JP2011233862A - 固体撮像装置及び撮像システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の光電変換素子を含む半導体基板を有する固体撮像装置は、前記半導体基板の上に配され、前記複数の光電変換素子の上にそれぞれ配された複数の開口部を有する第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記複数の開口部にそれぞれ配された複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の上面および前記第1の絶縁膜の上面の上に配された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜の屈折率よりも低い屈折率を有し、前記第2の絶縁膜の上面に接して配された第3の絶縁膜と、を備え、前記複数の絶縁体に入射する光の波長をλ、前記第2の絶縁膜の屈折率をn、前記第1の絶縁膜の上面の少なくとも一部の領域の上における前記第2の絶縁膜の膜厚をtとしたときに、t<λ/nの関係を満たす。
【選択図】 図1
Description
光導波路を形成する技術を開示した文献として特許文献2、3がある。特許文献2には、導波路をテーパー状の形状とすることで上部を大きく開口して集光性を高めることが開示されている。特許文献3には、光導波路の上部に更にレンズを形成して光を光導波路の上部に集光する構造が開示されている。
図5に、第2実施例の固体撮像装置の断面模式図を示す。第2実施例の固体撮像装置では、第1実施例の固体撮像装置から第3の絶縁層8およびその開口部に形成された光導波路9bが取り除かれている。また、第2実施例の固体撮像装置では、第2の絶縁膜であるパッシベーション膜が、滑らかに連続した面を上面とする厚さt2のパッシベーション膜10bで構成されている。他の構成は、第1実施例に従いうる。第1の絶縁膜100の上面の全部または少なくとも一部の領域は、パッシベーション膜10bの膜厚をt2としたときに、t2<λ/nの関係を満たす厚みのパッシベーション膜10bで覆われている。図5に示す例では、第1の絶縁膜100の上面および光導波路9aの上面が、滑らかに連続した面を上面とする厚さt2のパッシベーション膜10bで覆われている。ここで、特許請求の範囲では、簡略化のために、t2に代えてtを用いて、t<λ/nとして記載されている。第1の絶縁膜100の上面の全部または少なくとも一部の領域の上にt2<λ/n(あるいはt<λ/n)を満たす第2の絶縁膜を配置することにより、第2の絶縁膜の上面および下面で反射されながら光が伝播することが抑制される。これにより、そのような光が光導波路9a、更には光電変換素子2に光が入射することが抑制され、混色やノイズが低減される。
図6に、第3実施例の固体撮像装置の断面模式図を示す。第3実施例の固体撮像装置では、第2の絶縁膜であるパッシベーション膜が、滑らかに連続した面を上面とする厚さが前述のt2のパッシベーション膜10bで構成されている。他の構成は、第1実施例に従いうる。第1の絶縁膜100の上面の全部または少なくとも一部の領域は、パッシベーション膜10bの膜厚をt2としたときに、t2<λ/nの関係を満たす厚みのパッシベーション膜10bで覆われている。図6に示す例では、第1の絶縁膜100の上面および光導波路9bの上面が、滑らかに連続した面を上面とする厚さt2のパッシベーション膜10bで覆われている。ここで、特許請求の範囲では、簡略化のために、t2に代えてtを用いて、t<λ/nとして記載されている。第1の絶縁膜100の上面の全部または少なくとも一部の領域の上にt2<λ/n(あるいはt<λ/n)を満たす第2の絶縁膜を配置することにより、第2の絶縁膜の上面および下面で反射されながら光が伝播することが抑制される。これにより、そのような光が光導波路9a、9b、更には光電変換素子2に光が入射することが抑制され、混色やノイズが低減される。
また、高い屈折率である光導波路9bとパッシベーション膜10bとが一体の膜からなっていてもよい。また、平坦化層11は透明高分子樹脂に限らず酸化シリコンなどの無機材料であってもよい。また、本実施形態の構成によれば、パッシベーション膜10bの上面は平坦であるので、平坦化層11は平坦化の機能を有していなくてもよい。
Claims (8)
- 複数の光電変換素子を含む半導体基板を有する固体撮像装置であって、
前記半導体基板の上に配され、前記複数の光電変換素子の上にそれぞれ配された複数の開口部を有する第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記複数の開口部にそれぞれ配された複数の絶縁体と、
前記複数の絶縁体の上面および前記第1の絶縁膜の上面の上に配された第2の絶縁膜と、
前記第2の絶縁膜の屈折率よりも低い屈折率を有し、前記第2の絶縁膜の上面に接して配された第3の絶縁膜と、を備え、
前記複数の絶縁体に入射する光の波長をλ、前記第2の絶縁膜の屈折率をn、前記第1の絶縁膜の上面の少なくとも一部の領域の上における前記第2の絶縁膜の膜厚をtとしたときに、t<λ/nの関係を満たす、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第2の絶縁膜の上面が、滑らかに連続した面である、
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の絶縁体の上面の少なくとも一部の領域の上における前記第2の絶縁膜の膜厚をt1としたときに、更にt1>λ/nを満たす、
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記開口部は、前記光電変換素子から離れるにしたがって面積が大きくなるテーパー形状を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の絶縁膜および前記絶縁体は、窒化シリコンおよび酸窒化シリコンのいずれか1つによって構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第3の絶縁膜の上にカラーフィルタを更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の絶縁体の少なくとも一部と、前記第2の絶縁膜とは一体となっていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理部と、
を備えることを特徴とする撮像システム。
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