JP2008091800A - 撮像素子及びその製造方法並びに撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】光導波路を有する撮像素子において、光導波路と光電変換部の屈折率差により光の反射が生じ、光の利用効率が低下するという課題があった。
【解決手段】撮像素子１は、光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段１１と、光電変換手段１１に光を集光するマイクロレンズ５３と、マイクロレンズ５３と光電変換手段１１との間に光導波路４１を有する。光導波路４１と光電変換手段１１との間には、構成の異なる複数の反射防止層２０、４０、２３が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ等に用いる撮像素子及びその製造方法並びに撮像システムに関する。

近年、デジタルスチルカメラ等に用いる撮像素子は、画素数の増加により高解像度化される一方で、チップサイズを小さくすることにより低価格化されてきている。そのため、撮像素子を構成する画素の大きさは年々小さくなり、それに伴って光電変換部の面積も小さくなってきている。

光電変換部の面積が小さい撮像素子を用いると、暗い被写体を撮像した場合に、高品位の画像が得られにくい。そこで、特許文献１は、撮像素子の光電変換部への入射光効率を向上させるため、光電変換部の表面に反射防止層を設けた撮像素子を開示している。特許文献１では、シリコン（Ｓｉ：屈折率約４.１）で構成された光電変換部とそれを覆う酸化シリコン（ＳｉＯ_２：屈折率は約１.４６）で構成された絶縁膜との界面での反射を防止する構成が開示されている。すなわち、シリコン（Ｓｉ）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との間に、その中間の屈折率を有する窒化シリコン（ＳｉＮ：屈折率は約２.０）層が配置されている。

特許文献２は、さらに、入射角の大きい光の取り込み効率を向上させるために、光入射面と光電変換部との間に光導波路を設け集光特性を高めた撮像素子を開示している。特許文献２では、光電変換部の光入射側に高屈折率材料である窒化シリコン（ＳｉＮ）で構成された光導波路を設け、その周囲の層間絶縁膜層を低屈折率材料であるＢＰＳＧ（屈折率約１.４６）で構成している。これらの境界面で入射光を全反射させることにより集光特性を向上させている。また、光導波路の光出射側と光電変換部との間には、光導波路を形成する際にエッチングストッパ膜として機能する窒化シリコンで構成された低反射膜が配設されている。
特開昭６３−１４４６６号公報（第２頁、図５） 特開２０００−１５０８４５号公報（第３頁、図１）

しかしながら、特許文献２に開示された撮像素子では、光導波路と光電変換部との間に形成された低反射膜が光導波路と同じ材料である窒化シリコンで構成されるため、光導波路と光電変換部との界面での反射の防止が十分ではないという欠点があった。

また、窒化シリコンで構成された光導波路の光入射側は、通常窒化シリコンで成膜されるパッシべーション膜を介して、屈折率が相対的に低いカラーフィルタ層（屈折率約１.５）と接しているため、その屈折率差により反射が生じる。

図８は、光導波路の光入射面と光出射面に反射防止構造を有していない従来の撮像素子における、光電変換部へ入射する光の分光特性を示す図である。図８より明らかなように、光導波路の光入射面と光出射面での反射光による干渉作用により、光電変換部に到達する光の強度が波長により異なる。そして、その波長特性は、光導波路の厚さのばらつきにより変動する。その結果、蛍光灯のような輝線を有する光源で照明された被写体を撮像すると、生成された画像に光導波路の厚さのばらつきに起因する色むらが生じてしまうという欠点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、反射防止層の反射防止効果を高めることを特徴とする。

本発明の第１の側面は、光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズと前記光電変換手段との間に光導波路を有する撮像素子に係り、前記光導波路と前記光電変換手段との間に構成の異なる複数の反射防止層が配置されていることを特徴とする。

本発明の第２の側面は、光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズと前記光電変換手段との間に光導波路を有する撮像素子の製造方法に係り、基板上に第１の薄膜を形成する工程と、前記第１の薄膜上に第２の薄膜を形成する工程と、前記第２の薄膜上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜に前記光導波路を形成するための開口部を形成する工程と、前記層間絶縁膜の前記開口部上に第３の薄膜を形成する工程と、前記開口部を光導波路材料で埋め込む工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の第３の側面は、撮像システムに係り、光学系と、上記の撮像素子と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、反射防止層の反射防止効果を高めることができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子の概略断面図である。図１では、撮像素子１の１画素の断面を例示的に示したが、撮像素子１の画素数はこれに限定されない。

