(57)【要約】【課題】カラーフィルタを斜めに透過する光による混色が生じにくく且つ感度低下が生じにくいカラー固体撮像装置を実現できるようにする。【解決手段】固体撮像装置は、基板１０上に行列状に配置され、第１の色の光を受光する複数の第１の撮像画素１１Ａと、第２の色の光を受光する複数の第２の撮像画素１１Ｂと、第３の色の光を受光する複数の第３の撮像画素１１Ｃとを備えている。各第１の撮像画素１１Ａは、基板１０に形成された受光部１２と、受光部１２の上に形成された層内レンズ１３と、層内レンズ１３の周囲の部分に形成され且つ第１の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する第１の光減衰層１４Ａと、層内レンズ１３及び第１の光減衰層１４Ａの上に形成され、第１の色の光を透過する第１のカラーフィルタ１５Ａとをそれぞれ有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に行列状に配置され、第１の色の光を受光する複数の第１の撮像画素と、第２の色の光を受光する複数の第２の撮像画素と、第３の色の光を受光する複数の第３の撮像画素とを備え、
前記各第１の撮像画素は、前記基板に形成された第１の受光部と、前記基板の上における前記第１の受光部と対応する位置に第１の平坦化膜を介在して形成された第１の層内レンズと、前記第１の平坦化膜の上における前記第１の層内レンズの周囲の部分に形成され、前記第１の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する第１の光減衰層と、前記層内レンズ及び第１の光減衰層の上に第２の平坦化膜を介在して形成され、前記第１の色の光を透過する第１のカラーフィルタとを有し、
前記各第２の撮像画素は、前記基板に形成された第２の受光部と、前記基板の上における前記第２の受光部と対応する位置に前記第１の平坦化膜を介在して形成された第２の層内レンズと、前記第２の層内レンズの上に前記第２の平坦化膜を介在して形成され、前記第２の色の光を透過する第２のカラーフィルタとを有し、
前記各第３の撮像画素は、前記基板に形成された第３の受光部と、前記基板の上における前記第３の受光部と対応する位置に前記第１の平坦化膜を介在して形成された第３の層内レンズと、前記第３の層内レンズの上に前記第２の平坦化膜を介在して形成され、前記第３の色の光を透過する第３のカラーフィルタとを有していることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１の光減衰層は、前記第１のカラーフィルタと同一の材料からな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の色の光は緑色であり、前記第２の色の光は赤色であり、前記第３の色の光は青色であり、
前記基板上における前記第１の撮像画素、第２の撮像画素及び第３の撮像画素の配置は、全体として原色ベイヤ配列を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１の色の光は緑色であり、前記第２の色の光は赤色であり、前記第３の色の光は青色であり、
前記基板上における前記第１の撮像画素、第２の撮像画素及び第３の撮像画素の配置は、全体として原色ストライプ配列を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１の光減衰層の外形の平面寸法は、前記第１のカラーフィルタの平面寸法よりも小さいか又は同一であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の光減衰層の厚さは、前記第１の層内レンズの厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記各第２の撮像画素は、前記第１の平坦化膜の上における前記第２の層内レンズの周囲の部分に形成され且つ前記第２の色の光を透過し、他の色の光を減衰する第２の光減衰層を有し、
前記各第３の撮像画素は、前記第１の平坦化膜の上における前記第３の層内レンズの周囲の部分に形成され且つ前記第３の色の光を透過し、他の色の光を減衰する第３の光減衰層を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第２の光減衰層は、前記第２のカラーフィルタと同一の材料からなり、
前記第３の光減衰層は、前記第３のカラーフィルタと同一の材料からなることを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第２の光減衰層の外形の平面寸法は、前記第２のカラーフィルタの平面寸法よりも小さいか又は同一であり、
