(57)【要約】      （修正有）【課題】画質を向上する固体撮像素子を提供する。【解決手段】固体撮像素子１−１は、１次元又は２次元に配列された複数の画素１００−１−１〜４毎に、光入射側から順に、オンチップレンズ２−１−Ｇ〜Ｗと、層内レンズ３−１−Ｇ〜Ｗと、反射防止層６−１と、半導体基板とが、少なくとも配される。オンチップレンズの屈折率と層内レンズの屈折率とは異なり、オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、反射防止層から層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、オンチップレンズの上部の曲率半径ｒｌ及びオンチップレンズの下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす。2019091853.tif 000015【選択図】図１
2019091853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次元又は２次元に配列された複数の画素毎に、光入射側から順に、オンチップレンズと、層内レンズと、反射防止層と、半導体基板とが、少なくとも配され、
該オンチップレンズの屈折率と該層内レンズの屈折率とは異なり、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす、固体撮像素子。
【数１】
2019091853.tif 000012
（ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。）
【請求項２】
画素間遮光膜を更に備える、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
互いに隣接する画素間にハードマスク材を更に備える、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が上凸形状であって、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が上凸形状である、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が下凸形状であって、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が下凸形状である、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が上凸形状であって、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が上凸形状であり、さらに、
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が下凸形状であって、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が下凸形状である、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズが、特定の波長帯を透過させるカラーフィルタ特性を有する、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記オンチップレンズ上に、オンチップレンズ用反射防止膜を更に備える、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
半導体基板上の反射防止層の上方向に、互いに隣接する画素間に画素間遮光膜を形成する工程と、
層内レンズ材を、回転塗布して該回転塗布後に回転数を調整して乾燥させる工程と、
該層内レンズ材を該画素間遮光膜上か、又は該画素間遮光膜より内側に露光し現像して、層内レンズを形成する工程と、
オンチップレンズ材を回転塗布した後に母材レンズを塗布して、寸法を調整してパターニングする工程と、
寸法調整された母材レンズを融解させてエッチバックし、該オンチップレンズ材に曲率を転写させて、オンチップレンズを形成する工程と、を含み、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす長さに加工される、固体撮像素子の製造方法。
【数２】
2019091853.tif 000013
（ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。）
【請求項１０】
互いに隣接する画素間にハードマスク材を形成する工程を更に含む、請求項９に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１１】
前記オンチップレンズ上に、オンチップレンズ用反射防止膜を形成する工程を更に含む、請求項９に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１２】
固体撮像素子が搭載されて、
該固体撮像素子が、
１次元又は２次元に配列された複数の画素毎に、光入射側から順に、オンチップレンズと、層内レンズと、反射防止層と半導体基板とが、少なくとも配され、
該オンチップレンズの屈折率と該層内レンズの屈折率とは異なり、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす、電子装置。
【数３】
2019091853.tif 000014
（ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像素子及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの固体撮像素子は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどに広く用いられている。
【０００３】
近年、固体撮像素子の画質の向上を図るために様々な開発が行われている。
【０００４】
例えば、ダブルレンズ構造を有するイメージセンサが提案されている（特許文献１を参照）。
【０００５】
また、例えば、アクロマートレンズ構造を有するレンズ層を備える固体撮像素子が提案されている（特許文献２を参照）。
【０００６】
さらに、例えば、受光する光の色に対応して異なった形状を有するマイクロレンズを備えて、隣接するマイクロレンズの端部同士が接触している固体撮像素子が提案されている（特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−０３６００４号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８１７９号公報
【特許文献３】特開２０１４−１５４６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３で提案された技術では、画質の更なる向上が図れないおそれがある。
【０００９】
そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画質を向上させることができる固体撮像素子、及び固体撮像素子を搭載した電子装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、画質を飛躍的に向上させることに成功し、本技術を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本技術では、まず、１次元又は２次元に配列された複数の画素毎に、光入射側から順に、オンチップレンズと、層内レンズと、反射防止層と、半導体基板とが、少なくとも配され、
該オンチップレンズの屈折率と該層内レンズの屈折率とは異なり、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす、固体撮像素子を提供する。
【００１２】
【数１】
2019091853.tif 000003
【００１３】
本技術に係る固体撮像素子は、画素間遮光膜を更に備えてよい。
本技術に係る固体撮像素子は、互いに隣接する画素間にハードマスク材を更に備えてよい。
【００１４】
本技術に係る固体撮像素子において、前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が上凸形状であってよく、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が上凸形状でよい。
本技術に係る固体撮像素子において、前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が下凸形状であってよく、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が下凸形状でよい。
本技術に係る固体撮像素子において、前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が上凸形状であってよく、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が上凸形状でよく、さらに、
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が下凸形状であってよく、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が下凸形状でよい。
なお、オンチップレンズの下部が上凸形状であることは、オンチップレンズの下部が凹形状であることと同義であり、層内レンズ（後述するカラーフィルタも含む。）の光入射側である上部が下凸形状であることは、層内レンズ（後述するカラーフィルタも含む。）の光入射側である上部が凹形状であることと同義である。
【００１５】
本技術に係る固体撮像素子において、前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズが、特定の波長帯を透過させるカラーフィルタ特性を有してよい。
本技術に係る固体撮像素子は、前記オンチップレンズ上に、オンチップレンズ用反射防止膜を更に備えてよい。
【００１６】
また、本技術では、
半導体基板上の反射防止層の上方向に、互いに隣接する画素間に画素間遮光膜を形成する工程と、
層内レンズ材を、回転塗布して該回転塗布後に回転数を調整して乾燥させる工程と、
該層内レンズ材を該画素間遮光膜上か、又は該画素間遮光膜より内側に露光し現像して、層内レンズを形成する工程と、
オンチップレンズ材を回転塗布した後に母材レンズを塗布して、寸法を調整してパターニングする工程と、
寸法調整された母材レンズを融解させてエッチバックし、該オンチップレンズ材に曲率を転写させて、オンチップレンズを形成する工程と、を含み、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす長さに加工される、固体撮像素子の製造方法を提供する。
【００１７】
【数２】
2019091853.tif 000004
【００１８】
ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。
【００１９】
本技術に係る固体撮像素子の製造方法は、互いに隣接する画素間にハードマスク材を形成する工程を更に含んでよい。
本技術に係る固体撮像素子の製造方法は、前記オンチップレンズ上に、オンチップレンズ用反射防止膜を形成する工程を更に含んでよい。
【００２０】
さらに、本技術では、
固体撮像素子が搭載されて、
該固体撮像素子が、
１次元又は２次元に配列された複数の画素毎に、光入射側から順に、オンチップレンズと、層内レンズと、反射防止層と半導体基板とが、少なくとも配され、
該オンチップレンズの屈折率と該層内レンズの屈折率とは異なり、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす、電子装置を提供する。
【００２１】
【数３】
2019091853.tif 000005
【００２２】
ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。
【発明の効果】
【００２３】
本技術によれば、画質を向上させることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本技術を適用した第１の実施形態の固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図２】本技術を適用した第２の実施形態の固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図３】本技術を適用した第３の実施形態の固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図４】本技術を適用した第４の実施形態の固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図５】本技術を適用した第５の実施形態の固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図６】本技術を適用した第６の実施形態の固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図７】本技術を適用した第７の実施形態の固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図８】本技術を適用した第７の実施形態の固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図９】本技術を適用した第８の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１０】本技術を適用した第８の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１１】本技術を適用した第９の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１２】本技術を適用した第９の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１３】本技術を適用した第１０の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１４】本技術を適用した第１０の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１５】本技術を適用した第１１の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１６】本技術を適用した第１１の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１７】本技術を適用した第１２の実施形態の固体撮像素子の製造方法の例を示す断面図である。
【図１８】本技術を適用した第１〜第７の実施形態の固体撮像素子の使用例を示す図である。
【図１９】本技術を適用した第１３の実施形態に係る電子装置の一例の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
【００２６】
なお、説明は以下の順序で行う。
１．本技術の概要
２．固体撮像素子に関する実施形態
２−１．第１の実施形態（固体撮像素子の例１）
２−２．第２の実施形態（固体撮像素子の例２）
２−３．第３の実施形態（固体撮像素子の例３）
２−４．第４の実施形態（固体撮像素子の例４）
２−５．第５の実施形態（固体撮像素子の例５）
２−６．第６の実施形態（固体撮像素子の例６）
２−７．第７の実施形態（固体撮像素子の例７）
３．固体撮像素子の製造方法に関する実施形態
３−１．第８の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例１）
３−２．第９の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例２）
３−３．第１０の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例３）
３−４．第１１の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例４）
３−５．第１２の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例５）
４．電子装置に関する実施形態
４−１．第１３の実施形態（電子装置の例）
５．本技術を適用した固体撮像素子の使用例
【００２７】
＜１．本技術の概要＞
本技術は、オンチップレンズの色収差に関して提言した固体撮像素子及びその固体撮像素子を搭載した電子装置に関する。本技術によれば、固体撮像素子の画質を向上させることができる。
【００２８】
アクロマート形状のオンチップレンズに関する技術がある。この技術では、凹レンズと凸レンズとに対して屈折率の大小関係が開示されて、波長帯によっては色収差を解決できないことがある。また、可視光帯においては、色収差を解決するためにアッベ数を用いた技術がある。光電変換層までの距離が大きく、凹レンズと凸レンズとの焦点距離だけでは色収差を解決できないことがある。また、アッベ数で定式化されているので可視光帯でしか有効でないことがある。さらに、画素毎に集光性を向上させる技術がある。この技術では、オンチップレンズの半径及び光電変換層までの距離が開示されておらず、追加の加工工程が必要な場合がある。
【００２９】
本技術は上記の事情を鑑みてなされたものである。本技術では、追加工程を必要とせずに、波長毎及び／又は画素毎にオンチップレンズの曲率を屈折率に応じて変化させることができる。
【００３０】
＜２．固体撮像素子に関する実施形態＞
［２−１．第１の実施形態（固体撮像素子の例１）］
本技術に係る第１の実施形態（固体撮像素子の例１）の固体撮像素子は、１次元又は２次元に配列された複数の画素毎に、光入射側から順に、オンチップレンズと、層内レンズと、反射防止層と、半導体基板とが、少なくとも配され、該オンチップレンズの屈折率と該層内レンズの屈折率とは異なり、該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす、固体撮像素子である。
【００３１】
【数４】
2019091853.tif 000006
【００３２】
ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。光は、性質上オンチップレンズで集光させても1点には集光せずに、波長に応じた広がりを有する。al及びacは、この広がりから認められるオンチップレンズの誤差範囲を意味する。なお、alは、オンチップレンズの上部（上面）の誤差範囲であり、acは、オンチップレンズの下部（下面）の誤差範囲である。
【００３３】
本技術に係る第１の実施形態の固体撮像素子によれば、画質が向上し、特には、オンチップレンズの色収差が低減されて、回避され得る。
【００３４】
図１に、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像素子の一例である固体撮像素子１−１を示す。図１は、固体撮像素子１−１の４画素分（画素１００−１−１〜１００−１−４）の断面図である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図１中の上方向を意味し、「下」とは、図１中の下方向を意味する。
【００３５】
画素１００−１−１には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−１−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−１−Ｇと、絶縁層５−１と、反射防止層６−１と、半導体基板１０−１とが配されている。半導体基板１０−１には、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−１のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００３６】
オンチップレンズ２−１−Ｇの上部（光入射面側であって、図１中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−１−Ｇの下部（図１中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−１−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−１−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−１−Ｇの上部（光入射面側であって、図１中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００３７】
オンチップレンズ２−１−Ｇは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−１−Ｇより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−１−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−１−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−１−１において、反射防止層６−１から、カラーフィルタ３−１−Ｇの光入射側である上端部までの距離はｈｇ−１である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−１−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−１−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−１−１（Ｇ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−１−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−１−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００３８】
画素１００−１−２には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−１−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−１−Ｒと、絶縁層５−１と、反射防止層６−１と、半導体基板１０−１とが配されている。半導体基板１０−１には、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−１のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００３９】
オンチップレンズ２−１−Ｒの上部（光入射面側であって、図１中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−１−Ｒの下部（図１中では下側）は略平坦である。オンチップレンズ２−１−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−１−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）のｒｃは無限大である。カラーフィルタ３−１−Ｒの上部（光入射面側であって、図１中では上側）は略平坦である。
【００４０】
オンチップレンズ２−１−Ｒは、略平坦形状のカラーフィルタ３−１−Ｒより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−１−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−１−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−１−２において、反射防止層６−１から、カラーフィルタ３−１−Ｒの光入射側である上端部までの距離はｈｒ−１である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−１−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）は最適化される。上述したように、オンチップレンズ２−１−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は無限大である。これにより、画素１００−１−２（Ｒ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−１−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）は±４％程の範囲が許容される。
【００４１】