撮像素子１は、シリコン基板１０の内部に形成された光電変換部（光電変換手段）１１を備える。シリコン基板１０の表面は、酸化シリコンで構成された絶縁膜２０で被覆されている。光電変換部１１で発生した信号電荷を不図示のフローティングディフュージョン部に転送するために、シリコン基板１０上で光電変換部１１と一部重なるように第１の電極１２が配設されている。また、光電変換部１１と電極１２の一部とを被覆するように、窒化シリコンで構成されたエッチングストッパ膜４０が形成されている。また、不図示のフローティングディフュージョン部に転送された信号電荷を選択的に外部に出力するために、酸化シリコンで構成された第１の層間絶縁膜２１及び第２の層間絶縁膜２２を挟んで第２の電極３０及び第３の電極３１が配設されている。

第２の電極３０及び第３の電極３１が開口している領域には、窒化シリコンで構成された光導波路４１が形成されている。光導波路４１の周囲には、酸化シリコンで構成された絶縁膜２３が形成されている。また、光導波路４１の光入射側には、窒化シリコンで構成されたパッシべーション膜４２が形成され、さらに樹脂材料である平坦化層５０との界面で生じる反射を防止するための反射防止膜４３が形成されている。平坦化層５０の光入射側には、カラーフィルタ５１、平坦化層５２及びマイクロレンズ５３が樹脂材料により形成されている。

撮像素子１に入射した光は、マイクロレンズ５３によって光導波路４１に集光される。光導波路４１は、窒化シリコンで構成されるため、その屈折率は約１.９である。また、光導波路４１の周囲は、屈折率が約１.４６の絶縁膜２３及び層間絶縁膜２２、２１で囲まれている。そのため、光導波路４１の壁面に到達した光は、絶縁膜２３及び層間絶縁膜２２、２１との界面で全反射し、光電変換部１１に導かれる。ここで、光導波路４１の光入射面には、１層の反射防止膜４３が形成されている。

酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）で構成された反射防止膜４３は、パッシべーション膜４２を介して光導波路４１の光入射面と屈折率が約１.５の樹脂で形成された平坦化層５０との反射を防止する。反射防止膜４３の屈折率を１.７０、厚さを７５０Åで構成すると、光導波路４１の光入射面での透過率は約９８％となる。

また、光導波路４１の光射出面には、３層の薄膜で構成される反射防止層が形成されている。光導波路４１と光電変換部１１との間には、光電変換部１１側から第１の薄膜である絶縁膜２０、第２の薄膜であるエッチングストッパ膜４０、第３の薄膜である絶縁膜２３が形成されている。反射防止膜として作用する第１の薄膜である絶縁膜２０は、酸化シリコンで構成され、その屈折率ｎ１は１.４６、厚さｄ１は例えば１００Åである。同様に、第２の薄膜であるエッチングストッパ膜４０は、窒化シリコンで構成され、その屈折率ｎ２は２.０、厚さｄ２は例えば６００Åである。さらに、第３の薄膜である絶縁膜２３は、酸化シリコンで構成され、その屈折率ｎ３は１.４６、厚さｄ３は例えば３５０Åである。なお、第３の絶縁膜２３は、屈折率が１．６〜１．７である酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）で構成されてもよい。
絶縁膜２３は、光導波路４１を形成するための穴の表面に成膜されるため、その厚さｄ３が厚いと穴を塞いでしまう恐れがある。そこで、絶縁膜２３の厚さｄ３を薄くしなければならない。しかしながら、反射防止効果を得るには、所定の光学厚み（一般的には ｎ・ｄ＝波長／４）が必要となる。そこで、絶縁膜２３の厚さｄ３を薄くする一方で、屈折率ｎ３を高くし、ｎ３≧ｎ１を満足することが好適である。また、エッチングストッパ膜４０の屈折率ｎ２は、反射防止効果を増大させるために、絶縁膜２０及び絶縁膜２３のいずれの屈折率よりも高くすることが好適である。このように、反射防止層を構成する各薄膜の屈折率の関係を以下の数式１を満足するように構成することにより、各薄膜による反射防止効果を実現することができる。

