(57)【要約】【課題】副画素（受光素子部）の大きさが縮小されても感度低下や混色発生を確実に防止し得る固体撮像素子を提供する。【解決手段】固体撮像素子は、受光素子部２１、層間絶縁層３２、カラーフィルター３３、マイクロ・レンズ３４、及び、マイクロ・レンズ３４に入射し、カラーフィルター３３及び層間絶縁層３２を通過した光のエネルギーを受光素子部２１へと集めるアンテナ構造体４１を備えており、アンテナ構造体４１を構成する材料の屈折率は、層間絶縁層３２を構成する材料の屈折率よりも高く、アンテナ構造体４１は、受光素子部２１が設けられた半導体層１１の部分と、その上方に位置する層間絶縁層３２の部分との間に設けられており、且つ、層間絶縁層３２によって囲まれている。【選択図】  図１
2011124407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）半導体層に形成された受光素子部、
（Ｂ）半導体層上に形成された絶縁層、及び、
（Ｃ）受光素子部の上に設けられ、絶縁層によって囲まれたアンテナ構造体、
を備えており、
アンテナ構造体を構成する材料の屈折率は、絶縁層を構成する材料の屈折率よりも高く、
アンテナ構造体及び絶縁層に入射した光のエネルギーが受光素子部に集められる固体撮像素子。
【請求項２】
光がアンテナ構造体に入射する方向に沿ったアンテナ構造体の射影像は、受光素子部内に含まれる請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
アンテナ構造体は、直径０．２μｍ乃至０．４μｍの円柱形の形状を有する請求項１又は請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
アンテナ構造体及び絶縁層上には層間絶縁層が形成されており、
層間絶縁層上に設けられたカラーフィルター、及び、カラーフィルターの上に形成されたマイクロ・レンズを更に備えている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
半導体層の表面と平行に、アンテナ構造体の頂部からアンテナ構造体延在部が延びている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
絶縁層を構成する材料の屈折率をｎ0、アンテナ構造体を構成する材料の屈折率をｎ1としたとき、（ｎ1−ｎ0）の値は０．２５以上である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
アンテナ構造体を構成する材料は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化ハフニウム、及び、酸化タンタルから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
アンテナ構造体を構成する材料は、微粒子が分散した透明な誘電体材料から成る請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
アンテナ構造体の頂部は平坦である請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
半導体層の表面とアンテナ構造体底面との間の距離は０．２μｍ以下である請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
半導体層の表面には、反射防止膜が形成されている請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
アンテナ構造体の周囲には、絶縁層を介して遮光層が形成されている請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項１３】
アンテナ構造体が設けられた側とは反対側の半導体層の部分には受光素子部を駆動するための駆動回路が設けられている請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項１４】
（ａ）半導体層に受光素子部を形成した後、
（ｂ）第１絶縁層を全面に形成し、次いで、
（ｃ）受光素子部を取り囲むように、第１絶縁層上に遮光層を形成し、その後、
（ｄ）遮光層をエッチング用マスクとして用いて第１絶縁層を選択的に除去し、次いで、
（ｅ）受光素子部の上方に、遮光層及び第１絶縁層によって囲まれた空間が存在するように、全面に第２絶縁層を形成した後、
（ｆ）全面に誘電体材料層を形成することで、該空間にアンテナ構造体を設ける、
各工程を備えている固体撮像素子の製造方法。
【請求項１５】
前記工程（ｆ）における誘電体材料層の形成は塗布法に基づく請求項１４に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（ｆ）における誘電体材料層の形成工程は、ＴｉＯx微粒子が分散したシロキサンの溶液を塗布し、乾燥する工程から成る請求項１５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、固体撮像素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳイメージセンサに代表される半導体イメージセンサにおいては、各画素を構成する赤色を受光する副画素、緑色を受光する副画素、青色を受光する副画素のそれぞれの大きさを縮小し、イメージエリア内の画素数を多くする多画素化が、常に要求されている。しかしながら、多画素化によって画素の大きさが縮小される結果、各副画素を構成する受光素子部も縮小され、受光素子部の感度が低下し、所望のＳ/Ｎ比を確保することが難しくなってきている。また、感度低下のみならず、混色と呼ばれる隣接した副画素を構成する受光素子部への入射光の漏れ込みも顕著になってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４８５４９
【特許文献２】特開２００７−０９５７９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オンチップ・マイクロ・レンズ（例えば、特開平９−１４８５４９参照）による集光効率の改善によって、感度低下防止、混色発生防止に対処する試みもなされている。しかしながら、例えば、１副画素の大きさが０．９μｍ程度になると、オンチップ・マイクロ・レンズによる感度低下防止、混色発生防止も十分なものとは云えない。
【０００５】
従って、本発明の目的は、副画素（受光素子部）の大きさが縮小されても感度低下や混色発生を確実に防止し得る固体撮像素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明の固体撮像素子は、
