(57)【要約】【課題】入射角度が大きい斜め光Ｌ２をもフォトダイオード上に入射させつつ、集光焦点をフォトダイオードの表面付近に設定して、フォトダイオードの感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性を向上させる。【解決手段】マイクロレンズ７とフォトダイオード１との間に、上下の層間絶縁膜よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズ８と、上下の層間絶縁膜よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズ９を設ける。各画素部への入射光は、マイクロレンズ７により集光された後、第１層内マイクロレンズ８によりフォトダイオード１の中心方向へ曲げられ、第２層内マイクロレンズ９によりフォトダイオード１の中心方向へさらに曲げられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光素子と、該複数の受光素子に入射光をそれぞれ集光させるために該受光素子上方に対応してそれぞれ配置された複数のマイクロレンズとを有する固体撮像装置において、
該受光素子と該マイクロレンズ間に、上下の層よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズと、上下の層よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズとが配置されている固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１層内マイクロレンズが前記受光素子側に配置され、前記第２層内マイクロレンズが前記マイクロレンズ側に配置されている請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１層内マイクロレンズの両面が凸状であるか、または、前記受光素子側と前記マイクロレンズ側のいずれか一方の面が平坦である請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第２層内マイクロレンズの両面が凹状であるか、または、前記受光素子側と前記マイクロレンズ側のいずれか一方の面が平坦である請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１層内マイクロレンズの屈折率は１．６以上２．１以下であり、該第１層内マイクロレンズの上下の層の屈折率は１．４以上１．６以下であり、前記第２層内マイクロレンズの屈折率が１．２以上１．４以下であり、該第２層内マイクロレンズの上下の層の屈折率は１．４以上１．６以下である請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１層内マイクロレンズの屈折率は１．６以上２．１以下であり、前記第２層内マイクロレンズの屈折率が１．２以上１．４以下であり、該第１層内マイクロレンズおよび該第２層内マイクロレンズの上下の層の屈折率は１．４以上１．６以下である請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１層内マイクロレンズの上面と前記第２層内マイクロレンズの下面の間に、該第１層内マイクロレンズよりも屈折率が小さく、該第２層内マイクロレンズよりも屈折率が大きい層間膜が設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１層内マイクロレンズおよび前記第２層内マイクロレンズの上下の層の屈折率は該第１層内マイクロレンズの屈折率よりも小さく、該第２層内マイクロレンズの屈折率よりも大きい請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第１層内マイクロレンズの上面と前記第２層内マイクロレンズの下面が接して配置されている請求項１または８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の受光素子が行列方向にマトリクス状に配設され、該列方向の各受光素子にそれぞれ隣接して該各受光素子からそれぞれ読み出された信号電荷を所定方向に電荷転送するための電荷転送部および該電荷転送部上に設けられて電荷転送を制御するための電荷転送電極が所定方向に順次設けられている請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
ＣＣＤ型イメージセンサである請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記複数の受光素子が２次元状に配設され、該複数の受光素子のうちの各受光素子にそれぞれ隣接して、該受光素子からの信号電荷をフローティングディヒュージョン部に電荷転送するための電荷転送部が設けられ、該電荷転送部上にはゲート電極膜が設けられ、  該ゲート電極膜上には、画素部毎の信号読出回路部の多層回路配線が設けられており、
該多層回路配線上の層間膜と前記マイクロレンズ間に、前記第１層内マイクロレンズおよび前記第２層内マイクロレンズが設けられている請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記信号読出回路部は、前記フローティングディフュージョン部に電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて各画素部毎の撮像信号として読み出される多層回路配線を構成している請求項１２に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
ＣＭＯＳ型イメージセンサである請求項１２または１３に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体からの画像光を撮像するＣＣＤ型イメージセンサおよびＣＭＯＳ型イメージセンサなどの固体撮像装置であって、特に、感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性が良好な固体撮像装置および、この固体撮像装置を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ型イメージセンサおよびＣＭＯＳ型イメージセンサなどの固体撮像装置では、画素サイズの縮小化が図られており、それに伴って、角度のある斜め光成分をフォトダイオードへ集光させることが難しくなってきている。後述する図６のように、例えばカメラモジュールなどに角度の大きい斜め光Ｌ２が入ってくると、集光用のマイクロレンズの位置を、フォトダイオードに対する主光線Ｌ１を中心として最適化していても斜め光Ｌ２の集光のセンタがずれてフォトダイオード上から一部外れて集光に無効部分（図６の点線部分）ができ、これがフォトダイオードの感度低下になるという問題があった。これを解決する従来技術として層内マイクロレンズを設けた技術について、図６を用いて説明する。
