(57)【要約】【課題】画素面積を増大させることなく感度を向上させることが可能な固体撮像装置を提供する。【解決手段】色分離素子Ｐ１、Ｐ２には、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２および反射ブロックＢ１、Ｂ２がそれぞれ設けられ、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２は、緑色光ＬＧを透過させ、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを反射させ、反射ブロックＢ１、Ｂ２は、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２にて反射された反射光を青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにそれぞれ導き、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２にて反射された反射光に垂直偏光光と水平偏光光との両方が含まれるとともに、その反射光を反射ブロックＢ１、Ｂ２内で全反射させることができるように、色分離素子Ｐ１、Ｐ２の反射面に対する入射光の入射角θ１が設定される。【選択図】図４
2014023118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色用光電変換層と、
青色用光電変換層と、
第１の緑色用光電変換層と、
第２の緑色用光電変換層と、
入射光のうちの緑色光および青色光を透過させるシアンフィルタと、
前記入射光のうちの緑色光および赤色光を透過させるイエローフィルタと、
前記シアンフィルタを透過した透過光を前記緑色光と前記青色光に透過と反射により分離し、前記緑色光を前記第１の緑色用光電変換層に入射させ、前記青色光を前記青色用光電変換層に入射させる第１の色分離素子と、
前記イエローフィルタを透過した透過光を前記緑色光と前記赤色光に透過と反射により分離し、前記緑色光を前記第２の緑色用光電変換層に入射させ、前記赤色光を前記赤色用光電変換層に入射させる第２の色分離素子とを備え、
前記第１の色分離素子および前記第２の色分離素子の反射面に対する入射光の入射角が２０〜３０度の範囲内に設定されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
第１の波長帯に対して設けられた第１の光電変換層と、
第２の波長帯に対して設けられた第２の光電変換層と、
前記第１の波長帯を含む透過光と、前記第２の波長帯を含む反射光とに入射光を分離する色分離素子とを備え、
垂直偏光光と水平偏光光とが前記反射光に含まれるように前記色分離素子における反射面に対する前記入射光の入射角が設定されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
前記反射面に対する前記入射光の入射角が２０〜３０度の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
第１の波長帯に対して設けられた第１の光電変換層と、
第２の波長帯に対して設けられた第２の光電変換層と、
第３の波長帯に対して設けられた第３の光電変換層と、
入射光に含まれる前記第１の波長帯の光を吸収し、前記第２の波長帯および前記第３の波長帯の光を透過させる色フィルタと、
前記色フィルタを透過した透過光を前記第２の波長帯を含む光と、前記第３の波長帯を含む光とに分離する色分離素子とを備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
第１の波長帯に対して設けられた第１の光電変換層と、
第２の波長帯に対して設けられた第２の光電変換層と、
第３の波長帯に対して設けられた第３の光電変換層と、
前記第１の波長帯を含む光と、前記第２の波長帯および前記第３の波長帯を含む光とに入射光を分離する色分離素子と、
前記色分離素子にて分離された前記第２の波長帯および前記第３の波長帯を含む光に対して前記第２の波長帯の光を吸収し、前記第３の波長帯の光を透過させる色フィルタとを備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
第１の波長帯に対して設けられた第１の光電変換層と、
第２の波長帯に対して設けられた第２の光電変換層と、
前記第１の光電変換層と少なくとも一部が深さ方向に重なるようにして第３の波長帯に対して設けられた第３の光電変換層と、
前記第１の波長帯および前記第３の波長帯を含む光と、前記第２の波長帯を含む光とに入射光を分離する色分離素子とを備えることを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に搭載されるカメラモジュールは、薄型化および高解像度化が要請されるようになっている。カメラモジュールの薄型化および高解像度化に対応して、イメージセンサは画素の微細化が進められている。イメージセンサは、画素面積が小さくなるほど、画素へ入射する光量が少なくなるため、信号量が低下し、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が劣化する。このため、イメージセンサは、光利用効率の向上による高感度化の実現が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５９２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの実施形態の目的は、画素面積を増大させることなく感度を向上させることが可能な固体撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの実施形態によれば、第１の光電変換層と、第２の光電変換層と、色分離素子とが設けられている。第１の光電変換層は、第１の波長帯に対して設けられている。第２の光電変換層は、第２の波長帯に対して設けられている。色分離素子は、前記第１の波長帯を含む透過光と、前記第２の波長帯を含む反射光とに入射光を分離する。ここで、垂直偏光光と水平偏光光とが前記反射光に含まれるように前記色分離素子における入射面に対する前記入射光の入射角が設定されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の固体撮像装置のベイヤ配列における４画素分の構成例を示す回路図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの配置例を示す平面図である。
【図４】図４は、図３のＡ１−Ａ２線で切断した構成例を示す断面図である。
【図５】図５は、図３のＢ１−Ｂ２線で切断した構成例を示す断面図である。
【図６】図６は、図４および図５のダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の透過および反射の分光特性を示す図である。
【図７】図７は、図４の屈折板Ｋ１およびマイクロレンズＺ１において画面の右端から左端までの構成例を示す断面図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る固体撮像装置において図３のＡ１−Ａ２方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る固体撮像装置において図３のＢ１−Ｂ２方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの配置例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＡ３−Ａ４線で切断した構成例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図１０のＢ３−Ｂ４線で切断した構成例を示す断面図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態に係る固体撮像装置において図１０のＡ３−Ａ４方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
【図１４】図１４は、図１３の屈折マイクロレンズＥ１において画面の右端から左端までの構成例を示す断面図である。
【図１５】図１５は、第５実施形態に係る固体撮像装置において図１０のＡ３−Ａ４方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
【図１６】図１６は、図１５の回折レンズＲ１において画面の右端から左端までの構成例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、第６実施形態に係る固体撮像装置において図３のＡ１−Ａ２方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
【図１８】図１８は、第７実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの構成例を示す断面図である。
【図１９】図１９（ａ）は、第７実施形態に係る固体撮像装置のマイクロレンズの構成例を示す平面図、図１９（ｂ）は、図１８のカラーフィルタの構成例を示す平面図、図１９（ｃ）は、図１８の第３の濃度分布層の構成例を示す平面図、図１９（ｄ）は、図１８の第１の濃度分布層の構成例を示す平面図である。
【図２０】図２０は、第８実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの構成例を示す断面図である。
【図２１】図２１（ａ）は、第８実施形態に係る固体撮像装置のマイクロレンズの構成例を示す平面図、図２１（ｂ）は、図２０の第１の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２１（ｃ）は、図２０の第２の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２１（ｄ）は、図２０の第４の濃度分布層の構成例を示す平面図である。
【図２２】図２２は、第９実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの構成例を示す断面図である。
【図２３】図２３（ａ）は、第９実施形態に係る固体撮像装置のマイクロレンズの構成例を示す平面図、図２３（ｂ）は、図２２の第１の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２３（ｃ）は、図２２の第３の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２３（ｄ）は、図２２の第５の濃度分布層の構成例を示す平面図である。
【図２４】図２４は、第１０実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの構成例を示す断面図である。
【図２５】図２５（ａ）は、図２４の第１の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２５（ｂ）は、図２４の第２の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２５（ｃ）は、図２４の第４の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２５（ｄ）は、図２４の第６の濃度分布層の構成例を示す平面図である。
【図２６】図２６（ａ）〜図２６（ｃ）は、第１１実施形態に係る固体撮像装置に適用されるマゼンタフィルタの分光特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる固体撮像装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、固体撮像装置には、光電変換した電荷を蓄積する画素ＰＣがロウ方向ＲＤおよびカラム方向ＣＤにマトリックス状に配置された画素アレイ部１、読み出し対象となる画素ＰＣを垂直方向に走査する垂直走査回路２、各画素ＰＣの信号成分をＣＤＳにて検出するカラムＡＤＣ回路３、読み出し対象となる画素ＰＣを水平方向に走査する水平走査回路４、各画素ＰＣの読み出しや蓄積のタイミングを制御するタイミング制御回路５およびカラムＡＤＣ回路３に基準電圧ＶＲＥＦを出力する基準電圧発生回路６が設けられている。なお、タイミング制御回路５には、マスタークロックＭＣＫが入力されている。
【０００９】
ここで、画素アレイ部１において、ロウ方向ＲＤには画素ＰＣの読み出し制御を行う水平制御線Ｈｌｉｎが設けられ、カラム方向ＣＤには画素ＰＣから読み出された信号を伝送する垂直信号線Ｖｌｉｎが設けられている。
【００１０】
