(57)【要約】      （修正有）【課題】受光部への集光性の向上を図る固体撮像装置を提供する。【解決手段】固体撮像装置は、撮影専用画素３０を有し、撮影専用画素３０は、第１受光部３２と、第１導波路層３５と、カラーフィルタ３８と、マイクロレンズ４０とを備え、第１受光部３２は半導体基板３１の表面に形成され、第１導波路層３５は第１受光部の上方に対応するように形成され、その上面（マイクロレンズ４０側）から下面（第１受光部３２側）に亘り、その上面から下面に向かって幅が大きくなるような逆テーパー形状を有する。【選択図】図３
2015037120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面に形成された第１受光部と、
前記第１受光部の上方に対応するように形成され、その上面から下面に亘り、その上面から下面に向かって幅が大きくなるような逆テーパー形状を有する第１光導波路層と、
を具備することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記光導波路層の周囲に形成された層間絶縁層をさらに具備し、前記光導波路層の上面と前記層間絶縁層の上面とが同じ高さであ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】
前記第１受光部と前記第１光導波路層との間に形成された反射防止膜をさらに具備す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４】
前記第１受光部の一部の上方に対応するように形成され、前記第１光導波路層の最下層に位置する第１遮光膜をさらに具備す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５】
前記半導体基板の表面に形成され、前記第１受光部に隣接する第２受光部と、
前記第２受光部の上方に対応するように形成され、その上面から下面に亘り、その上面から下面に向かって幅が大きくなるような逆テーパー形状を有する第２光導波路層と、
前記第２受光部の一部の上方に対応するように形成され、前記第２光導波路層の最下層に位置し、前記第１遮光膜と連接して形成される第２遮光膜と、
をさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１光導波路層と前記第２光導波路層とは、連接して形成されることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラ等では、被写体を撮像するために固体撮像装置が用いられている。固体撮像装置は、複数の画素がマトリクス状に配列された画素アレイを有する。各画素は、マイクロレンズ、カラーフィルタ、光導波路層、および受光部（フォトダイオード）を有する。各画素では、マイクロレンズに入射された光は、カラーフィルタを通過し、光導波路層を介して受光部に集められる。
【０００３】
通常、光導波路層は、層間絶縁層に溝を形成した後、この溝を埋め込むことで形成される。すなわち、光導波路層の形状は、層間絶縁層に形成された溝の形状となる。層間絶縁層に形成される溝は、製造方法上、上部側から下部側に向かってその幅が小さくなるテーパー形状に形成される。したがって、光導波路層は、上部側（マイクロレンズ側）から下部側（受光部側）に向かってその幅が小さくなるようなテーパー形状を有する。
【０００４】
しかし、光導波路層がテーパー形状を有する場合、光導波路層側面に入射した光の上部側への反射成分を抑制することが困難となり、下部側への反射効率が悪くなる。すなわち、光導波路層の下部側に位置する受光部への集光性が劣化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１６８２６号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６６７７号公報
【特許文献３】特開２００７−０９５７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
受光部への集光性の向上を図る固体撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態による固体撮像装置は、半導体基板の表面に形成された第１受光部と、前記第１受光部の上方に対応するように形成され、その上面から下面に亘り、その上面から下面に向かって幅が大きくなるような逆テーパー形状を有する第１光導波路層と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素の構成を示す断面図。