前記第３の光減衰層の外形の平面寸法は、前記第３のカラーフィルタの平面寸法よりも小さいか又は同一であることを特徴とする請求項７又は８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の光減衰層の厚さは、前記第２の層内レンズの厚さよりも薄く、
前記第３の光減衰層の厚さは、前記第３の層内レンズの厚さよりも薄いことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
基板上に行列状に配置された、第１の色の光を受光する複数の第１の撮像画素と、第２の色の光を受光する複数の第２の撮像画素と、第３の色の光を受光する複数の第３の撮像画素とを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
基板の上に複数の受光部を行列状に形成する工程（ａ）と、
前記複数の受光部が形成された基板の上に、第１の平坦化膜を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の平坦化膜の上における前記各受光部と対応する位置に複数の層内レンズをそれぞれ形成する工程（ｃ）と、
前記第１の平坦化膜の上における前記第１の撮像画素となる受光部と対応する前記層内レンズの周囲の部分に、前記第１の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する材料を用いて第１の光減衰層をそれぞれ形成する工程（ｄ）と、
前記第１の平坦化膜の上に前記各層内レンズ及び各第１の光減衰層を覆う第２の平坦化膜を形成する工程（ｅ）と、
前記第２の平坦化膜の上における前記第１の撮像画素となる受光部と対応する位置に前記第１の色の光を透過する第１のカラーフィルタを形成し、前記第２の平坦化膜の上における前記第２の撮像画素となる受光部と対応する位置に前記第２の色の光を透過する第２のカラーフィルタを形成し、前記第２の平坦化膜の上における前記第３の撮像画素となる受光部と対応する位置に前記第３の色の光を透過する第３のカラーフィルタを形成する工程（ｆ）とを備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の光減衰層は、前記第１のカラーフィルタと同一の材料により形成することを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の光減衰層は、フォトリソグラフィにより形成することを特徴とする請求項１１又は１２記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１の平坦化膜の上における前記第２の撮像画素となる受光部と対応する前記層内レンズの周囲の部分に、前記第２の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する材料を用いて第２の光減衰層をそれぞれ形成する工程（ｇ）と、
前記第１の平坦化膜の上における前記第３の撮像画素となる受光部と対応する前記層内レンズの周囲の部分に、前記第３の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する材料を用いて第３の光減衰層をそれぞれ形成する工程（ｈ）とをさらに備えていることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びその製造方法に関し、特にオンチップカラーフィルタを備えた固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ及びファクシミリ等の様々な画像入力機器に使用されている。固体撮像装置は、ＣＣＤ（Charge−Coupled Devices）及びＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）等に代表され、光を電子信号に変換する受光部がマトリクス状に配置されている。
【０００３】
また、色彩を再現するカラーフィルタを備えたカラー固体撮像装置も一般に知られている。カラーフィルタは、光の三原色と呼ばれる赤（Ｒ）、緑（Ｂ）及び青（Ｂ）の各フィルタにより構成され、発色が良く再現性に優れた原色カラーフィルタ並びにシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びグリーン（Ｇ）の各フィルタにより構成され、感度が高く落ち着いた色合いになりやすいといわれる補色カラーフィルタの二種類に大きく分類される。
【０００４】
