(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像装置における混色を低減するための技術を提供する。【解決手段】複数の光電変換部１０１を有する撮像装置は、入射光を受ける第１面と、第１面の反対側にある第２面とを有し、光電変換部１０１が配された半導体基板ＳＵＢと、半導体基板ＳＵＢの第２面の側にあり、光電変換部１０１の上に光電変換部１０１と少なくとも部分的に重なるように配置された第１非金属領域１１２と、第１非金属領域１１２の側面に接する第２非金属領域１０７とを備え、第１非金属領域１１２の屈折率は第２非金属領域１０７の屈折率よりも高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換部を有する撮像装置であって、
入射光を受ける第１面と、前記第１面の反対側にある第２面とを有し、前記光電変換部が配された半導体基板と、
前記半導体基板の前記第２面の側であって、前記光電変換部の上に前記光電変換部と少なくとも部分的に重なるように配置された第１非金属領域と、
前記第１非金属領域の側面に接する第２非金属領域とを備え、
前記第１非金属領域の屈折率は前記第２非金属領域の屈折率よりも高いことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１非金属領域の上に反射層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記反射層は、前記第１非金属領域と前記第２非金属領域との境界を覆うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像装置は前記半導体基板の前記第２面の側に配線パターンを備え、
前記反射層は、前記配線パターンのパターニング工程において並行してパターニングされることを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記反射層は、前記配線パターンの一部であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像装置は前記半導体基板の前記第２面の側に配線パターンを備え、
前記反射層と、前記配線パターンとは、前記半導体基板の前記第２面から異なる高さに位置することを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像装置は前記半導体基板の前記第２面の側に、前記第２面からの高さが互いに異なる複数の配線パターンを備え、
前記反射層は、前記複数の配線パターンのうち最も低い配線パターンよりも前記半導体基板の近くに位置することを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１非金属領域の側面は、前記半導体基板の前記第２面の法線に対して傾斜していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１非金属領域は、前記光電変換部とその周囲の領域との境界を覆うことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記光電変換部は、前記第２非金属領域によって覆われる部分を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記複数の光電変換部は、第１波長帯の光を検出するための光電変換部と、前記第１波長帯より短波長側である第２波長帯の光を検出するための光電変換部とを含み、
前記第１非金属領域は、前記第１波長帯の光を検出するための光電変換部の上に位置し、前記第２波長帯の光を検出するための光電変換部の上に配置されないことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記撮像装置は前記半導体基板の前記第２面の側に配線パターンを備え、
前記第２非金属領域は、前記半導体基板と前記配線パターンとの間に位置する層間絶縁層であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第２非金属領域はエアギャップであることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記複数の画素における画素の位置に対応して、当該画素の光電変換部の中心から高屈折率領域がずれて配置されることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
複数の光電変換部を有する撮像装置であって、
入射光を受ける第１面と、前記第１面の反対側にある第２面とを有し、前記光電変換部が配された半導体基板と、
