(57)【要約】【課題】反射防止効率を向上させて入射光の損失を防止し、光電変換効率の向上を図ることができる固体撮像素子を提供する。【解決手段】受光部を備えた半導体基板３０上に、積層膜３、カラーフィルター１９及びマイクロレンズ２２を備えた固体撮像素子においてに、半導体基板３０上に半導体基板側から順に少なくとも各一層の高屈折率を持つ第１膜３ａと低屈折率を持つ第２膜３ｂが隣接配置されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子において
半導体基板と、前記半導体基板に形成された受光部と、前記半導体基板に形成され、前記受光部で発生した信号を転送する信号転送部と、を備え、
前記半導体基板上に半導体基板側から順に少なくとも各一層の高屈折率を持つ第１膜と低屈折率を持つ第２膜を隣接配置したことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１膜の屈折率が１．６以上２．５以下の範囲であり、前記第２膜の屈折率が１．３以上１．９以下の範囲である請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記半導体基板がシリコン酸化膜を備え、該シリコン酸化膜の膜厚が１００ｎｍ以下である請求項１又は２記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第１膜が、窒化シリコン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化チタン、および酸化チタンから成る群から選ばれた一つの材料を含む請求項１〜３の何れか１の固体撮像素子。
【請求項５】
前記第２膜が、弗化マグネシウム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、および窒化シリコンから成る群から選ばれた一つの材料を含む請求項１〜４の何れか１の固体撮像素子。
【請求項６】
前記第１膜が、膜厚１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲である請求項１〜５の何れか１の固体撮像素子。
【請求項７】
前記第２膜が、膜厚３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲である請求項１〜６の何れか１の固体撮像素子。
【請求項８】
前記第１膜と前記第２膜の間に該第２膜の屈折率より低い第３膜が設けられている請求項１〜７の何れか１の固体撮像素子。
【請求項９】
請求項１又は２又は８記載の固体撮像素子において、最外層に屈折率が１．２以上１．５以下、膜厚１５０ｎｍ以下の低屈折率膜が配置されている固体撮像素子。
【請求項１０】
前記第３膜の屈折率が、１．３以上１．７以下の範囲である請求項９記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
前記第３膜が、弗化マグネシウム、酸化シリコン、窒化シリコン、および酸化窒化シリコンから成る群から選ばれた一つの材料を含む請求項９又は１０記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
前記第３膜が、膜厚３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲である請求項９〜１１の何れか１の固体撮像素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２の固体撮像素子において、さらにカラーフィルター及び／又はマイクロレンズを有することを特徴とする固体撮像素子。
【請求項１４】
固体撮像素子の製造方法において、
半導体基板を準備する工程と、前記半導体基板に受光部と該受光部で発生した信号を転送する信号転送部を形成する工程と、前記半導体基板上に半導体基板側から順に少なくとも各一層の高屈折率を持つ第１膜と低屈折率をもつ第２膜を隣接配置する工程と、を備えたことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像素子にかかり、特に、反射防止効率を向上して光電変換効率を向上させた固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学装置に、固体撮像素子が使用されている。一般的に、固体撮像素子は、半導体基板と、半導体基板に形成された受光部と、半導体基板に形成され、受光部で発生した信号を転送する信号転送部とを備えている。さらに、受光部の上方の開口部にはカラーフィルター及びマイクロレンズが形成されている。固体撮像素子への入射光はマクロレンズ及びカラーフィルターを介して受光部に照射され、受光部で光電変換される。光電変換により受光部で発生した信号が信号転送部を経由して外部に転送される。
