JP2013207053A - 固体撮像素子、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射防止膜で入射光を集光することができ、かつ、反射防止膜の設計の自由度を大きくすることが可能である固体撮像素子を提供する。
【解決手段】半導体基体１に形成された受光部２と、この受光部２上に形成され、複数層の平坦層２１，２２から成り、下層の平坦層２１よりも上層の平坦層２２の幅が狭い、反射防止膜２０を有する固体撮像素子を構成する。
【選択図】図１
【解決手段】半導体基体１に形成された受光部２と、この受光部２上に形成され、複数層の平坦層２１，２２から成り、下層の平坦層２１よりも上層の平坦層２２の幅が狭い、反射防止膜２０を有する固体撮像素子を構成する。
【選択図】図１
Description
本技術は、固体撮像素子、並びに、この固体撮像素子を有する電子機器に係わる。
従来から、固体撮像素子において、シリコン基板等の半導体基体とその上の絶縁膜との界面における光の反射による感度の低下を抑制するために、半導体基体の受光部が形成された部分の上に、反射防止膜を設けた構成が採用されている。
しかしながら、半導体基体に斜め方向から入射する光が、反射防止膜の端部に入射すると、反射防止膜を通過した後、一部の光は受光部に入射せずに、半導体基体の表面で反射して、反射防止膜より外側に向かい、スミア現象や混色等の問題を生じることがある。
この問題に対して、反射防止膜を上に凸の曲面形状とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この構成によれば、曲面で屈折させることにより、受光部の中央部に集光することができるので、スミアを低減することができるとされている。
この構成によれば、曲面で屈折させることにより、受光部の中央部に集光することができるので、スミアを低減することができるとされている。
特許文献１に記載された構成のように、反射防止膜を上に凸の曲面形状とするためには、反射防止膜の材料膜の上に、曲面形状を有するレジストを熱リフローによって形成して、レジストの形状を反射防止膜の材料膜に転写する必要がある。
しかしながら、熱リフローによって形成したレジストの曲面形状を転写するため、形成可能な寸法・形状が限定されてしまう。例えば、薄い反射防止膜や、幅の狭い反射防止膜を、形成することは困難である。
また、エッチバックでレジストの曲面形状を転写するため、ストッパー膜となる、反射防止膜の下層の層間絶縁膜を厚く形成する必要がある。
これらのことから、反射防止膜において、集光条件や反射防止条件の設計が制限されてしまい、これらの条件の最適化が困難になる。
また、エッチバックでレジストの曲面形状を転写するため、ストッパー膜となる、反射防止膜の下層の層間絶縁膜を厚く形成する必要がある。
これらのことから、反射防止膜において、集光条件や反射防止条件の設計が制限されてしまい、これらの条件の最適化が困難になる。
本技術の目的は、反射防止膜で入射光を集光することができ、かつ、反射防止膜の設計の自由度を大きくすることが可能である固体撮像素子を提供するものである。また、この固体撮像素子を備えた電子機器を提供するものである。
本技術の固体撮像素子は、半導体基体に形成された受光部と、この受光部上に形成され、複数層の平坦層から成り、下層の平坦層よりも上層の平坦層の幅が狭い、反射防止膜を有する。
本技術の電子機器は、光学系と、固体撮像素子と、固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路とを備え、固体撮像素子が上記本技術の固体撮像素子の構成である。
上述の本技術の固体撮像素子の構成によれば、反射防止膜が、複数層の平坦層から成り、下層の平坦層よりも上層の平坦層の幅が狭い構造であるため、反射防止膜が、上方から入射した光を集めるレンズ作用を有している。これにより、反射防止膜を通過した光を受光部に集光させて、スミアや混色の発生を抑制することができる。
そして、反射防止膜により半導体基体の表面での反射を抑制することができるので、反射による感度の低下を抑制することができる。
また、反射防止膜が複数層の平坦層から成るので、反射防止膜を形成する際の加工が容易になる。
そして、反射防止膜により半導体基体の表面での反射を抑制することができるので、反射による感度の低下を抑制することができる。
また、反射防止膜が複数層の平坦層から成るので、反射防止膜を形成する際の加工が容易になる。
上述の本技術の電子機器の構成によれば、本技術の固体撮像素子を含むので、固体撮像素子において、スミアや混色の発生を抑制し、反射による感度の低下を抑制することができる。
上述の本技術によれば、反射防止膜によりスミアや混色の発生を抑制することができるので、画質を向上することができる。
また、反射防止膜により、反射による感度の低下を抑制することができるので、十分な感度が得られる。
また、反射防止膜により、反射による感度の低下を抑制することができるので、十分な感度が得られる。
さらに、反射防止膜を形成する際の加工が容易になるため、反射防止膜を構成する平坦層の幅や厚さや層数を任意に選定することが可能になり、反射防止膜の設計の自由度を大きくすることが可能になる。
以下、本技術を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（固体撮像素子）
２．第２の実施の形態（固体撮像素子）
３．第３の実施の形態（固体撮像素子）
４．第４の実施の形態（固体撮像素子）
５．第５の実施の形態（固体撮像素子）
６．第６の実施の形態（電子機器）
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（固体撮像素子）
２．第２の実施の形態（固体撮像素子）
３．第３の実施の形態（固体撮像素子）
４．第４の実施の形態（固体撮像素子）
５．第５の実施の形態（固体撮像素子）
６．第６の実施の形態（電子機器）
＜１．第１の実施の形態（固体撮像素子）＞
第１の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図（断面図）を、図１に示す。
本実施の形態は、本技術を、ＣＣＤ固体撮像素子に適用した場合である。
第１の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図（断面図）を、図１に示す。
本実施の形態は、本技術を、ＣＣＤ固体撮像素子に適用した場合である。
本実施の形態の固体撮像素子は、図１に示すように、シリコン等の半導体材料から成る、半導体基体１内に、フォトダイオードから成り、入射した光により光電変換が行われる受光部２が形成されている。
半導体基体１としては、例えば、半導体基板単体、半導体基板及びその上に形成されたエピタキシャル層、他の基板上に形成された半導体層、等の構成が挙げられる。
受光部２よりも図中外側の半導体基体１上には、受光部２で光電変換された電荷を転送するための転送電極１１が形成されている。転送電極１１の下の半導体基体１内には、垂直転送レジスタ３が形成されている。転送電極１１と半導体基体１との間には、薄いゲート絶縁膜が形成されている。
転送電極１１及び受光部２上には、層間絶縁膜１２が形成されている。
層間絶縁膜１２上には、転送電極１１の上と横を覆って、遮光膜１３が形成されている。この遮光膜１３は、受光部２上に開口を有している。
遮光膜１３の上には、パッシベーション膜１４が形成され、このパッシベーション膜１４の上には、表面が平坦化された平坦化層１５が形成されている。
平坦化層１５の上には、カラーフィルタ１６、マイクロレンズ１７が形成されている。
半導体基体１としては、例えば、半導体基板単体、半導体基板及びその上に形成されたエピタキシャル層、他の基板上に形成された半導体層、等の構成が挙げられる。
受光部２よりも図中外側の半導体基体１上には、受光部２で光電変換された電荷を転送するための転送電極１１が形成されている。転送電極１１の下の半導体基体１内には、垂直転送レジスタ３が形成されている。転送電極１１と半導体基体１との間には、薄いゲート絶縁膜が形成されている。
転送電極１１及び受光部２上には、層間絶縁膜１２が形成されている。
層間絶縁膜１２上には、転送電極１１の上と横を覆って、遮光膜１３が形成されている。この遮光膜１３は、受光部２上に開口を有している。
遮光膜１３の上には、パッシベーション膜１４が形成され、このパッシベーション膜１４の上には、表面が平坦化された平坦化層１５が形成されている。
平坦化層１５の上には、カラーフィルタ１６、マイクロレンズ１７が形成されている。
本実施の形態では、特に、受光部２の中央部の上、遮光膜１３の開口の間の部分に、断面形状が凸形状の反射防止膜２０が設けられている。
この凸形状の反射防止膜２０は、下層の幅の広い下段２１と、上層の幅の狭い上段２２の、２層の平坦層を積層した２層構造となっている。
凸形状の反射防止膜２０は、このような構造となっていることにより、上方から入射した光に対して反射防止効果を有すると共に、入射した光を集めるレンズ効果も有する。
この凸形状の反射防止膜２０は、下層の幅の広い下段２１と、上層の幅の狭い上段２２の、２層の平坦層を積層した２層構造となっている。
凸形状の反射防止膜２０は、このような構造となっていることにより、上方から入射した光に対して反射防止効果を有すると共に、入射した光を集めるレンズ効果も有する。
反射防止膜２０には、下層の層間絶縁膜１２や、反射防止膜２０の上に形成された層に対して、本実施の形態ではパッシベーション膜１４に対して、高い屈折率を有する材料を使用する。
例えば、層間絶縁膜１２やパッシベーション膜１４をシリコン酸化膜として、反射防止膜２０を、シリコン酸化膜より屈折率が高い、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）やシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）やシリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）等とすることができる。
