JP2006344754A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の光電変換部17が形成された半導体基板11と、光電変換部17上方に位置し、光電変換部17毎に設けられた複数の開口部20を有し、半導体基板11上に形成された遮光膜19と、開口部20内に形成された高屈折率層125とを備え、開口部20は、光電変換部17に入射する光の真空中の波長に換算した最大波長よりも小さい開口幅を有し、高屈折率層125は、開口部20を介して最大波長の光を透過させる屈折率を有する高屈折率材料から構成される。
【選択図】 図1
Description
また、上記の信号を大きくして高感度を実現するために、カラーフィルタの上下にマイクロレンズ等を形成することで、高S/N化が図られている。(例えば、特許文献3参照。)
また、高感度化を図る手段として、遮光膜の開口部内において、高屈折率材料と、高屈折率材料の周辺を囲むように形成された低屈折率材料とを置き、高屈折率材料と低屈折率材料との境界での全反射を用いて集光する方法の提案等がある。(例えば、特許文献4参照。)
図7に従来の固体撮像装置の受光セル1a、1b、1cの断面図を示す。
図1は本発明の実施の形態1の固体撮像装置の受光セル111a、111b、111cの断面図である。各受光セルの半導体基板11、光電変換層12、及び絶縁層13は、図7に示す従来の受光セルにおける構造と同じ構造を有する。
図4は本発明の実施の形態2の固体撮像装置の受光セル211a、211b、211cの断面図を示す。各受光セルの半導体基板11、光電変換層12、及び絶縁層13は、図7に示す従来の受光セルにおける構造と同じ構造を有する。
図6は本発明の実施の形態3の固体撮像装置の受光セル311a、311b、311cの断面図である。
11 半導体基板
12 光電変換層
13 絶縁層
14、114、214 金属層
15 カラーフィルタ層
16 P型ウェル
17 光電変換部
18、22、29、31 層間膜
19 遮光膜
20 開口部
21a、21b、21c フィルタ膜
23 マイクロレンズ
24 入射光
125、225 高屈折率層
27 開口部の厚み
28 高屈折率材料の厚み
30 層内レンズ
32 レジスト
Claims (13)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された光電変換部と、
前記光電変換部上方に位置するように形成された開口部が設けられ、前記半導体基板上に設置された遮光膜と、
前記開口部内に形成された高屈折率層とを備え、
前記開口部は、前記開口部を介して前記光電変換部に入射する光の真空中の波長に換算した最大波長よりも小さい開口幅を有し、
前記高屈折率層は、前記開口部を介して前記光電変換部に入射する光の前記最大波長の光を透過させる屈折率を有する高屈折率材料から構成される
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記開口部内には、前記高屈折率層が充填されている
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記高屈折率層は、1.8以上の屈折率を有する高屈折率材料から構成される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像装置。 - 前記高屈折率層の厚みは、前記遮光膜の厚みと略同一、又は前記遮光膜の厚みよりも厚い
ことを特徴する請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記高屈折率層は、凸レンズ形状を有し、前記開口部を介して前記光電変換部に入射する光を集める
ことを特徴する請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記高屈折率材料が、酸化チタン、酸化タンタル及び酸化ニオブのいずれかである
ことを特徴する請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記開口幅は、1.0μm以下である
ことを特徴する請求項1〜6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置は、さらに、前記開口部上方に位置するように前記遮光膜上に設置され、特定の波長域の光を透過させるフィルタ膜を備え、
前記開口部は、前記フィルタ膜が透過させる光の前記最大波長よりも小さい開口幅を有する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の固体撮像装置を備える
ことを特徴とするカメラ。 - 光電変換部が形成された半導体基板上に遮光膜を形成し、前記遮光膜に、前記光電変換部上方に位置する開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部内及び前記遮光膜上に高屈折率層を形成する高屈折率層形成工程とを含み、
前記高屈折率層形成工程において、前記高屈折率層の表面が平坦になる膜厚の前記高屈折率層を形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記高屈折率層形成工程において、前記開口部の幅の1/2以上の膜厚の前記高屈折率層を形成する
ことを特徴とする請求項10に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記固体撮像装置の製造方法は、さらに、前記高屈折率層の表面を平坦化する平坦化工程を含む
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記固体撮像装置の製造方法は、さらに、前記開口部上方に位置する前記高屈折率層を凸レンズ形状に加工するレンズ形成工程を含む
ことを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。
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