(57)【要約】【課題】光電変換素子の受光効率を高めることができる固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の一つの実施形態によれば、固体撮像装置が提供される。固体撮像装置は、光電変換素子と、第１の反射防止膜と、中間膜と、第２の反射防止膜とを備える。光電変換素子は、複数の色光の各々に対応して設けられる。第１の反射防止膜は、光電変換素子の受光面側に設けられる。中間膜は、第１の反射防止膜の受光面側に設けられる。第２の反射防止膜は、中間膜の受光面側に設けられる。また、第１の反射防止膜、中間膜および第２の反射防止膜のうちの少なくとも一つは、受光する色光ごとに膜厚が異なる。【選択図】図４
2015032748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色光の各々に対応して設けられる光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に設けられる第１の反射防止膜と、
前記第１の反射防止膜の受光面側に設けられる中間膜と、
前記中間膜の受光面側に設けられる第２の反射防止膜と
を備え、
前記第１の反射防止膜、前記中間膜および前記第２の反射防止膜のうちの少なくとも一つは、受光する色光ごとに膜厚が異なること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１の反射防止膜、前記中間膜および前記第２の反射防止膜のうちの少なくとも一つは、受光する色光の波長が長い領域ほど膜厚が厚く形成されること
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
複数の色光の各々に対応して設けられる光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に設けられる第１の反射防止膜と、
前記第１の反射防止膜の受光面側に設けられる中間膜と、
前記中間膜の受光面側に設けられる第２の反射防止膜と
を備え、
前記第２の反射防止膜は、
前記複数の色光のうち所定の色光を受光する領域を除く領域に設けられること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
前記第２の反射防止膜は、
前記複数の色光のうち波長が最も短い色光を受光する領域を除く領域に設けられること
を特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
複数の色光の各々に対応する光電変換素子を形成する工程と、
前記光電変換素子の受光面側に第１の反射防止膜を形成する工程と、
前記第１の反射防止膜の受光面側に中間膜を形成する工程と、
前記中間膜の受光面側に第２の反射防止膜を形成する工程と
を含み、
前記第１の反射防止膜、前記中間膜および前記第２の反射防止膜のうちの少なくとも一つの膜厚を、受光する色光ごとに異ならせること
を特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像装置は、撮像画像の各画素に対応して設けられる複数の光電変換素子を備える。各光電変換素子は、入射光を受光強度に応じた量の電荷へ光電変換して電荷蓄積領域に蓄積する。そして、固体撮像装置では、各光電変換素子の電荷蓄積領域から電荷を読み出すことによって撮像を行う。
【０００３】
かかる固体撮像装置では、各光電変換素子の微細化が進められており、これに伴って各光電変換素子の受光面積が縮小される傾向にある。このため、限られた受光面積でより多くの光を取り込めるように、光電変換素子の受光効率を高めることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４１５４２号公報
【特許文献２】特開２００３−２０９２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一つの実施形態は、光電変換素子の受光効率を高めることができる固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの実施形態によれば、固体撮像装置が提供される。固体撮像装置は、光電変換素子と、第１の反射防止膜と、中間膜と、第２の反射防止膜とを備える。光電変換素子は、複数の色光の各々に対応して設けられる。第１の反射防止膜は、光電変換素子の受光面側に設けられる。中間膜は、第１の反射防止膜の受光面側に設けられる。