage having a two-stage configuration of the thickness W1 and the thickness W2, or the same effect can be obtained by providing a continuous inclination.
  • a shape can be realized by a general method known in the art such as etching.
  • the central portion is formed. This can be done by masking and removing the surroundings by etching, or by repeating this process, it can be processed in multiple stages.
  • the flat layer 102 may be processed so as to form a flat layer in each step rather than being caro- tered as one thick flat layer, and may be laminated to form a flat layer having two or more steps.
  • the microlens 101 can also be realized by a conventionally known method. For example, in the case of the first embodiment, after the flat layer 102 having the thicknesses W1 and W2 is cast, it is made of a photoresist or the like. When the flat layer 102 is covered with a layer serving as a base of the microlens 101 and heated by reflow or the like, the microlens 101 can be formed by dripping around the lower portion W2 of the flat layer 102.
  • the solid-state imaging device of the present invention provides a solid-state imaging device capable of obtaining a good light collection rate by improving the light collection rate at the four corners even if the shape of the pixel is a square shape. As a result, even with the same amount of light, the signal output of the photoelectric conversion unit increases, and the sensitivity of the solid-state image sensor can be improved.
  • FIG. Fig. 4 (a) is a plan view of the pixel unit 60 of the solid-state imaging device according to the present invention when the upward force is also seen
  • Fig. 4 (b) is a microlens when cut at the horizontal sectional position A in Fig. 4 (a).
  • Fig. 4 (c) is a diagonal cross-sectional view of the pixel unit 60 of the solid-state image sensor when cut at the diagonal cross-section position B in Fig. 4 (a). Show each Yes.
  • 302 is a microlens
  • 301 is a recessed portion (described in detail in FIG. 5)
  • 303 is a microlens 302 cut at a horizontal sectional position A.
  • Horizontal lens shape of 304, 304 is the diagonal lens shape of microlens 302 when cut at diagonal section B
  • 305 is a flat layer
  • 306 is the apex position of microlens 302
  • 307 is the lowest point of horizontal lens shape 303
  • Position 308 is the lowest point position of the diagonal lens shape 304
  • T is the maximum thickness of the microlens 302 from the surface of the flat layer 305 on the microphone mouth lens 302 side
  • S1 is the lowest point of the diagonal lens shape 304
  • S2 is difference in thickness between bottom point position 307 and apex position 306 of horizontal lens shape 303
  • U is surface force of flat layer 305 on micro lens 302 side The thickness up to the
  • the lens thickness at the horizontal cross-section position A is S2 microlens 302, which is thinner than S1, and as shown in Fig. 4 (c), at the diagonal cross-section position B.
  • the microlens 302 of S1 whose lens thickness is thicker than S2 is obtained.
  • the micro-lens 701 in FIG. 13 (b) has a thin horizontal cross-sectional shape, and acts as a lens of L1, and in the case of diagonal cross-section position B (FIG.
  • Fig. 5 is an explanatory diagram showing how the lens is formed into the diagonal lens shape 304 when cut at the diagonal cross-section position B shown in Fig. 4 (c).
  • the positional relationship with the photoresist layer 401 which is the base material of the microlens 302, is shown to be easily divided.
  • the photoresist layer 401 is centered on the apex position 306 of the diagonal lens shape 304.
  • the photoresist layer 401 is not formed in the portion of the force dent portion 301 that is formed in the portion to be applied.
  • the photoresist layer 401 becomes soft and sticky, and the corner portion begins to sag, resulting in a shape like 402 in FIG.
  • FIG. 6 (a) is a diagram showing the positional relationship with the photoresist layer 401 at the horizontal cross-section position A in FIG. 4, and the horizontal cross-section position A of the photoresist layer 401 includes a recessed portion 301. Because there is no dent, it has the same thickness. When reflow is applied in this state, the photoresist layer 401 softens and is not shown in FIG. 6 (b), but gradually becomes recessed at the portion of the circle 501 of the one-dot chain line, and the photoresist layer 402 The shape changes.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing a state in which the recessed portion 301 is deformed when reflow is applied.
  • the recessed part 301 is geometrically cut off by etching, etc., as shown in Fig. 7 (a), but when heat is applied after reflow, the photo is shown in Fig. 7 (b).
  • the resist layer 401 softens and the corners start to sag round as indicated by the dotted arrows.
  • the part indicated by the dashed-dotted circle 501 in FIG. 7 (b) is recessed so as to be pulled by the recessed parts 301 on both sides. start.
  • FIG. 6 (c) when heat is applied by reflow, the recessed portion 301 is gradually filled, and a microlens 302 having a horizontal lens shape 303 as shown in FIG. 6 (c) is formed. This is shown in Fig. 7 (c).
  • Figure 7 (c) shows the lens shape in the form of a wire frame.
  • the maximum thickness T at the apex position 306 of the lens is not completely flat due to reflow at the horizontal cross-section position A.