（Ａ）半導体層に形成された受光素子部、
（Ｂ）半導体層上に形成された絶縁層、及び、
（Ｃ）受光素子部の上に設けられ、絶縁層によって囲まれたアンテナ構造体、
を備えており、
アンテナ構造体を構成する材料の屈折率は、絶縁層を構成する材料の屈折率よりも高く、
アンテナ構造体及び絶縁層に入射した光のエネルギーが受光素子部に集められる。
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の固体撮像素子の製造方法は、
（ａ）半導体層に受光素子部を形成した後、
（ｂ）第１絶縁層を全面に形成し、次いで、
（ｃ）受光素子部を取り囲むように、第１絶縁層上に遮光層を形成し、その後、
（ｄ）遮光層をエッチング用マスクとして用いて第１絶縁層を選択的に除去し、次いで、
（ｅ）受光素子部の上方に、遮光層及び第１絶縁層によって囲まれた空間が存在するように、全面に第２絶縁層を形成した後、
（ｆ）全面に誘電体材料層を形成することで、該空間にアンテナ構造体を設ける、
各工程を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の固体撮像素子にあっては、受光素子部の上に絶縁層によって囲まれたアンテナ構造体が設けられており、アンテナ構造体を構成する材料の屈折率は絶縁層を構成する材料の屈折率よりも高いが故に、アンテナ構造体及び絶縁層に入射した光のエネルギーが受光素子部に集められる。それ故、受光素子部の大きさが縮小されても、感度低下や混色発生を確実に防止することができる。尚、光のエネルギーを受光素子部に集めるが故に、受光素子部の上に設けられた構造物を『アンテナ構造体』と称している。また、本発明の固体撮像素子の製造方法にあっては、遮光層を設けることによって、絶縁層（第２絶縁層）によって囲まれたアンテナ構造体をセルフ・アライン方式にて形成することができ、絶縁層（第２絶縁層）及びアンテナ構造体の形成の際における位置合わせ精度の向上を容易に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１及び実施例３の固体撮像素子の模式的な一部断面図である。
【図２】図２の（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例１の固体撮像素子における光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を示す図であり、図２の（Ｄ）〜（Ｆ）は、実施例１の固体撮像素子における光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の固体撮像素子において、円盤状のアンテナ構造体の直径及び高さを、種々、変更して、赤色混色率を測定した結果を示すグラフ、及び、実施例３において、円盤状のアンテナ構造体の直径を、種々、変更して、赤色混色率を測定した結果を示すグラフである。
【図４】図４の（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ、実施例２の固体撮像素子において、円盤状のアンテナ構造体の直径を、種々、変更して、固体撮像素子における光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図５】図５は、実施例２の固体撮像素子において、円盤状のアンテナ構造体の伝播状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例４の固体撮像素子の製造方法を説明するための半導体層等の模式的な一部断面図である。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、図６の（Ｂ）に引き続き、実施例４の固体撮像素子の製造方法を説明するための半導体層等の模式的な一部断面図である。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、図７の（Ｂ）に引き続き、実施例４の固体撮像素子の製造方法を説明するための半導体層等の模式的な一部断面図である。
【図９】図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例５の固体撮像素子の製造方法を説明するための半導体層等の模式的な一部断面図である。
【図１０】図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、図９の（Ｂ）に引き続き、実施例５の固体撮像素子の製造方法を説明するための半導体層等の模式的な一部断面図である。
【図１１】図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例６の固体撮像素子において、アンテナ構造体を構成する材料の屈折率ｎ1を、種々、変えて、赤色混色率を測定した結果を示すグラフ、及び、実施例７の固体撮像素子において、半導体層の表面とアンテナ構造体底面との間の距離を、種々、変更して、赤色混色率を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】図１２の（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例７の固体撮像素子において、波長５４０ｎｍの光が、マイクロ・レンズに入射し、カラーフィルター及び層間絶縁層を通過し、更に、アンテナ構造体を通過したときの、光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１３】図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例８の固体撮像素子の模式的な一部断面図、及び、アンテナ構造体の頂部とアンテナ構造体延在部の位置関係を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は、実施例８の固体撮像素子における赤色混色率を測定した結果を示すグラフである。
【図１５】図１５の（Ａ）及び（Ｂ）は、参考のために、比較例１等の固体撮像素子における光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の固体撮像素子、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の固体撮像素子）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（実施例３の変形）
６．実施例５（実施例３の別の変形）
７．実施例６（実施例１の更に別の変形）
８．実施例７（実施例１の更に別の変形）
９．実施例８（実施例１の更に別の変形、その他）
【００１１】
［本発明の固体撮像素子及びその製造方法、全般に関する説明］
