(57)【要約】 【課題】カラーフィルターに配置されたパーティションを有する固体撮像素子、およびその形成方法を提供する。【解決手段】その底面からその上面まで測定された第１の高さを有する第１のカラーフィルターセグメント、その底面からその上面まで測定された第２の高さを有する第２のカラーフィルターセグメント、および前記第１と第２のカラーフィルターセグメントとの間に配置され、その底面からその上面まで測定された第３の高さを有し、前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの屈折率より低い屈折率を有し、前記第３の高さは前記第１および第２の高さより小さいパーティションを含む固体撮像素子である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子であって、
その底面からその上面まで測定された第１の高さを有する第１のカラーフィルターセグメント、
その底面からその上面まで測定された第２の高さを有する第２のカラーフィルターセグメント、および
前記第１と第２のカラーフィルターセグメントとの間に配置され、その底面からその上面まで測定された第３の高さを有し、前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの屈折率より低い屈折率を有し、前記第３の高さは前記第１および第２の高さより小さいパーティションを含む固体撮像素子。
【請求項２】
前記第３の高さは、前記第１および第２の高さの４０〜８０％である請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記パーティションは、０.０８〜０.２０μｍの幅Ｗを有する請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの各々は、前記パーティションと接触した側面および前記側面上の上方部を含み、前記上方部の各々は、前記パーティションの上面から前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの上面の各々に向いた傾斜面を含む請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの傾斜面の各々と前記パーティションの上面との間の角度は、１２〜５０度である請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの前記傾斜面の各々は、前記パーティションの前記上面の少なくとも一部をカバーする請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの傾斜面の各々は、前記パーティションの前記上面のエッジをカットし、前記パーティションの前記上面をカバーしない請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの傾斜面は、前記第１および第２のカラーフィルターセグメント間の前記パーティションの前記上面を完全にカバーする請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記第１および第２のカラーフィルターセグメントの前記上方部の各々の断面は、凸面の半球形、円錐形、または台形を含む請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
固体撮像素子であって、
複数のイメージセンサを含む半導体基板、
前記半導体基板上に配置された、側面および前記側面上に配置された上方部を含む複数のカラーフィルターセグメントを含むカラーフィルター、および
任意の２つの隣接のカラーフィルターセグメントの間に配置され、前記カラーフィルターセグメントの屈折率より低い屈折率を有し、前記カラーフィルターセグメントの前記上方部は、前記パーティションの上部から前記カラーフィルターセグメントの上部に向いた傾斜面を含む前記複数のカラーフィルターセグメントの間に配置される複数のパーティションを含む固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子に関し、特に、カラーフィルターに配置されたパーティションを有する固体撮像素子、および固体撮像素子を形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、固体撮像素子は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）素子など、光線を電荷に変換する光電変換器を有する。固体撮像素子は、例えばビデオカメラ、デジタルカメラなどの各種のイメージキャプチャリング装置に用いられている。