【０００３】
図６は、従来のＣＣＤ型イメージセンサの要部構成例を示す縦断面図である。
【０００４】
図６に示すように、従来のＣＣＤ型イメージセンサ１００の各画素部には、受光素子として入射光を光電変換して信号電荷を生成するフォトダイオード１０１が設けられ、各フォトダイオード１０１に隣接してフォトダイオード１０１からの信号電荷を所定方向に電荷転送するための電荷転送部１０２ａおよびこの上にこれを電荷転送制御するための電荷転送電極としてのゲート電極１０２ｂが配置されている。このゲート電極１０２ｂ上には、入射光がゲート電極１０２ｂにより反射してノイズが発生するのを防ぐために遮光膜１０３が形成されている。また、フォトダイオード１０１の上方には、遮光膜１０３の開口部１０３ａから層間絶縁膜１０４、１０５を介してマイクロレンズ１０６が配置されている。さらに、フォトダイオード１０１と、フォトダイオード１０１に光を集光させるためのマイクロレンズ１０６との間で、層間絶縁膜１０４、１０５の間には、入射光をさらに集光させるための層内マイクロレンズ１０７が配置されている。
【０００５】
上記構成により、複数の画素部が２次元状に配置された撮像領域に入射した光は、まず、マイクロレンズ１０６により集光された後に、層内マイクロレンズ１０７によりさらに集光されて、フォトダイオード１０１に入射される。
【０００６】
次に、フォトダイオード１０１に入射された光は、フォトダイオード１０１で光電変換されて信号電荷となる。この信号電荷は電荷転送部１０２ａに読み出され、ゲート電極１０２ｂに印加されるパルス制御信号により制御されて所定方向（垂直方向）に順次電荷転送される。
【０００７】
この場合、層内マイクロレンズ１０７は、その上のマイクロレンズ１０６に比べて、フォトダイオード１０１により近い位置で入射光を集光させることができるため、斜め光Ｌ２がフォトダイオード１０１に入射されやすくなり、集光特性が向上する。このように、層内マイクロレンズ１０７とマイクロレンズ１０６とを二枚組み合わせた固体撮像装置の構成は、例えば特許文献に開示されている。
【０００８】
以上は、従来のＣＣＤ型イメージセンサに層内レンズを設けた場合についてであるが、従来のＣＭＯＳ型イメージセンサに層内レンズを設けた場合についても同様に考えられる。この場合、基板表面からマイクロレンズまでの距離が、多層配線の分だけ、ＣＣＤ型イメージセンサの場合よりも大きく、ＣＭＯＳ型イメージセンサに層内レンズを設ける方が効果があると考えられる。ＣＭＯＳ型イメージセンサに層内レンズを設けようとすると、多層配線が終わったその上に層内レンズを設ける必要がある。これについて、図７を用いて説明する。
【０００９】
図７は、従来のＣＭＯＳ型イメージセンサに層内レンズを設けた場合の要部構成例を示す縦断面図である。
【００１０】
図７に示すように、従来のＣＣＤ型イメージセンサ２００の各画素部にはそれぞれ、その半導体基板２０１の表面層として、受光素子（光電変換部）としてのフォトダイオード２０２が形成されている。このフォトダイオード２０２に隣接して、信号電荷がフローティングディヒュージョン部ＦＤに転送するための電荷転送トランジスタの電荷転送部２０３が設けられている。この電荷転送部２０３上には、ゲート絶縁膜２０４を介して引き出し電極であるゲート電極膜２０５が設けられている。さらに、このフォトダイオード２０２毎にフローティングディフュージョン部ＦＤに電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて各画素部毎の撮像信号として読み出すための読出回路を有している。
【００１１】
このゲート電極膜２０５の上方には、この読出回路の回路配線部として、第１絶縁膜２０６ａが形成され、その上に第１配線２０７ａが形成され、その上に第２絶縁膜２０６ｂが形成され、その上に第２配線２０７ｂが形成され、同様に、その上に、第３絶縁膜２０６ｃ、第３配線２０７ｃさらに第４絶縁膜２０６ｄがこの順に順次形成されている。
【００１２】
また、これらの配線層２０７と半導体基板２０１間（図示せず）、配線層２０７とゲート電極膜２０５間および各配線層２０７間に、導電性材料からなる第１コンタクトプラグ２０８ａ、第２コンタクトプラグ２０８ｂおよび第３コンタクトプラグ２０８ｃがそれぞれ形成されて、配線層２０７と半導体基板２０１間、配線層２０７とゲート電極膜２０５間および各配線層２０７間が電気的に接続されて読出回路の多層配線を構成している。
【００１３】
さらに、第４絶縁層２０６ｅ上には、フォトダイオード２０２毎に対応して配置されたＲ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタ２０９が形成され、その上に第５絶縁膜２０６ｆが形成され、その上には、フォトダイオード２０２への集光用のマイクロレンズ２１０が形成されている。さらに、フォトダイオード２０２とマイクロレンズ２１０の間で、層間絶縁膜２０６ｄと層間絶縁膜２０６ｅの間には、入射光をさらに集光するための層内マイクロレンズ２１１が配置されている。
【特許文献１】特開平６−１０４４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題がある。
【００１５】
上述したように、ＣＣＤ型イメージセンサ１００およびＣＭＯＳ型イメージセンサ２００などの従来の固体撮像装置では、近年の画素サイズの縮小化に伴って、間に層間マイクロレンズを設けても、角度のある斜め光成分（図６で入射光Ｌ２）をフォトダイオード１０１または２０２へ集光させることが困難となっている。さらに、固体撮像装置への入射角度が大きい入射光Ｌ２を多く含む（真上から入る入射光Ｌ１も含む）、図８に示すようなＦ値が小さいレンズに対しても、良好な集光特性が求められており、入射角度が大きい入射光Ｌ２の一部がフォトダイオード１０１または２０２上へ入射され難いことが問題となっている。入射角度が大きい光Ｌ２の一部がフォトダイオード１０１または２０２上へ入射されないことは、集光可能な光入射角度の範囲が小さくなり、フォトダイオード１０１または２０２の感度が低下することを意味する。なお、Ｆ値特性とは、レンズの明るさを示す値であり、図８の点線に示すようにＦ値が小さいほど、撮像領域Ｒに集光させるためのレンズの面積が大きくなって明るいレンズとなる。
【００１６】