また、ポリイミド樹脂や、多結晶シリコンや、透明電極に用いられている、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＴｉＯｘ等の酸化物も、シリコン酸化膜よりも屈折率が高いので、反射防止膜２０に使用することが可能である。
例えば、層間絶縁膜１２やパッシベーション膜１４をシリコン酸化膜として、反射防止膜２０を、シリコン酸化膜より屈折率が高い、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）やシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）やシリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）等とすることができる。
また、ポリイミド樹脂や、多結晶シリコンや、透明電極に用いられている、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＴｉＯｘ等の酸化物も、シリコン酸化膜よりも屈折率が高いので、反射防止膜２０に使用することが可能である。
ここで、凸形状の反射防止膜２０及びその周囲の各部の寸法について、図２を参照して、説明する。
図２に示すように、反射防止膜２０の下段２１の幅をＷ１とし、上段２２の幅をＷ２とし、下段２１の厚さをＴ１とし、上段の厚さをＴ２とする。また、下段２１の端から上段２２の端までの長さをＬとし、遮光膜１３の開口端から反射防止膜２０の下段２１の端までの距離をＤとしている。
反射防止膜２０の下段２１の幅Ｗ１を広くするほど、反射防止効果が向上して感度が向上するが、上段２２の幅Ｗ２との差が大きくなって、反射防止膜２０のレンズ効果が低下する。レンズ効果が低下すると、スミアを生じやすくなる。
逆に、反射防止膜２０の下段２１の幅Ｗ１を狭くするほど、スミアを抑制する効果が向上するが、受光部２上に反射防止膜２０のない部分が増えるため、感度は低下する。
図２に示すように、反射防止膜２０の下段２１の幅をＷ１とし、上段２２の幅をＷ２とし、下段２１の厚さをＴ１とし、上段の厚さをＴ２とする。また、下段２１の端から上段２２の端までの長さをＬとし、遮光膜１３の開口端から反射防止膜２０の下段２１の端までの距離をＤとしている。
反射防止膜２０の下段２１の幅Ｗ１を広くするほど、反射防止効果が向上して感度が向上するが、上段２２の幅Ｗ２との差が大きくなって、反射防止膜２０のレンズ効果が低下する。レンズ効果が低下すると、スミアを生じやすくなる。
逆に、反射防止膜２０の下段２１の幅Ｗ１を狭くするほど、スミアを抑制する効果が向上するが、受光部２上に反射防止膜２０のない部分が増えるため、感度は低下する。
固体撮像素子において、波長５５０ｎｍを中心とする可視光線を受光検出する場合には、遮光膜１３の開口端から反射防止膜２０の下段２１の端までの距離Ｄを、５０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内とすると、感度とスミア抑制の効果のバランスが良くなる。
さらにまた、反射防止膜２０下段２１の幅Ｗ１と上段２２の幅Ｗ２の差Ｗ１−Ｗ２（＝２Ｌ）は、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内とすることが望ましい。
さらにまた、反射防止膜２０下段２１の幅Ｗ１と上段２２の幅Ｗ２の差Ｗ１−Ｗ２（＝２Ｌ）は、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内とすることが望ましい。
また、反射防止膜２０の上段２２の幅Ｗ２については、凸形状の断面面積が一定となるように、下段２１と上段２２を足した総膜厚（Ｔ１＋Ｔ２）が厚いときには狭くして、総膜厚（Ｔ１＋Ｔ２）が薄いときには広くすることが望ましい。
なお、本実施の形態において、凸形状の反射防止膜２０は、画素毎に独立して島状に形成しても良く、同一列の画素で連続してストライプ状に形成しても良い。
凸形状の反射防止膜２０をストライプ状とする場合の画素間の反射防止膜は、例えば、特開平１０−２５６５１８号公報の平板状の反射防止膜と同様に、転送電極と遮光膜の間に反射防止膜を形成すれば良い。
凸形状の反射防止膜２０をストライプ状とする場合の画素間の反射防止膜は、例えば、特開平１０−２５６５１８号公報の平板状の反射防止膜と同様に、転送電極と遮光膜の間に反射防止膜を形成すれば良い。
なお、凸形状の反射防止膜２０は、図１に示した下段２１及び上段２２から成る２層構造に限定されず、３層以上で構成しても良い。
また、各層の厚さは、同一あっても、異なっていても良い。
各層の材料も、同一であっても、異なっていても良い。
また、各層の厚さは、同一あっても、異なっていても良い。
各層の材料も、同一であっても、異なっていても良い。
本実施の形態の固体撮像素子の、凸形状の反射防止膜２０は、例えば、以下に説明するようにして、形成することができる。
まず、図３Ａに示すように、転送電極１１及び層間絶縁膜１２を順次形成した後に、層間絶縁膜１２よりも屈折率の高い材料から成る、第１の高屈折率材料膜３１、例えばＳｉＮ膜を形成する。
次に、図３Ｂに示すように、第１の高屈折率材料膜３１上に、レジストパターン３２を形成する。
続いて、レジストパターン３２をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第１の高屈折率材料膜３１をパターニングする。その後、レジストパターン３２を除去して、図３Ｃに示すように、パターニングされた第１の高屈折率材料膜３１を残す。このときの、第１の高屈折率材料膜３１の幅は、後に形成される、凸形状の反射防止膜２０の上段２２の幅よりも狭い幅である。
次に、図３Ｄに示すように、第１の高屈折率材料膜３１と同じ材料を用いて、層間絶縁膜１２よりも屈折率の高い材料から成る、第２の高屈折率材料膜３３、例えばＳｉＮ膜を形成する。
次に、図３Ｅに示すように、第２の高屈折率材料膜３３上に、レジストパターン３４を形成する。このレジストパターン３４は、図３Ｂに示したレジストパターン３２よりも幅が広く、反射防止膜２０の下段に対応するパターンに形成する。
続いて、レジストパターン３４をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第２の高屈折率材料膜３３をパターニングする。その後、レジストパターン３４を除去して、パターニングされた第２の高屈折率材料膜３３を残す。これにより、図３Ｆに示すように、第１の高屈折率材料膜３１及び第２の高屈折率材料膜３３により形成された、凸形状の反射防止膜２０を形成することができる。
この製造方法の場合、凸形状の反射防止膜２０の下段は、中央部の第１の高屈折率材料膜３１と周辺部の第２の高屈折率材料膜３３とから形成され、凸形状の反射防止膜２０の上段は、第２の高屈折率材料膜３３から形成される。
まず、図３Ａに示すように、転送電極１１及び層間絶縁膜１２を順次形成した後に、層間絶縁膜１２よりも屈折率の高い材料から成る、第１の高屈折率材料膜３１、例えばＳｉＮ膜を形成する。
次に、図３Ｂに示すように、第１の高屈折率材料膜３１上に、レジストパターン３２を形成する。
続いて、レジストパターン３２をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第１の高屈折率材料膜３１をパターニングする。その後、レジストパターン３２を除去して、図３Ｃに示すように、パターニングされた第１の高屈折率材料膜３１を残す。このときの、第１の高屈折率材料膜３１の幅は、後に形成される、凸形状の反射防止膜２０の上段２２の幅よりも狭い幅である。
次に、図３Ｄに示すように、第１の高屈折率材料膜３１と同じ材料を用いて、層間絶縁膜１２よりも屈折率の高い材料から成る、第２の高屈折率材料膜３３、例えばＳｉＮ膜を形成する。
次に、図３Ｅに示すように、第２の高屈折率材料膜３３上に、レジストパターン３４を形成する。このレジストパターン３４は、図３Ｂに示したレジストパターン３２よりも幅が広く、反射防止膜２０の下段に対応するパターンに形成する。
続いて、レジストパターン３４をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第２の高屈折率材料膜３３をパターニングする。その後、レジストパターン３４を除去して、パターニングされた第２の高屈折率材料膜３３を残す。これにより、図３Ｆに示すように、第１の高屈折率材料膜３１及び第２の高屈折率材料膜３３により形成された、凸形状の反射防止膜２０を形成することができる。
この製造方法の場合、凸形状の反射防止膜２０の下段は、中央部の第１の高屈折率材料膜３１と周辺部の第２の高屈折率材料膜３３とから形成され、凸形状の反射防止膜２０の上段は、第２の高屈折率材料膜３３から形成される。
なお、図３Ｆに示した工程の後に、さらに、図３Ｄ〜図３Ｆに示した各工程と同様の工程を繰り返すことにより、３段以上の多層構造の反射防止膜を形成することができる。
上述の製造方法では、高屈折率材料膜３１，３３のみにより、凸形状の反射防止膜２０を形成していた。
本技術では、凸形状の反射防止膜２０の内部に、高屈折率材料膜よりも屈折率の低い低屈折率材料膜（例えば、ＳｉＮ膜に対してシリコン酸化膜）を含んでいても構わない。
この低屈折率材料膜を反射防止膜２０の内部に含む構造を形成する、反射防止膜２０の形成方法を、以下に２通り示す。
本技術では、凸形状の反射防止膜２０の内部に、高屈折率材料膜よりも屈折率の低い低屈折率材料膜（例えば、ＳｉＮ膜に対してシリコン酸化膜）を含んでいても構わない。
この低屈折率材料膜を反射防止膜２０の内部に含む構造を形成する、反射防止膜２０の形成方法を、以下に２通り示す。
低屈折率材料膜を反射防止膜２０の内部に含む構造を形成する、第１の形成方法を説明する。
まず、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、図３Ａ〜図３Ｃに示したと同様の工程を行う。
次に、図４Ｄに示すように、パターニングされた第１の高屈折率材料膜３１を覆って、全面的に、第１の高屈折率材料膜３１よりも屈折率の低い、低屈折率材料膜３５、例えばシリコン酸化膜を形成する。