本発明の固体撮像素子あるいは本発明の固体撮像素子の製造方法によって得られる固体撮像素子（以下、これらを総称して、『本発明の固体撮像素子等』と呼ぶ）において、光がアンテナ構造体に入射する方向に沿ったアンテナ構造体の射影像は、受光素子部内に含まれる形態とすることが、アンテナ構造体及び絶縁層を通過した光のエネルギーを受光素子部へと確実に集めるといった観点から好ましい。尚、アンテナ構造体の中心を通過する光が受光素子部の中心に入射するように、受光素子部に対してアンテナ構造体を配置することが望ましい。アンテナ構造体の中心を通るアンテナ構造体における法線は、必ずしも、受光素子部の中心を通っていない構成とすることができる。云い換えれば、受光素子部とアンテナ構造体の配置関係を、多数の受光素子部が集合して成る固体撮像装置における受光素子部の位置に依存して変えてもよい。また、アンテナ構造体の平面形状や大きさを、多数の受光素子部が集合して成る固体撮像装置における受光素子部の位置に依存して変えてもよい。
【００１２】
上記の好ましい形態を含む本発明の固体撮像素子等において、アンテナ構造体は、直径０．２μｍ乃至０．４μｍ、好ましくは０．２μｍ乃至０．３μｍの円柱形（円盤状）の形状を有する形態とすることが望ましい。あるいは又、アンテナ構造体は、高さ方向と直交する仮想平面で切断したときの断面積が１×１０-14πｍ2乃至４×１０-14πｍ2である柱状の形状を有する形態（例えば、円柱形や多角柱である形態）とすることが望ましい。アンテナ構造体の高さは、例えば、０．１μｍ乃至０．８μｍ、好ましくは、０．２μｍ乃至０．５μｍとすることが望ましい。
【００１３】
また、上記の好ましい形態を含む本発明の固体撮像素子等にあっては、
アンテナ構造体及び絶縁層上には層間絶縁層が形成されており、
層間絶縁層上に設けられたカラーフィルター、及び、カラーフィルターの上に形成されたマイクロ・レンズを更に備えている形態とすることができる。
【００１４】
更には、上記の好ましい形態を含む本発明の固体撮像素子等にあっては、半導体層の表面と平行に、アンテナ構造体の頂部からアンテナ構造体延在部が延びている構成とすることができる。
【００１５】
更には、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の固体撮像素子等において、絶縁層（あるいは第２絶縁層）を構成する材料の屈折率をｎ0、アンテナ構造体を構成する材料（誘電体材料）の屈折率をｎ1としたとき、（ｎ1−ｎ0）の値は０．２５以上であることが望ましく、この場合、アンテナ構造体を構成する材料として、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯx）、及び、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料を挙げることができるし、微粒子が分散した透明な誘電体材料（具体的には、例えばＴｉＯx微粒子が分散したシロキサン）を挙げることができる。ここで、ＴｉＯx微粒子の粒径として、具体的には、１×１０-8ｍ乃至３×１０-8ｍを例示することができる。尚、ＴｉＯx微粒子の添加量によって、ＴｉＯx微粒子が分散したシロキサン全体の屈折率の制御を行うことができる。更には、絶縁層や第１絶縁層、第２絶縁層を構成する材料として、ＳｉＯ2、ＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）、ＢＰＳＧ（ホウ素・リン・シリケート・ガラス）、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＳｂＳＧ、ＳＯＧ（スピンオングラス）等のＳｉＯX系材料（シリコン系酸化膜を構成する材料）、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＦ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣＮ、誘電率ｋ（＝ε／ε0）が例えば３．５以下の有機ＳＯＧ、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂といった低誘電率絶縁材料（具体的には、例えば、フルオロカーボン、アモルファス・テトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、パリレン、ベンゾシクロブテン、アモルファス・カーボン、シクロパーフルオロカーボンポリマー、環状フッ素樹脂、フッ化フラーレン）、Ｓｉｌｋ（The Dow Chemical Co. の商標であり、塗布型低誘電率層間絶縁膜材料）やＦｌａｒｅ（Honeywell Electronic Materials Co. の商標）といったポリアリルエーテル（ＰＡＥ）系材料を挙げることができる。
【００１６】
更には、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の固体撮像素子等において、アンテナ構造体の頂部（頂面）は平坦である形態とすることが好ましい。
【００１７】
更には、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の固体撮像素子等において、半導体層の表面とアンテナ構造体底面との間の距離（Ｌ）は０．２μｍ以下であることが好ましい。
【００１８】
更には、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の固体撮像素子等にあっては、半導体層の表面には反射防止膜が形成されていることが望ましい。ここで、反射防止膜を構成する材料として、ＨｆＯx、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等を挙げることができる。反射防止膜は、単層構成であってもよいし、多層構成であってもよい。尚、このような形態にあっては、アンテナ構造体は、反射防止膜上に形成され、あるいは又、絶縁層や第２絶縁層を介して反射防止膜上に形成されている。
【００１９】
更には、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の固体撮像素子等において、アンテナ構造体の周囲には、絶縁層（あるいは第２絶縁層）を介して遮光層が形成されている構成とすることができる。即ち、アンテナ構造体は、環状の遮光層によって囲まれており、アンテナ構造体と遮光層との間には絶縁層（あるいは第２絶縁層）が存在する構成とすることができる。ここで、遮光層を構成する材料として、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ルテニウム（Ｒｕ）等を挙げることができる。
【００２０】
