(57)【要約】【課題】隣接する画素から漏れ込む光によって発生する混色を抑制することが可能な固体撮像素子を提供する。【解決手段】光電変換がなされるセンサ部１１と、センサ部１１に対応するカラーフィルタ１５と、センサ部１１とカラーフィルタ１５との間に形成される絶縁層１４と、絶縁層１４内に形成される遮光層１７とからなる画素１０を有し、遮光層１７が、絶縁層１４よりも屈折率の低い層によって形成され、画素分離部に沿って、センサ部１１に対して垂直、又は、略垂直に形成されている固体撮像素子を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換がなされるセンサ部と、前記センサ部に対応するカラーフィルタと、前記センサ部と前記カラーフィルタとの間に形成される絶縁層と、前記絶縁層内に形成される遮光層とからなる画素を有し、
前記遮光層が、絶縁層よりも屈折率の低い層によって形成され、画素分離部に沿って、前記センサ部に対して垂直、又は、略垂直に形成されていることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記遮光層がエアギャップにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記遮光層が、ＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２から選ばれる少なくとも１種類以上を含むことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記絶縁層が、ＳｉＯ２，ＳｉＮ，ＳｉＣ，ＴｉＯ，ＳｉＯＸＮ（Ｘ−１）（ただし０＜Ｘ＜１）から選ばれる少なくとも１種類以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記画素内に、赤外カットフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記赤外カットフィルタの側壁に前記遮光層が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記赤外カットフィルタがメサ形状であることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接する画素から漏れ込む光を遮るための遮光層が設けられた固体撮像素子に係わる。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサ等に用いられる固体撮像素子においては、入射した光を各画素のフォトダイオードからなるセンサ部に集光し、さらに光電変換して信号としている。
【０００３】
フォトダイオードからなるセンサ部は、可視光全体の波長範囲に感度を有しているため、そのままでは色の情報が得られない。
そこで、カラー固体撮像素子では、カラーフィルタ、例えば赤、緑、青の各色に対応するフィルタを、各画素に設けている。
【０００４】
カラーフィルタの最も一般的な色配列は、２×２の４個のセルを、１つの赤のセル、１つの青のセル、２つの緑のセルとした、ベイヤー配列である。
他の色配列としては、例えば、２×２の４個のセルを、いわゆる補色系カラーフィルタを用いて、シアン、イエロー、マゼンタ、グリーンの４色に分けた配列がある。
それぞれの純粋な色は、各色のカラーフィルタを通過して得られた信号を、補正アルゴリズムにより演算して補正することにより、得ることができる。
【０００５】
通常のカラーフィルタは、適切な吸収・透過特性を有する、特殊な有機材料により構成される。例えば、色素を含有したレジスト等が挙げられる。
【０００６】
カラーフィルタを用いた場合、カラーフィルタが完全な波長フィルタではない、という問題がある。例えば、赤のセルに入る光のすべてが赤の光というわけではない。
そのため、各色のカラーフィルタからの入力から、より純粋な色を復調することができるように、補正アルゴリズムを工夫している。また、各色のカラーフィルタの分光特性の重なりを、純粋な色の推論を助けるように活用することができるため、イメージセンサが使用される様々な条件下においても、一定の混合結果が供給される。
【０００７】
また、半導体は、赤外光に対して吸収感度を有する。このため、Ｓｉ半導体を用いた固体撮像素子などにおいては通常、可視光を遮らずに、赤外光を除去するための赤外カットフィルタが設けられている。この赤外カットフィルタは、通常、固体撮像素子の外部に設けられており、全画素に共通して１つの赤外カットフィルタが設けられている。
これに対して、赤外光を検知する画素を設けて、可視光を検知する画素から得られる画像信号を増強、補助する構成が提案されている。この構成では、赤外カットフィルタを外部に設ける代わりに、可視光を検知する画素に、内蔵赤外カットフィルタを設けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図１３は、従来のＣＭＯＳイメージセンサにおいて、内蔵赤外カットフィルタを有さない固体撮像素子の概略構成図（断面図）である。そして、図１４は、内蔵赤外カットフィルタを有する固体撮像素子の概略構成図（断面図）である。
【０００９】
図１３及び図１４に示した固体撮像素子は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各色の光に対応するカラー画素６０，８０と、可視光、赤外光等のすべての光に対応する白画素７０，９０とから形成される。
これらのカラー画素６０，８０、及び白画素７０，９０では、シリコン基板上に、受光した光に対応して光電変換が行われるセンサ部６１，７１，８１，９１と、センサ部６１，７１，８１，９１上に形成されたオプティカル・カップリング層６２，７２，８２，９２が形成されている。
【００１０】
そして、各画素のセンサ部６１，７１，８１，９１上を除く部分には、配線層６９，８９が形成される。また、センサ部６１，７１，８１，９１及びオプティカル・カップリング層６２，７２，８２，９２の上には、絶縁層６４，７４，８４，９４が設けられている。配線層は、１層又は２層以上の配線が設けられ、この配線を覆うように絶縁層が設けられて構成されるが、これらの図では簡略化して示している。
【００１１】
そして、オプティカル・カップリング層６２，７２，８２，９２の上方には、絶縁層６４，７４，８４，９４を介して、画素内に入射した光をセンサ部６１，７１，８１，９１に集光するため、層内レンズ６３，７３，８３，９３がそれぞれ２層形成されている。
【００１２】
また、図１４に示す構成では、カラー画素８０において、センサ部８１と層内レンズ８３との間に、絶縁層８４を介して、赤外カットフィルタ８８が形成されている。
なお、白画素９０では、可視光及び赤外光を含むすべての波長を使用するため、赤外カットフィルタは設けられていない。
【００１３】
カラー画素６０，８０の絶縁層６４，８４の上部には、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各色に対応したカラーフィルタ６５，８５が形成されている。また、白画素７０，９０の絶縁層７４，９４の上部には、可視光、赤外光等を透過する白色フィルタ７５，９５が形成されている。