次に、図４Ｅに示すように、低屈折率材料膜３５上に、第１の高屈折率材料膜３１と同じ材料を用いて、第２の高屈折率材料膜３３を形成する。
次に、図４Ｆに示すように、第２の高屈折率材料膜３３上に、レジストパターン３４を形成する。このレジストパターン３４は、図４Ｂに示したレジストパターン３２よりも幅が広く、反射防止膜２０の下段に対応するパターンに形成する。
続いて、レジストパターン３４をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第２の高屈折率材料膜３３をパターニングする。その後、レジストパターン３４を除去して、パターニングされた第２の高屈折率材料膜３３を残す。これにより、図４Ｇに示すように、第１の高屈折率材料膜３１と低屈折率材料膜３５と第２の高屈折率材料膜３３により形成された、凸形状の反射防止膜２０を形成することができる。
なお、図４Ｄ〜図４Ｇでは、層間絶縁膜１２と低屈折率材料膜３５とを区別して記載しているが、これらを同じ材料（例えば、シリコン酸化物）で形成した場合には、一体化して形成される。
この形成方法の場合、凸形状の反射防止膜２０の下段は、中央部の第１の高屈折率材料膜３１と、その外側の、低屈折率材料膜３５及び第２の高屈折率材料膜３３とから形成され、凸形状の反射防止膜２０の上段は、第２の高屈折率材料膜３３から形成される。また、凸形状の反射防止膜２０の中央部では、第１の屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３の間に低屈折率材料膜３５が形成された構成となる。
図４Ｇに示すように第１の屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３の間に低屈折率材料膜３５が形成された構成としても、十分な反射防止効果が得られる。
まず、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、図３Ａ〜図３Ｃに示したと同様の工程を行う。
次に、図４Ｄに示すように、パターニングされた第１の高屈折率材料膜３１を覆って、全面的に、第１の高屈折率材料膜３１よりも屈折率の低い、低屈折率材料膜３５、例えばシリコン酸化膜を形成する。
次に、図４Ｅに示すように、低屈折率材料膜３５上に、第１の高屈折率材料膜３１と同じ材料を用いて、第２の高屈折率材料膜３３を形成する。
次に、図４Ｆに示すように、第２の高屈折率材料膜３３上に、レジストパターン３４を形成する。このレジストパターン３４は、図４Ｂに示したレジストパターン３２よりも幅が広く、反射防止膜２０の下段に対応するパターンに形成する。
続いて、レジストパターン３４をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第２の高屈折率材料膜３３をパターニングする。その後、レジストパターン３４を除去して、パターニングされた第２の高屈折率材料膜３３を残す。これにより、図４Ｇに示すように、第１の高屈折率材料膜３１と低屈折率材料膜３５と第２の高屈折率材料膜３３により形成された、凸形状の反射防止膜２０を形成することができる。
なお、図４Ｄ〜図４Ｇでは、層間絶縁膜１２と低屈折率材料膜３５とを区別して記載しているが、これらを同じ材料（例えば、シリコン酸化物）で形成した場合には、一体化して形成される。
この形成方法の場合、凸形状の反射防止膜２０の下段は、中央部の第１の高屈折率材料膜３１と、その外側の、低屈折率材料膜３５及び第２の高屈折率材料膜３３とから形成され、凸形状の反射防止膜２０の上段は、第２の高屈折率材料膜３３から形成される。また、凸形状の反射防止膜２０の中央部では、第１の屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３の間に低屈折率材料膜３５が形成された構成となる。
図４Ｇに示すように第１の屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３の間に低屈折率材料膜３５が形成された構成としても、十分な反射防止効果が得られる。
なお、図４Ｇに示した工程の後に、さらに、図４Ｄ〜図４Ｇに示した各工程と同様の工程を繰り返すことにより、３段以上の多層構造の反射防止膜を形成することができる。
低屈折率材料膜を反射防止膜２０の内部に含む構造を形成する、第２の形成方法を説明する。
まず、図５Ａに示すように、図３Ａに示したと同様の工程を行う。
次に、図５Ｂに示すように、第１の高屈折率材料膜３１上に、幅が広く、反射防止膜２０の下段に対応するパターンのレジストパターン３６を形成する。
続いて、レジストパターン３６をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第１の高屈折率材料膜３１をパターニングする。その後、レジストパターン３６を除去して、図５Ｃに示すように、パターニングされた第１の高屈折率材料膜３１を残す。
次に、図５Ｄに示すように、パターニングされた第１の高屈折率材料膜３１を覆って、全面的に、第１の高屈折率材料膜３１よりも屈折率の低い、低屈折率材料膜３５、例えばシリコン酸化膜を形成する。
次に、図５Ｅに示すように、低屈折率材料膜３５上に、第１の高屈折率材料膜３１と同じ材料を用いて、第２の高屈折率材料膜３３を形成する。
次に、図５Ｆに示すように、第２の高屈折率材料膜３３上に、レジストパターン３７を形成する。このレジストパターン３７は、図５Ｂに示したレジストパターン３６よりも幅が狭く、反射防止膜２０の上段に対応するパターンに形成する。
続いて、レジストパターン３７をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第２の高屈折率材料膜３３をパターニングする。その後、レジストパターン３７を除去して、パターニングされた第２の高屈折率材料膜３３を残す。これにより、図５Ｇに示すように、第１の高屈折率材料膜３１と低屈折率材料膜３５と第２の高屈折率材料膜３３により形成された、凸形状の反射防止膜２０を形成することができる。
なお、図５Ｄ〜図５Ｇでは、層間絶縁膜１２と低屈折率材料膜３５とを区別して記載しているが、これらを同じ材料（例えば、シリコン酸化物）で形成した場合には、一体化して形成される。
この形成方法の場合、凸形状の反射防止膜２０の下段は、第１の高屈折率材料膜３１から形成され、凸形状の反射防止膜２０の上段は、第２の高屈折率材料膜３３から形成される。また、凸形状の反射防止膜２０の中央部では、第１の屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３の間に低屈折率材料膜３５が形成された構成となる。
また、第２の高屈折率材料膜３３をパターニングする際に、下段の第１の高屈折率材料膜３１が低屈折率材料膜３５で覆われているので、低屈折率材料膜３５によって、第１の高屈折率材料膜３１を保護することができる。
図５Ｇに示すように第１の屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３の間に低屈折率材料膜３５が形成された構成としても、十分な反射防止効果が得られる。
まず、図５Ａに示すように、図３Ａに示したと同様の工程を行う。
次に、図５Ｂに示すように、第１の高屈折率材料膜３１上に、幅が広く、反射防止膜２０の下段に対応するパターンのレジストパターン３６を形成する。
続いて、レジストパターン３６をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第１の高屈折率材料膜３１をパターニングする。その後、レジストパターン３６を除去して、図５Ｃに示すように、パターニングされた第１の高屈折率材料膜３１を残す。
次に、図５Ｄに示すように、パターニングされた第１の高屈折率材料膜３１を覆って、全面的に、第１の高屈折率材料膜３１よりも屈折率の低い、低屈折率材料膜３５、例えばシリコン酸化膜を形成する。
次に、図５Ｅに示すように、低屈折率材料膜３５上に、第１の高屈折率材料膜３１と同じ材料を用いて、第２の高屈折率材料膜３３を形成する。
次に、図５Ｆに示すように、第２の高屈折率材料膜３３上に、レジストパターン３７を形成する。このレジストパターン３７は、図５Ｂに示したレジストパターン３６よりも幅が狭く、反射防止膜２０の上段に対応するパターンに形成する。
続いて、レジストパターン３７をマスクとして用いて、ドライエッチングにより、第２の高屈折率材料膜３３をパターニングする。その後、レジストパターン３７を除去して、パターニングされた第２の高屈折率材料膜３３を残す。これにより、図５Ｇに示すように、第１の高屈折率材料膜３１と低屈折率材料膜３５と第２の高屈折率材料膜３３により形成された、凸形状の反射防止膜２０を形成することができる。
なお、図５Ｄ〜図５Ｇでは、層間絶縁膜１２と低屈折率材料膜３５とを区別して記載しているが、これらを同じ材料（例えば、シリコン酸化物）で形成した場合には、一体化して形成される。
この形成方法の場合、凸形状の反射防止膜２０の下段は、第１の高屈折率材料膜３１から形成され、凸形状の反射防止膜２０の上段は、第２の高屈折率材料膜３３から形成される。また、凸形状の反射防止膜２０の中央部では、第１の屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３の間に低屈折率材料膜３５が形成された構成となる。
また、第２の高屈折率材料膜３３をパターニングする際に、下段の第１の高屈折率材料膜３１が低屈折率材料膜３５で覆われているので、低屈折率材料膜３５によって、第１の高屈折率材料膜３１を保護することができる。
図５Ｇに示すように第１の屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３の間に低屈折率材料膜３５が形成された構成としても、十分な反射防止効果が得られる。
なお、図５Ｇに示した工程の後に、さらに、図５Ｄ〜図５Ｇに示した各工程と同様の工程を繰り返すことにより、３段以上の多層構造の反射防止膜を形成することができる。
上述したそれぞれの形成方法では、各段の膜厚が１０ｎｍ程度の極薄膜であっても、凸形状の反射防止膜２０を形成することが可能である。