また、画素アレイ部１では４個の画素ＰＣを１組としたベイヤ配列ＨＰをなすことができる。このベイヤ配列ＨＰでは、一方の対角方向に２個の緑色用画素ｇが配置され、他方の対角方向に１個の赤色用画素ｒと１個の青色用画素ｂが配置される。
【００１１】
そして、垂直走査回路２にて画素ＰＣが垂直方向に走査されることで、ロウ方向ＲＤに画素ＰＣが選択され、その画素ＰＣから読み出された信号は垂直信号線Ｖｌｉｎを介してカラムＡＤＣ回路３に送られる。そして、画素ＰＣから読み出された信号の信号レベルと基準レベルとに差分がとられることで各画素ＰＣの信号成分がＣＤＳにて検出され、出力信号Ｖｏｕｔとして出力される。
【００１２】
図２は、図１の固体撮像装置のベイヤ配列における４画素分の構成例を示す回路図である。
図２において、ベイヤ配列ＨＰでは、フォトダイオードＰＢ、ＰＲ、ＰＧｒ、ＰＧｂ、行選択トランジスタＴＤ１、ＴＤ２、増幅トランジスタＴＡ１、ＴＡ２、リセットトランジスタＴＳ１、ＴＳ２および読み出しトランジスタＴＢ、ＴＲ、ＴＧｒ、ＴＧｂが設けられている。ここで、行選択トランジスタＴＤ１、増幅トランジスタＴＡ１およびリセットトランジスタＴＳ１はフォトダイオードＰＢ、ＰＧｒにて共用され、行選択トランジスタＴＤ２、増幅トランジスタＴＡ２およびリセットトランジスタＴＳ２はフォトダイオードＰＲ、ＰＧｂにて共用されている。読み出しトランジスタＴＢ、ＴＲ、ＴＧｒ、ＴＧｂは、フォトダイオードＰＢ、ＰＲ、ＰＧｒ、ＰＧｂごとに設けられている。また、増幅トランジスタＴＡ１とリセットトランジスタＴＳ１と読み出しトランジスタＴＢ、ＴＧｒとの接続点には検出ノードとしてフローティングディフュージョンＦＤ１が形成されている。増幅トランジスタＴＡ２とリセットトランジスタＴＳ２と読み出しトランジスタＴＲ、ＴＧｂとの接続点には検出ノードとしてフローティングディフュージョンＦＤ２が形成されている。
【００１３】
そして、読み出しトランジスタＴＧｒのソースは、フォトダイオードＰＧｒに接続され、読み出しトランジスタＴＢのソースは、フォトダイオードＰＢに接続され、読み出しトランジスタＴＲのソースは、フォトダイオードＰＲに接続され、読み出しトランジスタＴＧｂのソースは、フォトダイオードＰＧｂに接続されている。また、リセットトランジスタＴＳ１のソースは、読み出しトランジスタＴＧｒ、ＴＢのドレインに接続され、リセットトランジスタＴＳ２のソースは、読み出しトランジスタＴＧｂ、ＴＲのドレインに接続され、リセットトランジスタＴＳ１、ＴＳ２および行選択トランジスタＴＤ１、ＴＤ２のドレインは、電源電位ＶＤＤに接続されている。また、増幅トランジスタＴＡ１のソースは、垂直信号線Ｖｌｉｎ１に接続され、増幅トランジスタＴＡ１のゲートは、読み出しトランジスタＴＧｒ、ＴＢのドレインに接続され、増幅トランジスタＴＡ１のドレインは、行選択トランジスタＴＤ１のソースに接続されている。増幅トランジスタＴＡ２のソースは、垂直信号線Ｖｌｉｎ２に接続され、増幅トランジスタＴＡ２のゲートは、読み出しトランジスタＴＧｂ、ＴＲのドレインに接続され、増幅トランジスタＴＡ２のドレインは、行選択トランジスタＴＤ２のソースに接続されている。
【００１４】
なお、図２の例では、画素に行選択トランジスタＴＤ１、ＴＤ２を設けた場合について説明したが、行選択トランジスタＴＤ１、ＴＤ２のない画素であってもよい。また、図２の例では、２画素１セル構成について説明したが、４画素１セル構成であってもよいし、８画素１セル構成であってもよいし、特に限定されない。
【００１５】
図３は、第１実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの配置例を示す平面図、図４は、図３のＡ１−Ａ２線で切断した構成例を示す断面図、図５は、図３のＢ１−Ｂ２線で切断した構成例を示す断面図である。なお、この第１実施形態では、裏面照射型ＣＭＯＳセンサを例にとった。
図３から図５において、半導体層ＳＢ１には、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂが形成されている。なお、半導体層ＳＢ１の材料は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ、ＰｂＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＰ、ＧａＮおよびＺｎＳｅなどから選択することができる。また、半導体層ＳＢ１はｐ型に設定することができる。赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂはｎ型に設定することができる。
【００１６】
ここで、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂはベイヤ配列されている。そして、赤色用光電変換層Ｒには不純物拡散層ＨＲ１が形成され、青色用光電変換層Ｂには不純物拡散層ＨＢ１が形成されている。緑色用光電変換層Ｇｒには、不純物拡散層ＨＧｒ１が形成され、緑色用光電変換層Ｇｂには、不純物拡散層ＨＧｂ１が形成されている。なお、赤色用光電変換層Ｒは、図２のフォトダイオードＰＲを構成することができる。緑色用光電変換層Ｇｒは、図２のフォトダイオードＰＧｒを構成することができる。緑色用光電変換層Ｇｂは、図２のフォトダイオードＰＧｂを構成することができる。青色用光電変換層Ｂは、図２のフォトダイオードＰＢを構成することができる。
【００１７】
青色用光電変換層Ｂおよび緑色用光電変換層Ｇｒ上には、カラム方向ＣＤの青色用光電変換層Ｂおよび緑色用光電変換層Ｇｒを１組として色分離素子Ｐ１が配置されている。赤色用光電変換層Ｒおよび緑色用光電変換層Ｇｂ上には、カラム方向ＣＤの赤色用光電変換層Ｒおよび緑色用光電変換層Ｇｂを組として色分離素子Ｐ２が配置されている。色分離素子Ｐ１、Ｐ２は、緑色光ＬＧを透過させ、緑色用光電変換層Ｇｒおよび緑色用光電変換層Ｇｂにそれぞれ導くとともに、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを反射させ、青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにそれぞれ導くことができる。
【００１８】
ここで、色分離素子Ｐ１、Ｐ２には、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２および反射ブロックＢ１、Ｂ２がそれぞれ設けられている。ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２は、緑色光ＬＧを透過させ、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを反射させることができる。反射ブロックＢ１、Ｂ２は、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２を支持するとともに、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２にて反射された反射光を青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにそれぞれ導くことができる。ここで、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２は、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂ上にそれぞれ配置されている。反射ブロックＢ１、Ｂ２は、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２上に迫り出すようにして反射ブロックＢ１、Ｂ２の底面が青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒ上にそれぞれ配置されている。ここで、反射ブロックＢ１、Ｂ２には反射面が２面設けられ、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２にて反射された反射光を内部で２回全反射させることで青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにそれぞれ導くことができる。色分離素子Ｐ１、Ｐ２上には、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２および反射ブロックＢ１、Ｂ２が囲まれるように層間絶縁膜Ｎ１が形成されている。
【００１９】
なお、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２は多層膜干渉フィルタを用いることができる。多層膜干渉フィルタは、λ／４多層膜にてスペーサ層を挟んで構成することができ、スペーサ層の光学膜厚に応じた波長域の光を透過させることができる。なお、λは設定波長と呼ばれ、λ／４多層膜の反射波長域の中心波長である。例えば、設定波長λを５５０ｎｍとすれば、λ／４多層膜を構成する誘電体層の光学膜厚は何れも１３７．５ｎｍとなる。ここで、光学膜厚とは誘電体層の物理膜厚にその屈折率を乗じて得られる指数である。例えば、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２は、酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる高屈折率層と酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる低屈折率層との２種類の誘電体層が交互に積層された積層膜を用いることができる。酸化チタンと酸化シリコンとの屈折率はそれぞれ２．５１、１．４５なので、光学膜厚を１３７．５ｎｍとするには、酸化チタン層と酸化シリコン層との物理膜厚をそれぞれ５４．７ｎｍ、９４．８ｎｍとすれば良い。
【００２０】
また、スペーサ層は酸化シリコンを用いることができる。スペーサ層の物理膜厚は、緑色光ＬＧを透過させるダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２では０ｎｍである。なお、緑色光ＬＧを透過させるダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２において物理膜厚０ｎｍのスペーサ層を挟む２層の酸化チタン層は全体として１０９．４ｎｍの物理膜厚を有する。
また、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の全体の層数、すなわち、λ／４多層膜とスペーサ層を合わせたトータルの層数は、緑色光ＬＧを透過させるダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２では６層から２０層で実現することができる。
【００２１】
反射ブロックＢ１、Ｂ２の材料は、反射ブロックＢ１、Ｂ２内で光が全反射されるように層間絶縁膜Ｎ１より屈折率の高い透明材料を用いることができる。例えば、反射ブロックＢ１、Ｂ２は酸化チタン（ＴｉＯ２）、層間絶縁膜Ｎ１は酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いることができる。この時、酸化チタンの屈折率が２．５、酸化シリコンの屈折率が１．４５であるとすると、垂直入射角度を３５度以上にすることで、反射ブロックＢ１、Ｂ２内で光を全反射させることができる。
【００２２】
ここで、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２にて反射された反射光に垂直偏光光と水平偏光光との両方が含まれるとともに、その反射光を反射ブロックＢ１、Ｂ２内で全反射させることができるように、色分離素子Ｐ１、Ｐ２の反射面に対する入射光の入射角θ１が設定されることが好ましい。具体的には、この入射角θ１は２０〜３０度の範囲内に設定することが好ましい。なお、色分離素子Ｐ１、Ｐ２の反射面は、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の入射面にて構成することができる。
【００２３】
例えば、半導体層ＳＢ１に対するダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の傾斜角θ４を２５度とすることで、色分離素子Ｐ１、Ｐ２の反射面に対する入射光の入射角θ１を２５度に設定することができる。この入射角θ１が大きいと偏光が生じ、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の入射面に平行なＰ波（水平偏光）と垂直なＳ波（垂直偏光）とで透過特性及び反射特性が大きく異なるため、色分離特性が悪くなる。この偏光を小さくするためには、入射角θ１は３０度以下が好ましい。しかし、入射角θ１を１５度以下にすると、反射角θ２が３０度となるため、全反射しなくなる。このため、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の傾斜角θ４は２０度〜３０度の範囲が適している。