前記半導体基板の前記第２面の側であって、前記光電変換部の上に前記光電変換部と少なくとも部分的に重なるように配置された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の側面に接する第２絶縁層とを備え、
前記第１絶縁層の屈折率は前記第２絶縁層の屈折率よりも高いことを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号を処理する信号処理装置とを備えることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
裏面照射型の撮像装置は一般に光電変換部の厚さが表面照射型の撮像装置よりも薄いので、撮像装置への入射光が光電変換部において十分に吸収されず、その一部が光電変換部を透過しうる。光電変換部を透過した光が配線層などで反射して他の画素の光電変換部へ到達した場合には、画素間で混色が発生しうる。このような混色を防止するために、特許文献１では、光電変換部の上にゲート絶縁膜を介して筒状の金属層を配置する構造を提案する。光電変換部を透過し、筒状の金属層の内側に進入した光は金属層の側面で反射する。このように金属層は隣接画素へ向かう光の遮断層として機能するので、画素間の混色が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４７３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構造において、ある画素の光電変換部を透過し、隣接する画素に近づく方向に進む光が筒状の金属層の内側の側面で反射した場合に、この光は隣接する画素から遠ざかる方向に進むので、混色が発生する可能性は低くなる。しかし、ある画素の光電変換部を透過し、隣接する画素に近づく方向に進む光が筒状の金属層の底面で反射した場合に、この光は隣接する画素に近づく方向のまま進むので、再び半導体基板に進入した後に、隣接する画素の光電変換部に到達してしまう場合がある。このように、特許文献１の構造では十分に混色を低減できない。また、表面照射型の撮像装置においても、光電変換部を透過した光が反射して他の光電変換部に到達する可能性がある。そのため、表面照射型の撮像装置において、光電変換部を透過した光による混色を低減できないという課題がある。そこで、本発明は、撮像装置における混色を低減するための技術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】
【０００５】
上記課題に鑑みて、本発明の第１側面は、複数の光電変換部を有する撮像装置であって、入射光を受ける第１面と、前記第１面の反対側にある第２面とを有し、前記光電変換部が配された半導体基板と、前記半導体基板の前記第２面の側であって、前記光電変換部の上に前記光電変換部と少なくとも部分的に重なるように配置された第１非金属領域と、前記第１非金属領域の側面に接する第２非金属領域とを備え、前記第１非金属領域の屈折率は前記第２非金属領域の屈折率よりも高いことを特徴とする撮像装置を提供する。
本発明の第２側面は、複数の光電変換部を有する撮像装置であって、入射光を受ける第１面と、前記第１面の反対側にある第２面とを有し、前記光電変換部が配された半導体基板と、前記半導体基板の前記第２面の側であって、前記光電変換部の上に前記光電変換部と少なくとも部分的に重なるように配置された第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の側面に接する第２絶縁層とを備え、前記第１の絶縁層の屈折率は前記第２絶縁層の屈折率よりも高いことを特徴とする撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
上記手段により、撮像装置における混色を低減するための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置の構造例を説明する図。
【図２】本発明の実施形態の撮像装置の製造方法例を説明する図。
【図３】本発明の実施形態の撮像装置の製造方法例を説明する図。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例を説明する図。
【図５】本発明の第１実施形態の別の変形例を説明する図。
【図６】本発明の第１実施形態の別の変形例を説明する図。
【図７】本発明の第１実施形態の別の変形例を説明する図。
【図８】本発明の第１実施形態の別の変形例を説明する図。
【図９】本発明の第１実施形態の別の変形例を説明する図。
【図１０】本発明の第１実施形態の別の変形例を説明する図。
【図１１】本発明の第１実施形態の別の変形例を説明する図。
【図１２】本発明の第１実施形態の別の変形例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。複数の実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