【０００３】
近年、光学装置の小型化と高画素化を図るため、固体撮像素子の小型化及び高画素化が急速に進みつつある。固体撮像素子の小型化及び高画素化に伴い、受光部の面積が減少し、感度が低下するという問題があった。また、受光部の面積の減少に伴い、受光部の幅と受光部から開口部までの高さの比であるアスペクト比が高くなり、さらに感度が低下するという問題があった。そのため受光部における光電変換効率の向上が望まれている。
【０００４】
この問題を解決するため、特許文献１では、受光部上に酸化シリコンからなる低屈折率膜と、酸化シリコンよりも高い屈折率を有する窒化シリコンからなる高屈折率膜を積層することにより、入射光の損失を低減し、光電変換効率の向上を図ることが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２６８６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の低屈折率膜と高屈折率膜の積層構造では反射光防止の効果が充分とはいえず、光電変換効率の向上が問題となっていた。
【０００６】
本発明は上述の問題を解決すべく、反射防止効率を向上させて入射光の損失を防止し、光電変換効率の向上を図ることができる固体撮像素子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】
【０００７】
本発明は前記目的を達成するために、本発明の固体撮像素子は、半導体基板と、前記半導体基板に形成された受光部と、前記半導体基板に形成され、前記受光部で発生した信号を転送する信号転送部と、を備え、前記半導体基板上に半導体基板側から順に少なくとも各一層の高屈折率をもつ第１膜と低屈折率を持つ第２膜を隣接配置したことを特徴とする。
【０００８】
半導体基板上に半導体基板側から順に少なくとも各一層の高屈折率もつ第１膜と低屈折率を持つ第２膜を隣接配置したことで、第１膜と第２膜が反射防止機能を有し、入射光の損失を低減し、光電変換効率の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明の固体撮像素子においては、第１膜の屈折率が１．６以上２．５以下の範囲であり、第２膜の屈折率が１．３以上１．９以下の範囲であることが好ましい。
【００１０】
本発明の固体撮像素子においては、半導体基板がシリコン酸化膜を備え、そのシリコン酸化膜の膜厚が１００ｎｍ以下であることが好ましい。半導体基板上にシリコン酸化膜が形成されている場合、反射率低減を阻害するのでシリコン酸化膜はできるだけ薄いほうが良いからである。
【００１１】
本発明の固体撮像素子においては、第１膜が、窒化シリコン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化チタン、および酸化チタンから成る群から選ばれた一つの材料を含むものであることが好ましい。
【００１２】
本発明の固体撮像素子においては、第２膜が、弗化マグネシウム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、および窒化シリコンから成る群から選ばれた一つの材料を含むものであることが好ましい。
【００１３】
本発明の固体撮像素子においては、第１膜が、膜厚１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００１４】
本発明の固体撮像素子においては、第２膜が、膜厚３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００１５】
本発明の固体撮像素子においては、第１膜と第２膜の間に該第２膜の屈折率より低い第３膜が設けられていることが好ましい。
【００１６】
本発明の固体撮像素子においては、更に最外層に屈折率が１．２以上１．５以下、膜厚１５０ｎｍ以下の低屈折率膜が配置されていることが好ましい。
【００１７】
最外層に前記の膜を形成することにより、第１膜と第２膜と第３膜が反射防止機能を有している場合においてもその反射率が入射される波長によってリップル状に振れる際に、リップルをできるだけ小さくすると共に、全体の反射率を低くすることができる。
【００１８】
本発明の固体撮像素子においては、第３膜の屈折率が、１．３以上１．７以下の範囲であることが好ましい。
【００１９】
本発明の固体撮像素子においては、第３膜が、弗化マグネシウム、酸化シリコン、窒化シリコン、および酸化窒化シリコンから成る群から選ばれた一つの材料を含むものであることが好ましい。
【００２０】