【００２４】
また、入射角θ１が２５度の時、１回目の反射時の反射角θ２が５０度、２回目の反射時の反射角θ３が６５度になるように反射ブロックＢ１、Ｂ２の反射面の傾斜角θ５を２５度に設定することができる。その結果、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２を透過した透過光を緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂにそれぞれ垂直に入射させつつ、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２にて反射された反射光を青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにそれぞれ垂直に入射させることができる。
【００２５】
なお、反射ブロックＢ１、Ｂ２の上面を半導体層ＳＢ１の表面と平行にすると、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の傾斜角θ４から反射角θ２、θ３を単純に算出することができる。例えば、θ１＝２０度の時、θ２＝４０度、θ３＝７０度、θ５＝２０度となる。またθ１＝３０度の時、θ２＝６０度、θ３＝６０度、θ５＝３０度となる。
【００２６】
層間絶縁膜Ｎ１上には誘電体層Ｄ１が積層され、誘電体層Ｄ１には層内レンズＺ３、Ｚ４が色分離素子Ｐ１、Ｐ２ごとに設けられている。なお、層内レンズＺ３、Ｚ４は、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２上にそれぞれ配置することができる。この層内レンズＺ３、Ｚ４は、入射光を平行光に変換することができる。誘電体層Ｄ１上には層内レンズＺ３、Ｚ４を避けるようにして遮光層Ｓ１が形成されている。層内レンズＺ３、Ｚ４および遮光層Ｓ１上には層間絶縁膜Ｎ２が形成されている。なお、誘電体層Ｄ１の材料は、層間絶縁膜Ｎ２より屈折率の高い透明材料を用いることができる。例えば、誘電体層Ｄ１は酸化チタン（ＴｉＯ２）、層間絶縁膜Ｎ２は酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いることができる。遮光層Ｓ１の材料は、ＡｌまたはＣｕなどの金属を用いることができる。
【００２７】
層間絶縁膜Ｎ２上には、シアンフィルタＦ１およびイエローフィルタＦ２がカラムごとに交互に設けられている。ここで、シアンフィルタＦ１は色分離素子Ｐ１上に配置し、イエローフィルタＦ２は色分離素子Ｐ２上に配置することができる。シアンフィルタＦ１およびイエローフィルタＦ２などのカラーフィルタは、顔料または染料を透明膜に含有させることで構成することができる。
【００２８】
シアンフィルタＦ１およびイエローフィルタＦ２上にはマイクロレンズＺ１、Ｚ２が配置されている。なお、各マイクロレンズＺ１、Ｚ２の集光面積は２画素分の面積に設定することができる。ここで、各マイクロレンズＺ１、Ｚ２の中心は緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂ上にそれぞれ配置することができる。そして、各マイクロレンズＺ１、Ｚ２の平面形状を正方状にした場合、各マイクロレンズＺ１、Ｚ２の中心下の画素に隣接する４個の画素に各マイクロレンズＺ１、Ｚ２の四隅がはみ出すようにすることができる。なお、マイクロレンズＺ１、Ｚ２の平面形状は円形でもよいし多角形であってもよい。
【００２９】
マイクロレンズＺ１、Ｚ２上には層間絶縁膜Ｎ３が形成されている。層間絶縁膜Ｎ３上には屈折板Ｋ１が形成されている。なお、屈折板Ｋ１は、入射光を垂直光に変換することができる。なお、マイクロレンズＺ１、Ｚ２の材料は、層間絶縁膜Ｎ３より屈折率の高い透明材料を用いることができる。例えば、マイクロレンズＺ１、Ｚ２は酸化チタン（ＴｉＯ２）、層間絶縁膜Ｎ３は酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いることができる。屈折板Ｋ１は酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いることができる。
【００３０】
そして、屈折板Ｋ１において入射光ＬＡは垂直光に変換された後、マイクロレンズＺ１、Ｚ２に集光され、シアンフィルタＦ１およびイエローフィルタＦ２にそれぞれ入射する。そして、シアンフィルタＦ１にてシアン光ＬＣが透過され、層内レンズＺ３に入射するとともに、イエローフィルタＦ２にてイエロー光ＬＹが透過され、層内レンズＺ４に入射する。
【００３１】
そして、層内レンズＺ３においてシアン光ＬＣが平行光に変換された後、ダイクロイックフィルタＭ１に入射し、緑色光ＬＧが透過されるとともに、青色光ＬＢが反射される。そして、緑色光ＬＧが緑色用光電変換層Ｇｒに入射することで緑色光が光電変換され、その時生成された電荷が緑色用光電変換層Ｇｒに蓄積される。また、ダイクロイックフィルタＭ１にて反射された青色光ＬＢは反射ブロックＢ１内で２回だけ全反射されることで青色用光電変換層Ｂ上で垂直光に変換される。そして、青色光ＬＢが青色用光電変換層Ｂに入射することで青色光が光電変換され、その時生成された電荷が青色用光電変換層Ｂに蓄積される。
【００３２】
一方、層内レンズＺ４においてイエロー光ＬＹが平行光に変換された後、ダイクロイックフィルタＭ２に入射し、緑色光ＬＧが透過されるとともに、赤色光ＬＲが反射される。そして、緑色光ＬＧが緑色用光電変換層Ｇｂに入射することで緑色光ＬＧが光電変換され、その時生成された電荷が緑色用光電変換層Ｇｂに蓄積される。また、ダイクロイックフィルタＭ２にて反射された赤色光ＬＲは反射ブロックＢ２内で２回だけ全反射されることで赤色用光電変換層Ｒ上で垂直光に変換される。そして、赤色光ＬＲが赤色用光電変換層Ｒに入射することで赤色光が光電変換され、その時生成された電荷が赤色用光電変換層Ｒに蓄積される。
【００３３】
ここで、カラーフィルタにてそれぞれ色分離された光を色分離素子Ｐ１、Ｐ２にてさらに色分離させることにより、色分離素子Ｐ１、Ｐ２にて１回だけ色分離させることで入射光を３原色に分離することができる。このため、カラーフィルタのみを用いて入射光ＬＡを３原色に分離する方法に比べて感度を２倍に向上させることが可能となるとともに、色分離素子Ｐ１、Ｐ２にて２回色分離させる方法に比べて色再現性を向上させることができる。また、カラーフィルタにてそれぞれ色分離された光を色分離素子Ｐ１、Ｐ２にてさらに色分離させる方法では、煩雑な色分離素子Ｐ１、Ｐ２の製造工程を１回で済ませることができ、色分離素子Ｐ１、Ｐ２にて２回色分離させる方法に比べて製造コストを低減することができる。
【００３４】
さらに、入射角θ１は２０〜３０度の範囲内に設定することにより、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２での偏光を低減することができる。このため、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の入射面に平行なＰ波と垂直なＳ波とで透過特性および反射特性が大きく異なるのを防止することが可能となることから、色分離特性を向上させることができる。
【００３５】
図６は、図４および図５のダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２の透過および反射の分光特性を示す図である。
図６において、ダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２は、緑色光ＬＧの波長領域となる４９０ｎｍ〜５９０ｎｍの範囲で１００％に近い透過率があり、それ以外の波長領域はほぼゼロとなっている。また、緑色光ＬＧの波長領域で反射率がほぼ０％となり、４９０ｎｍ以下の青色光ＬＢの波長領域と５９０ｎｍ以上の赤色光ＬＲの波長領域で１００％近い反射率がある。
【００３６】
図７は、図４の屈折板Ｋ１およびマイクロレンズＺ１において画面の右端から左端までの構成例を示す断面図である。
図７において、屈折板Ｋ１には、中心から端部に向かって傾斜角θＢの異なる傾斜面が設けられている。中心の傾斜面ＫＣは傾斜角θＢが０度に設定され、中心から端部に向かうに従って傾斜角θＢが大きくなり、左端部の傾斜面ＫＬおよび左端部の傾斜面ＫＲで傾斜角θＢが最大になっている。
【００３７】
そして、集光レンズＺにて集光された入射光ＬＡは屈折板Ｋ１にて垂直光に変換される。この時、入射光ＬＡの入射角θＡは、屈折板Ｋ１の中心から端部に向かって小さくなる。このため、入射光ＬＡを垂直光に変換するには、屈折板Ｋ１の中心から端部に向かって屈折角を大きくする必要があり、屈折板Ｋ１の中心から端部に向かうに従って傾斜角θＢが大きくなる。すなわち、屈折板Ｋ１は、センサの画素エリアの中心に対して円心状で傾斜角θＢが徐々に大きくなるように形成することができる。そして、傾斜面ＫＲを介して出射された入射光ＬＡは左端のマイクロレンズＺＬにて集光され、傾斜面ＫＣを介して出射された入射光ＬＡは中央のマイクロレンズＺＣにて集光され、傾斜面ＫＲを介して出射された入射光ＬＡは右端のマイクロレンズＺＲにて集光される。
【００３８】
例えば、屈折板Ｋ１の上部を空気とし、屈折板Ｋ１を酸化チタン（ＴｉＯ２）、層間絶縁膜Ｎ３を酸化シリコン（ＳｉＯ２）で形成した場合、集光レンズＺから入射する光の斜傾角θＡは、中心部がほぼ０度で、左右端は３０度になっている。このため、屈折板Ｋ１の傾斜角θＢは中心部がほぼ０度で、左右端が２６度とすることで、入射角θＡが３０度の光をマイクロレンズＺ１に対してほぼ垂直に入射させることができる。
【００３９】
このような屈折板Ｋ１を用いることで、入射光ＬＡの入射角θＡが屈折板Ｋ１の中心から端部に向かって小さくなる場合においても、マイクロレンズＺ１に対してほぼ垂直に入射させることができ、画面全領域で安定した色再現性を実現することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態に係る固体撮像装置において図３のＡ１−Ａ２方向における画素セルの構成例を示す断面図、図９は、第２実施形態に係る固体撮像装置において図３のＢ１−Ｂ２方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
図８および図９において、半導体層ＳＢ２には、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂが形成されている。ここで、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂはベイヤ配列されている。そして、赤色用光電変換層Ｒには不純物拡散層ＨＲ２が形成され、青色用光電変換層Ｂには不純物拡散層ＨＢ２が形成されている。緑色用光電変換層Ｇｒには、不純物拡散層ＨＧｒ２が形成され、緑色用光電変換層Ｇｂには、不純物拡散層ＨＧｂ２が形成されている。
【００４１】
緑色用光電変換層Ｇｒおよび青色用光電変換層Ｂ上には、グリーンフィルタＦ１１およびブルーフィルタＦ１２がそれぞれ設けられ、緑色用光電変換層Ｇｂおよび赤色用光電変換層Ｒ上には、グリーンフィルタＦ１３およびレッドフィルタＦ１４がそれぞれ設けられている。グリーンフィルタＦ１１、Ｆ１３、ブルーフィルタＦ１２およびレッドフィルタＦ１４などのカラーフィルタは、顔料または染料を透明膜に含有させることで構成することができる。
【００４２】
グリーンフィルタＦ１１およびブルーフィルタＦ１２上には、カラム方向ＣＤの青色用光電変換層Ｂおよび緑色用光電変換層Ｇｒを１組として色分離素子Ｐ１１が配置されている。グリーンフィルタＦ１３およびレッドフィルタＦ１４上には、カラム方向ＣＤの赤色用光電変換層Ｒおよび緑色用光電変換層Ｇｂを組として色分離素子Ｐ１２が配置されている。色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２は、緑色光ＬＧを透過させ、グリーンフィルタＦ１１、Ｆ１３にそれぞれ導くとともに、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを反射させ、ブルーフィルタＦ１２およびレッドフィルタＦ１４にそれぞれ導くことができる。
【００４３】
