(57)【要約】【課題】集光効率を向上し、受光感度の向上を図る。【解決手段】複数の光電変換素子を有する半導体基板１と、隣接する光電変換素子２間の素子分離領域３に対応して積層された第１のパターン層５と、第１のパターン層５を覆う絶縁層６と、絶縁層６上に素子分離領域３に対応して積層された第２のパターン層７と、第２のパターン層７を覆う酸化シリコン膜８およびＳＯＧ膜９と、ＳＯＧ膜９に積層された下凸層内レンズ１０とを備える。そして、ＳＯＧ膜９によって、光電変換素子２側に向かって凸状をなす下凸層内レンズ１０の界面が形成され、隣接する下凸層内レンズ１０間に、下凸層内レンズ１０の外周縁が接する接点が設けられる。【選択図】  図１
2004356269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子を有する半導体基板を有し、隣接する前記光電変換素子間の領域上に形成された複数のパターン層と、前記複数のパターン層をそれぞれ覆う複数の絶縁層と、前記絶縁層のうち最上部の前記パターン層を覆う絶縁層を覆うレンズ層とを備える光電変換装置において、
前記最上部のパターン層は、開口部側の側面に前記光電変換素子の受光面に直交する方向に対して傾斜された傾斜面が設けられたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
複数の光電変換素子を有する半導体基板と、隣接する前記光電変換素子間の素子分離領域に対応して積層された第１のパターン層と、前記第１のパターン層を覆う第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に前記素子分離領域に対応して積層された第２のパターン層と、前記第２のパターン層を覆う第２の絶縁層および第３の絶縁層と、前記第３の絶縁層上に積層されたレンズ層とを備える光電変換装置であって、
前記第３の絶縁層によって、前記光電変換素子側に向かって凸状をなすレンズの界面が形成され、隣接する前記レンズ間に、前記レンズの外周縁が接する接点が設けられたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
前記第２のパターン層は、前記光電変換素子に入射する入射光を遮るための遮光膜をなす請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第１および第２のパターン層の少なくとも一方には、入射光を通過させる開口縁に、前記光電変換素子の受光面に直交する光軸に対して傾斜された傾斜面が設けられた請求項２または３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
複数の光電変換素子を有する半導体基板と、隣接する前記光電変換素子間の素子分離領域に対応して積層された第１のパターン層と、前記第１のパターン層を覆う第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に前記素子分離領域に対応して積層された第２のパターン層と、前記第２のパターン層を覆う第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層上に積層されたレンズ層とを備える光電変換装置であって、
第１および第２のパターン層の少なくとも一方には、入射光を通過させる開口縁に、前記光電変換素子の受光面に直交する光軸に対して傾斜された傾斜面が設けられたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
前記レンズ層には、入射光が入射する外方側に向かって凸状をなす複数のレンズが形成された請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
複数の光電変換素子を有する半導体基板と、隣接する前記光電変換素子間の素子分離領域に対応して積層された第１のパターン層と、前記第１のパターン層を覆う第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上に前記素子分離領域に対応して積層された第２のパターン層と、前記第２のパターン層を覆う第２の絶縁層および第３の絶縁層と、前記第３の絶縁層上に積層されたレンズ層とを備える光電変換装置の製造方法であって、
プラズマ処理によって、前記第２のパターン層上に、入射光が入射する外方側に向かって尖鋭な形状の前記第２の絶縁層を形成する工程を有する光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
前記工程で成膜された前記第２の絶縁層上に、前記第２の絶縁層の表面を滑らかな曲面形状にする前記第３の絶縁層を形成する他の工程を有する請求項７に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１および第２のパターン層の少なくとも一方の、入射光を通過させる開口縁に、前記光電変換素子の受光面に直交する光軸に対して傾斜された傾斜面を形成する工程を有する請求項７または８に記載の光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ、イメージリーダ等の画像入力装置に用いられる光電変換装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ、イメージリーダ等の画像入力装置は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、バイポーラトランジスタ型イメージセンサ、電界効果トランジスタ型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の非ＣＣＤ型イメージセンサである光電変換装置を備えている。
【０００３】
近年、光電変換装置では、微細化・高画質化が急速に進み、画素となる１つの光電変換素子が受光できる光量も受光面の面積の減少に伴って少なくなり、光電変換装置の受光感度を低下させてしまう不都合がある。
【０００４】