  • Diagonal lens with four corners at thickness U of 303 at the lowest point position of 303 Compared to the portion of lowermost point position 308 of shape 304, it acts as a lens of thickness S2.
  • the thickness of the microlens 302 at the horizontal cross-sectional position A is different from the thickness of the microlens 302 at the diagonal cross-sectional position B, and the microlens 302 at the horizontal cross-sectional position A is shown in FIG. )
  • Microlens 701 acts as a thin L1 lens
  • the microlens 302 at the diagonal cross-section B is a thick L2 lens of the microlens 121 in Figure 12 (b). Therefore, it is possible to realize a good light condensing state as shown in FIGS. 13 (b) and 12 (b) at any of the horizontal cross section position A and the diagonal cross section position B.
  • FIG. 8 (a) is a plan view of the pixel unit 60 of the solid-state image sensor of the present invention when the upward force is also viewed
  • FIG. 8 (b) is a solid-state image sensor when cut at the horizontal sectional position A in FIG. 8 (a).
  • FIG. 8C is a diagonal cross-sectional view of the pixel unit 60 of the solid-state imaging device when cut at the diagonal cross-section position B in FIG. 8A.
  • 701 is a microlens
  • 702 is a second lens
  • 703 and 704 are flat layers
  • 705 is an inclined portion of the second lens 702 (FIG. 10).
  • 706 is a recessed portion of the second lens 702 (described in detail in FIG. 10).
  • a microlens 701 is a microlens having a general square shape described in the prior art of FIG. 13.
  • the force is the horizontal cross-sectional position A described in FIG. 13 (b) of the prior art. It is assumed that it is molded so as to concentrate light on the photoelectric conversion unit 111 efficiently. Therefore, as shown in FIG. 13 (c), the diagonal cross-sectional position B is not sufficiently condensed in the vicinity of the four corners of the photoelectric conversion unit 111, and a problem arises.
  • the flat layers 703 and 704 are made of, for example, silicon oxide and have a refractive index of about 1.5, and the second lens 702 between them is made of, for example, silicon nitride having a different refractive index. Since it is formed and has a refractive index of about 2, the second lens 702 acts as a lens.
  • the second lens 702 is formed into a desired shape by a generally used method such as etching.
  • FIG. 9 (a) is a perspective view of the second lens 702, and the thickness of the second lens 702 is not changed at the position A of the horizontal cross section A, but is only a planar layer, but the position of the diagonal cross section At the position of B, the corner part is inclined, and this part has a lens action.
  • FIG. 9 (a) the cross-sectional view of the second lens 702 when cut at the horizontal cross-section position A is shown in FIG.
  • FIG. 10 (b) shows a cross-sectional view of the second lens 702 when cut by.
  • the second lens 702 is formed on the flat layer 703, but the layer of the second lens 702 is flat and does not act as a lens. That is, since the light is focused on the photoelectric conversion unit 111 only by the microlens 701 at the horizontal sectional position A, it can be efficiently focused on the photoelectric conversion unit 111 as shown in FIG.
  • the second lens 702 is formed on the flat layer 703, but the layer of the second lens 702 is not present at the position of the recessed portion 706 in FIG.
  • the layer of the second lens 702 is inclined so as to gradually become thinner toward the recessed portion 706. That is, since the second lens 702 is substantially flat except for the concave portion 706 and the inclined portion 705, the lens action is almost zero, but has a lens action only in the vicinity of the four corners inclined.
  • the second lens 702 of the third embodiment has a shape obtained by cutting off four corners with straight lines as shown in Fig. 9 (a). However, the second lens 702 has rounded corners as shown in Fig. 9 (b). Even so, there is no change in the lens effect near the four corners, and the same effect as in the third embodiment can be obtained.

