(57)【要約】【課題】  本発明は、複数画素共有構造を有するために、受光素子の中心位置と、マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない場合であっても、効率良く集光することができる固体撮像素子を提供することを主目的とする。【解決手段】  本発明は、被写体光を受光して光信号に変換する受光素子と、上記受光素子への集光率を向上させるためのマイクロレンズと、上記受光素子から生じる光信号の読み出しを行う信号読出回路と、を少なくとも備え、複数の上記受光素子が一つの上記信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するために、上記受光素子の中心位置と、上記マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子であって、最大膜厚位置が中心位置と異なるマイクロレンズを有し、平行光に対する上記マイクロレンズの集光位置が上記受光素子上であることを特徴とする固体撮像素子を提供することにより、上記課題を解決する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を受光して光信号に変換する受光素子と、前記受光素子への集光率を向上させるためのマイクロレンズと、前記受光素子から生じる光信号の読み出しを行う信号読出回路と、を少なくとも備え、複数の前記受光素子が一つの前記信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するために、前記受光素子の中心位置と、前記マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子であって、
最大膜厚位置が中心位置と異なるマイクロレンズを有し、平行光に対する前記マイクロレンズの集光位置が前記受光素子上であることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記マイクロレンズの最大膜厚位置が、前記マイクロレンズの直径に対して２％以上中心位置から離れていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記複数画素共有構造が、２画素共有構造または４画素共有構造であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
複数の受光素子が一つの信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するために、受光素子の中心位置と、マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子の製造方法であって、
固体撮像素子形成用材料上に感光性材料層を設け、前記感光性材料層に対してグレースケールリソグラフィ法を行うことにより、最大膜厚位置が中心位置と異なるマイクロレンズを形成し、平行光に対する前記マイクロレンズの集光位置が前記受光素子上となることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光効率の良い固体撮像素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年急速に普及しているデジタルカメラの本体には、被写体光を光信号に変換して画像を記録するＣＣＤ（Charge Coupled Device）、あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の固体撮像素子が組み込まれている。このような固体撮像素子は、一般的に、被写体光を受光して光電信号に変換する受光素子と、この受光素子上に形成されたカラーフィルタと、受光素子への集光率を向上させるためのマイクロレンズと、を有している。
【０００３】
ＣＭＯＳセンサは、通常、光を受光して光信号に変換する各受光素子（フォトダイオード）のそれぞれに対応して、信号増幅用トランジスタ等の信号読出回路を備えている。しかし、近年、信号ノイズの抑制や高集積化を目的として、複数画素共有構造と呼ばれるもの、すなわち、複数の受光素子で一つの信号読出回路を共用するように構成されたＣＭＯＳセンサが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このような複数画素共有構造を有する固体撮像素子においては、高集積化等を図るため、ゲート電極や配線を配置する上で、一定の制約が生じる場合があり、その構成上の制約から、マイクロレンズ（あるいは画素領域）の中心位置と、受光素子の中心位置と、が平面視上一致しない場合がある。さらに、そのずれかたも各画素領域で異なるため、斜光に対して各画素間で同一の集光を得られない等の問題が発生するおそれがある。各画素間での集光の相違が生じると、それが信号出力の差となって現れるため、出力バラツキによるノイズを発生させる要因となる。また、斜光によって、各画素領域の画素中心部とその周辺部とで信号出力差が生じ、画素中心部と比較してその周辺部の信号出力が低下する可能性もある。このような信号出力差は、画像の出力画面上でのシェーディングの要因となる。