ｎ２＞ｎ３≧ｎ１ … （数式１）
反射防止層を構成する各薄膜の屈折率の関係が数式１を満足するように構成することにより、光導波路４１の光射出面の透過率は約９５％となる。
また、反射防止層を構成する３つの薄膜のうち、窒化シリコンで構成されたエッチングストッパ膜４０の膜厚を最も厚くすることにより、エッチングストッパ膜４０と光導波路４１との間に形成される第３の薄膜２３の膜厚を更に薄くすることができる。これにより、光導波路４１の製造が容易となる。

図２は、上述のような光導波路４１の光入射面と光出射面とで異なる構成の反射防止層を設けた撮像素子１の光導波路４１の分光透過率を示す図である。

反射防止層を有する光導波路４１は、可視光領域で約９０％の透過率が得られるように構成されている。また、波長の違いによる透過率のばらつきも小さいため、蛍光灯のような輝線を有する光源で照明された被写体を撮像しても、光導波路４１の厚さのばらつきに起因する色むらはほとんど発生しない。その結果、高画質の画像を得ることができる。

図３及び図４は、本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子１の製造方法を説明する図である。図３及び図４では、撮像素子１の中心付近の１画素の断面構造を例示的に示しているが、他の画素も同様にして製造することができる。

まず、図３（ａ）に示す工程では、シリコン基板１０の光電変換領域にイオンを注入して光電変換部１１を形成する。そして、シリコン基板１０を熱酸化してシリコン基板表面に酸化シリコンで構成された絶縁膜２３を形成する。光導波路４１の光射出面と光電変換部１１との間に形成される反射防止層のうちの第１の薄膜である絶縁膜２３の厚さは、例えば、１００Åである。さらに絶縁膜２３の上に、ポリシリコンを成膜する。

図３（ｂ）に示す工程では、ポリシリコンを成膜した後、フォトレジスト１００を塗布して、露光処理及び現像処理を行うことにより、フォトレジストによるポリシリコン電極パターンを形成する。

図３（ｃ）に示す工程では、ポリシリコンをエッチングすることにより、第１の電極１２を形成する。第１の電極１２が形成されると、窒化シリコンを成膜し、エッチングストッパ膜４０を成膜する。エッチングストッパ膜４０は、光導波路４１を形成する際に、層間絶縁膜２１及び２２のエッチングを止める機能を有するとともに、反射防止層の第２の薄膜としても機能する。エッチングストッパ膜４０の膜厚は、エッチングストッパ膜４０と光導波路４１との間に形成される第３の薄膜２３の膜厚が薄くても反射防止効果が得られるように、反射防止層を構成する３つの薄膜のうち最も厚い膜厚であることが好ましい。実際のエッチングストッパ膜４０の膜厚は、層間絶縁膜２１及び２２のエッチング量に応じて設定される。例えば、層間絶縁膜２１及び２２のエッチング量が４００Åの場合、成膜するエッチングストッパ膜４０の膜厚は例えば１０００Åとなる。

図３（ｄ）に示す工程では、エッチングストッパ膜４０を成膜した後、フォトレジスト１０１を成膜して、露光処理及び現像処理を行うことにより、フォトレジストによるエッチングストッパ膜のパターンを形成する。

図３（ｅ）に示す工程では、エッチングストッパ膜４０をエッチングすることにより、光導波路４１が形成される領域にエッチングストッパ膜４０を形成する。

図３（ｆ）に示す工程では、エッチングストッパ膜４０を形成すると、第２の電極を形成するための第１の層間絶縁膜２１を形成し、平坦化処理を行う。第１の層間絶縁膜２１は屈折率が約１.４６の酸化シリコンで形成される。平坦化処理された第１の層間絶縁膜２１上に、アルミで構成された第２の電極３０を形成する。さらに、第３の電極を形成するための第２の層間絶縁膜２２を形成し、平坦化処理を行う。第２の層間絶縁膜２２も屈折率が約１.４６の酸化シリコンで形成される。平坦化処理された第２の層間絶縁膜２２上に、アルミで構成された第３の電極３１を形成する。

図３（ｇ）に示す工程では、第１の層間絶縁膜２１及び第２の層間絶縁膜２２に光導波路４１を形成するための開口部を形成するために、平坦化された第２の層間絶縁膜２２上にフォトレジスト１０２を塗布する。そして、不図示のフォトマスクを用いて露光処理及び現像処理を行う。

