(57)【要約】【課題】色分解能に優れ、かつ感度の良好な光導電膜積層型の単板式カラー固体撮像素子を提供する。【解決手段】各画素に対応する基板１上部分に、赤色の波長領域の光Ｈｒを吸収する光導電膜５ｒとこの上部の透明電極膜７、緑色の波長領域の光Ｈｇを吸収する光導電膜５ｇとこの上部の透明電極膜７、青色の波長領域の光Ｈｂを吸収する光導電膜５ｂとこの上部の透明電極膜７とからなる積層膜をこの順に積層してなる受光部３が配置された固体撮像素子であり、光導電膜５ｒ，５ｇ間に配置される透明電極膜７には、緑色の波長領域の光Ｈｇを反射させる半透過反射膜９ｇが狭持され、光導電膜５ｇ，５ｂ間に配置される透明電極膜７には、青色の波長領域の光Ｈｂを反射させる半透過反射膜９ｂが狭持されていることを特徴としている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素に対応する基板上部分に、光導電膜とこの上部の透明電極膜とからなる積層膜をさらに複数段に積層してなる受光部が配置された固体撮像素子であって、
前記光導電膜間に配置される透明電極膜には、所定の波長領域の光を反射させてこれよりも長波長側の光を透過させる半透過反射膜が狭持されている
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像素子において、
前記基板と前記光導電膜との間に、
前記基板側から順に、前記複数の光導電膜を透過した光を吸収する光吸収膜と下部透明電極膜とが設けられた
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項３】
請求項１記載の固体撮像素子において、
前記基板と前記光導電膜との間に、
前記基板側から順に、前記複数の光導電膜を透過した光を反射する反射膜と下部透明電極膜とが設けられた
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項４】
請求項１記載の固体撮像素子において、
前記光導電膜は、上層に配置されるものほど膜厚が薄く設定され、
前記半透過反射膜は、上層に配置されるものほど反射光の波長領域が短く設定されている、
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項５】
請求項４記載の固体撮像素子において、
前記光導電膜のうち中間部および最下部に配置された光導電膜は、それぞれの光導電膜に入射して下層で反射された光を吸収する膜厚を有している
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項６】
請求項１記載の固体撮像素子において、
前記透明電極膜には、前記各光導電膜に蓄積された電荷を読み出して蓄積するためのキャパシタが接続されている
ことを特徴とする固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単板式のカラーＣＣＤ固体撮像素子やカラーＣＭＯＳ固体撮像素子に関し、特には基板上に光電変換部となる光導電膜を積層してなる光導電膜積層型の固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単板式のカラー固体撮像素子としては、受光部が形成された各画素部にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等のカラーフィルターを割り当てて配置した構成が一般的である。しかしながら、このような構成の固体撮像素子では、各色のカラーフィルターが配置された複数の画素を１組としてカラー信号を得ているため、空間的な分解能の向上が制限されていた。そこで、近年、各色に対応する光電変換部を積層形成することで、単一画素でカラー信号を得ることができる固体撮像素子の構成が提案されている。
【０００３】
このような固体撮像素子のうち、光電変換部となる光導電膜を基板上に積層してなる光導電膜積層型の固体撮像素子における受光部の構成を図４に示した。この図に示すように、光導電膜積層型の固体撮像素子の各受光部は、半導体基板１０１上に、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応するそれぞれの光導電膜１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂを積層し、これらの光導電膜１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ上に透明電極膜１０５をそれぞれ積層した構成となっている。このような構成において、最上層には、青色（Ｂ）用の光導電膜１０３Ｂが、青色の波長領域の光Ｈｂを十分に吸収できる程度の膜厚で設けられている。また、中間層には、緑色（Ｇ）用の光導電膜１０３Ｇが、緑色の波長領域の光Ｈｇを十分に吸収できる程度の膜厚で設けられている。そして最下層には、赤色（Ｒ）用の光導電膜１０３Ｒが、赤色の波長領域の光Ｈｒを十分に吸収できる程度の膜厚で設けられている。