【０００５】
上記のような問題に対して、特許文献２においては、層間絶縁層と保護層との界面が、受光センサ部とマイクロレンズとの平面位置のずれ量に応じた傾斜を有している固体撮像素子が開示されている。この撮像素子は、層間絶縁層と保護層との屈折率の違いを利用して、集光効率を向上させるものであるが、層間絶縁層を削る工程を余計に有しているため、工程が煩雑になるという問題があった。
【０００６】
以上のことから、マイクロレンズの中心位置と、受光素子の中心位置と、が平面視上一致しない場合であっても、各画素間での集光の相違や信号出力差等の発生を回避して、ノイズ発生やシェーディング等の問題を解決することができる固体撮像素子、およびこのような固体撮像素子を簡便な方法で得ることができる固体撮像素子の製造方法が望まれていた。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１００８７９号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０４９２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数画素共有構造を有するために、受光素子の中心位置と、マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない場合であっても、効率良く集光することができる固体撮像素子を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明においては、被写体光を受光して光信号に変換する受光素子と、上記受光素子への集光率を向上させるためのマイクロレンズと、上記受光素子から生じる光信号の読み出しを行う信号読出回路と、を少なくとも備え、複数の上記受光素子が一つの上記信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するために、上記受光素子の中心位置と、上記マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子であって、最大膜厚位置が中心位置と異なるマイクロレンズを有し、平行光に対する上記マイクロレンズの集光位置が上記受光素子上であることを特徴とする固体撮像素子を提供する。
【００１０】
本発明によれば、マイクロレンズの中心位置と、受光素子の中心位置と、が平面視上一致しない場合であっても、所定の形状を有するマイクロレンズを用いることによって、集光効率に優れた固体撮像素子とすることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、上記マイクロレンズの最大膜厚位置が、上記マイクロレンズの直径に対して２％以上中心位置から離れていることが好ましい。集光効率の良い固体撮像素子とすることができるからである。
【００１２】
また、上記発明においては、上記複数画素共有構造が、２画素共有構造または４画素共有構造であることが好ましい。対称性が良く高集積化に有利だからである。
【００１３】
また、本発明においては、複数の受光素子が一つの信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するために、受光素子の中心位置と、マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子の製造方法であって、固体撮像素子形成用材料上に感光性材料層を設け、上記感光性材料層に対してグレースケールリソグラフィ法を行うことにより、最大膜厚位置が中心位置と異なるマイクロレンズを形成し、平行光に対する上記マイクロレンズの集光位置が上記受光素子上となることを特徴とする固体撮像素子の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明によれば、グレースケールリソグラフィ法を用いることによって、簡便な方法で、所定の形状を有するマイクロレンズを形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の固体撮像素子によれば、マイクロレンズの中心位置と、受光素子の中心位置と、が平面視上一致しない場合であっても、マイクロレンズの形状を、従来のマイクロレンズの形状と異なるものとすることにより、受光素子への集光効率を向上させることができる。したがって、各画素間での集光の相違や信号出力差等の発生を回避することができ、画像の出力画面上でのノイズ発生やシェーディング等の低減が実現可能となる。さらには、例えば複数の受光センサ部がマトリクス状に二次元配列された場合であっても、マイクロレンズへ入射する斜光を受光センサ部へ集光することで、隣接画素への光の漏れを低減することができ、画像の出力画面上での混色を抑制することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の固体撮像素子、および固体撮像素子の製造方法について詳細に説明する。
