【手続補正書】
【提出日】平成16年4月6日(2004.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する受光部が画素として形成されて成る固体撮像素子において、
上記受光部の上記開口部上に低反射の膜が設けられ、
上記受光部に入射する光が、画素毎にそれぞれ選定された複数の色であり、
各画素毎に、上記受光部に入射する光の色に対応して、上記受光部への透過光を増幅させるように、上記低反射の膜の膜厚又は屈折率が選定されて成る
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
各画素毎に、上記受光部に入射する光の色に対応して、同一屈折率の上記低反射の膜の膜厚を変え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】
上記低反射の膜が異なった屈折率の複数膜で形成され、各画素毎に、上記受光部に入射する光の色に対応して、上記低反射の膜の屈折率を変え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４】
各画素毎に、上記受光部に入射する光の色に対応して、上記低反射の膜の膜厚及び屈折率を変え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５】
開口部を有する受光部が画素として形成されて成る固体撮像素子において、
上記受光部の上記開口部上に低反射の膜が設けられ、
水素を供給する膜を上記低反射の膜より上層に有する
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項６】
上記低反射の膜が、上記受光部の上記開口部の幅より狭い幅に形成され、上記水素を供給する膜と上記受光部とが接することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
中央部の画素においては、上記受光部の上記開口部の中央に上記低反射の膜が形成され、周辺部の画素においては、上記受光部の上記開口部の中央から外側にずらして上記低反射の膜が形成されて成ることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の固体撮像素子は、開口部を有する受光部が画素として形成されて成り、受光部の開口部上に低反射の膜が設けられ、この受光部に入射する光が、画素毎にそれぞれ選定された複数の色であり、各画素毎に、受光部に入射する光の色に対応して、この受光部への透過光を増幅させるように、低反射の膜の膜厚又は屈折率が選定されて成るものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述の本発明の構成によれば、受光部上に低反射の膜を設けたことにより、受光部への入射光が反射される割合が低減され、反射して受光部から外に逃げてしまう光の割合を低減し、受光量を多くすることができる。従って、固体撮像素子の感度を向上させることができる。
また、受光部に入射する光が画素毎に選定された複数の色で、この色に対応して受光部への透過光を増幅させるように画素毎に低反射膜の膜厚又は屈折率を選定することにより、それぞれの色毎に感度を最適化することができる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、開口部を有する受光部が画素として形成されて成り、受光部の開口部上に低反射の膜を設け、受光部に入射する光が、画素毎にそれぞれ選定された複数の色であり、各画素毎に、受光部に入射する光の色に対応して、この受光部への透過光を増幅させるように、低反射の膜の膜厚又は屈折率が選定されて成る固体撮像素子である。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また本発明は、上記固体撮像素子において、低反射の膜が、受光部の開口部の幅より狭い幅に形成され、水素を供給する膜と受光部とが接する構成とする。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本実施の形態においては、特に、開口部付近の拡大図を図４Ａに示すように、絶縁膜１３と下層保護膜１８及び上層保護膜１９から構成される保護膜１６との間に、低反射膜９を設けることにより、感度を向上させることができる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
エネルギー的には、膜透過や反射等においてエネルギーの減衰がないならば、  入射光ＬＦのエネルギー＝透過光ＬＴのエネルギー＋反射光ＬＲのエネルギー  という関係が成り立つ。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
低反射となる膜厚は、入射光ＬＦの波長に依存して変化する。
これは、薄膜においての光の干渉と同様に、膜の屈折率及び入射光ＬＦの色（波長）により変化する。
代表的な要素としては、入射光ＬＦと半導体基板１０での反射光ＬＲとの光路差が位相の遅れとなり得る。そして、透過光ＬＦの増幅となる位相差αは、低反射膜９やＳｉＯ２からなる絶縁膜１３ではπの偶数倍である。
これは、入射光ＬＦと、低反射膜９の上面（保護膜１６と接する面）での反射光で半導体基板１０に入射する光とがなす位相差によるものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
【数１】
1998256518.tif 000001
ｎ：膜の屈折率
ｄ：膜厚
λ：波長
ψ：半導体基板法線と入射光がなす入射角
ｍ：自然数