【０００４】
そして、これらの光導電膜１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂの上下に配置された透明電極膜１０５および半導体基板１０１に電圧を印加することで、各光導電膜１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂで吸収されて光電変換された電荷が順次読み出され、１画素でカラー信号が得られる構成となっている（以下、下記非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｄｉｅｔｍａｒ  Ｋｎｉｐｐ  ｅｔａｌ  “Ｓｔａｃｋｅｄ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｅｎｓｏｒ”，ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ  ＯＮ  ＥＬＥＣＴＲＯＮ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＶＯＬ．４９，Ｎｏ．１，ＪＡＮＵＡＲＹ２００２，ｐ．１７０−１７６．
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した光導電膜積層型の固体撮像素子においては、各波長領域の光を各光導電膜に完全に吸収させることが困難である。図４に示したように、このため、最上層の光導電膜で吸収しきれない青色の波長領域の光Ｈｂが、中間層や最下層の光導電膜１０３Ｇ，１０３Ｒに漏れ込み、また中間層の光導電膜１０３Ｇで吸収しきれない緑色の波長領域の光Ｈｇが、最下層の光導電膜１０３Ｒに漏れ混むことを完全に防止することはできない。そして、このような光の漏れ込みおよび漏れ出しが、色分解能を低下させるとともに、各光導電膜１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂにおいて目的とする波長領域の受光信号強度、すなわち感度を低下させる要因になっている。
【０００７】
そこで本発明は、色分解能に優れ、かつ感度の良好な光導電膜積層型の単板式カラー固体撮像素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明は、各画素に対応する基板上部分に、光導電膜とこの上部の透明電極膜とからなる積層膜をさらに複数段に積層してなる受光部が配置された固体撮像素子であり、光導電膜間に配置される透明電極膜が、所定の波長領域の光を反射させてこれよりも長波長側の光を透過させる半透過反射膜を狭持してなることを特徴としている。
【０００９】
このような構成の固体撮像素子では、複数の光導電膜を積層してなる受光部に入射した光は、短い波長領域の光から順に上方の光導電膜に色分離された状態で吸収され、光電変換される。そして特に本構成の固体撮像素子においては、光導電膜間の透明電極膜に、所定の波長領域の光を反射させてこれよりも長波長側の光を透過させる半透過反射膜が狭持されているため、上方の光導電膜で吸収されなかった光のうちの所定の波長領域の光が半透過反射膜で反射され、再び上方の光導電膜に入射されて吸収される。このため、各光導電膜で吸収される光の波長領域と、その下部の半透過反射膜で反射される波長領域とを一致させることで、上方の光導電膜で吸収しきれなかった目的の波長領域の光が、半透過反射膜で反射されて再び光導電膜に吸収される。そして、目的の波長領域よりも長波長領域の光のみが、選択的に半透過反射膜を透過して下層の光導電膜に入射される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の固体撮像素子の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明を適用した固体撮像素子の一例を示す１画素分の要部構成図である。この図に示す固体撮像素子は、例えば単結晶シリコンからなる基板１の表面側に複数の画素がマトリクス状に配列形成されたものであり、各画素部上に受光部３が設けられている。
【００１２】