【００１７】
Ａ．固体撮像素子
まず、本発明の固体撮像素子について説明する。本発明の固体撮像素子は、被写体光を受光して光信号に変換する受光素子と、上記受光素子への集光率を向上させるためのマイクロレンズと、上記受光素子から生じる光信号の読み出しを行う信号読出回路と、を少なくとも備え、複数の上記受光素子が一つの上記信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するために、上記受光素子の中心位置と、上記マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子であって、最大膜厚位置が中心位置と異なるマイクロレンズを有し、平行光に対する上記マイクロレンズの集光位置が上記受光素子上であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、マイクロレンズの中心位置と、受光素子の中心位置と、が平面視上一致しない場合であっても、所定の形状を有するマイクロレンズを用いることによって、集光効率に優れた固体撮像素子とすることができる。また、本発明に用いられるマイクロレンズの形状は、受光素子の位置に合わせて決定されるものである。従って、固体撮像素子の設計を行う際に、受光素子の位置をある程度自由にアレンジすることができ、その後、受光素子の位置に合わせてマイクロレンズの形状を決定することができる。
【００１９】
また、本発明の固体撮像素子の用途としては、特に限定されるものではなく、例えばＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ等として用いることができる。
【００２０】
また、本発明の固体撮像素子は、後述する複数画素共有構造を有するものであるが、ここではまず、比較として、複数画素共有構造を有しない固体撮像素子について説明する。図１は、複数画素共有構造を有しないＣＭＯＳセンサの一例を示す概略断面図である。このＣＭＯＳセンサは、受光素子１と、配線２を内部に有する層間絶縁層３と、保護層４と、第一平滑化層５と、カラーフィルタ６と、第二平滑化層５´と、マイクロレンズ７と、がこの順に積層されてなるものである。マイクロレンズ７は受光素子１に対応して画素領域毎に配置され、マイクロレンズ７の中心位置と受光素子１の中心位置とは平面視上一致する（図１の線分Ａ）。
【００２１】
一方、複数画素共有構造を有する固体撮像素子は、複数の受光素子が一つの信号読出回路を共有することにより、信号ノイズの抑制や高集積化を図っている（例えば、特開２００５−１５０４９２公報、図４）。そのため、ゲート電極や配線を配置する上で、一定の制約が生じ、受光素子の中心位置と、マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない場合がある。具体的には、図２に示すように、マイクロレンズ７の中心位置（図２の線分Ｂ）と受光素子１の中心位置（図２の線分Ｃ）と、が平面視上一致しない場合がある。このような場合、例えば図２の矢印Ｄで示すような斜光に対して、隣接する画素間で同一の集光が得られないおそれがあり、上述したノイズ発生やシェーディング等の問題が発生する可能性がある。
【００２２】
これに対して、本発明の固体撮像素子は、所定の形状を有するマイクロレンズを用いることによって、上記の問題を解決したものである。図３は、本発明の固体撮像素子の一例を示す概略断面図である。より詳しくは、２画素共有構造を有するＣＭＯＳセンサの一例を示す概略断面図である。この固体撮像素子は、受光素子１と、配線２を内部に有する層間絶縁層３と、保護層４と、第一平滑化層５と、カラーフィルタ６と、第二平滑化層５´と、マイクロレンズ７と、がこの順に積層されたものである。さらに、マイクロレンズ７は、その最大膜厚位置が中心位置と異なるものであって、平行光に対するマイクロレンズ７の集光位置が受光素子１上となるように設計されている。なお、マイクロレンズの集光位置については、後述する「１．マイクロレンズ」で詳細に説明する。
【００２３】
本発明の固体撮像素子は、マイクロレンズと、受光素子と、信号読出回路と、を少なくとも有するものである。以下、本発明の固体撮像素子の各構成について説明する。
【００２４】
１．マイクロレンズ
まず、本発明に用いられるマイクロレンズについて説明する。本発明に用いられるマイクロレンズは、最大膜厚位置が中心位置と異なり、その集光位置が受光素子上になるように設計されたものである。なお、本発明において「最大膜厚位置」とは、マイクロレンズの膜厚が最大となる位置をいうものである。また、「マイクロレンズの中心位置」とは、マイクロレンズが平滑化層等と接触する接触面の重心となる位置をいうものである。
【００２５】
