(57)【要約】【課題】固体撮像素子において、マイクロレンズに大きい入射角で入射した光を効率良く光電変換部に導くことができるようにする。【解決手段】複数の画素を有する固体撮像素子において、複数の画素のそれぞれが、光を集光するマイクロレンズ２５と、マイクロレンズにより集光された光を光電変換する光電変換部１１と、マイクロレンズと光電変換部の間に配置され、マイクロレンズから光電変換部に向かう光の光路に対応する位置に開口部３１ａを有する金属電極層３１と、マイクロレンズと光電変換部の間に配置され、マイクロレンズ側に凸の凸レンズ形状部４０ａを有する透明膜層４０とを具備し、凸レンズ形状部は、その厚み方向の少なくとも一部が、金属電極層に形成された開口部３１ａ内に進入して配置されている。【選択図】      図１
2006203449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する固体撮像素子において、
前記複数の画素のそれぞれが、
光を集光するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズにより集光された光を光電変換する光電変換部と、
前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に配置され、前記マイクロレンズから前記光電変換部に向かう光の光路に対応する位置に開口部を有する複数の金属電極層と、
前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に配置され、前記マイクロレンズ側に凸の凸レンズ形状部を有する透明膜層とを具備し、
前記凸レンズ形状部は、その厚み方向の少なくとも一部が、前記複数の金属電極層の内の少なくとも１つの金属電極層に形成された前記開口部内に進入して配置されていることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記凸レンズ形状部の厚さは、前記金属電極層の厚さと略等しい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】
前記透明膜層は、前記金属電極層を被覆してい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】
前記複数の金属電極層間を接続する導電部をさらに具備し、前記透明膜層は、前記導電部の配置領域を除いた部分に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
固体撮像素子を製造する方法であって、
シリコン基板に、入射した光を光電変換する光電変換部を形成する光電変換部形成工程と、
前記光電変換部の上方に、該光電変換部に入射する光の光路に対応する位置に開口部を有する金属電極層を形成する金属電極層形成工程と、
前記金属電極層上に、前記開口部に対応する位置に前記光電変換部とは反対方向に凸の凸レンズ形状部を有する透明膜層を、前記凸レンズ形状部の厚み方向の少なくとも一部が前記開口部内に進入するように形成する透明膜層形成工程と、
前記透明膜層の上方に、前記光電変換部に光を集光するマイクロレンズを形成するマイクロレンズ形成工程と、
を具備することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
前記透明膜層形成工程では、前記凸レンズ形状部の厚さを、前記金属電極層の厚さと略等しく形成することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
前記透明膜層形成工程では、前記透明膜層を前記金属電極層を被覆するように形成することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられる固体撮像素子の受光効率を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年デジタルスチルカメラは低価格になってきているが、その一因は固体撮像素子のチップサイズが小さくなってきていることにある。固体撮像素子のチップサイズが小さくなることによって、撮影光学系を含めた撮像ユニットが小さくなるが、更なる小型化のために撮影光学系自体の小型化も図られてきている。撮影光学系を小型化するためには、撮影光学系の射出瞳を固体撮像素子に近づける必要があり、その結果固体撮像素子の画面周辺に入射する光の、光軸に対する傾き角度（入射角）が大きくなってくる。固体撮像素子に入射する光の入射角が大きくなると光電変換部に光が到達しにくくなる。