図３（ｈ）に示す工程では、フォトレジスト１０２をマスクとしてドライエッチング処理を行うことによって、第２の層間絶縁膜２２及び第１の層間絶縁膜２１に光導波路４１を形成するための開口部を形成する。このとき、第２の層間絶縁膜２２と光電変換部１１との間にはエッチングストッパ膜４０が形成されている。そのため、エッチングストッパ膜４０は所定の膜厚（例えば、６００Å）を残してエッチングが止まる。

図４（ｉ）に示す工程では、層間絶縁膜２１及び２２に光導波路４１を形成するための開口部が形成されると、光導波路４１を形成するための開口部の内側に、光導波路４１の光射出面の反射防止層として機能する第３の薄膜（酸化シリコン膜）２３を成膜する。ここで、開口部の内側に成膜する酸化シリコンの膜厚が厚いと、開口部に酸化シリコンが積層して開口部を狭めてしまう。そのため、その後の光導波路を形成する工程で光導波路を形成することができなくなる。

そこで、本実施形態に係る撮像素子１では、反射防止層を構成する第２の薄膜であるエッチングストッパ膜４０の膜厚を厚くすることにより、第３の薄膜である絶縁膜２３の厚さが相対的に薄くなるようにして反射防止効果を得ている。本実施形態では、酸化シリコンで成膜される絶縁膜２３の膜厚は、例えば３５０Åであり、開口部を狭めずに成膜することを可能としている。

図４（ｊ）に示す工程では、酸化シリコンによる絶縁膜２３で被覆された開口部に窒化シリコンを成膜し、光導波路４１を形成する。窒化シリコンは、例えば高密度プラズマＣＶＤ法で成膜され、その屈折率は約１.９である。光導波路４１を成膜した後、平坦化処理を行って、パッシべーション膜４２を成膜する。パッシべーション膜４２は、通常プラズマＣＶＤ法で成膜される窒化シリコン膜であり、屈折率は約２.０である。

図４（ｋ）に示す工程では、パッシべーション膜４２上に、光導波路４１の光入射面に対する反射防止層を形成する。光導波路４１の光入射面に対する反射防止層は、１層の反射防止膜４３で構成され、カラーフィルタ５１を形成するための平坦化層５０との屈折率差で生じる反射を防止している。反射防止膜４３は、屈折率が約１.７の酸化窒化シリコンであり、例えば７５０Åの厚さで成膜される。反射防止膜４３が成膜されると、カラーフィルタ５１を形成するための平坦化層５０が形成され、その後、カラーフィルタ５１が形成される。さらに、マイクロレンズ５３を形成するための平坦化層５２が形成された後、マイクロレンズ５３が形成される。マイクロレンズ５３は、例えば公知のレジストリフロー法にて形成される。

本実施形態では、光導波路４１を形成した後にパッシべーション膜４２を成膜する例を示したが、光導波路４１の光入射側の層がパッシべーション膜４２を兼用するように構成しても構わない。
（第２の実施形態）
図５は、本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子の概略断面図である。図１と同様の構成要素には同一の符号を付している。図５では、撮像素子５１の１画素の断面を例示的に示したが、撮像素子５１の画素数はこれに限定されない。

撮像素子５１は、シリコン基板１０の内部に形成された光電変換部１１を備える。シリコン基板１０の表面は、酸化シリコンで構成された絶縁膜２０で被覆されている。光電変換部１１で発生した信号電荷を不図示のフローティングディフュージョン部に転送するために、シリコン基板１０上で光電変換部１１と一部重なるように第１の電極１２が配設されている。また、光電変換部１１と電極１２の一部とを被覆するように、窒化シリコンで構成されたエッチングストッパ膜４０が形成されている。また、不図示のフローティングディフュージョン部に転送された信号電荷を選択的に外部に出力するために、酸化シリコンで構成された第１の層間絶縁膜２１及び第２の層間絶縁膜２２を挟んで第２の電極３０及び第３の電極３１が配設されている。

第２の電極３０及び第３の電極３１が開口している領域には、窒化シリコンで構成された光導波路４１が形成されている。光導波路４１の周囲には、酸化シリコンで構成された絶縁膜２３が形成されている。また、光導波路４１の光入射側には、窒化シリコンで構成されたパッシべーション膜４２が形成され、さらに樹脂材料である平坦化層５０との界面で生じる反射を防止するための反射防止膜４３が形成されている。平坦化層５０の光入射側には、カラーフィルタ５１、平坦化層５２及びマイクロレンズ５３が樹脂材料により形成されている。