画素１００−１−３には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−１−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−１−Ｂと、絶縁層５−１と、反射防止層６−１と、半導体基板１０−１とが配されている。半導体基板１０−１には、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−１のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００４２】
オンチップレンズ２−１−Ｂの上部（光入射面側であって、図１中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−１−Ｂの下部（図１中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−１−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−１−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−１−Ｂの上部（光入射面側であって、図１中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００４３】
オンチップレンズ２−１−Ｂは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−１−Ｂより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−１−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−１−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−１−３において、反射防止層６−１から、カラーフィルタ３−１−Ｂの光入射側である上端部までの距離はｈｂ−１である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−１−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−１−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−１−３（Ｂ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−１−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−１−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００４４】
画素１００−１−４には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−１−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−１−Ｗと、絶縁層５−１と、反射防止層６−１と、半導体基板１０−１が配されている。半導体基板１０−１には、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−１のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００４５】
オンチップレンズ２−１−Ｗの上部（光入射面側であって、図１中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−１−Ｗの下部（図１中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−１−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−１−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。層内レンズ３−１−Ｗの上部（光入射面側であって、図１中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００４６】
オンチップレンズ２−１−Ｗは、下凸形状（凹形状）の層内レンズ３−１−Ｗより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−１−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、層内レンズ３−１−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−１−４において、反射防止層６−１から、層内レンズ３−１−Ｗの光入射側である上端部までの距離はｈｗ−１である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−１−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−１−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−１−４（ＢＧＲ（Ｗ）光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−１−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−１−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００４７】
半導体基板１０−１の裏面（図１中では上面）の側において、画素分離部９−１−Ｇ、画素分離部９−１−ＧＲ、画素分離部９−１−ＲＢ、画素分離部９−１−ＢＷ及び画素分離部９−１−Ｗが、半導体基板１０−１の内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−１−Ｇ、画素分離部９−１−ＧＲ、画素分離部９−１−ＲＢ、画素分離部９−１−ＢＷ及び画素分離部９−１−Ｗは、４つの画素（画素１００−１−１〜１００−１−４）の間を区画して電気的に分離している。図１に示されるように、画素分離部９−１−Ｇは、シリコン酸化膜７−１−Ｇとシリコン窒化膜８−１−Ｇとから構成されてよく、画素分離部９−１−ＧＲは、シリコン酸化膜７−１−ＧＲとシリコン窒化膜８−１−ＧＲとから構成されてよく、画素分離部９−１−ＲＢは、シリコン酸化膜７−１−ＲＢとシリコン窒化膜８−１−ＲＢとから構成されてよく、画素分離部９−１−ＢＷは、シリコン酸化膜７−１−ＢＷとシリコン窒化膜８−１−ＢＷとから構成されてよく、画素分離部９−１−Ｗは、シリコン酸化膜７−１−Ｗとシリコン窒化膜８−１−Ｗとから構成されてよい。
【００４８】
固体撮像素子１−１は、画素間遮光膜４−１−Ｇ、画素間遮光膜４−１−ＧＲ、画素間遮光膜４−１−ＲＢ、画素間遮光膜４−１−ＢＷ及び画素間遮光膜４−１−Ｗを備える。画素間遮光膜４−１−Ｇ、画素間遮光膜４−１−ＧＲ、画素間遮光膜４−１−ＲＢ、画素間遮光膜４−１−ＢＷ及び画素間遮光膜４−１−Ｗは、絶縁層５−１の直上であって、画素１００−１−１〜画素１００−１−４のそれぞれの画素境界に形成される。カラーフィルタ３−１−Ｇは、画素間遮光膜４−１−Ｇと画素間遮光膜４−１−ＧＲとの間に埋め込められ、カラーフィルタ３−１−Ｒは、画素間遮光膜４−１−ＧＲと画素間遮光膜４−１−ＲＢとの間に埋め込められ、カラーフィルタ３−１−Ｂは、画素間遮光膜４−１−ＲＢと画素間遮光膜４−１−ＢＷとの間に埋め込められ、層内レンズ３−１−Ｗは、画素間遮光膜４−１−ＢＷと画素間遮光膜４−１−Ｗとの間に埋め込められている。画素間遮光膜４−１−Ｇ、画素間遮光膜４−１−ＧＲ、画素間遮光膜４−１−ＲＢ、画素間遮光膜４−１−ＢＷ及び画素間遮光膜４−１−Ｗは、光を遮光する材料であればよく、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度よく加工できる材料として、金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）等の膜で形成されてよい。
【００４９】
［２−２．第２の実施形態（固体撮像素子の例２）］
以下に、本技術に係る第２の実施形態（固体撮像素子の例２）の固体撮像素子について、説明をする。
【００５０】
本技術に係る第２の実施形態の固体撮像素子によれば、画質が向上し、特には、オンチップレンズの色収差が低減されて、回避され得る。
【００５１】
図２に、本技術に係る第２の実施形態の固体撮像素子の一例である固体撮像素子１−２を示す。図２は、固体撮像素子１−２の４画素分（画素１００−２−１〜１００−２−４）の断面図である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図２中の上方向を意味し、「下」とは、図２中の下方向を意味する。
【００５２】
画素１００−２−１には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−２−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−２−Ｇと、絶縁層５−２と、反射防止層６−２と、半導体基板１０−２とが配されている。半導体基板１０−２には、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−２のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００５３】
オンチップレンズ２−２−Ｇの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−２−Ｇの下部（図１中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−２−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−２−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。カラーフィルタ３−２−Ｇの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状である。
【００５４】
オンチップレンズ２−２−Ｇは、上凸形状のカラーフィルタ３−２−Ｇより低屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−２−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．３５〜１．４５でよい。一方、カラーフィルタ３−２−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−２−１において、反射防止層６−２から、カラーフィルタ３−２−Ｇの光入射側である上端部までの距離はｈｇ−２である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−２−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−２−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−２−１（Ｇ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−２−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−２−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００５５】
画素１００−２−２には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−２−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−２−Ｒと、絶縁層５−２と、反射防止層６−２と、半導体基板１０−２とが配されている。半導体基板１０−２には、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−２のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００５６】
オンチップレンズ２−２−Ｒの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−２−Ｒの下部（図２中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−２−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−２−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。カラーフィルタ３−２−Ｒの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状である。
【００５７】
オンチップレンズ２−２−Ｒは、上凸形状のカラーフィルタ３−２−Ｒより低屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−２−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．３５〜１．４５でよい。一方、カラーフィルタ３−２−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−２−２において、反射防止層６−２から、カラーフィルタ３−２−Ｒの光入射側である上端部までの距離はｈｒ−２である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−２−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−２−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−２−２（Ｒ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−２−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−２−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００５８】
画素１００−２−３には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−２−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−２−Ｂと、絶縁層５−２と、反射防止層６−２と、半導体基板１０−２とが配されている。半導体基板１０−２には、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−２のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００５９】
オンチップレンズ２−２−Ｂの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−２−Ｂの下部（図２中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−２−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−２−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。カラーフィルタ３−２−Ｂの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状である。
【００６０】
オンチップレンズ２−２−Ｂは、上凸形状のカラーフィルタ３−２−Ｂより低屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−２−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．３５〜１．４５でよい。一方、カラーフィルタ３−２−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−２−３において、反射防止層６−２から、カラーフィルタ３−２−Ｂの光入射側である上端部までの距離はｈｂ−２である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−２−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−２−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−２−３（Ｂ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−２−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−２−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００６１】
画素１００−２−４には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−２−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−２−Ｗと、絶縁層５−２と、反射防止層６−２と、半導体基板１０−２とが配されている。半導体基板１０−２には、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−２のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００６２】
オンチップレンズ２−２−Ｗの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−２−Ｗの下部（図２中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−２−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−２−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。層内レンズ３−２−Ｗの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状である。
【００６３】
オンチップレンズ２−２−Ｗは、上凸形状の層内レンズ３−２−Ｗより低屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−２−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．３５〜１．４５でよい。一方、層内レンズ３−２−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−２−４において、反射防止層６−２から、層内レンズ３−２−Ｗの光入射側である上端部までの距離はｈｗ−２である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−２−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−２−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−２−４（ＢＧＲ（Ｗ）光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−２−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−２−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００６４】
半導体基板１０−２の裏面（図２中では上面）の側において、画素分離部９−２−Ｇ、画素分離部９−２−ＧＲ、画素分離部９−２−ＲＢ、画素分離部９−２−ＢＷ及び画素分離部９−２−Ｗが、半導体基板１０−２の内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−２−Ｇ、画素分離部９−２−ＧＲ、画素分離部９−２−ＲＢ、画素分離部９−２−ＢＷ及び画素分離部９−２−Ｗは、４つの画素（画素１００−２−１〜１００−２−４）の間を区画して電気的に分離している。図２に示されるように、画素分離部９−２−Ｇは、シリコン酸化膜７−２−Ｇとシリコン窒化膜８−２−Ｇとから構成されてよく、画素分離部９−２−ＧＲは、シリコン酸化膜７−２−ＧＲとシリコン窒化膜８−２−ＧＲとから構成されてよく、画素分離部９−２−ＲＢは、シリコン酸化膜７−２−ＲＢとシリコン窒化膜８−２−ＲＢとから構成されてよく、画素分離部９−２−ＢＷは、シリコン酸化膜７−２−ＢＷとシリコン窒化膜８−２−ＢＷとから構成されてよく、画素分離部９−２−Ｗは、シリコン酸化膜７−２−Ｗとシリコン窒化膜８−２−Ｗとから構成されてよい。
【００６５】
固体撮像素子１−２は、画素間遮光膜４−２−Ｇ、画素間遮光膜４−２−ＧＲ、画素間遮光膜４−２−ＲＢ、画素間遮光膜４−２−ＢＷ及び画素間遮光膜４−２−Ｗを備える。画素間遮光膜４−２−Ｇ、画素間遮光膜４−２−ＧＲ、画素間遮光膜４−２−ＲＢ、画素間遮光膜４−２−ＢＷ及び画素間遮光膜４−２−Ｗは、絶縁層５−２の直上であって、画素１００−２−１〜画素１００−２−４のそれぞれの画素境界に形成される。カラーフィルタ３−２−Ｇは、画素間遮光膜４−２−Ｇと画素間遮光膜４−２−ＧＲとの間に埋め込められ、カラーフィルタ３−２−Ｒは、画素間遮光膜４−２−ＧＲと画素間遮光膜４−２−ＲＢとの間に埋め込められ、カラーフィルタ３−２−Ｂは、画素間遮光膜４−２−ＲＢと画素間遮光膜４−２−ＢＷとの間に埋め込められ、層内レンズ３−２−Ｗは、画素間遮光膜４−２−ＢＷと画素間遮光膜４−２−Ｗとの間に埋め込められている。画素間遮光膜４−２−Ｇ、画素間遮光膜４−２−ＧＲ、画素間遮光膜４−２−ＲＢ、画素間遮光膜４−２−ＢＷ及び画素間遮光膜４−２−Ｗは、光を遮光する材料であればよく、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度よく加工できる材料として、金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）等の膜で形成されてよい。
【００６６】
［２−３．第３の実施形態（固体撮像素子の例３）］
以下に、本技術に係る第３の実施形態（固体撮像素子の例３）の固体撮像素子について、説明をする。
【００６７】
本技術に係る第３の実施形態の固体撮像素子によれば、画質が向上し、特には、オンチップレンズの色収差が低減されて、回避され得る。
【００６８】
図３に、本技術に係る第３の実施形態の固体撮像素子の一例である固体撮像素子１−３を示す。図３は、固体撮像素子１−３の４画素分（画素１００−３−１〜１００−３−４）の断面図である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図３中の上方向を意味し、「下」とは、図３中の下方向を意味する。
【００６９】
画素１００−３−１には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−３−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−３−Ｇと、絶縁層５−３と、反射防止層６−３と、半導体基板１０−３とが配されている。半導体基板１０−３には、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−３のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００７０】
オンチップレンズ２−３−Ｇの上部（光入射面側であって、図３中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−３−Ｇの下部（図３中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−３−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−３−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−３−Ｇの上部（光入射面側であって、図３中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００７１】