【０００３】
そのため、例えば特許文献１に開示されている固体撮像装置では、固体撮像装置のオンチップマイクロレンズと光電変換部との間に、光電変換部側に凸の平凸レンズを設け、光電変換部の面積が小さい固体撮像装置においても広い光線入射角範囲において受光効率を向上できるようにしている。
【０００４】
また特許文献２には、光電変換部の直上に凸レンズを設けた固体撮像装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２７４４４３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている固体撮像装置では、オンチップマイクロレンズと光電変換部との間に設けられた平凸レンズが光電変換部側に凸の形状をなしているため、入射角の大きい光の一部は凸レンズ部で全反射してしまい、光を光電変換部に有効に導くことができないという欠点があった。
【０００６】
そこで凸レンズ部で全反射を起こさないようにする一つの手法として、固体撮像素子２００の断面図である図９に示すように、オンチップマイクロレンズ２５と光電変換部１１との間にオンチップマイクロレンズ２５側に凸の凸平レンズ４０を設けることが考えられる。しかし、金属電極層３１と保護層４１を形成した後に凸平レンズ４０を形成すると、保護層４１からオンチップマイクロレンズ２５側に向かって凸平レンズ４０が突出するため、オンチップマイクロレンズ２５と凸平レンズ４０との距離が長くなり、結果的に、オンチップマイクロレンズ２５と光電変換部１１との距離も長くなって、入射角の大きい光が光電変換部１１に導かれにくくなるという欠点があった。
【０００７】
また、特許文献２の固体撮像装置では、凸レンズが光電変換部の直上、即ち光電変換部に近接して形成されているため、その凸レンズは光電変換部に入射する光の集光にはほとんど寄与していないという欠点があった。
【０００８】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、固体撮像素子において、マイクロレンズに大きい入射角で入射した光を効率良く光電変換部に導くことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる固体撮像素子は、複数の画素を有する固体撮像素子において、前記複数の画素のそれぞれが、光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズにより集光された光を光電変換する光電変換部と、前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に配置され、前記マイクロレンズから前記光電変換部に向かう光の光路に対応する位置に開口部を有する複数の金属電極層と、前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に配置され、前記マイクロレンズ側に凸の凸レンズ形状部を有する透明膜層とを具備し、前記凸レンズ形状部は、その厚み方向の少なくとも一部が、前記複数の金属電極層の内の少なくとも１つの金属電極層に形成された前記開口部内に進入して配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係わる固体撮像素子の製造方法は、固体撮像素子を製造する方法であって、シリコン基板に、入射した光を光電変換する光電変換部を形成する光電変換部形成工程と、前記光電変換部の上方に、該光電変換部に入射する光の光路に対応する位置に開口部を有する金属電極層を形成する金属電極層形成工程と、前記金属電極層上に、前記開口部に対応する位置に前記光電変換部とは反対方向に凸の凸レンズ形状部を有する透明膜層を、前記凸レンズ形状部の厚み方向の少なくとも一部が前記開口部内に進入するように形成する透明膜層形成工程と、前記透明膜層の上方に、前記光電変換部に光を集光するマイクロレンズを形成するマイクロレンズ形成工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、固体撮像素子において、マイクロレンズに大きい入射角で入射した光を効率良く光電変換部に導くことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１乃至図３は本発明の第１の実施形態に係わる固体撮像素子を示す図であり、図１はＣＭＯＳ型の固体撮像素子の概略側断面図、図２及び図３はＣＭＯＳ型の固体撮像素子の製造プロセスを説明するための図である。