さらに、撮像領域Ｒの周辺部においては、中央部に比べて、斜め光成分（斜め光Ｌ２）が多いため、入射角度が大きい光Ｌ２がフォトダイオード１０１または２０２へ入射されない場合には、輝度シェーディングが大きくなるという問題も生じる。
【００１７】
上記従来の固体撮像装置では、層内マイクロレンズ１０７または２１１によってフォトダイオード１０１または２０２に近い位置で集光させることができるため、斜め光Ｌ２がフォトダイオード１０１または２０２に入射されやすくなる。
【００１８】
しかしながら、入射角度が大きい斜め光Ｌ２をフォトダイオード１０１または２０２上に全て入射させるためには、層内マイクロレンズ１０７または２１１の曲率をより小さくして、層内マイクロレンズ１０７または２１１により光が曲げられる角度をより大きくする必要がある。ところが、層内マイクロレンズ１０７または２１１の曲率を小さくして、層内マイクロレンズ１０７または２１１により光が曲げられる角度を大きくし過ぎると、集光焦点がフォトダイオード１０１または２０２の表面よりも上方にずれてしまい、フォトダイオード１０１または２０２の感度が低下することになる。このため、感度低下が生じないように、層内マイクロレンズ１０７または２１１の曲率をある一定範囲内の値に収めることが望ましく、入射角度が大きい斜め光Ｌ２をフォトダイオード１０１または２０２上に全て入射させることができないという問題があった。
【００１９】
当然のことながら、層内マイクロレンズ１０７または２１１の曲率を、ある一定範囲内の値に収めて、フォトダイオード１０１または２０２の表面上に集光焦点を合わせた場合、入射角度が大きい光Ｌ２に対する集光率が低下して、レンズの明るさを示すＦ値特性および、中央部に比べて周辺部ほど光量が落ちて画面全体で光量が一定にならない輝度シェーディング特性がより悪化する。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、入射角度が大きい斜め光をも受光素子に安定的に入射させつつ、集光焦点を受光素子表面付近に設定して、感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性を共に向上させることができる固体撮像装置および、この固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器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】
【００２１】
本発明の固体撮像装置は、複数の受光素子と、該複数の受光素子に入射光をそれぞれ集光させるために該受光素子上方に対応してそれぞれ配置された複数のマイクロレンズとを有する固体撮像装置において、該受光素子と該マイクロレンズ間に、上下の層よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズと、上下の層よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズとが配置されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２２】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第１層内マイクロレンズが前記受光素子側に配置され、前記第２層内マイクロレンズが前記マイクロレンズ側に配置されている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第１層内マイクロレンズの両面が凸状であるか、または、前記受光素子側と前記マイクロレンズ側のいずれか一方の面が平坦である。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第２層内マイクロレンズの両面が凹状であるか、または、前記受光素子側と前記マイクロレンズ側のいずれか一方の面が平坦である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第１層内マイクロレンズの屈折率は１．６以上２．１以下であり、該第１層内マイクロレンズの上下の層の屈折率は１．４以上１．６以下であり、前記第２層内マイクロレンズの屈折率が１．２以上１．４以下であり、該第２層内マイクロレンズの上下の層の屈折率は１．４以上１．６以下である。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第１層内マイクロレンズの屈折率は１．６以上２．１以下であり、前記第２層内マイクロレンズの屈折率が１．２以上１．４以下であり、該第１層内マイクロレンズおよび該第２層内マイクロレンズの上下の層の屈折率は１．４以上１．６以下である。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第１層内マイクロレンズの上面と前記第２層内マイクロレンズの下面の間に、該第１層内マイクロレンズよりも屈折率が小さく、該第２層内マイクロレンズよりも屈折率が大きい層間膜が設けられている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第１層内マイクロレンズおよび前記第２層内マイクロレンズの上下の層の屈折率は該第１層内マイクロレンズの屈折率よりも小さく、該第２層内マイクロレンズの屈折率よりも大きい。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記第１層内マイクロレンズの上面と前記第２層内マイクロレンズの下面が接して配置されている。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記複数の受光素子が行列方向のマトリクス状に配設され、該列方向の各受光素子にそれぞれ隣接して該各受光素子からそれぞれ読み出された信号電荷を所定方向に電荷転送するための電荷転送部および該電荷転送部上に設けられて電荷転送を制御するための電荷転送電極が所定方向に順次設けられている。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置はＣＣＤ型イメージセンサである。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、複数の受光素子が２次元状に配設され、該複数の受光素子のうちの各受光素子にそれぞれ隣接して、該受光素子からの信号電荷をフローティングディヒュージョン部に電荷転送するための電荷転送部が設けられ、該電荷転送部上にはゲート電極膜が設けられ、該ゲート電極膜上には、画素部毎の信号読出回路部の多層回路配線が設けられており、該多層回路配線上の層間膜と前記マイクロレンズ間に、前記第１層内マイクロレンズおよび前記第２層内マイクロレンズが設けられている。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における信号読出回路部は、前記フローティングディフュージョン部に電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて各画素部毎の撮像信号として読み出される多層回路配線を構成している。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置はＣＭＯＳ型イメージセンサである。