特許文献１に記載された曲面凸レンズ形状の反射防止膜を形成する際には、レジストの曲面形状を転写するため、異方性エッチングが必要であった。
これに対して、本実施の形態の上述したそれぞれの形成方法では、等方性エッチングによって、高屈折率材料膜３１，３３をパターニングすることも可能である。そして、異方性エッチングではなく、等方性エッチングとなる条件でエッチングを行うことにより、エッチングの際の、層間絶縁膜１２や半導体基体１へのダメージをなくすことが可能になる。
これに対して、本実施の形態の上述したそれぞれの形成方法では、等方性エッチングによって、高屈折率材料膜３１，３３をパターニングすることも可能である。そして、異方性エッチングではなく、等方性エッチングとなる条件でエッチングを行うことにより、エッチングの際の、層間絶縁膜１２や半導体基体１へのダメージをなくすことが可能になる。
上述した３つの形成方法のうち、特に、図３に示した形成方法と図４に示した形成方法では、反射防止膜２０として残す部分がレジストパターンで保護されていて、エッチングにさらされることがない。これにより、反射防止膜２０へのエッチングダメージが少なくなり、欠陥が少なくなる。
図３〜図５に示したそれぞれの形成方法では、第１の高屈折率材料膜３１と第２の高屈折率材料膜３３に同じ材料を用いた場合を説明した。
本技術では、第１の高屈折率材料膜３１及び第２の高屈折率材料膜３３に、それぞれ異なる高屈折率材料を使用することが可能である。
図３〜図５に示したそれぞれの形成方法において、第２の高屈折率材料膜３３と異なる材料を用いて、第１の高屈折率材料膜４１を形成した場合の、形成される反射防止膜２０の構成を、図６Ａ〜図６Ｃに示す。図６Ａは図３Ｆに対応する構成であり、図６Ｂは図４Ｇに対応する構成であり、図６Ｃは図５Ｇに対応する構成である。
図６Ａ〜図６Ｃでは、対向する、図３Ｆと図４Ｇと図５Ｇの第１の高屈折率材料膜３１が、第１の高屈折率材料膜４１に代わっており、第１の高屈折率材料膜４１は、第２の高屈折率材料膜３３とは、材料が異なる膜である。例えば、第２の高屈折材料膜３３にＳｉＮ膜を用いた場合には、第１の高屈折率材料膜４１には、ＳｉＯＮ膜やポリイミド系樹脂等を用いることができる。
本技術では、第１の高屈折率材料膜３１及び第２の高屈折率材料膜３３に、それぞれ異なる高屈折率材料を使用することが可能である。
図３〜図５に示したそれぞれの形成方法において、第２の高屈折率材料膜３３と異なる材料を用いて、第１の高屈折率材料膜４１を形成した場合の、形成される反射防止膜２０の構成を、図６Ａ〜図６Ｃに示す。図６Ａは図３Ｆに対応する構成であり、図６Ｂは図４Ｇに対応する構成であり、図６Ｃは図５Ｇに対応する構成である。
図６Ａ〜図６Ｃでは、対向する、図３Ｆと図４Ｇと図５Ｇの第１の高屈折率材料膜３１が、第１の高屈折率材料膜４１に代わっており、第１の高屈折率材料膜４１は、第２の高屈折率材料膜３３とは、材料が異なる膜である。例えば、第２の高屈折材料膜３３にＳｉＮ膜を用いた場合には、第１の高屈折率材料膜４１には、ＳｉＯＮ膜やポリイミド系樹脂等を用いることができる。
上述の本実施の形態の固体撮像素子の構成によれば、受光部２上に、下段２１よりも上段２２の幅が狭い、２層の平坦層を積層した構造の凸形状の反射防止膜２０が形成されている。下段２１の幅よりも上段２２の幅が狭いので、反射防止膜２０が上方から入射した光を集めるレンズ作用を有している。これにより、反射防止膜２０を通過した光を受光部２に集光させて、スミアや混色の発生を抑制することができる。スミアや混色の発生を抑制することにより、画質を向上することができる。
そして、反射防止膜２０により、半導体基体１の表面での反射を抑制することができるので、反射による感度の低下を抑制して、十分な感度を得ることができる。
そして、反射防止膜２０により、半導体基体１の表面での反射を抑制することができるので、反射による感度の低下を抑制して、十分な感度を得ることができる。
また、本実施の形態によれば、凸形状の反射防止膜２０が、下段２１及び上段２２の２層の平坦層から成るので、反射防止膜２０を形成する際の加工が容易になる。これにより、反射防止膜２０を構成する平坦層の幅や厚さや層数を任意に選定することが可能になり、反射防止膜２０の設計の自由度を大きくすることが可能になる。
そして、曲面形状の反射防止膜のエッチバックによりレジストを転写する工程が不要になる。また、等方性エッチングとなる条件で反射防止膜２０を構成する膜３１，３３のエッチングを行うことにより、エッチングの際の層間絶縁膜１２や半導体基体１へのダメージをなくすことが可能になる。
これにより、反射防止膜２０の下の層間絶縁膜１２を、比較的薄く形成して、層間絶縁膜１２と反射防止膜２０による反射防止条件を最適化することも可能になる。
従って、本実施の形態によれば、反射防止膜２０の集光条件や反射防止条件を最適化するように、反射防止膜２０を設計することが可能になる。
そして、曲面形状の反射防止膜のエッチバックによりレジストを転写する工程が不要になる。また、等方性エッチングとなる条件で反射防止膜２０を構成する膜３１，３３のエッチングを行うことにより、エッチングの際の層間絶縁膜１２や半導体基体１へのダメージをなくすことが可能になる。
これにより、反射防止膜２０の下の層間絶縁膜１２を、比較的薄く形成して、層間絶縁膜１２と反射防止膜２０による反射防止条件を最適化することも可能になる。
従って、本実施の形態によれば、反射防止膜２０の集光条件や反射防止条件を最適化するように、反射防止膜２０を設計することが可能になる。
＜２.第２の実施の形態＞
第３の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図を、図７及び図８に示す。
図７は固体撮像素子の平面図を示し、図８は図７のＡ−Ａにおける断面図を示す。
本実施の形態は、本技術を、ＣＣＤ固体撮像素子に適用し、さらに受光部の上方に導波路を設けた場合である。
第３の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図を、図７及び図８に示す。
図７は固体撮像素子の平面図を示し、図８は図７のＡ−Ａにおける断面図を示す。
本実施の形態は、本技術を、ＣＣＤ固体撮像素子に適用し、さらに受光部の上方に導波路を設けた場合である。
本実施の形態では、図７の平面図に示すように、転送電極１１Ａ，１１Ｂの上に、一方の転送電極１１Ａに電圧を供給するための接続配線７を形成している。
転送電極１１Ａ，１１Ｂは、いずれも第１層の電極層で形成されており、単層電極構造となっている。一方の転送電極１１Ａは、受光部２の左右のみに形成されている。他方の転送電極１１Ｂは、受光部の左右にあり縦方向に延びる垂直転送レジスタ３に沿って形成された電極部と、図７の上下の画素の受光部２の間を通り横方向に延びる配線部とを有している。
接続配線７は、図７の上下の画素の受光部２の間を通り横方向に延びる配線部と、転送電極１１Ａ，１１Ｂ上に沿って延びる接続部とを有している。接続配線７は、その接続部のコンタクト部７Ｃを介して、図８の断面図に示すように、一方の転送電極１１Ａに接続されている。
転送電極１１Ａ，１１Ｂは、いずれも第１層の電極層で形成されており、単層電極構造となっている。一方の転送電極１１Ａは、受光部２の左右のみに形成されている。他方の転送電極１１Ｂは、受光部の左右にあり縦方向に延びる垂直転送レジスタ３に沿って形成された電極部と、図７の上下の画素の受光部２の間を通り横方向に延びる配線部とを有している。
接続配線７は、図７の上下の画素の受光部２の間を通り横方向に延びる配線部と、転送電極１１Ａ，１１Ｂ上に沿って延びる接続部とを有している。接続配線７は、その接続部のコンタクト部７Ｃを介して、図８の断面図に示すように、一方の転送電極１１Ａに接続されている。
図８の断面図に示すように、転送電極１１Ａの下の半導体基体１内には、Ｎ型半導体領域から成る垂直転送レジスタ３が形成され、垂直転送レジスタ３の下にＰｗｅｌｌ領域４が形成されている。
受光部２はＮ型半導体領域で形成され、表面にＰ＋の半導体領域から成る正電荷蓄積領域６が形成されている。
受光部２と右の垂直転送レジスタ３との間には、これらを分離するＰ＋のチャネルストップ領域５が形成されている。
受光部２と左の垂直転送レジスタ３との間の部分は、受光部２から垂直転送レジスタ３へ電荷を読み出すための読み出し部となる。
受光部２はＮ型半導体領域で形成され、表面にＰ＋の半導体領域から成る正電荷蓄積領域６が形成されている。
受光部２と右の垂直転送レジスタ３との間には、これらを分離するＰ＋のチャネルストップ領域５が形成されている。
受光部２と左の垂直転送レジスタ３との間の部分は、受光部２から垂直転送レジスタ３へ電荷を読み出すための読み出し部となる。
転送電極１１Ａと接続配線７を覆って層間絶縁膜１２が形成され、この層間絶縁膜１２上に遮光膜１３が形成されている。
本実施の形態では、受光部２の上方の層間絶縁膜１２上に、第１の実施の形態と同様に、凸形状の反射防止膜２０が形成されている。
この凸形状の反射防止膜２０は、第１の実施の形態で説明した構成と同様の構成とすることができる。
この凸形状の反射防止膜２０は、第１の実施の形態で説明した構成と同様の構成とすることができる。
そして、本実施の形態では、受光部２の上方、凸形状の反射防止膜２０のさらに上方に、低屈折率の材料から成るクラッド層８と、高屈折率の材料から成るコア層９とで構成された、導波路が設けられている。
クラッド層８は、転送電極１１Ａ・接続配線７・層間絶縁膜１２・遮光膜１３の積層構造と、凸形状の反射防止膜２０とをそれぞれ覆って形成されており、積層構造の段差に沿って、受光部２及び反射防止膜２０の上方に凹部が形成されている。
コア層９は、受光部２及び反射防止膜２０の上方のクラッド層８の凹部を埋めて、クラッド層８の上に形成されている。
クラッド層８は、転送電極１１Ａ・接続配線７・層間絶縁膜１２・遮光膜１３の積層構造と、凸形状の反射防止膜２０とをそれぞれ覆って形成されており、積層構造の段差に沿って、受光部２及び反射防止膜２０の上方に凹部が形成されている。
コア層９は、受光部２及び反射防止膜２０の上方のクラッド層８の凹部を埋めて、クラッド層８の上に形成されている。