【０００９】
図１を参照して本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００の構造を説明する。図１（ａ）は撮像装置１００の一部分の平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。図１（ａ）の平面図では、説明を明確にするために、一部の構成要素を省略している。撮像装置１００は図１（ｂ）に示されるように裏面照射型の撮像装置１００であり、撮像装置１００は図面下側からの入射光を受光して信号に変換しうる。本発明は、図１に示す撮像装置の構成に限られず、撮像装置であればどのような構成であっても適用可能である。
【００１０】
撮像装置１００はアレイ状に配置された複数の画素を有し、図１（ａ）にはそのうちの４つの画素ＰＸが示される。画素ＰＸのそれぞれは、Ｐ型の半導体基板ＳＵＢに形成されたＮ型の半導体領域１０１を含み、この半導体領域１０１が光電変換部として機能しうる。例えば、半導体領域１０１は、隣接して配された反対導電型の半導体領域とともに、フォトダイオードを構成しうる。隣接して配された反対導電型の半導体領域は、半導体基板ＳＵＢに限らず、Ｐ型の半導体領域であればよい。
【００１１】
半導体基板ＳＵＢはＮ型の半導体領域であるフローティングディフュージョンＦＤをさらに有し、このフローティングディフュージョンＦＤは上下に隣接する２つの画素ＰＸで共有される。画素ＰＸは、フローティングディフュージョンＦＤと半導体領域１０１との間の領域を覆う位置に転送ゲート１０２を有しうる。転送ゲート１０２は例えばポリシリコンで形成される。転送ゲート１０２にはゲート線１０３が接続されており、ゲート線１０３に供給された駆動信号によって転送トランジスタが制御される。
【００１２】
フローティングディフュージョンＦＤはソースフォロアトランジスタＳＦに接続されており、フローティングディフュージョンＦＤの電位に応じた信号がソースフォロアトランジスタＳＦから信号線に供給される。フローティングディフュージョンＦＤはリセットトランジスタＲＳにも接続されており、リセットトランジスタＲＳが導通状態になると、フローティングディフュージョンＦＤの電位がリセットされる。
【００１３】
半導体基板ＳＵＢは、トランジスタや光電変換部の周囲に、ＳＴＩ（shallow trench isolation）などの素子分離領域ＩＳＯ及びＰ型のチャネルストップ領域１０４を有しうる。図１（ａ）の実線１０５はアクティブ領域と素子分離領域ＩＳＯとの間の境界を示す。撮像装置１００はさらに、半導体基板ＳＵＢの光の入射側（図１（ｂ）の下側）に、平坦化層１０６、カラーフィルタＣＦ及びマイクロレンズＭＬを順に有しうる。
【００１４】
撮像装置１００はさらに、半導体基板ＳＵＢの光の入射側とは反対側（図１（ｂ）の上側）に、層間絶縁層１０７及び支持基板１０８を順に有しうる。層間絶縁層１０７は例えば酸化シリコンで形成されうる。撮像装置１００は、層間絶縁層１０７内に、複数の配線層を有しうる。配線層は、アルミニウムや銅などで形成された配線パターン１０９と、ＴｉＮ／Ｔｉなどで形成されたバリアメタル１１０とを含みうる。半導体基板ＳＵＢに形成された回路素子は、タングステンなどで形成されたコンタクトプラグ１１１によって配線層に接続される。
【００１５】
撮像装置１００は、層間絶縁層１０７内に高屈折率領域１１２（第１非金属領域）をさらに備えうる。高屈折率領域１１２は、各画素において、光電変換部として機能する半導体領域１０１の上に個別に配置される。高屈折率領域１１２は、少なくとも部分的に半導体領域１０１と重なるように配置される。つまり、半導体基板の光電変換部の表面に垂直に投影した射影が少なくとも部分的に重なる。高屈折率領域１１２は、絶縁体（第１絶縁層）であってもよい。高屈折率領域１１２の側面には層間絶縁層１０７（第２非金属領域）が接している。高屈折率領域１１２は周囲の層間絶縁層１０７のよりも屈折率が高い非金属材料で形成される。例えば、高屈折率領域１１２の材料として、シロキサン系樹脂やポリイミド等の有機材料や、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化チタン等の無機材料を用いる。高屈折率領域１１２の材料として、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ハフニウム等の金属酸化物含有樹脂を用いてもよい。これらの金属酸化物は、いずれも絶縁体（第２絶縁層）である。撮像装置１００に入射した光のうち、半導体領域１０１を透過し、高屈折率領域１１２の底面（半導体基板ＳＵＢ側の面）に入った光は、高屈折率領域１１２と層間絶縁層１０７との界面（高屈折率領域１１２の側面）で反射する。すなわち、高屈折率領域１１２は導光路として機能しうる。また、高屈折率領域１１２の側面を覆う層間絶縁層１０７も非金属領域であるので、高屈折率領域１１２の側面を金属で覆う場合と比較して、隣接画素へ向かう反射光を低減できる。