なお、白色フィルタという名称のフィルタは存在しないが、説明を簡単にするため、以下、可視光及び赤外光を共に透過する層を、「白色フィルタ」と呼ぶことにする。
カラーフィルタ６５，８５及び白色フィルタ７５，９５の上部には、表面が上側に凸な曲面であるオンチップレンズ６６，７６，８６，９６が形成されている。
【００１４】
図１３に示すように、白画素７０に入射する入射角の大きな光線１０１が、画素分離部を越えて、カラー画素６０のセンサ部６１に入射する。このため、センサ部６１に、カラー画素６０内の光と隣接する白画素７０から漏れこんだ光が入射し、カラー画素６０において混色が発生する。また、カラー画素６０に入射した一部の光線１００が、センサ部６１まで到達しないため、カラー画素６０の実感度が低下する。
【００１５】
また、図１４に示すように、カラー画素において赤外カットフィルタを用いた固体撮像素子では、各カラー画素に対して赤外カットフィルタ８８をそれぞれ設けなければならない。
また、この赤外カットフィルタ８８は、屈折率の異なる誘電体等の材料を複数積層することによってある程度の厚さをもって形成されている。このため、赤外カットフィルタ８８を用いた固体撮像素子の構造は、赤外カットフィルタ８８の厚さの分、全体の厚さが増加してしまう。
【００１６】
赤外カットフィルタ８８を設けることにより、全体の厚さが増加するので、オンチップレンズ８６，９６からセンサ部８１，９１までの距離が増加する。このため、隣接する白画素９０から漏れ込む光線１０３による混色の発生が増加する。また、カラー画素８０から隣接する白画素９０に光線１０２が漏れることによって、カラー画素８０の実感度が低下する。
【００１７】
図１３及び図１４に示したように、入射角の大きな光線１０１，１０３が、１つの画素からの隣接する画素に漏れている。図１３及び図１４に示した固体撮像素子の場合、中央のカラー画素６０，８０は、ＲＧＢのいずれかの色を有する画素であり、この両隣の白画素７０，９０は、可視光だけでなく、赤外光までも含めたすべての波長に対応した画素である。
従って、白画素７０，９０に入射する光の入射角が大きいと、この白画素７０，９０に入射する可視光及び赤外光を含むすべての波長が、赤色のカラー画素６０，８０に漏れる。これにより、カラー画素６０，８０において、ＲＧＢの３つのカラーフィルタからの３原色全体で計算による信号処理で補正を行なった場合においても、正確な色を再現することが困難になる。
【００１８】
このため、混色の発生を抑制するために、各画素のセンサ部の上方に、屈折率の異なる材料を挿入することにより、センサ部の上部に導波路構造を形成することが提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
導波路構造を形成することにより、各画素に入射角の大きな光が入射した場合でも、導波路構造内において、屈折率の差を利用して反射させることにより、隣接する光が漏れるのを防ぐことができる。
【００１９】
【特許文献１】特開２００６−１９０９５８号公報
【特許文献２】特表２００３−５１７６３５号公報
【特許文献３】米国特許第６８６１６８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述の導波路構造を有する固体撮像素子を形成するためには、絶縁層に深い穴を形成した後に、屈折率の高い材料を穴に埋め込む必要がある。
そのため、画素が微細化されるに従い、穴のアスペクト比（幅と高さの比）が大きくなり、穴をあける加工や材料の埋め込みが難しくなっていく。
また、導波路構造を形成するための工程を追加する必要があるため、生産効率やコストの面から商業的には実現することが困難である。
【００２１】
また、内蔵赤外カットフィルタを有する固体撮像素子に、導波路構造を適用した場合、内蔵赤外カットフィルタを形成する工程と、導波路構造を形成する工程とを、それぞれ行う必要があるため、工程が複雑になり、生産効率やコストの面から商業的には実現することが困難である。
【００２２】
このように、固体撮像素子において、センサ部に到達するまでに隣接する画素から漏れる光を除去し、混色を抑制する構造を持つことは非常に困難である。
【００２３】
上述した問題の解決のため、本発明においては、隣接する画素から漏れ込む光によって発生する混色を抑制することが可能な固体撮像素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の固体撮像素子は、光電変換がなされるセンサ部と、センサ部に対応するカラーフィルタと、センサ部とカラーフィルタとの間に形成される絶縁層と、絶縁層内に形成される遮光層とからなる画素を有し、遮光層が、絶縁層よりも屈折率の低い層によって形成され、画素分離部に沿って、センサ部に対して垂直、又は、略垂直に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の固体撮像素子では、センサ部とカラーフィルタとの間に、絶縁層が形成されている。そして、この絶縁層内に、遮光層として、絶縁層よりも屈折率の低い層が画素分離部に沿って垂直、又は、略垂直に形成されている。本発明の固体撮像素子において、遮光層が形成される略垂直の角度とは、センサ部に対して垂直から約１０度までの傾きの範囲を含む。
これにより、遮光層の屈折率が絶縁層よりも低いため、隣接する画素から光が漏れ込む場合に、絶縁層内に設けられた遮光層の表面で漏れ込む光を全反射する。
また、センサ部とカラーフィルタとの間の絶縁層内に遮光層を設けることにより、カラーフィルタを通過した特定の色を有する光を遮光層の表面で全反射する。
【発明の効果】
【００２６】
上述した本発明の固体撮像素子の構成によれば、画素内に遮光層を有することにより、隣接する画素からの光が漏れ込むのを防ぎ、混色の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図（断面図）を、図１に示す。図１は、本発明をＣＭＯＳ型固体撮像素子に適用した場合である。
【００２８】
第１の実施の形態の固体撮像素子は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各色の光に対応するカラー画素１０と、可視光、赤外光等のすべての光に対応する白画素２０とから形成される。
カラー画素１０及び白画素２０では、シリコン基板上に、受光した光に対応して光電変換が行われるセンサ部１１，２１と、センサ部１１，２１上に形成されたオプティカル・カップリング層１２，２２が形成されている。
【００２９】
センサ部１１，２１は、図示しないが第１導電型、例えばｎ型の半導体領域から成り、シリコン基板上に形成された第２導電型、例えばｐ型の半導体領域によってフォトダイオードが構成される。
各画素のセンサ部１１，２１の間には、図示しないが、例えば第２導電型（ｐ型）の素子分離領域が形成されていることにより、隣接する画素が分離されている。
【００３０】
各画素のセンサ部１１，２１上を除く部分には、配線層１９が形成されている。そして、センサ部１１，２１及びオプティカル・カップリング層１２，２２上には、絶縁層１４，２４が設けられている。配線層は、図示しないが１層又は２層以上の配線が設けられ、この配線を覆うように絶縁層が設けられて構成されるが、この図では簡略化して示している。