カラーフィルタは、マトリクス状に配置された受光部の上に、一の受光部に対して一の色が対応する所定のパターンに配置されている。従って、カラー固体撮像装置の一の受光部には、一の色の光が入射する。しかし、カラー固体撮像装置のへの入射光は、必ずしも、受光面に対して垂直且つ互いに並行に入射するとは限らない。受光面に対して斜め方向から入射した光は、カラーフィルタを斜めに透過するため、隣接する受光部に入射する。このため、カラーフィルタを斜めに透過した光は、混色の原因となりカラー固体撮像装置の分光特性を劣化させる。さらに、光の入射角度により混色の度合いが変化するため、ライン濃淡及び感度ばらつき等の特性の劣化の原因となる。
【０００５】
カラーフィルタを斜めに透過した光が、隣接する受光部に入射することを防ぐために、カラーフィルタの下側に遮光用の黒フィルタ層を形成した固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。カラーフィルタを斜めに透過した光は、黒フィルタ層に遮られため、隣接する受光部に入射することがない。これにより、混色の発生を低減することができる。
【特許文献１】特開平６−１５１７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のカラー固体撮像装置には以下のような問題がある。まず、黒フィルタ層が、カラーフィルタを斜めに透過する光だけでなく、垂直に透過する光の一部も遮るため、感度が低下するという問題がある。特に、集光のためにカラーフィルタと受光部との間に層内レンズが形成されている場合には、黒フィルタは層内レンズ同士の間の部分に充填されて形成される。層内レンズは凸レンズであるため、黒フィルタは層内レンズの一部を覆うことになり、カラーフィルタを垂直に透過した光が大きく遮られることになる。
【０００７】
本発明は前記従来の問題を解決し、カラーフィルタを斜めに透過する光による混色が生じにくく且つ感度低下が生じにくいカラー固体撮像装置を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は固体撮像装置を、所定の光のみを透過する光減衰層を備える構成とする。
【０００９】
具体的に、本発明に係る固体撮像装置は、基板上に行列状に配置され、第１の色の光を受光する複数の第１の撮像画素と、第２の色の光を受光する複数の第２の撮像画素と、第３の色の光を受光する複数の第３の撮像画素とを備え、各第１の撮像画素は、基板に形成された第１の受光部と、基板の上における第１の受光部と対応する位置に第１の平坦化膜を介在して形成された第１の層内レンズと、第１の平坦化膜の上における第１の層内レンズの周囲の部分に形成され、第１の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する第１の光減衰層と、層内レンズ及び第１の光減衰層の上に第２の平坦化膜を介在して形成され、第１の色の光を透過する第１のカラーフィルタとを有し、各第２の撮像画素は、基板に形成された第２の受光部と、基板の上における第２の受光部と対応する位置に第１の平坦化膜を介在して形成された第２の層内レンズと、第２の層内レンズの上に第２の平坦化膜を介在して形成され、第２の色の光を透過する第２のカラーフィルタとを有し、各第３の撮像画素は、基板に形成された第３の受光部と、基板の上における第３の受光部と対応する位置に第１の平坦化膜を介在して形成された第３の層内レンズと、第３の層内レンズの上に第２の平坦化膜を介在して形成され、第３の色の光を透過する第３のカラーフィルタとを有していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の固体撮像装置によれば、第１の撮像画素は、第１の平坦化膜の上における層内レンズの周囲の部分に形成され且つ第１の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する第１の光減衰層を有しているため、第１のカラーフィルタを透過した光を遮ることなく、第１のカラーフィルタ以外のカラーフィルタを斜めに透過した光を減衰させることができる。従って、感度を低下させることなく、カラーフィルタを斜めに透過した光による混色の発生を抑えることが可能となる。また、ライン濃淡のばらつき及び感度ムラの発生も抑えることができる。
【００１１】
本発明の固体撮像装置において、第１の光減衰層は、第１のカラーフィルタと同一の材料からなることが好ましい。このような構成とすることにより、第１の光減衰層により第１の色の光以外の光を確実に減衰させることが可能となる。
【００１２】
本発明の固体撮像装置において、第１の色の光は緑色であり、第２の色の光は赤色であり、第３の色の光は青色であり、基板上における第１の撮像画素、第２の撮像画素及び第３の撮像画素の配置は、全体として原色ベイヤ配列を構成していることが好ましい。また、全体として原色ストライプ配列を構成していてもよい。