オンチップレンズ２−３−Ｇは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−３−Ｇより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−３−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−３−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−３−１において、反射防止層６−３から、カラーフィルタ３−３−Ｇの光入射側である上端部までの距離はｈｇ−３である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−３−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−３−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−３−１（Ｇ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−３−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−３−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００７２】
画素１００−３−２には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−３−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−３−Ｒと、絶縁層５−３と、反射防止層６−３と、半導体基板１０−３とが配されている。半導体基板１０−３には、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−３のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００７３】
オンチップレンズ２−３−Ｒの上部（光入射面側であって、図３中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−３−Ｒの下部（図２中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−３−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−３−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。カラーフィルタ３−３−Ｒの上部（光入射面側であって、図３中では上側）は上凸形状である。
【００７４】
上凸形状のカラーフィルタ３−３−Ｒは、オンチップレンズ２−３−Ｒより同程度の屈折率か又は高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−３−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−３−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．７５〜１．８５でよい。画素１００−３−２において、反射防止層６−２から、カラーフィルタ３−３−Ｒの光入射側である上端部までの距離はｈｒ−３である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−３−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−３−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−３−２（Ｒ光）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−３−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−３−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００７５】
画素１００−３−３には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−３−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−３−Ｂと、絶縁層５−３と、反射防止層６−３と、半導体基板１０−３が配されている。半導体基板１０−３には、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−３のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００７６】
オンチップレンズ２−３−Ｂの上部（光入射面側であって、図３中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−３−Ｂの下部（図３中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−３−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−３−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−３−Ｂの上部（光入射面側であって、図３中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００７７】
オンチップレンズ２−３−Ｂは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−３−Ｂより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−３−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−３−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−３−３において、反射防止層６−３から、カラーフィルタ３−３−Ｂの光入射側である上端部までの距離はｈｂ−３である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−３−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−３−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−３−３（Ｂ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−３−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−３−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００７８】
画素１００−３−４には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−３−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−３−Ｗと、絶縁層５−３と、反射防止層６−３と、半導体基板１０−３とが配されている。半導体基板１０−３には、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−３のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００７９】
オンチップレンズ２−３−Ｗの上部（光入射面側であって、図３中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−３−Ｗの下部（図３中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−３−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−３−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。層内レンズ３−３−Ｗの上部（光入射面側であって、図３中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００８０】
オンチップレンズ２−３−Ｗは、下凸形状（凹形状）の層内レンズ３−３−Ｗより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−３−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、層内レンズ３−３−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−３−４において、反射防止層６−３から、層内レンズ３−３−Ｗの光入射側である上端部までの距離はｈｗ−３である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−３−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−３−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−３−４（ＢＧＲ（Ｗ）光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−３−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−３−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００８１】
半導体基板１０−３の裏面（図３中では上面）の側において、画素分離部９−３−Ｇ、画素分離部９−３−ＧＲ、画素分離部９−３−ＲＢ、画素分離部９−３−ＢＷ及び画素分離部９−３−Ｗが、半導体基板１０−３の内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−３−Ｇ、画素分離部９−３−ＧＲ、画素分離部９−３−ＲＢ、画素分離部９−３−ＢＷ及び画素分離部９−３−Ｗは、４つの画素（画素１００−３−１〜１００−３−４）の間を区画して電気的に分離している。図３に示されるように、画素分離部９−３−Ｇは、シリコン酸化膜７−３−Ｇとシリコン窒化膜８−３−Ｇとから構成されてよく、画素分離部９−３−ＧＲは、シリコン酸化膜７−３−ＧＲとシリコン窒化膜８−３−ＧＲとから構成されてよく、画素分離部９−３−ＲＢは、シリコン酸化膜７−３−ＲＢとシリコン窒化膜８−３−ＲＢとから構成されてよく、画素分離部９−３−ＢＷは、シリコン酸化膜７−３−ＢＷとシリコン窒化膜８−３−ＢＷとから構成されてよく、画素分離部９−３−Ｗは、シリコン酸化膜７−３−Ｗとシリコン窒化膜８−３−Ｗとから構成されてよい。
【００８２】
固体撮像素子１−３は、画素間遮光膜４−３−Ｇ、画素間遮光膜４−３−ＧＲ、画素間遮光膜４−３−ＲＢ、画素間遮光膜４−３−ＢＷ及び画素間遮光膜４−３−Ｗを備える。画素間遮光膜４−３−Ｇ、画素間遮光膜４−３−ＧＲ、画素間遮光膜４−３−ＲＢ、画素間遮光膜４−３−ＢＷ及び画素間遮光膜４−３−Ｗは、絶縁層５−３の直上であって、画素１００−３−１〜画素１００−３−４のそれぞれの画素境界に形成される。カラーフィルタ３−３−Ｇは、画素間遮光膜４−３−Ｇと画素間遮光膜４−３−ＧＲとの間に埋め込められ、カラーフィルタ３−３−Ｒは、画素間遮光膜４−３−ＧＲと画素間遮光膜４−３−ＲＢとの間に埋め込められ、カラーフィルタ３−３−Ｂは、画素間遮光膜４−３−ＲＢと画素間遮光膜４−３−ＢＷとの間に埋め込められ、層内レンズ３−３−Ｗは、画素間遮光膜４−３−ＢＷと画素間遮光膜４−３−Ｗとの間に埋め込められている。画素間遮光膜４−３−Ｇ、画素間遮光膜４−３−ＧＲ、画素間遮光膜４−３−ＲＢ、画素間遮光膜４−３−ＢＷ及び画素間遮光膜４−３−Ｗは、光を遮光する材料であればよく、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度よく加工できる材料として、金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）等の膜で形成されてよい。
【００８３】
［２−４．第４の実施形態（固体撮像素子の例４）］
以下に、本技術に係る第４の実施形態（固体撮像素子の例４）の固体撮像素子について、説明をする。
【００８４】
本技術に係る第４の実施形態の固体撮像素子によれば、画質が向上し、特には、オンチップレンズの色収差が低減されて、回避され得る。
【００８５】
図４に、本技術に係る第４の実施形態の固体撮像素子の一例である固体撮像素子１−４を示す。図４は、固体撮像素子１−４の４画素分（画素１００−４−１〜１００−４−４）の断面図である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図４中の上方向を意味し、「下」とは、図４中の下方向を意味する。
【００８６】
画素１００−４−１には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−４−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−４−Ｇと、絶縁層５−４と、反射防止層６−４と、半導体基板１０−４とが配されている。半導体基板１０−４には、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−４のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００８７】
オンチップレンズ２−４−Ｇの上部（光入射面側であって、図４中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−４−Ｇの下部（図４中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−４−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−４−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−４−Ｇの上部（光入射面側であって、図４中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００８８】
オンチップレンズ２−４−Ｇは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−４−Ｇより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−４−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−４−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−４−１において、反射防止層６−４から、カラーフィルタ３−４−Ｇの光入射側である上端部までの距離はｈｇ−４である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−４−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−４−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−４−１（Ｇ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−４−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−４−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００８９】
画素１００−４−２には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−４−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−４−Ｒと、絶縁層５−４と、反射防止層６−４と、半導体基板１０−４とが配されている。半導体基板１０−４には、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−４のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００９０】
オンチップレンズ２−４−Ｒの上部（光入射面側であって、図４中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−４−Ｒの下部（図４中では下側）は略平坦である。オンチップレンズ２−４−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−４−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）のｒｃは無限大である。カラーフィルタ３−４−Ｒの上部（光入射面側であって、図４中では上側）は略平坦である。
【００９１】
オンチップレンズ２−４−Ｒは、略平坦形状のカラーフィルタ３−４−Ｒより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−４−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−４−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−４−２において、反射防止層６−４から、カラーフィルタ３−４−Ｒの光入射側である上端部までの距離はｈｒ−４である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−４−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）は最適化される。上述したように、オンチップレンズ２−４−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は無限大である。これにより、画素１００−４−２（Ｒ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−４−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）は±４％程の範囲が許容される。
【００９２】
画素１００−４−３には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−４−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−４−Ｂと、絶縁層５−４と、反射防止層６−４と、半導体基板１０−４とが配されている。半導体基板１０−４には、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−４のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００９３】
オンチップレンズ２−４−Ｂの上部（光入射面側であって、図４中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−４−Ｂの下部（図４中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−４−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−４−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−４−Ｂの上部（光入射面側であって、図４中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００９４】
オンチップレンズ２−４−Ｂは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−４−Ｂより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−４−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−４−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−４−３において、反射防止層６−４から、カラーフィルタ３−４−Ｂの光入射側である上端部までの距離はｈｂ−４である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−４−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−４−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−４−３（Ｂ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−４−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−４−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００９５】
画素１００−４−４には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−４−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−４−Ｗと、絶縁層５−４と、反射防止層６−４と、半導体基板１０−４とが配されている。半導体基板１０−４には、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−４のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【００９６】
オンチップレンズ２−４−Ｗの上部（光入射面側であって、図４中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−４−Ｗの下部（図４中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−４−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−４−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。層内レンズ３−４−Ｗの上部（光入射面側であって、図４中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【００９７】
オンチップレンズ２−４−Ｗは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−４−Ｗより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−４−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、層内レンズ３−４−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−１−４において、反射防止層６−１から、層内レンズ３−４−Ｗの光入射側である上端部までの距離はｈｗ−４である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−４−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−４−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−４−４（ＢＧＲ（Ｗ）光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−４−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−４−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【００９８】
半導体基板１０−４の裏面（図４中では上面）の側において、画素分離部９−４−Ｇ、画素分離部９−４−ＧＲ、画素分離部９−４−ＲＢ、画素分離部９−４−ＢＷ及び画素分離部９−４−Ｗが、半導体基板１０−４の内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−４−Ｇ、画素分離部９−４−ＧＲ、画素分離部９−４−ＲＢ、画素分離部９−４−ＢＷ及び画素分離部９−４−Ｗは、４つの画素（画素１００−４−１〜１００−４−４）の間を区画して電気的に分離している。図４に示されるように、画素分離部９−４−Ｇは、シリコン酸化膜７−４−Ｇとシリコン窒化膜８−４−Ｇとから構成されてよく、画素分離部９−４−ＧＲは、シリコン酸化膜７−４−ＧＲとシリコン窒化膜８−４−ＧＲとから構成されてよく、画素分離部９−４−ＲＢは、シリコン酸化膜７−４−ＲＢとシリコン窒化膜８−４−ＲＢとから構成されてよく、画素分離部９−４−ＢＷは、シリコン酸化膜７−４−ＢＷとシリコン窒化膜８−４−ＢＷとから構成されてよく、画素分離部９−４−Ｗは、シリコン酸化膜７−４−Ｗとシリコン窒化膜８−４−Ｗとから構成されてよい。
