(57)【要約】【課題】反射防止膜の本来の反射防止特性を劣化させることなく、また、電気的耐圧の問題や平坦化の問題を生じることなく、反射防止膜の一部を除去する。【解決手段】複数の光電変換素子が二次元アレイ状に配列形成され所定面積当たり複数個の前記光電変換素子を含む半導体基板と、前記所定面積当たり少なくとも１個の前記光電変換素子（この例ではＲ画素）を反射防止膜除去素子として前記半導体基板の受光面に積層される反射防止膜とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子が二次元アレイ状に配列形成され所定面積当たり複数個の前記光電変換素子を含む半導体基板と、前記所定面積当たり１個の前記光電変換素子を反射防止膜除去素子として除き前記半導体基板の受光面に積層される反射防止膜とを備える固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像素子であって、反射防止膜除去素子は受光面開口部全面で前記反射防止膜が除去される固体撮像素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の固体撮像素子であって、前記複数の光電変換素子の各々にはカラーフィルタが所定配列パターンで積層され、前記所定面積当たり１画素の前記反射防止膜除去素子を、特定色のカラーフィルタが積層された前記光電変換素子とする固体撮像素子。
【請求項４】
請求項３に記載の固体撮像素子であって、前記特定色が赤色である固体撮像素子。
【請求項５】
請求項３に記載の固体撮像素子であって、前記特定色が緑色である固体撮像素子。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の固体撮像素子であって、前記複数の光電変換素子の各々には、カラーフィルタ及び透明フィルタが所定配列パターンで積層され、前記反射防止膜除去素子を前記透明フィルタが積層された前記光電変換素子とする固体撮像素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の固体撮像素子であって、前記光電変換素子のうち間引き対象とする光電変換素子を前記反射防止膜除去素子とする固体撮像素子。
【請求項８】
請求項７に記載の固体撮像素子であって、前記間引きを行わない前記光電変換素子の出力信号を加算する固体撮像素子。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の固体撮像素子であって、前記間引きを前記二次元アレイの縦方向及び横方向の少なくとも１方向で行う固体撮像素子。
【請求項１０】
請求項８に記載の固体撮像素子であって、前記加算を前記二次元アレイの縦方向及び横方向の少なくとも１方向で行う固体撮像素子。
【請求項１１】
請求項３に記載の固体撮像素子であって、前記反射防止膜除去素子に積層される前記カラーフィルタとマイクロレンズを同色の前記反射防止膜を除去しない前記光電変換素子に積層されるカラーフィルタとマイクロレンズの感度に合わせて調整した固体撮像素子。
【請求項１２】
請求項３に記載の固体撮像素子であって、前記反射防止膜除去素子に積層される前記カラーフィルタの分光特性を同色の前記反射防止膜を除去しない前記光電変換素子に積層されるカラーフィルタの特性に合わせて調整した固体撮像素子。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の固体撮像素子であって、前記光電変換素子の上に遮光膜が積層され前記反射防止膜除去素子を覆う前記遮光膜の開口端面が前記反射防止膜の開口端面を覆う固体撮像素子。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の固体撮像素子を搭載した撮像装置。
【請求項１５】
複数の光電変換素子が二次元アレイ状に配列形成され所定面積当たり複数個の前記光電変換素子を含む半導体基板を備える固体撮像素子の製造方法であって、前記所定面積当たり１個の前記光電変換素子を反射防止膜除去素子として除き前記半導体基板の受光面に反射防止膜を積層する固体撮像素子の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の固体撮像素子の製造方法であって、反射防止膜除去素子は受光面開口部全面で前記反射防止膜が除去される固体撮像素子の製造方法。
【請求項１７】