【０００３】
固体撮像素子は、カラーフィルターを有するカラーの固体撮像素子でもよい。従来のカラーの固体撮像素子では、複数の赤（Ｒ）、青（Ｂ）、および緑（Ｇ）色フィルター部分で構成されるプライマリカラーフィルターは、半導体基板上に提供された２次元的に配列した光電変換器の受光面上に配置される。プライマリカラーフィルターの各カラーフィルター部分は、１つの光電変換器に対応する。
【０００４】
従来のカラーフィルターでは、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、および緑（Ｇ）のカラーフィルター部分は、その間に間隙がなく一緒に隣接する。しかしながら、カラーの固体撮像素子に入射する光線は、２次元的に配列した光電変換器の受光面に垂直でない可能性がある。光線が受光面に傾斜して入射し、１つのカラーフィルター部分を通過した場合、この光線は、光電変換器に傾斜して到達し、この光線を受けた光電変換器は、光線が通過したカラーフィルター部分に隣接したもう１つのカラーフィルター部分に対応する。よって、従来のカラーフィルターを用いた固体撮像素子に色混合が発生する。
【０００５】
色混合を防ぐために、固体撮像素子は、ガスを含む隙間によって互いに分離された複数のカラーフィルターセグメントを提供する（特許文献１参照）。
【０００６】
色混合を防ぐために、カラー撮像素子は、複数のカラー層（ｃｏｌｏｒｉｎｇ ｌａｙｅｒ）を含むカラーフィルターを提供する（特許文献２参照）。カラーフィルターのカラー層の各々は、半導体基板の表面に垂直な側面、および半導体基板の反対側に配置された側面の末端からカラー層の末端部分に向いて連続する傾斜面を含む。カラー層は、それらの側面がその間に間隙がなく互いに接触するように配列され、且つカラー層の末端部分は曲面を有する。
【０００７】
近年、撮像素子の画素数は、数百万に達した。各画素では、各画素を操作するのに必要な各種の導線と電子回路によって占有される面積のパーセントは、画素の増加に伴って、高いピクシレーション（ｐｉｘｉｌａｔｉｏｎ）で増加される。よって、光電変換器が受光するのに実際に用いられることができる面積のパーセンテージは、各画素で低下する。これは、撮像素子の光感度が低下したことを意味する。
【０００８】
上述の撮像素子は、カラーフィルターを提供して色混合を回避することができるが、特に白（Ｗ）色セグメントを含むカラーフィルターには、撮像素子は、その光感度を向上させる方法を提供しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第８１３９１３１  Ｂ２号
【特許文献２】米国特許第８０４９８０５  Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
カラーフィルターに配置されたパーティションを有する固体撮像素子、およびその形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
例示的な実施形態において、固体撮像素子が提供される。固体撮像素子は、第１のカラーフィルターセグメントの底面から第１のカラーフィルターセグメントの上面まで測定された第１の高さを有する第１のカラーフィルターセグメント、および第２のカラーフィルターセグメントの底面から第２のカラーフィルターセグメントの上面まで測定された第２の高さを有する第２のカラーフィルターセグメントを含む。パーティションは、第１と第２のカラーフィルターセグメントとの間に配置され、パーティションの底面からパーティションの上面まで測定された第３の高さを有する。パーティションは、第１および第２のカラーフィルターセグメントの屈折率より低い屈折率を有する。第３の高さは第１および第２の高さより小さい。第３の高さは、第１および第２の高さの４０〜８０％である。パーティションは、０．０８〜０．２０μｍの幅Ｗを有する。第１および第２のカラーフィルターセグメントの各々は、パーティションと接触した側面および側面上の上方部を含み、上方部の各々は、パーティションの上面から第１および第２のカラーフィルターセグメントの上面の各々に向いた傾斜面を含む。第１および第２のカラーフィルターセグメントの傾斜面の各々とパーティションの上面との間の角度は、１２〜５０度である。第１および第２のカラーフィルターセグメントの傾斜面の各々は、パーティションの上面の少なくとも一部をカバーするか、パーティションの上面のエッジをカットし、パーティションの上面をカバーしないか、または第１および第２のカラーフィルターセグメント間のパーティションの上面を完全にカバーする構成とすることができる。第１および第２のカラーフィルターセグメントの上方部の各々の断面は、凸面の半球形、円錐形、または台形を含む。