【図４】第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素の製造工程を示す断面図。
【図５】図４に続く、第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素の製造工程を示す断面図。
【図６】図５に続く、第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素の製造工程を示す断面図。
【図７】図６に続く、第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素の製造工程を示す断面図。
【図８】図７に続く、第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素の製造工程を示す断面図。
【図９】比較例に係る光導波路層における光の入射および反射を示す図。
【図１０】第１の実施形態に係る光導波路層における光の入射および反射を示す図。
【図１１】第２の実施形態に係る固体撮像装置における位相差検出画素の構成を示す断面図。
【図１２】第２の実施形態に係る固体撮像装置における位相差検出画素の構成の変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態を以下に図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一の参照符号を付す。また、重複した説明は、必要に応じて行う。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下に図１乃至図１０を用いて、第１の実施形態に係る固体撮像装置について説明する。
【００１１】
第１の実施形態では、各画素（撮影専用画素３０）における光導波路層３５が、上部側から下部側に向かってその幅が大きくなるような逆テーパー形状を有する。これにより、光導波路層３５の側面における入射した光の下部側への反射効率を向上させることができ、受光部３２への集光性を向上させることができる。以下に、第１の実施形態について詳説する。
【００１２】
［構成］
まず、図１乃至図３を用いて、第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成について説明する。
【００１３】
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。
【００１４】
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２および後段処理部３を有する。カメラモジュール２は、撮像光学系４および固体撮像装置５を有する。後段処理部３は、ＩＳＰ（イメージシグナルプロセッサ）６、記憶部７、および表示部８を有する。カメラモジュール２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。
【００１５】
撮像光学系４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５は、被写体像を撮像する。ＩＳＰ６は、固体撮像装置５での撮像により得られた画像信号の信号処理を実施する。記憶部７は、ＩＳＰ６での信号処理を経た画像を格納する。記憶部７は、ユーザの操作等に応じて、表示部８へ画像信号を出力する。表示部８は、ＩＳＰ６あるいは記憶部７から入力される画像信号に応じて、画像を表示する。表示部８は、例えば、液晶ディスプレイである。また、ＩＳＰ６で信号処理されたデータは、カメラモジュール２内にフィードバックされる。
【００１６】
図２に示すように、固体撮像装置５は、信号処理回路１１、および撮像素子であるイメージセンサ１０を備える。イメージセンサ１０は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。イメージセンサ１０は、ＣＭＯＳイメージセンサの他、ＣＣＤであってもよい。
【００１７】