各受光部３は、基板１側から順に積層された、赤色用の光導電膜５ｒ，緑色用の光導電膜５ｇ、および青色用の光導電膜５ｂを備えている。そして、これらの光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂの上下には透明電極膜７が設けられており、これらの透明電極膜７間に各光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂが狭持された状態となっている。また、光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂ間に配置された透明電極膜７には、特定波長領域の光を反射させる半透過反射膜９ｇ，９ｂが狭持されている。このため光導電膜５ｒ，５ｇ間および光導電膜５ｇ，５ｂ間の透明電極膜７は、半透過反射膜９ｇ，９ｂを狭持した２層構造となっている。そしてさらに、最下層の透明電極膜７（すなわち下部透明電極膜）と基板１との間には、光吸収膜１１が配置されている。
【００１３】
次に、以上の受光部３を構成する各層の詳細を説明する。
【００１４】
光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂは、ここでの図示は省略したが、光電変換層を、当該光電変換膜に対する電子注入阻止層と正孔注入阻止層との間に挟み込んでなる積層膜からなる。このよう積層構造の光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂは、一例として、ｉ型のアモルファスシリコンからなる光電変換膜を、ｉ型のアモルファス炭化シリコンからなる電子注入阻止層と、ｐ型のアモルファス炭化シリコンからなる正孔注入阻止層とで狭持してなる。
【００１５】
そして、最上部に配置される光導電膜５ｂは、最上部の透明電極膜７側から入射した光Ｈのうち、青色の波長領域およびこれよりも短波長側の光Ｈｂを吸収し、青色の波長領域よりも長波長領域の光を透過する膜厚ｔｂで形成されている。また、中間部に配置された光導電膜５ｇは、最上部の透明電極膜７側から入射して当該光導電膜５ｇに達した光Ｈのうち、緑色の波長領域の光Ｈｇを吸収し、これよりも長波長領域の光を透過する膜厚ｔｇで形成されている。さらに、最下部に配置された光導電膜５ｒは、最上部の透明電極膜７側から入射して当該光導電膜５ｒに達した光、すなわち緑色の波長領域よりも長波長領域である赤色の波長領域の光Ｈｒを吸収する膜厚ｔｒで形成されている。
【００１６】
尚、以上の膜厚ｔｂ，ｔｇ，ｔｒは、各光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂの材質によって変化する光学膜厚であることとする。
【００１７】
そして、これらの光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂを狭持する状態で配置される各透明電極膜７は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）、ＴＯ（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化スズ），ＰＥＴ（ポリエチレン酸化スズ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＸＯ（インジウムと亜鉛と酸素の化合物）等からなることとする。
【００１８】
また、光導電膜５ｒ，５ｇ間の透明電極膜７に狭持された半透過反射膜９ｇ、および光導電膜５ｇ，５ｂ間の透明電極膜７に狭持された半透過反射膜９ｂは、所定の波長領域の光を反射させてこれよりも長波長側の光を透過させる様に構成された、半透過、半反射の性質を有するいわゆるダイクロックミラーまたはダイクロックフィルターからなる。このような半透過反射膜９ｂ、９ｇは、例えば、多層膜の光干渉効果を利用することで、所定の波長領域の光のみを反射して、それ以外の波長領域の光を透過するように構成されている。
【００１９】
このうち、上方に配置される半透過反射膜９ｂは、最上層に配置された透明電極膜７側から光導電膜５ｂに入射された光Ｈのうち、その下部の光導電膜５ｂで吸収されるべき青色の波長領域の光Ｈｂのみを反射し、これよりも長波長領域の光Ｈを透過させる構成となっている。すなわち、半透過反射膜９ｂは、図２（１）に示すように、青色の波長領域（４９０ｎｍ〜５５０ｎｍ程度）の光Ｈｂの透過率Ｔ（％）が低く、この波長領域の光Ｈｂを反射し、これよりも長波長領域の光の透過率Ｔ（％）が高い。
【００２０】
また、下方に配置される半透過反射膜９ｇは、最上層に配置された透明電極膜７側から入射されて光導電膜５ｇに達した光Ｈのうち、当該光導電膜５ｇで吸収されるべき緑色の波長領域の光Ｈｇを反射し、それ以外の光を透過させる構成となっている。すなわち、半透過反射膜９ｇは、図２（２）に示すように、緑色の波長領域（波長４９０ｎｍ〜５８０ｎｍ）の光Ｈｇの透過率Ｔ（％）が低く、この波長領域の光Ｈｇを反射し、これ以外の波長領域の光の透過率Ｔ（％）が高い。