更には、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の固体撮像素子等にあっては、アンテナ構造体が設けられた側とは反対側の半導体層の部分には受光素子部を駆動するための駆動回路が設けられている構成、即ち、固体撮像素子を裏面照射型とすることができる。但し、これに限定するものではなく、表面照射型とすることもできる。駆動回路は、周知の回路から構成すればよい。
【００２１】
更には、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の固体撮像素子の製造方法において、前記工程（ｆ）における誘電体材料層の形成は塗布法に基づく形態とすることができ、この場合、前記工程（ｆ）における誘電体材料層の形成工程は、ＴｉＯx微粒子が分散したシロキサンの溶液を塗布し、乾燥（加熱）する工程から成る形態とすることができる。ここで、塗布法としてスピンコーティング法を例示することができる。
【００２２】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の固体撮像素子において、半導体層はＳｉから構成することができる。具体的には、半導体層は、シリコン半導体基板から構成することができるし、あるいは又、エピタキシャル成長法にて半導体基板上に形成することもできるし、あるいは又、所謂ＳＯＩ構造におけるシリコン層から構成することもできる。あるいは又、場合によっては、半導体層を、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＧａＰ及びＩｎＰから成る群から選択された１種類の材料から成る構成とすることもできる。ＣＣＤイメージセンサ構造あるいはＣＭＯＳイメージセンサ構造を有する受光素子部、カラーフィルターやマイクロ・レンズの構成、構造は、周知の構成、構造とすることができる。
【００２３】
本発明の固体撮像素子の集合体によって、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の単板式カラー固体撮像装置を構成することができる。固体撮像素子の配列として、ベイヤ配列、インターライン配列、ＧストライプＲＢ市松配列、ＧストライプＲＢ完全市松配列、市松補色配列、ストライプ配列、斜めストライプ配列、原色色差配列、フィールド色差順次配列、フレーム色差順次配列、ＭＯＳ型配列、改良ＭＯＳ型配列、フレームインターリーブ配列、フィールドインターリーブ配列を挙げることができる。
【実施例１】
【００２４】
実施例１は、本発明の固体撮像素子に関する。模式的な一部断面図を図１の（Ａ）に示す実施例１の固体撮像素子は、裏面照射型であり、
（Ａ）半導体層１１に形成された受光素子部２１、
（Ｂ）半導体層１１上に形成された絶縁層３２、及び、
（Ｃ）受光素子部２１の上に設けられ、絶縁層３２によって囲まれたアンテナ構造体４１、
を備えている。
【００２５】
実施例１の固体撮像素子にあっては、更に、アンテナ構造体４１及び絶縁層３２上には層間絶縁層が形成されている。尚、層間絶縁層の形成は必須ではないが、カラーフィルターの密着性の向上といった観点からは層間絶縁層を形成することが好ましい。そして、実施例１の固体撮像素子は、層間絶縁層上に設けられたカラーフィルター（オンチップ・カラーフィルター）３３、及び、カラーフィルター３３の上に形成されたマイクロ・レンズ（オンチップ・マイクロ・レンズ）３４を更に備えている。尚、層間絶縁層は、絶縁層３２から延在しており、絶縁層３２と一体に形成されているので、以下にあっては、層間絶縁層と絶縁層３２とを纏めて絶縁層３２として説明する場合がある。
【００２６】
そして、アンテナ構造体４１を構成する材料（誘電体材料）の屈折率ｎ1は、絶縁層３２を構成する材料の屈折率ｎ0よりも高く、アンテナ構造体４１及び絶縁層３２に入射した光のエネルギーが受光素子部２１に集められる。具体的には、アンテナ構造体４１は、受光素子部２１が設けられた半導体層１１の部分と、その上方に位置する層間絶縁層（絶縁層３２）の部分との間に設けられており、且つ、絶縁層３２によって囲まれている。ここで、光がアンテナ構造体４１に入射する方向に沿ったアンテナ構造体４１の射影像は、受光素子部２１内に含まれている。
【００２７】
具体的には、アンテナ構造体４１は、直径Ｒ1＝０．３μｍ、高さＨ1＝０．２μｍの円柱形（円盤状）の形状を有する。そして、アンテナ構造体４１の中心を通過する光が受光素子部２１の中心に入射するように、受光素子部２１に対してアンテナ構造体４１は配置されている。半導体層１１の表面には、ＨｆＯxから成り、厚さ６４ｎｍの反射防止膜３１が形成されており、アンテナ構造体４１は反射防止膜３１上に形成されている。即ち、半導体層１１の表面とアンテナ構造体４１の底面との間の距離（Ｌ）は０．２μｍ以下である。そして、（ｎ1−ｎ0）の値は０．２５以上である。具体的には、絶縁層３２は、屈折率ｎ0が１．４６のＳｉＯ2から成る。反射防止膜３１上における絶縁層３２の厚さを０．３μｍとした。一方、アンテナ構造体４１を構成する材料は、屈折率ｎ1が１．９のＳｉＯＮから成る。上述したとおり、アンテナ構造体４１の形状は円柱形（円盤状）であり、アンテナ構造体４１の頂部（頂面）は平坦であり、側面も平坦な曲面から構成されている。
【００２８】
また、半導体層１１は、具体的には、シリコン半導体基板から成り、受光素子部２１は、周知のＣＭＯＳイメージセンサ構造を有する。尚、受光素子部２１を概念的に図示した。ここで、受光素子部２１によって構成される副画素の大きさを０．９μｍ×０．９μｍとし、固体撮像素子の配列をベイヤ配列とした。固体撮像素子の集合体によって、ＣＭＯＳイメージセンサから成る単板式カラー固体撮像装置が構成されている。更には、アンテナ構造体４１が設けられた側とは反対側の半導体層１１の部分には、受光素子部２１を駆動するための駆動回路（図示せず）が半導体層１１に設けられており、半導体層１１は平滑化層３６で覆われており、平滑化層３６には配線３７が設けられている。ここで、駆動回路は、転送ゲート（トランスファーゲート）から構成された、一種のＭＯＳ型スイッチである。また、カラーフィルター３３の厚さは０．４３μｍであり、マイクロ・レンズ３４全体の厚さは０．７５μｍ、レンズ部分の厚さは０．３μｍである。受光素子部２１、カラーフィルター３３やマイクロ・レンズ３４、駆動回路、配線等の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができる。
【００２９】
アンテナ構造体を設けないことを除き、実施例１と同じ構成、構造を有する固体撮像素子を、比較例１として作製した。
【００３０】