【００９９】
固体撮像素子１−４は、画素間遮光膜４−４−Ｇ、画素間遮光膜４−４−ＧＲ、画素間遮光膜４−４−ＲＢ、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及び画素間遮光膜４−４−Ｗを備える。固体撮像素子１−４は、更に、ハードマスク材４０−４−Ｇ、ハードマスク材４０−４−ＧＲ、ハードマスク材４０−４−ＲＢ、ハードマスク材４０−４−ＢＷ及びハードマスク材４０−４−Ｗを備える。画素間遮光膜４−４−Ｇ、画素間遮光膜４−４−ＧＲ、画素間遮光膜４−４−ＲＢ、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及び画素間遮光膜４−４−Ｗは、絶縁層５−４の直上であって、画素１００−４−１〜画素１００−４−４のそれぞれの画素境界に形成される。ハードマスク材４０−４−Ｇ、ハードマスク材４０−４−ＧＲ、ハードマスク材４０−４−ＲＢ、ハードマスク材４０−４−ＢＷ及びハードマスク材４０−４−Ｗのそれぞれは、画素間遮光膜４−４−Ｇ、画素間遮光膜４−４−ＧＲ、画素間遮光膜４−４−ＲＢ、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及び画素間遮光膜４−４−Ｗのそれぞれの直上であって、画素１００−４−１〜画素１００−４−４のそれぞれの画素境界に形成される。ハードマスク材４０−４−Ｇは、シリコン酸化膜４１−４−Ｇとシリコン窒化膜４２−４−Ｇとから構成されてよく、ハードマスク材４０−４−ＧＲは、シリコン酸化膜４１−４−ＧＲとシリコン窒化膜４２−４−ＧＲとから構成されてよく、ハードマスク材４０−４−ＲＢは、シリコン酸化膜４１−４−ＲＢとシリコン窒化膜４２−４−ＲＢとから構成されてよく、ハードマスク材４０−４−ＢＷは、シリコン酸化膜４１−４−ＢＷとシリコン窒化膜４２−４−ＢＷとから構成されてよく、ハードマスク材４０−４−Ｗは、シリコン酸化膜４１−４−Ｗとシリコン窒化膜４２−４−Ｗとから構成されてよい。そして、図４に示されるように、シリコン窒化膜４２−４−Ｇ、シリコン窒化膜４２−４−ＧＲ、シリコン窒化膜４２−４−ＲＢ、シリコン窒化膜４２−４−ＢＷ及びシリコン窒化膜４２−４−Ｗのそれぞれが、画素間遮光膜４−４−Ｇ、画素間遮光膜４−４−ＧＲ、画素間遮光膜４−４−ＲＢ、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及び画素間遮光膜４−４−Ｗのそれぞれの直上に配されている。
【０１００】
図４に示されるように、カラーフィルタ３−４−Ｇは、画素間遮光膜４−４−Ｇ及びハードマスク材４０−４−Ｇと、画素間遮光膜４−４−ＧＲ及びハードマスク材４０−４−ＧＲとの間に埋め込められている。カラーフィルタ３−４−Ｒは、画素間遮光膜４−４−ＧＲ及びハードマスク材４０−４−ＧＲと、画素間遮光膜４−４−ＲＢ及びハードマスク材４０−４−ＲＢとの間に埋め込められている。カラーフィルタ３−４−Ｂは、画素間遮光膜４−４−ＲＢ及びハードマスク材４０−４−ＲＢと、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及びハードマスク材４０−４−ＢＷとの間に埋め込められている。カラーフィルタ３−４−Ｗは、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及びハードマスク材４０−４−ＢＷと、画素間遮光膜４−４−Ｗ及びハードマスク材４０−４−Ｗとの間に埋め込められている。
【０１０１】
画素間遮光膜４−４−Ｇ、画素間遮光膜４−４−ＧＲ、画素間遮光膜４−４−ＲＢ、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及び画素間遮光膜４−４−Ｗは、光を遮光する材料であればよく、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度よく加工できる材料として、金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）等の膜で形成されてよい。
【０１０２】
固体撮像素子１−４において、画素間遮光膜４−４−Ｇ、画素間遮光膜４−４−ＧＲ、画素間遮光膜４−４−ＲＢ、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及び画素間遮光膜４−４−Ｗが形成される際に、レジストマスクと選択比が取れないときや取りにくいときに、ハードマスク材４０−４−Ｇ、ハードマスク材４０−４−ＧＲ、ハードマスク材４０−４−ＲＢ、ハードマスク材４０−４−ＢＷ及びハードマスク材４０−４−Ｗを用いて、ハードマスク加工することができる。図４に示されるように、ハードマスク材４０−４−Ｇ、ハードマスク材４０−４−ＧＲ、ハードマスク材４０−４−ＲＢ、ハードマスク材４０−４−ＢＷ及びハードマスク材４０−４−Ｗのそれぞれは、画素間遮光膜４−４−Ｇ、画素間遮光膜４−４−ＧＲ、画素間遮光膜４−４−ＲＢ、画素間遮光膜４−４−ＢＷ及び画素間遮光膜４−４−Ｗのそれぞれの直上に残ったままでよい。
【０１０３】
［２−５．第５の実施形態（固体撮像素子の例５）］
以下に、本技術に係る第５の実施形態（固体撮像素子の例５）の固体撮像素子について、説明をする。
【０１０４】
本技術に係る第５の実施形態の固体撮像素子によれば、画質が向上し、特には、オンチップレンズの色収差が低減されて、回避され得る。
【０１０５】
図５に、本技術に係る第５の実施形態の固体撮像素子の一例である固体撮像素子１−５を示す。図５は、固体撮像素子１−５の４画素分（画素１００−５−１〜１００−５−４）の断面図である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図５中の上方向を意味し、「下」とは、図５中の下方向を意味する。
【０１０６】
画素１００−５−１には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−５−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−５−Ｇと、絶縁層５−５と、反射防止層６−５と、半導体基板１０−５とが配されている。半導体基板１０−５には、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−５のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１０７】
オンチップレンズ２−５−Ｇの上部（光入射面側であって、図５中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−５−Ｇの下部（図５中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−５−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−５−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。カラーフィルタ３−５−Ｇの上部（光入射面側であって、図５中では上側）は上凸形状である。
【０１０８】
オンチップレンズ２−５−Ｇは、上凸形状のカラーフィルタ３−５−Ｇより低屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−５−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．３５〜１．４５でよい。一方、カラーフィルタ３−５−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−５−１において、反射防止層６−５から、カラーフィルタ３−５−Ｇの光入射側である上端部までの距離はｈｇ−５である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−５−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−５−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−５−１（Ｇ光）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−５−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−５−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【０１０９】
画素１００−５−２には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−５−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−５−Ｒと、絶縁層５−５と、反射防止層６−５と、半導体基板１０−５とが配されている。半導体基板１０−５には、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−５のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１１０】
オンチップレンズ２−５−Ｒの上部（光入射面側であって、図５中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−５−Ｒの下部（図５中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−５−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−５−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。カラーフィルタ３−５−Ｒの上部（光入射面側であって、図５中では上側）は上凸形状である。
【０１１１】
オンチップレンズ２−５−Ｒは、上凸形状のカラーフィルタ３−５−Ｒより低屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−５−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．３５〜１．４５でよい。一方、カラーフィルタ３−５−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−５−２において、反射防止層６−５から、カラーフィルタ３−５−Ｒの光入射側である上端部までの距離はｈｇ−５である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−５−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−５−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−５−２（Ｒ光）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−５−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−５−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【０１１２】
画素１００−５−３には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−５−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−５−Ｂと、絶縁層５−５と、反射防止層６−５と、半導体基板１０−５とが配されている。半導体基板１０−５には、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−５のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１１３】
オンチップレンズ２−５−Ｂの上部（光入射面側であって、図５中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−５−Ｂの下部（図２中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−５−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−５−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。カラーフィルタ３−５−Ｂの上部（光入射面側であって、図２中では上側）は上凸形状である。
【０１１４】
オンチップレンズ２−５−Ｂは、上凸形状のカラーフィルタ３−５−Ｂより低屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−５−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．３５〜１．４５でよい。一方、カラーフィルタ３−５−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−５−３において、反射防止層６−５から、カラーフィルタ３−５−Ｂの光入射側である上端部までの距離はｈｂ−５である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−５−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−５−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−５−３（Ｂ光）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−５−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−５−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【０１１５】
画素１００−５−４には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−５−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−５−Ｗと、絶縁層５−５と、反射防止層６−５と、半導体基板１０−５とが配されている。半導体基板１０−５には、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−５のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１１６】
オンチップレンズ２−５−Ｗの上部（光入射面側であって、図５中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−５−Ｗの下部（図５中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−５−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−５−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。層内レンズ３−５−Ｗの上部（光入射面側であって、図５中では上側）は上凸形状である。
【０１１７】
オンチップレンズ２−５−Ｗは、上凸形状の層内レンズ３−５−Ｗより低屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−５−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．３５〜１．４５でよい。一方、層内レンズ３−５−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−５−４において、反射防止層６−５から、層内レンズ３−５−Ｗの光入射側である上端部までの距離はｈｗ−５である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−５−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−５−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−５−４（ＢＧＲ（Ｗ）光）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−５−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−５−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【０１１８】
半導体基板１０−５の裏面（図５中では上面）の側において、画素分離部９−５−Ｇ、画素分離部９−５−ＧＲ、画素分離部９−５−ＲＢ、画素分離部９−５−ＢＷ及び画素分離部９−５−Ｗが、半導体基板１０−５の内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−５−Ｇ、画素分離部９−５−ＧＲ、画素分離部９−５−ＲＢ、画素分離部９−５−ＢＷ及び画素分離部９−５−Ｗは、４つの画素（画素１００−５−１〜１００−５−４）の間を区画して電気的に分離している。図５に示されるように、画素分離部９−５−Ｇは、シリコン酸化膜７−５−Ｇとシリコン窒化膜８−５−Ｇとから構成されてよく、画素分離部９−５−ＧＲは、シリコン酸化膜７−５−ＧＲとシリコン窒化膜８−５−ＧＲとから構成されてよく、画素分離部９−５−ＲＢは、シリコン酸化膜７−５−ＲＢとシリコン窒化膜８−５−ＲＢとから構成されてよく、画素分離部９−５−ＢＷは、シリコン酸化膜７−５−ＢＷとシリコン窒化膜８−５−ＢＷとから構成されてよく、画素分離部９−５−Ｗは、シリコン酸化膜７−５−Ｗとシリコン窒化膜８−５−Ｗとから構成されてよい。
【０１１９】
固体撮像素子１−５は、画素間遮光膜４−５−Ｇ、画素間遮光膜４−５−ＧＲ、画素間遮光膜４−５−ＲＢ、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及び画素間遮光膜４−５−Ｗを備える。固体撮像素子１−５は、更に、ハードマスク材４０−５−Ｇ、ハードマスク材４０−５−ＧＲ、ハードマスク材４０−５−ＲＢ、ハードマスク材４０−５−ＢＷ及びハードマスク材４０−５−Ｗを備える。画素間遮光膜４−５−Ｇ、画素間遮光膜４−５−ＧＲ、画素間遮光膜４−５−ＲＢ、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及び画素間遮光膜４−５−Ｗは、絶縁層５−５の直上であって、画素１００−５−１〜画素１００−５−４のそれぞれの画素境界に形成される。ハードマスク材４０−５−Ｇ、ハードマスク材４０−５−ＧＲ、ハードマスク材４０−５−ＲＢ、ハードマスク材４０−５−ＢＷ及びハードマスク材４０−５−Ｗのそれぞれは、画素間遮光膜４−５−Ｇ、画素間遮光膜４−５−ＧＲ、画素間遮光膜４−５−ＲＢ、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及び画素間遮光膜４−５−Ｗのそれぞれの直上であって、画素１００−５−１〜画素１００−５−４のそれぞれの画素境界に形成される。ハードマスク材４０−５−Ｇは、シリコン酸化膜４１−５−Ｇとシリコン窒化膜４２−５−Ｇとから構成されてよく、ハードマスク材４０−５−ＧＲは、シリコン酸化膜４１−５−ＧＲとシリコン窒化膜４２−５−ＧＲとから構成されてよく、ハードマスク材４０−５−ＲＢは、シリコン酸化膜４１−５−ＲＢとシリコン窒化膜４２−５−ＲＢとから構成されてよく、ハードマスク材４０−５−ＢＷは、シリコン酸化膜４１−５−ＢＷとシリコン窒化膜４２−５−ＢＷとから構成されてよく、ハードマスク材４０−５−Ｗは、シリコン酸化膜４１−５−Ｗとシリコン窒化膜４２−５−Ｗとから構成されてよい。そして、図５に示されるように、シリコン窒化膜４２−５−Ｇ、シリコン窒化膜４２−５−ＧＲ、シリコン窒化膜４２−５−ＲＢ、シリコン窒化膜４２−５−ＢＷ及びシリコン窒化膜４２−５−Ｗのそれぞれが、画素間遮光膜４−５−Ｇ、画素間遮光膜４−５−ＧＲ、画素間遮光膜４−５−ＲＢ、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及び画素間遮光膜４−５−Ｗのそれぞれの直上に配されている。
【０１２０】
図５に示されるように、カラーフィルタ３−５−Ｇは、画素間遮光膜４−５−Ｇ及びハードマスク材４０−５−Ｇと、画素間遮光膜４−５−ＧＲ及びハードマスク材４０−５−ＧＲとの間に埋め込められている。カラーフィルタ３−５−Ｒは、画素間遮光膜４−５−ＧＲ及びハードマスク材４０−５−ＧＲと、画素間遮光膜４−５−ＲＢ及びハードマスク材４０−５−ＲＢとの間に埋め込められている。カラーフィルタ３−５−Ｂは、画素間遮光膜４−５−ＲＢ及びハードマスク材４０−５−ＲＢと、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及びハードマスク材４０−５−ＢＷとの間に埋め込められている。層内レンズ３−５−Ｗは、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及びハードマスク材４０−５−ＢＷと、画素間遮光膜４−５−Ｗ及びハードマスク材４０−５−Ｗとの間に埋め込められている。
【０１２１】
画素間遮光膜４−５−Ｇ、画素間遮光膜４−５−ＧＲ、画素間遮光膜４−５−ＲＢ、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及び画素間遮光膜４−５−Ｗは、光を遮光する材料であればよく、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度よく加工できる材料として、金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）等の膜で形成されてよい。
【０１２２】
固体撮像素子１−５において、画素間遮光膜４−５−Ｇ、画素間遮光膜４−５−ＧＲ、画素間遮光膜４−５−ＲＢ、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及び画素間遮光膜４−５−Ｗが形成される際に、レジストマスクと選択比が取れないときや取りにくいときに、ハードマスク材４０−５−Ｇ、ハードマスク材４０−５−ＧＲ、ハードマスク材４０−５−ＲＢ、ハードマスク材４０−５−ＢＷ及びハードマスク材４０−５−Ｗを用いて、ハードマスク加工することができる。図５に示されるように、ハードマスク材４０−５−Ｇ、ハードマスク材４０−５−ＧＲ、ハードマスク材４０−５−ＲＢ、ハードマスク材４０−５−ＢＷ及びハードマスク材４０−５−Ｗのそれぞれは、画素間遮光膜４−５−Ｇ、画素間遮光膜４−５−ＧＲ、画素間遮光膜４−５−ＲＢ、画素間遮光膜４−５−ＢＷ及び画素間遮光膜４−５−Ｗのそれぞれの直上に残ったままでよい。
【０１２３】
［２−６．第６の実施形態（固体撮像素子の例６）］
以下に、本技術に係る第６の実施形態（固体撮像素子の例６）の固体撮像素子について、説明をする。
【０１２４】
本技術に係る第６の実施形態の固体撮像素子によれば、画質が向上し、特には、オンチップレンズの色収差が低減されて、回避され得る。
【０１２５】
図６に、本技術に係る第６の実施形態の固体撮像素子の一例である固体撮像素子１−６を示す。図６は、固体撮像素子１−６の４画素分（画素１００−６−１〜１００−６−４）の断面図である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図６中の上方向を意味し、「下」とは、図６中の下方向を意味する。
【０１２６】
画素１００−６−１には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−６−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−６−Ｇと、絶縁層５−６と、反射防止層６−６と、半導体基板１０−６とが配されている。半導体基板１０−６には、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−６のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１２７】