第２の反射防止膜は、中間膜の受光面側に設けられる。また、第１の反射防止膜、中間膜および第２の反射防止膜のうちの少なくとも一つは、受光する色光ごとに膜厚が異なる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る固体撮像装置を備えるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る画素アレイの構成を示す概略平面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る画素アレイの概略断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る光電変換素子が受光する色光の波長とシリコン界面における色光の透過率との関係を示す実験結果のグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程を示す断面模式図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程を示す断面模式図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程を示す断面模式図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程を示す断面模式図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る画素アレイの概略断面図である。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る画素アレイの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１４を備えるデジタルカメラ１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、デジタルカメラ１は、カメラモジュール１１と後段処理部１２とを備える。
【００１０】
カメラモジュール１１は、撮像光学系１３と固体撮像装置１４とを備える。撮像光学系１３は、被写体からの光を取り込み、被写体像を結像させる。固体撮像装置１４は、撮像光学系１３によって結像される被写体像を撮像し、撮像によって得られた画像信号を後段処理部１２へ出力する。かかるカメラモジュール１１は、デジタルカメラ１以外に、例えば、カメラ付き携帯端末等の電子機器に適用される。
【００１１】
後段処理部１２は、ＩＳＰ（Image  Signal  Processor）１５、記憶部１６および表示部１７を備える。ＩＳＰ１５は、固体撮像装置１４から入力される画像信号の信号処理を行う。かかるＩＳＰ１５は、例えば、ノイズ除去処理、欠陥画素補正処理、解像度変換処理等の高画質化処理を行う。
【００１２】
そして、ＩＳＰ１５は、信号処理後の画像信号を記憶部１６、表示部１７およびカメラモジュール１１内の固体撮像装置１４が備える後述の信号処理回路２１（図２参照）へ出力する。ＩＳＰ１５からカメラモジュール１１へフィードバックされる画像信号は、固体撮像装置１４の調整や制御に用いられる。
【００１３】
記憶部１６は、ＩＳＰ１５から入力される画像信号を画像として記憶する。また、記憶部１６は、記憶した画像の画像信号をユーザの操作等に応じて表示部１７へ出力する。表示部１７は、ＩＳＰ１５あるいは記憶部１６から入力される画像信号に応じて画像を表示する。かかる表示部１７は、例えば、液晶ディスプレイである。
【００１４】
次に、図２を参照してカメラモジュール１１が備える固体撮像装置１４について説明する。図２は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１４の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、固体撮像装置１４は、イメージセンサ２０と、信号処理回路２１とを備える。
【００１５】
イメージセンサ２０は、周辺回路２２と、画素アレイ２３とを備える。また、周辺回路２２は、垂直シフトレジスタ２４、タイミング制御部２５、ＣＤＳ（相関二重サンプリング部）２６、ＡＤＣ（アナログデジタル変換部）２７、およびラインメモリ２８を備える。
【００１６】
画素アレイ２３は、イメージセンサ２０の撮像領域に設けられる。かかる画素アレイ２３の構成について図３を参照して説明する。図３は、第１の実施形態に係る画素アレイ２３の構成を示す概略平面図である。
【００１７】