クラッド層８の低屈折率材料には、例えば、シリコン酸化物を用いることができる。
コア層９の高屈折率材料には、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮ、ポリイミド系樹脂等を用いることができる。
そして、反射防止膜２０を構成する高屈折率材料と、コア層９の高屈折率材料とに、同一の高屈折率材料を使用してもよい。
コア層９の高屈折率材料には、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮ、ポリイミド系樹脂等を用いることができる。
そして、反射防止膜２０を構成する高屈折率材料と、コア層９の高屈折率材料とに、同一の高屈折率材料を使用してもよい。
コア層９の上には、下層から、パッシベーション膜１８、平坦化膜１９、カラーフィルタ１６、マイクロレンズ１７が形成されている。
本実施の形態では、受光部２と導波路との間に、凸形状の反射防止膜２０が形成されている。これにより、凸形状の反射防止膜２０においてレンズ作用を生じるので、図８中矢印で示すように、導波路を通った光が中央部に集められて、受光部２に入射する。
ここで、本実施の形態の構成に対する比較対照例として、受光部２と導波路との間に平板状の反射防止膜を設けた場合の断面図を、図１８に示す。
図１８に示すように、クラッド層８の凹部内のコア層９による導波路の下に、平板状の反射防止膜２３が形成されている。
この構成の場合、図１８中矢印で示すように、導波路を通過した光のうち、導波路の下端で散乱して、外へ広がった光は、反射防止膜２３には入射しない。そのため、半導体基体の表面と遮光膜１３との間で反射して、垂直転送レジスタに入り込み、スミアとなってしまう。
図１８に示すように、クラッド層８の凹部内のコア層９による導波路の下に、平板状の反射防止膜２３が形成されている。
この構成の場合、図１８中矢印で示すように、導波路を通過した光のうち、導波路の下端で散乱して、外へ広がった光は、反射防止膜２３には入射しない。そのため、半導体基体の表面と遮光膜１３との間で反射して、垂直転送レジスタに入り込み、スミアとなってしまう。
これに対して、図８に示す本実施の形態の構成では、凸形状の反射防止膜２０によって生じるレンズ作用で光を集めることができるので、反射防止膜２０に入射しないでノイズとなってしまう光を低減することができる。
なお、図８では、導波路の底面が水平面であったが、導波路の底面は水平面に限らず他の形状としても良い
このような導波路の底面の形状の一形態を、図９Ａと図９Ｂにそれぞれ示す。
図９Ａは、導波路の底面を曲面とした形態である。
図９Ｂは、導波路の底面を、凸形状の反射防止膜２０に沿った凹凸を有する面とした形態である。
このような導波路の底面の形状の一形態を、図９Ａと図９Ｂにそれぞれ示す。
図９Ａは、導波路の底面を曲面とした形態である。
図９Ｂは、導波路の底面を、凸形状の反射防止膜２０に沿った凹凸を有する面とした形態である。
上述の本実施の形態の固体撮像素子の構成によれば、第１の実施の形態と同様に、受光部２上に、下段２１よりも上段２２の幅が狭い、２層の平坦層を積層した構造の凸形状の反射防止膜２０が形成されている。
これにより、第１の実施の形態と同様に、スミアや混色の発生を抑制することができるので、画質を向上することができる。そして、半導体基体１の表面での反射による感度の低下を抑制して、十分な感度を得ることができる。
また、第１の実施の形態と同様に、反射防止膜２０を構成する平坦層の幅や厚さや層数を任意に選定することが可能になり、反射防止膜２０の設計の自由度を大きくすることが可能になる。
これにより、第１の実施の形態と同様に、スミアや混色の発生を抑制することができるので、画質を向上することができる。そして、半導体基体１の表面での反射による感度の低下を抑制して、十分な感度を得ることができる。
また、第１の実施の形態と同様に、反射防止膜２０を構成する平坦層の幅や厚さや層数を任意に選定することが可能になり、反射防止膜２０の設計の自由度を大きくすることが可能になる。
また、本実施の形態によれば、凸形状の反射防止膜２０の上に、クラッド層８及びコア層９により構成された導波路が設けられている。これにより、従来の平板状の反射防止膜ではスミアや混色等のノイズとなっていた、クラッド層８に入射した迷光成分も、凸形状の反射防止膜２０で集光することができる。これにより、スミアや混色の改善の他、感度も少なからず改善することが可能になる。
上述の第２の実施の形態は、本技術をＣＣＤ固体撮像素子に適用した構成であったが、本技術をＣＭＯＳ型固体撮像素子に適用した構成においても、受光部上に導波路を設けて、光導波路の下に凸形状の反射防止膜を設けることが可能である。
その場合の概略断面図を、図１０に示す。
その場合の概略断面図を、図１０に示す。
図１０に示すように、半導体基体１内に受光部２が形成され、半導体基体１上に、受光部２から電荷を転送する転送ゲート２６が設けられている。
半導体基体１の上方には、複数層の配線層２８と、配線層２８を絶縁する絶縁層２９とから成る、配線部が形成されている。
半導体基体１の転送ゲート２６よりも左の部分には、導体から成るプラグ層２７が接続されており、このプラグ層２７により、配線部の下層の配線層２８と半導体基体１内の図示しない半導体領域とを電気的に接続している。
配線部の絶縁層２９の上には、下層から、パッシベーション膜１８、平坦化膜１９、カラーフィルタ１６、マイクロレンズ１７が形成されている。
半導体基体１の上方には、複数層の配線層２８と、配線層２８を絶縁する絶縁層２９とから成る、配線部が形成されている。
半導体基体１の転送ゲート２６よりも左の部分には、導体から成るプラグ層２７が接続されており、このプラグ層２７により、配線部の下層の配線層２８と半導体基体１内の図示しない半導体領域とを電気的に接続している。
配線部の絶縁層２９の上には、下層から、パッシベーション膜１８、平坦化膜１９、カラーフィルタ１６、マイクロレンズ１７が形成されている。
図１０に示す構成では、特に、受光部２が形成された半導体基体１の上層の配線部を構成する絶縁層２９に、トレンチを形成して、このトレンチ内を高屈折率材料層３０で埋めて、導波路を形成している。そして、この導波路の下に、凸形状の反射防止膜２０を設けている。
この構成の場合も、凸形状の反射防止膜２０によって生じるレンズ作用で光を集めることができるので、導波路の下端で散乱して外へ広がった光を受光部２へ入射させて、ノイズとなってしまう光を低減することが可能になる。
＜３．第３の実施の形態＞
第３の実施の形態の固体撮像装置の概略構成図を、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、１つの画素の断面図を示している。
本実施の形態は、本技術を、ＣＣＤ固体撮像素子に適用し、さらに受光部の上方に導波路を設けた場合である。
第３の実施の形態の固体撮像装置の概略構成図を、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、１つの画素の断面図を示している。
本実施の形態は、本技術を、ＣＣＤ固体撮像素子に適用し、さらに受光部の上方に導波路を設けた場合である。
図１１Ａは青の画素の断面図を示しており、図１１Ｂは赤の画素や緑の画素の断面図を示している。
図１１Ａに示すように、青の画素では、青Ｂのカラーフィルタ１６が形成され、クラッド層８とコア層９により形成された導波路の下に、図１８に示したと同様の、平板状の反射防止膜２３が形成されている。
図１１Ｂに示すように、赤の画素や緑の画素では、赤Ｒのカラーフィルタ１６や緑ＧＢのカラーフィルタ１６が形成され、導波路の下に、下段２１と上段２２とから成る、凸形状の反射防止膜２０が形成されている。図１１Ｂでは、反射防止膜２０の下段２１と上段２２との間に、低反射率材料から成る、薄い膜が形成されている。即ち、図５Ｇに示した構成と同様の構成になっている。
その他の構成は、図８に示した第２の実施の形態と同様であるので、重複説明を省略する。
図１１Ａに示すように、青の画素では、青Ｂのカラーフィルタ１６が形成され、クラッド層８とコア層９により形成された導波路の下に、図１８に示したと同様の、平板状の反射防止膜２３が形成されている。
図１１Ｂに示すように、赤の画素や緑の画素では、赤Ｒのカラーフィルタ１６や緑ＧＢのカラーフィルタ１６が形成され、導波路の下に、下段２１と上段２２とから成る、凸形状の反射防止膜２０が形成されている。図１１Ｂでは、反射防止膜２０の下段２１と上段２２との間に、低反射率材料から成る、薄い膜が形成されている。即ち、図５Ｇに示した構成と同様の構成になっている。
その他の構成は、図８に示した第２の実施の形態と同様であるので、重複説明を省略する。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、青の画素と、赤の画素及び緑の画素とでは、反射防止膜の構成が異なっており、青の画素の平板状の反射防止膜２３は、赤の画素及び緑の画素の凸形状の反射防止膜２０と比較して、反射防止膜全体が薄くなっている。
このように、画素の色に対応して、反射防止膜の厚さを変えて、波長の短い青の画素では波長の長い他の色よりも反射防止膜を薄くすることにより、反射防止膜の反射防止効果を最適化することができる。
なお、図１１Ｂにおいて、さらに、赤の画素と緑の画素とで、凸形状の反射防止膜２０の下段２１の厚さや上段２２の厚さを異ならせて、緑の画素は、赤の画素と比較して、凸形状の反射防止膜２０の下段２１の厚さや上段２２の厚さを薄くすることも可能である。
画素の色に対応して、反射防止膜２０の下段２１の厚さや上段２２の厚さを変える代わりに、凸形状の反射防止膜の段数（層の数）を変えても良い。
また、画素の色に対応して、反射防止膜の厚さだけでなく、反射防止膜の各層の幅を変えても良い。
そして、画素の色毎に、反射防止膜の構成を最適化することによって、全ての画素の感度を改善することが可能になる。
また、画素の色に対応して、反射防止膜の厚さだけでなく、反射防止膜の各層の幅を変えても良い。
そして、画素の色毎に、反射防止膜の構成を最適化することによって、全ての画素の感度を改善することが可能になる。