【００３５】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００３７】
本発明にあっては、マイクロレンズと受光素子との間に、２つの層内マイクロレンズを配置する。第１層内マイクロレンズは、凸状で、上下の層よりも屈折率が大きく、レンズ効果により受光素子の中心に向かって光が集光される。また、第２層内マイクロレンズは、凹状で、上下の層よりも屈折率が小さく、レンズ効果により受光素子の中心に向かって光が集光される。したがって、入射光は、第２層内マイクロレンズで受光素子中心方向へ曲げられた後、第１層内マイクロレンズで集光されるため、この２つの層内マイクロレンズにより、従来技術のように層内マイクロレンズの曲率を小さくして集光焦点が短くずれるようなことなく、角度が大きい斜め入射光を受光素子に容易に集光させて、感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性をそれぞれ向上させることが可能となる。
【００３８】
また、第１層内マイクロレンズが受光素子側に配置されていれば、その下のゲート電極による凹凸を反映させて容易にレンズ形状の下面を形成でき、これに加えて、第２層内マイクロレンズがマイクロレンズ側に配置されていれば、基板表面からマイクロレンズまでの距離を短くできる。また、第１層内マイクロレンズの両面のうちのいずれか一方の面が平坦であるか、または／および第２層内マイクロレンズの両面のうちのいずれか一方の面が平坦であれば、製造工程が容易であると共に、基板表面からマイクロレンズまでの距離をより短くできる。
【００３９】
さらに、第１層内マイクロレンズの上面と第２層内マイクロレンズの下面の間に、第１層内マイクロレンズよりも屈折率が小さく、第２層内マイクロレンズよりも屈折率が大きい層間膜が設けられていれば、この３層の屈折率が、下から大、中、小となっているため、層内マイクロレンズが二枚設けられた場合に比べても基板表面からマイクロレンズまでの距離を短くできる。
【００４０】
第１層内マイクロレンズの上面と第２層内マイクロレンズの下面が接して配置されていれば、第１層内マイクロレンズと第２層内マイクロレンズ間の層間膜がなくなる分、基板表面からマイクロレンズまでの距離をさらに短くできる。
【発明の効果】
【００４１】
以上により、本発明によれば、受光素子とマイクロレンズとの間に、上下の層よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズと、上下の層よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズの２つの層内マイクロレンズを設けることによって、角度が大きい斜め入射光をも受光素子上に集光させて、感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明の固体撮像装置の実施形態１〜３として、ＣＣＤ型イメージセンサまたはＣＭＯＳ型イメージセンサに適用した場合について図面を参照しながら詳細にそれぞれ説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るＣＣＤ型イメージセンサの要部構成例を示す縦断面図である。
【００４３】
図１に示すように、本実施形態１のＣＣＤ型イメージセンサ１０の各画素部にはそれぞれ、受光素子として入射光を光電変換して信号電荷を生成するフォトダイオード１が設けられ、各フォトダイオード１にそれぞれ隣接して各フォトダイオード１からの信号電荷をそれぞれ所定方向に電荷転送するための電荷転送部２ａおよびこの電荷転送部２ａ上に設けられて電荷転送を制御するための電荷転送電極としてのゲート電極２ｂが順次配置されている。ゲート電極２ｂ上には、入射光がゲート電極２ｂにより反射されてノイズが発生するのを防ぐために遮光膜３が形成されている。
【００４４】
フォトダイオード１の上方には、遮光膜３の開口部から層間絶縁膜４〜６を介してマイクロレンズ７が配置されている。さらに、フォトダイオード１と、フォトダイオード１に光を集光させるためのマイクロレンズ７との間に、上下の層間絶縁膜４，６または４，５よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズ８と、上下の層間絶縁膜４，６または５，６よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズ９とが配置されている。第１層内マイクロレンズ８はフォトダイオード１側に配置され、第２層内マイクロレンズ９はマイクロレンズ７側に配置されている。
【００４５】
本実施形態１において、第１層内マイクロレンズ８の屈折率は１．６以上２．１以下、第１層内マイクロレンズ８の上下層の屈折率は１．４以上１．６以下、第２層内マイクロレンズ９の屈折率は１．２以上１．４以下、第２層内マイクロレンズ９の上下層の屈折率は１．４以上１．６以下とされている。
【００４６】
第１層内マイクロレンズ８の上面と第２層内マイクロレンズ９の下面の間に、第１層内マイクロレンズ８よりも屈折率が小さく、第２層内マイクロレンズ９よりも屈折率が大きい層間絶縁膜５が設けられており、この３層の屈折率が、下から大、中、小となっているため、図３で後述する層内マイクロレンズが二枚設けられた場合に比べて、基板表面（フォトダイオード１）からマイクロレンズ７までの距離を短くすることができてフォトダイオード１上に集光させやすく入射光も減衰しにくい。
【００４７】
本実施形態１のＣＣＤ型イメージセンサ１０は、例えば以下のようにして製造される。
【００４８】
まず、フォトダイオード１、電荷転送部２ａ、ゲート電極２ｂおよび遮光膜３が形成された基板部上に、層間絶縁膜４を形成する。このとき、層間絶縁膜４は、ゲート電極２および遮光膜３による凹凸形状を反映してその表面がレンズ状に凹凸形状になっている。その層間絶縁膜４上に、熱だれにより第１層内マイクロレンズ８を形成する。本実施形態１では、層間絶縁膜４として酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）を形成した。また、第１層内マイクロレンズ８はアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００４９】