図３に示すように、画素アレイ２３は、アレイ（行列）状に配置された複数の画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを備えており、赤色光、緑色光および青色光の各信号レベルを画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが分担して検出する。
【００１８】
画素セル３０Ｒは、赤色光を透過させるカラーフィルタを備え、画素セル３０Ｇは、緑色光を透過させるカラーフィルタを備え、画素セル３０Ｂは、青色光を透過させるカラーフィルタを備える。また、各画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、上記カラーフィルタを透過した色光を受光した場合に、受光量に応じた信号電荷を生成する光電変換素子を備える。これら画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの具体的な構成については、後述する。
【００１９】
なお、図３では、画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが、ベイヤー配列に従って配置される場合を示したが、画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの配置は、ベイヤー配列に限定されない。
【００２０】
図２に示すタイミング制御部２５は、垂直シフトレジスタ２４に対して動作タイミングの基準となるパルス信号を出力する処理部である。垂直シフトレジスタ２４は、アレイ（行列）状に配置された複数の光電変換素子の中から信号電荷を読み出す光電変換素子を行単位で順次選択信号を画素アレイ２３へ出力する処理部である。
【００２１】
画素アレイ２３は、垂直シフトレジスタ２４から入力される選択信号によって行単位で選択される各光電変換素子に蓄積された信号電荷を、各画素の輝度を示す画素信号として光電変換素子からＣＤＳ２６へ出力する。
【００２２】
ＣＤＳ２６は、画素アレイ２３から入力される画素信号から、相関二重サンプリングによってノイズを除去してＡＤＣ２７へ出力する処理部である。ＡＤＣ２７は、ＣＤＳ２６から入力されるアナログの画素信号をデジタルの画素信号へ変換してラインメモリ２８へ出力する処理部である。ラインメモリ２８は、ＡＤＣ２７から入力される画素信号を一時的に保持し、画素アレイ２３における光電変換素子の行毎に信号処理回路２１へ出力する処理部である。
【００２３】
信号処理回路２１は、ラインメモリ２８から入力される画素信号に対して所定の信号処理を行って後段処理部１２へ出力する処理部である。信号処理回路２１は、画素信号に対して、例えば、レンズシェーディング補正、傷補正、ノイズ低減処理等の信号処理を行う。
【００２４】
このように、イメージセンサ２０では、画素アレイ２３に配置される複数の光電変換素子が入射光を受光量に応じた量の信号電荷へ光電変換して蓄積し、周辺回路２２が各光電変換素子に蓄積された信号電荷を画素信号として読み出すことによって撮像を行う。
【００２５】
ここで、光電変換素子の受光効率を高める方法の一つとして、光電変換素子の受光面側に反射防止膜を設けることが考えられる。反射防止膜は、光の干渉効果を利用して反射光を低減させる膜である。
【００２６】
第１の実施形態に係る固体撮像装置１４では、かかる反射防止膜の構造を画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ（図３参照）ごとに最適化することにより、光電変換素子の受光効率の更なる向上を図ることとしている。かかる反射防止膜の構成について図４を参照して説明する。
【００２７】
図４は、第１の実施形態に係る画素アレイ２３の概略断面図である。なお、図４には、図３に示すＡ−Ａ矢視による概略断面図を示している。
【００２８】
図４に示すように、画素アレイ２３は、半導体基板３１上に順次積層される光電変換素子３２、絶縁膜３３、第１の反射防止膜３４、中間膜３５、第２の反射防止膜３６および多層配線層３７を備える。
【００２９】
また、画素アレイ２３は、多層配線層３７の上面で各光電変換素子３２と対向する位置に、カラーフィルタ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂを備えるとともに、各カラーフィルタ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂの上面にマイクロレンズ３９を備える。