撮像素子５１に入射した光は、マイクロレンズ５３によって光導波路４１に集光される。光導波路４１は、窒化シリコンで構成されるため、その屈折率は約１.９である。また、光導波路４１の周囲は、屈折率が約１.４６の絶縁膜２３及び層間絶縁膜２２、２１で囲まれている。そのため、光導波路４１の壁面に到達した光は、絶縁膜２３及び層間絶縁膜２２、２１との界面で全反射し、光電変換部１１に導かれる。ここで、光導波路４１の光入射面には、１層の反射防止膜４３が形成されている。

酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）で構成された反射防止膜４３は、光導波路４１の光入射面と屈折率が約１.５の樹脂で形成された平坦化層５０との反射を防止する。反射防止膜４３の屈折率を１.７０、厚さを７５０Åで構成すると、光導波路４１の光入射面での透過率は約９９％となる。

また、光導波路４１の光射出面には、３層の薄膜で構成される反射防止層が形成されている。光導波路４１と光電変換部１１との間には、光電変換部１１側から第１の薄膜である絶縁膜２０、第２の薄膜である高屈折率吸収膜１３、第３の薄膜であるエッチングストッパ膜４０が形成されている。反射防止膜として作用する第１の薄膜である絶縁膜２０は、酸化シリコンで構成され、その屈折率ｎ１は１.４６、厚さｄ１は例えば１００Åである。同様に、第２の薄膜である高屈折率吸収膜１３は、ポリシリコンで構成され、その屈折率ｎ２は４.０、厚さｄ２は例えば５０Åである。さらに、第３の薄膜であるエッチングストッパ膜４０は、窒化シリコンで構成され、その屈折率ｎ３は２.０、厚さｄ３は例えば４５０Åである。

このように、反射防止層を構成する各薄膜の屈折率の関係を上記の数式１を満足するように構成することにより、各薄膜による反射防止効果を実現することができる。

反射防止層を構成する各薄膜の屈折率の関係が数式１を満足するように構成することにより、光導波路４１の光射出面の透過率は約９５％となる。

また、反射防止層を構成する３つの薄膜のうち、窒化シリコンで構成されたエッチングストッパ膜４０の膜厚を最も厚くすることにより、エッチングストッパ膜４０と絶縁膜２０との間に形成される第２の高屈折率吸収膜１３の膜厚を薄くすることができる。これにより、光導波路４１の光射出面と光電変換部１１との間での光の反射と吸収を小さくすることができる。

図６は、上述のような、光導波路４１の光入射面と光出射面とで異なる構成の反射防止層を設けた撮像素子５１における、光導波路４１の分光透過率を示す図である。図７に示すように、本発明の好適な実施の形態に係る反射防止層を有する光導波路４１は、可視光領域で約９３％の透過率が得られる。また、波長の違いによる透過率の差も小さい。そのため、蛍光灯のような輝線を有する光源で照明された被写体を撮像しても、光導波路４１の厚さのばらつきに起因する色むらはほとんど発生せず、高画質の画像を得ることができる。

本実施形態では、光導波路４１の光射出面に形成する反射防止層のうちの第２の薄膜に、ポリシリコンを使用した例を示したが、アモルファスシリコンを用いても構わない。

図７は、本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子を用いた撮像システムの概略を示す図である。５０１は光学系としてのレンズ部（図７では「レンズ」と表記）、５０２はレンズ駆動部、５０３はメカニカルシャッタ（メカシャッタと表記）、５０４はメカニカルシャッタ駆動部（図７では「シャッタ駆動部」と表記）、５０５はＡ／Ｄ変換器を示す。２００は本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子が複数配置された撮像部を示す。また、５０６は撮像信号処理回路、５０７はタイミング発生部、５０８はメモリ部、５０９は制御部、５１０は記録媒体制御インターフェース部（図７では「記録媒体制御Ｉ／Ｆ部」と表記）、５１１は表示部を示す。また、５１２は記録媒体、５１３は外部インターフェース部（図７では「外部Ｉ／Ｆ部」と表記）、５１４は測光部、５１５は測距部を示す。撮像信号処理回路５０６は、Ａ／Ｄ変換器５０５からの信号に基づいてホワイトバランス処理を行うＷＢ回路５１６を含む。