【００１６】
撮像装置１００は、層間絶縁層１０７内に反射層１１３をさらに備えうる。反射層１１３はアルミニウムや銅などの金属で形成され、高屈折率領域１１２を透過した光を反射して光電変換部へ戻す。本実施形態では、反射層１１３は高屈折率領域１１２の上面全体と、高屈折率領域１１２の側面を覆う層間絶縁層１０７とを覆い、その結果として高屈折率領域１１２と層間絶縁層１０７との境界を覆う形状・位置に形成される。これにより、高屈折率領域１１２に入射した光を反射層１１３で効率よく反射できる。反射層１１３は配線パターン１０９の一部を構成してもよい。すなわち、撮像装置１００の動作時に、反射層１１３に電流が流れたり、又は電圧が印加されたりする構成であってもよい。
【００１７】
図２および図３を参照して、図１の撮像装置１００の製造方法の一例を説明する。図２および図３の各図は、図１（ｂ）に対応する位置における断面図を示す。まず、図２（ａ）に示されるように、図１で説明した構造が形成された半導体基板ＳＵＢを準備する。この半導体基板ＳＵＢは既存の方法で形成できるので、その説明を省略する。半導体基板ＳＵＢは表（おもて）面ＦＳ（第１面）と、その反対側（第１面の反対側）にある裏面ＢＳ（第２面）とを有する。撮像装置１００への入射光は半導体基板ＳＵＢの裏面ＢＳから光電変換部へ入射する。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示されるように、ポリシリコンなどを用いて転送ゲート１０２や他のトランジスタのゲートを形成する。図示していないが、転送ゲート１０２の下にはゲート絶縁膜が形成される。その後、転送ゲート１０２の上から半導体基板ＳＵＢの表面ＦＳの側（第２面の側）に酸化シリコンをプラズマＣＶＤで堆積して層間絶縁層１０７を成膜し、ＣＭＰで層間絶縁層１０７の上面を平坦化する。
【００１９】
次に、図２（ｃ）に示されるように、層間絶縁層１０７の上にレジストパターン２０１を形成する。レジストパターン２０１は、コンタクトプラグ１１１のような半導体基板ＳＵＢに形成された回路素子に接続されるコンタクトプラグが形成されるべき位置を露出させ、その他の部分を被覆する。このレジストパターン２０１をマスクとして用いてエッチングを行い、層間絶縁層１０７の一部を除去して開口２０２を形成する。開口２０２は半導体基板ＳＵＢに到達し、開口２０２によって半導体基板ＳＵＢの表面ＦＳの一部が露出する。
【００２０】
次に、図２（ｄ）に示されるように、レジストパターン２０１を除去した後に、開口２０２にタングステンを埋め込む。これによって、開口２０２にコンタクトプラグ１１１が形成される。次に、図２（ｅ）に示されるように、層間絶縁層１０７の上にレジストパターン２０３を形成する。レジストパターン２０３は、図１の高屈折率領域１１２が形成されるべき位置を露出させ、他の部分を被覆する。このレジストパターン２０３をマスクとして用いてエッチングを行い、層間絶縁層１０７の一部を除去して開口２０４を形成する。開口２０４は半導体基板ＳＵＢに到達し、開口２０４によって半導体基板ＳＵＢの表面ＦＳの一部が露出する
次に、図３（ａ）に示されるように、レジストパターン２０３を除去した後に、開口２０４に上述の材料で高屈折率領域１１２を形成する。本実施形態では、高屈折率領域１１２が半導体基板ＳＵＢに接するように構成されるが、高屈折率領域１１２と半導体基板ＳＵＢとの間にエッチング停止層や反射防止層などを形成してもよい。
【００２１】
次に、図３（ｂ）に示されるように、層間絶縁層１０７、コンタクトプラグ１１１及び高屈折率領域１１２の上にバリアメタル１１０を成膜し、反射層１１３を形成すべき位置にあるバリアメタル１１０をエッチングによって除去する。次に、図３（ｃ）に示されるように、バリアメタル１１０の上およびバリアメタル１１０が除去された領域の上にアルミニウムなどの金属層３０１を形成する。次に、図３（ｄ）に示されるように、金属層３０１およびバリアメタル１１０をエッチングして、第１層の配線パターン１０９及び反射層１１３をパターニングする。このように、配線パターン１０９のパターニング工程において、反射層１１３と並行してパターニングすることで、工数を低減できる。この例では、半導体基板ＳＵＢに最も近い配線層を形成するためのパターニング工程で反射層１１３を形成したが、他の配線層を形成するためのパターニング工程で反射層１１３を形成してもよい。その後、既存の方法を用いて他の構成要素を形成して、図１の撮像装置１００を完成する。
【００２２】