ここで、色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２には、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２および反射ブロックＢ１１、Ｂ１２がそれぞれ設けられている。ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２は、緑色光ＬＧを透過させ、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを反射させることができる。反射ブロックＢ１１、Ｂ１２は、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２を支持するとともに、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２にて反射された反射光をブルーフィルタＦ１２およびレッドフィルタＦ１４にそれぞれ導くことができる。ここで、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２は、グリーンフィルタＦ１１、Ｆ１３上にそれぞれ配置されている。反射ブロックＢ１１、Ｂ１２は、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２上に迫り出すようにして反射ブロックＢ１１、Ｂ１２の底面がブルーフィルタＦ１２およびレッドフィルタＦ１４上にそれぞれ配置されている。ここで、反射ブロックＢ１１、Ｂ１２には反射面が２面設けられ、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２にて反射された反射光を内部で２回全反射させることでブルーフィルタＦ１２およびレッドフィルタＦ１４にそれぞれ導くことができる。色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２上には、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２および反射ブロックＢ１１、Ｂ１２が囲まれるように層間絶縁膜Ｎ１１が形成されている。なお、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２および反射ブロックＢ１１、Ｂ１２は、図３〜図５のダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２および反射ブロックＢ１、Ｂ２と同様に構成することができる。
【００４４】
層間絶縁膜Ｎ１１上には誘電体層Ｄ２が積層され、誘電体層Ｄ２には層内レンズＺ１３、Ｚ１４が色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２ごとに設けられている。なお、層内レンズＺ１３、Ｚ１４は、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２上にそれぞれ配置することができる。この層内レンズＺ１３、Ｚ１４は、入射光を平行光に変換することができる。誘電体層Ｄ２上には層内レンズＺ１３、Ｚ１４を避けるようにして遮光層Ｓ２が形成されている。層内レンズＺ１３、Ｚ１４および遮光層Ｓ２上には層間絶縁膜Ｎ１２が形成されている。
【００４５】
層間絶縁膜Ｎ１２上にはマイクロレンズＺ１１、Ｚ１２が配置されている。なお、各マイクロレンズＺ１１、Ｚ１２の集光面積は２画素分の面積に設定することができる。このマイクロレンズＺ１１、Ｚ１２は、図３〜図５のマイクロレンズＺ１、Ｚ２と同様に構成することができる。
【００４６】
マイクロレンズＺ１１、Ｚ１２上には層間絶縁膜Ｎ１３が形成されている。層間絶縁膜Ｎ１３上には屈折板Ｋ２が形成されている。なお、屈折板Ｋ２は、入射光を垂直光に変換することができる。この屈折板Ｋ２は、図４および図５の屈折板Ｋ１と同様に構成することができる。
【００４７】
そして、屈折板Ｋ２において入射光ＬＡは垂直光に変換された後、マイクロレンズＺ１１、Ｚ１２に集光され、層内レンズＺ１３、Ｚ１４にそれぞれ入射する。そして、層内レンズＺ１３、Ｚ１４において入射光ＬＡが平行光に変換された後、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２にそれぞれ入射する。
【００４８】
そして、ダイクロイックフィルタＭ１１において、緑色光ＬＧが透過されるとともに、マゼンタ光ＬＭ（青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲ）が反射される。そして、緑色光ＬＧがグリーンフィルタＦ１１を通して緑色用光電変換層Ｇｒに入射することで緑色光が光電変換され、その時生成された電荷が緑色用光電変換層Ｇｒに蓄積される。また、ダイクロイックフィルタＭ１１にて反射されたマゼンタ光ＬＭは反射ブロックＢ１１内で２回だけ全反射されることでブルーフィルタＦ１２上で垂直光に変換され、ブルーフィルタＦ１２に入射する。そして、ブルーフィルタＦ１２にて青色光ＬＢが透過され、青色用光電変換層Ｂに入射することで光電変換され、その時生成された電荷が青色用光電変換層Ｂに蓄積される。
【００４９】
一方、ダイクロイックフィルタＭ１２において、緑色光ＬＧが透過されるとともに、マゼンタ光ＬＭ（青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲ）が反射される。そして、緑色光ＬＧがグリーンフィルタＦ１３を通して緑色用光電変換層Ｇｂに入射することで緑色光が光電変換され、その時生成された電荷が緑色用光電変換層Ｇｂに蓄積される。また、ダイクロイックフィルタＭ１２にて反射されたマゼンタ光ＬＭは反射ブロックＢ１２内で２回だけ全反射されることでレッドフィルタＦ１４上で垂直光に変換され、レッドフィルタＦ１４に入射する。そして、レッドフィルタＦ１４にて赤色光ＬＲが透過され、赤色用光電変換層Ｒに入射することで光電変換され、その時生成された電荷が赤色用光電変換層Ｒに蓄積される。
【００５０】
ここで、色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２にてそれぞれ色分離された光をさらにカラーフィルタにて色分離させることにより、色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２にて１回だけ色分離させることで入射光ＬＡを３原色に分離することができる。このため、カラーフィルタのみを用いて入射光を３原色に分離する方法に比べて感度を２倍に向上させることが可能となるとともに、色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２にて２回色分離させる方法に比べて色再現性を向上させることができる。また、色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２にてそれぞれ色分離された光をさらにカラーフィルタにて色分離させる方法では、煩雑な色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２の製造工程を１回で済ませることができ、色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２にて２回色分離させる方法に比べて製造コストを低減することができる。
【００５１】
さらに、入射角θ１は２０〜３０度の範囲内に設定することにより、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２での偏光を低減することができる。このため、ダイクロイックフィルタＭ１１、Ｍ１２の入射面に平行なＰ波と垂直なＳ波とで透過特性および反射特性が大きく異なるのを防止することが可能となることから、色分離特性を向上させることができる。
【００５２】
また、色分離素子Ｐ１１、Ｐ１２下にカラーフィルタを配置することにより、カラーフィルタによる光の拡散が無い状態で入射光ＬＡを層内レンズＺ１３、Ｚ１４に入射させることができる。このため、層内レンズＺ１３、Ｚ１４での集光率を向上させることが可能となるとともに、カラーフィルタの色分離性を向上させることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの配置例を示す平面図、図１１は、図１０のＡ３−Ａ４線で切断した構成例を示す断面図、図１２は、図１０のＢ３−Ｂ４線で切断した構成例を示す断面図である。
図１０から図１２において、半導体層ＳＢ３には、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂが形成されている。ここで、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂはベイヤ配列されている。そして、赤色用光電変換層Ｒには不純物拡散層ＨＲ３が形成され、青色用光電変換層Ｂには不純物拡散層ＨＢ３が形成されている。緑色用光電変換層Ｇｒには、不純物拡散層ＨＧｒ３が形成され、緑色用光電変換層Ｇｂには、不純物拡散層ＨＧｂ３が形成されている。
【００５４】
緑色用光電変換層Ｇｒおよび青色用光電変換層Ｂ上には、グリーンフィルタＦ２１およびブルーフィルタＦ２２がそれぞれ設けられ、緑色用光電変換層Ｇｂおよび赤色用光電変換層Ｒ上には、グリーンフィルタＦ２３およびレッドフィルタＦ２４がそれぞれ設けられている。グリーンフィルタＦ２１、Ｆ２３、ブルーフィルタＦ２２およびレッドフィルタＦ２４などのカラーフィルタは、顔料または染料を透明膜に含有させることで構成することができる。
【００５５】
グリーンフィルタＦ２１およびブルーフィルタＦ２２上には、カラム方向ＣＤの青色用光電変換層Ｂおよび緑色用光電変換層Ｇｒを１組として色分離素子Ｐ２１が配置されている。グリーンフィルタＦ２３およびレッドフィルタＦ２４上には、カラム方向ＣＤの赤色用光電変換層Ｒおよび緑色用光電変換層Ｇｂを組として色分離素子Ｐ２２が配置されている。色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２は、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを透過させ、ブルーフィルタＦ２２およびレッドフィルタＦ２４にそれぞれ導くとともに、緑色光ＬＧを反射させ、グリーンフィルタＦ２１、Ｆ２３にそれぞれ導くことができる。
【００５６】
ここで、色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２には、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２および反射ブロックＢ２１、Ｂ２２がそれぞれ設けられている。ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２は、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを透過させ、緑色光ＬＧを反射させることができる。反射ブロックＢ２１、Ｂ２２は、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２を支持するとともに、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２にて反射された反射光をグリーンフィルタＦ２１、Ｆ２３にそれぞれ導くことができる。ここで、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２は、ブルーフィルタＦ２２およびレッドフィルタＦ２４上にそれぞれ配置されている。反射ブロックＢ２１、Ｂ２２は、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２上に迫り出すようにして反射ブロックＢ２１、Ｂ２２の底面がグリーンフィルタＦ２１、Ｆ２３上にそれぞれ配置されている。ここで、反射ブロックＢ２１、Ｂ２２には反射面が２面設けられ、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２にて反射された反射光を内部で２回全反射させることでグリーンフィルタＦ２１、Ｆ２３にそれぞれ導くことができる。色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２上には、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２および反射ブロックＢ２１、Ｂ２２が囲まれるように層間絶縁膜Ｎ２１が形成されている。なお、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２および反射ブロックＢ２１、Ｂ２２は、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲが透過され、緑色光ＬＧが反射される点を除いては、図３〜図５のダイクロイックフィルタＭ１、Ｍ２および反射ブロックＢ１、Ｂ２と同様に構成することができる。
【００５７】