【００１２】
例示的な実施形態では、固体撮像素子が提供される。固体撮像素子は、その上に形成された複数のイメージセンサを含む半導体基板を含む。カラーフィルターは、半導体基板上に配置された複数のカラーフィルターセグメントを含むカラーフィルターである。カラーフィルターセグメントの各々は、側面および側面上に配置された上方部を含む。また、複数のパーティションは、カラーフィルターセグメントの間に配置され、パーティションの各々は任意の２つの隣接のカラーフィルターセグメントの間に配置される。パーティションは、カラーフィルターセグメントの屈折率より低い屈折率を有する。また、カラーフィルターセグメントの上方部は、パーティションの上部からカラーフィルターセグメントの上部に向いた傾斜面を含む。
【発明の効果】
【００１３】
実施形態に基づいて、輝度に対する固体撮像素子の感度が改善される。また、輝度に対する固体撮像素子の白色（Ｗ）ピクセルの感度が更に改善される。固体撮像素子の白色（Ｗ）ピクセルは、カラーフィルターの白色（Ｗ）カラーセグメントに対応する。また、低照度環境で動作される固体撮像素子の感度も改善される。
【００１４】
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明は、添付の図面と併せて後に続く詳細な説明と実施例を解釈することによって、より完全に理解されることができる。
【図１】本発明の実施形態に基づいた固体撮像素子の部分概略断面図を表している。
【図２Ａ】本発明の各種の実施形態に基づいた図１の固体撮像素子の一部Ｐの各種の拡大概略断面図を表している。
【図２Ｂ】本発明の各種の実施形態に基づいた図１の固体撮像素子の一部Ｐの各種の拡大概略断面図を表している。
【図２Ｃ】本発明の各種の実施形態に基づいた図１の固体撮像素子の一部Ｐの各種の拡大概略断面図を表している。
【図２Ｄ】本発明の各種の実施形態に基づいた図１の固体撮像素子の一部Ｐの各種の拡大概略断面図を表している。
【図３Ａ】本発明の各種の実施形態に基づいた固体撮像素子を形成する方法の中間段階の部分概略断面図を表している。
【図３Ｂ】本発明の各種の実施形態に基づいた固体撮像素子を形成する方法の中間段階の部分概略断面図を表している。
【図３Ｃ】本発明の各種の実施形態に基づいた固体撮像素子を形成する方法の中間段階の部分概略断面図を表している。
【図４】本発明の各種の実施形態に基づいた、各種のパーティション幅に対する固体撮像素子のＷ感度とＳＮＲ１０値の曲線図を表している。
【図５】本発明の各種の実施形態に基づいた、カラーフィルターセグメントの底部に基づくパーティションの高さとカラーフィルターセグメントの高さの各種の比率に対する固体撮像素子のＷ感度とＳＮＲ１０値の曲線図を表している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参考にして決定される。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に基づいた固体撮像素子の部分概略断面図が表されている。固体撮像素子は、その上に形成された複数のイメージセンサ１０２を含む半導体基板１００を含む。イメージセンサ１０２は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイスまたは電荷結合素子（ＣＣＤ）であることができる。また、各イメージセンサ１０２を操作するのに必要な各種の導線と電子回路も半導体基板１００上に形成される。半導体基板１００は、ウエハまたはチップであることができる。
【００１８】
複数のパーティション１０４は、半導体基板１００上に配置され、イメージセンサ１０２の各々に対応する各画素を定義する。実施形態では、パーティション１０４の底部は、半導体基板１００の上面１００Ａ上に形成される。複数のカラーフィルターセグメントを含むカラーフィルター１１０は、半導体基板１００の上に配置される。カラーフィルターセグメントの各々は、例えば赤、緑、青、または白などの１種の色を有する。カラーフィルター１１０は、赤（Ｒ）色セグメント１１０Ｒ、緑（Ｇ）色セグメント１１０Ｇ、青（Ｂ）色セグメント１１０Ｂ、および白（Ｗ）色セグメント１１０Ｗで構成されることができる。パーティション１０４の各々は、任意の２つの隣接のカラーフィルターセグメントの間に配置される。例えば、パーティション１０４は、青（Ｂ）色セグメント１１０Ｂと白（Ｗ）色セグメント１１０Ｗとの間に配置される。また、カラーフィルターセグメント１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、および１１０Ｗの各々は、イメージセンサ１０２の各々に対応する。