実施例１の固体撮像素子において、波長５４０ｎｍの光が、マイクロ・レンズ３４に入射し、カラーフィルター３３、絶縁層３２及びアンテナ構造体４１を通過したときの、光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を図２の（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）に示す。同様に、比較例１の固体撮像素子において、波長５４０ｎｍの光が、マイクロ・レンズ３４に入射し、カラーフィルター３３及び絶縁層３２を通過したときの、光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を図２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。尚、図２の（Ａ）〜（Ｆ）において、画像の一辺の長さは１．８μｍであり、固体撮像素子の配列はベイヤ配列であり、画像の左上及び右下に緑色を受光する副画素が配置され、画像の右上に赤色を受光する副画素が配置され、画像の左下に青色を受光する副画素が配置されている。
【００３１】
ここで、図２の（Ａ）、（Ｄ）は、アンテナ構造体４１と反射防止膜３１との界面における状態を示し、図２の（Ｂ）、（Ｅ）は、半導体層１１の表面から深さ１．５μｍのところにおける状態を示し、図２の（Ｃ）、（Ｆ）は、半導体層１１の表面から深さ３．０μｍのところにおける状態を示す。図２の（Ａ）〜（Ｆ）、あるいは、後述する図４の（Ａ）〜（Ｆ）、図１５の（Ａ）、（Ｂ）において、明るい領域ほど、光のエネルギーが高い（強い）。
【００３２】
図２の（Ｄ）〜（Ｆ）と、図２の（Ａ）〜（Ｃ）を対比すると、実施例１の固体撮像素子にあっては、アンテナ構造体４１と反射防止膜３１との界面における光のエネルギーの拡がりは、比較例１の固体撮像素子よりも小さく（図２の（Ａ）及び（Ｄ）参照）、しかも、半導体層１１の内部の一層狭い領域に侵入している（図２の（Ｂ）及び（Ｅ）参照）ことが判る。即ち、アンテナ構造体４１を設けることで、受光素子部の中央領域を光のエネルギーが伝播していることが判る。
【００３３】
また、波長５４０ｎｍの光が、緑色を受光する副画素、赤色を受光する副画素、青色を受光する副画素から構成された画素に入射したとき、緑色を受光する副画素の受光量を１００％としたときの赤色を受光する副画素の受光量の割合（『赤色混色率』と呼ぶ）、青色を受光する副画素の受光量の割合（『青色混色率』と呼ぶ）を測定した結果を、以下の表１に示す。表１からも、実施例１の固体撮像素子は、アンテナ構造体４１が設けられているので、比較例１の固体撮像素子と比べて、緑色を受光する副画素に入射した波長５４０ｎｍの光が、隣接する赤色を受光する副画素、青色を受光する副画素へ漏れ出すことが少なく、混色の発生が減少していることが判る。
【００３４】
［表１］
実施例１        比較例１
赤色混色率        ５％            ９％
青色混色率      １９％          ２６％
【００３５】
以上のとおり、アンテナ構造体４１を設けることによって、光のエネルギーを受光素子部２１へと確実に集めることができ、受光素子部２１の大きさが縮小されても、感度低下を招くことがない。また、隣接する副画素を構成する受光素子部２１への混色の発生を確実に防止することができる。
【００３６】
参考のために、アンテナ構造体を設けない固体撮像素子において、副画素の大きさを１．７５μｍ×１．７５μｍとしたときの光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を図１５の（Ａ）に示し、副画素の大きさを０．９μｍ×０．９μｍとしたときの光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を図１５の（Ｂ）に示す。尚、図１５の（Ａ）に示す画像の一辺の長さは３．５μｍであり、図１５の（Ｂ）に示す画像の一辺の長さは１．８μｍである。また、固体撮像素子の配列をベイヤ配列とし、画像の左上及び右下に緑色を受光する副画素が配置され、画像の右上に赤色を受光する副画素が配置され、画像の左下に青色を受光する副画素が配置されている。図１５の（Ａ）及び（Ｂ）から、副画素が微細になると、マイクロ・レンズのレンズ効果が低下し、隣接する副画素に光エネルギーが漏れ易くなることが判る。
【００３７】
受光素子部の上に光導波路構造を設けた固体撮像素子が、例えば、特開２００７−０９５７９２等から周知であるが、光導波路構造は、受光素子部に入射する光に損失が生じることを防止する目的で設けられており、光は光導波路構造の内部で全反射する。本発明の固体撮像素子は光導波路構造を有しておらず、特開２００７−０９５７９２に開示された技術とは全く異なる技術である。本発明の固体撮像素子にあっては、アンテナ構造体４１の側面と絶縁層３２との境界において屈折率差Δｎ（＝ｎ1−ｎ0）が存在することで、この境界の法線方向と一致する光の電場ベクトルが増幅され、光強度が増加し、増幅された光のエネルギーが、境界の直下、あるいは、その近傍の受光素子部の部分に到達する。尚、アンテナ構造体４１の頂部は平坦であるが故に、アンテナ構造体４１は、光を集光あるいは発散させる所謂レンズ効果を有してはいない。
【００３８】
実施例１の固体撮像素子は、以下の方法で作製することができる。
【００３９】
［工程−１００］
即ち、先ず、シリコン半導体基板の表面（おもてめん）側に、周知の方法で、駆動回路や周辺回路、平滑化層３６、配線３７等を作製する。次いで、シリコン半導体基板を裏面側からエッチングや研磨することで、シリコン半導体基板を薄くする。その後、シリコン半導体基板（半導体層１１に相当する）の裏面側に、周知の方法で受光素子部２１を形成する。
【００４０】
［工程−１１０］
次いで、シリコン半導体基板の裏面（半導体層１１の表面）にスパッタリング法で反射防止膜３１を形成する。
【００４１】
［工程−１２０］
その後、全面にＣＶＤ法に基づき、アンテナ構造体４１を形成するための誘電体材料層を成膜し、次いで、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき誘電体材料層をパターニングすることで、円盤状のアンテナ構造体４１を得ることができる。
【００４２】
［工程−１３０］
次に、ＣＶＤ法に基づき、全面に絶縁層３２を形成した後、絶縁層３２の平滑化を行う。これによって、アンテナ構造体４１を囲む絶縁層が形成され、併せて、アンテナ構造体４１及び絶縁層上に層間絶縁層が形成される。そして、層間絶縁層（絶縁層３２）上に、周知の方法で、カラーフィルター３３、マイクロ・レンズ３４を形成することで、実施例１の固体撮像素子を得ることができる。
【実施例２】