請求項１５又は請求項１６に記載の固体撮像素子の製造方法であって、前記複数の光電変換素子の各々にはカラーフィルタが所定配列パターンで積層され、前記所定面積当たり１画素の前記反射防止膜除去素子を、特定色のカラーフィルタが積層された前記光電変換素子とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の固体撮像素子の製造方法であって、前記特定色が赤色である固体撮像素子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の固体撮像素子の製造方法であって、前記特定色が緑色である固体撮像素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１５又は請求項１６に記載の固体撮像素子の製造方法であって、前記複数の光電変換素子の各々には、カラーフィルタ及び透明フィルタが所定配列パターンで積層され、前記反射防止膜除去素子を前記透明フィルタが積層された前記光電変換素子とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項２１】
請求項１５乃至請求項２０のいずれか１項に記載の固体撮像素子の製造方法であって、前記光電変換素子のうち間引き対象とする光電変換素子を前記反射防止膜除去素子とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項２２】
請求項１７に記載の固体撮像素子の製造方法であって、前記反射防止膜除去素子に積層される前記カラーフィルタとマイクロレンズを同色の前記反射防止膜を除去しない前記光電変換素子に積層されるカラーフィルタとマイクロレンズの感度に合わせて調整する固体撮像素子の製造方法。
【請求項２３】
請求項１７に記載の固体撮像素子の製造方法であって、前記反射防止膜除去素子に積層される前記カラーフィルタの分光特性を同色の前記反射防止膜を除去しない前記光電変換素子に積層されるカラーフィルタの特性に合わせて調整する固体撮像素子の製造方法。
【請求項２４】
請求項１５乃至請求項２３のいずれか１項に記載の固体撮像素子の製造方法であって、前記光電変換素子の上に遮光膜が積層され前記反射防止膜除去素子を覆う前記遮光膜の開口端面が前記反射防止膜の開口端面を覆う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、固体撮像素子及びその製造方法並びに撮像装置に係り、特に、反射防止膜による水素シンタリング効果阻害を抑制する固体撮像素子及びその製造方法並びに撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子は、被写体光像を受光するフォトダイオード（ＰＤ：光電変換素子、以下、画素ともいう。）の受光面上に反射防止膜を積層し、半導体基板表面における入射光の反射を防止し、受光量が反射によって減少するのを防止している。
【０００３】
通常、シリコン半導体基板上にはシリコン酸化膜が形成され、反射防止膜は、そのシリコン酸化膜上に形成される。この反射防止膜はシリコン窒化膜で形成されるが、窒化膜は非常に緻密な膜のため、水素の半導体基板と酸化膜との界面への浸入が阻止されてしまい、水素シンタリング効果を阻害し、固体撮像素子の暗電流を増加させるという問題がある。
【０００４】
そこで従来から、反射防止膜の一部を除去して暗電流を抑制することが行われるが、反射防止膜を安定的に固体撮像素子表面から除去するには、除去箇所として段差の無い場所を選択しなければならない。また、反射防止膜の除去は、従来から、１画素に対して１箇所設けるのが通例になっている。
【０００５】
図１４は、下記の特許文献１に記載された反射防止膜の除去方法を示した図である。この従来技術では、固体撮像素子の表面に二次元アレイ状に配列形成された複数のフォトダイオード１の各々において、フォトダイオード（受光部）１の表面開口の一部２で反射防止膜を除去している。
【０００６】
図１５は、下記の特許文献２に記載された反射防止膜の除去方法を示した図である。この従来技術では、ＣＣＤ型の固体撮像素子において、各フォトダイオード表面上の反射防止膜３を残し、隣接するフォトダイオード間に設けられる垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）の転送電極膜４上の部分５で、反射防止膜を除去している。
【０００７】