【００２１】
そして、基板１の直上、すなわち受光部３の最下層に配置された光吸収膜１１は、最上層の透明電極７側から入射されて当該光吸収膜１１に達した光を吸収する材料からなる。ここで、光吸収膜１１に達する光Ｈｒは、光導電膜５ｂ，５ｇ，５ｒを透過した光であり、青色の波長領域の光Ｈｂは光導電膜５ｂで吸収され、緑色の波長領域の光Ｈｇは光導電膜５ｇで吸収されることから、光吸収膜１１は、特に光導電膜５ｒで吸収されるべき赤色の波長領域の光Ｈｒが吸収される膜であれば良い。そこで、光吸収膜１１としては、図２（３）に示すように、長波長領域（波長６００ｎｍ程度以上）の赤色の光Ｈｒの透過率Ｔ（％）が低く、この波長領域の光Ｈｒを反射し、これよりも短波長領域の光の透過率Ｔ（％）が高い半透過反射膜を用いることができる。
【００２２】
そして、図１に示したように、以上のように構成された受光部３には、各光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂに対応させたキャパシタ１３が接続されている。これらのキャパシタ１３は、例えば図示したように基板１の表面側に形成されたｐウェル拡散層１４の表面層にパターン形成された各Ｎ＋拡散層１５からなる。そして、各Ｎ＋拡散層１５に、光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂの上部または下部に接して設けられた一方の透明電極７（図面においては下方の透明電極７）から引き出された取り出し電極１７が接続されている。
【００２３】
一方、光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂの上部または下部に接して設けられた一方の透明電極７（図面においては上方の透明電極７）は、共通の電源Ｖｐに接続さてた構成となっており、光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂを挟んだ上下の透明電極７間を流れる光電流が、各受光信号としてキャパシタ１３に取り出されて蓄積される構成となっている。
【００２４】
また、基板１の表面層には、Ｎ＋拡散層１５との間に、チャネル領域となる間隔ｄを設けて電荷転送領域（図示省略）となる拡散層が配置されている。そして、基板１のチャネル領域上部には、各Ｎ＋拡散層１５に対応させて読み出しゲート１９が設けられ、電荷転送領域上にはここでの図示を省略した絶縁膜を介して読み出しゲート１９に接続された転送電極２１が配置されて固体撮像素子が構成されている。この固体撮像素子は、光導電膜を積層させたＣＣＤ型の単板式カラー固体撮像素子となる。
【００２５】
このような構成の固体撮像素子では、複数の光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂを積層してなる受光部５に、最上層の透明電極膜７側から光Ｈが入射すると、短波長領域の光から順に光導電膜５ｒ、５ｇ、５ｂに吸収されて光電変換されることになる。この場合、最上層の光導電膜５ｂは、青色の波長領域の光Ｈｂを吸収する膜厚ｔｂで形成されているため、最上層の透明電極膜７側から入射された光Ｈのうち、青色の波長領域の光Ｈｂは最上層の光導電膜５ｂで吸収される。しかも、この光導電膜５ｂの下部には、青色の波長領域の光Ｈｂのみ反射させる半透過反射膜９ｂが配置されているため、光導電膜５ｂで吸収しきれなかった青色の波長領域の光Ｈｂは、この半透過反射膜９ｂで反射されて再び光導電膜５ｂに入射されて吸収される。
【００２６】
このため、半透過反射膜９ｂが設けられていない場合と比較して、光導電膜５ｂにおける青色の波長領域の光Ｈｂの吸収効率が向上する。また、光導電膜５ｂで吸収しきれなかった青色の波長領域の光Ｈｂは、下層の光導電膜５ｇ，５ｒに漏れ込むことはないため、青色の波長領域の光Ｈｂを確実に色分離することができる。
【００２７】
そして、光導電膜５ｂの下層の光導電膜５ｇには、青色の波長領域の光Ｈｂを除いた光のみが入射する。この光導電膜５ｇは、緑色の波長領域の光Ｈｇを吸収する膜厚ｔｇで形成されているため、入射した光のうち、緑色の波長領域の光Ｈｇが光導電膜５ｇで吸収される。しかも、この光導電膜５ｇの下部には、緑色の波長領域の光Ｈｇのみ反射させる半透過反射膜９ｇが配置されているため、光導電膜５ｇで吸収しきれなかった緑色の波長領域の光Ｈｇは、この半透過反射膜９ｇで反射されて再び光導電膜５ｇに入射されて吸収される。
【００２８】