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Abstract

　本発明の固体撮像素子は、半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設けられ、光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部の上方に設けられたマイクロレンズとを備え、前記マイクロレンズは中心からレンズ端までの直線距離が異なる平面形状を有し、前記マイクロレンズは、前記直線距離が相対的に長いｎ箇所（ｎは自然数）のレンズ端近傍の第１の底面部位と該第１の底面部位を含まない第２の底面部位とを有し、前記光電変換部の上面からの垂直方向の高さは前記第２の底面部位より前記第１の底面部位の方が低いことを特徴とする。これにより、光電変換部に効率よく集光することができる。

Description

明 細 書
固体撮像素子
技術分野
[0001] 本発明は、マイクロレンズを有する固体撮像素子に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、 CCD(Charge Coupld Device)型や CMOS(Complementary Metal Oxide S emiconductor)型などの固体撮像素子を用いたビデオカメラや電子カメラが広く一般 に普及して 、る。固体撮像素子は画素が受ける光を電気信号に変換する光電変換 部を有し、複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素の光電変換部の電気信号 を読み取るための信号線などが光電変換部の周りに配置されている。固体撮像素子 を用いたビデオカメラや電子カメラの撮影レンズによって入射される被写体からの光 は、マトリクス状に配置された画素に結像され、光電変換部によって電気信号に変換 される。
[0003] しかし、画素に結像された光は、信号線などによって必ずしも全ての光が光電変換 部に入射されるわけではないので、各画素に光が入射する側にマイクロレンズをマト リクス状に配置して、無駄になっていた光をマイクロレンズによって光電変換部に集 光させる技術が使われ、特許文献 1に記載されて ヽる。
また、通常のマイクロレンズは半球形に形成され、その平面形状は円形型であるが 、画素の平面形状は四角形型が一般的で、画素の形状とマイクロレンズの平面形状 が必ずしも一致せず、光電変換部に十分に集光されない領域ができてしまう。これを 防止するために、マイクロレンズの平面形状を四角形型にしたり、画素の形状とマイク 口レンズの平面形状を多角形型にする技術が特許文献 2に記載されている。
特許文献 1：特開昭 60 - 59752号公報
特許文献 2：特開平 5— 326913号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] マイクロレンズを有する固体撮像素子において、固体撮像素子の画素の形状が四 角形型であるのに対して、マイクロレンズの平面形状は円形型に形成されるのがー 般的で、光電変換部に効率よく集光することは難しいという課題があった。これを解 決するために、画素の形状とマイクロレンズの平面形状を多角形型に形成する方法 が考えられているが、現実的には設計や製造が容易ではない。また、マイクロレンズ の平面形状を単に四角形型にしただけでは必ずしも光電変換部への集光率が改善 されるとは限らないという課題がある。
[0005] この従来の技術の課題について図 13を用いて説明する。図 13 (a)は一般的な固 体撮像素子を上方から見た時の平面図で、 701は従来の技術による四角形型のマ イク口レンズ、 111はフォトダイオードなどの光電変換部、 110はマトリクス状に区切ら れたそれぞれの画素、 Aは画素 110の対向する辺の中心を結ぶ水平方向に切断す る水平断面位置、 Bは画素 110を対角方向に切断する対角断面位置をそれぞれ示 している。図 13 (b)および (c)は、図 13 (a)における水平断面位置 Aおよび対角断面 位置 Bで切断した時のマイクロレンズ 701と光電変換部 111の断面形状および集光 イメージを示した図で、 309は入射光、 L1はマイクロレンズ 701の厚さである。
[0006] ここで、光電変換部 111の対角線の長さは各辺の長さより長いので、図 13 (c)のマ イク口レンズ 701の対角断面形状は図 13 (b)のマイクロレンズ 701の水平断面形状よ り長くなり、光電変換部 111も対角断面位置 Bで切断した図 13 (c)の方が長くなる。 ところが、レンズの厚さ L1が同じである場合、図 13 (b)のマイクロレンズ 701の水平 断面形状で効率良く光電変換部 111に集光できるようにすると、図 13 (c)のマイクロ レンズ 701の対角断面形状では曲率半径が大きくなつてしまうので、光電変換部 11 1に十分に集光することが難しくなる。
[0007] このように、固体撮像素子の画素 110の形状に合わせてマイクロレンズ 701の平面 形状を単に四角形型にしただけでは光電変換部 111への集光率が改善されないと いう課題があった。