オンチップレンズ２−６−Ｇの上部（光入射面側であって、図６中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−６−Ｇの下部（図６中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−６−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−６−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−６−Ｇの上部（光入射面側であって、図６中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【０１２８】
オンチップレンズ２−６−Ｇは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−６−Ｇより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−６−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−６−Ｇの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−６−１において、反射防止層６−６から、カラーフィルタ３−６−Ｇの光入射側である上端部までの距離はｈｇ−６である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−６−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−６−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−６−１（Ｇ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−６−Ｇの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−６−Ｇの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【０１２９】
画素１００−６−２には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−６−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−６−Ｒと、絶縁層５−６と、反射防止層６−６と、半導体基板１０−６とが配されている。半導体基板１０−６には、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−６のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１３０】
オンチップレンズ２−６−Ｒの上部（光入射面側であって、図６中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−６−Ｒの下部（図６中では下側）は上凸形状（凹形状）である。オンチップレンズ２−６−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−６−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＞０である。カラーフィルタ３−６−Ｒの上部（光入射面側であって、図６中では上側）は上凸形状である。
【０１３１】
上凸形状のカラーフィルタ３−６−Ｒは、オンチップレンズ２−６−Ｒより同程度の屈折率か又は高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−６−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−６−Ｒの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．７５〜１．８５でよい。画素１００−６−２において、反射防止層６−６から、カラーフィルタ３−６−Ｒの光入射側である上端部までの距離はｈｒ−６である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−６−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−６−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−６−２（Ｒ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−６−Ｒの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−６−Ｒの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【０１３２】
画素１００−６−３には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−６−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−６−Ｂと、絶縁層５−６と、反射防止層６−６と、半導体基板１０−６とが配されている。半導体基板１０−６には、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−６のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１３３】
オンチップレンズ２−６−Ｂの上部（光入射面側であって、図６中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−６−Ｂの下部（図６中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−６−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−６−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−６−Ｂの上部（光入射面側であって、図６中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【０１３４】
オンチップレンズ２−６−Ｂは、下凸形状（凹形状）のカラーフィルタ３−６−Ｂより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−６−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、カラーフィルタ３−６−Ｂの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−６−３において、反射防止層６−６から、カラーフィルタ３−６−Ｂの光入射側である上端部までの距離はｈｂ−６である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−６−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−６−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−６−３（Ｂ光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−６−Ｂの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−６−Ｂの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【０１３５】
画素１００−６−４には、光入射側から順に、オンチップレンズ２−６−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−５−Ｗと、絶縁層５−６と、反射防止層６−６と、半導体基板１０−６とが配されている。半導体基板１０−６には、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−６のシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１３６】
オンチップレンズ２−６−Ｗの上部（光入射面側であって、図６中では上側）は上凸形状であって、オンチップレンズ２−６−Ｗの下部（図６中では下側）は下凸形状である。オンチップレンズ２−６−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）はｒｌ＞０であり、オンチップレンズ２−６−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）はｒｃ＜０である。カラーフィルタ３−６−Ｗの上部（光入射面側であって、図６中では上側）は下凸形状（凹形状）である。
【０１３７】
オンチップレンズ２−６−Ｗは、下凸形状（凹形状）の層内レンズ３−６−Ｗより高屈折率の材料が用いられてよい。オンチップレンズ２−６−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｌ＝１．７５〜１．８５でよい。一方、層内レンズ３−６−Ｗの屈折率としては、例えば、ｎｃ＝１．５５〜１．６５でよい。画素１００−３−４において、反射防止層６−６から、層内レンズ３−６−Ｗの光入射側である上端部までの距離はｈｗ−６である。上記の数式（１）を満たすように、オンチップレンズ２−６−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−６−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は最適化される。これにより、画素１００−６−４（ＢＧＲ（Ｗ）光の波長帯）において、集光性が確保されて、色収差が低減されて、回避され得る。なお、例えば、上記の屈折率範囲の組み合わせのとき、オンチップレンズ２−６−Ｗの上部の曲率半径（ｒｌ）及びオンチップレンズ２−６−Ｗの下部の曲率半径（ｒｃ）は±４％程の範囲が許容される。
【０１３８】
半導体基板１０−６の裏面（図６中では上面）の側において、画素分離部９−６−Ｇ、画素分離部９−６−ＧＲ、画素分離部９−６−ＲＢ、画素分離部９−６−ＢＷ及び画素分離部９−６−Ｗが、半導体基板１０−６の内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−６−Ｇ、画素分離部９−６−ＧＲ、画素分離部９−６−ＲＢ、画素分離部９−６−ＢＷ及び画素分離部９−６−Ｗは、４つの画素（画素１００−６−１〜１００−６−４）の間を区画して電気的に分離している。図６に示されるように、画素分離部９−６−Ｇは、シリコン酸化膜７−６−Ｇとシリコン窒化膜８−６−Ｇとから構成されてよく、画素分離部９−６−ＧＲは、シリコン酸化膜７−６−ＧＲとシリコン窒化膜８−６−ＧＲとから構成されてよく、画素分離部９−６−ＲＢは、シリコン酸化膜７−６−ＲＢとシリコン窒化膜８−６−ＲＢとから構成されてよく、画素分離部９−６−ＢＷは、シリコン酸化膜７−６−ＢＷとシリコン窒化膜８−６−ＢＷとから構成されてよく、画素分離部９−６−Ｗは、シリコン酸化膜７−６−Ｗとシリコン窒化膜８−６−Ｗとから構成されてよい。
【０１３９】
固体撮像素子１−６は、画素間遮光膜４−６−Ｇ、画素間遮光膜４−６−ＧＲ、画素間遮光膜４−６−ＲＢ、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及び画素間遮光膜４−６−Ｗを備える。固体撮像素子１−６は、更に、ハードマスク材４０−６−Ｇ、ハードマスク材４０−６−ＧＲ、ハードマスク材４０−６−ＲＢ、ハードマスク材４０−６−ＢＷ及びハードマスク材４０−６−Ｗを備える。画素間遮光膜４−６−Ｇ、画素間遮光膜４−６−ＧＲ、画素間遮光膜４−６−ＲＢ、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及び画素間遮光膜４−６−Ｗは、絶縁層５−６の直上であって、画素１００−６−１〜画素１００−６−４のそれぞれの画素境界に形成される。ハードマスク材４０−６−Ｇ、ハードマスク材４０−６−ＧＲ、ハードマスク材４０−６−ＲＢ、ハードマスク材４０−６−ＢＷ及びハードマスク材４０−６−Ｗのそれぞれは、画素間遮光膜４−６−Ｇ、画素間遮光膜４−６−ＧＲ、画素間遮光膜４−６−ＲＢ、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及び画素間遮光膜４−６−Ｗのそれぞれの直上であって、画素１００−６−１〜画素１００−６−４のそれぞれの画素境界に形成される。ハードマスク材４０−６−Ｇは、シリコン酸化膜４１−６−Ｇとシリコン窒化膜４２−６−Ｇとから構成されてよく、ハードマスク材４０−６−ＧＲは、シリコン酸化膜４１−６−ＧＲとシリコン窒化膜４２−６−ＧＲとから構成されてよく、ハードマスク材４０−６−ＲＢは、シリコン酸化膜４１−６−ＲＢとシリコン窒化膜４２−６−ＲＢとから構成されてよく、ハードマスク材４０−６−ＢＷは、シリコン酸化膜４１−６−ＢＷとシリコン窒化膜４２−６−ＢＷとから構成されてよく、ハードマスク材４０−６−Ｗは、シリコン酸化膜４１−６−Ｗとシリコン窒化膜４２−６−Ｗとから構成されてよい。そして、図６に示されるように、シリコン窒化膜４２−６−Ｇ、シリコン窒化膜４２−６−ＧＲ、シリコン窒化膜４２−６−ＲＢ、シリコン窒化膜４２−６−ＢＷ及びシリコン窒化膜４２−６−Ｗのそれぞれが、画素間遮光膜４−６−Ｇ、画素間遮光膜４−６−ＧＲ、画素間遮光膜４−６−ＲＢ、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及び画素間遮光膜４−６−Ｗのそれぞれの直上に配されている。
【０１４０】
図６に示されるように、カラーフィルタ３−６−Ｇは、画素間遮光膜４−６−Ｇ及びハードマスク材４０−６−Ｇと、画素間遮光膜４−６−ＧＲ及びハードマスク材４０−６−ＧＲとの間に埋め込められている。カラーフィルタ３−６−Ｒは、画素間遮光膜４−６−ＧＲ及びハードマスク材４０−６−ＧＲと、画素間遮光膜４−６−ＲＢ及びハードマスク材４０−６−ＲＢとの間に埋め込められている。カラーフィルタ３−６−Ｂは、画素間遮光膜４−６−ＲＢ及びハードマスク材４０−６−ＲＢと、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及びハードマスク材４０−６−ＢＷとの間に埋め込められている。カラーフィルタ３−６−Ｗは、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及びハードマスク材４０−６−ＢＷと、画素間遮光膜４−６−Ｗ及びハードマスク材４０−６−Ｗとの間に埋め込められている。
【０１４１】
画素間遮光膜４−６−Ｇ、画素間遮光膜４−６−ＧＲ、画素間遮光膜４−６−ＲＢ、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及び画素間遮光膜４−６−Ｗは、光を遮光する材料であればよく、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度よく加工できる材料として、金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）等の膜で形成されてよい。
【０１４２】
固体撮像素子１−６において、画素間遮光膜４−６−Ｇ、画素間遮光膜４−６−ＧＲ、画素間遮光膜４−６−ＲＢ、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及び画素間遮光膜４−６−Ｗが形成される際に、レジストマスクと選択比が取れないときや取りにくいときに、ハードマスク材４０−６−Ｇ、ハードマスク材４０−６−ＧＲ、ハードマスク材４０−６−ＲＢ、ハードマスク材４０−６−ＢＷ及びハードマスク材４０−６−Ｗを用いて、ハードマスク加工することができる。図６に示されるように、ハードマスク材４０−６−Ｇ、ハードマスク材４０−６−ＧＲ、ハードマスク材４０−６−ＲＢ、ハードマスク材４０−６−ＢＷ及びハードマスク材４０−６−Ｗのそれぞれは、画素間遮光膜４−６−Ｇ、画素間遮光膜４−６−ＧＲ、画素間遮光膜４−６−ＲＢ、画素間遮光膜４−６−ＢＷ及び画素間遮光膜４−６−Ｗのそれぞれの直上に残ったままでよい。
【０１４３】
［２−７．第７の実施形態（固体撮像素子の例７）］
以下に、本技術に係る第７の実施形態（固体撮像素子の例７）の固体撮像素子について、説明をする。
【０１４４】
図７及び図８に、本技術に係る第７の実施形態の固体撮像素子の一例である固体撮像素子１−７（ａ）〜１−７（ｆ）を示す。図７は、固体撮像素子１−７ａ〜１−７ｃのそれぞれの固体撮像素子の４画素分の断面図であり、図８は、固体撮像素子１−７ｄ〜１−７ｆのそれぞれの固体撮像素子の４画素分の断面図である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図７及び図８中の上方向を意味し、「下」とは、図７及び図８中の下方向を意味する。
【０１４５】
まず、図７（ａ）を参照する。固体撮像素子１−７ａは、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像素子に、オンチップレンズ２−７ａ−Ｇ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｇ、オンチップレンズ２−７ａ−Ｒ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｒ、オンチップレンズ２−７ａ−Ｂ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｂ及びオンチップレンズ２−７ａ−Ｗ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｗを備える固体撮像素子である。オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｇ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｒ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｂ及びオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｗのそれぞれの屈折率は、オンチップレンズ２−７ａ−Ｇ、オンチップレンズ２−７ａ−Ｒ、オンチップレンズ２−７ａ−Ｂ及びオンチップレンズ２−７ａ−Ｗのそれぞれの屈折率より、０．１〜０．２低くてよい。
【０１４６】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｇが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｇと、オンチップレンズ２−７ａ−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−７ａ−Ｇと、絶縁層５−７ａと、反射防止層６−７ａと、半導体基板１０−７ａとが配されている。半導体基板１０−７ａには、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ａのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１４７】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｒが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｒと、オンチップレンズ２−７ａ−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−７ａ−Ｒと、絶縁層５−７ａと、反射防止層６−７ａと、半導体基板１０−７ａとが配されている。半導体基板１０−７ａには、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ａのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１４８】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｂが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｂと、オンチップレンズ２−７ａ−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−７ａ−Ｂと、絶縁層５−７ａと、反射防止層６−７ａと、半導体基板１０−７ａとが配されている。半導体基板１０−７ａには、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ａのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１４９】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｗが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ａ−Ｗと、オンチップレンズ２−７ａ−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−７ａ−Ｗと、絶縁層５−７ａと、反射防止層６−７ａと、半導体基板１０−７ａが配されている。半導体基板１０−７ａには、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ａのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１５０】
図７（ａ）に示されるように、固体撮像素子１−７ａには、画素間遮光膜４−７ａが、絶縁層５−７ａの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。また、図７（ａ）に示されるように、固体撮像素子１−７ａには、画素分離部９−７ａが、半導体基板１０−７ａの裏面（図７（ａ）中では上面）の側において、半導体基板１０−７ａの内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−７ａは、４つの画素の間を区画して電気的に分離している。
【０１５１】
図７（ｂ）を参照する。固体撮像素子１−７ｂは、本技術に係る第２の実施形態の固体撮像素子に、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｇ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｇ、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｒ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｒ、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｂ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｂ及びオンチップレンズ２−７ｂ−Ｗ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｗを備える固体撮像素子である。オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｇ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｒ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｂ及びオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｗのそれぞれの屈折率は、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｇ、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｒ、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｂ及びオンチップレンズ２−７ｂ−Ｗのそれぞれの屈折率より、０．１〜０．２低くてよい。