本発明の固体撮像素子においては、第３膜が、膜厚３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であるあることが好ましい。
【００２１】
本発明の固体撮像素子においては、さらにカラーフィルター及び／又はマイクロレンズを有するものであることが好ましい。
【００２２】
本発明の固体撮像素子の製造方法においては、半導体基板を準備する工程と、前記半導体基板に受光部と該受光部で発生した信号を転送する信号転送部を形成する工程と、前記半導体基板上に半導体基板側から順に少なくとも各一層の高屈折率を持つ第１膜と低屈折率を持つ第２膜を隣接配置する工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、受光部が形成された半導体基板上に、半導体基板側から順に少なくとも各一層の高屈折率をもつ第１膜と低屈折率を持つ第２膜を隣接配置したことで、入射光の光損失が低減し、光電変換効率を向上することができる固体撮像素子を得ることができる。
【００２４】
固体撮像素子の最外層に低屈折率膜が配置されているのでリップル状損失の低減を図ることができる。
【００２５】
半導体基板上にシリコン酸化膜が形成されている場合、その膜厚をできるだけ薄くすることで反射率を低減することができる。
【００２６】
本発明の固体撮像素子においては、第１膜と第２膜の間に該第２膜の屈折率より低い第３膜が設けることで、入射光の光損失が低減し、光電変換効率を向上することができる固体撮像素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下添付図面に従って本発明に係る固体撮像素子の好ましい実施の形態を説明する。
【００２８】
〔固体撮像素子〕
図１は本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の外観形状を示す斜視図である。固体撮像装置は、固体撮像素子２００が設けられた固体撮像素子チップ１００、固体撮像素子チップ１００に設けられた固体撮像素子２００を取り囲む枠形状のスペーサ５００、及びスペーサの受けに取り付けられて固体撮像素子を封止するカバーガラス４００から構成される。固体撮像素子チップ１００は固体撮像素子２００の外側に複数のパッド６００を備えている。外部との配線を行うためである。
【００２９】
図２は、本発明を適用した裏面照射のＣＣＤ型固体撮像素子の断面構造を示している。固体撮像素子チップ１００は、ｐ型シリコン層１と、ｐ型シリコン層１よりも不純物の高いｐ＋＋型シリコン層２とを有するｐ型半導体基板３０を備える。ｐ型半導体基板３０は第１面４０と第１面４０とは反対側の第２面５０とを備えている。本明細書ではｐ型半導体基板３０の第２面５０を裏面と称し、第２面５０側から光を照射する固体撮像素子を裏面照射の固体撮像素子と称している。
【００３０】
入射光に応じてｐ型半導体基板３０内で発生した電荷を蓄積するため、ｎ型不純物拡散層４がｐ型半導体基板３０の第１面４０側に複数形成されている。ｎ型不純物拡散層４は、第１面４０側から順に形成されたｎ型不純物拡散層４ａとｎ−型不純物拡散層４ｂを有する２層構造となっている。ｎ型不純物拡散層４で発生した電荷と、第２面５０側からの入射光がｐ型半導体基板３０を通過する際に発生した電荷がｎ型不純物拡散層４に蓄積される。入射光に対応して電荷を生じるｎ型不純物拡散層４とｐ型半導体基板３０が受光部７０を構成する。
【００３１】
高濃度のｐ＋型不純物拡散層５が各ｎ型不純物拡散層４上に形成されている。ｐ型半導体基板３０の第１面４０に発生する暗電荷が各ｎ型不純物拡散層４に蓄積されるのを防止するためである。ｎ型不純物拡散層４より高濃度のｎ＋型不純物拡散層６が各ｐ＋型不純物拡散層５内において、第１面４０側からｐ型半導体基板３０内部に向かうよう形成されている。ｎ＋型不純物拡散層６はｎ型不純物拡散層４に蓄積される不要な電荷を排出するためのオーバーフロードレインとして機能する。ｐ＋型不純物拡散層５はオーバーフロードレインのオーバーフローバリアとして機能する。
【００３２】
電荷転送チャネル１２がｎ型不純物拡散層４とｐ＋型不純物拡散層５と離間する位置で、ｐ型半導体基板３０の第１面４０側に形成されている。また、ｐ＋型不純物拡散層５より低濃度のｐ型不純物拡散層１１が電荷転送チャネル１２を囲むように形成されている。
【００３３】
シリコン酸化膜やＯＮＯ膜等からなるゲート絶縁膜２０がｐ型半導体基板３０の第１面４０上に形成されており、さらにゲート絶縁膜２０上にはポリシリコン等からなる電極１３が形成されている。電荷転送チャネル１２と電極１３とにより受光部で発生した電荷（信号）が転送され、ＣＣＤ（信号転送部７０）を構成する。電極１３の表面は酸化膜１４で覆われている。
【００３４】