続いて、図４から図１２を参照して、第１実施形態に係る撮像装置１００の変形例を説明する。以下に説明する変形例は相互に組み合わせることが可能である。以下に説明する変形例であっても撮像装置１００と同様の効果が得られる。図４の撮像装置４００では、各画素ＰＸの半導体領域１０１がそれぞれ素子分離領域ＩＳＯによって覆われている点で撮像装置１００とは異なる。図４（ａ）の実線４０１はアクティブ領域と素子分離領域ＩＳＯとの間の境界を示す。図４（ｂ）は図４（ａ）の点線ＡＡに沿った断面の模式図である。
【００２３】
図５の撮像装置５００では、半導体領域１０１と高屈折率領域１１２との関係が撮像装置１００とは異なる。図１に示された撮像装置１００では、半導体基板ＳＵＢの表面ＦＳにおいて半導体領域１０１が占める面積が高屈折率領域１１２の底面の面積よりも大きく、高屈折率領域１１２が半導体領域１０１の一部分のみを覆っている。そのため、層間絶縁層１０７（第２非金属領域）が半導体領域１０１の一部を覆っている。この構成では、反射層１１３で反射した光を半導体領域１０１に効率よく集光できる。一方、図５に示された撮像装置５００では、半導体基板ＳＵＢの表面ＦＳにおいて半導体領域１０１が占める面積が高屈折率領域１１２の底面の面積よりも小さく、高屈折率領域１１２が半導体領域１０１の全面と、その周辺部分とを覆っている。この構成では、半導体領域１０１を透過した光を高屈折率領域１１２に効率よく集光できる。
【００２４】
図６の撮像装置６００では、高屈折率領域１１２と反射層１１３との関係が撮像装置１００とは異なる。図１に示された撮像装置１００では、高屈折率領域１１２の上面の面積が反射層１１３の底面の面積よりも小さく、反射層１１３の底面が半導体領域１０１の上面全体とその周辺部分とを覆っている。一方、図６に示された撮像装置６００では、高屈折率領域１１２の上面の面積が反射層１１３の底面の面積よりも大きく、反射層１１３の底面が半導体領域１０１の上面の一部分のみを覆っている。
【００２５】
図７の撮像装置７００、７１０は、高屈折率領域１１２の形状が図１の撮像装置１００とは異なる。図１に示された撮像装置１００では、高屈折率領域１１２の側面が半導体基板ＳＵＢの表面ＦＳに直交している。つまり、高屈折率領域１１２の側面が半導体基板ＳＵＢの法線（第２面の法線）に対して傾いていない。一方、撮像装置７００、７１０では、高屈折率領域１１２の側面が半導体基板ＳＵＢの表面ＦＳの法線に対して傾斜している。具体的には、撮像装置７００では、高屈折率領域１１２に、半導体基板ＳＵＢから離れるほど細くなるテーパーがついている。撮像装置７１０では、高屈折率領域１１２に、半導体基板ＳＵＢから離れるほど太くなる逆テーパーがついている。このように高屈折率領域１１２にテーパー又は逆テーパーをつけることによって、半導体領域１０１や反射層１１３が形状に制約を有する場合であっても、高屈折率領域１１２に効率よく集光できる。
【００２６】
図８の撮像装置８００、８１０は、反射層１１３の位置が図１の撮像装置１００とは異なる。図１に示された撮像装置１００では、反射層１１３が最下位の配線層と同じ高さ（半導体基板ＳＵＢからの距離）に形成される。一方、図８に示された撮像装置８００、８１０では、反射層１１３が何れの配線層とも異なる高さに形成される。具体的には、撮像装置８００では、反射層１１３は最下位の配線層よりも下に形成される。撮像装置８１０では、反射層１１３は最上位の配線層よりも上に形成される。撮像装置８００、８１０では、高屈折率領域１１２が反射層１１３まで延びているが、高屈折率領域１１２と反射層１１３との間に層間絶縁層１０７や他の部材が存在してもよい。
【００２７】
図９の撮像装置９００、９１０は、反射層１１３を有していない点で図１の撮像装置１００とは異なる。図１に示された撮像装置１００は反射層１１３を有することにより、光電変換部を透過した光を光電変換部へ戻すことができ、光電変換部の感度が向上する。一方、図９に示された撮像装置９００、９１０は最下位の配線層に反射層を有しないので、第１層の配線層に形成される配線パターン１０９の自由度が高まる。この変形例でも、撮像装置９００のように高屈折率領域１１２が最下位の配線層まで形成されてもよいし、撮像装置９１０のように高屈折率領域１１２が最下位の配線層まで形成されてもよいし、配線層とは異なる高さまで形成されてもよい。反射層１１３を有していなくても、高屈折率領域１１２が導光路として機能することによって、隣接画素間の混色が低減される。
【００２８】
図１０の撮像装置１０００、１０１０は、高屈折率領域１１２の側面を覆う位置に層間絶縁層１０７とは異なる非金属の低屈折領域１００１（第２非金属領域）を有する点で図１の撮像装置１００とは異なる。低屈折領域１００１は高屈折率領域１１２よりも屈折率が低ければどのような非金属材料で形成されてもよく、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、硼燐珪酸塩ガラスなどで形成されてもよい。低屈折領域１００１はエアギャップとして形成されてもよい。エアギャップとして形成することにより、高屈折率領域１１２と低屈折領域１００１との屈折率の差を大きくすることができる。エアギャップは、図３（ａ）の工程において、層間絶縁層１０７のうち高屈折率領域１１２の周囲にある部分をエッチングで除去して開口を形成することによって形成されうる。この開口に、気体が密閉され、エアギャップが形成される。この開口が真空状態とされてもよい。