【００１４】
図１を参照して、本実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の構造について説明する。
【００１５】
デジタルカメラ等に用いられる固体撮像素子は数百万の画素で構成されているが、図１は固体撮像素子１の１画素分の断面を示している。
【００１６】
固体撮像素子１に入射した光は、オンチップマイクロレンズ２５にて集光され平坦化層２４、カラーフィルタ層２３、平坦化層２２、シリコン窒化膜層４０、及び層間絶縁膜層２１，２０を透過して、シリコン基板１０に形成された光電変換部１１へ導かれる。
【００１７】
なお、図中、１２は光電変換部１１で発生した電荷を転送するための第１の電極であるポリシリコン電極である。また、転送された電荷を選択的に固体撮像素子の外部に出力するための第２の電極３０及び第３の電極３１が層間絶縁膜層２０，２１上に配設されている。第２の電極３０及び第３の電極３１は、通常アルミ等の金属から形成されている。また、６０は第２の電極３０と第３の電極３１を接続するビアである。
【００１８】
本実施形態の固体撮像素子１では、シリコン窒化膜層４０は従来の保護層を兼ねるため第３の電極３１を被覆するように形成され、また第３の電極３１の開口部分３１ａでは、オンチップマイクロレンズ２５にて集光された光が通過する領域に、光入射側に凸のレンズ部４０ａが形成されている。オンチップマイクロレンズ２５で集光された光はシリコン窒化膜層４０の凸レンズ部４０ａで光電変換部１１に向かう方向に偏向されるため、凸レンズ部４０ａへの入射角の大きい光も光電変換部１１に効率よく導くことが可能となっている。また、凸レンズ部４０ａは光入射側に凸の形状であるため、凸レンズの表面で入射光の全反射は発生しない。
【００１９】
また、シリコン窒化膜層４０の凸レンズ部４０ａの厚さｔlは、第３の電極３１の厚さｔａとほぼ等しくなるように構成されているため、平坦性が良く、シリコン窒化膜層４０の凸レンズ部４０ａの形成後の平坦化処理を容易にしている。
【００２０】
図２及び図３は本実施形態のＣＭＯＳ型固体撮像素子１の製造プロセスを説明するための図である。図２及び図３では、固体撮像素子１の画面中心付近の１画素の断面構造を示している。
【００２１】
まず、シリコン基板１０を熱酸化してシリコン基板１０の表面に不図示のシリコン酸化膜ＳｉＯを形成する。さらに、シリコン基板１０中に光電変換領域を形成するために、フォトレジスト５０を塗布し、所定パターンのフォトマスクを介して露光を行い、さらに現像処理を行う。ポジ型のフォトレジストの場合、現像処理することにより光が照射された領域、すなわち光電変換領域に対応する領域５０ａのフォトレジスト５０が溶解し、図２（ａ）に示すように、シリコン酸化膜ＳｉＯの一部が露出する。さらに、シリコン基板１０に対してイオンを打ち込むことにより、光電変換部１１を形成する。
【００２２】
シリコン基板１０中に光電変換部１１が形成されると、光電変換部１１にて発生した電荷を転送するための第１の電極１２をシリコン基板１０の表面に形成する工程に進む。
【００２３】
まず、シリコン基板１０の表面に、フォトレジスト５１を塗布し不図示のフォトマスクで覆って露光する。フォトマスクは、光電変換部１１の一部を覆う第１の電極１２に対応する領域は光を透過し、その他の領域は光を遮光するように構成されている。さらにフォトレジスト５１を現像処理することにより、光が照射された領域、すなわち第１の電極１２に対応する領域５１ａのフォトレジスト５１が溶解し、図２（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜ＳｉＯの一部が露出する。さらに、図２（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜１２ａを形成し、フォトレジスト５１を剥離することによって第１の電極１２を形成する。
【００２４】