しかし、前者の様に全ての受光部の開口の一部２で反射防止膜を除去すると、本来の反射防止膜の目的である反射防止特性を劣化させることになり、固体撮像素子の感度を損なうことになってしまう。
【０００８】
また、後者の様に転送電極膜４上で反射防止膜を除去すると、転送電極とその上に絶縁層を介して設ける遮光膜６との間の耐圧が低下したり、遮光膜６の形状がいびつになるために遮光膜６上の平坦化を安定させることができなくなる問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８―１５３５００号公報
【特許文献２】特開２０００―１２８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、反射防止膜の本来の反射防止特性を劣化させることなく、また、電気的耐圧の問題や平坦化の問題を生じることなく、反射防止膜の一部を除去する固体撮像素子及びその製造方法並びにこの固体撮像素子を搭載した撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の固体撮像素子は、複数の光電変換素子が二次元アレイ状に配列形成され所定面積当たり複数個の前記光電変換素子を含む半導体基板と、前記所定面積当たり１個の前記光電変換素子を反射防止膜除去素子として除き前記半導体基板の受光面に積層される反射防止膜とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の撮像装置は、上記記載の固体撮像素子を搭載したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、複数の光電変換素子が二次元アレイ状に配列形成され所定面積当たり複数個の前記光電変換素子を含む半導体基板を備える固体撮像素子の製造方法であって、前記所定面積当たり１個の前記光電変換素子を反射防止膜除去素子として除き前記半導体基板の受光面に反射防止膜を積層することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、所定面積当たり１つの光電変換素子（画素）を反射防止膜除去画素としているため、反射防止膜の本来の反射防止特性を劣化させることなく、また、電気的耐圧の問題や平坦化の問題も生じることなく、所定面積に含まれる他の画素の水素通路も確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の機能ブロック図である。
【図２】図１に示す固体撮像素子の表面模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の原理説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図（ａ）及び断面模式図（ｂ）である。
【図５】図４に示す固体撮像素子の特性説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図（ａ）及び断面模式図（ｂ）である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図（ａ）及び断面模式図（ｂ）である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図である。
【図１１】本発明の第７実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図である。
【図１２】本発明の別実施形態に係る反射防止膜除去画素の説明図である。
【図１３】本発明の更に別実施形態に係る反射防止膜除去画素の説明図である。
【図１４】従来の反射防止膜除去画素の平面図である。
【図１５】別の従来の反射防止膜除去画素の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置（デジタルカメラ）の機能ブロック図である。この撮像装置２０は、被写体光像を電気信号の撮像画像データに変換するＣＣＤ型の単板式カラー固体撮像素子２１と、固体撮像素子２１から出力されるアナログの画像データを自動利得調整（ＡＧＣ）や相関二重サンプリング処理等のアナログ処理するアナログ信号処理部２２と、アナログ信号処理部２２から出力されるアナログ画像データをデジタル画像データに変換するアナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ）２３と、後述のシステム制御部（ＣＰＵ）２９からの指示によってＡ／Ｄ２３，アナログ信号処理部２２，固体撮像素子２１の駆動制御を行う駆動制御部（タイミングジェネレータを含む）２４と、ＣＰＵ２９からの指示によって発光するフラッシュ２５とを備える。