本発明の目的は、画素 110の形状が四角形型であっても光電変換部 111におい て良好な集光率が得られる固体撮像素子を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明の固体撮像素子は、半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設 けられ光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部の上方に設けられた マイクロレンズとを備え、前記マイクロレンズは中心カゝらレンズ端までの直線距離が異 なる平面形状を有し、前記マイクロレンズは、前記直線距離が相対的に長い n箇所（ nは自然数)のレンズ端近傍の第 1の底面部位と該第 1の底面部位を含まな 、第 2の 底面部位とを有し、前記光電変換部の上面からの垂直方向の高さは、前記第 2の底 面部位より前記第 1の底面部位の方が低いことを特徴とする。
[0009] また、半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設けられ光を電気信号に 変換する光電変換部と、該光電変換部の上方に設けられた平坦層と、該平坦層の上 に形成されたマイクロレンズとを備え、前記マイクロレンズは中心からレンズ端までの 直線距離が異なる平面形状を有し、前記平坦層は、前記マイクロレンズの平面形状 を前記平坦層上に垂直に投影した前記直線距離が相対的に長!、n箇所 (nは自然 数)のレンズ端近傍に位置する第 1の部位と該第 1の部位を含まない第 2の部位とを 有し、 前記平坦層の厚さは、前記第 1の部位より前記第 2の部位の方がマイクロレン ズ側に厚 、ことを特徴とする。
[0010] 或いは、半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設けられ光を電気信号 に変換する光電変換部と、該光電変換部の上方に設けられたマイクロレンズとを備え 、前記マイクロレンズは中心カゝらレンズ端までの直線距離が異なる平面形状を有し、 前記マイクロレンズは、前記直線距離が相対的に長!ヽ n箇所 (nは自然数)のレンズ 端近傍の第 1の部位と該第 1の部位を含まない第 2の部位とを有し、前記マイクロレン ズの中心近傍でレンズの最も厚い厚さを最大膜厚と定義し、前記第 1の部位でレンズ の最も薄い厚さを第 1の最小膜厚と定義し、前記第 2の部位でレンズの最も薄い厚さ を第 2の最小膜厚と定義すれば、前記最大膜厚と前記第 1の最小膜厚との差は、前 記最大膜厚と前記第 2の最小膜厚との差より大きいことを特徴とする。
[0011] さらには、半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設けられ光を電気信 号に変換する光電変換部と、該光電変換部の上方に設けられた平坦層と、該平坦層 の上に形成されたマイクロレンズとを備え、前記平坦層の内部に前記光電変換部と 略平行で前記マイクロレンズと光軸が合うように第 2のレンズを設け、前記第 2のレン ズは中心からレンズ端までの直線距離が異なる平面形状で前記平坦層より屈折率が 大きな部材によって構成されたことを特徴とする。
発明の効果
[0012] 本発明の固体撮像素子は、画素の形状が四角形型であっても、四隅の集光率が 改善されて良好な集光率を得ることができるマイクロレンズを実現できるので、同じ光 量でも光電変換部からの信号出力が増大し、固体撮像素子の感度を向上することが 可能となる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の第 1の実施形態の固体撮像素子の構成を示す説明図である。
[図 2]本発明の第 1の実施形態の画素単位 60の構成を示す説明図である。
[図 3]本発明の第 1の実施形態のマイクロレンズの形状を説明するための補助図であ る。
[図 4]本発明の第 2の実施形態の画素単位 60の構成を示す説明図である。
[図 5]本発明の第 2の実施形態のマイクロレンズの製造方法を説明する説明図である
[図 6]本発明の第 2の実施形態のマイクロレンズの製造方法を説明する説明図である
[図 7]本発明の第 2の実施形態のマイクロレンズの製造方法を説明する説明図である
[図 8]本発明の第 3の実施形態の画素単位 60の構成を示す説明図である。
[図 9]本発明の第 3の実施形態の第 2のレンズの形状を説明するための補助図である
[図 10]本発明の第 3の実施形態の第 2のレンズの形状を説明するための補助図であ る。
[図 11]本発明の第 3の実施形態の集光の様子を説明するための補助図である。
[図 12]レンズ厚さが厚い場合の集光の様子を示す補助図である。
[図 13]従来の技術による画素単位 60の構成を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0014] (第 1の実施形態） 本発明の固体撮像素子の第 1の実施形態について、図 1および図 2を用いて詳しく 説明する。
図 1は、本発明の第 1の実施形態による固体撮像素子を上方から見た時の様子を 示す平面図である。図 1において、 1は固体撮像素子、 2は埋め込みフォトダイオード など力 なる光電変換部、 3は光電変換部 2で生成された信号電荷を垂直方向に転 送する垂直 CCD、 4は垂直 CCD3から送られてくる信号電荷を水平方向に転送する 水平 CCD、 5は出力アンプ、 6は画素、 60は集光される領域カゝら見た画素単位をそ れぞれ示している。また、図 1には示されていないが、光電変換部 2の上部には平坦 層を介してマイクロレンズが配置されて 、る。