【０１５２】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｇが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｇと、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−７ｂ−Ｇと、絶縁層５−７ｂと、反射防止層６−７ｂと、半導体基板１０−７ｂとが配されている。半導体基板１０−７ｂには、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ｂのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１５３】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｒが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｒと、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−７ｂ−Ｒと、絶縁層５−７ｂと、反射防止層６−７ｂと、半導体基板１０−７ｂとが配されている。半導体基板１０−７ｂには、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ｂのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１５４】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｂが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｂと、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−７ｂ−Ｂと、絶縁層５−７ｂと、反射防止層６−７ｂと、半導体基板１０−７ｂとが配されている。半導体基板１０−７ｂには、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ｂのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１５５】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｗが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｂ−Ｗと、オンチップレンズ２−７ｂ−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−７ｂ−Ｗと、絶縁層５−７ｂと、反射防止層６−７ｂと、半導体基板１０−７ｂが配されている。半導体基板１０−７ｂには、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ｂのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１５６】
図７（ｂ）に示されるように、固体撮像素子１−７ｂには、画素間遮光膜４−７ｂが、絶縁層５−７ｂの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。また、図７（ｂ）に示されるように、固体撮像素子１−７ｂには、画素分離部９−７ｂが、半導体基板１０−７ｂの裏面（図７（ｂ）中では上面）の側において、半導体基板１０−７ｂの内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−７ｂは、４つの画素の間を区画して電気的に分離している。
【０１５７】
図７（ｃ）を参照する。固体撮像素子１−７ｃは、本技術に係る第３の実施形態の固体撮像素子に、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｇ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｇ、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｒ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｒ、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｂ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｂ及びオンチップレンズ２−７ｃ−Ｗ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｗを備える固体撮像素子である。オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｇ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｒ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｂ及びオンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｗのそれぞれの屈折率は、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｇ、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｒ、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｂ及びオンチップレンズ２−７ｃ−Ｗのそれぞれの屈折率より、０．１〜０．２低くてよい。
【０１５８】
すなわち、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｇが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｇと、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−７ｃ−Ｇと、絶縁層５−７ｃと、反射防止層６−７ｃと、半導体基板１０−７ｃとが配されている。半導体基板１０−７ｃには、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ｃのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１５９】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｒが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｒと、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−７ｃ−Ｒと、絶縁層５−７ｃと、反射防止層６−７ｃと、半導体基板１０−７ｃとが配されている。半導体基板１０−７ｃには、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ｃのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１６０】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｂが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｂと、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−７ｃ−Ｂと、絶縁層５−７ｃと、反射防止層６−７ｃと、半導体基板１０−７ｃとが配されている。半導体基板１０−７ｃには、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ｃのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１６１】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｗが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−７ｃ−Ｗと、オンチップレンズ２−７ｃ−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−７ｃ−Ｗと、絶縁層５−７ｃと、反射防止層６−７ｃと、半導体基板１０−７ｃとが配されている。半導体基板１０−７ｃには、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−７ｃのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１６２】
図７（ｃ）に示されるように、固体撮像素子１−７ｃには、画素間遮光膜４−７ｃが、絶縁層５−７ｃの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。また、図７（ｃ）に示されるように、固体撮像素子１−７ｃには、画素分離部９−７ｃが、半導体基板１０−７ｃの裏面（図７（ｃ）中では上面）の側において、半導体基板１０−７ｃの内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−７ｃは、４つの画素の間を区画して電気的に分離している。
【０１６３】
図８（ｄ）を参照する。固体撮像素子１−８ｄは、本技術に係る第４の実施形態の固体撮像素子に、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｇ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｇ、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｒ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｒ、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｂ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｂ及びオンチップレンズ２−８ｄ−Ｗ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｗを備える固体撮像素子である。オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｇ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｒ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｂ及びオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｗのそれぞれの屈折率は、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｇ、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｒ、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｂ及びオンチップレンズ２−８ｄ−Ｗのそれぞれの屈折率より、０．１〜０．２低くてよい。
【０１６４】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｇが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｇと、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｄ−Ｇと、絶縁層５−８ｄと、反射防止層６−８ｄと、半導体基板１０−８ｄとが配されている。半導体基板１０−８ｄには、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｄのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１６５】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｒが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｒと、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｄ−Ｒと、絶縁層５−８ｄと、反射防止層６−８ｄと、半導体基板１０−８ｄとが配されている。半導体基板１０−８ｄには、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｄのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１６６】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｂが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｂと、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｄ−Ｂと、絶縁層５−８ｄと、反射防止層６−８ｄと、半導体基板１０−８ｄとが配されている。半導体基板１０−８ｄには、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｄのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１６７】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｗが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｄ−Ｗと、オンチップレンズ２−８ｄ−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−８ｄ−Ｗと、絶縁層５−８ｄと、反射防止層６−８ｄと、半導体基板１０−８ｄとが配されている。半導体基板１０−８ｄには、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｄのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１６８】
図８（ｄ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｄには、画素間遮光膜４−８ｄが、絶縁層５−８ｄの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。また、図８（ｄ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｄには、ハードマスク材４０−８ｄが、画素間遮光膜４−８ｄの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。さらに、図８（ｄ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｄには、画素分離部９−８ｄが、半導体基板１０−８ｄの裏面（図８（ｄ）中では上面）の側において、半導体基板１０−８ｄの内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−８ｄは、４つの画素の間を区画して電気的に分離している。
【０１６９】
図８（ｅ）を参照する。固体撮像素子１−８ｅは、本技術に係る第５の実施形態の固体撮像素子に、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｇ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｇ、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｒ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｒ、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｂ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｂ及びオンチップレンズ２−８ｅ−Ｗ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｗを備える固体撮像素子である。オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｇ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｒ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｂ及びオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｗのそれぞれの屈折率は、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｇ、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｒ、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｂ及びオンチップレンズ２−８ｅ−Ｗのそれぞれの屈折率より、０．１〜０．２低くてよい。
【０１７０】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｇが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｇと、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｅ−Ｇと、絶縁層５−８ｅと、反射防止層６−８ｅと、半導体基板１０−８ｅとが配されている。半導体基板１０−８ｅには、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｅのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１７１】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｒが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｒと、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｅ−Ｒと、絶縁層５−８ｅと、反射防止層６−８ｅと、半導体基板１０−８ｅとが配されている。半導体基板１０−８ｅには、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｅのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１７２】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｂが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｂと、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｅ−Ｂと、絶縁層５−８ｅと、反射防止層６−８ｅと、半導体基板１０−８ｅとが配されている。半導体基板１０−８ｅには、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｅのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１７３】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｗが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｅ−Ｗと、オンチップレンズ２−８ｅ−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−８ｅ−Ｗと、絶縁層５−８ｅと、反射防止層６−８ｅと、半導体基板１０−８ｅとが配されている。半導体基板１０−８ｅには、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｅのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１７４】
図８（ｅ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｅには、画素間遮光膜４−８ｅが、絶縁層５−８ｅの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。また、図８（ｅ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｅには、ハードマスク材４０−８ｅが、画素間遮光膜４−８ｅの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。さらに、図８（ｅ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｅには、画素分離部９−８ｅが、半導体基板１０−８ｅの裏面（図８（ｅ）中では上面）の側において、半導体基板１０−８ｅの内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−８ｅは、４つの画素の間を区画して電気的に分離している。
【０１７５】
図８（ｆ）を参照する。固体撮像素子１−８ｆは、本技術に係る第６の実施形態の固体撮像素子に、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｇ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｇ、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｒ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｒ、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｂ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｂ及びオンチップレンズ２−８ｆ−Ｗ上に形成されたオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｗを備える固体撮像素子である。オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｇ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｒ、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｂ及びオンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｗのそれぞれの屈折率は、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｇ、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｒ、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｂ及びオンチップレンズ２−８ｆ−Ｗのそれぞれの屈折率より、０．１〜０．２低くてよい。
【０１７６】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｇが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｇと、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｇと、緑色光（Ｇ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｆ−Ｇと、絶縁層５−８ｆと、反射防止層６−８ｆと、半導体基板１０−８ｆとが配されている。半導体基板１０−８ｆには、緑色光（Ｇ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｆのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１７７】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｒが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｒと、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｒと、赤色光（Ｒ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｆ−Ｒと、絶縁層５−８ｆと、反射防止層６−８ｆと、半導体基板１０−８ｆとが配されている。半導体基板１０−８ｆには、赤色光（Ｒ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｆのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１７８】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｂが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｂと、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｂと、青色光（Ｂ光）が透過するカラーフィルタ３−８ｆ−Ｂと、絶縁層５−８ｆと、反射防止層６−８ｆと、半導体基板１０−８ｆとが配されている。半導体基板１０−８ｆには、青色光（Ｂ光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｆのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１７９】
オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｗが形成されている画素には、光入射側から順に、オンチップレンズ用反射防止膜２０−８ｆ−Ｗと、オンチップレンズ２−８ｆ−Ｗと、緑色光、赤色光及び青色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）が透過する層内レンズ３−８ｆ−Ｗと、絶縁層５−８ｆと、反射防止層６−８ｆと、半導体基板１０−８ｆとが配されている。半導体基板１０−８ｆには、白色光（ＢＧＲ（Ｗ）光）用のフォトダイオード（不図示）が形成され、半導体基板１０−８ｆのシリコン（Ｓｉ）層に埋め込まれている。
【０１８０】
図８（ｆ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｆには、画素間遮光膜４−８ｆが、絶縁層５−８ｆの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。また、図８（ｆ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｆには、ハードマスク材４０−８ｆが、画素間遮光膜４−８ｆの直上であって、４つの画素のそれぞれの画素の画素境界に形成されている。さらに、図８（ｆ）に示されるように、固体撮像素子１−８ｆには、画素分離部９−８ｆが、半導体基板１０−８ｆの裏面（図８（ｆ）中では上面）の側において、半導体基板１０−８ｆの内部に埋め込まれて形成されている。画素分離部９−８ｆは、４つの画素の間を区画して電気的に分離している。
【０１８１】
＜３．固体撮像素子の製造方法に関する実施形態＞
［３−１．第８の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例１）］
本技術に係る第８の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例１）の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板上の反射防止層の上方向に、互いに隣接する画素間に画素間遮光膜を形成する工程と、層内レンズ材（単に、層内レンズと称する場合がある。）を、回転塗布して該回転塗布後に回転数を調整して乾燥させる工程と、該層内レンズ材を該画素間遮光膜上か、又は該画素間遮光膜より内側に露光し現像して、層内レンズを形成する工程と、オンチップレンズ材（単に、オンチップレンズと称する場合がある。）を回転塗布した後に母材レンズを塗布して、寸法を調整してパターニングする工程と、寸法調整された母材レンズを融解させてエッチバックし、該オンチップレンズ材に曲率を転写させて、オンチップレンズを形成する工程と、を含み、該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす長さに加工される、固体撮像素子の製造方法である。
【０１８２】
【数５】
2019091853.tif 000007
【０１８３】
ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。光は、性質上オンチップレンズで集光させても1点には集光せずに、波長に応じた広がりを有する。al及びacは、この広がりから認められるオンチップレンズの誤差範囲を意味する。なお、alは、オンチップレンズの上部（上面）の誤差範囲であり、acは、オンチップレンズの下部（下面）の誤差範囲である。
【０１８４】
図９及び図１０に、本技術に係る第８の実施形態の固体撮像素子の製造方法の一例を示す。図９及び図１０では、画素分離用Ｄｅｅｐ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ（画素分離部）の形成以降の工程を例として、第８の実施形態の固体撮像素子の製造方法を示す。なお、特に断りがない限り、「上」とは図９及び図１０中の上方向を意味し、「下」とは、図９及び図１０中の下方向を意味する。
【０１８５】
図９（ａ）には、画素分離部９−９ａを有する半導体基板１０−９ａの断面図が示されている。画素分離部９−９ａは、半導体基板１０−９ａの裏面（図９（ａ）中の上面）の側において、半導体基板１０−９ａの内部に埋め込められて形成されている。また、半導体基板１０−９ａの裏面上には、反射防止層６−９ａと絶縁層５−９ａとがこの順で形成されている。画素分離部９−９ａは、図９（ａ）中では、４つの画素の間を区画して電気的に分離している。
【０１８６】
図９（ｂ）で、レジストマスク５０−９ｂにて画素間遮光膜４−９ｂが形成されている。具体的には、半導体基板１０−９ｂの内部に形成されている画素分離部９−９ｂの上方であって、半導体基板１０−９ａの裏面上に形成された反射防止層６−９ｂ及び絶縁層５−９ｂの上部に、４つの画素を区画するようにして画素間遮光膜４−９ｂが形成されている。
【０１８７】
図９（ｃ）で、緑色カラーフィルタ３−９ｃ−Ｇを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−９ｃの内部に形成された画素分離部９−９ｃで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−９ｃの裏面上に形成された反射防止層６−９ｃ及び絶縁層５−９ｃの上部に、画素間遮光膜４−９ｃに埋め込まれるように、緑色カラーフィルタ３−９ｃ−Ｇは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で緑色カラーフィルタ３−９ｃ−Ｇの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。
【０１８８】
図９（ｄ）で、赤色カラーフィルタ３−９ｄ−Ｒを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−９ｄの内部に形成された画素分離部９−９ｄで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−９ｄの裏面上に形成された反射防止層６−９ｄ及び絶縁層５−９ｄの上部に、画素間遮光膜４−９ｄに埋め込まれるように、赤色カラーフィルタ３−９ｄ−Ｒは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で赤色カラーフィルタ３−９ｄ−Ｒの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。なお、図９（ｄ）中の左から１番目の画素に形成された緑色カラーフィルタ３−９ｄ−Ｇ上の赤色カラーフィルタ３−９ｄ−Ｒは除去される。
【０１８９】
図９（ｅ）で、青色カラーフィルタ３−９ｅ−Ｂを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−９ｅの内部に形成された画素分離部９−９ｅで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−９ｅの裏面上に形成された反射防止層６−９ｅ及び絶縁層５−９ｅの上部に、画素間遮光膜４−９ｅに埋め込まれるように、青色カラーフィルタ３−９ｅ−Ｂは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で青色カラーフィルタ３−９ｅ−Ｂの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。なお、図９（ｅ）中の左から１番目の画素に形成された緑色カラーフィルタ３−９ｅ−Ｇ上の青色カラーフィルタ３−９ｅ−Ｂ及び図９（ｅ）中の左から２番目の画素に形成された赤色カラーフィルタ３−９ｅ−Ｒ上の青色カラーフィルタ３−９ｅ−Ｂは除去される。
【０１９０】
図１０（ｆ）で、層内レンズ３−１０ｆ−Ｗを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−１０ｆの内部に形成された画素分離部９−１０ｆで電気的に区画された、図１０（ｆ）中の左から４番目の画素に対して、半導体基板１０−１０ｆの裏面上に形成された反射防止層６−１０ｆ及び絶縁層５−１０ｆの上部に、画素間遮光膜４−１０ｆに埋め込まれるように、層内レンズ３−１０ｆ−Ｗは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で層内レンズ３−１０ｆ−Ｗの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。
【０１９１】
図１０（ｇ）には、半導体基板１０−１０ｇの内部に形成された画素分離部９−１０ｇで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１０ｇの裏面上に形成された反射防止層６−１０ｇ及び絶縁層５−１０ｇの上部に、画素間遮光膜４−１０ｇに埋め込まれるように形成された、図１０（ｆ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１０ｇ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１０ｇ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１０ｇ−Ｂ及び層内レンズ３−１０ｇ−Ｗが示されている。
【０１９２】
なお、緑色、赤色、青色等のカラーフィルタ及び／又は層内レンズが複数種あるときは、凹形状の曲率半径が大きい順、すなわち曲率半径が小さい順に塗布する方が好ましい場合がある。また、上記数式（１）を満たす曲率が乾燥時の回転数で制御できないときは、工程数が増えるがエッチングで凹形状を調整してもよい。
【０１９３】
図１０（ｈ）〜図１０（ｊ）で、オンチップレンズを形成する。まず、図１０（ｈ）では、図１０（ｈ）中の左の画素から順に４画素分で形成された、緑色カラーフィルタ３−１０ｈ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１０ｈ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１０ｈ−Ｂ及び層内レンズ３−１０ｈ−Ｗの上部に、オンチップレンズ２−１０ｈが回転塗布して形成され、オンチップレンズ２−１０ｈの上部に母材レンズ３０−１０ｈが回転塗布して形成されて、寸法調整されてパターニングされる。なお、画素毎にパターニング幅を変えて、上記の数式（１）を満たすようにメルト時の曲率を画素毎に変えてもよい。図１０（ｈ）中では、半導体基板１０−１０ｈの内部に形成された画素分離部９−１０ｈで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１０ｈの裏面上に形成された反射防止層６−１０ｈ及び絶縁層５−１０ｈの上部に、画素間遮光膜４−１０ｈに埋め込まれるように、図１０（ｈ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１０ｈ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１０ｈ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１０ｈ−Ｂ及び層内レンズ３−１０ｈ−Ｗが形成されている。
【０１９４】
図１０（ｉ）で、オンチップレンズ２−１０ｉ上に形成された母材レンズ３０−１０ｉを融解（メルト）する。オンチップレンズ２−１０ｉは、図１０（ｉ）中の左の画素から順に４画素分で形成された、緑色カラーフィルタ３−１０ｉ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１０ｉ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１０ｉ−Ｂ及び層内レンズ３−１０ｉ−Ｗの上部に形成されている。図１０（ｉ）中では、半導体基板１０−１０ｉの内部に形成された画素分離部９−１０ｉで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１０ｉの裏面上に形成された反射防止層６−１０ｉ及び絶縁層５−１０ｉの上部に、画素間遮光膜４−１０ｉに埋め込まれるように、図１０（ｉ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１０ｉ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１０ｉ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１０ｉ−Ｂ及び層内レンズ３−１０ｉ−Ｗが形成されている。
【０１９５】
図１０（ｊ）で、エッチバックして、曲率を転写させて、図１０（ｊ）中の左の画素から順に４画素分で形成された、緑色カラーフィルタ３−１０ｊ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１０ｊ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１０ｊ−Ｂ及び層内レンズ３−１０ｊ−Ｗのそれぞれの上部にオンチップレンズ２−１０ｊ−Ｇ、オンチップレンズ２−１０ｊ−Ｒ、オンチップレンズ２−１０ｊ−Ｂ及びオンチップレンズ２−１０ｊ−Ｗが形成されて、固体撮像素子１−１０ｊが得られる。固体撮像素子１−１０ｊにおいて、半導体基板１０−１０ｊの内部に形成された画素分離部９−１０ｊで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１０ｊの裏面上に形成された反射防止層６−１０ｊ及び絶縁層５−１０ｊの上部に、画素間遮光膜４−１０ｊに埋め込まれるように、図１０（ｊ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１０ｊ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１０ｊ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１０ｊ−Ｂ及び層内レンズ３−１０ｊ−Ｗが形成されている。
【０１９６】
［３−２．第９の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例２）］
以下に、本技術に係る第９の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例２）の固体撮像素子の製造方法について、説明をする。
【０１９７】
図１１及び図１２に、本技術に係る第９の実施形態の固体撮像素子の製造方法の一例を示す。図１１及び図１２では、レジストマスクによる画素間遮光膜の形成以降の工程を例として、第９の実施形態の固体撮像素子の製造方法を示す。それ以前の工程は、図９（ａ）〜図９（ｂ）と同様である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図１１及び図１２中の上方向を意味し、「下」とは、図１１及び図１２中の下方向を意味する。
【０１９８】
図１１（ａ）では、レジストマスク５０−１１ａにて画素間遮光膜４−１１ａが形成されている。具体的には、半導体基板１０−１１ａの内部に形成されている画素分離部９−１１ａの上方であって、半導体基板１０−１１ａの裏面上に形成された反射防止層６−１１ａ及び絶縁層５−１１ａの上部に、４つの画素を区画するようにして画素間遮光膜４−１１ａが形成されている。
【０１９９】
図１１（ｂ）で、緑色カラーフィルタ３−１１ｂ−Ｇをパターニングする。その際、画素間遮光膜４−１１ｂよりやや内側に露光し現像すると角の方が膜減りしやすいので凸形状になる。現像後の形状が上記の数式（１）を満たさないときは工程数が増えるがエッチングで凸形状を調整してもよい。図１１（ｂ）では、緑色カラーフィルタ３−１１ｂ−Ｇは、半導体基板１０−１１ｂの内部に形成された画素分離部９−１１ｂで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１１ｂの裏面上に形成された反射防止層６−１１ｂ及び絶縁層５−１１ｂの上部に、画素間遮光膜４−１１ｂに埋め込まれるように、緑色カラーフィルタ３−１１ｂ−Ｇは形成されている。
【０２００】
図１１（ｃ）で、赤色カラーフィルタ３−１１ｃ−Ｒをパターニングする。その際、画素間遮光膜４−１１ｃよりやや内側に露光し現像すると角の方が膜減りしやすいので凸形状になる。現像後の形状が上記の数式（１）を満たさないときは工程数が増えるがエッチングで凸形状を調整してもよい。図１１（ｃ）では、赤色カラーフィルタ３−１１ｃ−Ｒは、半導体基板１０−１１ｃの内部に形成された画素分離部９−１１ｃで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１１ｃの裏面上に形成された反射防止層６−１１ｃ及び絶縁層５−１１ｃの上部に、画素間遮光膜４−１１ｃに埋め込まれるように、緑色カラーフィルタ３−１１ｃ−Ｇの右側の画素に形成されている。
【０２０１】
図１２（ｄ）で、青色カラーフィルタ３−１２ｄ−Ｂをパターニングする。その際、画素間遮光膜４−１２ｄよりやや内側に露光し現像すると角の方が膜減りしやすいので凸形状になる。現像後の形状が上記の数式（１）を満たさないときは工程数が増えるがエッチングで凸形状を調整してもよい。図１２（ｄ）では、青色カラーフィルタ３−１２ｄ−Ｂは、半導体基板１０−１２ｄの内部に形成された画素分離部９−１２ｄで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１２ｄの裏面上に形成された反射防止層６−１２ｄ及び絶縁層５−１２ｄの上部に、画素間遮光膜４−１２ｄに埋め込まれるように、緑色カラーフィルタ３−１２ｄ−Ｇ及び赤色カラーフィルタ３−１２ｄ−Ｒの右側の画素に形成されている。
【０２０２】
図１２（ｅ）で、層内レンズ３−１２ｅ−Ｗをパターニングする。その際、画素間遮光膜４−１２ｅよりやや内側に露光し現像すると角の方が膜減りしやすいので凸形状になる。現像後の形状が上記の数式（１）を満たさないときは工程数が増えるがエッチングで凸形状を調整してもよい。図１２（ｅ）では、層内レンズ３−１２ｅ−Ｗは、半導体基板１０−１２ｅの内部に形成された画素分離部９−１２ｅで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１２ｅの裏面上に形成された反射防止層６−１２ｅ及び絶縁層５−１２ｅの上部に、画素間遮光膜４−１２ｅに埋め込まれるように、緑色カラーフィルタ３−１２ｅ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１２ｅ−Ｒ及び青色カラーフィルタ３−１２ｅ−Ｂの右側の画素に形成されている。
【０２０３】
図１２（ｆ）中のオンチップレンズ２−１２ｆ−Ｇ、オンチップレンズ２−１０ｆ−Ｒ、オンチップレンズ２−１０ｆ−Ｂ及びオンチップレンズ２−１０ｆ−Ｗは、図１０（ｈ）〜図１０（ｊ）に示されるオンチップレンズの形成方法と同様な方法で形成されて、固体撮像素子１−１２ｆが得られる。固体撮像素子１−１０ｆにおいては、半導体基板１０−１０ｆの内部に形成された画素分離部９−１０ｆで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１０ｆの裏面上に形成された反射防止層６−１０ｆ及び絶縁層５−１０ｆの上部に、画素間遮光膜４−１０ｆに埋め込まれるように、図１０（ｆ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１０ｆ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１０ｆ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１０ｆ−Ｂ及び層内レンズ３−１０ｆ−Ｗが形成されている。
【０２０４】
［３−３．第１０の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例３）］
以下に、本技術に係る第１０の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例３）の固体撮像素子の製造方法について、説明をする。
【０２０５】
図１３及び図１４に、本技術に係る第１０の実施形態の固体撮像素子の製造方法の一例を示す。図１３及び図１４では、レジストマスクによる画素間遮光膜の形成以降の工程を例として、第１０の実施形態の固体撮像素子の製造方法を示す。それ以前の工程は、図９（ａ）〜図９（ｂ）と同様である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図１３及び図１４中の上方向を意味し、「下」とは、図１３及び図１４中の下方向を意味する。
【０２０６】
図１３（ａ）では、レジストマスク５０−１３ａにて画素間遮光膜４−１３ａが形成されている。具体的には、半導体基板１０−１３ａの内部に形成されている画素分離部９−１３ａの上方であって、半導体基板１０−１３ａの裏面上に形成された反射防止層６−１３ａ及び絶縁層５−１３ａの上部に、４つの画素を区画するようにして画素間遮光膜４−１３ａが形成されている。
【０２０７】
図１３（ｂ）で、緑色カラーフィルタ３−１３ｂ−Ｇを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−１３ｂの内部に形成された画素分離部９−１３ｂで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１３ｂの裏面上に形成された反射防止層６−１３ｂ及び絶縁層５−１３ｂの上部に、画素間遮光膜４−１３ｂに埋め込まれるように、緑色カラーフィルタ３−１３ｂ−Ｇは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で緑色カラーフィルタ３−１３ｂ−Ｇの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。
【０２０８】
図１３（ｃ）で、赤色カラーフィルタ３−１３ｃ−Ｒを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−１３ｃの内部に形成された画素分離部９−１３ｃで電気的に区画された、緑色カラーフィルタ３−１３ｃ−Ｇが形成された画素の右隣の画素に対して、半導体基板１０−１３ｃの裏面上に形成された反射防止層６−１３ｃ及び絶縁層５−１３ｃの上部に、画素間遮光膜４−１３ｃに埋め込まれるように、赤色カラーフィルタ３−１３ｃ−Ｒは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で赤色カラーフィルタ３−１３−Ｒの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。
【０２０９】
図１４（ｄ）で、青色カラーフィルタ３−１４ｄ−Ｂを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−１４ｄの内部に形成された画素分離部９−１４ｄで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１４ｄの裏面上に形成された反射防止層６−１４ｄ及び絶縁層５−１４ｄの上部に、画素間遮光膜４−１４ｄに埋め込まれるように、青色カラーフィルタ３−１４ｄ−Ｂは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で青色カラーフィルタ３−１４ｄ−Ｂの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。なお、図１４（ｄ）中の左から１番目の画素に形成された緑色カラーフィルタ３−１４ｄ−Ｇ上の青色カラーフィルタ３−１４ｄ−Ｂ及び図１４（ｄ）中の左から２番目の画素に形成された赤色カラーフィルタ３−１４ｄ−Ｒ上の青色カラーフィルタ３−１４ｄ−Ｂは除去される。
【０２１０】
図１４（ｅ）で、層内レンズ３−１４ｅ−Ｗを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−１０ｅの内部に形成された画素分離部９−１０ｅで電気的に区画された、図１４（ｅ）中の左から４番目の画素に対して、半導体基板１０−１４ｅの裏面上に形成された反射防止層６−１４ｅ及び絶縁層５−１４ｅの上部に、画素間遮光膜４−１４ｅに埋め込まれるように、層内レンズ３−１４ｅ−Ｗは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で層内レンズ３−１４ｅ−Ｗの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。
