(57)【要約】【課題】カラーフィルターにおいて、ある受光部に入るべき光が隣の受光部に入ることを抑制できる固体撮像装置を提供する。【解決手段】複数の受光部１２が形成されてなる半導体基板１０と、半導体基板１０上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に、各受光部１２に対応して形成された高屈折率膜４０と、各高屈折率膜４０上にそれぞれ形成されたカラーフィルター５０とを備え、各カラーフィルター５０は周辺部５２ｂが垂れ下がり、当該周辺部５２ｂは対応する高屈折率膜４０の外縁にそれぞれ接し、隣り合うカラーフィルター５０の間に、当該カラーフィルター５０よりも低い屈折率を有し、かつ、高屈折率膜４０の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率膜４４が形成されていることを特徴とする固体撮像装置１００。【選択図】図２
2014239081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光部が形成されてなる半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に、各受光部に対応して形成された高屈折率膜と、
前記各高屈折率膜上にそれぞれ形成されたカラーフィルターと
を備え、
各カラーフィルターは周辺部が垂れ下がり、当該周辺部は対応する高屈折率膜の外縁にそれぞれ接し、
隣り合うカラーフィルターの間に、当該カラーフィルターよりも低い屈折率を有し、かつ、前記高屈折率膜の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率膜が形成されている
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記高屈折率膜と同じ材料からなり、前記絶縁膜上の隣り合う高屈折率膜の間に形成された接続部をさらに備え、
前記低屈折率膜の下端が前記接続部に接している
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記高屈折率膜と同じ材料からなり、前記絶縁膜上の隣り合う高屈折率膜の間に形成された接続部をさらに備え、
前記各カラーフィルターの周辺部の下端が、前記接続部に接している
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記低屈折率膜の下端が前記絶縁膜に接している
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数の受光部は行列状に配置され、
前記低屈折率膜を上面視した場合、複数の受光部に対応する領域に、大きさの異なる第１および第２の開口部が市松状に配置され、
前記第１の開口部に第１の色のカラーフィルターが、前記第２の開口部に第２の色のカラーフィルターがそれぞれ設けられている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
半導体基板に複数の受光部を形成する工程と、
前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、各受光部に対応して高屈折率膜を形成する工程と、
隣り合うカラーフィルターの間に、当該カラーフィルターよりも低い屈折率を有し、かつ、前記高屈折率膜の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率膜が形成する工程と、
前記各高屈折率膜上に、その周辺部が垂れ下がり、当該周辺部は対応する高屈折率膜の外縁にそれぞれ接するように、カラーフィルターをそれぞれ形成する工程と
を含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関し、特に、入射光をカラーフィルターから受光部へ導く構成を有する固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）固体撮像装置では、撮像画像の画質の向上が強く要請されている。撮像画像の画質を向上させる手法としては、画素数を増やして解像度を高くする手法と、固体撮像装置の感度を向上させる手法とがある。