第１の電極１２が形成されると、図２（ｄ）に示すように、第２の電極３０を形成するための第１の層間絶縁膜層２０を形成し平坦化を行う。第１の層間絶縁膜層２０は屈折率が約１.４６のシリコン酸化膜ＳｉＯ2で形成されている。
【００２５】
次に、第２の電極３０を形成する工程に進む。
【００２６】
まず、フォトレジスト５２を塗布し第２の電極３０のパターンに対応したフォトマスクで覆って露光後、現像処理する。フォトレジスト５２を現像処理することにより、光が照射された領域すなわち第２の電極３０に対応する領域５２ａのフォトレジスト５２が溶解し、図２（ｅ）に示すように、第１の層間絶縁膜層２０の一部が露出する。
【００２７】
さらに、ＣＶＤ装置等にてアルミニウムＡｌを蒸着し、フォトレジスト５２を剥離することにより第２の電極３０を形成する。さらに、図２（ｆ）に示すように、第２の電極３０の上に、第３の電極３１を形成するための第２の層間絶縁膜層２１をシリコン酸化膜ＳｉＯ2で形成する。
【００２８】
次に、第２の電極３０と第３の電極３１を接続するためのビア６０を形成する工程に進む。
【００２９】
まずフォトレジスト５３を塗布しビア６０の位置に対応したフォトマスクで覆って露光後、現像処理する。フォトレジスト５３を現像処理することにより、光が照射された領域すなわちビア６０に対応する領域５３ａのフォトレジスト５３が溶解し、第２の層間絶縁膜層２１の一部が露出する。次に、ドライエッチング処理を行うことによって、図２（ｇ）に示すように、第２の層間絶縁膜層２１にビア６０を形成する。さらに、ビア６０に金属プラグ６０ａを埋め込む。
【００３０】
次に、第３の電極３１を形成する工程に進む。
【００３１】
まず、フォトレジスト５４を塗布し、第３の電極３１のパターンに対応したフォトマスクで覆って露光後、現像処理する。フォトレジスト５４を現像処理することにより、光が照射された領域すなわち第３の電極３１に対応する領域５４ａのフォトレジスト５４が溶解し、図２（ｈ）に示すように、第２の層間絶縁膜層２１の一部が露出する。
【００３２】
さらに、ＣＶＤ装置等にてアルミニウムＡｌを蒸着し、フォトレジスト５４を剥離することにより、図２（ｉ）に示すように第３の電極３１を形成する。
【００３３】
さらに、シリコン窒化膜層４０を所定の厚さ成膜して保護層を兼ねるように形成するとともに、集光効率を向上させる凸レンズ部４０ａを第３の電極３１の開口部３１ａに設ける工程に進む。
【００３４】
まず、第３の電極３１の上に、シリコン窒化膜層４０を所定の厚さで成膜する。
【００３５】
次に、第３の電極３１の開口部３１ａに凸レンズ部４０ａを形成するために、まず図２（ｊ）に示すように、シリコン窒化膜層４０の上にフォトレジスト５５を塗布して平坦化する。次に、図２（ｋ）に示すように、フォトレジスト５５を凸レンズを形成するためのフォトマスクを介して露光し、現像処理を行う。
【００３６】
電極３１の開口部３１ａに対応する領域５５ａのフォトレジスト５５に所定の凸レンズ形状が形成されると、ドライエッチング処理を行うことにより、図３（ｌ）に示すように、フォトレジスト５５の凸レンズ形状をシリコン窒化膜層４０に転写する。このとき、シリコン窒化膜層４０に形成された凸レンズ部４０ａの頂点は、第３の電極３１の表面よりも光入射側になるように構成され、シリコン窒化膜層４０が第３の電極３１と層間絶縁膜層２１を覆うことによって保護層として機能する。
【００３７】
さらに、図３（ｍ）に示すように、カラーフィルタ層２３を形成するための平坦化膜２２を成膜する。このとき、第３の電極３１の開口部３１ａにはシリコン窒化膜層４０が埋め込まれていて平坦性が比較的良いため、平坦化膜２２の厚さは薄くて済み、受光効率の向上に寄与する。
【００３８】
さらに、図３（ｎ）に示すように、カラーフィルタ層２３を形成し、その上にオンチップマイクロレンズを形成するための平坦化膜２４を成膜する。
【００３９】
さらに、図３（ｏ）に示すように、オンチップマイクロレンズ２５を形成するためのフォトレジスト５６が成膜され、オンチップマイクロレンズ形状に対応したフォトマスクで覆って露光後、現像処理する（図３(ｏ)）。
【００４０】
さらに、フォトレジスト５６を熱溶融することにより、オンチップマイクロレンズ２５を形成する。
【００４１】
（第２の実施形態）