[0015] 画素 6は、光電変換部 2と垂直 CCD3の一部とを有し、 2次元状に複数が配置され ている。但し、マイクロレンズは、その中心が光電変換部 2の中心と同一になるように 配置される。したがって、画素単位は、集光される領域から定義すると符号 60の領域 となる。尚、ここでは理解し易いように画素単位を長方形状として表したが、実際には 正方形状であり、以降の図面では、集光される正方形状の領域を画素単位として表 している。
[0016] 垂直 CCD3の電荷の転送を制御するための電極は、一般的な CCD型固体撮像素 子と同様に、第 1のポリシリコン電極（図示せず）と、第 2のポリシリコン電極（図示せず )とで構成されている。また、固体撮像素子 1は、駆動ノルス等を発生するための周 辺回路なども有している力 本発明の主要な部分ではないので図では省略している 尚、本発明は CCD型の固体撮像素子に限定されるものではなぐ CMOS型やそ の他の固体撮像素子においても、本発明の効果は変わらない。
[0017] 次に、図 2は図 1における画素単位 60を詳しく描いた図で、図 2 (a)は画素単位 60 を上方から見た時の平面図、図 2 (b)は図 2 (a)における水平断面位置 Aで切断した 時の画素単位 60の水平断面図、図 2 (c)は図 2 (a)における対角断面位置 Bで切断 した時の画素単位 60の対角断面図をそれぞれ示す。
図 2 (a)ゝ（b)および（c)において、 101はマイクロレンズ、 102はマイクロレンズ 101 の下の平坦層、 103はカラーフィルタ、 104は電源配線を兼ねた遮光膜、 105は配 線、 106は遮光膜、 107は半導体基板、 108は光電変換部 111とカラーフィルタ 103 との間の平坦層、 109は平坦層 102の凹面部、 L1は平坦層 102の凹面部 109以外 の部分でのマイクロレンズの厚さ、 L2は平坦層 102の凹面部 109でのマイクロレンズ 101の厚さ、 W1は平坦層 102の凹面部 109以外の部分の厚さ、 W2は平坦層 102 の凹面部 109の厚さをそれぞれ示して ヽる。
[0018] 図 2において、図 2 (b)の水平断面位置 Aの場合は、マイクロレンズ 101は厚さ L1の レンズとして作用する力 図 2 (c)の対角断面位置 Bの場合は、平坦層 102およびマ イク口レンズ 101の四隅にぉ 、て、平坦層 102の厚さ W1より薄!、W2になって!/、るた め、マイクロレンズ 101は厚さ L2のレンズとして作用する。
尚、マイクロレンズ 101は例えばフォトレジストで、平坦層 102は例えばアクリル系の 榭脂などで形成されるので、屈折率はほぼ同じで、マイクロレンズ 101と平坦層 102 は一体となったレンズと見なせる。
[0019] ここで、水平断面位置 Aと対角断面位置 Bとでマイクロレンズ 101の厚さが異なるこ とによる効果を図 13および図 12を用いて詳しく説明する。従来の技術の説明で、図 13 (b)および（c)のレンズの厚さが L1の場合の集光の様子につ!、て述べたが、図 1 2はレンズの厚さが L1より厚い L2のマイクロレンズ 121にした場合の集光の様子を示 している。図 12 (a)は厚さが L2のマイクロレンズ 121の水平断面形状、図 12 (b)は厚 さが L2のマイクロレンズ 121の対角断面形状をそれぞれ示し、図 13と同符号のもの は図 13と同じものを示している。
[0020] 従来の技術では、図 13 (b)のように水平断面形状で効率良く集光するようにマイク 口レンズ 701の厚さを L1にすると、図 13 (c)のように対角断面形状での集光が悪くな ることを説明した。今度は、図 12 (b)のように対角断面形状で効率良く集光できるよう にマイクロレンズ 121の厚さを L1より厚い L2にすると、曲率半径が小さくなり過ぎて、 図 12 (a)のように水平断面形状での集光が悪くなつてしま 、、光電変換部 111に入 射光 309を十分に集光させることができなくなってしまう。
[0021] ところが、図 2の本発明の第 1の実施形態の場合は、水平断面位置 Aでは図 13 (b) の厚さ L1のマイクロレンズ 701として作用し、対角断面位置 Bでは図 12 (b)の厚さ L2 のマイクロレンズ 121として作用するので、水平断面位置 Aおよび対角断面位置 Bの 何れであっても図 13 (b)と図 12 (b)に示すような良好な集光状態を実現することがで きる。
[0022] ここで、本発明のマイクロレンズ 101の形状を図 3 (a)の斜視図に示す。図 3 (b)の マイクロレンズ 201は先に説明したマイクロレンズ 101の四隅の角を丸くしたもので、 四隅近傍のレンズ効果はほとんど変わらないので、このような形状でも同様の効果が 得られる。