【００３１】
そして、カラー画素１０において、絶縁層１４を介して遮光層１７が形成されている。
遮光層１７は、カラー画素１０内に在り、素子分離部に沿って、センサ部１１に対して略垂直に形成されている。
また、カラー画素１０の遮光層１７の上部に絶縁層１４を介して、画素内に入射した光をセンサ部１１に集光するため、層内レンズ１３が２層形成されている。また、白画素２０の絶縁層２４内に、画素内に入射した光をセンサ部２１に集光するため、層内レンズ２３が２層形成されている。
【００３２】
絶縁層１４，２４は、固体撮像素子の絶縁層として通常用いられている材料、例えばＳｉＯ２等を用いることができる。
特に、絶縁層１４，２４の材料に、ＳｉＮ，ＳｉＣ，ＴｉＯ，ＳｉＯＸＮ（Ｘ−１）（ただし０＜Ｘ＜１）等の屈折率の高い物質を用いることが好ましい。
絶縁層１４，２４に屈折率の高い物質を用いることにより、絶縁層１４，２４と、屈折率の低い層によって構成される遮光層１７との屈折率の差を大きく採りやすくなる。
また、絶縁層１４，２４に屈折率の高い物質を用いることにより、屈折率の低い層によって構成される遮光層１７に使用できる物質の屈折率の選択範囲が広がる。このため、遮光層１７を、通常の半導体材料として用いられているＳｉＯ２等によって構成することもできる。
【００３３】
カラー画素１０の絶縁層１４の上部には、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各色に対応したカラーフィルタ１５が形成されている。また、白画素２０の絶縁層２４の上部には、可視光、赤外光等を透過する白色フィルタ２５が形成されている。
カラーフィルタ１５及び白色フィルタ２５の上部には、表面が上側に凸な曲面であるオンチップレンズ１６、２６が形成されている。
【００３４】
なお、白画素２０に設けられる白色フィルタ２５は、可視光及び赤外光を含む全ての波長の成分を通過させるものであればよく、カラーフィルタを設けない構成や、透明なフィルタを設ける構成であってもよい。
【００３５】
白色フィルタ２５を用いて、可視光及び赤外光を含むすべての光をセンサ部２１で検知することにより、赤外光による画像、又は、赤外光と可視光とが混在した画像を得ることができる。また、各色のカラーフィルタ１５を通して対応するセンサ部１１で検知することで可視光によるカラー画像を得ることができる。
このため、赤外光と可視光の両方から撮像することが可能であり、感度を高くすることができる。また、赤外光と可視光との両方から撮像した画像が得られるが、両者の差分を取ることにより赤外光のみの画像が得られる。
【００３６】
オプティカル・カップリング層１２，２２は、例えば、ＳｉＮやＳｉＯＮなどによって構成され、絶縁層１４，２４を形成する材料の屈折率とセンサ部１１，２１を形成する材料との屈折率との間の屈折率を有する材料によって形成される。
オプティカル・カップリング層１２，２２は、オンチップレンズ１６，２６及び層内レンズ１３，２３によって集光された光が、絶縁層１４、２４を通過して絶縁層１４，２４からセンサ部１１，２１へ入射する際に、絶縁層１４，２４の屈折率とセンサ部１１，２１の屈折率との差を緩和するために設けられている。
【００３７】
上述の遮光層１７は、絶縁層１４よりも屈折率の低い層によって構成されている。
絶縁層１４の屈折率と、遮光層１７の屈折率とは、全反射条件を用いることができるような屈折率の差があることが好ましい。
【００３８】
絶縁層１４よりも屈折率の低い層としては、エアギャップ、又は、絶縁層１４よりも屈折率の低い材料、例えば、ＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２等の低屈折材料を用いることにより構成される。
【００３９】
遮光層１７をエアギャップによって構成することにより、他の物質を用いて遮光層１７を構成するよりも、低い屈折率を実現することができる。また、エアギャップは安定性が高いため、固体撮像素子を形成する他の部分との反応や混合が発生しない。特にエアギャップが真空であれば、より安定性が高い遮光層１７を形成することができる。
また、遮光層１７をエアギャップによって構成した場合、全反射条件を用いるため、厚さによる影響を受けず、エアギャップの厚さにばらつきがあっても反射条件が変化しない。
【００４０】
また、遮光層１７を、絶縁層１４よりも屈折率の低い材料、例えば、ＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２等を用いて構成することにより、後述する製造工程において、エアギャップを用いる構成よりも、製造するための工程が少なくなる。このため、固体撮像素子を製造する工程が容易であり、生産効率やコストの面で優れる。
【００４１】
遮光層１７を、絶縁層１４，２４よりも屈折率の低い層によって構成することにより、カラー画素１０のオンチップレンズ１６から、カラーフィルタ１５を通過した光線５０が、絶縁層１４を介して隣接する白画素２０へ漏れ込む場合においても、遮光層１７の表面で全反射される。これにより、光線５０を元のカラー画素１０内のセンサ部１１に到達させることができる。
また、隣接する白画素２０へ入射した光線５１が、オンチップレンズ２６を通り、カラー画素１０側へ漏れ込んだ場合に、遮光層１７の表面で全反射される。これにより、光線５１を元の白画素２０内のセンサ部２１へ到達させることができる。
【００４２】
このとき、遮光層１７は、センサ部１１に対して垂直か、若しくは、図１に示したように、光の入射側が狭く、センサ部１１側が広くなるように、垂直よりもやや傾いた形状で形成する。
遮光層１７を垂直よりやや傾いた形状、例えば７度程度傾けて形成することにより、遮光層１７が垂直の場合よりも、隣接する白画素２０から漏れ込む光線５１が元の白画素２０内のセンサ部２１に到達しやすい。また、カラー画素１０内から隣接する白画素２０に漏れ込む光線５０が、遮光層１７に反射して、センサ部１１に到達しやすくなる。
【００４３】
このため、遮光層１７に、絶縁層１４よりも屈折率の低い層を設けることにより、カラー画素１０内に入射した光が隣接する白画素２０に漏れるのを抑制し、また、隣接する白画素２０内に入射した光がカラー画素１０に漏れ込むことを抑制することができる。これにより、入射した光を効率良くセンサ部１１，２１まで到達させることができ、固体撮像素子の実感度を向上させることができる。
また、隣接する白画素２０のセンサ部２１に、カラーフィルタ１５を通過した光が漏れるのを抑制できるため、混色の発生を抑制することができる。
【００４４】
特に、白画素２０では、カラーフィルタ１５の代わりに、可視光及び赤外光を含む全ての波長を透過する白色フィルタ２５が設けられているため、この白色フィルタ２５を透過する光量が、カラーフィルタ１５を透過する光量よりも多くなる。このため、光線５１が隣接するカラー画素１０のセンサ部１１に漏れ込んだ場合に、センサ部１１に到達する光量が多く、白画素２０から漏れこむ光の影響による混色は、カラーフィルタを有する画素から漏れ込む光の影響よりも大きくなる。
しかし、上述の構成を設けることにより、隣接する白画素２０から漏れ込む光が遮光層１７の表面で全反射され、混色を抑制することができる。