【００３０】
半導体基板３１は、例えば単結晶シリコン基板などの基板である。光電変換素子３２は、例えば半導体基板３１の上面に形成された不純物拡散領域の一部により構成され、マイクロレンズ３９およびカラーフィルタ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂを介して入射する色光を受光量に応じた信号電荷（電子）へ光電変換して蓄積する。ここでは、１つの光電変換素子３２が１画素に対応するものとする。
【００３１】
光電変換素子３２が形成された半導体基板３１の上面には、絶縁膜３３が設けられる。絶縁膜３３は、例えばシリコン酸化膜で形成される。絶縁膜３３の膜厚は、例えば５ｎｍ〜１５ｎｍである。
【００３２】
絶縁膜３３の上面には、第１の反射防止膜３４が設けられる。第１の反射防止膜３４は、例えばシリコン窒化膜で形成される。
【００３３】
かかる第１の反射防止膜３４は、半導体基板３１と絶縁膜３３との界面または光電変換素子３２と絶縁膜３３との界面（以下、「シリコン界面」と記載する）において反射する反射光を光の干渉効果を利用して低減する。なお、第１の反射防止膜３４の膜厚は、例えば４０ｎｍ〜５０ｎｍである。
【００３４】
第１の反射防止膜３４の上面には、中間膜３５が設けられる。中間膜３５は、例えばシリコン酸化膜等の絶縁膜で形成される。中間膜３５の膜厚は、例えば１００ｎｍ〜１２０ｎｍである。
【００３５】
中間膜３５の上面には、第２の反射防止膜３６が設けられる。第２の反射防止膜３６は、例えばシリコン窒化膜で形成され、第１の反射防止膜３４と同様、光の干渉効果を利用してシリコン界面からの反射光を低減させる。
【００３６】
なお、ここでは図示を省略するが、第１の反射防止膜３４および第２の反射防止膜３６には、例えばビアコンタクトを通すための貫通孔が部分的に形成される。
【００３７】
第２の反射防止膜３６の上面には、多層配線層３７が設けられる。多層配線層３７は、酸化シリコンによって形成される層間絶縁膜３７ａと、層間絶縁膜３７ａの内部に設けられ、光電変換された信号電荷の読出しや、周辺回路２２（図２参照）における各回路素子への駆動信号等の伝送に用いられる多層配線３７ｂとを備える。
【００３８】
多層配線層３７の上面には、光電変換素子３２に対応してカラーフィルタ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂが設けられる。カラーフィルタ３８Ｒは、赤色光を選択的に透過させるフィルタである。また、カラーフィルタ３８Ｇは、緑色光を選択的に透過させるフィルタであり、カラーフィルタ３８Ｂは、青色光を選択的に透過させるフィルタである。
【００３９】
マイクロレンズ３９は、カラーフィルタ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂの上面に設けられる平凸レンズであり、画素アレイ２３へ入射する入射光を光電変換素子３２へ集光する。
【００４０】
このような第１の実施形態に係る画素アレイ２３において、第２の反射防止膜３６は、画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂごとに異なる膜厚を有する。
【００４１】
すなわち、第２の反射防止膜３６は、画素セル３０Ｒに対応する領域３６Ｒが画素セル３０Ｇに対応する領域３６Ｇよりも厚く形成され、さらに、画素セル３０Ｇに対応する領域３６Ｇが画素セル３０Ｂに対応する領域３６Ｂよりも厚く形成される。
【００４２】
ここで、画素セル３０Ｒに対応する領域３６Ｒの膜厚は、７５ｎｍ〜８５ｎｍであり、画素セル３０Ｇに対応する領域３６Ｇの膜厚は、１５ｎｍ〜２５ｎｍであり、画素セル３０Ｂに対応する領域３６Ｂの膜厚は、５ｎｍ〜１５ｎｍである。
【００４３】
このように、第１の実施形態に係る画素アレイ２３では、受光する色光ごとに第２の反射防止膜３６の膜厚を異ならせることにより、赤色光、緑色光および青色光のいずれにおいても高い受光効率を得ることができる。かかる点について図５を参照して説明する。
【００４４】
図５は、第１の実施形態に係る光電変換素子３２が受光する色光の波長とシリコン界面における色光の透過率との関係を示す実験結果のグラフである。図５では、色光の波長を横軸に、シリコン界面における色光の透過率を縦軸に示している。
【００４５】