従来のマイクロレンズは、例えば図４（ａ）に示すように、最大膜厚位置ＰＭが中心位置Ｐｃと一致するものであった。それに対して、本発明に用いられるマイクロレンズは、例えば図４（ｂ）に示すように、最大膜厚位置ＰＭが中心位置Ｐｃと異なるものである。
【００２６】
本発明に用いられるマイクロレンズは、最大膜厚位置が中心位置と異なるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には上記マイクロレンズの最大膜厚位置が、マイクロレンズの直径に対して２％以上、中でも５％以上中心位置から離れていることが好ましい。集光効率の良い固体撮像素子とすることができるからである。なお、「マイクロレンズの直径」とは、画素領域（セル）の対角方向の長さをいうものである。
【００２７】
上記マイクロレンズの最大膜厚としては、画素サイズ、マイクロレンズの形状、マイクロレンズと受光素子との距離等によって異なるものであるが、具体的には、０．２〜１．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００２８】
また、本発明に用いられるマイクロレンズは、平行光に対する集光位置が、受光素子上となるものである。本発明において、「集光位置」とは、平行光がマイクロレンズにより屈折し、その光が集中する位置をいうものである。また、「受光素子上」とは、受光素子の受光表面から光軸方向に±１．５μｍの範囲内の領域をいうものである。本発明においては、中でも、マイクロレンズの集光位置が、受光素子の受光表面であることが好ましく、特に、マイクロレンズの集光位置が、受光素子の受光表面の中心位置であることが好ましい。集光効率を向上させることができるからである。なお、「受光表面の中心位置」とは、受光表面の重心となる位置をいうものである。
【００２９】
本発明に用いられるマイクロレンズは、具体的には、図５（ａ）に示すように、最大膜厚位置ＰＭが中心位置Ｐｃと異なるマイクロレンズ７であって、平行光８に対する集光位置ＰＦが受光素子１上となるものである。なお、従来のマイクロレンズは、例えば図５（ｂ）に示すように、最大膜厚位置ＰＭが中心位置Ｐｃと一致するマイクロレンズ７であって、平行光８に対する集光位置ＰＦが受光素子１上となるものである。従来のマイクロレンズを、受光素子の中心位置とマイクロレンズの中心位置とが平面視上一致しない固体撮像素子に用いた場合は、マイクロレンズの集光位置を受光素子上とすることが困難な場合がある。
【００３０】
また、本発明に用いられるマイクロレンズの下端と、受光素子の上端（受光表面）との距離としては、本発明の固体撮像素子の種類等により異なるものであるが、例えば、２〜８μｍの範囲内である。
【００３１】
また、本発明に用いられるマイクロレンズは、隣接するマイクロレンズ同士のレンズ間にギャップが無いものが好ましい。集光効率を向上させることができるからである。また、本発明に用いられるマイクロレンズの材料としては、特に限定されるものではないが、後述するグレースケールリソグラフィ法に使用できる材料であることが好ましい。精度良くマイクロレンズを形成することができるからである。
【００３２】
２．受光素子
次に、本発明に用いられる受光素子について説明する。本発明に用いられる受光素子は、被写体光を受光して光信号に変換するものである。このような受光素子としては、特に限定されるものではなく、一般的な受光素子を用いることができる。具体的には、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等を挙げることができる。その他、光通信等に用いられるマイクロデバイス用の集光レンズにも用いることができる。
【００３３】
３．信号読出回路
次に、本発明に用いられる信号読出回路について説明する。本発明に用いられる信号読出回路は、上記受光素子から生じる光信号の読み出しを行うものである。このような信号読出回路としては、特に限定されるものではなく、一般的な信号読出回路を用いることができる。具体的には、電荷の読み出しを行う読み出しゲート等を挙げることができる。
【００３４】
また、本発明の固体撮像素子は、複数の受光素子が一つの信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するものである。上記複数画素共有構造としては、特に限定されるものではないが、具体的には、２画素以上を共有する構造であることが好ましく、中でも２画素共有構造または４画素共有構造であることが好ましい。対称性が良く高集積化に有利だからである。
【００３５】