解像度を高くする手法は、画素サイズを縮小しつつ画素の配列密度を高くすることで実現できるが、画素サイズを縮小すると、各画素に入射する光量が減少して各画素の受光部で発生する信号電荷量が減少し、撮像画像が鮮明でなくなってしまうおそれがある。これを回避するため、受光部を大きくする、すなわち、受光部上方に形成された遮光膜の開口を、大きくすることが考えられる。しかしながら、遮光膜の開口を大きくすると、当該開口から電荷転送部へ光が侵入しやすくなり、スミアが発生しやすくなる。このように、受光部を大きくすることで解像度を高めるには限界がある。そのため、解像度を高くする手法を用いて、希望する撮像画像の画質を向上することの実現は困難である。
【０００３】
感度を向上させる手法としては、例えば、図１３に示す技術がある。図１３に示すように、固体撮像装置９００は、基板９１０、基板９１０内に形成された受光部９１２および垂直転送部９１６、基板９１０上に積層された絶縁膜９３０、絶縁膜９３０に埋め込まれた電極９３２、電極９３２を覆うように形成された遮光膜９３６、絶縁膜９３０上の受光部に対応する領域に形成された透明膜９４０、透明膜９４０の側面を囲むように形成された平坦化膜９４４、透明膜９４０および平坦化膜９４４を覆うように形成されたパッシベーション膜９４８、パッシベーション膜９４８上に形成されたカラーフィルター９５０およびオンチップマイクロレンズ９６０を備える。平坦化膜９４４の屈折率は、透明膜９４０の屈折率よりも低く、透明膜９４０と平坦化膜９４４との界面では光が反射しやすい。そのため、透明膜９４０に光を集めて対応する受光部９１２に入射させることができ、固体撮像装置９００の感度を向上できる。
【０００４】
この感度を向上させる手法を用いれば、解像度を高くする手法のように、画素サイズの縮小に伴う感度の限界という問題が無いので、希望する撮像画像の画質向上が実現すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４６０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記固体撮像装置では、カラーフィルターよりも下の層において色解像度の低下（いわゆる混色）の防止対策が採られているために、カラーフィルター層において隣接する受光部に向かう光を遮ることができず、本来入るべきではない光が受光部に入ってしまい、色解像度が低下をきたすという課題がある。
本発明は、上記課題の解決を図るべくなされたものであって、カラーフィルターにおいて、ある受光部に入るべき光が隣の受光部に入ることを抑制できる固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、複数の受光部が形成されてなる半導体基板と、半導体基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に、各受光部に対応して形成された高屈折率膜と、各高屈折率膜上にそれぞれ形成されたカラーフィルターとを備え、各カラーフィルターは周辺部が垂れ下がり、当該周辺部は対応する高屈折率膜の外縁にそれぞれ接し、隣り合うカラーフィルターの間に、当該カラーフィルターよりも低い屈折率を有し、かつ、高屈折率膜の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率膜が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る固体撮像装置では、カラーフィルターの周辺部が、高屈折率膜の外縁の少なくとも一部を覆っている。また、隣り合うカラーフィルターの間にはカラーフィルターよりも屈折率が低い低屈折率膜が埋め込まれている。そのため、カラーフィルターの周辺部を斜めに通った光であっても、当該光はカラーフィルターと低屈折率膜との界面で反射されて、高屈折率膜内に入射しやすい。また、その後、当該光は高屈折率膜内を通過して、本来の受光部に入射しやすい。
【０００９】
従って、本発明に係る固体撮像装置では、カラーフィルターにおいて、ある受光部に入るべき光が隣の受光部に入ることを抑制できる固体撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置における各構成要素のレイアウト図である。