【００４５】
遮光層１７の厚さは、その構成によって異なるが、遮光層１７に入射する光を反射するためには、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。
遮光層１７をエアギャップによって構成する場合には、全反射条件が厚さに依存しないため、遮光層１７の厚さは任意の厚さで形成することができるが、屈従来の固体撮像素子に適用するためには、２０ｎｍ以上であることが製造工程上好ましい。また、遮光層１７が５０ｎｍを超えると遮光層１７が厚くなるため、デバイス全体を小型化することが困難になる。
なお、遮光層１７を低屈折材料によって構成する場合にも、遮光層１７をエアギャップによって構成する場合と同様の理由で、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。
【００４６】
上述のように、遮光層１７をカラー画素１０内に形成することにより、例えば、カラー画素１０と白画素２０との画素分離部の全面に遮光層を形成し、隣接する画素に漏れ込む光を反射するような構造に比べて、遮光層を小さくすることができる。このため、デバイスを設計する際の自由度が向上する。
さらに、デバイスのセンサ部からオンチップレンズまでが厚くなった場合でも、遮光層１７で光を反射することにより、混色を抑制することができる。このため、デバイスの設計において、設計の自由度が向上する。
特に、図１に示したようなＣＭＯＳ型固体撮像素子では、多層配線をセンサ部１１，２１の上方に形成する必要があるため、センサ部からオンチップレンズまでの距離が大きくなりやすい。しかし、このようにデバイスが厚くなった場合においても、遮光層１７によって混色を抑制することができる。
【００４７】
なお、図１に示した第１の実施の形態の固体撮像素子には赤外カットフィルタを設けていないが、カラー画素１０の内部に内蔵赤外カットフィルタを設ける構成としてもよい。
この場合の赤外カットフィルタは、カラー画素１０の内部であって、遮光層１７の上方に設けるか、若しくは、カラー画素１０の内部であって、センサ部１１と遮光層１７との間に設けることができる。
これにより、カラー画素１０内に内蔵赤外カットフィルタが形成された固体撮像素子を構成することができる。
【００４８】
次に、図２Ａ〜Ｃ、図３Ｄ〜Ｆ、図４Ｇ〜Ｈを用いて、第１の実施の形態の固体撮像素子において、遮光層１７をエアギャップによって構成する場合の製造方法について説明する。
【００４９】
まず、配線と、この配線を覆う絶縁層とを順次成膜することにより、配線層１９を形成する。
その後、図２Ａに示すように、ＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２等によって絶縁層１４，２４を、遮光層１７を設ける高さまで形成する。
【００５０】
次に、絶縁層１４，２４を公知のエッチング方法を用いて、図２Ｂに示すようにセンサ部１１上の絶縁層１４がメサ形状となるようにエッチングする。
【００５１】
次に、絶縁層１４，２４の全面に、絶縁層１４を構成する材料よりも、エッチングされやすい物質を被覆して、犠牲層１７Ａを構成する。例えば、絶縁層１４をＳｉＯ２で形成した場合には、ＳｉＯ２よりもエッチングされやすいポリシリコンを用いることによって、犠牲層１７Ａを構成する。
【００５２】
次に、犠牲層１７Ａに対して、異方性エッチングを行う。これにより、犠牲層１７Ａの内、メサ形状の絶縁層１４の側壁に形成されていた部分を残してエッチングすることができる。そして、図３Ｄに示すように、メサ形状の側壁に犠牲層１７Ｂを形成することができる。
【００５３】
次に、絶縁層１４，２４及びメサ形状の側壁に形成した犠牲層１７Ｂ上に、再びＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２等によって絶縁層１４Ａを形成する。
これにより、図３Ｅに示すように絶縁層１４と、絶縁層１４Ａとの間に犠牲層１７Ｂを埋め込んだ形状を形成することができる。
【００５４】
次に、公知のフォトリソグラフィ及びエッチングにより、メサ形状の絶縁層１４及び側壁に形成された犠牲層１７Ｂ上を残して、絶縁層１４Ａをエッチング除去する。これにより、図３Ｆに示すように、メサ形状の絶縁層１４及び側壁に形成された犠牲層１７Ｂ上に絶縁層１４Ｂが形成される。
このとき、絶縁層１４と絶縁層１４Ｂとの間には、空隙２７が設けられることによって分離されている。そして、この空隙２７から、犠牲層１７Ｂの一部が露出されている。
【００５５】
次に、メサ形状の側壁に形成した犠牲層１７Ｂを選択エッチングする。これにより、図４Ｇに示すように、メサ形状の絶縁層１４の側壁と、絶縁層１４Ｂとの間に空洞部１７Ｃを形成する。
このとき、上述のとおり、犠牲層１７Ｂが絶縁層１４Ｂよりもエッチングされやすい材料で形成されることにより、犠牲層１７Ｂの選択エッチングが可能となる。
【００５６】
次に、空洞部１７Ｃを残して、ＣＶＤ法等を用いてＳｉＯ２等によって絶縁層１４，１４Ｂ，２４上に、絶縁層１４，２４を形成する。これにより、絶縁層１４内に埋め込まれた空洞部１７Ｃが、エアギャップとなる。そして、図４Ｈに示すように、絶縁層１４内に、エアギャップによって形成された遮光層１７を形成することができる。
【００５７】
なお、図２Ｂで示した絶縁層１４のエッチングの際、メサ形状の側壁の傾斜角度が大きいと、犠牲層１７Ａを成膜した後、図３Ｄで示した工程で行うエッチングの際に、メサ形状の側壁に形成される犠牲層１７Ｂが残らなくなる。このため、メサ形状の側壁の傾斜角度は７度程度が好ましい。
【００５８】
また、遮光層１７を、センサ部１１に対して垂直に形成する場合には、図２Ｂで示した、エッチング後の絶縁層の形状をメサ形状ではなく、絶縁層１４の凸部の側壁が垂直になるようにエッチングを行う。これにより、メサ形状の側壁に形成される犠牲層１７Ｂがセンサ部１１に対して垂直に形成されるため、空洞部１７Ｃを、センサ部１１に対して垂直に形成することができる。従って、エアギャップによる遮光層１７をセンサ部１１に対して垂直に形成することができる。
【００５９】
この後、公知の方法により、絶縁層１４，２４内に、ＵＶ−ＳｉＮ膜等により層内レンズ１３，２３を形成する。さらに、絶縁層１４，２４上にＲＧＢのいずれかのカラーフィルタ１５と、白色フィルタ２５を形成した後、オンチップレンズ１６，２６を順次形成する。
【００６０】
以上の方法により、遮光層１７がエアギャップによって形成された第１の実施の形態の固体撮像素子を製造することができる。
【００６１】
次に、図５Ａ〜Ｃ、図６Ｄ〜Ｅを用いて、第１の実施の形態の固体撮像素子において、遮光層１７を、ＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２等の低屈折率の材料によって構成する場合の製造方法について説明する。
【００６２】
まず、配線と、この配線を覆う絶縁層とを順次成膜することにより、配線層１９を形成する。
その後、図５Ａに示すように、ＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２等によって絶縁層１４，２４を、遮光層１７を設ける高さまで形成する。