電荷が隣接するｎ型不純物拡散層４にリークするのを防止するため、素子分離層１５が隣接するｎ型不純物拡散層４間に形成される。
【００３５】
酸化シリコン等の絶縁膜９が電極１３及び酸化膜１４を覆うように第１面４０上に形成されている。電極７がｎ＋型不純物拡散層６と電気的に接続するよう絶縁膜９に形成されたコンタクトホールを介して形成されている。電極７と電気的に接続するように電極８が絶縁膜９上に設けられていている。電極８上には保護層１０が形成されている。さらに保護層１０上にはシリコンやガラス等からなるサポート基板８０が表面活性化技術等の貼合法により設けられている。
【００３６】
アルミパッド１６が第１面４０上に形成され、保護層１０で覆われている。アルミパッド１６を露出するためｐ型半導体基板３０に貫通孔１７が形成される。この貫通孔１７を介して金属ワイヤ（図示せず）がアルミパッド１６の露出面に対しワイヤボンディグされる。なお、貫通孔１７内で金属ワイヤがｐ型半導体基板３０に接触するのを防止するため、貫通孔１７の側壁には絶縁層１８が形成されている。
【００３７】
ｐ型半導体基板３０の第２面５０上には、半導体基板３０側から順に少なくとも各一層の高屈折率を持つ第１膜と低屈折率を持つ第２膜を隣接配置した積層膜３が形成されている。積層膜３は基本的には絶縁膜で形成されている。従って上述の貫通孔側壁の絶縁層１８を積層膜３と同じ工程で形成することができる。これは工程の省略という効果をもたらす。
【００３８】
積層膜３上には複数のカラーフィルター１９が形成されている。各カラーフィルター１９は異なる波長域の光を透過するよう構成されている。混色を防止するため、遮光部材２１が各カラーフィルター１９間に形成されている。遮光部材２１として光を透過させない材料、例えばＷ，Ｍｏ，Ａｌ（アルミニウム）やブラックフィルタが用いられている。裏面からの入射光を効率よく電荷発生領域であるｎ型不純物拡散層４に導くため、マイクロレンズ２２がカラーフィルター１９上に形成されている。
【００３９】
固体撮像素子として、裏面照射のＣＣＤ型固体撮像素子を例に説明した。表面照射のＣＣＤ型固体撮像素子及びＣＭＯＳ固体撮像素子、裏面照射のＣＭＯＳ固体撮像素子のいずれであっても良い。
【００４０】
〔積層膜〕
Ａ．第１の実施形態
以上説明したように、本発明の積層膜３は半導体基板３０に形成された受光部６０を覆うように形成されている。２層構造の積層膜３は、図３（Ａ）に示すように、半導体基板３０から順に高屈折率を持つ第１膜３ａ及び低屈折率を持つ第２膜３ｂが設けられており、さらに第２膜３ｂ上にはカラーフィルター１９及びマイクロレンズ２２が形成されている。また、３層構造の積層膜３は、図３（Ｂ）に示すように、半導体基板３０から順に第１膜３ａ、第３膜３ｃ及び第２膜３ｂが設けられており、さらに第２膜３ｂ上にはカラーフィルター１９及びマイクロレンズ２２が形成されている。本発明の積層膜３の第１膜３ａ、第２膜３ｂ及び第３層３ｃの各層の屈折率は、第１膜３ａ＞第２膜３ｂ＞第３層３ｃの関係を備えている。
【００４１】
(1)第１膜（３ａ）
屈折率は１．６以上２．５以下の範囲が好ましく、その膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。また、少なくとも窒化シリコン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化チタン、および酸化チタンから成る群から選ばれた一つの材料を含むものであることが好ましい。
【００４２】
(2)第２膜（３ｂ）
屈折率は１．３以上１．９以下の範囲であることが好ましく、その膜厚は膜厚３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。また、少なくとも弗化マグネシウム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、および窒化シリコンから成る群から選ばれた一つの材料を含むものであることが好ましい。
【００４３】
(3)第３膜（３ｃ）
屈折率の範囲は１．３以上１．７以下であることが好ましく、その膜厚は３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。また、少なくとも弗化マグネシウム、酸化シリコン、窒化シリコン、および酸化窒化シリコンから成る群から選ばれた一つの材料を含むものであることが好ましい。
【００４４】
Ｂ．第２の実施形態