【００１３】
本発明の固体撮像装置において、第１の光減衰層の外形の平面寸法は、第１のカラーフィルタの平面寸法よりも小さいか又は同一であることが好ましい。このような構成とすることにより、サイズの増大を防止しつつ、混色の原因となるカラーフィルタを斜めに透過した光を減衰することが可能となる。
【００１４】
本発明の固体撮像装置において、第１の光減衰層の厚さは、第１の層内レンズの厚さよりも薄いことが好ましい。
【００１５】
本発明の固体撮像装置において、各第２の撮像画素は、第１の平坦化膜の上における第２の層内レンズの周囲の部分に形成され且つ第２の色の光を透過し、他の色の光を減衰する第２の光減衰層を有し、各第３の撮像画素は、第１の平坦化膜の上における第３の層内レンズの周囲の部分に形成され且つ第３の色の光を透過し、他の色の光を減衰する第３の光減衰層を有していることが好ましい。このような構成とすることにより、第２の撮像画素及び第３の撮像画素においても斜めに透過した光を減衰させることができるため、混色の発生をさらに低減できる。
【００１６】
この場合において、、第２の光減衰層は第２のカラーフィルタと同一の材料からなり、第３の光減衰層は第３のカラーフィルタと同一の材料からなることが好ましい。
【００１７】
また、第２の光減衰層の外形の平面寸法は、第２のカラーフィルタの平面寸法よりも小さいか又は同一であり、第３の光減衰層の外形の平面寸法は、第３のカラーフィルタの平面寸法よりも小さいか又は同一であることが好ましい。
【００１８】
また、第２の光減衰層の厚さは、第２の層内レンズの厚さよりも薄く、第３の光減衰層の厚さは、第３の層内レンズの厚さよりも薄いことが好ましい。
【００１９】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、基板上に行列状に配置された、第１の色の光を受光する複数の第１の撮像画素と、第２の色の光を受光する複数の第２の撮像画素と、第３の色の光を受光する複数の第３の撮像画素とを備えた固体撮像装置の製造方法を対象とし、基板の上に複数の受光部を行列状に形成する工程（ａ）と、複数の受光部が形成された基板の上に、第１の平坦化膜を形成する工程（ｂ）と、第１の平坦化膜の上における各受光部と対応する位置に複数の層内レンズをそれぞれ形成する工程（ｃ）と、第１の平坦化膜の上における第１の撮像画素となる受光部と対応する層内レンズの周囲の部分に、第１の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する材料を用いて第１の光減衰層をそれぞれ形成する工程（ｄ）と、第１の平坦化膜の上に各層内レンズ及び各第１の光減衰層を覆う第２の平坦化膜を形成する工程（ｅ）と、第２の平坦化膜の上における第１の撮像画素となる受光部と対応する位置に第１の色の光を透過する第１のカラーフィルタを形成し、第２の平坦化膜の上における第２の撮像画素となる受光部と対応する位置に第２の色の光を透過する第２のカラーフィルタを形成し、第２の平坦化膜の上における第３の撮像画素となる受光部と対応する位置に第３の色の光を透過する第３のカラーフィルタを形成する工程（ｆ）とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、第１の平坦化膜の上における第１の撮像画素となる受光部と対応する層内レンズの周囲の領域に、第１の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する材料を用いて第１の光減衰層をそれぞれ形成する工程を備えているため、カラーフィルタを斜めに透過した光が受光部に入射しにくい構成の固体撮像装置を製造することが可能となる。従って、混色の発生、ライン濃淡及び感度のばらつきが少ない固体撮像装置を容易に実現できる。
【００２１】
本発明の固体撮像装置の製造方法において、第１の光減衰層は、第１のカラーフィルタと同一の材料により形成することが好ましい。
【００２２】
本発明の固体撮像装置の製造方法において、第１の光減衰層は、フォトリソグラフィにより形成することが好ましい。
【００２３】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、第１の平坦化膜の上における第２の撮像画素となる受光部と対応する層内レンズの周囲の部分に、第２の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する材料を用いて第２の光減衰層をそれぞれ形成する工程（ｇ）と、第１の平坦化膜の上における第３の撮像画素となる受光部と対応する層内レンズの周囲の部分に、第３の色の光を透過し且つ他の色の光を減衰する材料を用いて第３の光減衰層をそれぞれ形成する工程（ｈ）とをさらに備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る固体撮像装置によれば、カラーフィルタを斜めに透過する光による混色が生じにくく且つ感度低下が生じにくいカラー固体撮像装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（一実施形態）