【００６３】
次に、絶縁層１４，２４を公知のエッチング方法を用いて、図５Ｂに示すようにセンサ部１１上の絶縁層１４がメサ形状となるようにエッチングする。
【００６４】
次に、絶縁層１４，２４の全面に、絶縁層１４よりも屈折率の低い材料、例えば、ＣａＦ２を被覆する。これにより、図５Ｃに示すように、絶縁層１４，２４上の全面に、低屈折率の遮光層１７Ｄが形成される。
【００６５】
次に、遮光層１７Ｄに対して、異方性エッチングを行う。これにより、図６Ｄに示すように、遮光層１７Ｄのメサ形状の絶縁層１４の側壁に形成されていた部分を残してエッチングすることができ、メサ形状の側壁に遮光層１７を形成することができる。
【００６６】
次に、絶縁層１４，２４及び遮光層１７上に、再びＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２等によって絶縁層１４，２４を形成する。
これにより、図６Ｅに示すように絶縁層１４内に遮光層１７を埋め込んだ形状を形成することができる。
【００６７】
なお、図５Ｂで示した絶縁層１４のエッチングの際、メサ形状の側壁の傾斜角度が大きいと、遮光層１７Ｄを成膜した後、図６Ｄで示した工程で行うエッチングの際に、メサ形状の側壁に遮光層１７が残らなくなる。このため、メサ形状の側壁の傾斜角度は７度程度が好ましい。
【００６８】
また、遮光層１７を、センサ部１１に対して垂直に形成する場合には、図５Ｂで示した、エッチング後の絶縁層の形状をメサ形状ではなく、絶縁層１４の凸部の側壁が垂直になるようにエッチングを行う。これにより、遮光層１７をセンサ部１１に対して垂直に形成することができる。
【００６９】
この後、公知の方法により、絶縁層１４，２４内に、ＵＶ−ＳｉＮ膜等により層内レンズ１３，２３を形成する。さらに、絶縁層１４，２４上にＲＧＢのいずれかのカラーフィルタ１５と、白色フィルタ２５を形成した後、オンチップレンズ１６，２６を順次形成する。
【００７０】
以上の方法により、遮光層１７が低屈折率材料によって構成された第１の実施の形態の固体撮像素子を製造することができる。
【００７１】
上述の製造方法によれば、従来から半導体製造プロセスにおいて用いられている、ＣＶＤ（chemical vapour deposition）法や、ドライエッチング等、公知のエッチング方法及び積層方法を用いることにより、遮光層１７を有する固体撮像素子を製造することができる。このため、特殊な工程を用いる必要が無く、簡易な方法により固体撮像素子を製造することができる。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図（断面図）を、図７に示す。図７は、本発明をＣＭＯＳ型固体撮像素子に適用した場合である。
【００７３】
第２の実施の形態の固体撮像素子は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各色の光に対応するカラー画素３０と、可視光、赤外光等のすべての光に対応する白画素４０とから形成される。
カラー画素３０及び白画素４０では、シリコン基板上に、受光した光に対応して光電変換が行われるセンサ部３１，４１と、センサ部３１，４１上に形成されたオプティカル・カップリング層３２，４２が形成されている。
【００７４】
センサ部３１，４１は、図示しないが第１導電型、例えばｎ型の半導体領域から成り、シリコン基板上に形成された第２導電型、例えばｐ型の半導体領域によってフォトダイオードが構成される。
各画素のセンサ部３１，４１の間には、図示しないが、例えば第２導電型（ｐ型）の素子分離領域が形成されていることにより、隣接する画素が分離されている。
【００７５】
各画素のセンサ部３１，４１上を除く部分には、配線層３９が形成されている。そして、センサ部３１，４１及びオプティカル・カップリング層３２，４２上には、絶縁層３４，４４が設けられている。配線層は、図示しないが１層又は２層以上の配線が設けられ、この配線を覆うように絶縁層が設けられて構成されるが、この図では簡略化して示している。
【００７６】
カラー画素３０において、絶縁層３４を介して、赤外カットフィルタ３８が設けられている。そして、赤外カットフィルタ３８の側面に、素子分離部に沿ってセンサ部３１に対して略垂直な遮光層３７が形成されている。
また、カラー画素３０の赤外カットフィルタ３８の上部に絶縁層３４を介して、画素内に入射した光をセンサ部３１に集光するため、層内レンズ３３が２層形成されている。また、白画素４０の絶縁層４４内に、画素内に入射した光をセンサ部４１に集光するため、層内レンズ４３が２層形成されている。
【００７７】
絶縁層３４，４４は、固体撮像素子の絶縁層として通常用いられている材料、例えばＳｉＯ２等を用いることができる。特に、ＳｉＮ，ＳｉＣ，ＴｉＯ，ＳｉＯＸＮＸ−１（ただし０＜Ｘ＜１）等の屈折率の高い物質を用いることが好ましい。
絶縁層３４，４４に屈折率の高い物質を用いることにより、絶縁層３４，４４と、屈折率の低い層によって構成される遮光層３７との屈折率の差を大きく採りやすくなる。
また、絶縁層３４，４４に屈折率の高い物質を用いることにより、屈折率の低い層によって構成される遮光層１７に使用できる物質の屈折率の選択範囲が広がる。このため、遮光層３７を、通常の半導体材料として用いられているＳｉＯ２等によって構成することもできる。
【００７８】
画素３０の絶縁層３４の上部には、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各色に対応したカラーフィルタ３５が形成されている。また、白画素４０の絶縁層４４の上部には、可視光、赤外光等を透過する白色フィルタ４５が形成されている。
カラーフィルタ３５及び白色フィルタ４５の上部には、表面が上側に凸な曲面であるオンチップレンズ３６、４６が形成されている。
【００７９】
なお、白画素４０に設けられる白色フィルタ４５は、可視光及び赤外光を含む全ての波長の成分を通過させるものであればよく、カラーフィルタを設けない構成や、透明なフィルタを設ける構成であってもよい。
【００８０】
白色フィルタ４５を用いて、可視光及び赤外光を含むすべての光をセンサ部４１で検知することにより、赤外光による画像、又は、赤外光と可視光とが混在して画像を得ることができる。また、各色のカラーフィルタ３５を通して対応するセンサ部３１で検知することで可視光によるカラー画像を得ることができる。
このため、赤外光と可視光の両方から撮像することが可能であり、感度を高くすることができる。また、赤外光と可視光との両方から撮像した画像が得られるが、両者の差分を取ることにより赤外光のみの画像が得られる。
【００８１】
オプティカル・カップリング層３２，４２は、例えば、ＳｉＮやＳｉＯＮなどによって構成され、絶縁層３４，４４を形成する材料の屈折率とセンサ部３１，４１を形成する材料との屈折率との間の屈折率を有する材料によって形成される。
そして、オンチップレンズ３６，４６及び層内レンズ３３，４３によって集光された光が、絶縁層３４、４４を通過し、絶縁層３４，４４からセンサ部３１，４１へ光が入射する際に、絶縁層３４，４４の屈折率とセンサ部３１，４１の屈折率との差を緩和するためにオプティカル・カップリング層３２，４２が設けられている。
【００８２】