図４乃至図７は本発明の第２の実施形態に係わる固体撮像素子を示す図であり、図４はＣＭＯＳ型の固体撮像素子の概略側断面図、図５及び図６はＣＭＯＳ型の固体撮像素子の製造プロセスを説明するための図、図７はＣＭＯＳ型の固体撮像素子の１画素の概略平面図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一機能の部材には、同一の符号を付している。
【００４２】
図４を参照して、本実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の構造について説明する。
【００４３】
固体撮像素子１００に入射した光は、オンチップマイクロレンズ２５にて集光され平坦化層２４、カラーフィルタ層２３、平坦化層２２、保護層４１、層間絶縁膜層２１、シリコン窒化膜層４０、及び層間絶縁膜層２０を透過して、シリコン基板１０に形成された光電変換部１１へ導かれる。
【００４４】
なお、図中、１２は光電変換部１１で発生した電荷を転送するための第１の電極であるポリシリコン電極である。また、転送された電荷を選択的に固体撮像素子の外部に出力するための第２の電極３０及び第３の電極３１が層間絶縁膜層２０，２１上に配設されている。第２の電極３０及び第３の電極３１は、通常アルミ等の金属から形成されている。また、６０は第２の電極３０と第３の電極３１を接続するビアである。
【００４５】
本実施形態の固体撮像素子１００では、シリコン窒化膜層４０は第２の電極３０を被覆するように形成され、また第２の電極３０の開口部分３０ａのオンチップマイクロレンズ２５にて集光された光が通過する領域には、光入射側に凸のレンズ部４０ａが形成されている。オンチップマイクロレンズ２５で集光された光はシリコン窒化膜層４０の凸レンズ部４０ａで光電変換部１１の方向に偏向されるため、凸レンズ部４０ａへの入射角の大きい光も光電変換部１１に効率よく導くことが可能となっている。また、凸レンズ部４０ａは光入射側に凸の形状であるため、凸レンズ４０ａの表面で入射光の全反射は発生しない。
【００４６】
また、シリコン窒化膜層４０の凸レンズ部４０ａの厚さｔlは、第２の電極３０の厚さｔａとほぼ等しくなるように構成されているため、平坦性が良く、シリコン窒化膜層４０の凸レンズ部４０ａの形成後の平坦化処理を容易にしている。
【００４７】
図５及び図６は本実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子１００の製造プロセスを説明するための図ある。図５及び図６では、固体撮像素子１００の画面中心付近の１画素の断面構造を示している。
【００４８】
まず、シリコン基板１０を熱酸化してシリコン基板１０の表面に不図示のシリコン酸化膜ＳｉＯを形成する。さらに、シリコン基板１０中に光電変換領域を形成するために、フォトレジスト５０を塗布し、所定パターンのフォトマスクを介して露光を行い、さらに現像処理を行う。ポジ型のフォトレジストの場合、現像処理することにより光が照射された領域、すなわち光電変換領域に対応する領域５０ａのフォトレジスト５０が溶解し、図５（ａ）に示すように、シリコン酸化膜ＳｉＯの一部が露出する。さらに、シリコン基板１０に対してイオンを打ち込むことにより、光電変換部１１を形成する。
【００４９】
シリコン基板１０中に光電変換部１１が形成されると、光電変換部１１にて発生した電荷を転送するための第１の電極１２をシリコン基板１０の表面に形成する工程に進む。
【００５０】
まず、シリコン基板１０の表面に、フォトレジスト５１を塗布し不図示のフォトマスクで覆って露光する。フォトマスクは、光電変換部１１の一部を覆う第１の電極１２に対応する領域は光を透過し、その他の領域は光を遮光するように構成されている。さらにフォトレジスト５１を現像処理することにより、光が照射された領域すなわち第１の電極１２に対応する領域５１ａのフォトレジスト５１が溶解し、図５（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜ＳｉＯの一部が露出する。さらに、図５（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜１２ａを形成し、フォトレジスト５１を剥離することによって第１の電極１２を形成する。
【００５１】
第１の電極１２が形成されると、図５（ｄ）に示すように、第２の電極３０を形成するための第１の層間絶縁膜層２０を形成し平坦化を行う。第１の層間絶縁膜層２０は屈折率が約１.４６のシリコン酸化膜ＳｉＯ2から形成されている。