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は一実施形態に係る固体撮像装置であり、（ａ）は平面配置を示し、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示し、（ｃ）は（ａ）のＩｃ−Ｉｃ線における断面構成を示している。図１（ｂ）及び（ｃ）においては、３画素分のみを記載している。
【００２６】
図１に示すように本実施形態の固体撮像装置は、緑色（Ｇ）の光を受光する第１の撮像画素１１Ａ、赤色（Ｒ）の光を受光する第２の撮像画素１１Ｂ及び青色（Ｂ）の光を受光する第３の撮像画素１１Ｃが、半導体基板１０の上に原色ベイヤ配列となるように行列状に形成されている。
【００２７】
第１の撮像画素１１Ａは、半導体基板１０に形成された受光部１２と、受光部１２の上に形成された層内レンズ１３と、層内レンズ１３の周囲に形成された第１の光減衰層１４Ａと、層内レンズ１３の上に形成された第１のカラーフィルタ１５Ａとを有している。第２の撮像画素１１Ｂは、基板１０に形成された受光部１２と、受光部１２の上に形成された層内レンズ１３と、層内レンズ１３の周囲に形成された第２の光減衰層１４Ｂと、層内レンズ１３の上に形成された第２のカラーフィルタ１５Ｂとを有している。第３の撮像画素１１Ｃは、基板１０に形成された受光部１２と、受光部１２の上に形成された層内レンズ１３と、層内レンズ１３の周囲に形成された第３の光減衰層１４Ｃと、層内レンズ１３の上に形成された第３のカラーフィルタ１５Ｃとを有している。
【００２８】
各受光部１２は、半導体基板１０に形成されたフォトダイオード２１と、基板１０の上におけるフォトダイオード２１に隣接する部分に絶縁膜２３を介在させて形成された転送電極２２とを有している。
【００２９】
各転送電極２２の上面及び側面は遮光膜２５にそれぞれ覆われ、さらにホウ素リンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）等からなる第１の平坦化膜２６に覆われている。
【００３０】
第１の平坦化膜２６の上における各受光部１２に対応する位置には、凸レンズである層内レンズ１３がそれぞれ形成されている。第１の平坦化膜２６の上における層内レンズ１３を囲む部分には、第１の撮像画素においては第１の光減衰層１４Ａが形成され、第２の撮像画素においては第２の光減衰層１４Ｂが形成され、第３の撮像画素においては第３の光減衰層１４Ｃが形成されている。
【００３１】
緑色の光を受光する第１の撮像画素１１Ａに形成された第１の光減衰層１４Ａは、緑色の光を透過する材料により形成されており、赤色の光を受光する第２の撮像画素１１Ｂに形成された第２の光減衰層１４Ｂは、赤色の光を透過する材料により形成されており、青色の光を受光する第３の撮像画素１１Ｃに形成された第３の光減衰層１４Ｃは、青色の光を透過する材料により形成されている。
【００３２】
層内レンズ１３及び光減衰層の上には、例えばアクリル系の透明樹脂からなる第２の平坦化膜３１が形成され、第２の平坦化膜３１の上における各受光部１２に対応する位置にはカラーフィルタが形成されている。カラーフィルタは、各撮像画素が受光する光を透過し且つ他の光を減衰させる。つまり、緑色の光を受光する第１の撮像画素１１Ａには緑色の光を透過する第１のカラーフィルタ１５Ａが形成され、赤色の光を受光する第２の撮像画素１１Ｂには、赤色の光を透過する第２のカラーフィルタ１５Ｂが形成され、青色の光を受光する第３の撮像画素１１Ｃには青色の光を透過する第３のカラーフィルタ１５Ｃが形成されている。
【００３３】
各カラーフィルタの上には、例えばアクリル系の透明樹脂からなる第３の平坦化膜３５が形成され、第３の平坦化膜３５の上には、各受光部１２に対応する位置にオンチップマイクロレンズ３６が形成されている。
【００３４】
本実施形態の固体撮像装置は、撮像画素ごとに光減衰層とカラーフィルタとが同一の光透過特性を有している。また、第１の撮像画素１１Ａ、第２の撮像画素１１Ｂ及び第３の撮像画素１１Ｃはベイヤ配列となるように配置されているため、行方向及び列方向に隣り合う撮像画素同士の受光部には異なる波長の光が入射する。従って、カラーフィルタを垂直に透過した光は、同一の光透過特性を有する光減衰層を透過して受光部１２に入射する。しかし、カラーフィルタを斜めに透過し、隣接する撮像画素の光減衰層に入射した光は、光減衰層により減衰され、受光部１２に入射しない。