【図２】図１に示した固体撮像装置の概略断面図である。
【図３】図１に示した固体撮像装置の撮像領域における４画素のレイアウト図である。
【図４】（ａ）は従来の固体撮像装置において斜め方向に入射した光の光路を示す図であり、（ｂ）は図２に示した固体撮像装置において斜め方向に入射した光の光路を示す図である。
【図５】図２に示した固体撮像装置の製造方法を説明する図である。
【図６】図２に示した固体撮像装置の製造方法を説明する図である。
【図７】図２に示した固体撮像装置の製造方法を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の一部の概略断面図である。
【図９】図８に示した固体撮像装置の製造方法を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置の一部の概略断面図である。
【図１１】図１０に示した固体撮像装置の製造方法を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る固体撮像装置の撮像領域における４画素のレイアウト図である。
【図１３】従来の固体撮像装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態１］
１．固体撮像装置１００の全体構成
図１は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００における各構成要素のレイアウト図である。
図１に示すように、固体撮像装置１００は、受光部であるフォトダイオード１２とフォトダイオード１２で生じた信号電荷を転送する垂直ＣＣＤ１１２とからなる撮像領域１１４、撮像領域１１４から信号電荷が転送される水平転送部１１６、および水平転送部１１６から受け取った信号電荷を電圧に変換し外部に出力する出力アンプ部１１８を備える。撮像領域１１４には複数の画素があり、当該画素はマトリックス状に二次元配置され、画素毎にフォトダイオード１２が形成されている。
【００１２】
図２は、図１に示した固体撮像装置の断面図である。
図２に示すように、固体撮像装置１００は、シリコン基板１０と、シリコン基板１０内に形成されたフォトダイオード１２ａ，１２ｂ，１２ｃ（以下、区別が必要ないときはフォトダイオード１２と総称する）、読み出し領域１４、垂直転送部１６および非読み出し領域１８と、シリコン基板１０上に形成されたゲート酸化膜２０と、ゲート酸化膜２０上に積層されたシリコン酸化膜３０と、垂直転送部１６上方にゲート酸化膜２０を介して形成された転送電極３２と、フォトダイオード１２上方に形成された反射防止膜３４とを備える。反射防止膜３４は、例えば窒化シリコンからなり、その膜厚は、例えば５０ｎｍである。
【００１３】
さらに、固体撮像装置１００は、転送電極３２を覆うように形成された遮光膜３６と、遮光膜３６の開口部に形成された高屈折率膜４０ａ，４０ｂ，４０ｃ（以下、区別が必要ないときは高屈折率膜４０と総称する。）と、高屈折率膜４０の外縁に相当する側面４１ｂの一部と接するよう形成された低屈折率膜４４と、高屈折率膜４０および低屈折率膜４４上に画素毎に形成されたオンチップカラーフィルター５０ａ，５０ｂ，５０ｃ（以下、区別の必要がないときはカラーフィルター５０と総称する）と、各カラーフィルター５０上にそれぞれ形成されたオンチップマイクロレンズ６０とを備える。遮光膜３６は、例えばタングステンなどの高融点金属からなる。オンチップマイクロレンズ６０は、透明な樹脂からなり、その屈折率は１．５〜１．７程度である。
２．固体撮像装置１００要部の詳細な構成