層間絶縁膜Ｎ２１上には誘電体層Ｄ３が積層され、誘電体層Ｄ３には層内レンズＺ２３、Ｚ２４が色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２ごとに設けられている。なお、層内レンズＺ２３、Ｚ２４は、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２上にそれぞれ配置することができる。この層内レンズＺ２３、Ｚ２４は、入射光を平行光に変換することができる。誘電体層Ｄ３上には層内レンズＺ２３、Ｚ２４を避けるようにして遮光層Ｓ３が形成されている。層内レンズＺ２３、Ｚ２４および遮光層Ｓ３上には層間絶縁膜Ｎ２２が形成されている。
【００５８】
層間絶縁膜Ｎ２２上にはマイクロレンズＺ２１、Ｚ２２が配置されている。なお、各マイクロレンズＺ２１、Ｚ２２の集光面積は２画素分の面積に設定することができる。このマイクロレンズＺ２１、Ｚ２２は、図３〜図５のマイクロレンズＺ１、Ｚ２と同様に構成することができる。
【００５９】
マイクロレンズＺ２１、Ｚ２２上には層間絶縁膜Ｎ２３が形成されている。層間絶縁膜Ｎ２３上には屈折板Ｋ３が形成されている。なお、屈折板Ｋ３は、入射光を垂直光に変換することができる。この屈折板Ｋ３は、図４および図５の屈折板Ｋ１と同様に構成することができる。
【００６０】
そして、屈折板Ｋ３において入射光ＬＡは垂直光に変換された後、マイクロレンズＺ２１、Ｚ２２に集光され、層内レンズＺ２３、Ｚ２４にそれぞれ入射する。そして、層内レンズＺ２３、Ｚ２４において入射光ＬＡが平行光に変換された後、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２にそれぞれ入射する。
【００６１】
そして、ダイクロイックフィルタＭ２１において、マゼンタ光ＬＭが透過されるとともに、緑色光ＬＧが反射される。そして、マゼンタ光ＬＭがブルーフィルタＦ２２に入射することで青色光ＬＢが透過される。そして、青色光ＬＢが青色用光電変換層Ｂに入射することで光電変換され、その時生成された電荷が青色用光電変換層Ｂに蓄積される。また、ダイクロイックフィルタＭ２１にて反射された緑色光ＬＧは反射ブロックＢ２１内で２回だけ全反射されることでグリーンフィルタＦ２１上で垂直光に変換され、グリーンフィルタＦ２１を通して緑色用光電変換層Ｇｒに入射することで光電変換され、その時生成された電荷が緑色用光電変換層Ｇｒに蓄積される。
【００６２】
一方、ダイクロイックフィルタＭ２２において、マゼンタ光ＬＭが透過されるとともに、緑色光ＬＧが反射される。そして、マゼンタ光ＬＭがレッドフィルタＦ２４に入射することで赤色光ＬＲが透過される。そして、赤色光ＬＲが赤色用光電変換層Ｒに入射することで光電変換され、その時生成された電荷が赤色用光電変換層Ｒに蓄積される。また、ダイクロイックフィルタＭ２２にて反射された緑色光ＬＧは反射ブロックＢ２２内で２回だけ全反射されることでグリーンフィルタＦ２３上で垂直光に変換され、グリーンフィルタＦ２３を通して緑色用光電変換層Ｇｂに入射することで光電変換され、その時生成された電荷が緑色用光電変換層Ｇｂに蓄積される。
【００６３】
ここで、色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２にてそれぞれ色分離された光をさらにカラーフィルタにて色分離させることにより、色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２にて１回だけ色分離させることで入射光ＬＡを３原色に分離することができる。このため、カラーフィルタのみを用いて入射光を３原色に分離する方法に比べて感度を２倍に向上させることが可能となるとともに、色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２にて２回色分離させる方法に比べて色再現性を向上させることができる。また、色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２にてそれぞれ色分離された光をさらにカラーフィルタにて色分離させる方法では、煩雑な色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２の製造工程を１回で済ませることができ、色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２にて２回色分離させる方法に比べて製造コストを低減することができる。
【００６４】
さらに、入射角θ１は２０〜３０度の範囲内に設定することにより、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２での偏光を低減することができる。このため、ダイクロイックフィルタＭ２１、Ｍ２２の入射面に平行なＰ波と垂直なＳ波とで透過特性および反射特性が大きく異なるのを防止することが可能となることから、色分離特性を向上させることができる。
【００６５】
また、色分離素子Ｐ２１、Ｐ２２下にカラーフィルタを配置することにより、カラーフィルタによる光の拡散が無い状態で入射光ＬＡを層内レンズＺ２３、Ｚ２４に入射させることができる。このため、層内レンズＺ２３、Ｚ２４での集光率を向上させることが可能となるとともに、カラーフィルタの色分離性を向上させることができる。
【００６６】
（第４実施形態）
図１３は、第４実施形態に係る固体撮像装置において図１０のＡ３−Ａ４方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
図１３において、この第４実施形態では、図１１のマイクロレンズＺ２１、層間絶縁膜Ｎ２３および屈折板Ｋ３の代わりに屈折マイクロレンズＥ１が設けられている。この屈折マイクロレンズＥ１では、図１１のマイクロレンズＺ２１と屈折板Ｋ３とが一体化されている。なお、屈折マイクロレンズＥ１は酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いることができる。ここで、マイクロレンズＺ２１、層間絶縁膜Ｎ２３および屈折板Ｋ３の代わりに屈折マイクロレンズＥ１を用いることにより、工程数を削減することができる。なお、図１２の構成部分についても、マイクロレンズＺ２２、層間絶縁膜Ｎ２３および屈折板Ｋ３の代わりに屈折マイクロレンズＥ１を用いることができる。
【００６７】
図１４は、図１３の屈折マイクロレンズＥ１において画面の右端から左端までの構成例を示す断面図である。
図１４において、屈折マイクロレンズＥ１には、中心から端部に向かって傾斜角の異なるレンズ面が設けられている。中心のレンズ面ＥＣは中心への傾斜角が０度に設定され、中心から端部に向かうに従って中心への傾斜角が大きくなり、左端部のレンズ面ＥＬおよび右端部のレンズ面ＥＲで中心への傾斜角が最大になっている。
【００６８】
そして、集光レンズＺにて集光された入射光ＬＡは屈折マイクロレンズＥ１にて集光されながら垂直光に変換される。この時、レンズ面ＥＣでは垂直に入射した光が集光されてから垂直に出射される。レンズ面ＥＬ、ＥＲでは、斜めに入射した光が集光されながら垂直に出射される。
【００６９】
このような屈折マイクロレンズＥ１を用いることで、入射光ＬＡの入射角が屈折マイクロレンズＥ１の中心から端部に向かって小さくなる場合においても、層内レンズＺ２３に対してほぼ垂直に入射させることができ、画面全領域で安定した色再現性を実現することができる。
【００７０】
（第５実施形態）
図１５は、第５実施形態に係る固体撮像装置において図１０のＡ３−Ａ４方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
図１５において、この第５実施形態では、図１３の屈折マイクロレンズＥ１の代わりに回折レンズＲ１が設けられている。なお、回折レンズＲ１は酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いることができる。ここで、マイクロレンズＺ２１、層間絶縁膜Ｎ２３および屈折板Ｋ３の代わりに回折レンズＲ１を用いることにより、工程数を削減することができる。
【００７１】
図１６は、図１５の回折レンズＲ１において画面の右端から左端までの構成例を示す断面図である。
図１６において、回折レンズＲ１には、中心から端部に向かって回折角の異なる回折パターンが設けられている。中心の回折パターンＲＣは回折角が０度に設定され、中心から端部に向かうに従って回折角が大きくなり、左端部の回折パターンＲＬおよび右端部の回折パターンＲＲで回折角が最大になっている。
【００７２】
そして、集光レンズＺにて集光された入射光ＬＡは回折レンズＲ１にて集光されながら垂直光に変換される。この時、回折パターンＲＣでは垂直に入射した光が集光されてから垂直に出射される。回折パターンＲＬ、ＲＲでは、斜めに入射した光が集光されながら垂直に出射される。
【００７３】
このような回折レンズＲ１を用いることで、入射光ＬＡの入射角が回折レンズＲ１の中心から端部に向かって小さくなる場合においても、層内レンズＺ２３に対してほぼ垂直に入射させることができ、画面全領域で安定した色再現性を実現することができる。
【００７４】
（第６実施形態）
図１７は、第６実施形態に係る固体撮像装置において図３のＡ１−Ａ２方向における画素セルの構成例を示す断面図である。
図１７において、半導体層ＳＢ４には、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇおよび青色用光電変換層Ｂが形成されている。ここで、緑色用光電変換層Ｇは図３の緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂの位置に配置することができる。赤色用光電変換層Ｒおよび青色用光電変換層Ｂは、図３の赤色用光電変換層Ｒおよび青色用光電変換層Ｂの位置に深さ方向に重ねて配置することができる。
【００７５】
ここで、赤色用光電変換層Ｒには不純物拡散層ＨＲ４が形成され、青色用光電変換層Ｂには不純物拡散層ＨＢ４が形成され、緑色用光電変換層Ｇには、不純物拡散層ＨＧ４が形成されている。そして、不純物拡散層ＨＢ４は、不純物拡散層ＨＲ４上に重ねて配置されている。青色用光電変換層Ｂ上には、マゼンタフィルタＦ４２が設けられ、緑色用光電変換層Ｇ上には、グリーンフィルタＦ４１が設けられている。
【００７６】
グリーンフィルタＦ４１およびマゼンタフィルタＦ４２上には、カラム方向ＣＤの青色用光電変換層Ｂ、緑色用光電変換層Ｇおよび赤色用光電変換層Ｒを１組として色分離素子Ｐ４１が配置されている。色分離素子Ｐ４１は、緑色光ＬＧを透過させ、緑色用光電変換層Ｇに導くとともに、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを反射させ、青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに導くことができる。
【００７７】
ここで、色分離素子Ｐ４１には、ダイクロイックフィルタＭ４１および反射ブロックＢ４１が設けられている。ダイクロイックフィルタＭ４１は、緑色光ＬＧを透過させ、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲを反射させることができる。反射ブロックＢ４１は、ダイクロイックフィルタＭ４１を支持するとともに、ダイクロイックフィルタＭ４１にて反射された反射光を青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに導くことができる。ここで、ダイクロイックフィルタＭ４１は、緑色用光電変換層Ｇ上に配置されている。反射ブロックＢ４１は、ダイクロイックフィルタＭ４１上に迫り出すようにして反射ブロックＢ４１の底面が青色用光電変換層Ｂ上に配置されている。ここで、反射ブロックＢ４１には反射面が２面設けられ、ダイクロイックフィルタＭ４１にて反射された反射光を内部で２回全反射させることで青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに導くことができる。色分離素子Ｐ４１上には、ダイクロイックフィルタＭ４１および反射ブロックＢ４１が囲まれるように層間絶縁膜Ｎ４１が形成されている。なお、ダイクロイックフィルタＭ４１および反射ブロックＢ４１は、図４のダイクロイックフィルタＭ１および反射ブロックＢ１と同様に構成することができる。
【００７８】
層間絶縁膜Ｎ４１上には誘電体層Ｄ４が積層され、誘電体層Ｄ４には層内レンズＺ４が色分離素子Ｐ４１ごとに設けられている。なお、層内レンズＺ４は、ダイクロイックフィルタＭ４１上にそれぞれ配置することができる。この層内レンズＺ４は、入射光を平行光に変換することができる。誘電体層Ｄ４には層内レンズＺ４を避けるようにして遮光層Ｓ４が形成されている。層内レンズＺ４および遮光層Ｓ４上には層間絶縁膜Ｎ４２が形成されている。層間絶縁膜Ｎ４２上には屈折マイクロレンズＥ２が配置されている。