また、本実施形態では、平坦層 102を厚さ W1と厚さ W2の二段構成にした力 多段 階にしても良いし、連続的に傾斜を設けても同様の効果が得られる。このような形状 は、エッチングなど従来力も知られる一般的な工法によって実現することができ、例え ば第 1の実施形態の場合は、予め W1の厚さの平坦層 102を形成した後で中央部分 をマスクして周囲をエッチングによって除去すればカ卩ェできるし、この工程を繰り返せ ば多段階に加工することもできる。また、平坦層 102を、厚い一つの平坦層としてカロ ェするのではなぐそれぞれの段で平坦層を形成するように加工して、積層させて二 段以上の平坦層としてもよい。マイクロレンズ 101に関しても、従来から知られる工法 によって実現することができ、例えば第 1の実施形態の場合は、 W1と W2の厚さを有 する平坦層 102をカ卩ェ後に、フォトレジストなどによるマイクロレンズ 101の元になる 層を平坦層 102に被せ、リフローなどによって熱を掛けると、平坦層 102の低くなつて いる W2の部分に垂れて回り込むことでマイクロレンズ 101を形成することができる。
[0023] このように、本発明の固体撮像素子は、画素の形状が四角形型であっても、四隅の 集光率が改善されて良好な集光率を得ることができる固体撮像素子を提供できるの で、同じ光量でも光電変換部力もの信号出力が増大し、固体撮像素子の感度を向上 することが可能となる。
(第 2の実施形態）
次に、本発明の固体撮像素子の第 2の実施形態について、図 4を用いて詳しく説 明する。図 4 (a)は本発明の固体撮像素子の画素単位 60を上方力も見た時の平面 図、図 4 (b)は図 4 (a)における水平断面位置 Aで切断した時のマイクロレンズを有す る固体撮像素子の画素単位 60の水平断面図、図 4 (c)は図 4 (a)における対角断面 位置 Bで切断した時の固体撮像素子の画素単位 60の対角断面図をそれぞれ示して いる。
[0024] 図 4 (a)、（b)および（c)において、 302はマイクロレンズ、 301は凹み部分（図 5で 詳しく説明する）、 303は水平断面位置 Aで切断した時のマイクロレンズ 302の水平 レンズ形状、 304は対角断面位置 Bで切断した時のマイクロレンズ 302の対角レンズ 形状、 305は平坦層、 306はマイクロレンズ 302の頂点位置、 307は水平レンズ形状 303の最下点位置、 308は対角レンズ形状 304の最下点位置、 Tは平坦層 305のマ イク口レンズ 302側の面からのマイクロレンズ 302の最大厚さ、 S1は対角レンズ形状 3 04の最下点位置 308と頂点位置 306との厚さの差、 S2は水平レンズ形状 303の最 下点位置 307と頂点位置 306との厚さの差、 Uは平坦層 305のマイクロレンズ 302側 の面力も最下点位置 307までの厚さをそれぞれ示している。尚、図 4において、カラ 一フィルタ、遮光膜、配線などは説明が分力りに《なるので省略してある。
[0025] 図 4 (b)のように、水平断面位置 Aでのレンズの厚さは S1より薄い S2のマイクロレン ズ 302となり、図 4 (c)のように、対角断面位置 Bでのレンズの厚さが S2より厚い S1の マイクロレンズ 302となる。つまり、水平断面位置 Aの場合は図 13 (b)のマイクロレン ズ 701の水平断面形状の厚さの薄!、L 1のレンズとして作用し、対角断面位置 Bの場 合は図 12 (b)のマイクロレンズ 121の対角断面形状の厚さの厚い L2のレンズとして 作用するので、水平断面位置 Aおよび対角断面位置 Bの何れであっても図 13 (b)お よび図 12 (b)に示すような良好な集光状態を実現することができる。
[0026] ここで、図 4 (b)および（c)に示すような水平レンズ形状 303および対角レンズ形状 304を有するマイクロレンズ 302の実現方法について図 5、図 6および図 7を用いて 詳しく説明する。
図 5は図 4 (c)に示した対角断面位置 Bで切断した時に対角レンズ形状 304に成形 する様子を示した説明図で、図 5 (a)は図 4の対角断面位置 Bと対比してマイクロレン ズ 302の母材であるフォトレジスト層 401との位置関係が分力り易いように示した図で 、フォトレジスト層 401は対角レンズ形状 304の頂点位置 306を中心とする部位には 形成されている力 凹み部分 301の部分にはフォトレジスト層 401は形成されていな い。この状態でリフローによって熱をかけていくと、フォトレジスト層 401は柔ら力べなつ て角の部分が垂れ始め、図 5 (b)の 402のような形状になる。さらにリフローで熱をか けていくと垂れた部分で凹み部分 301が埋まっていき、最終的には図 5 (c)のように 対角レンズ形状 304を有するマイクロレンズ 302が形成される。尚、本説明図は模式 的に分かり易く描いているので、垂れの様子など実際の状態を正確に描写したもの ではない。
[0027] 次に図 6を用いて、図 4 (b)における水平断面位置 Aで切断した時の水平レンズ形 状 303に成形する様子を説明する。図 6 (a)は図 4の水平断面位置 Aでのフォトレジ スト層 401との位置関係を対比して示した図で、フォトレジスト層 401の水平断面位置 Aには凹み部分 301が含まれていないので、凹みはなく同じ厚さになっている。この 状態でリフローをかけるとフォトレジスト層 401は柔ら力べなって、図 6 (b)には図示さ れていないが、一点鎖線の円 501の部分で次第に凹んでいき、フォトレジスト層 402 のような形状に変化する。