このため、半透過反射膜９ｇが設けられていない場合と比較して、光導電膜５ｇにおける緑色の波長領域の光Ｈｇの吸収効率が向上する。また、光導電膜５ｇで吸収しきれなかった緑色の波長領域の光Ｈｇは、下層の光導電膜５ｒに漏れ込むことはないため、青色の波長領域の光Ｈｂが分離された光から、さらに緑色の光Ｈｇを確実に色分離することができる。
【００２９】
そしてこれにより、最下層の光導電膜５ｒには、青色よび緑色の波長領域の光Ｈｂ＋Ｈｇを確実に分離した光、すなわち赤色の波長領域の光Ｈｒおよびこれよりも長波長領域の光のみが入射する。そして、最下層の光導電膜５ｒは、赤色の波長領域の光Ｈｒを吸収する膜厚で形成されており、この下部には赤色の波長領域の光Ｈｒを吸収する光吸収膜１１が設けられているため、光導電膜５ｇで吸収しきれなかった赤色の波長領域の光Ｈｒが、反射によって再び光導電膜５ｒよりも上方の光導電膜５ｇ，５ｂに漏れ込むことはない。
【００３０】
このため、光吸収膜１１が設けられていない場合と比較して、色分離された赤色の波長領域の光Ｈｒが、反射によって再び上方の光導電膜５ｇ，５ｂに漏れ込むことを防止できる。
【００３１】
そして、上述したように各光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂ間での所定の波長領域の光の漏れ込みを防止できるため、図３（１）の分光特性図に示すように、各光導電膜（Ｂｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ，Ｒｅｄ）から取り出される光電流の波長ピークの半値幅が狭くなり、各光導電膜における色分離特性が良好となる。このため、これらの各光電流を各色の受光信号とすることで、色再現性の良好な撮像が可能になる。
【００３２】
これに対して、半透過反射膜９ｇ，９ｂおよび光吸収膜１１が設けられていない、図４に示した受光部を有する従来構成の固体撮像素子では、上層の光導電膜で吸収されるべき波長領域の光が下層の光導電膜に漏れ込むため、図３（２）の分光特性図に示すように、光導電膜（Ｂｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ，Ｒｅｄ）から取り出される光電流の波長ピークがなだらかであり、各光導電膜における色分離特性が悪かったのである。
【００３３】
また、本実施形態の固体撮像素子では、上述したように、上層の光導電膜５ｇ，５ｂにおいては、それぞれの下部に配置された半透過反射膜９ｇ，９ｂでの反射光も光電変換に寄与するため、反透過反射膜９ｇ，９ｂのない従来構造と比較して、感度の向上を図ることも可能である。これにより、光導電膜５ｇ，５ｂを薄くしても感度特性を得易くなるため、薄い構造の受光部構造が期待できる。
【００３４】
そしてまた、各光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂが、それぞれに独立した透明電極膜７で狭持されているため、各光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂから同時に各キャパシタ１３に電荷を読み出すような駆動を行うことも可能である。
【００３５】
以下、図１を用いて説明した固体撮像素子における色分離特性の向上と感度の向上について、簡単なモデルで説明する。
【００３６】
ここで、受光部３を構成する光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂが、全て同じ物質（光吸収係数α）でできていたとする。また、光導電膜５ｒ，５ｇ，５ｂの膜厚をそれぞれｔｒ，ｔｇ，ｔｂとし、透明電極７では光吸収や反射はないものと近似する。そして、受光部３に入射した光Ｈの強度をＩｏとする。この場合において、受光部３の表面からｘの距離（深さ）においての光Ｈによる電荷ｅの発生割合ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：ｇ（ｘ）はｇ（ｘ）＝Ｉｏλ／ｈｃ×α×ｅｘｐ（−αｘ）：（ｈはプランク定数、ｃは光速）となる。
【００３７】
また、表面（距離０）からｔｂであるところの青色の光導電膜５ｂを流れる電流Ｊは、従来構造では、Ｊ１＝−ｑ・ＩＮＴ［ｇ（ｘ）］＝−ｑＩｏλ／ｈｃ・（１−ｅｘｐ（−αｘ））…（１）となる。ただし、ＩＮＴは区間０からｔｂまでの積分であることとする。
【００３８】
一方、本発明の構造における電流Ｊは、青色の光導電膜５ｂと緑色の光導電膜５ｇとの間に配置された半透過反射膜９ｂが、青色の波長領域の光Ｈｂを１００％反射し、これよりも長波長側を１００％透過すると近似的に扱う。…（２）
【００３９】