【００１８】
本実施形態のデジタルカメラは更に、Ａ／Ｄ２３から出力されるデジタル画像データを取り込み補間処理やホワイトバランス補正，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行うデジタル信号処理部２６と、画像データをＪＰＥＧ形式などの画像データに圧縮したり逆に伸長したりする圧縮／伸長処理部２７と、メニューなどを表示したりスルー画像や撮像画像を表示する表示部２８と、デジタルカメラ全体を統括制御するシステム制御部（ＣＰＵ）２９と、フレームメモリ等の内部メモリ３０と、ＪＰＥＧ画像データ等を格納する記録メディア３２との間のインタフェース処理を行うメディアインタフェース（Ｉ／Ｆ）部３１と、これらを相互に接続するバス４０とを備え、また、システム制御部２９には、ユーザからの指示入力を行う操作部３３が接続されている。
【００１９】
図２は、図１に示すＣＣＤ型の固体撮像素子２１の表面模式図である。半導体基板（ｐウェル層）に形成される固体撮像素子２１は、複数のフォトダイオード（画素）２２が二次元アレイ状に配列形成される。図示の例では、各画素２２が正方格子状に配列され、各画素列に沿って垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）２３が形成されている。各垂直電荷転送路２３の転送方向端部に沿って水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）２４が形成され、水平電荷転送路２４の転送方向端部にはアンプ２５が形成されている。
【００２０】
各画素２２の上に記載されたＲ，Ｇ，Ｂは、カラーフィルタの色（Ｒ＝赤、Ｇ＝緑、Ｂ＝青）を表している。この固体撮像素子２１では、各画素２２上に三原色のカラーフィルタがベイヤ配列されているが、他のカラーフィルタ配列（ストライプ状）でも良い。また、画素配列は正方格子配列に限らず、奇数行の画素行に対して偶数行の画素行が１／２画素ピッチづつずらして配列した所謂ハニカム画素配列でも良い。カラーフィルタは補色系でも良い。
【００２１】
この固体撮像素子２１は、各画素２２が、被写体からの光像をそれぞれ受光量に応じた信号電荷量として検出し、各信号電荷は垂直電荷転送路２３に読み出されて水平電荷転送路２４まで転送され、次に水平電荷転送路２４に沿って転送され、アンプ２５が、信号電荷量に応じた電圧値信号を撮像画像信号として出力する。
【００２２】
本実施形態の固体撮像素子２１は、各画素（フォトダイオード）２２が半導体基板表面部に形成され、その半導体基板表面にシリコン酸化膜が形成され、その酸化膜上にシリコン窒化膜等の反射防止膜が形成される。半導体基板表面の全面が反射防止膜で覆われると、最も小さな元素である水素の分子でも反射防止膜を透過して半導体基板と酸化膜との界面に浸入できず、これに起因して暗電流が増加してしまうという問題が生じる。
【００２３】
このため、反射防止膜の一部を除去して水素の通路を確保する必要がある。この通路を確保するための反射防止膜に開口を設ける場所は、段差がある場所より平坦面の方が良く、また、この開口内を絶縁層等で埋め込むと開口の凹部形状が上層まで影響してしまうため、開口を設ける場所が問題となる。
【００２４】
本発明は、反射防止膜の開口を設ける場所に関するものであり、固体撮像素子がＣＣＤ型であってもＣＭＯＳ型であっても、更に別形式の固体撮像素子でも良い。このため、以下、画素配列（カラーフィルタ配列）を図示して実施形態を説明する。
【００２５】
従来の固体撮像素子は、例えば３０万画素と画素数が少なく、近年の固体撮像素子は１０００万画素と画素数が多い。しかし、固体撮像素子の半導体チップ面積はあまり変わらないため、画素サイズのみが小さくなってきている。
【００２６】
図３は、画素のセルサイズが異なる２種類の固体撮像素子（左図と右図）において、６０μｍ２の範囲に１箇所づつ反射防止膜（ＳｉＮ膜）除去部（×印で示す）を設けていることを示した図である。
【００２７】
左図の１画素の面積が６０μｍ２（≒７．７５μｍ□）の固体撮像素子では、画素の一辺は７．７５μｍである。６０μｍ２とは、発明者らが、各画素で反射防止膜（ＳｉＮ）を除去した実績ある最大の画素面積である。