例えば、青の画素では、平板状の反射防止膜２３を、通常の平板状の反射防止膜よりも薄く形成して、さらに、反射防止膜２３と半導体基体との間の低反射率材料膜（図１１では層間絶縁膜１２）を薄く形成することにより、感度を向上することが可能である。
また、赤の画素や緑の画素でも、反射防止膜２０の下段２１と半導体基体との間の低反射率材料膜（図１１では層間絶縁膜１２）を薄く形成することにより、感度を向上することが可能である。
また、赤の画素や緑の画素でも、反射防止膜２０の下段２１と半導体基体との間の低反射率材料膜（図１１では層間絶縁膜１２）を薄く形成することにより、感度を向上することが可能である。
さらにまた、図１１Ａでは、青の画素に平板状の反射防止膜を形成していたが、赤及び緑の画素と同様に、青の画素にも凸形状の反射防止膜を形成しても良い。
青の画素にも凸形状の反射防止膜を形成する場合、凸形状の反射防止膜の上段の幅は、青の画素を狭く、赤の画素を広く、緑の画素はその中間とすることが望ましい。また、下段と上段を足した総膜厚は、青の画素は薄く、赤の画素は厚く、緑の画素はその中間とすることが望ましい。
青の画素にも凸形状の反射防止膜を形成する場合、凸形状の反射防止膜の上段の幅は、青の画素を狭く、赤の画素を広く、緑の画素はその中間とすることが望ましい。また、下段と上段を足した総膜厚は、青の画素は薄く、赤の画素は厚く、緑の画素はその中間とすることが望ましい。
ここで、本実施の形態の構成の固体撮像素子と、各画素の平板状の反射防止膜の厚さを同一とした従来構成の固体撮像素子ついて、各層の材料（屈折率）や厚さの条件を選定して、光学シミュレーションを行い、感度とスミアの大きさを調べた。
設定した条件は、以下の通りとした。
低屈折率材料（シリコン酸化膜）の屈折率：１．４
高屈折率材料（ＳｉＮ膜）の屈折率：２．０
平板状の反射防止膜を用いた、従来構造の各層の膜厚は、層間絶縁膜１２（シリコン酸化膜）を３０ｎｍ、平板状の反射防止膜２３（ＳｉＮ膜）を４０ｎｍ、クラッド層８（シリコン酸化膜）を７０ｎｍとした。
本実施の形態の構成の青の画素の各層の膜厚は、層間絶縁膜１２（シリコン酸化膜）を１０ｎｍ、平板状の反射防止膜２３（ＳｉＮ膜）を４０ｎｍ、クラッド層８（シリコン酸化膜）を７０ｎｍとした。赤及び緑の画素の各層の膜厚は、層間絶縁膜１２（シリコン酸化膜）を１０ｎｍ、反射防止膜の下段２１（ＳｉＮ膜）を４０ｎｍ、シリコン酸化膜を２０ｎｍ、反射防止膜の上段２２（ＳｉＮ膜）を４０ｎｍ、クラッド層８（シリコン酸化膜）を５０ｎｍとした。また、下段２１と上段２２の端部の水平距離（図２の距離Ｌに対応）を１５０ｎｍとした。
なお、従来構造及び青の画素の平板状の反射防止膜２３の幅と、赤及び緑の画素の凸形状の反射防止膜２０の下段２１の幅とは、同じ幅とした。
設定した条件は、以下の通りとした。
低屈折率材料（シリコン酸化膜）の屈折率：１．４
高屈折率材料（ＳｉＮ膜）の屈折率：２．０
平板状の反射防止膜を用いた、従来構造の各層の膜厚は、層間絶縁膜１２（シリコン酸化膜）を３０ｎｍ、平板状の反射防止膜２３（ＳｉＮ膜）を４０ｎｍ、クラッド層８（シリコン酸化膜）を７０ｎｍとした。
本実施の形態の構成の青の画素の各層の膜厚は、層間絶縁膜１２（シリコン酸化膜）を１０ｎｍ、平板状の反射防止膜２３（ＳｉＮ膜）を４０ｎｍ、クラッド層８（シリコン酸化膜）を７０ｎｍとした。赤及び緑の画素の各層の膜厚は、層間絶縁膜１２（シリコン酸化膜）を１０ｎｍ、反射防止膜の下段２１（ＳｉＮ膜）を４０ｎｍ、シリコン酸化膜を２０ｎｍ、反射防止膜の上段２２（ＳｉＮ膜）を４０ｎｍ、クラッド層８（シリコン酸化膜）を５０ｎｍとした。また、下段２１と上段２２の端部の水平距離（図２の距離Ｌに対応）を１５０ｎｍとした。
なお、従来構造及び青の画素の平板状の反射防止膜２３の幅と、赤及び緑の画素の凸形状の反射防止膜２０の下段２１の幅とは、同じ幅とした。
光学シミュレーションにより得られた結果を、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。図１２Ａは感度の結果を示し、図１２Ｂはスミア（ｄＢ）の結果を示す。図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、左の「平板状」が従来構造の結果を示し、右の「凸形状あり」が本実施の形態の構成の結果を示している。
図１２Ａに示すように、各色とも、本実施の形態の構成とすることにより、感度が向上することがわかる。
青の画素については、平板状の反射防止膜２３の下の層間絶縁膜１２を薄くしただけで感度が大きく向上している。
赤の画素や緑の画素については、さらに、凸形状の反射防止膜２０としたことにより、感度が向上している。
なお、比較対照として、赤の画素及び緑の画素を、青の画素と同様の構成とした構成についても調べたが、感度の向上が得られなかった。
また、図１２Ｂに示すように、本実施の形態の構成とすることにより、スミアを大きく改善できることがわかる。
図１２Ａに示すように、各色とも、本実施の形態の構成とすることにより、感度が向上することがわかる。
青の画素については、平板状の反射防止膜２３の下の層間絶縁膜１２を薄くしただけで感度が大きく向上している。
赤の画素や緑の画素については、さらに、凸形状の反射防止膜２０としたことにより、感度が向上している。
なお、比較対照として、赤の画素及び緑の画素を、青の画素と同様の構成とした構成についても調べたが、感度の向上が得られなかった。
また、図１２Ｂに示すように、本実施の形態の構成とすることにより、スミアを大きく改善できることがわかる。
さらにまた、凸形状の反射防止膜２０の上段２２の膜厚を４０ｎｍに、下段２１の幅を５００ｎｍに、それぞれ固定した緑の画素に、波長５５０ｎｍの平行光を入射させる条件で、上段２２の幅と下段２１の膜厚とを変えて、光学シミュレーションを行った。
その結果、上段２２の幅と下段２１の膜厚の最適値は、幅１５０ｎｍのとき膜厚５０ｎｍ、幅２００ｎｍのとき膜厚４０ｎｍ、幅２５０ｎｍのとき膜厚３０ｎｍとなった。
また、このときの集光特性は、それぞれ、ほぼ同等であった。
その結果、上段２２の幅と下段２１の膜厚の最適値は、幅１５０ｎｍのとき膜厚５０ｎｍ、幅２００ｎｍのとき膜厚４０ｎｍ、幅２５０ｎｍのとき膜厚３０ｎｍとなった。
また、このときの集光特性は、それぞれ、ほぼ同等であった。
本実施の形態の固体撮像素子において、波長５５０ｎｍを中心とする可視光線を撮像する構成とする場合の、各層の膜厚の好適な範囲は以下の通りである。
反射防止膜２０，２３下の層間絶縁膜１２ ：３０ｎｍ以下
青の画素の平板状の反射防止膜２３ ：２０ｎｍ〜６０ｎｍ
青の画素のクラッド層８ ：３０ｎｍ〜９０ｎｍ
赤及び緑の画素の反射防止膜の下段２１ ：２０ｎｍ〜５０ｎｍ
赤及び緑の画素の反射防止膜の中間の酸化膜：２０ｎｍ以下
赤及び緑の画素の反射防止膜の上段２２ ：２０ｎｍ〜５０ｎｍ
赤及び緑の画素のクラッド層８ ：３０ｎｍ〜７０ｎｍ
反射防止膜２０，２３下の層間絶縁膜１２ ：３０ｎｍ以下
青の画素の平板状の反射防止膜２３ ：２０ｎｍ〜６０ｎｍ
青の画素のクラッド層８ ：３０ｎｍ〜９０ｎｍ
赤及び緑の画素の反射防止膜の下段２１ ：２０ｎｍ〜５０ｎｍ
赤及び緑の画素の反射防止膜の中間の酸化膜：２０ｎｍ以下
赤及び緑の画素の反射防止膜の上段２２ ：２０ｎｍ〜５０ｎｍ
赤及び緑の画素のクラッド層８ ：３０ｎｍ〜７０ｎｍ
上述の本実施の形態によれば、先の各実施の形態と同様に、下段２１よりも上段２２の幅が狭い、２層の平坦層を積層した構造の凸形状の反射防止膜２０が形成されている。
これにより、スミアや混色の発生を抑制することができるので、画質を向上することができる。そして、半導体基体１の表面での反射による感度の低下を抑制して、十分な感度を得ることができる。また、反射防止膜２０を構成する平坦層の幅や厚さや層数を任意に選定することが可能になり、反射防止膜２０の設計の自由度を大きくすることが可能になる。
これにより、スミアや混色の発生を抑制することができるので、画質を向上することができる。そして、半導体基体１の表面での反射による感度の低下を抑制して、十分な感度を得ることができる。また、反射防止膜２０を構成する平坦層の幅や厚さや層数を任意に選定することが可能になり、反射防止膜２０の設計の自由度を大きくすることが可能になる。
また、本実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様に、凸形状の反射防止膜２０の上に、クラッド層８及びコア層９により構成された導波路が設けられている。これにより、第２の実施の形態と同様に、クラッド層８に入射した迷光成分も、凸形状の反射防止膜２０で集光することができる。これにより、スミアや混色の改善の他、感度も少なからず改善することが可能になる。
さらに、本実施の形態によれば、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの画素の色毎に、反射防止膜の各平坦層の厚さや反射防止膜全体の厚さ、平坦層の幅等の寸法を選定している。
これにより、反射防止条件や感度を、画素の色毎に最適化することが可能になる。例えば、図１２Ａに示したように、全ての色の画素で、感度を向上することも可能になる。
本技術では、上層の幅が下層の幅より狭くなるように、複数層の平坦層を積層して、凸形状の反射防止膜を構成しているので、反射防止膜の形成が容易になることから、このように画素の色毎に反射防止膜の寸法を選定することも容易に実現することができる。
これにより、反射防止条件や感度を、画素の色毎に最適化することが可能になる。例えば、図１２Ａに示したように、全ての色の画素で、感度を向上することも可能になる。
本技術では、上層の幅が下層の幅より狭くなるように、複数層の平坦層を積層して、凸形状の反射防止膜を構成しているので、反射防止膜の形成が容易になることから、このように画素の色毎に反射防止膜の寸法を選定することも容易に実現することができる。
＜４．第４の実施の形態＞
続いて、第４の実施の形態の固体撮像素子を説明する。
本実施の形態では、凸形状の反射防止膜を、瞳補正して形成する場合である。
続いて、第４の実施の形態の固体撮像素子を説明する。
本実施の形態では、凸形状の反射防止膜を、瞳補正して形成する場合である。