なお、図５では、画素セル３０Ｒに対応する反射防止膜構造の特性を二点鎖線で、画素セル３０Ｇに対応する反射防止膜構造の特性を破線で、画素セル３０Ｂに対応する反射防止膜構造の特性を一点鎖線で示している。ここで、各画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの反射防止膜構造とは、図４に示す第１の反射防止膜３４、中間膜３５および第２の反射防止膜３６を含む膜構造のことである。
【００４６】
また、図５では、従来の反射防止膜構造の特性を実線で示している。ここで、従来の反射防止膜構造とは、シリコン基板上にシリコン酸化膜を設け、このシリコン酸化膜上に、膜厚が一定のシリコン窒化膜を設けた構造である。なお、ここで示す反射防止膜構造は、緑色の色光に合わせて膜厚が最適化されている。
【００４７】
図５に示すように、従来の反射防止膜構造におけるシリコン界面透過率（以下、単に「透過率」と記載する）は、緑色光の波長領域である５３０ｎｍ付近において最も高く、赤色光の波長領域である６１０ｎｍ付近および青色光の波長領域である４５０ｎｍ付近では、５３０ｎｍ付近よりも低くなる（図５の「Ａ」参照）。
【００４８】
このように、従来の反射防止膜構造は、いずれかの色光に対して透過率のピークが来るように反射防止膜の膜厚が最適化されているため、他の色光の透過率を十分に高めることが難しかった。
【００４９】
これに対し、第１の実施形態に係る反射防止膜構造では、各画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける透過率が、各々に対応する色光の波長領域において最大となっていることがわかる。すなわち、赤色光に対応する画素セル３０Ｒにおける透過率は、赤色光の波長領域である６１０ｎｍ付近において最大となり、緑色光に対応する画素セル３０Ｇにおける透過率は、緑色光の波長領域である５３０ｎｍ付近において最大となる（図５の「Ｒ」、「Ｇ」参照）。また、青色光に対応する画素セル３０Ｂにおける透過率は、青色光の波長領域である４５０ｎｍ付近において最大となる（図５の「Ｂ」参照）。
【００５０】
このように、第１の実施形態に係る反射防止膜構造は、透過率のピーク位置が各画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂごとに最適化されるように、第２の反射防止膜３６の膜厚を画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂごとに異ならせることとしたため、赤色光、緑色光および青色光のいずれに対しても高い透過率を得ることができる。
【００５１】
また、従来の反射防止膜構造における透過率の最大値は、０．９５程度である。これに対し、第１の実施形態に係る反射防止膜構造では、各色光の波長領域（６１０ｎｍ、５３０ｎｍ、４５０ｎｍ）における透過率の最大値が、いずれも１００％に近い値を示している。
【００５２】
このように、第１の実施形態に係る反射防止膜構造では、各色光の波長領域における透過率が、従来の反射防止膜構造よりも向上していることがわかる。
【００５３】
この理由の一つとしては、第１の実施形態に係る反射防止膜構造を、第１の反射防止膜３４、中間膜３５および第２の反射防止膜３６の三層構造としたことが考えられる。すなわち、低減しきれなかった反射光を、中間膜３５と第２の反射防止膜３６との界面において再び反射させることで、単層構造の反射防止膜構造よりも透過率を向上させることができると考えられる。
【００５４】
このように、第１の実施形態に係る反射防止膜構造によれば、従来の反射防止膜構造よりも高い透過率で、各色光を均一に透過させることができる。このため、第１の実施形態に係る反射防止膜構造によれば、光電変換素子３２の受光効率を高めることができる。
【００５５】
次に、第１の実施形態に係る固体撮像装置１４の製造方法について図６Ａ〜図６Ｄを参照して説明する。図６Ａ〜図６Ｄは、第１の実施形態に係る固体撮像装置１４の製造工程を示す断面模式図である。なお、固体撮像装置１４における画素アレイ２３以外の部分の製造方法は、一般的なＣＭＯＳイメージセンサと同様である。このため、以下では、固体撮像装置１４における画素アレイ２３部分の製造方法について説明する。
【００５６】
図６Ａに示すように、画素アレイ２３を製造する場合、シリコン基板等の半導体基板３１を用意し、この半導体基板３１の上面（受光面）側に光電変換素子３２を形成する。
【００５７】
例えば、半導体基板３１の主面にＮ型のシリコン領域をエピタキシャル成長等により形成し、かかるＮ型のシリコン領域における素子分離の形成位置に対して、Ｐ型の不純物をイオン注入してアニール処理を行うことによって、Ｐ型のシリコン領域を形成する。これにより、半導体基板３１上には、Ｐ型のシリコン領域によって電気的に素子分離された複数の光電変換素子３２が平面視アレイ状に複数形成される。