【００２８】
右図は、１画素の面積を６０／１６＝３．７５μｍ２（≒１．９４μｍ□）に微細化した固体撮像素子である。反射防止膜除去部（×印）を、１６画素に少なくとも１つ設けることで、十分なシンタリング効果が得られることを示している。
【００２９】
つまり、従来は、図１４に示す様に、１画素の表面の一部を反射防止膜除去部としていたが、例えば、１．９４μｍ□に微細化した固体撮像素子では、１６画素に１画素の割合で、受光面全面の反射防止膜を除去すれば、他の１５画素の受光面が、全面、反射防止膜で覆われていても、問題が無いことが分かる。
【００３０】
この様に、複数画素を含む単位面積当たりで１画素の受光面全面の反射防止膜を削除すればよいため、除去部の設計自由度が増し、画素特性を改善する画素構造設計が可能になる。
【００３１】
図４（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ―Ｂ’断面模式図である。
【００３２】
本実施形態では、１６画素に対して４画素の反射防止膜を除去している。本実施形態の固体撮像素子はベイヤ配列（ＢＡ）のカラーフィルタを設けているが、そのうち、特定色フィルタを搭載した画素だけ、図示の例では、Ｒ（赤）フィルタを搭載した画素だけ、反射防止膜を除去している。
【００３３】
カラーフィルタ配列は周期的配列とするのが普通のため、特定色画素の位置は、固体撮像素子表面部において離散的等方的となる。従って、特定色画素の反射防止膜を除去すれば、その配置位置は離散的等方的となり、全画素に対して水素通路を確保可能となる。
【００３４】
図４（ｂ）において、半導体基板表面は反射防止膜３で覆われており、そのうち、赤（Ｒ）色フィルタ８ｒが積層された画素（Ｒ画素）のみ、その受光面全面（遮光膜開口部）の反射防止膜が除去されている。
【００３５】
図示する例の固体撮像素子はＣＣＤ型であるため、垂直電荷転送路の転送電極４の上も反射防止膜３で覆われ、更にその上に遮光膜５が積層され、遮光膜５のうち各画素の受光面上方に遮光膜開口５ａが設けられているが、この開口５ａと略同じ寸法で反射防止膜３に開口が設けられ、反射防止膜が除去されている。
【００３６】
受光面は平面であるため、段差がなく最も安定した場所であるため、反射防止膜除去に最適な場所である。しかも、上方は遮光膜開口が開けられるため、遮光膜を積層してもその形状に反射防止膜除去の影響はなく、光学特性も良好となる。
【００３７】
転送電極４は反射防止膜３で覆われているため、電気的耐圧性能が良い。更に、反射防止膜を除去した画素だけでなく周りの画素に対しても十分な水素通路の確保が可能となる。
【００３８】
図５は、界面（半導体表面）透過率の波長依存性を示すグラフであり、反射防止膜（ＳｉＮ）を除去した画素と反射防止膜が存在する画素を比較したグラフである。
【００３９】
反射防止膜３が存在すると、入射光の界面における反射が少なくなるため、入射光の透過率（画素感度）は高くなる。逆に、反射防止膜が無いと、透過率は小さくなる。
【００４０】
本実施形態では、赤色（Ｒ）フィルタを搭載した画素で反射防止膜３を除去しているため、赤色画素の感度は、図５の特性II（反射防止膜が存在する画素の感度）となり、特性Ｉ（反射防止膜が存在する画素の感度）より低くなる。しかし、光の波長が長波長ほど（つまり、赤色光になる程）、反射防止膜３の存在による反射防止効果は小さくなり、反射防止膜（ＳｉＮ）除去による感度への影響は小さくなる。
【００４１】
そこで、本実施形態では、赤色フィルタを搭載した画素の反射防止膜を除去している。反射防止膜の有無による特性差は予め知り得るところであり、例えばＲ画素からの出力信号に一律にゲインを掛けることで、画質設計上の問題にはならない。あるいは、Ｒ画素の出力信号に対して特別な補正をしなくても、特に画質の大きな劣化はない。
【００４２】
図４に示す実施形態では、４画素に１画素を反射防止膜（ＳｉＮ）除去画素としており、画素面積≦１５μｍ２≒３．８７μｍ□で実現することができる。
【００４３】
図６（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ―Ｂ’断面模式図である。
【００４４】
本実施形態も、第１実施形態と同様に、カラーフィルタ配列に応じて特定色画素の反射防止膜を除去しており、図示する例では、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ８ｇを搭載したＧ画素のうちの半分の画素の反射防止膜３を除去している。