【００４３】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２にあっては、円盤状のアンテナ構造体４１の直径Ｒ1及び高さＨ1を、種々、変更して、赤色混色率を測定した。その結果を図３の（Ａ）に示す。図３の（Ａ）において、黒四角で示すデータ「Ａ」はＨ1＝０．２μｍのデータであり、黒菱形で示すデータ「Ｂ」はＨ1＝０．１μｍのデータであり、黒三角で示すデータ「Ｃ」はＨ1＝０．５μｍのデータである。図３の（Ａ）から、アンテナ構造体４１の直径Ｒ1を、０．２μｍ乃至０．４μｍ、好ましくは０．２μｍ乃至０．３μｍとすることが望ましい。あるいは又、アンテナ構造体４１は、高さ方向と直交する仮想平面で切断したときの断面積が１×１０-14πｍ2乃至４×１０-14πｍ2である柱状の形状を有することが望ましい。ここで、柱状の形状として、円柱形や、多角柱（例えば、六角柱以上の正多角柱であり、正六角柱、正八角柱、正十角柱等）を例示することができる。また、高さＨ1は、０．２μｍ以下とすることが望ましい。尚、入射光の波長λを５４０ｎｍとするとき、アンテナ構造体４１の内部における光の波長は、λ／ｎ1＝５４０／１．９＝２８４ｎｍであり、好ましいアンテナ構造体４１の直径Ｒ1は（λ／ｎ1）の値とほぼ等しい。
【００４４】
また、図４の（Ａ）〜（Ｆ）のそれぞれに、実施例２の固体撮像素子において、円盤状のアンテナ構造体の直径を、種々、変更して、固体撮像素子における光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を示す。ここで、図４の（Ａ）は直径Ｒ1＝２００ｎｍにおける結果であり、図４の（Ｂ）は直径Ｒ1＝２５０ｎｍにおける結果であり、図４の（Ｃ）は直径Ｒ1＝３００ｎｍにおける結果であり、図４の（Ｄ）は直径Ｒ1＝３５０ｎｍにおける結果であり、図４の（Ｅ）は直径Ｒ1＝４００ｎｍにおける結果であり、図４の（Ｆ）は直径Ｒ1＝４５０ｎｍにおける結果である。これらの結果からも、アンテナ構造体４１の直径Ｒ1を、０．２μｍ乃至０．４μｍ、好ましくは０．２μｍ乃至０．３μｍとすることが望ましい。更には、入射光の波長λを５４０ｎｍとし、アンテナ構造体４１の直径Ｒ1＝５００ｎｍとしたときの光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を図５に示すが、屈折率差がある面（具体的には、アンテナ構造体４１の側面と絶縁層３２の界面）に光のエネルギーが集中していることが判る。
【実施例３】
【００４５】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３にあっては、図１の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示すように、アンテナ構造体４１の周囲に、絶縁層３２を介して、タングステン（Ｗ）から成る遮光層３５が形成されている。即ち、アンテナ構造体４１は、環状の遮光層３５によって囲まれており、アンテナ構造体４１と遮光層３５との間には絶縁層３２が存在する。環状（リング状）の遮光層３５の高さを０．２μｍ、幅（厚さ）を０．２μｍとし、アンテナ構造体４１の側面から遮光層３５の側面までの距離を０．１５μｍとした。また、実施例３におけるアンテナ構造体４１の高さＨ1を０．２μｍとした。そして、円盤状のアンテナ構造体４１の直径Ｒ1を、種々、変更して、赤色混色率を測定した。その結果を図３の（Ｂ）に示す。実施例１の固体撮像素子と同じ構造を有する固体撮像素子における赤色混色率を測定した結果を図３の（Ｂ）に併せて示す。図３の（Ｂ）において、黒四角で示すデータ「Ａ」は、実施例３の固体撮像素子におけるデータであり、黒菱形で示すデータ「Ｂ」は、実施例１の固体撮像素子と同じ構造を有する固体撮像素子におけるデータである。図３の（Ｂ）から、遮光層３５を設けることで、隣接した副画素に漏れる光エネルギーを減少させ、混色の発生を一層確実に防止することができることが判る。
【実施例４】
【００４６】
実施例４は、実施例３の変形であり、本発明の固体撮像素子の製造方法に関する。以下、半導体層等の模式的な一部断面図である図６の（Ａ）〜（Ｂ）、図７の（Ａ）〜（Ｂ）、図８の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例４の固体撮像素子の製造方法を説明する。
【００４７】
［工程−４００］
先ず、半導体層１１に受光素子部２１を形成する。即ち、先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、シリコン半導体基板の表面（おもてめん）側に、周知の方法で、駆動回路や周辺回路、平滑化層３６、配線３７等を作製する。次いで、シリコン半導体基板を裏面側からエッチングや研磨することで、シリコン半導体基板を薄くする。その後、シリコン半導体基板（半導体層１１に相当する）の裏面側に、周知の方法で受光素子部２１を形成する。次いで、シリコン半導体基板の裏面（半導体層１１の表面）にスパッタリング法で反射防止膜３１を形成する。
【００４８】
［工程−４１０］
次に、ＳｉＯ2から成る第１絶縁層５１をＣＶＤ法に基づき全面に形成する（図６の（Ａ）参照）。
【００４９】
［工程−４２０］
その後、受光素子部２１を取り囲むように、第１絶縁層５１上に遮光層３５を形成する。具体的には、先ず、厚さ０．２μｍのタングステン（Ｗ）層３５Ａを第１絶縁層５１上にＣＶＤ法に基づき形成する。その後、タングステン層３５Ａ上にエッチング用マスクをフォトリソグラフィ技術に基づき形成し、次いで、タングステン層３５Ａをドライエッチングすることで、遮光層３５を得ることができる。その後、エッチング用マスクを除去することで、図６の（Ｂ）に示す状態を得ることができる。
【００５０】
［工程−４３０］
次に、遮光層３５をエッチング用マスクとして用いて第１絶縁層５１を、ドライエッチング法に基づき、選択的に除去する（図７の（Ａ）参照）。遮光層３５の直下の第１絶縁層５１は残される。
【００５１】
［工程−４４０］
その後、受光素子部２１の上方に、遮光層３５及び第１絶縁層５１によって囲まれた空間５３が存在するように、全面に第２絶縁層５２を形成する。具体的には、ＳｉＯ2から成り、厚さ０．１５μｍの第２絶縁層５２をＣＶＤ法に基づき全面にコンフォーマルに形成する（図７の（Ｂ）参照）。
【００５２】
［工程−４５０］
次いで、全面に誘電体材料層４１Ａを形成することで、この空間５３にアンテナ構造体４１を設ける（図８の（Ａ）参照）。具体的には、ＴｉＯx微粒子が分散したシロキサンの溶液を準備する。ここで、ＴｉＯx微粒子が４０重量％、添加されている。そして、塗布法、より具体的には、スピンコーティング法に基づき、上記の溶液を塗布した後、乾燥（加熱）することで、アンテナ構造体４１を得ることができる。アンテナ構造体４１は、パターニングしてもよいし、しなくともよい。アンテナ構造体４１をパターニングしない場合、アンテナ構造体４１からアンテナ構造体延在部４２が延在する。