【００５２】
次に、第２の電極３０を形成する工程に進む。
【００５３】
まず、フォトレジスト５２を塗布し第２の電極３０のパターンに対応したフォトマスクで覆って露光後、現像処理する。フォトレジスト５２を現像処理することにより、光が照射された領域すなわち第２の電極３０に対応する領域５２ａのフォトレジスト５２が溶解し、図５（ｅ）に示すように、第１の層間絶縁膜層２０の一部が露出する。
【００５４】
さらに、ＣＶＤ装置等にてアルミニウムＡｌを蒸着し、フォトレジスト５２を剥離することにより、図５（ｆ）に示すように、第２の電極３０を形成する。
【００５５】
次に、図５（ｇ）に示すように、シリコン窒化膜層４０を所定の厚さ成膜し、電極３０の開口部３０ａを埋める。さらに集光効率を向上させる凸レンズ部４０ａを、オンチップマイクロレンズ２５にて集光された光が通過する電極３０の開口部領域３０ａに設けるために、シリコン窒化膜層４０の上にフォトレジスト５３を塗布して平坦化する。
【００５６】
次に、図５（ｈ）に示すように、フォトレジスト５３を、フォトレジスト５３に凸レンズ部５３ａとビア領域５３ｂを形成するためのフォトマスクで覆って露光を行い、現像処理を行う。
【００５７】
第２の電極３０の開口部３０ａに対応する領域のフォトレジスト５３に所定の凸レンズ形状５３ａが形成され、第２の電極３０に対応する領域のフォトレジスト５３に窪み５３ｂが形成されると、図５（ｉ）に示すように、ドライエッチング処理を行うことによりフォトレジスト５３の凸レンズ形状５３ａ及び窪み５３ｂをシリコン窒化膜層４０に転写する。このとき、シリコン窒化膜層４０に形成された凸レンズ部４０ａの頂点は、第２の電極３０の表面より光入射側になるように構成され、またシリコン窒化膜層４０に形成された窪み４０ｂはシリコン窒化膜層４０に被覆された電極３０の一部をむき出しにするように構成される。
【００５８】
図７は、図５（ｉ）に示した固体撮像素子の製造工程での平面図である。
【００５９】
図７において、第２の電極３０は上下方向に延びて配設され、第２の電極３０を被覆するようにシリコン窒化膜層４０が成膜されている。第２の電極３０の開口部３０ａで、オンチップマイクロレンズ２５にて集光される光が通過する領域には凸レンズ部４０ａが形成され、第３の電極３１との間でビアが形成される領域４０ｂは第２の電極３０がむき出しになっている。その結果、第２の電極３０の段差になっている領域にシリコン窒化膜層４０が埋め込まれているため、平坦性が向上している。
【００６０】
第２の電極３０の開口部３０ａにシリコン窒化膜層４０が埋め込まれると、図５（ｊ）に示すように、第３の電極３１を形成するための第２の層間絶縁膜層２１をシリコン酸化膜ＳｉＯ2で形成する。
【００６１】
次に、第２の電極３０と第３の電極３１を接続するためのビア６０を形成する工程に進む。
【００６２】
まずフォトレジスト５４を塗布しビアの位置に対応したフォトマスクで覆って露光後、現像処理する。フォトレジスト５４を現像処理することにより、光が照射された領域、すなわちビア６０に対応する領域５４ａのフォトレジスト５４が溶解し、第２の層間絶縁膜層２１の一部が露出する。次に、ドライエッチング処理を行うことによって、図５（ｋ）に示すように、第２の層間絶縁膜層２１にビア６０を形成する。さらに、図５（ｌ）に示すように、ビア６０に金属プラグ６０ａを埋め込む。
【００６３】
次に、第３の電極３１を形成する工程に進む。
【００６４】
まず、フォトレジスト５５を塗布し第３の電極３１のパターンに対応したフォトマスクで覆って露光後、現像処理する。フォトレジスト５５を現像処理することにより、光が照射された領域、すなわち第３の電極３１に対応する領域５５ａのフォトレジスト５５が溶解し、図６（ｍ）に示すように、第２の層間絶縁膜層２１の一部が露出する。
【００６５】
さらに、ＣＶＤ装置等にてアルミニウムＡｌを蒸着し、フォトレジスト５５を剥離することにより、図６（ｎ）に示すように第３の電極３１を形成する。
【００６６】
次に、図６（ｏ）に示すように、保護層４１を成膜する。保護層４１は通常、シリコン窒化酸化膜で形成される。
【００６７】
さらに、図６（ｐ）に示すように、カラーフィルタ層を形成するための平坦化膜２２を成膜する。
【００６８】