【００７９】
そして、屈折マイクロレンズＥ２において入射光ＬＡは垂直光に変換されながら集光され、層内レンズＺ４に入射する。そして、層内レンズＺ４において入射光ＬＡが平行光に変換された後、ダイクロイックフィルタＭ４１に入射する。
【００８０】
そして、ダイクロイックフィルタＭ４１において、緑色光ＬＧが透過されるとともに、マゼンタ光ＬＭ（青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲ）が反射される。そして、緑色光ＬＧがグリーンフィルタＦ４１を通して緑色用光電変換層Ｇに入射することで緑色光が光電変換され、その時生成された電荷が緑色用光電変換層Ｇに蓄積される。また、ダイクロイックフィルタＭ４１にて反射されたマゼンタ光ＬＭは反射ブロックＢ４１内で２回だけ全反射されることでマゼンタフィルタＦ４２上で垂直光に変換される。そして、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲがマゼンタフィルタＦ４２を通して青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにそれぞれ入射することで光電変換され、その時生成された電荷が青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにそれぞれ蓄積される。
【００８１】
ここで、色分離素子Ｐ４１にて色分離された光をさらに青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにて深さ方向に色分離させることにより、色分離素子Ｐ４１にて１回だけ色分離させることで入射光ＬＡを３原色に分離することができる。このため、カラーフィルタのみを用いて入射光を３原色に分離する方法に比べて緑色光ＬＧで感度を２倍、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲで感度を４倍に向上させることが可能となるとともに、色分離素子Ｐ４１にて２回色分離させる方法に比べて色再現性を向上させることができる。また、色分離素子Ｐ４１にて色分離された光をさらに青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにて深さ方向に色分離させる方法では、煩雑な色分離素子Ｐ４１の製造工程を１回で済ませることができ、色分離素子Ｐ４１にて２回色分離させる方法に比べて製造コストを低減することができる。
【００８２】
さらに、入射角θ１は２０〜３０度の範囲内に設定することにより、ダイクロイックフィルタＭ４１での偏光を低減することができる。このため、ダイクロイックフィルタＭ４１の入射面に平行なＰ波と垂直なＳ波とで透過特性および反射特性が大きく異なるのを防止することが可能となることから、色分離特性を向上させることができる。
【００８３】
また、色分離素子Ｐ４１下にカラーフィルタを配置することにより、カラーフィルタによる光の拡散が無い状態で入射光ＬＡを層内レンズＺ４に入射させることができる。このため、層内レンズＺ４での集光率を向上させることが可能となるとともに、カラーフィルタの色分離性を向上させることができる。
【００８４】
なお、図１７の実施形態では、図８および図９と同様に色分離素子Ｐ４１において緑色光ＬＧが透過され、青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲが反射される方法を例にとったが、図１１および図１２と同様に青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲが透過され、緑色光ＬＧが反射される方法に適用してもよい。
【００８５】
以下、青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒが深さ方向に積層された構造について具体的に説明する。なお、以下の説明では、光電変換層およびカラーフィルタの構成について示し、カラーフィルタ上の色分離素子および層内レンズの構成については省略した。なお、カラーフィルタ上の色分離素子および層内レンズについては、図１７と同様に構成することができる。
【００８６】
（第７実施形態）
図１８は、第７実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの構成例を示す断面図、図１９（ａ）は、第７実施形態に係る固体撮像装置のマイクロレンズの構成例を示す平面図、図１９（ｂ）は、図１８のカラーフィルタの構成例を示す平面図、図１９（ｃ）は、図１８の第３の濃度分布層の構成例を示す平面図、図１９（ｄ）は、図１８の第１の濃度分布層の構成例を示す平面図である。
【００８７】
図１８および図１９（ａ）〜図１９（ｄ）において、半導体層ＳＢ５には、表面側から裏面側に向かって第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２および第３の濃度分布層Ｌ３が順次形成されている。そして、半導体層ＳＢ５には、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂが形成されている。
【００８８】
ここで、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂは、赤色用光電変換層Ｒおよび青色用光電変換層Ｂと深さ方向に重ならないように配置されている。青色用光電変換層Ｂは、赤色用光電変換層Ｒと少なくとも一部が深さ方向に重なるようにして配置されている。また、青色用光電変換層Ｂおよび緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂは、半導体層ＳＢ５の表面側よりも裏面側の面積が大きくなるように構成されている。
【００８９】
具体的には、青色用光電変換層Ｂには、不純物拡散層ＨＢ５１〜ＨＢ５３が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＢ５１〜ＨＢ５３は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２および第３の濃度分布層Ｌ３にそれぞれ配置されている。ここで、不純物拡散層ＨＢ５３は、不純物拡散層ＨＢ５１よりも面積が大きくなっている。なお、不純物拡散層ＨＢ５２は、不純物拡散層ＨＢ５１と面積が等しくなるようにすることができる。また、不純物拡散層ＨＢ５３は対角方向に隣接する２画素分に渡って一体的に配置することができる。
【００９０】
緑色用光電変換層Ｇｒには、不純物拡散層ＨＧ５１〜ＨＧ５３が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＧ５１〜ＨＧ５３は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２および第３の濃度分布層Ｌ３にそれぞれ配置されている。ここで、不純物拡散層ＨＧ５３は、不純物拡散層ＨＧ５１よりも面積が大きくなっている。なお、不純物拡散層ＨＧ５２は、不純物拡散層ＨＧ５３と面積が等しくなるようにすることができる。
【００９１】
赤色用光電変換層Ｒには、不純物拡散層ＨＲ５１が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＲ５１は、第１の濃度分布層Ｌ１に配置されている。また、不純物拡散層ＨＲ５１は、不純物拡散層ＨＢ５３と少なくとも一部が深さ方向に重なるように配置されている。また、不純物拡散層ＨＲ５１は対角方向に隣接する２画素分に渡って一体的に配置することができる。
【００９２】
また、不純物拡散層ＨＢ５１、ＨＲ５１、ＨＧ５１上にはピンニング層ＨＢ５０、ＨＲ５０、ＨＧ５０がそれぞれ積層されている。半導体層ＳＢ５の裏面にはピンニング層ＨＡ５が形成されている。
【００９３】
また、半導体層ＳＢ５の表面側において、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂの隙間には、フローティングディフュージョンＦＤ５１〜ＦＤ５３が形成されている。
【００９４】
また、半導体層ＳＢ５上において、青色用光電変換層ＢとフローティングディフュージョンＦＤ５１との間にはゲート電極Ｇｂ５が配置され、赤色用光電変換層ＲとフローティングディフュージョンＦＤ５２との間にはゲート電極Ｇｒ５が配置され、緑色用光電変換層ＧｒとフローティングディフュージョンＦＤ５３との間にはゲート電極Ｇｇ５が配置されている。
【００９５】
半導体層ＳＢ５の裏面側には、グリーンフィルタＦ５１およびマゼンタフィルタＦ５２が形成されている。ここで、グリーンフィルタＦ５１は、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂに対応して配置されている。マゼンタフィルタＦ５２は、青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに対応して配置されている。グリーンフィルタＦ５１およびマゼンタフィルタＦ５２上にはマイクロレンズＺ５１、Ｚ５２が配置されている。なお、各マイクロレンズＺ５１、Ｚ５２の集光面積は２画素分の面積に設定することができる。
【００９６】
そして、図１７の色分離素子Ｐ４１にて透過された緑色光ＬＧは、グリーンフィルタＦ５１を通して緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂに入射する。そして、例えば、緑色用光電変換層Ｇｒにおいて緑色光が光電変換されることで電荷が生成される。
【００９７】
一方、図１７の色分離素子Ｐ４１にて反射された青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲは、マゼンタフィルタＦ５２を通して青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒにそれぞれ入射する。そして、青色用光電変換層Ｂにおいて青色光が光電変換されることで電荷が生成され、青色用光電変換層Ｂに蓄積される。また、赤色用光電変換層Ｒにおいて赤色光が光電変換されることで電荷が生成され、赤色用光電変換層Ｒに蓄積される。
【００９８】
ここで、青色用光電変換層Ｂと赤色用光電変換層Ｒとを深さ方向に重ねるとともに、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂが青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒと重ならないようにすることにより、青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒの受光面積を増大させつつ、青色光、緑色光および赤色光の色分離性の低下を抑制することができる。このため、青色用画素ｂおよび赤色用画素ｒの感度および飽和電荷量を向上させつつ、色再現性の低下を抑制することができる。
【００９９】
（第８実施形態）
図２０は、第８実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの構成例を示す断面図、図２１（ａ）は、第８実施形態に係る固体撮像装置のマイクロレンズの構成例を示す平面図、図２１（ｂ）は、図２０の第１の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２１（ｃ）は、図２０の第２の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２１（ｄ）は、図２０の第４の濃度分布層の構成例を示す平面図である。
【０１００】
図２０および図２１（ａ）〜図２１（ｄ）において、半導体層ＳＢ６には、表面側から裏面側に向かって第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３および第４の濃度分布層Ｌ４が順次形成されている。そして、半導体層ＳＢ６には、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂが形成されている。
【０１０１】
ここで、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂは、赤色用光電変換層Ｒおよび青色用光電変換層Ｂと深さ方向に重ならないように配置されている。青色用光電変換層Ｂは、赤色用光電変換層Ｒと少なくとも一部が深さ方向に重なるようにして配置されている。また、青色用光電変換層Ｂ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび赤色用光電変換層Ｒは、半導体層ＳＢ６の表面側よりも裏面側の面積が大きくなるように構成されている。
【０１０２】