【００１９】
パーティション１０４は、低屈折率（ｎ）材料でできている。パーティション１０４の屈折率は、カラーフィルター１１０のカラーフィルターセグメント１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、および１１０Ｗの屈折率より低い。パーティション１０４は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、または低屈折率を有する他の好適な材料であることができる。
【００２０】
例えば、漏れ電流防止層（ａｎｔｉ−ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｅａｋａｇｅ ｌａｙｅｒ）１０６と反射防止層（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１０８などのカラーフィルターの下方層（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１２０は、半導体基板１００とカラーフィルター１１０との間に配置されることができる。漏れ電流防止層１０６は、半導体基板１００上に形成され、反射防止層１０８は、漏れ電流防止層１０６上に形成される。また、漏れ電流防止層１０６と反射防止層１０８は、パーティション１０４によって囲まれる。漏れ電流防止層１０６と反射防止層１０８は、金属材料で作られることができる。漏れ電流防止層１０６と反射防止層１０８に限られず、好適な機能を有する他の層も半導体基板１００とカラーフィルター１１０との間に配置されることができる。パーティション１０４の底部は、半導体基板１００の上面１００Ａ上に形成される。よって、半導体基板１００の上面１００Ａからカラーフィルター１１０の底部１０９に定義されたパーティション１０４の高さＨは、半導体基板１００とカラーフィルター１１０との間に配置された層の厚さの合計によって決定される。
【００２１】
図２Ａを参照に、図２Ａは、実施形態に基づいた図１の固体撮像素子の一部Ｐの拡大概略断面図が表されている。図２Ａに表されているように、パーティション１０４は、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの底部１０９からパーティション１０４の上部１０５に定義された高さＣを有する。カラーフィルターセグメント１１０Ｗは、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの底部１０９からカラーフィルターセグメント１１０Ｗの上部１１１に定義された高さＤを有する。即ち、高さＤは、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの最大の厚さである。本発明の実施形態に基づいて、パーティション１０４の高さＣは、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの高さＤより小さい。好ましくは、パーティション１０４の高さＣは、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの高さＤの約４０〜８０％である。本発明の実施形態に基づいて、パーティション１０４は、約０.０８〜０.２０μｍの幅Ｗを有する。図２Ａは、カラーフィルター１１０のカラーフィルターセグメントの代表として、１つのカラーフィルターセグメント１１０Ｗを表しているだけである。しかしながら、カラーフィルター１１０の他のカラーフィルターセグメント１１０Ｒ、１１０Ｇ、および１１０Ｂは、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの構造的特徴と同じ構造的特徴を有する。
【００２２】
図２Ａに示されるように、カラーフィルターセグメント１１０Ｗは、パーティション１０４と接触した側面１１０Ｓを有する下方部１１０Ｌを含む。また、カラーフィルターセグメント１１０Ｗは、下方部１１０Ｌの側面１１０Ｓ上の上方部１１０Ｕを含む。上方部１１０Ｕは、パーティション１０４の上面１０５からカラーフィルターセグメント１１０Ｗの上部１１１に向いた傾斜面１１０ＵＩを含む。カラーフィルターセグメント１１０Ｗの傾斜面１１０ＵＩとパーティション１０４の上面１０５との間に角度θがある。本発明の実施形態に基づき、角度θは、約１２〜５０度である。
【００２３】