第４の実施の形態の固体撮像素子の、画素部における画素の位置に対応して瞳補正を行った、凸形状の反射防止膜の断面形状を、図１３Ａ〜図１３Ｃに示す。
図１３Ａに示すように、画素部の左端の画素では、凸形状の反射防止膜２０の上段２２を、下段２１の右端に寄せて形成している。
図１３Ｂに示すように、画素部の中央の画素では、凸形状の反射防止膜２０の上段２２を、下段２１の中央の上に形成している。
図１３Ｃに示すように、画素部の右端の画素では、凸形状の反射防止膜２０の上段２２を、下段２１の左端に寄せて形成している。
なお、図１３Ａ及び図１３Ｃでは、下段２２の端面と上段２１の端面を同じ位置に揃えて形成しているが、下段と上段の端面の位置は同じ位置に限定されるものではない。
このように、瞳補正を行うことにより、シェーディング特性を改善できる。
この構成の凸形状の反射防止膜２０を製造する場合には、例えば、図３Ｂ〜図３Ｃ、図４Ｂ〜図４Ｃ、図５Ｆに示した製造工程で、瞳補正に対応するように、凸形状の反射防止膜２０の上段をずらして形成しても良い。
図１３Ａに示すように、画素部の左端の画素では、凸形状の反射防止膜２０の上段２２を、下段２１の右端に寄せて形成している。
図１３Ｂに示すように、画素部の中央の画素では、凸形状の反射防止膜２０の上段２２を、下段２１の中央の上に形成している。
図１３Ｃに示すように、画素部の右端の画素では、凸形状の反射防止膜２０の上段２２を、下段２１の左端に寄せて形成している。
なお、図１３Ａ及び図１３Ｃでは、下段２２の端面と上段２１の端面を同じ位置に揃えて形成しているが、下段と上段の端面の位置は同じ位置に限定されるものではない。
このように、瞳補正を行うことにより、シェーディング特性を改善できる。
この構成の凸形状の反射防止膜２０を製造する場合には、例えば、図３Ｂ〜図３Ｃ、図４Ｂ〜図４Ｃ、図５Ｆに示した製造工程で、瞳補正に対応するように、凸形状の反射防止膜２０の上段をずらして形成しても良い。
本実施の形態においても、凸形状の反射防止膜２０は、画素毎に独立して島状に形成しても良く、同一列の画素で連続してストライプ状に形成しても良い。
本実施の形態において、凸形状の反射防止膜２０をそれぞれの形状とした場合の、平面パターンの一形態を、図１４及び図１５にそれぞれ示す。
本実施の形態において、凸形状の反射防止膜２０をそれぞれの形状とした場合の、平面パターンの一形態を、図１４及び図１５にそれぞれ示す。
図１４は、凸形状の反射防止膜２０を、画素毎に独立して島状に形成した場合の平面パターンを示している。図中２４は、遮光膜や金属配線層等の遮光材を示している。
画素毎にそれぞれ独立して、凸形状の反射防止膜２０が形成されており、反射防止膜２０の上段２２は、瞳補正に対応して、横方向の位置をずらして形成されている。
画素毎にそれぞれ独立して、凸形状の反射防止膜２０が形成されており、反射防止膜２０の上段２２は、瞳補正に対応して、横方向の位置をずらして形成されている。
図１５は、凸形状の反射防止膜２０を、同一列の画素で連続して形成した場合の平面パターンを示している。
凸形状の反射防止膜２０が、同一列の画素で連続してストライプ状に形成されており、反射防止膜２０の上段２２は、瞳補正に対応して、横方向の位置をずらして形成されている。
なお、凸形状の反射防止膜をストライプ状とする場合の画素間の反射防止膜は、ＣＣＤ固体撮像素子では、例えば、前述したように、転送電極と遮光膜の間に反射防止膜を形成すれば良い。ＣＭＯＳ型固体撮像素子では、遮光材となる配線層よりも下に、反射防止膜を形成すれば良い。
凸形状の反射防止膜２０が、同一列の画素で連続してストライプ状に形成されており、反射防止膜２０の上段２２は、瞳補正に対応して、横方向の位置をずらして形成されている。
なお、凸形状の反射防止膜をストライプ状とする場合の画素間の反射防止膜は、ＣＣＤ固体撮像素子では、例えば、前述したように、転送電極と遮光膜の間に反射防止膜を形成すれば良い。ＣＭＯＳ型固体撮像素子では、遮光材となる配線層よりも下に、反射防止膜を形成すれば良い。
本実施の形態では、画角内における画素の位置による、瞳補正量の変化の態様は、特に限定されず、適宜設定することが可能である。
例えば、瞳補正量を、画角内における位置との関係（画角の中心位置に対する距離等）に対して、線形的に変化させた構成も、非線形的に変化させた構成も、いずれも可能である。
例えば、瞳補正量を、画角内における位置との関係（画角の中心位置に対する距離等）に対して、線形的に変化させた構成も、非線形的に変化させた構成も、いずれも可能である。
なお、瞳補正量は、カメラ設計上の狙いとするＦ値（斜め入射角度）によって、最適値が異なる。
平行に近い光では、瞳補正量を小さくする。
例えば、Ｆ＝２．８のようなＦ値が大きい光を狙いとするならば、瞳補正量を大きくする。ただし、反射防止膜の上段が下段から横に出てはいけないため、最大の瞳補正量は、[（下段幅−上段幅）÷２]までとする。
平行に近い光では、瞳補正量を小さくする。
例えば、Ｆ＝２．８のようなＦ値が大きい光を狙いとするならば、瞳補正量を大きくする。ただし、反射防止膜の上段が下段から横に出てはいけないため、最大の瞳補正量は、[（下段幅−上段幅）÷２]までとする。
特許文献１の構成の製造方法では、先に形成されている転送電極の間に、レジストの曲面形状を反射防止膜に転写しているので、曲面形状の反射防止膜を瞳補正しようとすると、左右非対称なレンズとなってしまう懸念がある。
特に、画素サイズが微細になるほど、顕著になる。
本技術では、曲面形状ではなく、段差を有する多層構造の反射防止膜を採用していることにより、瞳補正は上段の幅及び位置を制御するだけで良いため、転送電極が先に形成されていても、瞳補正を行った反射防止膜を、問題なく形成することができる。
特に、画素サイズが微細になるほど、顕著になる。
本技術では、曲面形状ではなく、段差を有する多層構造の反射防止膜を採用していることにより、瞳補正は上段の幅及び位置を制御するだけで良いため、転送電極が先に形成されていても、瞳補正を行った反射防止膜を、問題なく形成することができる。
上述の本実施の形態によれば、先の各実施の形態と同様に、下段２１よりも上段２２の幅が狭い、２層の平坦層を積層した構造の凸形状の反射防止膜２０が形成されている。
これにより、スミアや混色の発生を抑制することができるので、画質を向上することができる。そして、半導体基体１の表面での反射による感度の低下を抑制して、十分な感度を得ることができる。また、反射防止膜２０を構成する平坦層の幅や厚さや層数を任意に選定することが可能になり、反射防止膜２０の設計の自由度を大きくすることが可能になる。
これにより、スミアや混色の発生を抑制することができるので、画質を向上することができる。そして、半導体基体１の表面での反射による感度の低下を抑制して、十分な感度を得ることができる。また、反射防止膜２０を構成する平坦層の幅や厚さや層数を任意に選定することが可能になり、反射防止膜２０の設計の自由度を大きくすることが可能になる。
また、本実施の形態によれば、凸形状の反射防止膜２０の上段２２の平坦層の下段２１の平坦層に対する相対位置を、画素部内の画素の位置に対応して補正しているので、凸形状の反射防止膜２０によって、シェーディングの発生も抑制することができる。
本実施の形態の凸形状の反射防止膜２０に瞳補正を行う構成は、先の各実施の形態の構成に適用することが可能である。例えば、瞳補正を行った凸形状の反射防止膜２０の上に、導波路を形成することが可能である。
＜５．第５の実施の形態＞
第５の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図（断面図）を、図１６に示す。
本実施の形態は、本技術を、グローバルシャッタを用いた固体撮像素子に適用した場合である。
第５の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図（断面図）を、図１６に示す。
本実施の形態は、本技術を、グローバルシャッタを用いた固体撮像素子に適用した場合である。
図１６に示すように、半導体基体５１に、受光部のフォトダイオードＰＤと、フローティングディフュージョンＦＤとが形成されている。
そして、これらフォトダイオードＰＤ及びフローティングディフュージョンＦＤの中間の半導体基体５１内に、電荷蓄積領域５２が形成されている。
フォトダイオードＰＤと電荷蓄積領域５２との間の、半導体基体５１上には、転送ゲート５３が形成されている。この転送ゲート５３には、グローバルシャッタ信号φＧＳが供給される。
電荷蓄積領域５２とフローティングディフュージョンＦＤとの間の、半導体基体５１上には、読み出しゲート５４が形成されている。この読み出しゲート５４には、読み出し信号φＴＲが供給される。
そして、フォトダイオードＰＤ以外の部分の上方を覆って、遮光膜５５が形成されている。
なお、図１６では、遮光膜５５よりも上方の構成の図示を省略している。遮光膜５５の上方に、図示しないが、カラーフィルタやマイクロレンズ等が形成されている。
そして、これらフォトダイオードＰＤ及びフローティングディフュージョンＦＤの中間の半導体基体５１内に、電荷蓄積領域５２が形成されている。
フォトダイオードＰＤと電荷蓄積領域５２との間の、半導体基体５１上には、転送ゲート５３が形成されている。この転送ゲート５３には、グローバルシャッタ信号φＧＳが供給される。
電荷蓄積領域５２とフローティングディフュージョンＦＤとの間の、半導体基体５１上には、読み出しゲート５４が形成されている。この読み出しゲート５４には、読み出し信号φＴＲが供給される。
そして、フォトダイオードＰＤ以外の部分の上方を覆って、遮光膜５５が形成されている。
なお、図１６では、遮光膜５５よりも上方の構成の図示を省略している。遮光膜５５の上方に、図示しないが、カラーフィルタやマイクロレンズ等が形成されている。
本実施の形態においては、遮光膜５５の開口の下、フォトダイオードＰＤの上方に、凸形状の反射防止膜２０が形成されている。
凸形状の反射防止膜２０の構成は、先に説明した各実施の形態の構成と同様の構成を採用することができる。
凸形状の反射防止膜２０の構成は、先に説明した各実施の形態の構成と同様の構成を採用することができる。