高屈折率膜４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、絶縁膜上に、フォトダイオード１２ａ，１２ｂ，１２ｃにそれぞれ対応して形成され、その形状はピラー形状である。なお、ここでいう絶縁膜とは、ゲート酸化膜２０およびシリコン酸化膜３０をまとめたものである。高屈折率膜４０は、例えば窒化シリコンからなり、その屈折率は、２．０程度である。高屈折率膜４０の材料は窒化シリコンに限らず、屈折率が１．６〜３．０の材料、例えば屈折率が３．０程度のＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ)や、屈折率が１．７程度のポリイミド樹脂等を用いても良い。また、高屈折率膜４０の膜厚は、例えば、１０００ｎｍである。隣り合う高屈折率膜４０ａ，４０ｂおよび４０ｂ，４０ｃの間におけるシリコン酸化膜３０上には、接続部４２が形成されている。接続部４２は、高屈折率膜４０と同じ材料からなる。
【００１４】
低屈折率膜４４は、隣り合う高屈折率膜４０ａ，４０ｂ、および４０ｂ，４０ｃの間における接続部４２上に形成されており、隣り合うカラーフィルター５０ａ，５０ｂ、および５０ｂ，５０ｃの間にまで拡がっている。低屈折率膜４４の下端は、接続部４２に接している。低屈折率膜４４は酸化シリコンからなり、その屈折率は１．４５程度と高屈折率膜４０よりも低い。低屈折率膜４４の材料は、高屈折率膜４０の屈折率よりも低い屈折率を有する材料であれば良く、かつ、カラーフィルター５０の屈折率よりも低い屈折率を有する材料であればよい。そのため、低屈折率膜４４の材料として、酸化シリコンに限らず、屈折率が１．５以下の材料、例えば、屈折率が１．４程度の有機膜を用いても良い。
【００１５】
カラーフィルター５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、高屈折率膜４０ａ，４０ｂ，４０ｃにそれぞれ対応して形成されている。カラーフィルター５０ｂに着目して説明すると、カラーフィルター５０ｂは、高屈折率膜４０ｂの上面４１ａに接するように設けられ、かつ、カラーフィルター５０ｂの周辺部５２ｂは垂れ下がり、高屈折率膜４０ｂの側面４１ｂの上部に接している。カラーフィルター５０ｂ，５０ｃについても同様である。
【００１６】
カラーフィルター５０ａ，５０ｂ，５０ｃはそれぞれ赤色光（波長域６００ｎｍ〜７００ｎｍ程度）、緑色光（波長域５００ｎｍ〜６００ｎｍ程度）、青色光（波長域４００ｎｍ〜５００ｎｍ程度）のいずれかの光を透過する。カラーフィルター５０の各色の配列は、ベイヤー配列となっている。また、カラーフィルター５０は、顔料や染料が混入された樹脂材料からなり、その屈折率が１．５〜１．７程度である。なお、カラーフィルター５０は、上記の原色カラーフィルターに限らず、シアン、マゼンタ、イエローなどの補色カラーフィルターを用いても良い。
【００１７】
ここで、カラーフィルター５０を上面視した場合の形状や構成を、図３を用いて説明する。図３は、図１に示した固体撮像装置１００の撮像領域１１４における４画素のレイアウト図である。図３に示すように、低屈折率膜４４は複数の開口を有する格子状となっており、当該開口の大きさはそれぞれ等しい。各開口には、それぞれカラーフィルター５０が埋め込まれている。隣り合うカラーフィルター５０の間の低屈折率膜４４の幅Ｌ１は１００ｎｍ〜４００ｎｍが望ましく、例えば２００ｎｍである。なお、隣り合う高屈折率膜４０の間の低屈折率膜４４の幅Ｌ２は２００ｎｍ〜６００ｎｍが望ましく、例えば４００ｎｍである。
【００１８】
上述したように、隣り合う高屈折率膜４０ａ，４０ｂ、および４０ｂ，４０ｃの側面４１ｂの上部はカラーフィルター５０の周辺部５２ｂに覆われ、隣り合う高屈折率膜４０ａ，４０ｂ、および４０ｂ，４０ｃの側面４１ｂの中部は低屈折率膜４４で覆われ、隣り合う高屈折率膜４０ａ，４０ｂ、および４０ｂ，４０ｃの下部は接続部４２を介して接続されている。高屈折率膜４０ｂの側面４１ｂの中部は低屈折率膜４４で覆われているため、上方からオンチップマイクロレンズ６０へ入射した光は、高屈折率膜４０ｂと低屈折率膜４４との界面で反射されやすく、フォトダイオード１２ｂに入射しやすい。
３．光の進行路の詳細な説明