図２Ａに表されるように実施形態では、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの傾斜面１１０ＵＩは、パーティション１０４の上面１０５の少なくとも一部をカバーする。例えば、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの傾斜面１１０ＵＩは、パーティション１０４の上面１０５の半分をカバーしてもよい。パーティション１０４の上面１０５の他の半分は、カラーフィルターセグメント１１０Ｗに隣接の他のカラーフィルターセグメント、例えばカラーフィルターセグメント１１０Ｂまたは１１０Ｒなどの傾斜面によってカバーされる。
【００２４】
図２Ｂを参照に、図２Ｂは、本発明のもう１つの実施形態に基づいた図１の固体撮像素子の一部Ｐの拡大断面図が表されている。図２Ｂの実施形態では、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの傾斜面１１０ＵＩは、パーティション１０４の上面１０５のエッジ１０５Ｅをカットし、パーティション１０４の上面１０５をカバーしない。
【００２５】
本発明の実施形態に基づいて、１つのカラーフィルターセグメントによってカバーされたパーティションの上面のパーセンテージは、０〜５０％であることができる。１つのカラーフィルターセグメントによって覆われるパーティションの上面のパーセンテージが５０％の時、２つの隣接のカラーフィルターセグメントの傾斜面は、２つの隣接のカラーフィルターセグメント間のパーティションの上面を完全にカバーする。
【００２６】
図２Ａおよび図２Ｂに表されるように、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの上方部１１０Ｕの断面は、凸面の半球形である。図２Ｃを参照に、図２Ｃは、本発明の実施形態に基づいた図１の固体撮像素子の一部Ｐの拡大概略断面図が表されている。図２Ｃに表されているように、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの上方部１１０Ｕの断面は円錐形である。カラーフィルターセグメント１１０Ｗの傾斜面１１０ＵＩとパーティション１０４の上面１０５との間の角度θは、約１２〜５０度である。
【００２７】
図２Ｄを参照に、図２Ｄは、本発明の実施形態に基づいた図１の固体撮像素子の一部Ｐの拡大概略断面図が表されている。図２Ｄに表されているように、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの上方部１１０Ｕの断面は台形である。カラーフィルターセグメント１１０Ｗの傾斜面１１０ＵＩとパーティション１０４の上面１０５との間の角度θは、約１２〜５０度である。
【００２８】
再度、図１を参照下さい。固体撮像素子は、カラーフィルター１１０上に配置された複数のマイクロレンズ１１４を含むマイクロレンズ構造を更に含む。マイクロレンズ１１４の各々は、カラーフィルター１１０のカラーフィルターセグメントの各々に対応する。マイクロレンズによって集光され、１つのカラーフィルターセグメントを通過した光線は、光線が通過したカラーフィルターセグメントに対応する１つのイメージセンサ１０２に到達する。よって、固体撮像素子で色混合を回避することができる。
【００２９】
よって、マイクロレンズの下方層１１２は、カラーフィルター１１０と複数のマイクロレンズ１１４を含むマイクロレンズ構造との間に配置される。マイクロレンズの下方層１１２は、誘電材料でできた平坦化層であることができる。また、反射防止層１１６は、マイクロレンズ１１４の表面上に形成されることができる。
【００３０】
図３Ａ〜３Ｃを参照すると、本発明の実施形態に基づいた固体撮像素子を形成する方法の中間段階の部分断面図を表している。図３Ａに表されるように、まず、半導体基板１００は、その上に形成された複数の画像センサ１０２を含む。複数のパーティション１０４は、半導体基板１００の上面１００Ａ上に形成される。パーティション１０４は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、またはＳｉＯＮなどの低屈折率でできている。パーティション１０４の屈折率は、カラーフィルター１１０のカラーフィルターセグメント１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、および１１０Ｗの屈折率より低い。実施形態では、パーティション１０４は、堆積、フォトリソグラフィー、およびエッチングプロセスによって形成されることができる。
【００３１】