次に、層間絶縁膜４およびその上の第１層内マイクロレンズ８が形成された基板部上に、層間絶縁膜５を形成する。このとき、層間絶縁膜５は、第１層内マイクロレンズ８の表面凸形状を反映してその表面がレンズ状の凸部になっている。その層間絶縁膜５上に第２層内マイクロレンズ９を形成する。本実施形態１では、層間絶縁膜５としてアクリル樹脂材料を用いて形成した。また、第２層内マイクロレンズ９もアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００５０】
その後、層間絶縁膜５およびその上の第２層内マイクロレンズ９が形成された基板部上に、上面が平坦化するように層間絶縁膜６を形成する。その上にマイクロレンズ７を形成する。本実施形態１では、層間絶縁膜６としてアクリル樹脂材料を用いて形成した。また、マイクロレンズ７もアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００５１】
上記構成により、本実施形態１のＣＣＤ型イメージセンサ１０において、各画素部に入射された光は、マイクロレンズ７により集光された後、第２層内マイクロレンズ９によりフォトダイオード１の中心方向に向かってさらに集光されて曲げられ、第１層内マイクロレンズ８によりフォトダイオード１の中心方向に向かってさらに集光されて曲げられて、フォトダイオード１に入射される。
【００５２】
入射光が第２層内マイクロレンズ９によりフォトダイオード１の中心方向へ曲げられた後に第１層内マイクロレンズ８によりさらに集光されるため、第１層内マイクロレンズ８の曲率を大きくしても、入射角度が大きい斜め光成分（斜め光Ｌ２）をフォトダイオード１側に充分集光させることができる。第１層内マイクロレンズ８の曲率を大きくすることができるため、集光焦点をフォトダイオード１の表面付近に容易に設定することが可能となって、フォトダイオード１に良好な感度が得られる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態１によれば、斜め入射光Ｌ２に対して良好な集光特性を有し、フォトダイオード１の感度が良好で、輝度シェーディングが良好なＣＣＤ型イメージセンサ１０を実現することができる。
【００５４】
なお、本実施形態１では、第１層内マイクロレンズ８と第２層内マイクロレンズ９は、上面と下面の両方が湾曲しているが、少なくともいずれかのレンズのいずれか一方の面が平面になっていてもよく、上記実施形態１の場合と同様の効果を得ることができる。要するに、第１層内マイクロレンズ８の両面のうちのいずれか一方の面が平坦であるか、または／および第２層内マイクロレンズ９の両面のうちのいずれか一方の面が平坦であれば、製造工程が容易であると共に、基板表面（フォトダイオード１）からマイクロレンズ７までの距離をより短くすることが可能となる。例えば、第２層内マイクロレンズ９の上面が平坦面である場合を後述する図２の破線にて示している。
【００５５】
また、本実施形態１では、特に説明しなかったが、カラー表示を行う場合に、第２層内マイクロレンズ９とマイクロレンズ７間の層間絶縁膜６の配置部分にカラーフィルタが設けられる。この場合を図２に示している。図２では、層間絶縁膜６ａ、６ｂ間にカラーフィルタ１１の各色のアクリル樹脂材料部分が各フォトダイオード１にそれぞれ対応するように形成されている。
【００５６】
さらに、本実施形態１では、層内レンズを二つ設けて、第１層内マイクロレンズ８よりも高い位置の第２層内マイクロレンズ９で光路を補正しているので、その補正効果が大きい。さらに、本実施形態１では、第２層内マイクロレンズ９として、上下よりも屈折率の小さい凹レンズ形状とすることにより、基板（フォトダイオード１）の表面からマイクロレンズ７までの距離を、より小さく薄くすることができてフォトダイオード１上に集光させやすく入射光も減衰しにくい。
【００５７】
ここで、第１層内マイクロレンズ８からカラーフィルタ１１までの距離Ａについて、本実施形態１の変形例である図２の場合の距離Ａ１と、単に層内レンズを２枚用いた図３の場合の距離Ａ２とを比較して説明する。
【００５８】
図２に示す第１層内マイクロレンズ８からカラーフィルタ１１までの距離Ａ１は、第２層内マイクロレンズ９として、上下よりも屈折率の小さい凹レンズ形状とすることにより、この第１層内マイクロレンズ８、層間絶縁膜５および第２層内マイクロレンズ９の３層の屈折率が、下から大、中、小となっているため、層内レンズ１２を間に用いた図３に示す第１層内マイクロレンズ８からカラーフィルタ１１までの距離Ａ２よりも短くすることができてフォトダイオード１上に集光させやすく入射光も減衰しにくい。要するに、図３に示す層内レンズ１２の方が、図２に示す第２層内マイクロレンズ９よりも高さが高くなってしまうだけではなく、層内レンズ１２はメルトさせてレンズ形状を作るので、第２層内マイクロレンズ９よりもその製造工数がかかる。
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係るＣＣＤ型イメージセンサの要部構成例を示す縦断面図である。なお、図４では、図１の構成部材と同様の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。
【００５９】
図４において、本実施形態２のＣＣＤ型イメージセンサ２０のフォトダイオード１の上方にそれぞれ、遮光膜３の開口部から層間絶縁膜４および６を介してマイクロレンズ７が配置されている。さらに、フォトダイオード１とマイクロレンズ７の間に、上下の層間絶縁膜４，６よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズ８と、上下の層間絶縁膜４，６よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズ９Ａとが配置されている。第１層内マイクロレンズ８はフォトダイオード１側に配置され、第２層内マイクロレンズ９Ａはマイクロレンズ７側に配置されている。
【００６０】
本実施形態２では、凸状の第１層内マイクロレンズ８の上面と凹状の第２層内マイクロレンズ９Ａの下面とが互いに接して配置されている。要するに、上記実施形態１の層間絶縁膜５を設けていない状態である。それ以外の構成は、上記実施形態１のＣＣＤ型イメージセンサ１０の場合と同様である。このように、第１層内マイクロレンズ８の上面と第２層内マイクロレンズ９Ａの下面が接して配置されているため、第１層内マイクロレンズ８と第２層内マイクロレンズ９Ａ間の層間絶縁膜５がなくなる分、基板表面からマイクロレンズ７までの距離をさらに短く薄くすることができてフォトダイオード１上に集光させやすく入射光も減衰しにくい。