図４（ａ）は従来の固体撮像装置において斜め方向に入射した光の光路を示す図であり、（ｂ）は図２に示した固体撮像装置において斜め方向に入射した光の光路を示す図である。各構成の一部は省略してあり、各部材の縮尺は図２とは一致させていない。なお、図４（ａ），（ｂ）において、カラーフィルターの形状以外の構造、部材の寸法および屈折率、位置関係等は同じである。光ａ，ｂは、マイクロレンズ６０ｂに斜め方向に入射し、カラーフィルター５０のフォトダイオード１２ｂに対応する部分を通過する光である。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、従来の構成では、光ａ，ｂは、カラーフィルター５０の通過後、低屈折率膜４４を通り抜け、高屈折率膜４０ａに入射してしまう。高屈折率膜４０ａは、その周囲の低屈折率膜４４とで光導波路を形成しているので、高屈折率膜４０ａに入射された光ａ，ｂは、そのままフォトダイオード１２ａに入射される。カラーフィルター５０のフォトダイオード１２ｂに対応する部分に入射された光は、本来ならフォトダイオード１２ｂに入射されるべきである。
【００２０】
しかしながら、この例では、光ａ，ｂは隣接するフォトダイオード１２ａに入射されるので、色解像度の低下が生じてしまう。
図４（ｂ）に示すように、本実施形態の構成では、光ａは、低屈折率膜４４で反射され、フォトダイオード１２ｂに入射される。光ｂは従来よりも下方でカラーフィルター５０ｂと低屈折率膜４４との界面に入射するため、当該界面で反射されフォトダイオード１２ｂに入射する。これは、カラーフィルター５０が高屈折率膜４０の側面４１ｂの上部を覆うように、従来よりも下方にまでカラーフィルター５０が埋め込まれているためである。これにより、当該入射光がカラーフィルター５０から最初に入射する層が、低屈折率膜４４となる。そして、低屈折率膜４４の屈折率がカラーフィルター５０よりも低いため、当該界面での光の反射が起きやすくなっている。このように、カラーフィルター５０が、高屈折率膜４０の上面４１ａに加え側面４１ｂの一部も覆うことにより、入射光の色解像度の低下を抑制できる。
【００２１】
この構成では、高屈折率膜４０からなる高屈折率部と、高屈折率膜４０を囲む接続部４２及び低屈折率膜４４とからなる低屈折率部とによって、いわゆる屈折率分布レンズが構成される。なお、ここでいう低屈折率部の屈折率は、接続部４２及び低屈折率膜４４の屈折率の平均値とする。この構成では、高屈折率部と低屈折率部との屈折率差を調整することで、屈折率分布レンズの集光位置を調整できる。当該屈折率差を調整するには、接続部４２の膜厚を調整すれば良い。高屈折率膜４０および接続部４２と低屈折率膜４４との屈折率や、高屈折率膜４０の膜厚が設計上固定されていたとしても、接続部４２と低屈折率膜４４との膜厚の割合を変化させることで、高屈折率部を囲む低屈折率部の屈折率を調整できる。
【００２２】
屈折率分布レンズの集光位置を調節することで、遮光膜３６方向に入り込む光の量を抑制でき、遮光膜３６によるケラレや反射を抑制できる。さらに、高屈折率膜４０からフォトダイオード１２に入る光の量を増やすことができ、集光効率を向上できる。
４．固体撮像装置１００の製造方法
まず、図５（ａ）に示すように、既知の方法に従って、シリコン基板１０内に各種の不純物領域としてフォトダイオード１２、読み出し領域１４、垂直転送部１６および非読み出し領域１８を形成した後、シリコン基板１０表面にゲート酸化膜２０を介して転送電極３２を形成し、さらに、反射防止膜３４を形成する。
【００２３】
図５（ｂ）に示すように、転送電極３２を覆うようにシリコン酸化膜材料３０ａを積層し、さらにシリコン酸化膜材料３０ａを介して、転送電極３２の上方に遮光膜３６を形成する。すなわち、遮光膜３６は、フォトダイオード１２の上方で開口部を有するよう形成される。
図５（ｃ）に示すように、反射防止膜３４および遮光膜３６を覆うように、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、さらにシリコン酸化膜材料３０ａを堆積することでシリコン酸化膜３０を形成し、さらに、高屈折率膜材料４０ａを堆積させ、例えばレジストエッチバックやＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により平坦化処理を行う。
【００２４】
図６（ａ）に示すように、レジスト７２ａを用いて高屈折率膜材料４０ａをパターニングし、フォトダイオード１２上方にピラー形状の高屈折率膜４０を、隣り合う高屈折率膜４０の間に接続部４２をそれぞれ形成する。このとき、高屈折率膜４０の膜厚と高屈折率膜４０のエッチング量とを調整し、高屈折率膜４０の集光位置を所望の位置に調整する。