イメージセンサ１０は、画素アレイ１２、垂直シフトレジスタ１３、タイミング制御部１５、ＣＤＳ（相関二重サンプリング部）１６、ＡＤＣ（アナログデジタル変換部（センサコア））１７、およびラインメモリ１８を有する。画素アレイ１２は、イメージセンサ１０の撮像領域に設けられる。画素アレイ１２は、横方向（行方向）および縦方向（列方向）へアレイ状に配置された複数の画素からなる。各画素は、光電変換素子であるフォトダイオードを備える。画素アレイ１２は、各画素への入射光量に応じた信号電荷を生成する。生成された信号電荷は、ＣＤＳ／ＡＤＣを経て、デジタルデータへ変換され、信号処理回路１１に出力される。信号処理回路１１では、例えばレンズシェーディング補正、傷補正、ノイズ低減処理などを行う。これらの信号処理されたデータは、例えばチップ外部に出力されるとともに、イメージセンサ１０内にフィードバックされる。
【００１８】
図３は、第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素の構成を示す断面図である。ここでは、隣接する２つの撮影専用画素３０を示している。
【００１９】
図３に示すように、撮影専用画素３０は、受光部３２、光導波路層３５、カラーフィルタ３８、およびマイクロレンズ４０を備える。
【００２０】
受光部３２は、例えばＳｉからなる半導体基板３１の表面に形成される。受光部３２は、例えば半導体基板３１におけるＰ型ウェルの表面に形成されたＮ型層で構成される。受光部３２は、例えばフォトダイオードであり、入射した光を電荷に変換して蓄積する。
【００２１】
受光部３２および半導体基板３１上には、下部側から順に形成された第１層３３と第２層３４とからなる積層構造の反射防止層４１が形成される。すなわち、反射防止層４１は、受光部３２および半導体基板３１と、後述する光導波路層３５との間に形成される。第１層３３は半導体基板３１および第２層３４よりも低い屈折率を有し、第２層３４は第１層３３よりも高く半導体基板３１よりも低い屈折率を有する。これにより、反射防止膜４１は、上部側から入射される光の反射を防止し、受光部３２への光の入射効率を向上させることができる。第１層３３は例えばＳｉＯＸで構成され、第２層３４は例えばＳｉＮで構成される。または、第１層３３は例えばＳｉＯＸで構成され、第２層３４は例えばＨｆＯＹで構成される。
【００２２】
光導波路層３５は、反射防止層４１上でかつ受光部３２の上方に対応するように形成される。言い換えると、光導波路層３５と受光部３２とは、平面においてオーバーラップする。また、光導波路層３５の平面形状は、例えば円形である。このため、光導波路層３５は、例えば円柱形状である。そして、光導波路層３５は、その上面（マイクロレンズ４０側）から下面（受光部３２側）に向かって幅（径）が大きくなるような逆テーパー形状を有する。言い換えると、光導波路層３５は、マイクロレンズ４０側よりも受光部３２側において幅の広い開口部を有する。また、光導波路層３５は、その上面から下面に亘って逆テーパー形状を有する。光導波路層３５は、後述する層間絶縁層３６よりも大きい屈折率を有し、例えばＳｉＮで構成される。
【００２３】
反射防止層４１上でかつ隣接する２つの光導波路層３５間には、層間絶縁層３６が埋め込むように形成される。言い換えると、層間絶縁層３６は、光導波路層３５の周囲に形成される。また、層間絶縁層３６の上面は、光導波路層３５の上面とほぼ同じ高さである。すなわち、光導波路層３５は、層間絶縁層３６内にその層間絶縁層の上面から下面まで達する（貫通する）ように形成される。層間絶縁層３６は、光導波路層３５よりも小さい屈折率を有し、例えばＳｉＯＸで構成される。なお、ほぼ同じ高さとは、実質的に同じ高さことを示す。
【００２４】
光導波路層３５および層間絶縁層３６上には、例えばＳｉＮで構成される第１絶縁層４２が形成される。この第１絶縁層４２上には、例えばＳｉＯＸで構成される第２絶縁層４３が形成される。これら第１絶縁層４２および第２絶縁層４３は、半導体基板３１上に形成される図示せぬ素子の保護膜として形成される。これにより、素子特性の向上を図ることができる。
【００２５】
第２絶縁層４３上には、平坦化層３７が形成される。これにより、上面の平坦性を高め、後述するカラーフィルタ３８を形成しやすくすることができる。平坦化層３７は、例えば塗布法により形成される有機膜で構成されるが、これに限らない。
【００２６】
カラーフィルタ３８は、平坦化層３７上でかつ光導波路層３５の上方に対応するように形成される。言い換えると、カラーフィルタ３８と光導波路層３５とは、平面においてオーバーラップする。カラーフィルタ３８を通過した光が受光部３２に入射されることにより、カラーの画像が得られる。
【００２７】