さらに、カラーフィルタ層２３を形成し、その上にオンチップマイクロレンズを形成するための平坦化膜２４を成膜する。さらに平坦化膜２４の上に、図６（ｑ）に示すように、オンチップマイクロレンズ２５が形成される。オンチップマイクロレンズ２５は、公知のレジストリフロー法で形成される。
【００６９】
本実施形態では、シリコン窒化膜層４０に形成された凸レンズ部４０ａの頂点は、第２の電極３０の表面より光入射側になるように構成された例を示したが、図８のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の概略側断面図に示すように、シリコン窒化膜層４０に形成された凸レンズ部４０ａの頂点を、第２の電極３０の表面とほぼ同一面に位置するように構成し、第２の電極３０と第３の電極３１との間隔をより短くするように構成しても構わない。
【００７０】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、固体撮像素子のオンチップマイクロレンズと光電変換部との間に複数の金属電極層を有し、該金属電極層が形成されている少なくとも一つの面に該金属電極層の厚さと略等しいかそれよりも厚い透明な高屈折率膜層が形成され、該高屈折率膜層のうちオンチップマイクロレンズを透過した光が通過する領域は光入射側に凸の凸レンズ形状を成すように構成することにより、オンチップマイクロレンズと光電変換部との距離が長くならず、入射角の大きい光も効率よく光電変換部に導くことが可能となる。
【００７１】
また、前記高屈折率膜層のレンズ部の厚さは、前記金属電極層の厚さと略等しく構成することにより、凸レンズ部形成後の平坦化処理を容易にすることが可能となる。
【００７２】
また、前記高屈折率膜層は、前記金属電極層を被覆するように構成することにより、新たに保護層を設けるプロセスを省くことが可能となる。
さらに、前記複数の金属電極層間を接続する配線を有し、前記高屈折率膜層は配線形成領域を除いて形成することにより、金属電極層間に凸レンズを設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の概略側断面図である。
【図２】第１の実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図３】第１の実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図４】第２の実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の概略側断面図である。
【図５】第２の実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図６】第２の実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の製造プロセスを説明するための図である。
【図７】第２の実施形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子の１画素の概略平面図である。
【図８】ＣＭＯＳ型の固体撮像素子の変形例の概略側断面図である。
【図９】ＣＭＯＳ型の固体撮像素子の概略側断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１，１００，２００  固体撮像素子
１０  シリコン基板
１１  光電変換部
１２  電極
２０，２１  層間絶縁膜層
２２，２４  平坦化膜
２３  カラーフィルタ層
２５  オンチップマイクロレンズ
３０，３１  電極
４０  シリコン窒化膜層
４１  シリコン窒化酸化膜層
【図１】
2006203449.tif 000003
【図２】
2006203449.tif 000004
【図３】
2006203449.tif 000005
【図４】
2006203449.tif 000006
【図５】
2006203449.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006203449.tif 000009
【図８】
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【図９】
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