図６（ｂ）に示すように、高屈折率膜４０および接続部４２を覆うように低屈折率膜材料４４ａを堆積させ、例えばレジストエッチバックやＣＭＰ法により平坦化処理を行う。
【００２５】
図７（ａ）に示すように、レジスト７２ｂを用いて低屈折率膜材料４４ａをパターニングし、低屈折率膜４４を形成する。高屈折率膜４０の上面４１ａ上の低屈折率膜材料４４ａは除去される。さらに、高屈折率膜４０の側面４１ｂの上部が露出するまで、エッチングを行う。このとき、窒化シリコンからなる高屈折率膜４０と酸化シリコンからなる低屈折率膜４４とでエッチングレートが異なるエッチング条件で、高屈折率膜４０の側面４１ｂの上部を露出させることができる。
【００２６】
最後に、図７（ｂ）に示すように、カラーフィルター５０およびマイクロレンズ６０を形成する。カラーフィルター５０を形成するには、高屈折率膜４０および低屈折率膜４４上に、液状のカラーフィルター５０の材料を流し込んで、その後、硬化させれば良い。これにより、カラーフィルター５０は、高屈折率膜４０のピラーの上面４１ａおよび側面４１ｂの上部を覆うことになる。
【００２７】
なお、上記製造方法では、接続部４２と高屈折率膜４０とを同じ材料で同時に形成したが、異なる材料で別々に形成してもよい。また、高屈折率膜４０間の低屈折率膜４４とカラーフィルター５０間の低屈折率膜４４とを同じ材料で同時に形成したが、異なる材料で別々に形成してもよい。
［実施の形態２］
１．固体撮像装置２００の構成
図８は、実施の形態２に係る固体撮像装置２００の構造を示す図である。下記以外の構成は、固体撮像装置１００と同じなので説明を省略する。
【００２８】
本実施の形態が実施の形態１と異なる主要な点は、低屈折率膜２４４が高屈折率膜４０の側面４１ｂを覆っていない点である。これにより、固体撮像装置１００と比べ、カラーフィルター５０が高屈折率膜４０の側面４１ｂを広く覆うこととなる。
図８に示すように、遮光膜３６の開口上には、高屈折率膜４０が形成されている。高屈折率膜４０を覆うようにオンチップカラーフィルター５０が形成されており、隣り合うカラーフィルター５０ａ，５０ｂおよび５０ｂ，５０ｃ間に低屈折率膜２４４が形成されている。低屈折率膜２４４は、カラーフィルター５０に接している。また、カラーフィルターの周辺部５２ｂの下端は、接続部４２に接している。上面視した場合、低屈折率膜２４４は格子状であり、当該格子一辺の幅は、１００ｎｍ〜４００ｎｍが望ましく、例えば２００ｎｍである。
２．固体撮像装置２００の製造方法
図９に示すように、図６（ｂ）まで固体撮像装置１００と同様に形成した後、レジスト７２ｃを用いて低屈折率膜２４４の材料をパターニングし、低屈折率膜２４４を形成する。このとき、高屈折率膜４０の上面４１ａ上に形成された低屈折率膜２４４の材料は除去される。また、高屈折率膜４０の側面４１ｂの接続部４２に覆われていない部分が完全に露出するまで、低屈折率膜２４４の材料のエッチングを行う。これにより、実施の形態１と比べ、以降で形成するカラーフィルター５０が高屈折率膜４０の側面４１ｂを広く覆うこととなる。以降は、固体撮像装置１００と同様に形成する。
３．効果
カラーフィルター５０が高屈折率膜４０の側面４１ｂを広く覆うため、さらに色解像度の低下を抑制できる。
［実施の形態３］
１．固体撮像装置３００の構成
図１０は、実施の形態３に係る固体撮像装置３００の構造を示す図である。下記以外の構成は、固体撮像装置１００と同じなので説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態が実施の形態１と異なる主要な点は、接続部４２が形成されておらず、高屈折率膜４０が低い低屈折率膜３４４によって、完全に分離して形成されている点である。
図１０に示すように、遮光膜３６の開口部上には高屈折率膜４０が形成されている。高屈折率膜４０の側面４１ｂを覆って、低屈折率膜３４４が形成されている。カラーフィルター５０は、高屈折率膜４０の上面４１ａおよび側面４１ｂの上部に接して形成されている。隣り合うカラーフィルター５０ａ，５０ｂおよび５０ｂ，５０ｃ間にも低屈折率膜３４４が拡がっている。低屈折率膜３４４の下端は、シリコン酸化膜３０に接している。オンチップカラーフィルター５０上に、オンチップマイクロレンズ６０が形成されている。