【０２１１】
なお、緑色、赤色、青色等のカラーフィルタ若しくは層内レンズが複数種ある場合、凹形状の曲率半径が大きい順、すなわち曲率半径が小さい順に塗布する方が好ましい場合がある。別のカラーフィルタ又は層内レンズが凸形状の場合（図１３及び図１４では赤色カラーフィルタが凸形状）は前述の順番に左右されず形成してよい。
【０２１２】
図１４（ｆ）中のオンチップレンズ２−１４ｆ−Ｇ、オンチップレンズ２−１４ｆ−Ｒ、オンチップレンズ２−１４ｆ−Ｂ及びオンチップレンズ２−１４ｆ−Ｗは、図１０（ｈ）〜図１０（ｊ）に示されるオンチップレンズの形成方法と同様な方法で形成されて、固体撮像素子１−１４ｆが得られる。固体撮像素子１−１４ｆにおいては、半導体基板１０−１４ｆの内部に形成された画素分離部９−１４ｆで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１４ｆの裏面上に形成された反射防止層６−１４ｆ及び絶縁層５−１４ｆの上部に、画素間遮光膜４−１４ｆに埋め込まれるように、図１４（ｆ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１４ｆ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１４ｆ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１４ｆ−Ｂ及び層内レンズ３−１４ｆ−Ｗが形成されている。
【０２１３】
［３−４．第１１の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例４）］
以下に、本技術に係る第１１の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例４）の固体撮像素子の製造方法について、説明をする。
【０２１４】
図１５及び図１６に、本技術に係る第１１の実施形態の固体撮像素子の製造方法の一例を示す。図１５及び図１６では、画素分離用Ｄｅｅｐ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ（画素分離部）の形成以降の工程を例として、第１１の実施形態の固体撮像素子の製造方法を示す。なお、特に断りがない限り、「上」とは図１５及び図１６中の上方向を意味し、「下」とは、図１５及び図１６中の下方向を意味する。
【０２１５】
図１５（ａ）には、画素分離部９−１５ａを有する半導体基板１０−１５ａの断面図が示されている。画素分離部９−１５ａは、半導体基板１０−１５ａの裏面（図１５（ａ）中の上面）の側において、半導体基板１０−１５ａの内部に埋め込められて形成されている。また、半導体基板１０−１５ａの裏面上には、反射防止層６−１５ａと絶縁層５−１５ａとがこの順で形成されている。画素分離部９−１５ａは、図１５（ａ）中では、４つの画素の間を区画して電気的に分離している。
【０２１６】
図１５（ｂ）で、画素間遮光膜４−１５ｂが塗布して形成される。具体的には、半導体基板１０−１５ｂの内部に形成されている画素分離部９−１５ｂの上方であって、半導体基板１０−１５ｂの裏面上に形成された反射防止層６−１５ｂ及び絶縁層５−１５ｂの上部に、画素間遮光膜４−１５ｂが形成される。
【０２１７】
図１５（ｃ）で、ハードマスク材４０−１５ｃが塗布して形成される。具体的には、半導体基板１０−１５ｃの内部に形成されている画素分離部９−１５ｃの上方であって、半導体基板１０−１５ｃの裏面上に形成された反射防止層６−１５ｃ、絶縁層５−１５ｃ及び画素間遮光膜４−１５ｃの上部に、シリコン窒化膜４２−１５ｃ及びシリコン酸化膜４１−１５ｃがこの順で塗布される。
【０２１８】
図１５（ｄ）で、ハードマスク加工用レジスト５０−１５ｄをパターニングする。具体的には、半導体基板１０−１５ｄの内部に形成されている画素分離部９−１５ｄの上方であって、半導体基板１０−１５ｄの裏面上に形成された反射防止層６−１５ｄ、絶縁層５−１５ｄ、画素間遮光膜４−１５ｄ及びハードマスク材４０−１５ｄ（シリコン窒化膜４２−１５ｄ及びシリコン酸化膜４１−１５ｄで構成されている。）の上部に、ハードマスク加工用レジスト５０−１５ｄがパターニングされている。
【０２１９】
図１５（ｅ）で、ハードマスク材４０−１５ｅ（シリコン窒化膜４２−１５ｅ及びシリコン酸化膜４１−１５ｅで構成されている。）をエッチングで加工する。具体的には、半導体基板１０−１５ｅの内部に形成されている画素分離部９−１５ｅの上方であって、半導体基板１０−１５ｅの裏面上に形成された反射防止層６−１５ｅ、絶縁層５−１５ｅ、及び画素間遮光膜４−１５ｅの上部に形成された、ハードマスク加工用レジスト５０−１５ｅを有するハードマスク材４０−１５ｅをエッチングで加工する。
【０２２０】
図１６（ｆ）で、ハードマスク加工用レジストを除去する。具体的には、半導体基板１０−１６ｆの内部に形成されている画素分離部９−１６ｆの上方であって、半導体基板１０−１６ｆの裏面上に形成された反射防止層６−１６ｆ、絶縁層５−１６ｆ、画素間遮光膜４−１６ｆ及びハードマスク材４０−１６ｆの上部に配されたハードマスク加工用レジストを除去する。
【０２２１】
図１６（ｇ）で、ハードマスク材４０−１６ｇを残した状態で画素間遮光膜４−１６ｇの保護膜を等方的に堆積する。図１６（ｇ）では、半導体基板１０−１６ｇの内部に形成されている画素分離部９−１６ｇの上方であって、半導体基板１０−１６ｇの裏面上に形成された反射防止層６−１６ｇ及び絶縁層５−１６ｇの上部に、ハードマスク材４０−１６ｇ及び画素間遮光膜４−１６ｇがこの順で形成されている。
【０２２２】
図１６（ｈ）は、半導体基板１０−１６ｈの内部に形成されている画素分離部９−１６ｈの上方であって、半導体基板１０−１６ｈの裏面上に形成された反射防止層６−１６ｈ及び絶縁層５−１６ｈの上部に、ハードマスク材４０−１６ｈ及び画素間遮光膜４−１６ｈがこの順で配されていることを示す。
【０２２３】
図１６（ｉ）で、緑色カラーフィルタ３−１６ｉ−Ｇを回転塗布する。具体的には、半導体基板１０−１６ｉの内部に形成された画素分離部９−１６ｉで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１６ｉの裏面上に形成された反射防止層６−１６ｉ及び絶縁層５−１６ｉの上部に、画素間遮光膜４−１６ｉに埋め込まれるように、緑色カラーフィルタ３−１６ｉ−Ｇは形成される。その際、塗布後の乾燥時回転数で緑色カラーフィルタ３−１６ｉ−Ｇの曲率が変化するので、上記数式（１）を満たす曲率になるように回転数を調整する。その後の工程は、図９（ｄ）〜図９（ｅ）〜図１０（ｆ）〜図１０（ｊ）と同様な工程を経て、図１６（ｊ）に示される固体撮像素子１−１６ｊが得られる。また、図１１〜図１２又は図１３〜図１４に示される工程を経て、固体撮像素子が得られてもよい。
【０２２４】
固体撮像素子１−１６ｊにおいては、半導体基板１０−１６ｊの内部に形成された画素分離部９−１６ｊで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１６ｊの裏面上に形成された反射防止層６−１６ｊ及び絶縁層５−１６ｊの上部に、画素間遮光膜４−１６ｊに埋め込まれるように、図１６（ｊ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１６ｊ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１６ｊ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１６ｊ−Ｂ及び層内レンズ３−１６ｊ−Ｗが形成されている。そして、緑色カラーフィルタ３−１６ｊ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１６ｊ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１６ｊ−Ｂ及び層内レンズ３−１６ｊ−Ｗのそれぞれの上部には、オンチップレンズ２−１６ｊ−Ｇ、オンチップレンズ２−１６ｊ−Ｒ、オンチップレンズ２−１６ｊ−Ｂ及びオンチップレンズ２−１６ｊ−Ｗが形成されている。
【０２２５】
［３−５．第１２の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例５）］
以下に、本技術に係る第１２の実施形態（固体撮像素子の製造方法の例５）の固体撮像素子の製造方法について、説明をする。
【０２２６】
図１７に、本技術に係る第１２の実施形態の固体撮像素子の製造方法の一例を示す。図１７では、オンチップレンズの形成以降の工程を例として、第１２の実施形態の固体撮像素子の製造方法を示す。なお、特に断りがない限り、「上」とは図１７中の上方向を意味し、「下」とは、図１７中の下方向を意味する。
【０２２７】
図１７（ａ）は、図９〜図１０の工程で作製された固体撮像素子１−１７ａを示す。なお、固体撮像素子は、図１１〜図１２、図１３〜図１４又は図１５〜図１６の工程で作製されてもよい。
固体撮像素子１−１７ａにおいては、半導体基板１０−１７ａの内部に形成された画素分離部９−１７ａで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１７ａの裏面上に形成された反射防止層６−１７ａ及び絶縁層５−１７ａの上部に、画素間遮光膜４−１７ａに埋め込まれるように、図１６（ｊ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１７ａ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１７ａ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１７ａ−Ｂ及び層内レンズ３−１７ａ−Ｗが形成されている。そして、緑色カラーフィルタ３−１７ａ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１７ａ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１７ａ−Ｂ及び層内レンズ３−１７ａ−Ｗのそれぞれの上部には、オンチップレンズ２−１７ａ−Ｇ、オンチップレンズ２−１７ａ−Ｒ、オンチップレンズ２−１７ａ−Ｂ及びオンチップレンズ２−１７ａ−Ｗが形成されている。
【０２２８】
図１７（ｂ）で、等方的に、反射防止膜２０−１７ｂ−Ｇ、反射防止膜２０−１７ｂ−Ｒ、反射防止膜２０−１７ｂ−Ｂ及び反射防止膜２０−１７ｂ−Ｗが、オンチップレンズ２−１７ｂ−Ｇ、オンチップレンズ２−１７ｂ−Ｒ、オンチップレンズ２−１７ｂ−Ｂ及びオンチップレンズ２−１７ｂ−Ｗ上に成膜されて、固体撮像素子１−１７ｂが得られる。固体撮像素子１−１７ｂにおいては、半導体基板１０−１７ｂの内部に形成された画素分離部９−１７ｂで電気的に区画された４画素に対して、半導体基板１０−１７ｂの裏面上に形成された反射防止層６−１７ｂ及び絶縁層５−１７ｂの上部に、画素間遮光膜４−１７ｂに埋め込まれるように、図１６（ｊ）中の左の画素から順に、緑色カラーフィルタ３−１７ｂ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１７ｂ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１７ｂ−Ｂ及び層内レンズ３−１７ｂ−Ｗが形成されている。そして、緑色カラーフィルタ３−１７ｂ−Ｇ、赤色カラーフィルタ３−１７ｂ−Ｒ、青色カラーフィルタ３−１７ｂ−Ｂ及び層内レンズ３−１７ｂ−Ｗのそれぞれの上部には、オンチップレンズ２−１７ｂ−Ｇ、オンチップレンズ２−１７ｂ−Ｒ、オンチップレンズ２−１７ｂ−Ｂ及びオンチップレンズ２−１７ｂ−Ｗが形成されている。
【０２２９】
＜４．電子装置に関する実施形態＞
［４−１．第１３の実施形態（電子装置の例）］
本技術に係る第１３の実施形態の電子装置は、固体撮像素子が搭載されて、該固体撮像素子が、
１次元又は２次元に配列された複数の画素毎に、光入射側から順に、オンチップレンズと、層内レンズと、反射防止層と半導体基板とが、少なくとも配され、該オンチップレンズの屈折率と該層内レンズの屈折率とは異なり、該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす、電子装置である。
【０２３０】
【数６】
2019091853.tif 000008
【０２３１】
ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。光は、性質上オンチップレンズで集光させても1点には集光せずに、波長に応じた広がりを有する。al及びacは、この広がりから認められるオンチップレンズの誤差範囲を意味する。なお、alは、オンチップレンズの上部（上面）の誤差範囲であり、acは、オンチップレンズの下部（下面）の誤差範囲である。
【０２３２】
また、本技術に係る第１３の実施形態の電子装置は、本技術に係る第１の実施形態〜第７の実施形態の固体撮像素子が搭載された電子装置でもよい。
【０２３３】
＜５．本技術を適用した固体撮像素子の使用例＞
図１８は、イメージセンサとしての本技術に係る第１〜第７の実施形態の固体撮像素子の使用例を示す図である。
【０２３４】
上述した第１〜第７の実施形態の固体撮像素子は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングするさまざまなケースに使用することができる。すなわち、図１３に示すように、例えば、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、農業の分野等において用いられる装置（例えば、上述した第１３の実施形態の電子装置）に、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２３５】
具体的には、鑑賞の分野においては、例えば、デジタルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置に、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２３６】
交通の分野においては、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置に、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２３７】
家電の分野においては、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレビ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２３８】
医療・ヘルスケアの分野においては、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置に、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２３９】
セキュリティの分野においては、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置に、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２４０】
美容の分野においては、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置に、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２４１】
スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラプルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２４２】
農業の分野においては、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置に、第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子を使用することができる。
【０２４３】
次に、本技術に係る第１〜第７の実施形態の固体撮像素子の使用例を具体的に説明する。例えば、上述で説明をした第１〜第７の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像素子は、固体撮像素子１０１として、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話など、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図１９に、その一例として、電子機器１０２（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器１０２は、例えば静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像素子１０１と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、固体撮像素子１０１およびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。
【０２４４】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像素子１０１の画素部１０１ａへ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、固体撮像素子１０１への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、固体撮像素子１０１の転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、固体撮像素子１０１から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄoutは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
【０２４５】
なお、本技術に係る実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２４６】
また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【０２４７】
また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
［１］
１次元又は２次元に配列された複数の画素毎に、光入射側から順に、オンチップレンズと、層内レンズと、反射防止層と、半導体基板とが、少なくとも配され、
該オンチップレンズの屈折率と該層内レンズの屈折率とは異なり、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす、固体撮像素子。
【数７】
2019091853.tif 000009
（ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。）
［２］
画素間遮光膜を更に備える、［１］に記載の固体撮像素子。
［３］
互いに隣接する画素間にハードマスク材を更に備える、［１］又は［２］に記載の固体撮像素子。
［４］
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が上凸形状であって、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が上凸形状である、［１］から［３］のいずれか１つに記載の固体撮像素子。
［５］
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が下凸形状であって、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が下凸形状である、［１］から［３］のいずれか１つに記載の固体撮像素子。
［６］
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が上凸形状であって、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が上凸形状であり、さらに、
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズの光入射側である上部が下凸形状であって、かつ、該少なくとも１つの層内レンズと接触して配される前記オンチップレンズの下部が下凸形状である、［１］から［３］のいずれか１つに記載の固体撮像素子。
［７］
前記層内レンズのうち、少なくとも１つの層内レンズが、特定の波長帯を透過させるカラーフィルタ特性を有する、［１］から［６］のいずれか１つに記載の固体撮像素子。
［８］
前記オンチップレンズ上に、オンチップレンズ用反射防止膜を更に備える、［１］から［７］のいずれか１つに記載の固体撮像素子。
［９］
半導体基板上の反射防止層の上方向に、互いに隣接する画素間に画素間遮光膜を形成する工程と、
層内レンズ材を、回転塗布して該回転塗布後に回転数を調整して乾燥させる工程と、
該層内レンズ材を該画素間遮光膜上か、又は該画素間遮光膜より内側に露光し現像して、層内レンズを形成する工程と、
オンチップレンズ材を回転塗布した後に母材レンズを塗布して、寸法を調整してパターニングする工程と、
寸法調整された母材レンズを融解させてエッチバックし、該オンチップレンズ材に曲率を転写させて、オンチップレンズを形成する工程と、を含み、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす長さに加工される、固体撮像素子の製造方法。
【数８】
2019091853.tif 000010
（ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。）
［１０］
互いに隣接する画素間にハードマスク材を形成する工程を更に含む、［９］に記載の固体撮像素子の製造方法。
［１１］
前記オンチップレンズ上に、オンチップレンズ用反射防止膜を形成する工程を更に含む、［９］又は［１０］に記載の固体撮像素子の製造方法。
［１２］
固体撮像素子が搭載されて、
該固体撮像素子が、
１次元又は２次元に配列された複数の画素毎に、光入射側から順に、オンチップレンズと、層内レンズと、反射防止層と半導体基板とが、少なくとも配され、
該オンチップレンズの屈折率と該層内レンズの屈折率とは異なり、
該オンチップレンズの光入射側である上部の曲率半径をｒｌ、該オンチップレンズの下部の曲率半径をｒｃ、該オンチップレンズの屈折率をｎｌ、層内レンズの屈折率をｎｃ、該反射防止層から該層内レンズの光入射側である上端部までの距離をｈｃとしたとき、
ａｌとａｃとが０．９６〜１．０４の範囲で、該オンチップレンズの該上部の曲率半径ｒｌ及び該オンチップレンズの該下部の曲率半径ｒｃが、下記の数式（１）を満たす、電子装置。
【数９】
2019091853.tif 000011
（ただし、該数式（１）において、該オンチップレンズの光入射面側を上側としたとき、ｒｌ＞０のときは、該オンチップレンズの上部は上凸形状であり、ｒｌ＜０のときは該オンチップレンズの上部は下凸形状であり、ｒｃ＞０のときは、該オンチップレンズの下部は上凸形状であり、ｒｃ＜０のときは、該オンチップレンズの下部は下凸形状である。）
［１３］
［２］から［８］のいずれか１つに記載の固体撮像素子が搭載される、電子装置。
【符号の説明】
【０２４８】
１…固体撮像素子、２…オンチップレンズ、３…層内レンズ（カラーフィルタ）、６…反射防止層、１０…半導体基板、１００…画素
【図１】
2019091853.tif 000016
【図２】
2019091853.tif 000017
【図３】
2019091853.tif 000018
【図４】
2019091853.tif 000019
【図５】
2019091853.tif 000020
【図６】
2019091853.tif 000021
【図７】
2019091853.tif 000022
【図８】
2019091853.tif 000023
【図９】
2019091853.tif 000024
【図１０】
2019091853.tif 000025
【図１１】
2019091853.tif 000026
【図１２】
2019091853.tif 000027
【図１３】
2019091853.tif 000028
【図１４】
2019091853.tif 000029
【図１５】
2019091853.tif 000030
【図１６】
2019091853.tif 000031
【図１７】
2019091853.tif 000032
【図１８】
2019091853.tif 000033
【図１９】
2019091853.tif 000034