【００４５】
図６（ａ）において、Ｇ１，Ｇ２とは同じ緑色のカラーフィルタを意味し、奇数行のＧ色をＧ１、偶数行のＧ色をＧ２としているだけである。
【００４６】
本実施形態では、Ｇフィルタを搭載した画素のうち反射防止膜（ＳｉＮ）を除去していないＧ１画素で感度を確保でき、このＧ１画素の出力を利用することでＧ２画素の出力信号を高精度に補正することが可能で、高画質な画像を得ることができる。
【００４７】
本実施形態も第１実施形態と同様に、４画素に１画素を反射防止膜除去画素としており、画素面積≦１５μｍ２≒３．８７μｍ□で実現可能である。
【００４８】
図７（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ―Ｂ’断面模式図である。
【００４９】
本実施形態の固体撮像素子は、輝度検出用の白（Ｗ）画素（カラーフィルタの代わりに透明フィルタを積層した画素）を正方格子のうちの市松位置に配列し、残りの市松位置の画素に対してＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタをモザイク状に配列している。
【００５０】
そして、全てのＷ画素に対して反射防止膜３を除去している。Ｗ画素の感度は、Ｇ画素の約２倍得ることが可能である。一方、Ｗ画素の反射防止膜を除去した場合の感度低下は２０％前後である。したがって、Ｗ画素は、十分に高い感度を得ることができる。本実施形態では、２画素に１画素の反射防止膜を除去しており、画素面積≦３０μｍ２≒５．４８μｍ□で実現可能である。
【００５１】
図８は、本発明の第４実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図である。デジタルカメラに搭載する固体撮像素子は多画素化が進展しており、１０００万画素以上を搭載するのが普通になっている。しかし、常に全ての画素を用いて高精細な静止画像を撮影するとは限らず、例えば、高速連写や動画像を撮影するときは間引き駆動を行う。
【００５２】
図８に示す固体撮像素子のカラーフィルタ配列はベイヤ配列であり、２行の画素行毎に同一カラーフィルタ配列となっており、動画像を撮影するときは、２行置きに２行の画素行を間引き画素行とし、縦方向１／２間引き駆動を行い、被写体画像データを読み出す。
【００５３】
間引き駆動される固体撮像素子では、予め決められている間引き対象画素行のうち、特定色画素（図示する例ではＲ画素）の反射防止膜を除去する。
【００５４】
この構成とすることで、間引く駆動を行い連続画像を取得するときには、反射防止膜除去画素からの出力は利用しないため、その感度補正を行う必要が無くなり、高速撮影が可能となる。
【００５５】
高精細な静止画を撮影するときは、図４，図５で説明した第１実施形態と同様に、反射防止膜除去画素の感度補正を行えば良い。反射防止膜除去画素の色は、Ｇ画素にしても、Ｂ画素にしても良い。本実施形態では、８画素に１画素を反射防止膜除去画素としており、画素面積≦７．５μｍ２≒２．７４μｍ□で実現可能である。
【００５６】
図９は、本発明の第５実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図である。上述した第４実施形態の固体撮像素子は間引き駆動を行う固体撮像素子であるが、本実施形態の固体撮像素子は、間引き駆動と画素加算駆動を併用する固体撮像素子である。
【００５７】
本実施形態の固体撮像素子は、予め決められている間引き画素行の中の特定色画素を反射防止膜除去画素とし、画素加算対象画素には反射防止膜除去画素を設けない構成としている。
【００５８】
図９の固体撮像素子では、カラーフィルタ配列がベイヤ配列であり、周期的に連続する６行の画素行のうちの連続する２行の画素行を間引き画素行としており、残りの４行の画素行を画素加算画素行としている。そして、間引き画素行のうちＲ画素を反射防止膜除去画素としている。
【００５９】
本実施形態では、縦方向で１／３間引き画素加算駆動を行い、図８の実施形態に対して画素加算を行うため感度を高めることができる。また、１２画素に１画素を反射防止膜除去画素としており、画素面積≦５μｍ２≒２．２４μｍ□で実現できる。
【００６０】