【００５３】
［工程−４６０］
その後、ＣＶＤ法に基づき、全面にＳｉＯ2から成る層間絶縁層３２Ａを形成した後、層間絶縁層３２Ａの平滑化を行う。これによって、アンテナ構造体４１を囲む絶縁層（第２絶縁層５２）が形成され、併せて、アンテナ構造体４１及び絶縁層（第２絶縁層５２）上に層間絶縁層３２Ａが形成される。そして、層間絶縁層３２Ａ上に、周知の方法で、カラーフィルター３３、マイクロ・レンズ３４を形成することで、実施例４の固体撮像素子を得ることができる（図８の（Ｂ）参照）。
【００５４】
実施例４の固体撮像素子の製造方法にあっては、遮光層３５を設けることによって、第２絶縁層５２及びアンテナ構造体４１をセルフ・アライン方式にて形成することができ、第２絶縁層５２及びアンテナ構造体４１の形成の際における位置合わせ精度の向上を容易に図ることができる。また、実施例１にあっては、［工程−１２０］において、アンテナ構造体４１を得るためにエッチング技術に基づき誘電体材料層をパターニングするとき、半導体層等にダメージが生じ、暗電流と呼ばれる光を受光しないときのノイズ出力が増加する虞がある。これに対して、実施例４にあっては、［工程−４３０］において、受光素子部２１の上方に位置する第１絶縁層５１の部分にアンテナ構造体を形成するための開口部を形成するだけであるので、ダメージが発生する虞のある領域を受光素子部の部分に限定することができ、暗電流の発生を抑制することができる。それ故、固体撮像素子の製造プロセス自由度を高めることができる。尚、［工程−４５０］において、実施例１と同様に、全面にＣＶＤ法に基づき、アンテナ構造体４１を形成するための誘電体材料層を成膜してもよい。
【実施例５】
【００５５】
実施例５も、実施例３の変形であるが、実施例１において説明した固体撮像素子の製造方法の変形に関する。以下、半導体層等の模式的な一部断面図である図９の（Ａ）〜（Ｂ）、図１０の（Ａ）〜（Ｂ）を参照して、実施例５の固体撮像素子の製造方法を説明する。
【００５６】
［工程−５００］
先ず、実施例４の［工程−４００］と同様にして、半導体層に受光素子部を形成し、更に、反射防止膜３１を形成する。
【００５７】
［工程−５１０］
次に、ＳｉＯ2から成る第１絶縁層６１をＣＶＤ法に基づき全面に形成する。
【００５８】
［工程−５２０］
その後、受光素子部２１を取り囲むように、第１絶縁層６１上に遮光層３５を形成する。具体的には、先ず、厚さ０．２μｍのタングステン（Ｗ）層３５Ａを第１絶縁層６１上にＣＶＤ法に基づき形成する。その後、タングステン層３５Ａ上にエッチング用マスクをフォトリソグラフィ技術に基づき形成し、次いで、タングステン層３５Ａをドライエッチングすることで、遮光層３５を得ることができる。そして、エッチング用マスクを除去することで、図９の（Ａ）に示す状態を得ることができる。
【００５９】
［工程−５３０］
次に、実施例４の［工程−４３０］と異なり、全面にＳｉＯ2から成る第２絶縁層６２をＣＶＤ法に基づき形成した後、第２絶縁層６２の平坦化処理を行う。こうして、図９の（Ｂ）に示すように、遮光層３５が第２絶縁層６２によって埋め込まれた状態を得ることができる。
【００６０】
［工程−５４０］
その後、第２絶縁層６２上にエッチング用マスクをフォトリソグラフィ技術に基づき形成し、次いで、第２絶縁層６２及び第１絶縁層６１をドライエッチングすることで、遮光層３５の頂面及び側面に第２絶縁層６２を残す（図１０の（Ａ）参照）。受光素子部２１の上方には、第２絶縁層６２及び第１絶縁層６１によって囲まれた空間６３が存在する。
【００６１】
［工程−５５０］
次いで、実施例４の［工程−４５０］と同様に、全面に誘電体材料層４１Ａを形成することで、この空間６３にアンテナ構造体４１を設ける（図１０の（Ｂ）参照）。尚、実施例１と同様に、全面にＣＶＤ法に基づき、アンテナ構造体４１を形成するための誘電体材料層を成膜してもよい。また、アンテナ構造体４１は、パターニングしてもよいし、しなくともよい。アンテナ構造体４１をパターニングしない場合、アンテナ構造体４１からアンテナ構造体延在部４２が延在する。
【００６２】
［工程−５６０］
その後、ＣＶＤ法に基づき、全面にＳｉＯ2から成る層間絶縁層を形成した後、層間絶縁層の平滑化を行う。これによって、アンテナ構造体４１を囲む絶縁層（第１絶縁層６１及び第２絶縁層６２）が形成され、併せて、アンテナ構造体４１及び絶縁層（第２絶縁層６２）上に層間絶縁層が形成される。そして、層間絶縁層上に、周知の方法で、カラーフィルター３３、マイクロ・レンズ３４を形成することで、実施例５の固体撮像素子を得ることができる。
【００６３】
実施例１にあっては、［工程−１２０］において、アンテナ構造体４１を得るためにエッチング技術に基づき誘電体材料層をパターニングするとき、半導体層等にダメージが生じ、暗電流と呼ばれる光を受光しないときのノイズ出力が増加する虞がある。これに対して、実施例５にあっては、［工程−５４０］において、受光素子部２１の上方に位置する第２絶縁層６２及び第１絶縁層６１の部分にアンテナ構造体を形成するための開口部を形成するだけであるので、ダメージが発生する虞のある領域を受光素子部の部分に限定することができ、暗電流の発生を抑制することができる。それ故、固体撮像素子の製造プロセス自由度を高めることができる。
【実施例６】
【００６４】
実施例６も、実施例１の変形である。実施例６にあっては、アンテナ構造体４１を構成する材料の屈折率ｎ1を、種々、変えて、赤色混色率を測定した。その結果を図１１の（Ａ）に示す。絶縁層３２はＳｉＯ2から成る。アンテナ構造体４１の直径Ｒ1を０．３μｍ、高さＨ1を０．２μｍとした。図１１の（Ａ）から、アンテナ構造体４１の屈折率ｎ1が１．７以上、（ｎ1−ｎ0）の値が０．２５以上で、赤色混色率が安定して減少していることが判る。ここで、屈折率ｎ1が１．７以上の材料として、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯx）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、微粒子が分散した透明な誘電体材料（具体的には、例えばＴｉＯx微粒子が分散したシロキサン）を例示することができる。
【実施例７】
【００６５】
実施例７も、実施例１の変形である。実施例７にあっては、半導体層１１の表面とアンテナ構造体４１底面との間の距離（Ｌ）を、種々、変更して、赤色混色率を測定した。その結果を図１１の（Ｂ）に示す。アンテナ構造体４１の直径Ｒ1を０．３μｍ、高さＨ1を０．２μｍとした。尚、図１１の（Ｂ）の横軸は、厚さ６４ｎｍの反射防止膜３１の表面とアンテナ構造体４１底面との間の距離（Ｌ’）を示す。図１１の（Ｂ）から、半導体層１１の表面とアンテナ構造体４１底面との間の距離（Ｌ）は０．２μｍ以下であることが好ましいことが判る。尚、入射光の波長λを５４０ｎｍとするとき、アンテナ構造体４１の内部における光の波長は、λ／ｎ1＝５４０／１．９＝２８４ｎｍであり、好ましい距離（Ｌ）は、ほぼ（λ／ｎ1）あるいはそれ以下である。