レンズ部５０１を通った被写体像は、撮像部２００近傍に結像される。撮像部２００近傍に結像した被写体像は、撮像部２００により画像信号として取り込まれる。撮像信号処理回路５０６は、撮像部２００から出力された画像信号を増幅し、アナログ信号からデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）し、Ａ／Ｄ変換後にＲ、Ｇ、Ｇ、Ｂの信号を得る。撮像信号処理回路５０６は、各種の補正、画像データの圧縮等を行う。

レンズ部５０１は、レンズ駆動部５０２によってズーム、フォーカス、絞り等が駆動制御される。メカシャッタ５０３は、一眼レフカメラに使用されるフォーカルプレーン型のシャッタの後幕に相当する幕のみを有するシャッタ機構である。メカシャッタ５０３は、シャッタ駆動部５０４によって駆動制御される。タイミング発生部５０７は、撮像部２００、撮像信号処理回路５０６に各種タイミング信号を出力する。制御部５０９は、撮像システム全体の制御と各種演算などを行う。メモリ部５０８は、画像データを一時的に記憶する。記録媒体制御インターフェース部５１０は、記録媒体５１２に画像データを記録させたり、記録媒体５１２から画像データを又は読み出したりする。表示部５１１は、画像データの表示を行う。記録媒体５１２は、半導体メモリ等の着脱可能な記憶媒体であり、画像データを記録する。外部インターフェース部５１３は、外部のコンピュータ等と通信を行うためのインターフェースである。測光部５１４は被写体の明るさ情報の検出を行い、測距部５１５は被写体までの距離情報を検出する。５１６は、ホワイトバランス回路（ＷＢ回路）である。なお、撮像システムの動作モードは、操作部５１７によって設定される。

本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子の概略断面図である。 光導波路の光入射面と光出射面とで異なる構成の反射防止層を設けた撮像素子の光導波路の分光透過率を示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子の製造方法を説明する図である。 本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子の製造方法を説明する図である。 本発明の好適な第２の実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子の概略断面図である。 光導波路の光入射面と光出射面とで異なる構成の反射防止層を設けた撮像素子における、光導波路の分光透過率を示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係るＣＭＯＳ型撮像素子を用いた撮像システムの概略を示す図である。 光導波路の光入射面と光出射面に反射防止構造を有していない従来の撮像素子における、光電変換部へ入射する光の分光特性を示す図である。

符号の説明

１ 撮像素子
１１ 光電変換手段
２０、２３、４０ 反射防止層
４１ 光導波路
５３ マイクロレンズ

Claims (6)

1. 光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズと前記光電変換手段との間に光導波路を有する撮像素子であって、
   前記光導波路と前記光電変換手段との間に構成の異なる複数の反射防止層が配置されていることを特徴とする撮像素子。
2. 前記複数の反射防止層は、前記光電変換手段側から第１の薄膜、第２の薄膜及び第３の薄膜の３つの薄膜で構成され、前記第２の薄膜は窒化シリコン膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
3. 前記窒化シリコン膜の膜厚は、前記３つの薄膜のうちで最も厚いことを特徴とする請求項２に記載の撮像素子。
4. 前記第１の薄膜の屈折率をｎ１、前記第２の薄膜の屈折率をｎ２、及び前記第３の薄膜の屈折率をｎ３とすると、
   各薄膜の屈折率は、
   ｎ２＞ｎ３≧ｎ１
   を満足することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の撮像素子。
5. 光学系と、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮像素子と、
   を備えることを特徴とする撮像システム。
6. 光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段に光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズと前記光電変換手段との間に光導波路を有する撮像素子の製造方法であって、
   基板上に第１の薄膜を形成する工程と、
   前記第１の薄膜上に第２の薄膜を形成する工程と、
   前記第２の薄膜上に層間絶縁膜を形成する工程と、
   前記層間絶縁膜に前記光導波路を形成するための開口部を形成する工程と、
   前記層間絶縁膜の前記開口部上に第３の薄膜を形成する工程と、
   前記開口部を光導波路材料で埋め込む工程と、
   を含むことを特徴とする撮像素子の製造方法。

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