図１０は、本発明の第６実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図である。図９の実施形態では、垂直方向（縦方向）でのみ画素間引き，画素加算を行ったが、本実施形態では、水平方向（横方向）でも画素間引き画素加算を行う。
【００６１】
即ち、本実施形態では、周期的に連続する６行の画素行のうちの連続する２行の画素行を間引き画素行とし、残りの４行の画素行を画素加算画素行にすると共に、周期的に連続する６列の画素列のうちの連続する２列の画素列を間引き画素列とし、残りの４列の画素列を画素加算画素列にしている。そして、間引き画素行及び間引き画素列となる各色画素のうち、特定色画素（図示する例ではＲ画素）を反射防止膜除去画素としている。
【００６２】
この固体撮像素子では、３６画素に１画素を反射防止膜除去画素としており、画素面積≦１．６７μｍ２≒１．２９μｍ□で実現できる。
【００６３】
図１１は、本発明の第７実施形態に係る固体撮像素子の表面模式図である。本実施形態では、縦方向１／５間引き画素加算、横方向１／３間引き画素加算の駆動を行う。
【００６４】
即ち、周期的に連続する５行の画素行のうち１行の画素行を間引き画素行とし残りの４行を画素加算対象画素行とし、周期的に連続する６列の画素列のうちの連続する２列の画素列を間引き画素列とし、残りの４列の画素列を画素加算画素列にしている。
【００６５】
そして、縦方向，横方向で共に間引かれる画素のうち、この例ではＧ１画素，Ｇ２画素のうち周期的位置にある画素を反射防止膜除去画素としている。本実施形態では、３０画素に１画素を反射防止膜除去画素としており、画素面積≦２μｍ２≒１．４１μｍ□で実現可能であり、図１１の実施形態より大きいセルサイズにも適用可能である。
【００６６】
図８〜図１１で説明した固体撮像素子は全てカラーフィルタがベイヤ配列された例で説明したが、図４で説明したＷ画素を含む固体撮像素子でも良い。
【００６７】
上述した実施形態では、反射防止膜除去画素の感度を、反射防止膜を除去しない画素の出力信号を用いて補正すると説明したが、反射防止膜除去画素に搭載するカラーフィルタを調整することで、補正することも可能である。
【００６８】
図１２（ａ）の実施形態では、反射防止膜除去画素に積層されるカラーフィルタ９ａの厚さを、反射防止膜を除去しない同色画素のカラーフィルタ８の厚さより薄くし、カラーフィルタ９ａの光透過率をカラーフィルタ８の光透過率より高くしている。これにより、反射防止膜除去による光透過率低下がキャンセルされ、信号処理による感度補正が不要となる。
【００６９】
なお、カラーフィルタ９ａの厚さをカラーフィルタ８より薄くするため、そのカラーフィルタ９ａの上に形成するマイクロレンズ１０ａの厚さを、カラーフィルタ８の上に形成するマイクロレンズ１０より厚くしている。マイクロレンズ１０ａ，１０の曲率は同じである。
【００７０】
図１２（ｂ）の実施形態では、反射防止膜除去画素に積層されるカラーフィルタ９ｂの材質を、反射防止膜を除去しない同色画素のカラーフィルタ８と変え、カラーフィルタ８，９ｂの厚さが同じとなり、且つ、分光感度が同じとなるものを使用している。これにより、信号処理による感度補正が不要となる。
【００７１】
図１３（ａ）は、本発明の別実施形態に係る反射防止膜除去画素の断面模式図であり、図１３（ｂ）は図４〜図１２で説明した反射防止膜除去画素の断面模式図である。
【００７２】
いままで説明した実施形態の反射防止膜除去画素は、図１３（ｂ）に示す様に、遮光膜５の開口５ａの端面位置と、反射防止膜３の開口３ａの端面位置とが略同一となるように形成されている。
【００７３】
これに対し、図１３（ａ）に示す反射防止膜除去画素では、遮光膜５の開口５ａの端面が半導体基板表面の図示しない酸化膜まで直接的に達するように、反射防止膜３の開口３ａの端面位置を遮光膜５が覆うように形成されている。
【００７４】
この様に、反射防止膜３を、遮光膜開口５ａだけでなく、遮光膜５の側壁下部の領域にかけて除去し、遮光膜５が半導体基板表面に近づくことで、遮光膜下に回りこむ光成分が抑制され、スミアを一層低減することが可能となる。
【００７５】
以上述べた実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、複数の光電変換素子が二次元アレイ状に配列形成され所定面積当たり複数個の前記光電変換素子を含む半導体基板を備える固体撮像素子であって、前記所定面積当たり１個の前記光電変換素子を反射防止膜除去素子として除き前記半導体基板の受光面に反射防止膜を積層することを特徴とする。