漏れ電流防止層１０６は、半導体基板１００上に形成され、パーティション１０４によって囲まれる。次いで、反射防止層１０８は、漏れ電流防止層１０６上に形成され、パーティション１０４によって囲まれる。漏れ電流防止層１０６および反射防止層１０８は、金属材料で作られることができる。実施形態では、漏れ電流防止層１０６および反射防止層１０８は、堆積プロセスによって形成されることができる。
【００３２】
漏れ電流防止層１０６および反射防止層１０８が半導体基板１００上に形成された後、パーティション１０４は、反射防止層１０８の上面１０８Ａより高い高さＣを有する。
【００３３】
図３Ｂを参照すると、カラーフィルターコーティング層１３０は、反射防止層１０８の上面に形成される。カラーフィルターコーティング層１３０は、例えば、赤、緑、青、および白色の各種の色を有する複数のカラーフィルターコーティング部を含む。実施例では、複数のカラーフィルターコーティング部は、赤、緑、青、および白色の各々の色を有するカラーフィルターコーティング部１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂ、および１３０Ｗである。カラーフィルターコーティング部１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂ、および１３０Ｗは、隣接し、一緒に平坦面１３０Ａを有する。カラーフィルターコーティング部１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂ、および１３０Ｗの平坦面１３０Ａは、パーティション１０４の上面１０５より高い。
【００３４】
ハーフトーンマスク２００は、カラーフィルターコーティング層１３０上で露光プロセス２１０を実行するように提供される。ハーフトーンマスク２００は、カラーフィルターコーティング部１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂ、および１３０Ｗの各々にハーフトーンマスク２００によって露光プロセス２１０を受けさせ、現像プロセス後、カラーフィルターセグメント１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、および１１０Ｗの各々の上方部１１０Ｕの断面図からの凸面の半球形、円錐形、または台形を有するグレースケール性質のパターンを有する。
【００３５】
図３Ｃに示されるように、実施形態では、現像プロセス後、カラーフィルターセグメント１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、および１１０Ｗの各々の上方部１１０Ｕは、断面図からの凸面の半球形を有する。カラーフィルターセグメント１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、および１１０Ｗの上方部１１０Ｕの断面形状は、ハーフトーンマスク２００のパターンおよび露光プロセスと現像プロセスのプロセスパラメータによって変更されることができる。
【００３６】
図２Ａに示されるように、カラーフィルターセグメント１１０Ｗの傾斜面１１０ＵＩとパーティション１０４の上面１０５との間の角度θは、最適な条件に調整され、輝度に対する固体撮像素子の感度を改善する。角度θは、ハーフトーンマスク２００のパターンおよび露光プロセスと現像プロセスのプロセスパラメータによって調整されることができる。角度θは、できるだけ鋭角が好ましいが１２度より大きい必要がある。実施形態に基づいて、１２〜５０度の角度θが好ましい。
【００３７】
次いで、マイクロレンズの下方層１１２は、カラーフィルター１１０上に形成され、複数のマイクロレンズ１１４を含むマイクロレンズ構造は、マイクロレンズの下方層１１２上に形成され、固体撮像素子を完成する。また、反射防止層１１６は、複数のマイクロレンズ１１４上に形成され、図１の固体撮像素子を完成する。
【００３８】
実施形態に基づいて、図２Ａに示されるようにパーティション１０４の幅Ｗは、最適な条件に調整され、輝度に対する固体撮像素子の感度を改善することができる。図４を参照すると、各種のパーティション幅に対する固体撮像素子のＷ感度とＳＮＲ１０値の曲線図が表されている。Ｗ感度は、平行光（ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ ｌｉｇｈｔ）によって照射された固体撮像素子の白色ピクセルの感度である。Ｗ感度は、電子数／照度＊秒（ｅ／ｌｕｘ＊ｓ）の単位を有する。固体撮像素子の白色ピクセルは、白色カラーフィルターセグメント１１０Ｗに対応する。ＳＮＲ１０値は、平行光によって照射され、１０の信号対雑音比を得る固体撮像素子の白色ピクセルの輝度の指数である。ＳＮＲ１０は、照度（ｌｕｘ）の単位を有する。Ｗ感度は、高い数値が好ましく、ＳＮＲ１０値は、低い数値が好ましい。図４に示されるように、固体撮像素子のパーティション１０４の幅Ｗは、０.０８〜０.２０μｍの範囲が好ましい。しかしながら、パーティション１０４を形成する工程能力が向上した場合、固体撮像素子のパーティション１０４の幅Ｗは、０.０４〜０.２０μｍの範囲であることができる。