上述の赤外カットフィルタ３８は、例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，ＳｉＮ等から選ばれた、それぞれ屈折率の異なる透明誘電体薄膜を交互に積層配置した多層膜から成り、赤外光を反射して可視光だけを透過する。
そして、この赤外カットフィルタ３８は、メサ形の断面形状を有している。
【００８３】
また、赤外カットフィルタ３８の上下と絶縁層３４との間にもオプティカル・カップリング層を設けることもできる。この場合のオプティカル・カップリング層は、例えば、ＳｉＮやＳｉＯＮなどによって構成され、絶縁層３４，４４を形成する材料の屈折率とセンサ部３１，４１を形成する材料との屈折率との間の屈折率を有する材料によって形成される。
赤外カットフィルタ３８の上下と絶縁層３４との間に、オプティカル・カップリング層を設けることにより、絶縁層３４と赤外カットフィルタ３８との屈折率の差を緩和することができる。
【００８４】
赤外カットフィルタ３８の側面に設けられた遮光層３７は、絶縁層３４よりも屈折率の低い層によって構成されている。
絶縁層３４の屈折率と、遮光層３７の屈折率とは、全反射条件を用いることができるような屈折率の差があることが好ましい。
【００８５】
絶縁層３４よりも屈折率の低い層としては、エアギャップ、又は、絶縁層３４よりも屈折率の低い材料、例えば、ＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２等の低屈折材料を用いることにより構成される。
【００８６】
遮光層３７をエアギャップによって構成することにより、他の物質を用いて遮光層３７を構成するよりも、低い屈折率を実現することができる。また、エアギャップは安定性が高いため、固体撮像素子を形成する他の部分との反応や混合が発生しない。特にエアギャップが真空であれば、より安定性が高い遮光層３７を形成することができる。
また、遮光層３７をエアギャップによって構成した場合、全反射条件を用いるため、厚さによる影響を受けず、エアギャップの厚さにばらつきがあっても反射条件が変化しない。
【００８７】
また、遮光層３７を、絶縁層３４よりも屈折率の低い材料、例えば、ＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２等を用いて構成することにより、後述する製造工程において、エアギャップを用いる構成よりも、製造するための工程が少なくなる。このため、固体撮像素子を製造する工程が容易であり、生産効率やコストの面で優れる。
【００８８】
遮光層３７を、絶縁層３４，４４よりも屈折率の低い層によって構成することにより、カラー画素３０のオンチップレンズ３６から、カラーフィルタ３５を通過した光線５２が、絶縁層３４を介して隣接する白画素４０へ漏れ込む場合においても、遮光層３７の表面で全反射される。これにより、光線５２を元のカラー画素１０内のセンサ部１１に到達させることができる。
また、隣接する白画素４０へ入射した光線５３が、オンチップレンズ４６を通り、カラー画素３０側へ漏れ込んだ場合に、遮光層３７の表面で全反射される。これにより、光線５３を元の白画素４０内のセンサ部４１へ到達させることができる。
【００８９】
このとき、赤外カットフィルタ３８の側面は、センサ部３１に対して垂直か、若しくは、図７に示したように、赤外カットフィルタ３８が、光の入射側が狭く、センサ部３１側が広いメサ形の形状であり、側面が垂直よりもやや傾いた形状である。そして、遮光層３７がこの側面に沿って形成されている。
赤外カットフィルタ３８の側面を垂直よりやや傾いた形状、例えば７度程度傾けた側面に、遮光層３７を形成することにより、隣接する白画素４０から漏れ込む光線５３が元の白画素４０内のセンサ部４１に到達しやすい。また、カラー画素３０内から隣接する白画素４０に漏れる光線５２が、遮光層３７に反射して、センサ部３１に到達しやすくなる。
【００９０】
このため、遮光層３７に絶縁層１４よりも屈折率の低い層を設けることにより、画素内に入射した光が隣接する画素に漏れるのを抑制し、また、隣接する画素内に入射した光が漏れ込むことを抑制することができる。これにより、入射した光を効率良くセンサ部３１，４１まで到達させることができ、固体撮像素子の感度を向上させることができる。
また、隣接する白画素４０のセンサ部４１に、カラーフィルタ３５を通過した光が漏れるのを抑制できるため、混色の発生を抑制することができる。
【００９１】
特に、画素４０では、カラーフィルタ３５の代わりに、可視光及び赤外光を含む全ての波長を透過する白色フィルタ４５が設けられているため、この白色フィルタ４５を透過する光量が多くなる。そして、この光が隣接するセンサ部３１に漏れた場合に、センサ部３１に到達する光量が、カラーフィルタ１５を透過する光量よりも多くなる。このため、光線５３が隣接するカラー画素３０のセンサ部３１に漏れ込んだ場合に、センサ部３１に到達する光量が多く、白画素４０から漏れこむ光の影響による混色は、カラーフィルタを有する画素から漏れ込む光の影響よりも大きくなる。
しかし、上述の構成を設けることにより、隣接する白画素２０から漏れ込む光を遮光層３７で反射することができるため、混色を抑制することができる。
【００９２】
赤外カットフィルタ３８の厚さは、除去すべき赤外光の量や、赤外カットフィルタを構成する材質等により、任意の厚さに構成することができる。
また、遮光層３７の厚さは、その構成によって異なるが、遮光層３７に入射する光を反射するためには、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。
遮光層３７をエアギャップによって構成する場合には、全反射条件が厚さに依存しないため、遮光層３７の厚さは任意の厚さで形成することができるが、屈従来の固体撮像素子に適用するためには、２０ｎｍ以上であることが製造工程上好ましい。また、遮光層３７が５０ｎｍを超えると遮光層３７が厚くなるため、デバイス全体を小型化することが困難になる。
なお、遮光層３７を低屈折材料によって構成する場合にも、遮光層３７をエアギャップによって構成する場合と同様の理由で、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。
【００９３】
上述のように、赤外カットフィルタ３８の側面に遮光層３７を形成することにより、固体撮像素子に、従来から用いられている赤外カットフィルタ３８の側面を遮光層３７として利用しているため、従来に比べて特別な構造を形成する必要が無く、隣接する画素に漏れ込む光による混色を抑制することができる。また、デバイスのセンサ部からオンチップレンズまでが厚くなった場合でも、遮光層３７で光を反射することにより、混色を抑制することができる。このため、デバイスの設計において、設計の自由度が向上する。
【００９４】
なお、本実施の形態では、赤外カットフィルタ３８の側面に遮光層３７を用いたが、これに限られない。例えば、バンドパスフィルタのように、特定の波長を透過することができる構成であり、センサ部３１の上部に絶縁層３４を介して形成され、側面に遮光層３７を形成することができる形状であれば、赤外カットフィルタ３８と同様に用いることができる。
【００９５】