【００６６】
更には、実施例７の固体撮像素子において、波長５４０ｎｍの光が、マイクロ・レンズ３４に入射し、カラーフィルター３３、絶縁層３２及びアンテナ構造体４１を通過したときの、光のエネルギーの伝播状態をシミュレーションした結果を図１２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。ここで、図１２の（Ａ）は、距離Ｌ’＝０ｎｍにおける状態を示し、図１２の（Ｂ）は、距離Ｌ’＝５０ｎｍにおける状態を示し、図１２の（Ｃ）は、距離Ｌ’＝１００ｎｍにおける状態を示し、図１２の（Ｄ）は、距離Ｌ’＝２００ｎｍにおける状態を示す。
【００６７】
図１２の（Ａ）〜（Ｄ）から、距離Ｌ’の値が大きくなるに従い、光が拡散し、受光素子部２１の中央に光のエネルギーが集中されなくなる様子が判る。
【実施例８】
【００６８】
実施例８も、実施例１の変形である。模式的な一部断面図を図１３の（Ａ）に示し、アンテナ構造体の頂部とアンテナ構造体延在部の位置関係を図１３の（Ｂ）に模式的に示すように、実施例８の固体撮像素子にあっては、半導体層１１の表面と平行に、アンテナ構造体４１の頂部からアンテナ構造体延在部４２が延びている。尚、図１３の（Ｂ）において、アンテナ構造体４１が設けられた位置を点線で示し、受光素子部２１が設けられた位置を一点鎖線で示す。
【００６９】
以下、実施例８の固体撮像素子の製造方法の概要を説明する。
【００７０】
［工程−８００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、駆動回路や周辺回路、平滑化層３６、配線３７等、更には、受光素子部２１を形成する。次いで、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、シリコン半導体基板の裏面（半導体層１１の表面）にスパッタリング法で反射防止膜３１を形成する。
【００７１】
［工程−８１０］
その後、ＣＶＤ法に基づき、全面に、厚さ０．２μｍの絶縁層３２を形成する。そして、受光素子部２１の上方に位置する絶縁層３２の部分に、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、アンテナ構造体を形成するための開口部を形成する。
【００７２】
［工程−８２０］
次いで、開口部内を含む絶縁層３２上にＣＶＤ法に基づき、アンテナ構造体４１を形成するための誘電体材料層を成膜することで、絶縁層３２に設けられた開口部内に円盤状のアンテナ構造体４１を得ることができる。同時に、絶縁層３２の上に、アンテナ構造体４１の頂部から延びるアンテナ構造体延在部４２を得ることができる。
【００７３】
［工程−８３０］
次に、全面に層間絶縁層３２Ａを形成し、更に、層間絶縁層３２Ａ上に、周知の方法で、カラーフィルター３３、マイクロ・レンズ３４を形成することで、実施例８の固体撮像素子を得ることができる。
【００７４】
実施例１にあっては、［工程−１２０］において、アンテナ構造体４１を得るためにエッチング技術に基づき誘電体材料層をパターニングするとき、半導体層等にダメージが生じ、暗電流と呼ばれる光を受光しないときのノイズ出力が増加する虞がある。これに対して、実施例８にあっては、［工程−８１０］において、受光素子部２１の上方に位置する絶縁層３２の部分にエッチング技術に基づきアンテナ構造体を形成するための開口部を形成するだけであるので、ダメージが発生する虞のある領域を受光素子部２１の部分に限定することができ、暗電流の発生を抑制することができる。それ故、固体撮像素子の製造プロセス自由度を高めることができる。
【００７５】
実施例８においては、実施例１と同様に、アンテナ構造体４１の直径Ｒ1を０．３μｍ、高さＨ1を０．２μｍとした。そして、赤色混色率を測定した。その結果を図１４に示す。尚、実施例１の固体撮像素子と同じ構造を有する固体撮像素子における赤色混色率を測定した結果を図１４に併せて示す。図１４において、黒四角で示すデータ「Ａ」は、実施例８の固体撮像素子におけるデータであり、黒菱形で示すデータ「Ｂ」は、実施例１の固体撮像素子と同じ構造を有する固体撮像素子におけるデータである。図１４から、実施例８の構造を採用しても、実施例１と比べて、赤色混色率は特段に変化していないことが判る。
【００７６】
尚、実施例８において説明した固体撮像素子に、実施例３〜実施例５において説明した遮光層を設けてもよい。
【００７７】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した固体撮像素子の構成、構造、固体撮像素子の製造方法、使用した材料等は例示であり、適宜、変更することができる。実施例にあっては、固体撮像素子を裏面照射型としたが、表面照射型とすることもできる。また、実施例においては、ＣＭＯＳイメージセンサを例にとり、説明したが、ＣＣＤイメージセンサ等、任意の固体撮像装置とすることもできる。更には、本発明の固体撮像素子は、フォトダイオード等の受光素子部を有する光学部品全般に応用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１１・・・半導体層、２１・・・受光素子部、３１・・・反射防止膜、３２・・・絶縁層、３２Ａ・・・層間絶縁層、３３・・・カラーフィルター、３４・・・マイクロ・レンズ、３５・・・遮光層、３５Ａ・・・タングステン層、３６・・・平滑化層、３７・・・配線、４１・・・アンテナ構造体、４１Ａ・・・誘電体材料層、４２・・・アンテナ構造体延在部、５１，６１・・・第１絶縁層、５２，６２・・・第２絶縁層、５３，６３・・・空間
【図１】
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【図３】
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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１３】
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【図１４】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図１２】
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【図１５】
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