[0028] ここで、この変化の様子を図 7を用いて分力り易く説明する。図 7はリフローをかけた 時の凹み部分 301が変形する様子を模式的に描いた説明図である。リフローをかけ る前は図 7 (a)のように凹み部分 301はエッチングなどによって幾何学的に切り取ら れているが、リフローをかけて熱が加わると、図 7 (b)のように、フォトレジスト層 401は 柔ら力べなって角の部分が点線矢印のように丸く垂れ始め、特に図 7 (b)の一点鎖線 の円 501で示した部分は両側の凹み部分 301に引っ張られるように凹み始める。
[0029] さらにリフローで熱をかけていくと凹み部分 301が徐々に埋まっていき、図 6 (c)に 示すような水平レンズ形状 303を有するマイクロレンズ 302が形成される。この様子を 図 7 (c)に示す。図 7 (c)はレンズ形状をワイヤーフレーム状に描いたもので、レンズ の頂点位置 306の最大厚さ Tに対して、水平断面位置 Aではリフローで完全に平坦 にはならず、水平レンズ形状 303の最下点位置 307の厚さ Uだけ四隅の対角レンズ 形状 304の最下点位置 308の部分に比べて厚くなつており、厚さ S2のレンズとして 作用する。
[0030] このように、水平断面位置 Aでのマイクロレンズ 302の厚さと、対角断面位置 Bでの マイクロレンズ 302の厚さとが異なり、水平断面位置 Aでのマイクロレンズ 302は図 13 (b)のマイクロレンズ 701の厚さの薄い L1のレンズとして作用し、対角断面位置 Bで のマイクロレンズ 302は図 12 (b)のマイクロレンズ 121の厚さの厚い L2のレンズとして 作用するので、水平断面位置 Aおよび対角断面位置 Bの何れであっても図 13 (b)お よび図 12 (b)に示すような良好な集光状態を実現することが可能となる。
(第 3の実施形態）
次に、本発明の固体撮像素子の第 3の実施形態について、図 8を用いて詳しく説 明する。図 8 (a)は本発明の固体撮像素子の画素単位 60を上方力も見た時の平面 図、図 8 (b)は図 8 (a)における水平断面位置 Aで切断した時の固体撮像素子の画素 単位 60の水平断面図、図 8 (c)は図 8 (a)における対角断面位置 Bで切断した時の 固体撮像素子の画素単位 60の対角断面図をそれぞれ示す。
[0031] 図 8 (a)ゝ （b)および（c)において、 701はマイクロレンズ、 702は第 2のレンズ、 703 および 704は平坦層、 705は第 2のレンズ 702の傾斜部分（図 10で詳しく説明する） 、 706は第 2のレンズ 702の凹み部分（図 10で詳しく説明する）である。尚、前述の第 1の実施形態および第 2の実施形態で記載したものと同じ番号のものは同じ機能を 有するので説明を省略する。
[0032] 図 8において、マイクロレンズ 701は図 13の従来の技術で説明した一般的な四角 形状を有するマイクロレンズである力 従来の技術の図 13 (b)で述べた水平断面位 置 Aにお ヽて効率良く光電変換部 111に集光するように成形されて ヽるものとする。 従って、図 13 (c)のように対角断面位置 Bにお ヽては光電変換部 111の四隅近傍で 十分に集光されな ヽと ヽぅ問題が生じて ヽるものとする。
[0033] さて、図 8において、平坦層 703および 704は例えば酸化シリコンなどで形成されて おり屈折率は約 1. 5、その間の第 2のレンズ 702は屈折率の異なる例えば窒化シリコ ンなどで形成されており、屈折率は約 2なので、第 2のレンズ 702はレンズとして作用 する。尚、第 2のレンズ 702は一般的に用いられているエッチングなどの工法によつ て所望の形状に形成される。
[0034] ここで、この第 2のレンズ 702の形状について、図 9および図 10を用いて詳しく説明 する。図 9 (a)は第 2のレンズ 702の斜視図で、水平断面位置 Aの位置では第 2のレ ンズ 702の厚さは変わらず平面状の層に過ぎな、、が、対角断面位置 Bの位置では角 の部分が傾斜しており、この部分でレンズ作用を有する。図 9 (a)において、水平断 面位置 Aで切断した時の第 2のレンズ 702の断面図を図 10 (a)に、対角断面位置 B で切断した時の第 2のレンズ 702の断面図を図 10 (b)にそれぞれ示す。図 10 (a)に おいて、平坦層 703の上に第 2のレンズ 702が形成されているが第 2のレンズ 702の 層は平坦になっておりレンズとして作用しない。つまり、水平断面位置 Aにおいては、 マイクロレンズ 701のみによって光電変換部 111に集光されるので、図 13 (b)のよう に効率良く光電変換部 111に集光することができる。
[0035] 一方、図 10 (b)において、平坦層 703の上に第 2のレンズ 702が形成されているが 、図 8の凹み部分 706に位置する所では第 2のレンズ 702の層は無ぐ図 8の凹み部 分 706の領域を除く傾斜部分 705の領域では第 2のレンズ 702の層は凹み部分 706 に向力つて徐々に薄くなるように傾斜している。つまり、第 2のレンズ 702は、凹み部 分 706および傾斜部分 705とを除く部分は略平面なのでレンズ作用はほとんど無 ヽ が、傾斜して ヽる四隅近傍だけレンズ作用を有することになる。