【００３５】
例えば、赤色の光を受光する第２の撮像画素１１Ｂの第２のカラーフィルタ１５Ｂを斜めに透過した光は、隣接する緑色の光を受光する第１の撮像画素１１Ａの第１の光減衰層１４Ａに入射する。第１の光減衰層１４Ａは、第２のカラーフィルタ１５Ｂを透過した赤色の光を減衰させるため、第２のカラーフィルタ１５Ｂを斜めに透過した光は、第１の撮像画素１１Ａの受光部１２に到達しない。しかし、第１のカラーフィルタ１５Ａを透過した緑色の光が第１の光減衰層１４Ａに入射した場合には、第１の光減衰層１４Ａを透過して第１の撮像画素１１Ａの受光部１２に到達する。従って、受光部１２に本来入射する光を減衰させることなく、混色の原因となる光だけを減衰させることができる。このため、感度を低下させることなく混色及び感度のばらつきを低減し、ライン濃淡を改善することが可能である。
【００３６】
以下に、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について図面を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｃ）は本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の各製造工程における断面構成を工程順に示している。
【００３７】
まず、図２（ａ）に示すように半導体基板１０に、公知の手法によりフォトダイオード２１、絶縁膜２３及び転送電極２２を形成する。続いて、転送電極２２を覆う遮光膜２５を形成した後、基板１０の上に第１の平坦化膜２６を形成し、形成した第１の平坦化膜２６の上に層内レンズ１３を形成する。
【００３８】
次に、図２（ｂ）に示すように第１の平坦化膜２６の上に緑の光を透過するフォトレジスト５１を塗布した後プリベークを行う。
【００３９】
次に、図２（ｃ）に示すように、緑色の光を受光する第１の撮像画素１１Ａとなる受光部１２の上に形成された層内レンズ１３の周囲を除いてマスキングを行い露光する。
【００４０】
次に、図３（ａ）に示すように露光を行ったレジストを現像することにより第１の撮像画素１１Ａの上における層内レンズ１３の周囲に緑の光を透過する第１の光減衰層１４Ａを形成する。
【００４１】
同様にして第２の撮像画素１１Ｂとなる受光部１２の上における層内レンズ１３の周囲には、赤の光を透過する第２の光減衰層１４Ｂを形成し、第３の撮像画素１１Ｃとなる受光部１２の上における層内レンズ１３の周囲には、青の光を透過する第３の光減衰層１４Ｃを形成する。
【００４２】
次に、図３（ｂ）に示すように公知の手法に用いて層内レンズ１３及び第１の光減衰層１４Ａ、第２の光減衰層１４Ｂ及び第３の光減衰層１４Ｃを覆う第２の平坦化膜３１を形成した後、第２の平坦化膜３１の上に、緑色の光を透過する第１のカラーフィルタ１５Ａ、赤色の光を透過する第２のカラーフィルタ１５Ｂ及び青色の光を透過する第３のカラーフィルタ１５Ｃを各撮像画素の位置に合わせて形成する。
【００４３】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１のカラーフィルタ１５Ａ、第２のカラーフィルタ１５Ｂ及び第３のカラーフィルタ１５Ｃの上にカラーフィルタの形成後の凹凸を緩和する第３の平坦化膜３５を形成する。続いて、オンチップマイクロレンズ３６を、各撮像画素の位置に合わせて形成する。
【００４４】
なお、第１の光減衰層１４Ａ、第２の光減衰層１４Ｂ及び第３の光減衰層１４Ｃの形成順序は任意に入れ替えてかまわない。
【００４５】
なお、光減衰層の外形の平面寸法は、カラーフィルタの平面寸法よりも小さいか又は同一とすることが好ましい。光減衰層は、フォトリソグラフィによって形成すればよく、フォトマスクの設計寸法を変えることにより、任意の平面寸法に形成することができる。
【００４６】
また、光減衰層の厚さは、層内レンズの厚さよりも薄くすることが好ましい。減衰層は、スピンコートにより形成すればよく、スピンコートの際の回転数を制御することにより、任意の厚みに形成することができる。
【００４７】
本実施形態においてカラーフィルタ及び光減衰層を、有機レジストを用いて形成したが、無機レジスト等を用いてもよい。また、カラーフィルタと光減衰層とを異なる材料により形成してもよい。
【００４８】
本実施形態においては、入射光を各受光部１２に集光するためのオンチップマイクロレンズ３６を備えた構成について説明したが、オンチップマイクロレンズ３６がない固体撮像装置においても同様の混色防止の効果を得ることができる。