第１の実施形態においては、半導体基板上に積層膜を直接形成した場合について説明した。しかし、実際は半導体基板が複数の製造プロセスで処理されると、シリコン酸化膜が半導体基板上にある程度の膜厚で形成されてしまう場合がある。従って、半導体基板上に積層膜を形成するときは、図５に示すように、半導体基板３０から順にシリコン酸化膜２３、積層膜３（第１膜３ａと第２膜３ｂ）、カラーフィルター１９及びマイクロレンズ２２が形成される。第１膜３ａ及び第２膜３ｂの膜厚を１０−２００ｎｍの範囲に設定し、屈折率を１．４６〜２．５の間で振ることで最適な組み合わせでの反射率を検討した。
【００４５】
半導体基板３０上のシリコン酸化膜２３に２層の積層膜３が形成された構成では、図６に示す反射率の波長分散特性のグラフのように、照射する光の波長により反射率がリップル状に変化することが確認された。平均反射率（波長４００−６５０ｎｍ）で評価した結果、一番反射率の低い組み合わせでも１２％であった。このとき第１膜３ａの屈折率は２．０〜２．５であり、第２膜３ｂの屈折率は１．４６〜１．５７であった。
【００４６】
反射率の波長分散特性のリップル状の損失低減を検討したところ、積層膜３に加えて固体撮像素子の最外層に比較的屈折率の低い低屈折率膜を設けることが有効であることが確認できた。その構成は図７に示すように、半導体基板３０から順にシリコン酸化膜２３、積層膜３、カラーフィルター１９、マイクロレンズ２２及び低屈折率膜２４が形成される。低屈折率膜２４は屈折率が１．５以下であることが好ましい。リップル状損失を低減することができるからである。また、図７ではマイクロレンズ２２上に低屈折率膜２４を形成した例を示したが、固体撮像素子の最外層のマイクロレンズ２２が低屈折率膜２４を兼ねることもできる。固体撮像素子がマイクロレンズ２２を備えない場合、カラーフィルター１９上に低屈折率膜２４を設けての良いし、カラーフィルター１９が低屈折率膜２４をかねても良い。 
【００４７】
次に、半導体基板３０上のシリコン酸化膜２３と積層膜３の反射率の関係を検討したところ、シリコン酸化膜２３は１００ｎｍ以下で、できるだけ薄いほうが好ましいことが確認できた。シリコン酸化膜２３の厚さに関係なく、高屈折率をもつ第１膜３ａと低屈折率を持つ第２膜３ｂを半導体基板３０上に隣接配置すれば、反射率が低く反射損失が小さい傾向を示すことに変化はなかった。
【００４８】
〔最外層〕
本発明の固体撮像素子においては、最外層に屈折率が１．２以上１．５以下、膜厚１５０ｎｍ以下の低屈折率膜が配置されていることが好ましい。
【００４９】
最外層に前記の膜を形成することにより、第１膜と第２膜と第３膜が反射防止機能を有している場合においてもその反射率が入射される波長によってリップル状に振れる際に、リップルをできるだけ小さくすると共に、全体の反射率を低くすることができる。
最外層に前記の膜を形成することにより、第１膜と第２膜と第３膜が反射防止機能を有している場合においてもその反射率が入射される波長によってリップル状に振れる際に、リップルをできるだけ小さくすると共に、全体の反射率を低くすることができるからである。
【００５０】
〔積層膜の製造方法〕
上述の積層膜は、物理気相成長法、化学気相成長法、スパッタ法、ゾルゲル法又は金属有機酸塩溶液の塗布熱分解法のいずれか、あるいは複数を組み合わせることにより半導体基板の受光部上に形成される。以下各方法の概略について説明する。
【００５１】
（1）物理気相成長法
Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔａ（タンタル）等の耐熱金属で製作されたボードに電流を通じ、発生したジュール熱で薄膜物質を蒸発させる方法である。高融点物質や反応性物質の場合は、蒸着源としてボードではなく、電子銃のフィラメントに通電して発生した熱電子を高電圧（４〜８ｋＶ）で加速して、磁界により電子ビームを集束、偏向させて蒸着材料に衝突、加熱して蒸着する場合もある。
【００５２】
（2）化学気相成長法
原料物質を含むガスに、熱や光によってエネルギーを与えたり、高周波でプラズマ化したりすることにより、原料物質がラジカル化して反応性に富むようになり、基板上に吸着されて堆積する方法である。
【００５３】
（3）スパッタ法
真空中に配置した電極間の放電によりＡｒ+（アルゴンイオン）等を生成すると共に、
ターゲットを陰極にして生成した正イオンを加速して衝突させる方法である。スパッタリングによりターゲットから飛び出す原子・分子の持つエネルギーは、蒸着より２桁大きく、そのためスパッタリングにより形成された薄膜は基板と付着力が大きく高密度で硬度も硬い。
【００５４】
（4）ゾルゲル法
金属アルコキシドを加水分解し重縮合反応を経て金属酸化物になる反応を基本とする。スピンコートやフローコート、ディッピング法、スプレー法等のコーティング法によって塗布した後、加熱することにより酸化物の薄膜を形成する方法である。
【００５５】
（5）金属有機酸塩溶液の塗布熱分解法