【００６１】
第１層内マイクロレンズ８および第２層内マイクロレンズ９Ａの上下の層間絶縁膜４，６の屈折率は第１層内マイクロレンズ８の屈折率よりも小さく、第２層内マイクロレンズ９Ａの屈折率よりも大きい。
【００６２】
第１層内マイクロレンズ８の屈折率は１．６以上２．１以下であり、第２層内マイクロレンズ９Ａの屈折率が１．２以上１．４以下であり、第１層内マイクロレンズ８および第２層内マイクロレンズ９Ａの上下の層間絶縁膜４，６の屈折率は１．４以上１．６以下である。
【００６３】
本実施形態２のＣＣＤ型イメージセンサ２０は、例えば以下のようにして製造される。
【００６４】
まず、フォトダイオード１、電荷転送部２ａ、ゲート電極２ｂおよび遮光膜３が形成された基板部上に、層間絶縁膜４を形成する。このとき、層間絶縁膜４は、ゲート電極２および遮光膜３による凹凸形状を反映してその表面がレンズ状に凹凸形状になっている。その層間絶縁膜４上に、熱だれにより第１層内マイクロレンズ８を形成する。本実施形態２では、層間絶縁膜４として酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）を形成した。また、第１層内マイクロレンズ８はアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００６５】
次に、層間絶縁膜４およびその上の第１層内マイクロレンズ８が形成された基板部上に、第２層内マイクロレンズ９Ａを形成する。本実施形態２では、第２層内マイクロレンズ９Ａとしてアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００６６】
その後、第２層内マイクロレンズ９Ａが形成された基板部上に、上面が平坦化するように層間絶縁膜６を形成する。その上にマイクロレンズ７を形成する。本実施形態２では、層間絶縁膜６としてアクリル樹脂材料を用いて形成した。また、マイクロレンズ７もアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００６７】
上記構成により、本実施形態２のＣＣＤ型イメージセンサ２０において、各画素部に入射された光は、マイクロレンズ７により集光された後、第２層内マイクロレンズ９Ａによりフォトダイオード１の中心方向に向かってさらに集光されて曲げられ、第１層内マイクロレンズ８によりフォトダイオード１の中心方向に向かってさらに集光されて曲げられて、フォトダイオード１上に入射される。
【００６８】
本実施形態２では、凸状の第１層内マイクロレンズ８の上面と、凹状の第２層内マイクロレンズ９Ａの下面とが互いに接しているため、フォトダイオード１からマイクロレンズ７までの距離を、上記実施形態１の層間絶縁膜５を設けていない分だけ、短くすることができてフォトダイオード１上に集光させやすく入射光も減衰しにくい。一般に、フォトダイオード１の開口部の大きさを一定とすると、フォトダイオード１からマイクロレンズ７までの距離が短いほど、入射角度が大きい斜め入射光Ｌ２でもフォトダイオード１上に入りやすくなり、入射角度依存性が小さくなる。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態２によれば、斜め入射光に対して良好な集光特性を有し、フォトダイオード１の感度が良好で、輝度シェーディングが良好なＣＣＤ型イメージセンサ２０を実現することができる。
【００７０】
なお、本実施形態２でも、第１層内マイクロレンズ８と第２層内マイクロレンズ９Ａとは、上面と下面の両方が湾曲しているが、第１層内マイクロレンズ８の下面と第２層内マイクロレンズ９Ａの上面の少なくともいずれかが平面になっていても、本実施形態２の場合と同様の効果を得ることができる。要するに、第１層内マイクロレンズ８の両面のうちのいずれか一方の面が平坦であるか、または／および第２層内マイクロレンズ９Ａの両面のうちのいずれか一方の面が平坦であれば、製造工程が容易であると共に、基板表面（フォトダイオード１）からマイクロレンズ７までの距離をより短くすることが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態２では、上記実施形態１の場合と同様に、カラー表示を行う場合には、第２層内マイクロレンズ９Ａとマイクロレンズ７間の層間絶縁膜６の部分にカラーフィルタが設けられる。
【００７２】
さらに、上記実施形態１、２では、ＣＣＤ型イメージセンサ１０、１０Ａ、２０として本発明を適用した事例について説明したが、ＣＭＯＳ型イメージセンサについても本発明は適用可能である。ここでは、実施形態３として、上記実施形態２の第１層内マイクロレンズ８および第２層内マイクロレンズ９ＡをＣＭＯＳ型イメージセンサに適用した場合について説明する。
（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３に係る固体撮像装置であるＣＭＯＳ型イメージセンサの要部構成例を示す縦断面図である。なお、図５では、図１の構成部材と同様の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。
【００７３】
図５において、本実施形態３のＣＭＯＳ型イメージセンサ３０の各画素部にはそれぞれ、その半導体基板２１に、受光素子としてのフォトダイオード２２が形成されている。このフォトダイオード２２に隣接して、フォトダイオード２２で光電変換された信号電荷をフローティングディヒュージョン部ＦＤに電荷転送するための電荷転送トランジスタのチャネル部（読出部）としての電荷転送部２３が設けられている。このフォトダイオード２２上以外の電荷転送部２３上には、ゲート絶縁膜２４を介して引き出し電極であるゲート電極膜２５が設けられている。このゲート電極膜２５上には信号の読出回路部が設けられている。この信号の読出回路部は、フォトダイオード２２毎にフローティングディフュージョン部ＦＤに電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて各画素部毎の撮像信号として読み出す機能を有している。
【００７４】
このゲート電極膜２５の上方には、この読出回路の回路配線部として、第１絶縁膜２６ａが形成され、その上に第１配線２７ａが形成され、その上に第２絶縁膜２６ｂが形成され、その上に第２配線２７ｂが形成され、同様に、その上に、第３絶縁膜２６ｃ、第３配線２７ｃさらに第４絶縁膜２６ｄがこの順に順次形成されている。また、第１コンタクトプラグ２８ａ、第２コンタクトプラグ２８ｂおよび第３コンタクトプラグ２８ｃによって配線層２７と半導体基板２１間、配線層２７とゲート電極膜２５間および各配線層２７間が電気的に接続されて読出回路の回路配線を構成している。