カラーフィルタ３８上には、平坦化層３９が形成される。これにより、上面の平坦性を高め、後述するマイクロレンズ４０を形成しやすくすることができる。平坦化層３９は、例えば塗布法により形成される有機膜で構成されるが、これに限らない。
【００２８】
マイクロレンズ４０は、平坦化層３９上でかつカラーフィルタ３８の上方に対応するように形成される。言い換えると、マイクロレンズ４０とカラーフィルタ３８とは、平面においてオーバーラップする。マイクロレンズ４０は、入射した光を対応する受光部３２に集光する。
【００２９】
なお、隣接する２つの撮影専用画素３０間に、図示せぬ配線が形成される。配線は、例えば光導波路３５および層間絶縁層３６上に形成された第１絶縁層４２および第２絶縁層４３と半導体基板３１との間に形成される。
【００３０】
また、配線は、半導体基板３１上に形成される図示せぬ素子に接続される。素子は、集めた電子の信号化、およびシャッター動作（電子の排出等）を行う。
【００３１】
［製造方法］
次に、図４乃至図８を用いて、第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
【００３２】
図４乃至図８は、第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素の製造工程を示す断面図である。
【００３３】
まず、図４に示すように、半導体基板３１の表面に、受光部３２が形成される。受光部３２は、半導体基板３１にＰ型ウェルが形成された後、その表面にＮ型層が形成されることで形成される。
【００３４】
次に、受光部３２および半導体基板３１上に、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により第１層３３および第２層３４が形成される。これにより、第１層３３と第２層３４とからなる積層構造の反射防止層４１が形成される。第１層３３は例えばＳｉＯＸで構成され、第２層３４は例えばＳｉＮで構成される。または、第１層３３は例えばＳｉＯＸで構成され、第２層３４は例えばＨｆＯＹで構成される。
【００３５】
次に、図５に示すように、反射防止層４１上の全面に、例えばＣＶＤ法により光導波路層３５が形成される。光導波路層３５は、層間絶縁層３６よりも大きい屈折率を有し、例えばＳｉＮで構成される。その後、光導波路層３５上に、レジスト５１が形成され、リソグラフィ技術によりパターニングされる。このとき、レジスト５１は、受光部３２の上方に対応するように残存する。また、レジスト５１の平面形状は、例えば円形である。
【００３６】
次に、図６に示すように、レジスト５１をマスクとしたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により、光導波路層３５がパターニングされる。これにより、光導波路層３５は、反射防止層４１上でかつ受光部３２の上方に対応するように形成される。言い換えると、光導波路層３５と受光部３２とは、平面においてオーバーラップする。また、光導波路層３５の平面形状は、例えば円形である。このため、光導波路層３５は、例えば円柱形状である。
【００３７】
このとき、光導波路層３５は、所定のＲＩＥによりパターニングされることで、逆テーパー形状に形成される。より具体的には、光導波路層３５は、その上面（マイクロレンズ４０側）から下面（受光部３２側）に向かって幅（径）が大きくなるような逆テーパー形状を有するように形成される。言い換えると、光導波路層３５は、マイクロレンズ４０側よりも受光部３２側において幅の広い開口部を有する。また、光導波路層３５は、その上面から下面に亘って逆テーパー形状を有するように形成される。
【００３８】
その後、レジスト５１は、例えばアッシングにより剥離される。
【００３９】
次に、図７に示すように、全面上に、例えばＣＶＤ法により層間絶縁層３６が形成される。これにより、層間絶縁層３６は、反射防止層４１上でかつ隣接する２つの光導波路層３５間に埋め込まれる。言い換えると、層間絶縁層３６は、光導波路層３５の周囲に形成される。また、層間絶縁層３６は、光導波路層３５上にも形成される。層間絶縁層３６は、光導波路層３５よりも小さい屈折率を有し、例えばＳｉＯＸで構成される。
【００４０】
次に、図８に示すように、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により層間絶縁層３６の上面が平坦化される。これにより、層間絶縁層３６の上面は、光導波路層３５の上面とほぼ同じ高さになる。すなわち、光導波路層３５は、層間絶縁層３６内にその層間絶縁層の上面から下面まで達する（貫通する）ように形成される。