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
例えば第１低反射膜９Ｘが屈折率ｎＡ、第２低反射膜９Ｙが屈折率ｎＢであるとき、ｎＡ＞ｎＢであれば、図４Ｂに示すように、例えば屈折率が大きい第１の低反射膜を下に配置して積層形成した場合にも、色によりそれぞれの低反射膜９Ｘ，９Ｙの膜厚を変化させて感度を向上させることができる。
尚、屈折率の大きい低反射膜９Ｘと、屈折率が小さい低反射膜９Ｙとの積層順序は、特に限定されることなく、例えば図４と逆の積層順序でも良い。好ましくは、より良好な信号が得られるような積層順序にする。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
次に、具体的な実施例として、低反射膜９として減圧ＣＶＤによって形成したＳｉＮ膜を用いた場合について示す。
このとき膜構造としては、図４Ａにおいて、低反射膜９の膜厚が４０ｎｍ程度、絶縁膜１３の膜厚が３５０ｎｍ程度である。
低反射膜９に関しては、半導体基板１０と絶縁膜１３において、この構造で低反射膜９の膜厚が４０ｎｍとすれば、入射光波長６００ｎｍ〜６２０ｎｍで極小となる反射率が１〜２％となった。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、低反射膜９の膜厚が３０ｎｍの場合は、極小の波長は５００ｎｍ付近であった。
そこで、低反射膜９を例えば減圧ＣＶＤで形成したＳｉＮ膜により形成し、例えば原色のカラーフィルター２０を設けている場合には、赤色に対して低反射膜を４５ｎｍ程度、緑色に対して低反射膜を３５ｎｍ程度、青色に対して低反射膜を２５ｎｍ程度の膜厚で形成すると、それぞれの色に対して最大の感度が得られることになる。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、これと同様に、３板式（レンズからの入射光をプリズム等でＲ，Ｇ，Ｂ等の色別に分解し各色別に個別のＣＣＤを設けるタイプ）のＣＣＤ固体撮像素子において、それぞれの色に対して上記の膜厚でそれぞれ３つのＣＣＤ固体撮像素子を製造することによって感度を向上させることもできる。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、カラーフィルター２０として補色系のカラーフィルター２０を用いる場合には、分光により膜厚を変化させて調整することが可能となる。
特に緑色において感度向上の効果が大きいので、緑色に対しては３５ｎｍ程度、その他の色に対しては、分光に合わせて膜厚を調整する。これにより、各色においてそれぞれ感度を向上させて感度向上を得ることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
低反射膜を、減圧ＣＶＤにより形成されたＳｉＮ（屈折率２．０）により撮像領域全面に形成し、その膜厚を２０〜４０ｎｍとした場合には、従来より感度が約２０％向上する一方で、暗電流が増加して低反射膜を設けない場合の約５倍となった。
これは、低反射膜を全面的に形成したために、低反射膜が上層保護膜や遮光膜等から基板上への水素供給を抑制するため、半導体基板に界面準位が残り、これに起因して暗電流が増加するものである。


【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
本実施の形態によれば、低反射膜９を受光部２上の開口部７幅ＷＰより狭い幅ＷＬに形成することにより、開口部７と低反射膜９との隙間及び低反射膜９が形成されない転送電極８付近を通じて上層保護膜１９や遮光膜１５等から半導体基板１０へ水素が供給され、特に開口部７と低反射膜９との隙間を通じて受光部２へも水素が供給されるので、界面準位をなくすことができる。
これらのことから、受光部２上の開口部７への入射光の反射を抑制し上述の感度向上効果を保持しつつ、通常の固体撮像素子と同じ程度に暗電流を低減することができる。


【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
また、本発明による他の固体撮像素子によれば、水素を供給する膜を低反射膜の上層に有することから、半導体基板への水素の供給を行って基板表面の界面準位を低減し、これに起因する暗電流の低減を図ることができる。