【００５８】
なお、光電変換素子３２を形成する方法は、上記の例に限定されない。例えば、Ｐ型のシリコン領域は、Ｎ型のシリコン領域における素子分離の形成位置に開口を形成し、その後、開口の内部にＰ等の不純物がドープされたシリコン層をエピタキシャル成長させることによって形成されてもよい。
【００５９】
つづいて、図６Ｂに示すように、光電変換素子３２が形成された半導体基板３１の上面に、絶縁膜３３、第１の反射防止膜３４および中間膜３５を一定の膜厚で順次形成する。
【００６０】
つづいて、図６Ｃに示すように、中間膜３５の上面に第２の反射防止膜３６を形成する。例えば、中間膜３５の上面にシリコン窒化膜を、領域３６Ｂと同じ膜厚で均一に形成した後、領域３６Ｂの部分をマスク等で覆った状態で窒化ケイ素をデポすることにより、領域３６Ｂよりも厚い領域を形成する。その後、領域３６Ｂおよび領域３６Ｇの部分を覆った状態で、窒化ケイ素を再度デポすることにより、領域３６Ｇと、領域３６Ｇよりも厚い領域３６Ｒとを形成する。このようにして、受光する色光ごとに膜厚が異なる第２の反射防止膜３６が形成される。
【００６１】
なお、第２の反射防止膜３６を形成する方法は、上記の例に限定されない。例えば、中間膜３５の上面にシリコン窒化膜を、領域３６Ｒと同じ膜厚で均一に形成した後、領域３６Ｒをマスク等で覆った状態でシリコン窒化膜をエッチングすることにより、領域３６Ｒよりも膜厚が薄い領域３６Ｇを形成する。その後、領域３６Ｒおよび領域３６Ｇを覆った状態で、シリコン窒化膜を再度エッチングすることにより、領域３６Ｇよりも薄い領域３６Ｂを形成する。
【００６２】
つづいて、図６Ｄに示すように、第２の反射防止膜３６の上面に多層配線層３７を形成する。多層配線層３７は、例えば、シリコン酸化膜等の層間絶縁膜３７ａを成膜する工程と、層間絶縁膜３７ａに所定の配線パターンを形成する工程と、配線パターン内にＣｕ等を埋め込んで多層配線３７ｂを形成する工程とを繰り返すことで形成される。
【００６３】
その後、多層配線層３７の上面にカラーフィルタ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂおよびマイクロレンズ３９を順次形成して、図４に示す画素アレイ２３を備えた固体撮像装置１４が製造される。
【００６４】
上述してきたように、第１の実施形態に係る固体撮像装置１４は、反射防止膜構造を、第１の反射防止膜３４、中間膜３５および第２の反射防止膜３６を含む多層構造としたため、従来の反射防止膜構造と比べて、シリコン界面透過率を高めることができる。
【００６５】
また、第１の実施形態に係る固体撮像装置１４は、第２の反射防止膜３６の膜厚を受光する色光ごとに異ならせることとした。具体的には、第２の反射防止膜３６の膜厚を、受光する色光の波長が長い領域ほど厚く形成することとしたため、赤色光、緑色光および青色光のいずれに対しても高いシリコン界面透過率を実現することができる。
【００６６】
したがって、第１の実施形態に係る固体撮像装置１４によれば、光電変換素子３２の受光効率を高めることができる。
【００６７】
なお、第１の実施形態では、第２の反射防止膜３６の膜厚を色光ごとに異ならせる場合について説明したが、第１の反射防止膜３４の膜厚を色光ごとに異ならせてもよいし、中間膜３５の膜厚を色光ごとに異ならせてもよい。第１の反射防止膜３４または中間膜３５の膜厚を異ならせる場合も、第２の反射防止膜３６の膜厚を異ならせる場合と同様に、赤色光を受光する領域を、緑色光を受光する領域よりも厚く形成し、緑色光を受光する領域を、青色光を受光する領域よりも厚く形成すればよい。
【００６８】
また、第１の実施形態では、第２の反射防止膜３６の膜厚だけを異ならせることとしたが、第１の反射防止膜３４、中間膜３５および第２の反射防止膜３６のうち複数の膜の膜厚を異ならせてもよい。
【００６９】
また、第１の実施形態では、画素アレイ２３が、赤色光に対応する画素セル３０Ｒ、緑色光に対応する画素セル３０Ｇ、青色光に対応する画素セル３０Ｂの３種類の画素セルを備える場合について説明した。しかし、画素アレイ２３は、上記以外の色光に対応する画素セルを備えていてもよい。
【００７０】