図６（ａ）は、２画素共有構造を有するＣＭＯＳセンサの一例を示す概略平面図である。図６（ａ）に示すように、２個の受光素子１が、一つの信号読出回路（図示せず）を共有する２画素共有構造を有するために、受光素子１の中心位置と、マイクロレンズ７（あるいは画素領域９）の中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子である。本発明においては、受光素子１の位置に合わせて、マイクロレンズ７の形状が決定される。一方、図６（ｂ）は、４画素共有構造を有するＣＭＯＳセンサの一例を示す概略平面図である。図６（ｂ）に示すように、４個の受光素子１が、一つの信号読出回路（図示せず）を共有する４画素共有構造を有するために、受光素子１の中心位置と、マイクロレンズ７（あるいは画素領域９）の中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子である。本発明においては、受光素子１の位置に合わせて、マイクロレンズ７の形状が決定される。
【００３６】
４．その他の部材
本発明の固体撮像素子は、上記のマイクロレンズ、受光素子、信号読出回路の他に、固体撮像素子を構成するその他の部材を有する。その他の部材としては、一般的な固体撮像素子と同様のものを使用することができ、特に限定されるものではない。例えば、本発明の固体撮像素子をＣＭＯＳセンサとして用いる場合には、その他の部材として、層間絶縁層、配線、保護層、平坦化層およびカラーフィルタ等を用いることができる。
【００３７】
上記層間絶縁層は、受光素子と保護層との間に設置されるものである。上記層間絶縁層を形成する材料としては、例えばＳｉＯ２等を挙げることができる。また、上記層間絶縁層は、内部にゲート電極や信号読出回路等を駆動させる配線を含むものである。このような配線としては、通常、Ａｌ配線等が用いられる。また、上記配線が多層構造を取る場合は、上記層間絶縁層も多層構造を取ることが好ましい。
【００３８】
上記保護層は、層間絶縁層を保護するものであって、カラーフィルタおよびマイクロレンズ等を配設しやすくする機能を有するものである。上記保護層を形成する材料としては、例えばＰ−ＳｉＮ等を挙げることができる。
【００３９】
上記カラーフィルタとしては、例えばオンチップカラーフィルタ（ＯＣＣＦ）等を挙げることができる。また、上記平坦化層としては、例えば一般的な固体撮像素子の平坦化層として用いられる樹脂等を挙げることができる。
【００４０】
Ｂ．固体撮像素子の製造方法
次に、本発明の固体撮像素子の製造方法について説明する。本発明の固体撮像素子の製造方法は、複数の受光素子が一つの信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するために、受光素子の中心位置と、マイクロレンズの中心位置と、が平面視上一致しない固体撮像素子の製造方法であって、固体撮像素子形成用材料上に感光性材料層を設け、上記感光性材料層に対してグレースケールリソグラフィ法を行うことにより、最大膜厚位置が中心位置と異なるマイクロレンズを形成し、上記マイクロレンズの集光位置が上記受光素子上となることを特徴とするものである。
【００４１】
本発明によれば、グレースケールリソグラフィ法を用いることによって、簡便な方法で、所定の形状を有するマイクロレンズを形成することができる。具体的には、後述する特殊なフォトマスクを使用すること以外は、通常の露光処理、現像処理で、所定の形状を有するマイクロレンズを形成することができることから、従来のように、層間絶縁層を削る工程を行う必要が無く、簡便な方法で、集光効率の良い固体撮像素子を得ることができる。
【００４２】
また、本発明において、「グレースケールリソグラフィ法」とは、透過光量（露光量）分布を制御するフォトマスクを用いて行うリソグラフィ法をいうものである。このフォトマスクは、露光波長では解像しない微細なドットパターンを有し、そのドットパターンの密度分布によって透過光量を制御することができる。ドットパターンの密度が大きい部分は透過光量が大きく、ドットパターンの密度が小さい部分は透過光量が小さいため、その密度分布を制御することで、例えば、透過光量が連続的に変化するフォトマスクを得ることができる。なお、本発明において、ドットパターンの密度分布は、マイクロレンズの集光位置が受光素子上になるように、予め計算した上で決定される。
【００４３】
次に、本発明の固体撮像素子の製造方法について、図面を用いて説明する。図７は、本発明の固体撮像素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、図７（ａ）に示すように、固体撮像素子形成用材料１１上に感光性材料層１２を設ける。次に、図７（ｂ）に示すように、透過光量分布を制御することができるフォトマスク１３と光１４とを用いて露光を行う。この際、フォトマスク１３は、所定のマイクロレンズの形状となるようなドットパターンの密度分布を有している。次に、図７（ｃ）に示すように、現像処理、加熱処理を行うことによって、マイクロレンズ１５を形成する。
以下、本発明の固体撮像素子の製造方法について、各構成毎に説明する。
【００４４】
本発明に用いられる固体撮像素子形成用材料は、マイクロレンズを形成する前の固体撮像素子をいうものである。この固体撮像素子形成用材料は、受光素子と、信号読出回路と、を少なくとも備え、複数の受光素子が一つの信号読出回路を共有する複数画素共有構造を有するために、受光素子の中心位置と、画素領域の中心位置と、が平面視上一致しないものである。