具体的には、青色用光電変換層Ｂには、不純物拡散層ＨＢ６１〜ＨＢ６４が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＢ６１〜ＨＢ６４は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３および第４の濃度分布層Ｌ４にそれぞれ配置されている。ここで、不純物拡散層ＨＢ６４は、不純物拡散層ＨＢ６１よりも面積が大きくなっている。なお、不純物拡散層ＨＢ６２、ＨＢ６３は、不純物拡散層ＨＢ６１と面積が等しくなるようにすることができる。また、不純物拡散層ＨＢ６４は対角方向に隣接する２画素分に渡って一体的に配置することができる。
【０１０３】
緑色用光電変換層Ｇｒには、不純物拡散層ＨＧ６１〜ＨＧ６４が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＧ６１〜ＨＧ６４は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３および第４の濃度分布層Ｌ４にそれぞれ配置されている。ここで、不純物拡散層ＨＧ６４は、不純物拡散層ＨＧ６１よりも面積が大きくなっている。なお、不純物拡散層ＨＧ６３は、不純物拡散層ＨＧ６４と面積が等しくなるようにすることができる。不純物拡散層ＨＧ６２は、不純物拡散層ＨＧ６１と面積が等しくなるようにすることができる。
【０１０４】
赤色用光電変換層Ｒには、不純物拡散層ＨＲ６１、ＨＲ６２が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＲ６１、ＨＲ６２は、第１の濃度分布層Ｌ１および第２の濃度分布層Ｌ２にそれぞれ配置されている。また、不純物拡散層ＨＲ６２は、不純物拡散層ＨＢ６４と少なくとも一部が深さ方向に重なるように配置されている。また、不純物拡散層ＨＲ６２は対角方向に隣接する２画素分に渡って一体的に配置することができる。
【０１０５】
なお、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂ間のレイアウトの対称性を確保しつつ、第１の濃度分布層Ｌ１における不純物拡散層ＨＢ６１の面積を小さくするには、不純物拡散層ＨＢ６１は、図２１（ｂ）に示すように、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂの不純物拡散層ＨＧ６１間に配置するのが好ましく、不純物拡散層ＨＲ６１に対して偏って配置することができる。
【０１０６】
また、不純物拡散層ＨＢ６１、ＨＲ６１、ＨＧ６１上にはピンニング層ＨＢ６０、ＨＲ６０、ＨＧ６０がそれぞれ積層されている。半導体層ＳＢ６の裏面にはピンニング層ＨＡ６が形成されている。
【０１０７】
また、半導体層ＳＢ６の表面側において、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂの隙間には、フローティングディフュージョンＦＤ６１〜ＦＤ６３が形成されている。
【０１０８】
また、半導体層ＳＢ６上において、青色用光電変換層ＢとフローティングディフュージョンＦＤ６１との間にはゲート電極Ｇｂ６が配置され、赤色用光電変換層ＲとフローティングディフュージョンＦＤ６２との間にはゲート電極Ｇｒ６が配置され、緑色用光電変換層ＧｒとフローティングディフュージョンＦＤ６３との間にはゲート電極Ｇｇ６が配置されている。
【０１０９】
半導体層ＳＢ６の裏面側には、グリーンフィルタＦ６１およびマゼンタフィルタＦ６２が形成されている。ここで、グリーンフィルタＦ６１は、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂに対応して配置されている。マゼンタフィルタＦ６２は、青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに対応して配置されている。なお、グリーンフィルタＦ６１およびマゼンタフィルタＦ６２は、図１９（ｂ）のグリーンフィルタＦ５１およびマゼンタフィルタＦ５２と同様に構成することができる。グリーンフィルタＦ６１およびマゼンタフィルタＦ６２上にはマイクロレンズＺ６１、Ｚ６２が配置されている。なお、各マイクロレンズＺ６１、Ｚ６２の集光面積は２画素分の面積に設定することができる。
【０１１０】
そして、図１７の色分離素子Ｐ４１にて透過された緑色光ＬＧは、グリーンフィルタＦ６１を通して緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂに入射する。そして、例えば、緑色用光電変換層Ｇｒにおいて緑色光が光電変換されることで電荷が生成される。
【０１１１】
一方、図１７の色分離素子Ｐ４１にて反射された青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲは、マゼンタフィルタＦ６２を通して青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに入射する。そして、青色用光電変換層Ｂにおいて青色光が光電変換されることで電荷が生成され、青色用光電変換層Ｂに蓄積される。また、赤色用光電変換層Ｒにおいて赤色光が光電変換されることで電荷が生成され、赤色用光電変換層Ｒに蓄積される。
【０１１２】
ここで、濃度分布層を４層構造とし、不純物拡散層ＨＲ６２を第２の濃度分布層Ｌ２に配置することにより、赤色用光電変換層Ｒの感度を低下させることなく、第１の濃度分布層Ｌ１の不純物拡散層ＨＲ６１のサイズを小さくすることができ、図２の行選択トランジスタＴＤ１、ＴＤ２、増幅トランジスタＴＡ１、ＴＡ２、リセットトランジスタＴＳ１、ＴＳ２および読み出しトランジスタＴＢ、ＴＲ、ＴＧｒ、ＴＧｂのレイアウト設計の自由度を向上させることができる。例えば、増幅トランジスタＴＡ１、ＴＡ２のサイズを増大させることにより、１／ｆ（ＲＴＳ）ノイズを小さくすることができる。また、フローティングディフュージョンＦＤ６１〜ＦＤ６３の面積を小さくすることにより、変換ゲインを高くすることができ、後段の回路で発生するノイズを小さくすることが可能となることから、高感度化を図ることができる。
【０１１３】
（第９実施形態）
図２２は、第９実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの構成例を示す断面図、図２３（ａ）は、第９実施形態に係る固体撮像装置のマイクロレンズの構成例を示す平面図、図２３（ｂ）は、図２２の第１の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２３（ｃ）は、図２２の第３の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２３（ｄ）は、図２２の第５の濃度分布層の構成例を示す平面図である。
【０１１４】
図２２および図２３（ａ）〜図２３（ｄ）において、半導体層ＳＢ７には、表面側から裏面側に向かって第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３、第４の濃度分布層Ｌ４および第５の濃度分布層Ｌ５が順次形成されている。そして、半導体層ＳＢ７には、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂが形成されている。
【０１１５】
ここで、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂは、赤色用光電変換層Ｒおよび青色用光電変換層Ｂと深さ方向に重ならないように配置されている。青色用光電変換層Ｂは、赤色用光電変換層Ｒと少なくとも一部が深さ方向に重なるようにして配置されている。また、青色用光電変換層Ｂ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび赤色用光電変換層Ｒは、半導体層ＳＢ７の表面側よりも裏面側の面積が大きくなるように構成されている。
【０１１６】
具体的には、青色用光電変換層Ｂには、不純物拡散層ＨＢ７１〜ＨＢ７５が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＢ７１〜ＨＢ７５は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３、第４の濃度分布層Ｌ４および第５の濃度分布層Ｌ５にそれぞれ配置されている。ここで、不純物拡散層ＨＢ７５は、不純物拡散層ＨＢ７１よりも面積が大きくなっている。なお、不純物拡散層ＨＢ７２、ＨＢ７３、ＨＢ７４は、不純物拡散層ＨＢ７１よりも面積を小さくすることができる。また、不純物拡散層ＨＢ７５は対角方向に隣接する２画素分に渡って一体的に配置することができる。
【０１１７】
緑色用光電変換層Ｇｒには、不純物拡散層ＨＧ７１〜ＨＧ７５が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＧ７１〜ＨＧ７５は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３、第４の濃度分布層Ｌ４および第５の濃度分布層Ｌ５にそれぞれ配置されている。ここで、不純物拡散層ＨＧ７４は、不純物拡散層ＨＧ７１よりも面積が大きくなっている。なお、不純物拡散層ＨＧ７３、ＨＧ７５は、不純物拡散層ＨＧ７４と面積が等しくなるようにすることができる。不純物拡散層ＨＧ７２は、不純物拡散層ＨＧ７１と面積が等しくなるようにすることができる。
【０１１８】
赤色用光電変換層Ｒには、不純物拡散層ＨＲ７１〜ＨＲ７３が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＲ７１〜ＨＲ７３は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２および第３の濃度分布層Ｌ３にそれぞれ配置されている。また、不純物拡散層ＨＲ７３は、不純物拡散層ＨＢ７１、ＨＢ７５と少なくとも一部が深さ方向に重なるように配置されている。また、不純物拡散層ＨＲ７３は対角方向に隣接する２画素分に渡って一体的に配置することができる。
【０１１９】
ここで、図２３（ｂ）に示すように、不純物拡散層ＨＢ７１は、緑色用光電変換層Ｇｂの不純物拡散層ＨＧ７１間に配置することができ、図２１（ｂ）の不純物拡散層ＨＢ６１のレイアウト方法に比べて、不純物拡散層ＨＲ７１に対する配置の偏りを低減することができる。
【０１２０】
また、不純物拡散層ＨＢ７１、ＨＲ７１、ＨＧ７１上にはピンニング層ＨＢ７０、ＨＲ７０、ＨＧ７０がそれぞれ積層されている。半導体層ＳＢ７の裏面にはピンニング層ＨＡ７が形成されている。
【０１２１】
ここで、不純物拡散層ＨＢ７１〜ＨＢ７５の積層部では、不純物拡散層ＨＢ７５で発生した電荷が不純物拡散層ＨＢ７１に移動できるように、不純物拡散層ＨＢ７５から不純物拡散層ＨＢ７１に向かってポテンシャルの下り勾配を持たせることができる。また、不純物拡散層ＨＢ７１、ＨＲ７３、ＨＢ７５の積層部では、不純物拡散層ＨＲ７３で発生した電荷と不純物拡散層ＨＢ７５で発生した電荷が混ざらないようにするために、不純物拡散層ＨＲ７３、ＨＢ７５間および不純物拡散層ＨＲ７３、ＨＢ７１間にポテンシャルの山を持たせることができる。また、不純物拡散層ＨＲ７１〜ＨＲ７３、ＨＢ７５の積層部では、不純物拡散層ＨＲ７３で発生した電荷と不純物拡散層ＨＢ７５で発生した電荷が混ざらないようにするために、不純物拡散層ＨＲ７３、ＨＢ７５間にポテンシャルの山を持たせることができる。また、不純物拡散層ＨＧ７１〜ＨＧ７５の積層部では、不純物拡散層ＨＧ７３〜ＨＧ７５で発生した電荷が不純物拡散層ＨＧ７１に移動できるように、不純物拡散層ＨＧ７５から不純物拡散層ＨＧ７１に向かってポテンシャルの下り勾配を持たせることができる。
【０１２２】
また、半導体層ＳＢ７の表面側において、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂの隙間には、フローティングディフュージョンＦＤ７１〜ＦＤ７３が形成されている。
【０１２３】
また、半導体層ＳＢ７上において、青色用光電変換層ＢとフローティングディフュージョンＦＤ７１との間にはゲート電極Ｇｂ７が配置され、赤色用光電変換層ＲとフローティングディフュージョンＦＤ７２との間にはゲート電極Ｇｒ７が配置され、緑色用光電変換層ＧｒとフローティングディフュージョンＦＤ７３との間にはゲート電極Ｇｇ７が配置されている。
【０１２４】
半導体層ＳＢ７の裏面側には、グリーンフィルタＦ７１およびマゼンタフィルタＦ７２が形成されている。ここで、グリーンフィルタＦ７１は、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂに対応して配置されている。マゼンタフィルタＦ７２は、青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに対応して配置されている。なお、グリーンフィルタＦ７１およびマゼンタフィルタＦ７２は、図１９（ｂ）のグリーンフィルタＦ５１およびマゼンタフィルタＦ５２と同様に構成することができる。グリーンフィルタＦ７１およびマゼンタフィルタＦ７２上にはマイクロレンズＺ７１、Ｚ７２が配置されている。なお、各マイクロレンズＺ７１、Ｚ７２の集光面積は２画素分の面積に設定することができる。