【００２９】
撮像装置１０００では、撮像装置１００と同様に、層間絶縁層１０７とは異なる材料で高屈折率領域１１２が形成される。撮像装置１０００では、層間絶縁層１０７と同じ材料で高屈折率領域１１２が形成される。言い換えると、層間絶縁層１０７の一部として高屈折率領域１１２が形成される。この場合に、図２（ｅ）及び図３（ａ）を用いて説明した高屈折率領域１１２を形成するための工程が省略できる。
【００３０】
図１１の撮像装置１１００、１１１０は、特定の画素のみに高屈折率領域１１２及び反射層１１３を有する点で図１の撮像装置１００とは異なる。撮像装置１１００、１１００の複数の画素ＰＸは、青色成分を検出するための画素（以下、青色画素）、緑色成分を検出するための画素（以下、緑色画素）及び赤色成分を検出するための画素（以下、赤色画素）を含む。例えば、青色成分とは波長が４３０〜４８０ｎｍ程度の成分であり、緑色成分とは波長が５００〜５７０ｎｍ程度の成分であり、赤色成分とは波長が６１０〜７８０ｎｍ程度の成分である。これらの画素は例えばベイヤ配列に従って配置されうる。青色光のような波長の短い光は半導体基板ＳＵＢでの吸収率が高く、半導体基板ＳＵＢを透過する青色光の光量は少ない。そのため、撮像装置１１００では、赤色画素及び緑色画素のみに高屈折率領域１１２及び反射層１１３を配置し、青色画素には高屈折率領域１１２及び反射層１１３を配置しない。また、半導体基板ＳＵＢの厚さによっては、半導体基板ＳＵＢを透過する緑色光の光量も少ない。そこで、撮像装置１１００では、赤色画素のみに高屈折率領域１１２及び反射層１１３を配置し、青色画素及び緑色画素には高屈折率領域１１２及び反射層１１３を配置しない。より一般的に、第１波長帯よりも短波長側である第２波長帯の光を検出するための光電変換部の上に高屈折率領域１１２及び反射層１１３を配置しないことで、配線層における配線パターンの自由度が高まる。
【００３１】
図１２の撮像装置１２００は、画素ごとに高屈折率領域１１２の位置が異なる点で図１の撮像装置１００とは異なる。図１２には撮像装置１２００の有する画素アレイＰＡが示される。画素アレイＰＡは複数の画素を含み、例として５行５列の画素が配置されている。図１２には光電変換部として機能する半導体領域１０１と、高屈折率領域１１２とだけが示される。撮像装置１２００では、画素アレイＰＡにおける画素の位置に対応して、当該画素の半導体領域１０１（光電変換部）の中心から高屈折率領域１１２がずれて配置されている。例えば、画素アレイＰＡ画素アレイＰＡの中央に位置する画素ＰＸｃでは、高屈折率領域１１２ｃは半導体領域１０１ｃの中央に位置する。画素アレイＰＡの左側に位置する画素ＰＸｌでは、高屈折率領域１１２ｌは半導体領域１０１ｌの左側にずれている。画素アレイＰＡの右側に位置する画素ＰＸｒでは、高屈折率領域１１２ｒは半導体領域１０１ｒの右側にずれている。画素アレイＰＡの上側に位置する画素ＰＸｕでは、高屈折率領域１１２ｕは半導体領域１０１ｕの上側にずれている。画素アレイＰＡの左上側に位置する画素ＰＸｕｌでは、高屈折率領域１１２ｕｌは半導体領域１０１ｕｌの左上側にずれている。このように、撮像装置１２００に含まれる画素ＰＸは、画素アレイＰＡの中央からみた方向に、高屈折率領域１１２が半導体領域１０１に対してずれて配置される。このずれ量は、画素アレイＰＡの中央から遠くにある画素ほど大きくてもよい。このように配置することによって、画素アレイＰＡの外縁付近に配置された画素に対して斜めに入射する光を効率よく高屈折率領域１１２に集光できる。
【００３２】
以下、上記の各実施形態に係る撮像装置の応用例として、この撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に有する装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末等）も含まれる。カメラは、上記の実施形態として例示された本発明に係る撮像装置と、この撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部とを含む。この信号処理部は、例えば、Ａ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサとを含みうる。
【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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