【００４９】
（一実施形態の一変形例）
以下に、本発明の一実施形態の一変形例について図面を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は一変形例に係る固体撮像装置であり、（ａ）は平面配置を示し、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示し、（ｃ）は（ａ）のIVｃ−IVｃ線における断面構成を示している。図４において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５０】
図４に示すように本変形例の固体撮像装置は、緑色の光を受光する第１の撮像画素１１Ａのみに第１の光減衰層１４Ａが形成されている。混色の発生において最も問題となるのは、緑色の光を受光する第１の撮像画素１１Ａに他の撮像画素に入射するはずの光が入射することである。従って、本変形例の固体撮像装置のように第１の撮像画素１１Ａのみに緑色の光を透過する第１の光減衰層１４Ａを形成して、赤色の光を透過する第２のカラーフィルタ１５Ｂ又は青色の光を透過する第３のカラーフィルタ１５Ｃを斜めに透過した光が緑色の光を受光する第１の撮像画素１１Ａの受光部１２に入射することを防ぐことにより、混色の発生を大きく低減できる。
【００５１】
また、カラーフィルタに入射する光の角度は、撮像画素の基板１０における位置によって異なっている。従って、光減衰層が形成されていない場合には、第２のカラーフィルタ１５Ｂを斜めに透過した光が入射しやすい第１の撮像画素１１Ａと、第３のカラーフィルタ１５Ｃを斜めに透過した光が入射しやすい第１の撮像画素１１Ａとが存在する。カラーフィルタの特性上同一の光量の光が入射しても、赤色の光を透過する第２のカラーフィルタ１５Ｂを透過した場合と、青色の光を透過する第３のカラーフィルタ１５Ｃを透過した場合とでは光量が大きく異なる。その結果、第２のカラーフィルタ１５Ｂを斜めに透過した光が入射しやすい第１の撮像画素１１Ａと、第３のカラーフィルタ１５Ｃを斜めに透過した光が入射しやすい第１の撮像画素１１Ａとでは、見かけ上出力が大きく異なってしまうため、大きな感度ムラが生じる。しかし、本変形例の固体撮像装置では、第１の撮像画素１１Ａが緑色以外の光を減衰する第１の光減衰層１４Ａを有しており、斜めからの光が第１の撮像画素１１Ａに入射することを抑えることができるため、このような原因による感度ムラの発生を防ぐことができる。
【００５２】
実施形態及び変形例において、緑色の光を受光する第１の撮像画素１１Ａ、赤色の光を受光する第２の撮像画素１１Ｂ及び青色の光を受光する第３の撮像画素１１Ｃが市松模様に配置された原色ベイヤー配列の例を示したが、第１の撮像画素１１Ａ、第２の撮像画素１１Ｂ及び第３の撮像画素１１Ｃがストライプ状に配置されたストライプ配列の場合にも同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法は、カラーフィルタを斜めに透過する光による混色が生じにくく且つ感度低下が生じにくいカラー固体撮像装置を実現でき、オンチップカラーフィルタを備えた固体撮像装置及びその製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＩｃ−Ｉｃ線における断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態の一変形例に係る固体撮像装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIVｂ−IVｂ線における断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIVｃ−IVｃ線における断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    半導体基板
１１Ａ  第１の撮像画素
１１Ｂ  第２の撮像画素
１１Ｃ  第３の撮像画素
１２    受光部
１３    層内レンズ
１４Ａ  第１の光減衰層
１４Ｂ  第２の光減衰層
１４Ｃ  第３の光減衰層
１５Ａ  第１のカラーフィルタ
１５Ｂ  第２のカラーフィルタ
１５Ｃ  第３のカラーフィルタ
２１    フォトダイオード
２２    転送電極
２３    絶縁膜
２５    遮光膜
２６    第１の平坦化膜
３１    第２の平坦化膜
３５    第３の平坦化膜
３６    オンチップマイクロレンズ
【図１】
2008016635.tif 000003
【図２】
2008016635.tif 000004
【図３】
2008016635.tif 000005
【図４】
2008016635.tif 000006