次に、図８Ａ〜Ｃ、図９Ｄ〜Ｆ、図１０Ｇ〜Ｉを用いて、第２の実施の形態の固体撮像素子において、遮光層３７をエアギャップによって構成する場合の製造方法について説明する。
【００９６】
まず、配線と、この配線を覆う絶縁層とを順次成膜することにより、配線層３９を形成する。
その後、図８Ａに示すように、ＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２等によって絶縁層３４，４４を、赤外カットフィルタ３８を設ける高さまで形成する。
【００９７】
次に、図８Ｂに示すように、絶縁層３４，４４上に、赤外カットフィルタ３８となる誘電体薄膜、例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，ＳｉＮ等の屈折率の異なる透明誘電体薄膜を交互に積層配置して、誘電体多層膜３８Ａを形成する。
なお、誘電体多層膜３８Ａの最上部の層は、絶縁層３４，４４と同じものを積層して形成している。これにより、以降の工程で、赤外カットフィルタ３８上に形成した犠牲層３７Ａをエッチングする際に、犠牲層３７Ａが過剰にエッチングされた場合に、誘電体多層膜３８Ａの上部の絶縁層３４，４４がエッチングされることにより、赤外カットフィルタ３８の上部がエッチングされるのを防ぐことができる。
【００９８】
次に、公知のエッチング方法を用いて、誘電体多層膜３８Ａが図８Ｃに示すメサ形状の赤外カットフィルタ３８となるようにエッチングする。
【００９９】
次に、図９Ｄに示すように、赤外カットフィルタ３８及び絶縁層３４，４４の全面に、絶縁層３４を構成する材料よりも、エッチングされやすい物質を被覆して、犠牲層３７Ａを構成する。例えば、絶縁層３４をＳｉＯ２で形成した場合には、ＳｉＯ２よりもエッチングされやすいポリシリコンを用いることによって、犠牲層３７Ａを構成する。
【０１００】
次に、犠牲層３７Ａに対して、異方性エッチングを行う。これにより、犠牲層３７Ａの内、赤外カットフィルタ３８の側壁に形成されていた部分を残してエッチングすることができる。そして、図９Ｅに示すように、メサ形状の側壁に犠牲層３７Ｂを形成することができる。
【０１０１】
次に、絶縁層３４，４４及び赤外カットフィルタ３８の側壁に形成した犠牲層３７Ｂ上に、再びＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２等によって絶縁層３４Ａを形成する。
これにより、図９Ｆに示すように絶縁層３４と、絶縁層３４Ａとの間に犠牲層３７Ｂを埋め込んだ形状を形成することができる。
【０１０２】
次に、公知のフォトリソグラフィ及びエッチングにより、メサ形状の赤外カットフィルタ３８及び側壁に形成された犠牲層３７Ｂ上を残して、絶縁層３４Ａをエッチング除去する。これにより、図１０Ｇに示すように、メサ形状の赤外カットフィルタ３８及び側壁に形成された犠牲層３７Ｂ上に絶縁層３４Ｂが形成される。
このとき、絶縁層３４と絶縁層３４Ｂとの間には、空隙４７が設けられることによって分離されている。そして、この空隙４７から、犠牲層３７Ｂの一部が露出されている。
【０１０３】
次に、メサ形状の赤外カットフィルタ３８の側壁に形成した犠牲層３７Ｂを選択エッチングする。これにより、図１０Ｈに示すように、メサ形状の赤外カットフィルタ３８の側壁と、絶縁層３４Ｂとの間に空洞部３７Ｃを形成する。
このとき、上述のとおり、犠牲層３７Ｂが絶縁層３４Ｂよりもエッチングされやすい材料で形成されることにより、犠牲層３７Ｂの選択エッチングが可能となる。
【０１０４】
次に、空洞部３７Ｃを残して、ＣＶＤ法等を用いてＳｉＯ２等によって絶縁層３４，３４Ｂ，４４上に、絶縁層３４，４４を形成する。これにより、赤外カットフィルタ３８の側面に形成された空洞部３７Ｃが、絶縁層３４内に埋め込まれてエアギャップとなる。そして、図１０Ｉに示すように、絶縁層３４内の赤外カットフィルタ３８の側面に、エアギャップによって形成された遮光層３７を形成することができる。
【０１０５】
なお、図８Ｃで示した赤外カットフィルタ３８のエッチングの際、メサ形状の側壁の傾斜角度が大きいと、犠牲層３７Ａを成膜した後、図９Ｅで示した工程で行うエッチングの際に、メサ形状の側壁に犠牲層３７Ｂが残らなくなる。このため、メサ形状の側壁の傾斜角度は７度程度が好ましい。
【０１０６】
また、遮光層３７を、センサ部３１に対して垂直に形成する場合には、図８Ｃで示した、エッチング後の赤外カットフィルタ３８の形状をメサ形状ではなく、赤外カットフィルタ３８の側壁が垂直になるようにエッチングを行う。これにより、赤外カットフィルタ３８の側壁に形成される犠牲層３７Ｂがセンサ部３１に対して垂直に形成されため、空洞部３７Ｃを、センサ部３１に対して垂直に形成することができる。従って、エアギャップによる遮光層３７をセンサ部３１に対して垂直に形成することができる。
【０１０７】
この後、公知の方法により、絶縁層３４，４４内に、ＵＶ−ＳｉＮ膜等により層内レンズ３３，４３を形成する。さらに、絶縁層３４，４４上にＲＧＢのいずれかのカラーフィルタ３５と、白色フィルタ４５を形成した後、オンチップレンズ３６，４６を順次形成する。
【０１０８】
以上の方法により、遮光層３７がエアギャップによって形成された第２の実施の形態の固体撮像素子を製造することができる。
【０１０９】
次に、図１１Ａ〜Ｃ、図１２Ｄ〜Ｆを用いて、第２の実施の形態の固体撮像素子において、遮光層３７を、ＣａＦ２，ＮａＦ，ＭｇＦ２等の低屈折率の材料によって構成する場合の製造方法について説明する。
【０１１０】
まず、配線と、この配線を覆う絶縁層とを順次成膜することにより、配線層３９を形成する。
その後、図１１Ａに示すように、ＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２等によって絶縁層３４，４４を、赤外カットフィルタ３８を設ける高さまで形成する。
【０１１１】
次に、図１１Ｂに示すように、絶縁層３４，４４上に、赤外カットフィルタ３８となる誘電体薄膜、例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２，ＳｉＮ等の屈折率の異なる透明誘電体薄膜を交互に積層配置して、誘電体多層膜３８Ａを形成する。
なお、誘電体多層膜３８Ａの最上部の層は、絶縁層３４，４４と同じものを積層して形成している。これにより、以降の工程で、赤外カットフィルタ３８上に形成した遮光層３７Ｄをエッチングする際に、遮光層３７Ｄが過剰にエッチングされた場合に、誘電体多層膜３８Ａの上部の絶縁層３４，４４がエッチングされることにより、赤外カットフィルタ３８の上部がエッチングされるのを防ぐことができる。
【０１１２】
次に、公知のエッチング方法を用いて、センサ部３１上の誘電体多層膜３８Ａが図１１Ｃに示すメサ形状の赤外カットフィルタ３８となるようにエッチングする。
【０１１３】
次に、赤外カットフィルタ３８及び絶縁層３４，４４の全面に、絶縁層３４よりも屈折率の低い材料、例えば、ＣａＦ２を被覆する。これにより、図１２Ｄに示すように、赤外カットフィルタ３８及び絶縁層３４，４４上の全面に遮光層３７Ｄが形成される。
【０１１４】