グローバルシャッタ信号φＧＳは、全画素で同時にオン状態とされて、フォトダイオードＰＤで光電変換された電荷を、電荷蓄積領域５２に転送する。
読み出し信号φＴＲは、画素列毎にオン状態とされて、画素列毎に電荷蓄積領域５２からフローティングディフュージョンＦＤへ、電荷が読み出される。
読み出し信号φＴＲは、画素列毎にオン状態とされて、画素列毎に電荷蓄積領域５２からフローティングディフュージョンＦＤへ、電荷が読み出される。
上述の本実施の形態によれば、フォトダイオードＰＤ上に凸形状の反射防止膜２０を設けたことにより、入射した光をフォトダイオードＰＤに集光することができる。
これにより、平板状の反射防止膜を設けた場合に、電荷蓄積領域５２に入射してしまっていたノイズ光を、低減することができる。
これにより、平板状の反射防止膜を設けた場合に、電荷蓄積領域５２に入射してしまっていたノイズ光を、低減することができる。
本技術は、上述したように、ＣＣＤ固体撮像素子及びＣＭＯＳ型固体撮像素子のいずれにも適用することが可能である。
また、本技術は、表面照射型構造と裏面照射型構造のいずれの構造の固体撮像素子にも適用することが可能である。
特に、表面照射型構造では、マイクロレンズから受光部までの距離が長くなるため、画素サイズの微細化に伴い、導波路だけでは十分集光させることが難しくなるので、本技術を採用する効果が大きい。
特に、表面照射型構造では、マイクロレンズから受光部までの距離が長くなるため、画素サイズの微細化に伴い、導波路だけでは十分集光させることが難しくなるので、本技術を採用する効果が大きい。
本技術では、第２の実施の形態で説明した、導波路と凸形状の反射防止膜との組み合わせの他にも、層内レンズと凸形状の反射防止膜との組み合わせ等も可能である。
さらにまた、上述した各実施の形態で説明した構成は、適宜組み合わせることが可能である。
本技術に係る固体撮像素子は、例えば、デジタルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話、撮像機能を備えた他の機器等の、各種電子機器に適用することができる。
＜６．第６の実施の形態＞
第６の実施の形態の電子機器の概略構成図（ブロック図）を、図１７に示す。
本実施の形態は、本技術を、静止画像又は動画の撮影が可能なカメラを有する電子機器に適用した場合である。
第６の実施の形態の電子機器の概略構成図（ブロック図）を、図１７に示す。
本実施の形態は、本技術を、静止画像又は動画の撮影が可能なカメラを有する電子機器に適用した場合である。
図１７に示すように、この電子機器１２１は、固体撮像素子１２２、光学系１２３、シャッタ装置１２４、駆動回路１２５、信号処理回路１２６を有する。
光学系１２３は、光学レンズ等により構成され、被写体からの像光（入射光）を固体撮像素子１２２の画素部に結像させる。これにより、固体撮像素子１２２内に、一定期間信号電荷が蓄積される。光学系１２３は、複数個の光学レンズから構成された光学レンズ系としても良い。
固体撮像素子１２２としては、前述した各実施の形態の固体撮像素子等、本技術に係る固体撮像素子を使用する。
シャッタ装置１２４は、固体撮像素子１２２への光照射期間及び遮光期間を制御する。
駆動回路１２５は、固体撮像素子１２２の転送動作及びシャッタ装置１２４のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路１２５から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像素子１２２の信号転送を行う。
信号処理回路１２６は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、或いは、モニタに出力される。
固体撮像素子１２２としては、前述した各実施の形態の固体撮像素子等、本技術に係る固体撮像素子を使用する。
シャッタ装置１２４は、固体撮像素子１２２への光照射期間及び遮光期間を制御する。
駆動回路１２５は、固体撮像素子１２２の転送動作及びシャッタ装置１２４のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路１２５から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像素子１２２の信号転送を行う。
信号処理回路１２６は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、或いは、モニタに出力される。
上述の本実施の形態の電子機器１２１の構成によれば、固体撮像素子１２２として、前述した各実施の形態の固体撮像素子等、本技術に係る固体撮像素子を使用する。これにより、固体撮像素子１２２において、スミアや混色の発生を抑制し、反射による感度の低下を抑制することができ、画質の向上及び十分な感度の確保が可能になる。
本技術において、電子機器の構成は、図１７に示した構成に限定されるものではなく、本技術に係る固体撮像素子を使用する構成であれば、図１７に示した以外の構成とすることも可能である。
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）半導体基体に形成された受光部と、前記受光部上に形成され、複数層の平坦層から成り、下層の前記平坦層よりも上層の前記平坦層の幅が狭い、反射防止膜を有する固体撮像素子。
（２）前記反射防止膜は、前記反射防止膜上に形成された層よりも高い屈折率を有する膜を含む、前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）前記平坦層の幅又は厚さが、画素の色毎に選定されている、前記（１）又は（２）に記載の固体撮像素子。
（４）下層の前記平坦層に対する、上層の前記平坦層の相対位置が、画素部内の画素の位置に対応して補正されている、前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）前記反射防止膜の上方に形成された導波路をさらに有する前記（１）から（４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）光学系と、前記（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子と、前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路を備えた電子機器。
（１）半導体基体に形成された受光部と、前記受光部上に形成され、複数層の平坦層から成り、下層の前記平坦層よりも上層の前記平坦層の幅が狭い、反射防止膜を有する固体撮像素子。
（２）前記反射防止膜は、前記反射防止膜上に形成された層よりも高い屈折率を有する膜を含む、前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）前記平坦層の幅又は厚さが、画素の色毎に選定されている、前記（１）又は（２）に記載の固体撮像素子。
（４）下層の前記平坦層に対する、上層の前記平坦層の相対位置が、画素部内の画素の位置に対応して補正されている、前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）前記反射防止膜の上方に形成された導波路をさらに有する前記（１）から（４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）光学系と、前記（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子と、前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路を備えた電子機器。
本技術は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
１，５１ 半導体基体、２ 受光部、３ 垂直転送レジスタ、５ チャネルストップ領域、６ 正電荷蓄積領域、７ 接続配線、７Ｃ コンタクト部、８ クラッド層、９ コア層、１１，１１Ａ，１１Ｂ 転送電極、１２ 層間絶縁膜、１３，５５ 遮光膜、１４，１８ パッシベーション膜、１５ 平坦化層、１６ カラーフィルタ、１７ マイクロレンズ、１９ 平坦化膜、２０ 凸形状の反射防止膜、２１ 下段、２２ 上段、２４ 遮光材、２６ 転送ゲート、２８ 配線層、２９ 絶縁層、３０ 高屈折率材料層、３１，４１ 第１の高屈折率材料膜、３２，３４，３６，３７ レジストパターン、３３ 第２の高屈折率材料膜、３５ 低屈折率材料膜、５２ 電荷蓄積領域、５３ 転送ゲート、５４ 読み出しゲート、１２１ 電子機器、１２２ 固体撮像素子、１２３ 光学系、１２４ シャッタ装置、１２５ 駆動回路、１２６ 信号処理回路、ＰＤ フォトダイオード、ＦＤ フローティングディフュージョン
Claims (6)
- 半導体基体に形成された受光部と、
前記受光部上に形成され、複数層の平坦層から成り、下層の前記平坦層よりも上層の前記平坦層の幅が狭い、反射防止膜を有する
固体撮像素子。 - 前記反射防止膜は、前記反射防止膜上に形成された層よりも高い屈折率を有する膜を含む、請求項１に記載の固体撮像素子。
- 前記平坦層の幅又は厚さが、画素の色毎に選定されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
- 下層の前記平坦層に対する、上層の前記平坦層の相対位置が、画素部内の画素の位置に対応して補正されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
- 前記反射防止膜の上方に形成された導波路をさらに有する請求項１に記載の固体撮像素子。
- 光学系と、
半導体基体に形成された受光部と、前記受光部上に形成され、複数層の平坦層から成り、下層の前記平坦層よりも上層の前記平坦層の幅が狭い、反射防止膜を有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路を備えた
電子機器。
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