【０１２５】
そして、図１７の色分離素子Ｐ４１にて透過された緑色光ＬＧは、グリーンフィルタＦ７１を通して緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂに入射する。そして、例えば、緑色用光電変換層Ｇｒにおいて緑色光が光電変換されることで電荷が生成される。
【０１２６】
一方、図１７の色分離素子Ｐ４１にて反射された青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲは、マゼンタフィルタＦ７２を通して青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに入射する。そして、青色用光電変換層Ｂにおいて青色光が光電変換されることで電荷が生成され、青色用光電変換層Ｂに蓄積される。また、赤色用光電変換層Ｒにおいて赤色光が光電変換されることで電荷が生成され、赤色用光電変換層Ｒに蓄積される。
【０１２７】
ここで、濃度分布層を５層構造とし、不純物拡散層ＨＲ７３上下に不純物拡散層ＨＢ７１、ＨＢ７５をそれぞれ配置することにより、赤色用光電変換層Ｒの感度を低下させることなく、第１の濃度分布層Ｌ１の不純物拡散層ＨＲ７１のサイズを小さくすることが可能となるとともに、不純物拡散層ＨＢ７１の配置の偏りを低減させることができる。このため、図２の行選択トランジスタＴＤ１、ＴＤ２、増幅トランジスタＴＡ１、ＴＡ２、リセットトランジスタＴＳ１、ＴＳ２および読み出しトランジスタＴＢ、ＴＲ、ＴＧｒ、ＴＧｂのレイアウト面積を増大させつつ、配置の対称性を向上させることができ、レイアウト設計の自由度を向上させることができる。例えば、増幅トランジスタＴＡ１、ＴＡ２のサイズを増大させることにより、１／ｆ（ＲＴＳ）ノイズを小さくすることができる。また、フローティングディフュージョンＦＤ７１〜ＦＤ７３の面積を小さくすることにより、変換ゲインを高くすることができ、後段の回路で発生するノイズを小さくすることが可能となることから、高感度化を図ることができる。
【０１２８】
（第１０実施形態）
図２４は、第１０実施形態に係る固体撮像装置の画素セルの構成例を示す断面図、図２５（ａ）は、図２４の第１の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２５（ｂ）は、図２４の第２の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２５（ｃ）は、図２４の第４の濃度分布層の構成例を示す平面図、図２５（ｄ）は、図２４の第６の濃度分布層の構成例を示す平面図である。
【０１２９】
図２４および図２５（ａ）〜図２５（ｄ）において、半導体層ＳＢ８には、表面側から裏面側に向かって第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３、第４の濃度分布層Ｌ４、第５の濃度分布層Ｌ５および第６の濃度分布層Ｌ６が順次形成されている。そして、半導体層ＳＢ８には、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂが形成されている。
【０１３０】
ここで、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂは、赤色用光電変換層Ｒおよび青色用光電変換層Ｂと深さ方向に重ならないように配置されている。青色用光電変換層Ｂは、赤色用光電変換層Ｒと少なくとも一部が深さ方向に重なるようにして配置されている。また、青色用光電変換層Ｂ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび赤色用光電変換層Ｒは、半導体層ＳＢ８の表面側よりも裏面側の面積が大きくなるように構成されている。
【０１３１】
具体的には、青色用光電変換層Ｂには、不純物拡散層ＨＢ８１〜ＨＢ８６が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＢ８１〜ＨＢ８６は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３、第４の濃度分布層Ｌ４、第５の濃度分布層Ｌ５および第６の濃度分布層Ｌ６にそれぞれ配置されている。ここで、不純物拡散層ＨＢ８６は、不純物拡散層ＨＢ８１よりも面積が大きくなっている。なお、不純物拡散層ＨＢ８２〜ＨＢ８５は、不純物拡散層ＨＢ８６よりも面積を小さくすることができる。また、不純物拡散層ＨＢ８６は対角方向に隣接する２画素分に渡って一体的に配置することができる。
【０１３２】
緑色用光電変換層Ｇｒには、不純物拡散層ＨＧ８１〜ＨＧ８６が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＧ８１〜ＨＧ８６は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３、第４の濃度分布層Ｌ４、第５の濃度分布層Ｌ５および第６の濃度分布層Ｌ６にそれぞれ配置されている。ここで、不純物拡散層ＨＧ８５は、不純物拡散層ＨＧ８１よりも面積が大きくなっている。なお、不純物拡散層ＨＧ８６、ＨＧ８４は、不純物拡散層ＨＧ８５と面積が等しくなるようにすることができる。不純物拡散層ＨＧ８２、ＨＧ８３は、不純物拡散層ＨＧ８１と面積が等しくなるようにすることができる。
【０１３３】
赤色用光電変換層Ｒには、不純物拡散層ＨＲ８１〜ＨＲ８４が設けられている。そして、不純物拡散層ＨＲ８１〜ＨＲ８４は、第１の濃度分布層Ｌ１、第２の濃度分布層Ｌ２、第３の濃度分布層Ｌ３および第４の濃度分布層Ｌ４にそれぞれ配置されている。また、不純物拡散層ＨＲ８４は、不純物拡散層ＨＢ８２、ＨＢ８６と少なくとも一部が深さ方向に重なるように配置されている。また、不純物拡散層ＨＲ８４は対角方向に隣接する２画素分に渡って一体的に配置することができる。
【０１３４】
ここで、図２５（ａ）に示すように、不純物拡散層ＨＢ８１は、緑色用光電変換層Ｇｂの不純物拡散層ＨＧ８１間に配置するとともに、不純物拡散層ＨＢ８１、ＨＧ８１、ＨＲ８１の形状および面積を等しくすることができる。このため、図２３（ｂ）の不純物拡散層ＨＢ７１、ＨＧ７１、ＨＲ７１のレイアウト方法に比べて、不純物拡散層ＨＢ８１、ＨＧ８１、ＨＲ８１のレイアウトの均等性を向上させることができる。
【０１３５】
また、不純物拡散層ＨＢ８１、ＨＲ８１、ＨＧ８１上にはピンニング層ＨＢ８０、ＨＲ８０、ＨＧ８０がそれぞれ積層されている。半導体層ＳＢ８の裏面にはピンニング層ＨＡ８が形成されている。
【０１３６】
また、半導体層ＳＢ８の表面側において、赤色用光電変換層Ｒ、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂおよび青色用光電変換層Ｂの隙間には、フローティングディフュージョンＦＤ８１〜ＦＤ８３が形成されている。
【０１３７】
また、半導体層ＳＢ８上において、青色用光電変換層ＢとフローティングディフュージョンＦＤ８１との間にはゲート電極Ｇｂ８が配置され、赤色用光電変換層ＲとフローティングディフュージョンＦＤ８２との間にはゲート電極Ｇｒ８が配置され、緑色用光電変換層ＧｒとフローティングディフュージョンＦＤ８３との間にはゲート電極Ｇｇ８が配置されている。
【０１３８】
半導体層ＳＢ８の裏面側には、グリーンフィルタＦ８１およびマゼンタフィルタＦ８２が形成されている。ここで、グリーンフィルタＦ８１は、緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂに対応して配置されている。マゼンタフィルタＦ８２は、青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに対応して配置されている。なお、グリーンフィルタＦ６１およびマゼンタフィルタＦ８２は、図１９（ｂ）のグリーンフィルタＦ５１およびマゼンタフィルタＦ５２と同様に構成することができる。
【０１３９】
そして、図１７の色分離素子Ｐ４１にて透過された緑色光ＬＧは、グリーンフィルタＦ８１を通して緑色用光電変換層Ｇｒ、Ｇｂに入射する。そして、例えば、緑色用光電変換層Ｇｒにおいて緑色光が光電変換されることで電荷が生成される。
【０１４０】
一方、図１７の色分離素子Ｐ４１にて反射された青色光ＬＢおよび赤色光ＬＲは、マゼンタフィルタＦ８２を通して青色用光電変換層Ｂおよび赤色用光電変換層Ｒに入射する。そして、青色用光電変換層Ｂにおいて青色光が光電変換されることで電荷が生成され、青色用光電変換層Ｂに蓄積される。また、赤色用光電変換層Ｒにおいて赤色光が光電変換されることで電荷が生成され、赤色用光電変換層Ｒに蓄積される。
【０１４１】
ここで、濃度分布層を６構造とし、不純物拡散層ＨＲ８４上下に不純物拡散層ＨＢ８１、ＨＢ８６をそれぞれ配置することにより、赤色用光電変換層Ｒの感度を低下させることなく、第１の濃度分布層Ｌ１の不純物拡散層ＨＲ８１、ＨＢ８１のサイズを小さくすることが可能となるとともに、不純物拡散層ＨＢ８１の配置の偏りをなくすことができる。このため、図２の行選択トランジスタＴＤ１、ＴＤ２、増幅トランジスタＴＡ１、ＴＡ２、リセットトランジスタＴＳ１、ＴＳ２および読み出しトランジスタＴＢ、ＴＲ、ＴＧｒ、ＴＧｂのレイアウト面積を増大させつつ、配置の対称性を確保することができ、レイアウト設計の自由度を向上させることができる。例えば、増幅トランジスタＴＡ１、ＴＡ２のサイズを増大させることにより、１／ｆ（ＲＴＳ）ノイズを小さくすることができる。また、フローティングディフュージョンＦＤ８１〜ＦＤ８３の面積を小さくすることにより、変換ゲインを高くすることができ、後段の回路で発生するノイズを小さくすることが可能となることから、高感度化を図ることができる。
【０１４２】
（第１１実施形態）
図２６（ａ）および図２６（ｂ）と図２６（ｃ）は、第１１実施形態に係る固体撮像装置に適用されるマゼンタフィルタの分光特性を示す図である。
図２６（ａ）において、このマゼンタフィルタでは、青色光と赤色光がほぼ等しく透過するように分光特性が設定される。
一方、図２６（ｂ）において、このマゼンタフィルタでは、青色光に対して赤色光の透過率のピークが低下されている。なお、赤色光の透過率は、青色光の透過率に対してピークが４０％〜８０％に低下されることが好ましい。
また、図２６（ｃ）において、このマゼンタフィルタでは、赤色光に対して青色光の透過率のピークが低下されている。なお、青色光の透過率は、赤色光の透過率に対してピークが４０％〜８０％に低下されることが好ましい。
【０１４３】
図１９（ｂ）のフィルタ構造を用いる場合、緑色用光電変換層Ｇｒと同一行のマゼンタフィルタＦ５２には、図２６（ａ）の分光特性を持たせ、緑色用光電変換層Ｇｂと同一行のマゼンタフィルタＦ５２には、図２６（ｂ）の分光特性を持たせるようにしてもよい。これにより、青色用光電変換層Ｂで誤変換する赤色の信号量を低減することが出来るため青色光の純度を向上させることができ、青色信号のＳ／Ｎ比を改善しつつ、青色の色再現性を向上させることができる。
また、図２６（ｃ）の分光特性を持たせることできる。これにより、赤色用光電変換層Rで誤変換する青色の信号量を低減することが出来るため赤色光の純度を向上させることができ、赤色信号のＳ／Ｎ比を改善しつつ、赤色の色再現性を向上させることができる。
【０１４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１４５】
１  画素アレイ部、２  垂直走査回路、３  カラムＡＤＣ回路、４  水平走査回路、５  タイミング制御回路、６  基準電圧発生回路、Ｖｌｉｎ  垂直信号線、Ｈｌｉｎ  水平制御線、ＰＣ  画素、ＨＰ  ベイヤ配列、ＴＤ１、ＴＤ２  行選択トランジスタ、ＴＡ１、ＴＡ２  増幅トランジスタ、ＴＳ１、ＴＳ２  リセットトランジスタ、ＴＢ、ＴＲ、ＴＧｒ、ＴＧｂ  読み出しトランジスタ、ＰＢ、ＰＲ、ＰＧｒ、ＰＧｂ  フォトダイオード、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ５１〜ＦＤ８１、ＦＤ５２〜ＦＤ８２、ＦＤ５３〜ＦＤ８３  フローティングディフュージョン、ＳＢ１〜ＳＢ８  半導体層、Ｒ  赤色用光電変換層、Ｇ、Ｇｒ、Ｇｂ  緑色用光電変換層、Ｂ  青色用光電変換層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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