【００３９】
実施形態に基づいて、図２Ａに示されるように、パーティション１０４の高さＣとカラーフィルターセグメント１１０Ｗの高さＤの比率は、最適な条件に調整され、輝度に対する固体撮像素子の感度を改善することができる。図５を参照すると、各種の高さＣ対高さＤの比率に対する固体撮像素子のＷ感度とＳＮＲ１０値の曲線図が表されている。Ｗ感度およびＳＮＲ１０値は、上述に定義される。図５に示されるように、パーティションの高さＣとカラーフィルターセグメントの高さＤの比率は、４０〜８０％の範囲が好ましい。
【００４０】
また、１つのカラーフィルターセグメント１１０Ｗでカバーされたパーティション１０４の上面１０５のパーセンテージは、輝度に対する固体撮像素子の感度にも影響する。実施形態では、図２Ａに示されるように、１つのカラーフィルターセグメント１１０Ｗでカバーされたパーティション１０４の上面１０５のパーセンテージは、５０％である。即ち、パーティションの上面の半分が１つのカラーフィルターセグメントによってカバーされる。この実施形態では、平行光によって照射された固体撮像素子のＷ感度は、６３７９（ｅ／ｌｕｘ＊ｓ）であり、斜光によって照射された固体撮像素子のＷ感度は、６０５９（ｅ／ｌｕｘ＊ｓ）である。
【００４１】
他の実施形態では、図２Ｂに表されるように、１つのカラーフィルターセグメントでカバーされたパーティションの上面のパーセンテージは、０％である。即ち、パーティションの上面は、カラーフィルターセグメントでカバーされていない。この実施形態では、平行光によって照射された固体撮像素子のＷ感度は、６３６４（ｅ／ｌｕｘ＊ｓ）であり、斜光によって照射された固体撮像素子のＷ感度は、６０４７（ｅ／ｌｕｘ＊ｓ）である。
【００４２】
上述の２つの実施形態の比較の結果として、パーティションの上面の半分が１つのカラーフィルターセグメントによってカバーされるのが固体撮像素子のＷ感度を向上させるのに好ましい。
【００４３】
この発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は、これらを限定するものではないことは理解される。逆に、種々の変更及び同様の配置をカバーするものである（当業者には明白なように）。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００４４】
１００  半導体基板
１００Ａ  半導体基板の上面
１０２  イメージセンサ
１０４  パーティション
１０５  パーティションの上面
１０５Ｅ  パーティション１０４の上面のエッジ
１０６  漏れ電流防止層
１０８、１１６  反射防止層
１０８Ａ  反射防止層の上面
１０９  カラーフィルターの底部
１１０  カラーフィルター
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、１１０Ｗ  カラーフィルターセグメント
１１０Ｌ  カラーフィルターセグメントの下方部
１１０Ｕ  カラーフィルターセグメントの上方部
１１０ＵＩ  傾斜面
１１０Ｓ  側面
１１１  カラーフィルターセグメントの上部
１１２  マイクロレンズの下方層
１１４  マイクロレンズ
１２０  カラーフィルターの下方層
１３０  カラーフィルターコーティング層
１３０Ａ  カラーフィルターコーティング部の平坦面
１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂ、１３０Ｗ  カラーフィルターコーティング部
２００  ハーフトーンマスク
２１０  露光プロセス
Ｈ  カラーフィルターセグメントの底部以下のパーティションの高さ
Ｃ  カラーフィルターセグメントの底部以上のパーティションの高さ
Ｐ  固体撮像素子の一部Ｐ
Ｄ  カラーフィルターセグメントの高さＤ
Ｗ  パーティションの幅
θ  カラーフィルターセグメントの傾斜面とパーティションの上面との間の角度
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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