【００４５】
例えば、本発明により得られる固体撮像素子がＣＭＯＳセンサである場合は、固体撮像素子形成用材料として、受光素子と、配線を内部に有する層間絶縁層と、保護層と、第一平滑化層と、カラーフィルタと、第二平滑化層と、がこの順に積層されたもの等を用いることができる。この場合、第二平滑化層上に、後述する感光性材料層が形成される。なお、これらの部材は、「Ａ．固体撮像素子」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００４６】
また、本発明に用いられる感光性材料層は、フォトマスクを用いた露光処理等によって、マイクロレンズとなる層である。上記感光性材料層の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、フォトレジスト等を挙げることができる。さらに、本発明においては、上記フォトレジストとして、ポジ型フォトレジストおよびネガ型フォトレジストの両者を使用することが可能であるが、ポジ型フォトレジストが好ましい。ポジ型フォトレジストとしては、例えば、フェノールエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、シクロオエフィン等を挙げることができる。具体的には、ＪＳＲ株式会社製ＭＦＲ４０１、東京応化工業株式会社製ＴＨＭＲ  Ｐ１１等を挙げることができる。
【００４７】
固体撮像素子形成用材料上に感光性材料層を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、スピンコート法等を挙げることができる。
【００４８】
また、本発明に用いられるフォトマスクは、上述したように、露光波長では解像しない微細なドットパターンの密度分布により、露光する際の透過光量（露光量）分布を制御することができるものである。上記フォトマスクを用いることによって、通常の露光処理で、最大膜厚位置が中心位置と異なり、かつ、その集光位置が受光素子上となるマイクロレンズを形成することができる。このようなフォトマスクを作製する方法としては、例えば、特開２００４−７００８７、特開２００４−２９６２９０に記載の方法を挙げることができる。
【００４９】
また、本発明においては、上記のフォトマスクを用いて露光を行った後に、現像処理、加熱処理等を行うことによって、マイクロレンズが形成される。現像処理、加熱処理の方法としては、特に限定されるものではなく、一般的な方法を用いることができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００５２】
本発明に用いられるマイクロレンズの有効性を確認するため、図２、図３に示されるようなＣＭＯＳセンサ構造において、光線追跡シミュレーションを行った。シミュレーションの条件を下記表１に示す。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
上記の条件を用いて光線追跡シミュレーションにより集光効率の計算を行ったところ、下記の結果が得られた。ここでいう集光効率とは、フォトダイオードに入射した光信号をマイクロレンズの光強度で割ったものである。
従来のマイクロレンズを用いた場合は、集光効率が３９％であったのに対して、本発明に用いられるマイクロレンズを用いた場合は、集光効率は６５％であった。
すなわち、本発明に用いられるマイクロレンズの集光効率は、従来のマイクロレンズと比較して１．７倍の集光効率が得られた。この結果により、フォトダイオードに入射する光の利用効率の向上が見られ、本発明に用いられるマイクロレンズの有効性が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】複数画素共有構造を有しないＣＭＯＳセンサの一例を示す概略断面図である。
【図２】２画素共有構造を有するＣＭＯＳセンサの一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の固体撮像素子の一例を示す概略断面図である。
【図４】マイクロレンズの形状を説明する説明図である。
【図５】マイクロレンズの集光位置を説明する説明図である。
【図６】２画素共有構造および４画素共有構造を説明する説明図である。
【図７】本発明の固体撮像素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  …  受光素子
２  …  配線
３  …  層間絶縁層
４  …  保護層
５  …  第一平坦化層
５´  …  第二平坦化層
６  …  カラーフィルタ
７  …  マイクロレンズ
８  …  平行光
９  …  画素領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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