【００４１】
次に、図３に示すように、光導波路層３５および層間絶縁層３６上に、例えばＣＶＤ法により第１絶縁層４２が形成される。この第１絶縁層４２上に、例えばＣＶＤ法により第２絶縁層４３が形成される。第１絶縁層４２は例えばＳｉＮで構成され、第２絶縁層４３は例えばＳｉＯＸで構成される。これら第１絶縁層４２および第２絶縁層４３は、半導体基板３１上に形成される図示せぬ素子の保護膜として形成される。
【００４２】
次に、第２絶縁層４３上に、例えば塗布法により平坦化層３７が形成される。平坦化層３７は、例えば有機膜で構成されるが、これに限らない。次に、平坦化層３７上でかつ光導波路層３５の上方に対応するように、カラーフィルタ３８が形成される。次に、カラーフィルタ３８上に、例えば塗布法により平坦化層３９が形成される。平坦化層３９は、例えば有機膜で構成されるが、これに限らない。その後、平坦化層３９上でかつカラーフィルタ３８の上方に対応するように、マイクロレンズ４０が形成される。
【００４３】
このようにして、第１の実施形態に係る固体撮像装置における撮影専用画素が形成される。
【００４４】
なお、平坦化層３７が形成される前に、光導波路層３５および層間絶縁層３６上に図示せぬ絶縁層を形成し、層間絶縁層３６上の絶縁層に溝を形成し、さらに溝内に導電層を形成することで、配線を形成してもよい。なお、このようなダマシン法に限らず、層間絶縁層３６上にパターニングした導電層を形成し、全面に絶縁層を形成することで、配線を形成してもよい。
【００４５】
［効果］
図９は比較例に係る光導波路層における光の入射および反射を示す図であり、図１０は第１の実施形態に係る光導波路層における光の入射および反射を示す図である。
【００４６】
比較例では、図９に示すように、光導波路層３５は、その上面（マイクロレンズ４０側）から下面（受光部３２側）に向かって幅が小さくなるようなテーパー形状を有する。この場合、光導波路層３５の側面（反射面）が垂直よりも上部側を向いている。このため、図示するように、特に入射角度（垂直方向に対する角度）の大きな光が入射すると、その光は光導波路層３５の側面において反射を繰り返し、最終的に上部側へと反射されてしまう。その結果、下部側に位置する受光部３２への集光性が劣化してしまう。
【００４７】
これに対し、上記第１の実施形態では、図１０に示すように、光導波路層３５は、その上面（マイクロレンズ４０側）から下面（受光部３２側）に向かって幅が大きくなるような逆テーパー形状を有する。この場合、光導波路層３５の側面（反射面）が垂直よりも下部側を向いている。このため、図示するように、入射角度の大きな光が入射されても、その光が光導波路層３５の側面において下部側へと反射される。その結果、入射した光の下部側への反射効率を向上させることができ、受光部３２への集光性を向上させることができる。
【００４８】
また、第１の実施形態では、光導波路層３５の上面および下面と層間絶縁層３６の上面および下面とが同じ高さに形成される。そして、光導波路層３５の上面から下面に亘って逆テーパー形状が形成される。これにより、光導波路層３５の一部のみに逆テーパー形状が形成される場合よりも、下部側への光反射効率を向上させることができる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
以下に図１１乃至図１２を用いて、第２の実施形態に係る固体撮像装置について説明する。
【００５０】
第２の実施形態は、第１の実施形態における光導波路層３５の構造を、オートフォーカスを行う位相差検出画素（第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂ）に適用する例である。すなわち、各位相差検出画素は、遮光膜９１ａ，９１ｂを有する。これにより、位相差検出画素における受光部３２ａ，３２ｂへの集光性を向上させることができる。以下に、第２の実施形態について詳説する。
【００５１】
なお、第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同様の点については説明を省略し、主に異なる点について説明する。
【００５２】
＜構成＞
まず、図１１乃至図１２を用いて、第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成について説明する。
【００５３】