【００３０】
低屈折率膜３４４は高屈折率膜４０よりも屈折率の低い材料からなり、上面視した場合、隣り合うカラーフィルター５０ａ，５０ｂおよび５０ｂ，５０ｃ間の低屈折率膜３４４は格子状であり、当該格子一辺の２００ｎｍ〜６００ｎｍが望ましく、例えば４００ｎｍである。低屈折率膜３４４の膜厚は１００ｎｍ〜５００ｎｍが望ましく、例えば３００ｎｍである。
２．固体撮像装置３００の製造方法
図１１に示すように、図５（ｃ）まで固体撮像装置１００と同様に形成した後、レジスト７２ｄを用いて高屈折率膜材料４０ａをパターニングし、高屈折率膜４０を形成する。高屈折率膜４０のエッチングは、高屈折率膜４０が完全に分離するまで行う。以降は、固体撮像装置１００と同様に形成する。
３．効果
高屈折率膜４０の側面４１ｂは広く低屈折率膜３４４に覆われている。そのため、高屈折率膜４０に入った光は、高屈折率膜４０と低屈折率膜４４との界面で反射されやすく、高屈折率膜４０から低屈折率膜４４に侵入することが抑制できる。これにより、高屈折率膜４０による光の閉じ込めが確実にでき、集光効率を向上できる。
［実施の形態４］
１．固体撮像装置４００の構成
図１２は、実施の形態４に係る固体撮像装置４００の構造を示す平面図である。下記以外の構成は、固体撮像装置１００と同じなので説明を省略する。
【００３１】
本実施の形態が実施の形態１と異なる主要な点は、低屈折率膜４４４の開口サイズが異なっている点である。
図１２に示すように、オンチップカラーフィルター４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂ（以下、区別が必要ないときは４５０と総称する）が形成されており、隣り合うカラーフィルター４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂ間に低屈折率膜４４４が形成されている。これらカラーフィルター４５０はベイヤー配列となっている。ここでは、緑色カラーフィルター４５０Ｇが第１開口部に埋め込まれ、赤色のカラーフィルター４５０Ｒ、青色のカラーフィルター４５０Ｂが第１開口部よりも小さい第２開口部に埋め込まれている。上面視した場合、第１および第２開口部は市松状に配されている。
【００３２】
低屈折率膜４４４はカラーフィルター５０よりも屈折率の低い材料、例えば、屈折率が１．４５程度の酸化シリコンからなる。隣り合うカラーフィルター４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂ間の低屈折率膜４４４の幅は１００ｎｍ〜４００ｎｍが望ましく、例えば２００ｎｍである。
２．効果
カラーフィルター４５０の大きさを色毎に調整でき、より撮影対象物に近い色の撮像画像を得ることができる。
［変形例］
本発明に係る固体撮像装置の構成などは、上記実施の形態および変形例に係る固体撮像装置の構成に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において、種々の変形および応用が可能である。そして、技術的思想を逸脱しない範囲において、上述の各工程で使用したプロセスを他の等価なプロセスに置換することが可能である。また、工程順を入れ替えることも、材料種を変更することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、高感度化と色解像度の低下抑制および低スミア化をはかることができ、微細画素の固体撮像装置に有効である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  半導体基板
１２  フォトダイオード
４０  高屈折率膜
４２  接続部
４４  低屈折率膜
５０  カラーフィルター
５２ｂ  周辺部
４５０Ｒ，４５０Ｇ，４５０Ｂ  オンチップカラーフィルター
１００，２００，３００，４００，９００  固体撮像装置
【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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