【００７５】
また、第４絶縁層２６ｅ上には、フォトダイオード２２毎に対応して配置されたＲ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタ２９が形成され、その上に第５絶縁膜２６ｆが形成され、その上には、受光部２２への集光用のマイクロレンズ３１が形成されている。さらに、フォトダイオード２２とマイクロレンズ３１の間で、層間絶縁膜２６ｄと層間絶縁膜２６ｅの間には、入射光をさらに集光するための二枚の第１層内マイクロレンズ８および第２層内マイクロレンズ９Ａが配置されている。
【００７６】
第１層内マイクロレンズ８は、上下の層間絶縁膜２６ｄ、２６ｅよりも屈折率が大きい凸状レンズであり、第２層内マイクロレンズ９Ａは、上下の層間絶縁膜２６ｄ、２６ｅよりも屈折率が小さい凹状レンズである。第１層内マイクロレンズ８はフォトダイオード１側に配置され、第２層内マイクロレンズ９Ａはマイクロレンズ７側に配置されている。
【００７７】
本実施形態２では、凸状の第１層内マイクロレンズ８の上面と凹状の第２層内マイクロレンズ９Ａの下面とが互いに接して配置されている。このように、第１層内マイクロレンズ８の上面と第２層内マイクロレンズ９Ａの下面が接して配置されているため、上記実施形態２の場合と同様に、それらの間に層間絶縁膜を設ける必要がなく、この分だけ、基板表面（フォトダイオード２２）からカラーフィルタ２９までの距離を短く薄くすることができてフォトダイオード１上に集光させやすく入射光も減衰しにくい。一般に、フォトダイオード１の開口部の大きさを一定とすると、フォトダイオード１からマイクロレンズ７までの距離が短いほど、入射角度が大きい斜め入射光Ｌ２でもフォトダイオード１上に入りやすくなり、入射角度依存性が小さくなる。
【００７８】
本実施形態３のＣＭＯＳ型イメージセンサ３０は、例えば以下のようにして製造される。
【００７９】
まず、ゲート電極膜２５の形成後、その上に、第１絶縁膜２６ａをＢＰＳＧ(ホウ素リンシリケートガラス)や高密度プラズマＳｉＯ２(ＨＤＰ−ＳｉＯ２)などのＳｉＯ２系材料によって膜成長させる。
【００８０】
次に、第１コンタクトプラグ２８ａを形成するために、第１絶縁膜２６ａ上に感光性レジスト材料を塗布して露光および現像により所定形状にパターニングし、そのパターニングしたレジスト膜をマスクとして第１絶縁膜２６ａに対して異方性エッチングを行う。このレジストマスク膜のパターンとして、第１コンタクトプラグ２８ａのための形状を加工する。レジストマスク膜を用いた第１絶縁膜２６ａに対するエッチング後、その上にメタルスパッタリングによりコンタクトプラグ用の金属膜を成長させる。コンタクトプラグ用の金属膜は、例えばタングステンなどのＣＶＤによっても膜成長させることができる。また、下地とのシリサイド化を防ぐために、メタルスパッタリング前にバリアメタル膜がスパッタリングされる。その後、第１絶縁膜２６ａの全面をエッチングすることにより第１絶縁膜２６ａ上のスパッタリング膜を除去して、第１絶縁膜２６ａの穴（コンタクトホール）内に充填された第１コンタクトプラグ２８ａが形成される。
【００８１】
さらに、これらの第１コンタクトプラグ２８ａが形成された基板部上に、第１配線２７ａを形成するために、メタルスパッタリングにより金属膜を膜成長させ、その後、その上に感光性レジスト膜を塗布して露光および現像により所定形状にパターニングし、そのパターニングしたレジスト膜をマスクとしてその金属膜に対して異方性エッチングを行って、第１配線２７ａを形成する。
【００８２】
続いて、これらの第１配線２７ａが形成された基板部上に、第２絶縁膜２６ｂをＢＰＳＧ(ホウ素リンシリケートガラス)や高密度プラズマＳｉＯ２(ＨＤＰ−ＳｉＯ２)等のＳｉＯ２系材料によって膜成長させる。
【００８３】
第２コンタクトプラグ２８ｂを形成するために、その上に感光性レジスト材料を塗布して露光および現像により所定形状をパターニングし、そのパターニングしたレジスト膜をマスクとして第２絶縁膜２６ｂに対して異方性エッチングを行う。このレジストマスク膜のパターンとして、第２コンタクトプラグ２８ｂの形状を加工することによって、第２コンタクトプラグ２８ｂを形成するための第２絶縁膜２６ｂの形状（コンタクトホール）が加工される。エッチング後、その上にメタルスパッタリングによりコンタクトプラグ用の金属膜を成長させる。このコンタクトプラグ用の金属膜は、例えばタングステンなどのＣＶＤによっても成長される。また、下地とのシリサイド化を防ぐために、メタルスパッタリング前にバリアメタル膜がスパッタリングされる。その後、第２絶縁膜２６ｂ上の全面をエッチングすることにより第２絶縁膜２６ｂ上のスパッタリング膜を除去してコンタクトホール内に第２コンタクトプラグ２８ｂが形成される。
【００８４】
さらに、この第２コンタクトプラグ２８ｂが形成された基板部上に、第２配線２７ｂを形成するために、メタルスパッタリングにより金属膜を膜成長させ、その後、その上に感光性レジスト膜を塗布して露光および現像により所定形状にパターニングし、そのパターニングしたレジスト膜をマスクとしてその金属膜に対して異方性エッチングを行う。このレジストマスク膜のパターンとして、第２配線２７ｂの形状に対応して加工する。エッチングにより、このレジストマスク膜を用いて第２配線２７ｂを形成する。
【００８５】
以下、同様にして、第３絶縁膜２６ｃと、第３コンタクトプラグ２８ｃと、第３配線２７ｃと、第４絶縁膜２６ｄとをこの順にそれぞれ形成する。
【００８６】
さらに、この第４絶縁膜２６ｄ（層間絶縁膜）上をエッチングによりレンズ面状の凹部を形成し、その凹部上に、熱だれにより両面レンズ状の第１層内マイクロレンズ８を形成する。本実施形態３では、第４絶縁膜２６ｄとしてアクリル樹脂材料を用いて形成した。また、第１層内マイクロレンズ８もアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００８７】
続いて、第４絶縁膜２６ｄおよびその上の第１層内マイクロレンズ８が形成された基板部上に接して、凹レンズ状の第２層内マイクロレンズ９Ａを形成する。本実施形態３では、第２層内マイクロレンズ９Ａとしてアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００８８】
その後、第２層内マイクロレンズ９Ａが形成された基板部上に、上面が平坦化するように第５絶縁膜２６ｅを形成する。本実施形態３では、第５絶縁膜２６ｅとしてアクリル樹脂材料を用いて形成した。
【００８９】