【００７６】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、反射防止膜除去素子は受光面開口部全面で前記反射防止膜が除去されることを特徴とする。
【００７７】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、前記複数の光電変換素子の各々にはカラーフィルタが所定配列パターンで積層され、前記所定面積当たり１画素の前記反射防止膜除去素子を、特定色のカラーフィルタが積層された前記光電変換素子とすることを特徴とする。
【００７８】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、前記特定色が赤色であることを特徴とする。
【００７９】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、前記特定色が緑色であることを特徴とする。
【００８０】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、前記複数の光電変換素子の各々には、カラーフィルタ及び透明フィルタが所定配列パターンで積層され、前記反射防止膜除去素子を前記透明フィルタが積層された前記光電変換素子とすることを特徴とする。
【００８１】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、前記光電変換素子のうち間引き対象とする光電変換素子を前記反射防止膜除去素子とすることを特徴とする。
【００８２】
また、実施形態の固体撮像素子は、前記間引きを行わない前記光電変換素子の出力信号を加算することを特徴とする。
【００８３】
また、実施形態の固体撮像素子は、前記間引きを前記二次元アレイの縦方向及び横方向の少なくとも１方向で行うことを特徴とする。
【００８４】
また、実施形態の固体撮像素子は、前記加算を前記二次元アレイの縦方向及び横方向の少なくとも１方向で行うことを特徴とする。
【００８５】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、前記反射防止膜除去素子に積層される前記カラーフィルタとマイクロレンズを同色の前記反射防止膜を除去しない前記光電変換素子に積層されるカラーフィルタとマイクロレンズの感度に合わせて調整することを特徴とする。
【００８６】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、前記反射防止膜除去素子に積層される前記カラーフィルタの分光特性を同色の前記反射防止膜を除去しない前記光電変換素子に積層されるカラーフィルタの特性に合わせて調整することを特徴とする。
【００８７】
また、実施形態の固体撮像素子及びその製造方法は、前記光電変換素子の上に遮光膜が積層され前記反射防止膜除去素子を覆う前記遮光膜の開口端面が前記反射防止膜の開口端面を覆うことを特徴とする。
【００８８】
また、実施形態の撮像装置は、上記のいずれかに記載の固体撮像素子を搭載したことを特徴とする。
【００８９】
以上述べた実施形態によれば、所定面積毎に１画素を反射防止膜除去画素として残りの画素に反射防止膜を積層するため、反射防止膜の本来の反射防止特性を劣化させることなく、また、電気的耐圧の問題や平坦化の問題も生じることなく、所定面積に含まれる他の画素の水素通路が確保される。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係る固体撮像素子は、水素通路が確保されるため暗電流が少なく高品質の画像を撮像することができるため、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話機、ＰＤＡやノートパソコン等のカメラ付電子装置、内視鏡等の撮像装置一般に適用すると有用である。
【符号の説明】
【００９１】
３  反射防止膜
３ａ  反射防止膜開口端面
５  遮光膜
５ａ  遮光膜開口端面
８，８ｒ，８ｇ，９ａ，９ｂ  カラーフィルタ
１０，１０ａ  マイクロレンズ
２０  撮像装置
２１  固体撮像素子
２２  画素（フォトダイオード、光電変換素子）
【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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