たとえば、画素アレイは、画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに加え、白色光に対応する画素セルを備えていてもよい。かかる場合、白色光に対応する画素セルにも、白色光に最適化された膜厚の第２の反射防止膜を設けることで、白色光を受光する光電変換素子の受光効率を高めることができる。なお、白色光を受光する第２の反射防止膜の膜厚は、人間の目が最も強く感じる緑色光に対応する領域３６Ｇの膜厚に揃えてもよい。
【００７１】
（第２の実施形態）
ところで、上述してきた第１の実施形態では、各画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに第２の反射防止膜３６を設ける場合について説明したが、画素セル３０Ｂには、第２の反射防止膜３６を設けないこととしてもよい。
【００７２】
かかる点について図７を参照して説明する。図７は、第２の実施形態に係る画素アレイの概略断面図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７３】
図７に示すように、第２の実施形態に係る画素アレイ２３＿１は、第１の実施形態に係る画素アレイ２３が備える画素セル３０Ｂに代えて、画素セル３０Ｂ＿１を備える。言い換えれば、第２の実施形態に係る画素アレイ２３＿１は、第１の実施形態に係る画素アレイ２３が備える第２の反射防止膜３６に代えて、第２の反射防止膜３６＿１を備える。
【００７４】
第２の実施形態に係る第２の反射防止膜３６＿１は、画素セル３０Ｒに対応する領域３６Ｒおよび画素セル３０Ｇに対応する領域３６Ｇを有する。このように、第２の反射防止膜３６＿１は、青色光を受光する領域を除く領域に設けられる。
【００７５】
かかる第２の反射防止膜３６＿１を有する画素アレイ２３＿１を製造する場合には、上述した第１の実施形態に係る画素アレイ２３と同様の工程により、半導体基板３１の上面に、光電変換素子３２、絶縁膜３３、第１の反射防止膜３４および中間膜３５を順次形成する。
【００７６】
つづいて、画素セル３０Ｂ＿１に対応する領域をマスクで覆った状態で、中間膜３５の上面に窒化ケイ素を領域３６Ｇと同じ膜厚になるまでデポする。その後、画素セル３０Ｂ＿１および画素セル３０Ｇに対応する領域をマスクで覆った状態で、再び窒化ケイ素をデポする。これにより、画素セル３０Ｂ＿１に対応する領域を除く領域に、領域３６Ｒと領域３６Ｇとで膜厚が異なる第２の反射防止膜３６＿１を形成することができる。
【００７７】
このように、第２の実施形態に係る固体撮像装置では、第２の反射防止膜３６＿１を、青色光を受光する領域を除く領域に設けることとしたため、第２の反射防止膜３６＿１の製造工程を削減することができる。したがって、光電変換素子３２の受光効率を高めつつ、安価な固体撮像装置を提供することができる。
【００７８】
なお、ここでは、第２の反射防止膜３６＿１の領域３６Ｒの膜厚と領域３６Ｇの膜厚を異ならせる場合について説明したが、領域３６Ｒおよび領域３６Ｇの膜厚は、一定であってもよい。このようにすることで、第２の反射防止膜の製造工程をさらに削減することができる。
【００７９】
また、ここでは、青色光を受光する領域を除く領域に第２の反射防止膜３６＿１を設けることとしたが、赤色光を受光する領域を除く領域に第２の反射防止膜を設けてもよいし、緑色光を受光する領域を除く領域に第２の反射防止膜を設けてもよい。いずれの場合においても、第２の反射防止膜の製造工程を削減することができる。
【００８０】
また、ここでは、画素アレイ２３＿１が３種類の画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを備える場合について説明したが、画素アレイ２３＿１は、上記以外の色光に対応する画素セルを備えていてもよい。
【００８１】
たとえば、画素アレイが白色光に対応する画素セルを備える場合には、赤色光を受光する領域、緑色光を受光する領域、青色光を受光する領域および白色光を受光する領域の少なくとも一つを除く領域に第２の反射防止膜を設ければよい。
【００８２】
（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、赤色光を受光する領域、緑色光を受光する領域および青色光を受光する領域のうち、いずれか一つの領域を除く領域に第２の反射防止膜を設ける場合について説明したが、いずれか二つの領域を除く領域に第２の反射防止膜を設けてもよい。
【００８３】
かかる点について図８を参照して説明する。図８は、第３の実施形態に係る画素アレイの概略断面図である。
【００８４】