さらに、平坦化膜としての第５絶縁層２６ｅ上に、各色毎に配置されたカラーフィルタ２９が形成され、その上に平坦化膜としての第６絶縁膜２６ｆが形成され、さらにその上にマイクロレンズ７が形成されて、本実施形態３のＣＭＯＳ型イメージセンサ３０が作製される。
【００９０】
以上により、上記実施形態１〜３によれば、マイクロレンズ７とフォトダイオード１との間に、上下の層間絶縁膜よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズ８と、上下の層間絶縁膜よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズ９または９Ａを設ける。各画素部への入射光は、マイクロレンズ７により集光された後、第１層内マイクロレンズ８によりフォトダイオード１の中心方向へ曲げられ、第２層内マイクロレンズ９または９Ａによりフォトダイオード１の中心方向へさらに曲げられる。これによって、フォトダイオード１上にマイクロレンズ７を有する固体撮像装置において、入射角度が大きい斜め光Ｌ２をもフォトダイオード１上に入射させつつ、集光焦点をフォトダイオード１の表面付近に設定して、フォトダイオード１の感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性を向上させることができる。
【００９１】
なお、上記実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、受光素子としてのフォトダイオード１とマイクロレンズ７との間に、上下の層間絶縁膜よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズ８と、上下の層間絶縁膜よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズ９または９Ａとが配置されていれば、入射角度が大きい斜め光をも受光素子に入射させつつ、集光焦点を受光素子表面付近に設定して、感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性を共に向上させることができる本発明の目的を達成することができる。
【００９２】
また、上記実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、上記実施形態１、２のＣＣＤ型イメージセンサ１０，１０Ａおよび２０のいずれかまたは、上記実施形態３のＣＭＯＳ型イメージセンサ３０を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載カメラ、テレビジョン電話用カメラおよび携帯電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。
【００９３】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態１、２のＣＣＤ型イメージセンサ１０，１０Ａおよび２０のいずれかまたは、上記実施形態３のＣＭＯＳ型イメージセンサ３０を撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００９４】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、被写体からの画像光を撮像するＣＣＤ型イメージセンサおよびＣＭＯＳ型イメージセンサなどの固体撮像装置であって、特に、感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性が良好な固体撮像装置および、この固体撮像装置を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、受光素子とマイクロレンズとの間に、上下の層よりも屈折率が大きい凸状の第１層内マイクロレンズと、上下の層よりも屈折率が小さい凹状の第２層内マイクロレンズの２つの層内マイクロレンズを設けることによって、角度が大きい斜め入射光をも受光素子に集光させて、感度、Ｆ値特性および輝度シェーディング特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態１に係る固体撮像装置であるＣＣＤ型イメージセンサの要部構成例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＣＣＤ型イメージセンサの変形例を示す縦断面図である。
【図３】図２のＣＣＤ型イメージセンサとの比較例として、層内マイクロレンズを二枚用いた場合の要部構成例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る固体撮像装置であるＣＣＤ型イメージセンサの要部構成例を示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る固体撮像装置であるＣＭＯＳ型イメージセンサの要部構成例を示す縦断面図である。
【図６】従来のＣＣＤ型イメージセンサの要部構成例を示す縦断面図である。
【図７】従来のＣＭＯＳ型イメージセンサに層内レンズを設けた場合の要部構成例を示す縦断面図である。
【図８】レンズの明るさを示すＦ値特性を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００９７】
１、２２  フォトダイオード
２ａ、２３  電荷転送部
２ｂ  ゲート電極
３  遮光膜
４、５、６、６ａ、６ｂ  層間絶縁膜（層間膜または層）
７、３１  マイクロレンズ
８  第１層内マイクロレンズ
９、９Ａ、１２  第２層内マイクロレンズ
１１、２９  カラーフィルタ
１０、１０Ａ、２０  ＣＣＤ型イメージセンサ
２１  半導体基板
２４  ゲート絶縁膜
２５  ゲート電極膜（ゲート電極）
２６、２６ａ〜２６ｆ  第１〜第６絶縁膜（層間絶縁膜または層）
２７、２７ａ〜２７ｃ  第１〜第３配線（多層配線）
２８ａ〜２８ｃ  第１〜第３コンタクトプラグ（接続部）
３０  ＣＭＯＳ型イメージセンサ
Ａ１、Ａ２  フォトダイオードからマイクロレンズまでの距離
Ｌ１  真上から入る入射光
Ｌ２  入射角度が大きい入射光
ＦＤ  フローティングディフュージョン部
【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６】
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【図７】
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【図８】
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