次に、遮光層３７Ｄに対して、異方性エッチングを行う。これにより、図１２Ｅに示すように、遮光層３７Ｄのメサ形状の赤外カットフィルタ３８の側壁に形成されていた部分を残してエッチングすることができ、メサ形状の側壁に遮光層３７を形成することができる。
【０１１５】
次に、絶縁層３４，４４、赤外カットフィルタ３８及び遮光層３７上に、再びＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２等による絶縁層３４，４４を形成する。
これにより、図１２Ｆに示すように絶縁層３４内に、赤外カットフィルタ３８及び遮光層３７を埋め込んだ形状を形成することができる。
【０１１６】
なお、図１１Ｃで示した絶縁層３４のエッチングの際、メサ形状の側壁の傾斜角度が大きいと、遮光層３７Ｄを成膜した後、図１２Ｅで示した工程で行うエッチングの際に、メサ形状の側壁に遮光層３７が残らなくなる。このため、メサ形状の側壁の傾斜角度は７度程度が好ましい。
【０１１７】
また、遮光層３７を、センサ部３１に対して垂直に形成する場合には、図１１Ｃで示した、エッチング後の赤外カットフィルタ３８の形状をメサ形状ではなく、赤外カットフィルタ３８の側壁が垂直になるようにエッチングを行う。これにより、遮光層３７をセンサ部３１に対して垂直に形成することができる。
【０１１８】
この後、公知の方法により、絶縁層３４，４４内に、ＵＶ−ＳｉＮ膜等により層内レンズ３３，４３を形成する。さらに、絶縁層３４，４４上にＲＧＢのいずれかのカラーフィルタ３５と、白色フィルタ４５を形成した後、オンチップレンズ３６，４６を順次形成する。
以上の方法により、遮光層３７が低屈折率材料によって構成された第２の実施の形態の固体撮像素子を製造することができる。
【０１１９】
上述の方法によれば、従来の画素内に赤外カットフィルタ３８を形成する工程と同様に、従来から半導体製造プロセスにおいて用いられている、ＣＶＤ法や、ドライエッチング等、公知のエッチング工程及び薄膜の積層工程を用いて、遮光層３７を形成することができる。
このため、導波路構造を製造する場合のような特別な工程を設けなくても、容易な製造プロセスによって、隣接する画素からの光を遮光層３７で光を反射することによって、混色を抑制する構造の固体撮像素子を製造することができる。
【０１２０】
なお、第１の実施の形態の固体撮像素子において、赤外カットフィルタが外部に設けられ、可視光のみを検出する構成として、各画素に遮光層を設けてもよい。例えば、赤外カットフィルタが外部に設けられ、白画素２０を設けずに、カラー画素１０のみによって構成し、各カラー画素１０に遮光層１７が設けられている構成とすることもできる。
【０１２１】
また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の固体撮像素子において、各画素１０，２０，３０，４０内には、層内レンズ１３，２３，３３，４３を設けられている。しかし、各画素内に、層内レンズ１３，２３，３３，４３が設けられていない構成の固体撮像素子とした場合でも、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の固体撮像素子と同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
また、第１の実施の形態及び第２に実施の形態の固体撮像素子においては、カラー画素１０，３０のみに遮光層１７，３７を設けているが、白画素２０，４０にもカラー画素１０，３０と同様に遮光層１７，３７を設けることができる。これにより、隣接する画素へ漏れ込む光を、遮光層１７，３７において光を反射することによって、混色の発生を抑制することができる。
【０１２３】
第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、可視光及び赤外光を共に透過する白色フィルタを設けた構成の固体撮像素子について説明しているが、素子の構成はこれに限られず、例えば、外部に赤外カットフィルタが設けられ、白画素に赤外光が入射しない構成や、一般的なベイヤー配列等の色配列が設けられた素子を用いることもできる。
【０１２４】
また、上述の実施の形態では、ＣＭＯＳ型固体撮像素子に適用して説明しているが、これに限らず、その他の固体撮像素子（例えば、ＣＣＤ等）に本発明を適用してもよい。
【０１２５】
本発明は、上述の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図（断面図）である。
【図２】Ａ〜Ｃは、本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】Ｄ〜Ｆは、本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】Ｇ〜Ｈは、本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】Ａ〜Ｃは、本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】Ｄ〜Ｅは、本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の概略構成図（断面図）である。
【図８】Ａ〜Ｃは、本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】Ｄ〜Ｆは、本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】Ｇ〜Ｉは、本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】Ａ〜Ｃは、本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】Ｄ〜Ｆは、本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】従来の固体撮像素子の概略構成図（断面図）である。
【図１４】従来の固体撮像素子の概略構成図（断面図）である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０，３０，６０，８０  カラー画素、１１，２１，３１，４１，６１，７１，８１，９１  センサ部、１２，２２，３２，４２，６２，７２，８２，９２  オプティカル・カップリング層、１３，２３，３３，４３，６３，７３，８３，９３  層内レンズ、１４，１４Ａ，１４Ｂ，２４，３４，３４Ａ，３４Ｂ，４４，６４，７４，８４，９４  絶縁層、１５，３５，６５，８５  カラーフィルタ、１６，２６，３６，４６，６６，７６，８６，９６  オンチップレンズ、１７，１７Ｄ，３７，３７Ｄ  遮光層、１７Ａ，１７Ｂ，３７Ａ，３７Ｂ  犠牲層、１７Ｃ，３７Ｃ  空洞部、１９，３９，６９，８９  配線層、２０，４０，７０，９０  白画素、２５，４５，７５，９５  白色フィルタ、２７，４７  空隙、
３８，８８  赤外カットフィルタ、３８Ａ  誘電体多層膜、５０，５１，５２，５３，１００，１０１，１０２，１０３  光線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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