図８に示すように、第２の実施形態に係る画素アレイ２３＿２は、第１の実施形態に係る画素アレイ２３が備える画素セル３０Ｒ，３０Ｂに代えて、画素セル３０Ｒ＿２，３０Ｂ＿２を備える。言い換えれば、第３の実施形態に係る画素アレイ２３＿２は、第１の実施形態に係る画素アレイ２３が備える第２の反射防止膜３６に代えて、第２の反射防止膜３６＿２を備える。
【００８５】
第３の実施形態に係る第２の反射防止膜３６＿２は、画素セル３０Ｇに対応する領域３６Ｇを有する。このように、第２の反射防止膜３６＿２は、赤色光を受光する領域と青色光を受光する領域を除く領域に設けられる。
【００８６】
かかる第２の反射防止膜３６＿２を有する画素アレイ２３＿２を製造する場合には、上述した第１の実施形態に係る画素アレイ２３と同様の工程により、半導体基板３１の上面に、光電変換素子３２、絶縁膜３３、第１の反射防止膜３４および中間膜３５を順次形成する。
【００８７】
つづいて、画素セル３０Ｒ＿２および画素セル３０Ｂ＿２に対応する領域をマスクで覆った状態で、中間膜３５の上面に窒化ケイ素を領域３６Ｇと同じ膜厚になるまでデポする。これにより、画素セル３０Ｒ＿２および画素セル３０Ｂ＿２に対応する領域を除く領域に、第２の反射防止膜３６＿２を形成することができる。
【００８８】
このように、第３の実施形態に係る固体撮像装置では、第２の反射防止膜３６＿２を、赤色光を受光する領域および青色光を受光する領域を除く領域、すなわち、緑色光を受光する領域に設けることとした。
【００８９】
緑色は、赤色や青色と比べて人間の目が強く感じる色である。このため、緑色光を受光する領域にのみ第２の反射防止膜３６＿２を設けることにより、光電変換素子３２の受光効率を高めつつ、より安価な固体撮像装置を提供することができる。
【００９０】
なお、第３の実施形態では、緑色光を受光する領域に第２の反射防止膜３６＿２を設けることとしたが、用途等に応じて、赤色光を受光する領域に第２の反射防止膜を設けてもよいし、青色光を受光する領域に第２の反射防止膜を設けてもよい。
【００９１】
また、第３の実施形態では、画素アレイ２３＿２が３種類の画素セル３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを備える場合について説明したが、画素アレイ２３＿２は、上記以外の色光に対応する画素セルを備えていてもよい。
【００９２】
たとえば、画素アレイが白色光に対応する画素セルを備える場合には、白色光を受光する領域に、言い換えれば、赤色光、緑色光、青色光を受光する領域を除く領域に第２の反射防止膜を設けてもよい。
【００９３】
上述してきた各実施形態では、第１の反射防止膜と第２の反射防止膜とを同一の材料（窒化シリコン）で形成することとしたが、第１の反射防止膜と第２の反射防止膜とは、異なる材料で形成されてもよい。
【００９４】
また、上述してきた各実施形態では、中間膜をシリコン酸化膜で形成することとしたが、中間膜は、シリコン酸化膜以外の材料で形成されてもよい。
【００９５】
また、上述してきた各実施形態では、イメージセンサが、光電変換素子の受光面側に配線層が形成される表面照射型ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサである場合について説明した。しかし、イメージセンサは、光電変換素子の受光面とは反対の面側に配線層が形成される裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサや、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ等といった任意のイメージセンサであってもよい。
【００９６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９７】
１  デジタルカメラ、  １１  カメラモジュール、  １４  固体撮像装置、  ２０  イメージセンサ、  ２３  画素アレイ、  ３１  半導体基板、  ３２  光電変換素子、  ３３  絶縁膜、  ３４  第１の反射防止膜、  ３５  中間膜、  ３６  第２の反射防止膜、  ３７  多層配線層、  ３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂ  カラーフィルタ、  ３９  マイクロレンズ
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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