[0036] このように、対角断面位置 Bにお!/、ては、マイクロレンズ 701による集光と第 2のレン ズ 702の四隅部分のレンズ作用による集光とが合成されて光電変換部 111に集光さ れることになり、マイクロレンズ 701だけだと図 13 (c)のように光電変換部 111の四隅 の部分に効率良く集光することができな力つた力 第 2のレンズ 702の四隅の部分の レンズ作用によって補正され、図 11のように二段階で集光されることになるので、効 率良く光電変換部 111に集光することが可能となる。
[0037] 尚、第 3の実施形態の第 2のレンズ 702は、図 9 (a)に示すような四隅を直線で切り 取った形状としたが、図 9 (b)のように角に丸くしても、四隅近傍のレンズ効果には変 わりはないので、第 3の実施形態と同様の効果が得られる。

Claims

請求の範囲
[1] 半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設けられ光を電気信号に変換 する光電変換部と、
該光電変換部の上方に設けられたマイクロレンズとを備え、
前記マイクロレンズは中心カゝらレンズ端までの直線距離が異なる平面形状を有し、 前記マイクロレンズは、前記直線距離が相対的に長!、n箇所 (nは自然数)のレンズ 端近傍の第 1の底面部位と該第 1の底面部位を含まない第 2の底面部位とを有し、 前記光電変換部の上面からの垂直方向の高さは、前記第 2の底面部位より前記第 1の底面部位の方が低いことを特徴とする固体撮像素子。
[2] 請求項 1記載の固体撮像素子において、
前記光電変換部の上面からの垂直方向の高さは、前記第 2の底面部位力 前記第 1の底面部位に向かって段階的に減少することを特徴とする固体撮像素子。
[3] 請求項 1記載の固体撮像素子において、
前記光電変換部の上面からの垂直方向の高さは、前記第 2の底面部位力 前記第 1の底面部位に向かって連続的に減少することを特徴とする固体撮像素子。
[4] 半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設けられ光を電気信号に変換 する光電変換部と、
該光電変換部の上方に設けられた平坦層と、
該平坦層の上に形成されたマイクロレンズとを備え、
前記マイクロレンズは中心カゝらレンズ端までの直線距離が異なる平面形状を有し、 前記平坦層は、前記マイクロレンズの平面形状を前記平坦層上に垂直に投影した 前記直線距離が相対的に長!ヽ n箇所 (nは自然数)のレンズ端近傍に位置する第 1の 部位と該第 1の部位を含まな 、第 2の部位とを有し、
前記平坦層の厚さは、前記第 1の部位より前記第 2の部位の方がマイクロレンズ側 に厚！ヽことを特徴とする固体撮像素子。
[5] 請求項 4記載の固体撮像素子において、
前記平坦層の厚さは、前記第 2の部位力 前記第 1の部位に向かって段階的に減 少することを特徴とする固体撮像素子。
[6] 請求項 4記載の固体撮像素子において、
前記平坦層の厚さは、前記第 2の部位力 前記第 1の部位に向かって連続的に減 少することを特徴とする固体撮像素子。
[7] 半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設けられ光を電気信号に変換 する光電変換部と、
該光電変換部の上方に設けられたマイクロレンズとを備え、
前記マイクロレンズは中心力もレンズ端までの直線距離が異なる平面形状を有し、 前記マイクロレンズは、前記直線距離が相対的に長!、n箇所 (nは自然数)のレンズ 端近傍の第 1の部位と該第 1の部位を含まない第 2の部位とを有し、
前記マイクロレンズの中心近傍でレンズの最も厚 ヽ厚さを最大膜厚と定義し、 前記第 1の部位でレンズの最も薄い厚さを第 1の最小膜厚と定義し、
前記第 2の部位でレンズの最も薄い厚さを第 2の最小膜厚と定義すれば、 前記最大膜厚と前記第 1の最小膜厚との差は、前記最大膜厚と前記第 2の最小膜 厚との差より大きいことを特徴とする固体撮像素子。
[8] 半導体基板上に形成された画素と、前記画素内に設けられ光を電気信号に変換 する光電変換部と、
該光電変換部の上方に設けられた平坦層と、
該平坦層の上に形成されたマイクロレンズとを備え、
前記平坦層の内部に前記光電変換部と略平行で前記マイクロレンズと光軸が合う ように第 2のレンズを設け、
前記第 2のレンズは中心からレンズ端までの直線距離が異なる平面形状で前記平 坦層より屈折率が大きな部材によって構成されたことを特徴とする固体撮像素子。
[9] 請求項 8記載の固体撮像素子において、
前記第 2のレンズは、前記直線距離が相対的に長!ヽ n箇所 (nは自然数)のレンズ 端近傍の第 1の部位と該第 1の部位を含まない第 2の部位とを有し、
前記第 2のレンズは、前記第 2の部位力も前記第 1の部位のレンズ端に向力つて薄 くなるように傾斜して 、ることを特徴とする固体撮像素子。
[10] 請求項 9記載の固体撮像素子において、 前記第 2の部位は略平面であり、
前記第 2のレンズにおける前記第 1の部位の厚さは、前記第 2の部位に隣接する部 分力 前記第 1の部位のレンズ端に向かって薄くなるように傾斜していることを特徴と する固体撮像素子。
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