そして、半透過反射膜９ｂにおける青色の波長領域の光Ｈｂの反射による光電流Ｊ１ｒｅｆとして、Ｊ１ｒｅｆ＝Ｋｂ・Ｊ１・ｅｘｐ（−αｔｂ）…（３）の光電流が加わる。ただしＫは、（２）よりＫｂ＝１（λ＜＝λｂｇ）、Ｋｂ＝０（λ＞λｂｇ）である。つまり（３）式で与えられる量分の、より大きな青色の波長領域の吸収による光電流を従来構造に比較して得られることがわかる。
【００４０】
さらにこれだけの成分が、下部の緑色の光導電膜５ｇでの光電変換に寄与せず（混じらず）、色分解能が向上するといえる。つまり、中間層である緑色用の光導電膜５ｇにおいての光電変換は、従来構造では、上層の光導電膜５ｂからの青色の波長領域の光Ｈｂの漏れ込みが有り得るのに対し、本発明の構造では青色の波長領域の光Ｈｂが半透過反射膜９ｂでカットされるのである。
【００４１】
また同様に、緑色用の光導電膜５ｇの下部の半透過反射膜９ｇでの緑色の波長領域の光Ｈｇの反射成分により、本発明の構造では、上記と同様な感度向上が期待できる。そして、以上のように青色の光Ｈｂおよび緑色の光Ｈｇが反射成分となることで、これらの光Ｈｂ，Ｈｇが最下層の光導電膜５ｒに混入しないため、この光導電膜５ｒにおいては、赤色の波長領域の光Ｈｒを主体とした光電変換を行なうことができるのである。
【００４２】
尚、以上の実施形態においては、赤色用の光導電膜５ｒの下層に光吸収膜１１を設けた構成を説明した。しかしながら、赤色の波長領域の光Ｈｒの光強度が比較的弱い場合には、光吸収膜１１に変えて、赤色の波長領域の光Ｈｒを反射する反射膜を配置しても良い。これにより、より多くの赤色の波長領域の光Ｈｒを光導電膜５ｒで光電変換させ、赤色の波長領域の光強度を高めることができる。この場合には、最下層の光導電膜５ｒにおいても、その下部に配置された反射膜での反射光も光電変換に寄与させることができるため、図４を用いて説明した従来構造と比較すると、光導電膜５ｒを薄くしても感度特性を得易くなり、さらに薄い構造の受光部構造が期待できる。
【００４３】
また、赤色用の光導電膜５ｒの下層には、上述した光吸収膜１１および反射膜のどちらかを設けることが必須ではなく、赤色の波長領域の光Ｈｒの上層への漏れ込みが問題とならない場合には、これらの膜を設けなくても良い。この場合、赤色用の光導電膜５ｒの下層には、透明電極膜７を設けず、基板１に形成した拡散層を下層の電極として用いた構成とすることもできる。
【００４４】
また、以上の実施形態においては、本発明をＣＣＤ型の固体撮像素子に適用した実施の形態を説明した。しかしながら、本発明の固体撮像素子は、ＭＯＳ型（ＣＭＯＳセンサー）の固体撮像素子にも同様に適用可能である。この場合、図１を用いて説明した転送電極２１およびその下部の電荷転送領域に変えて、読み出しゲート１９に接続された配線および駆動回路を基板１上およびその表面層に設けることとする。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の固体撮像素子によれば、光導電膜積層型の単板式カラー固体撮像素子における光導電膜間の透明電極膜に、所定の波長領域の光を反射させてこれよりも長波長側の光を透過させる半透過反射膜を設けたことにより、上方の光導電膜で吸収されなかった光のうちの特定の波長領域の光のみを半透過反射膜で反射させて再び上方の光導電膜で吸収させることができる。これにより、下層の光導電膜への特定の波長領域の光の漏れ込みを防止して色分解能の向上を図り、結果として色再現性の向上を図ることが可能になると共に、上層の光導電膜においては反射光も光電変換に寄与させて量子効率の向上を図り、結果として感度の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の固体撮像素子の構成を示す図である。
【図２】半透過反射膜および光吸収膜の光透過特性を示すグラフである。
【図３】固体撮像素子の分光特性を示す波長−光電流の関係を示すグラフである。
【図４】従来の光導電膜積層型の単板式カラー固体撮像素子における受光部の断面図である。
【符号の説明】
１…基板、５ｒ，５ｇ，５ｂ…光導電膜、７…透明電極膜、３…受光部、９ｇ，９ｂ…半透過反射膜、１１…光吸収膜、７ａ…下部透明電極膜、Ｈ…光、Ｈｒ…赤色の波長領域の光，Ｈｇ…緑色の波長領域の光，Ｈｂ……青色の波長領域の光、ｔｒ…膜厚（光導電膜５ｒ），ｔｇ…膜厚（光導電膜５ｇ），ｔｂ……膜厚（光導電膜５ｂ）、１３…キャパシタ
【図１】
2004335626.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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