図１１は、第２の実施形態に係る固体撮像装置における位相差検出画素の構成を示す断面図である。ここでは、隣接する２つの位相差検出画素（第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂ）を示している。
【００５４】
図１１に示すように、第２の実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、隣接する第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂが遮光膜９１ａおよび遮光膜９１ｂを有する点である。
【００５５】
第１位相差検出画素３０ａは、受光部３２ａ、光導波路層３５ａ、カラーフィルタ３８ａ、マイクロレンズ４０ａ、および遮光膜９１ａを備える。また、第２位相差検出画素３０ｂは、受光部３２ｂ、光導波路層３５ｂ、カラーフィルタ３８ｂ、マイクロレンズ４０ｂ、および遮光膜９１ｂを備える。
【００５６】
第１位相差検出画素３０ａにおいて、遮光膜９１ａは、反射防止膜４１上で受光部３２ａの一部の上方に対応するように形成される。より具体的には、遮光膜９１ａは、受光部３２ａの一方側（第２位相差検出画素３０ｂ側、左側）半分を覆うように形成される。言い換えると、遮光膜９１ａは、受光部３２ａの他方側（第２位相差検出画素３０ｂとは反対側、右側）半分を露出する開口部を有する。すなわち、遮光膜９１ａは、光導波路層３５ａの最下層の一方側に位置する。これにより、マイクロレンズ４０ａが集光させた各方向からの光のうち、左側から進入する光は、受光部３２ａに入射することなく遮光膜９１ａによって遮られる。
【００５７】
一方、第２位相差検出画素３０ｂにおいて、遮光膜９１ｂは、反射防止膜４１上で、受光部３２ｂ一部の上方に対応するように形成される。より具体的には、遮光膜９１ｂは、受光部３２ｂの他方側（第１位相差検出画素３０ａ側、右側）半分を覆うように形成される。言い換えると、遮光膜９１ｂは、受光部３２ｂの一方側（第１位相差検出画素３０ａとは反対側、左側）半分を露出する開口部を有する。すなわち、遮光膜９１ｂは、光導波路層３５ｂの最下層の他方側に位置する。これにより、マイクロレンズ４０ｂが集光させた各方向からの光のうち、右側から進入する光は、受光部３２ｂに入射することなく遮光膜９１ｂによって遮られる。
【００５８】
このように、第１位相差検出画素３０ａはマイクロレンズ４０ａの左側から進入する光が受光部３２ａに入射しないように構成され、第２位相差検出画素３０ｂはマイクロレンズ４０ｂの右側から進入する光が受光部３２ｂに入射しないように構成される。すなわち、第１位相差検出画素３０ａと第２位相差検出画素３０ｂと（遮光膜９１ａと遮光膜９１ｂと）は、鏡面対称に形成される。これら第１位相差検出画素３０ａの撮像信号によって形成される画像と第２位相差検出画素３０ｂの撮像信号によって形成される画像とには、被写体像を結像する撮影レンズの合焦状態に応じて左右方向にずれが生じる。これにより、第１位相差検出画素３０ａの撮像信号によって構成される画像と、第２位相差検出画素３０ｂの撮像信号によって構成される画像とのずれ量、およびそのずれの方向を検知することで、撮影レンズのフォーカス調整量を求めることができる。
【００５９】
なお、第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂは、オートフォーカス時のみならず、撮影専用画素３０と組み合わせて使用することで、画像形成時にも用いることができる。
【００６０】
また、隣接する第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂ間において、遮光膜９１ａと遮光膜９１ｂとは、連接して形成される。言い換えると、遮光膜９１ａと遮光膜９１ｂとは一体である。遮光膜９１ａ，９１ｂは、例えばＡｌ（アルミニウム）またはＷ（タングステン）等の光を遮断することができる金属で構成される。
【００６１】
図１２は、第２の実施形態に係る固体撮像装置における位相差検出画素の構成の変形例を示す断面図である。ここでは、隣接する２つの位相差検出画素（第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂ）を示している。
【００６２】
図１２に示すように、変形例によれば、隣接する第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂ間において、遮光膜９１ａと遮光膜９１ｂとが連接して形成され、光導波路層３５ａと光導波路層３５ｂとが連接して形成される。言い換えると、光導波路層３５ａおよび光導波路層３５ｂ間に、層間絶縁層３６が形成されない。