金属有機酸塩溶液を加水分解し重縮合反応を経て金属酸化物になる反応を基本とする。塗布以降の工程はゾルゲル法と同様である。
【実施例】
【００５６】
受光部が形成される半導体基板３０上に積層膜３、カラーフィルター１９及びマイクロレンズ２２を設けて透過率の評価を行った。実施例１は２層構造の積層膜の実験結果で、実施例２は３層構造の積層膜の実験結果を示している。評価は分光光度計で透過率を測定した。なお、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００５７】
〔実施例１〕
シリコンからなる半導体基板を基材として、表１に示す２層構造の積層膜、カラーフィルター及びマイクロレンズを設けた。その際、下層とひとつ上の層の合成アドミッタンスをできるだけ１に近づけるように調整した。入射媒質アドミッタンス（空気では１）と合成アドミッタンスの差が小さいほど反射率が低くなるからである。
【００５８】
【表１】
2008182166.tif 000003
【００５９】
〔実施例２〕
シリコンからなる半導体基板を基材として、表２に示す３層構造の積層膜、カラーフィルター及びマイクロレンズを設けた。
【００６０】
【表２】
2008182166.tif 000004
【００６１】
図４は実施例１及び実施例２の積層膜の可視光域における反射率特性に対して、一定の波長域で平均化処理を施した結果である。図４からも明らかなように本発明を適用した積層膜の反射率は低く、反射防止効率の向上が確認できた。実施例１の平均反射率は６．７８％、実施例２の平均反射率は５．２９％である。
【００６２】
〔実施例３−５〕
実施例３は図５に示すように、半導体基板３０上にシリコン酸化膜２３（２０ｎｍ，３０ｎｍ）、２層構造の積層膜３（第１膜３ａの膜厚１０〜２００ｎｍ，第２膜３ｂの膜厚１０〜２００ｎｍ）、カラーフィルター１９（８００ｎｍ）及びマイクロレンズ２２（５００ｎｍ）を設けたものである。
【００６３】
実施例４は、図７に示すように、半導体基板３０を基材として、半導体基板３０上にシリコン酸化膜２３（２０ｎｍ，３０ｎｍ）、２層構造の積層膜（第１膜３ａの膜厚１０〜２００ｎｍ，第２膜３ｂの膜厚１０〜２００ｎｍ）、カラーフィルター１９（８００ｎｍ）、マイクロレンズ２２（５００ｎｍ）及び屈折率１．４１の低屈折率膜２４（９０ｎｍ）が形成されている。実施例５では、実施例４と異なり、屈折率１．４１の低屈折率膜（９０ｎｍ）の代わりに屈折率１．３の低屈折率膜（９０ｎｍ）を設けたものである。
【００６４】
図８は低屈折率膜と反射率の関係を示したグラフである。Ａは実施例３、Ｂは実施例４、Ｃは実施例５の反射率を示している。図８から明らかなようにマイクロレンズ上に低屈折率層を形成することで、リップル状損失が低減することを確認することができた。平均反射率は８％から４％まで低減することがグラフから確認できた。
【００６５】
また、実施例３においてシリコン酸化膜の膜厚を３０ｎｍから２０ｎｍに薄膜化したところ、積層膜３の第１膜３ａ及び第２膜３ｂが同じ程度であるにもかかわらず、入射波長４００〜６５０ｎｍに対する平均反射率が８％〜１０％から６％〜８％へ低減することが確認できた。
【００６６】
上記試験結果から分かるように、本発明によれば、半導体基板上に２層構造及び３層構造の積層膜を形成することで反射防止効率を向上させて入射光の損失を防止し、光電変換効率の向上を図ることができる積層膜を備えた固体撮像素子を得ることができる。また、シリコン酸化膜が成膜された半導体基板においては、積層膜に加えてシリコン酸化膜の薄膜化及び／または最外層に低屈折率を設けることで更なる反射率の低下及びリップル状損失の低減を図ることできる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の外観形状を示す斜視図
【図２】本発明の固体撮像素子の実施形態を説明するための概略断面図
【図３】本発明の積層膜の実施形態を説明するための概略断面図
【図４】実施例１及び２の可視光域の反射率特性を示すグラフ
【図５】本発明の積層膜の実施形態を説明するための概略断面図
【図６】反射率の波長分散特性を示すグラフ
【図７】本発明の積層膜の実施形態を説明するための概略断面図
【図８】実施例３乃至５の可視光域の反射率特性を示すグラフ
【符号の説明】
【００６８】
１００…固体撮像素子チップ  ３…積層膜  １９…カラーフィルター  ２２…マイクロレンズ  ２３…シリコン酸化膜、２４…低屈折率膜、３０…半導体基板  ６０…受光部  ７０…電荷転送部  ８０…サポート基板
【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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