【００６３】
これは、遮光膜９１ａと遮光膜９１ｂとが連接して形成されることで、光導波路層３５ａと光導波路層３５ｂとを分離しなくても、隣接画素からの光の侵入を遮ることができるためである。すなわち、遮光膜９１ａ，９１ｂによって、第１位相差検出画素３０ａ（マイクロレンズ４０ａ）に入射した光が第２位相差検出画素３０ｂの受光部３２ｂに侵入することを防ぎ、第２位相差検出画素３０ｂ（マイクロレンズ４０ｂ）に入射した光が第１位相差検出画素３０ａの受光部３２ａに侵入することを防ぐことができる。
【００６４】
［製造方法］
次に、第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
【００６５】
まず、第１の実施形態における図４と同様の工程が行われる。すなわち、受光部３２および半導体基板３１上に、反射防止層４１が形成される。
【００６６】
次に、反射防止層４１上に、遮光膜９１ａ，９１ｂが形成される。
【００６７】
遮光膜９１ａ，９１ｂがＡｌで構成される場合、遮光膜９１ａ，９１ｂはＡｌ層のＲＩＥによって形成される。すなわち、反射防止層４１上の全面にＡｌ層を形成した後、ＲＩＥによってＡｌ層をパターニングすることで、遮光膜９１ａ，９１ｂが形成される。
【００６８】
一方、遮光膜９１ａ，９１ｂがＷで構成される場合、遮光膜９１ａ，９１ｂはＷ層のダマシン法によって形成される。すなわち、反射防止層４１上の全面に図示せぬ絶縁層（例えばＳｉＯ２）を形成し、絶縁層に溝を形成した後、溝にＷ層を埋め込むことで、遮光膜９１ａ，９１ｂが形成される。なお、その後、絶縁層は除去してもよい。
【００６９】
また、遮光膜９１ａ，９１ｂがＷで構成される場合、Ａｌで構成される場合と同様に、遮光膜９１ａ，９１ｂはＷ層のＲＩＥによって形成されてもよい。すなわち、反射防止層４１上の全面にＷ層を形成した後、ＲＩＥによってＷ層をパターニングすることで、遮光膜９１ａ，９１ｂが形成されてもよい。
【００７０】
このようにして、受光部３２ａの一方側を覆う遮光膜９１ａおよび受光部３２ｂの他方側を覆う遮光膜９１ｂが形成される。
【００７１】
その後、第１の実施形態における図５乃至図８と同様の工程が行われる。すなわち、反射防止膜４１および遮光膜９１ａ上に光導波路層３５ａが形成され、反射防止膜４１および遮光膜９１ｂ上に光導波路層３５ｂが形成される。その後、層間絶縁層３６、平坦化層３７、カラーフィルタ３８ａ，３８ｂ、平坦化層３９、およびマイクロレンズ４０ａ，４０ｂが順に形成される。
【００７２】
このようにして、第２の実施形態に係る固体撮像装置における相差検出画素が形成される。
【００７３】
［効果］
上記第２の実施形態によれば、受光部３２ａ，３２ｂの一部を覆うように、遮光膜９１ａ，９１ｂが形成される。これにより、オートフォーカスを行う第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂを構成する。これら第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂに、第１の実施形態における光導波路層３５の構造を適用することで、第１位相差検出画素３０ａおよび第２位相差検出画素３０ｂにおける受光部３２ａ，３２ｂへの集光性を向上させることができる。
【００７４】
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】
【００７５】
３１…半導体基板、３２，３２ａ，３２ｂ…受光部、３５，３５ａ，３５ｂ…光導波路層、３６…層間絶縁層、４１…反射防止膜、９１ａ，９１ｂ…遮光膜。
【図１】
2015037120.tif 000003
【図２】
2015037120.tif 000004
【図３】
2015037120.tif 000005
【図４】
2015037120.tif 000006
【図５】
2015037120.tif 000007
【図６】
2015037120.tif 000008
【図７】
2015037120.tif 000009
【図８】
2015037120.tif 000010
【図９】
2015037120.tif 000011
【図１０】
2015037120.tif 000012
【図１１】
2015037120.tif 000013
【図１２】
2015037120.tif 000014