このような不都合を改善するために、従来の光電変換装置では、受光面上に設けられた保護膜によって平坦化された面上に、マイクロレンズを形成して、このマイクロレンズによって光を受光面上に集光して、受光感度の低下を抑制する構成が知られている。さらに、従来の光電変換装置では、マイクロレンズと光電変換素子の受光面との間に、他のレンズ（以下、層内レンズと称する。）が配設される構成も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このような層内レンズを備える従来の光電変換装置について説明する。非ＣＣＤ型センサのような多層配線構造のイメージセンサの一例として、例えば図６に示すように、従来の光電変換装置は、外方からの入射光を受光する光電変換素子１０２を有する半導体基板１０１に、半導体基板１０１上に第１のパターン層１０５、第１の層内レンズ１０７、第２のパターン層１０６、第２の層内レンズ１０８、マイクロレンズ１１０等が順次積層して設けられて構成されている。光電変換装置では、絶縁層からなる各層内レンズ１０７，１０８に入射した入射光が、第１および第２のパターン層１０５，１０６がなす遮光膜によって遮光され、光電変換素子に照射される。遮光膜は、外方からの光を光電変換素子に入射させるための開口を有しており、開口の側縁が、光電変換素子の受光面に直交する光軸とほぼ平行に形成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−９４０８６号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光電変換装置では、更なる感度の向上を図ることが要望されている。
【０００８】
ところで、一般に、従来の光電変換装置の製造方法では、層内レンズを形成するレンズ形成工程におけるレジストリフロー工程で、熱的リフロー処理を施して表面張力を利用することからレジストの収縮が発生するため、隣接する層内レンズ間の境界部に平坦な領域が形成されてしまう。この平坦な領域は、光電変換素子の受光面にほぼ平行に形成されており、境界部に入射した入射光が、遮光膜を兼ねる第２のパターン層によって反射されて、集光効率を損なってしまう問題点がある。
【０００９】
同様に、上述した特許文献１に開示された従来の光電変換装置は、隣接する層内レンズ間の境界部に、各層内レンズの外周縁が連続された曲面が形成されているため、境界部に入射した入射光が、遮光膜によって反射されてしまう。すなわち、従来の光電変換装置は、隣接する層内レンズ間の境界部が占める領域が比較的大きいため、受光感度を向上することが困難であった。
【００１０】
また、従来の光電変換装置では、遮光膜として機能する第２のパターン層の入射光が通過する開口縁に、半導体基板上の光電変換素子の受光面に直交する側縁が形成されている。
【００１１】
また、従来の光電変換装置では、層内レンズの外周縁に入射して屈折された入射光が第２のパターン層である遮光膜の開口縁で全反射されるため、光電変換素子に到達する光が少なくなり、受光感度の向上に寄与していない。そして、このような現象は、遮光膜の開口寸法が小さくなるにつれて大きくなる。
【００１２】
そこで、本発明は、光電変換素子の受光面に到達する入射光の集光効率の向上を図り、受光感度を向上することができる光電変換装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明に係る光電変換装置は、複数の光電変換素子を有する半導体基板を有し、隣接する前記光電変換素子間の領域上に形成された複数のパターン層と、前記複数のパターン層をそれぞれ覆う複数の絶縁層と、前記絶縁層のうち最上部の前記パターン層を覆う絶縁層を覆うレンズ層とを備える光電変換装置において、前記最上部のパターン層は、開口部側の側面に前記光電変換素子の受光面に直交する方向に対して傾斜された傾斜面が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
更なる本発明に係る光電変換装置は、複数の光電変換素子を有する半導体基板と、隣接する光電変換素子間の素子分離領域に対応して積層された第１のパターン層と、第１のパターン層を覆う第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に素子分離領域に対応して積層された第２のパターン層と、第２のパターン層を覆う第２の絶縁層および第３の絶縁層と、第３の絶縁層上に積層されたレンズ層とを備える。そして、第３の絶縁層によって、光電変換素子側に向かって凸状をなすレンズの界面が形成され、隣接するレンズ間に、レンズの外周縁が接する接点が設けられる。
【００１５】
以上のように構成した本発明に係る光電変換装置によれば、隣接するレンズ間に接点が設けられたことで、隣接するレンズ間の境界部に平坦な領域や連続する曲面が存在しない。したがって、本発明に係る光電変換装置によれば、隣接するレンズ間に入射した入射光が、レンズの外周縁側の界面によって屈折されるため、境界部に入射した入射光が第２のパターン層によって全反射されることなく、光電変換素子に導かれる。このため、本発明に係る光電変換装置は、入射光の集光効率を向上することが可能になる。
【００１６】
また、本発明に係る光電変換装置が備える第１および第２のパターン層の少なくとも一方には、入射光を通過させる開口縁に、光電変換素子の受光面に直交する光軸に対して傾斜された傾斜面が設けられることが好ましい。これによって、隣接するレンズ間に入射した入射光が、第１および第２のパターン層の開口縁によって反射されることが抑制されため、隣接するレンズ間に入射した入射光が、光電変換素子に良好に導かれて、集光効率が更に向上される。
【００１７】
また、本発明に係る光電変換装置は、複数の光電変換素子を有する半導体基板と、隣接する光電変換素子間の素子分離領域に対応して積層された第１のパターン層と、第１のパターン層を覆う第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に素子分離領域に対応して積層された第２のパターン層と、第２のパターン層を覆う第２の絶縁層と、第２の絶縁層上に積層されたレンズ層とを備える。そして、第１および第２のパターン層の少なくとも一方には、入射光を通過させる開口縁に、光電変換素子の受光面に直交する光軸に対して傾斜された傾斜面が設けられる。
【００１８】
以上のように構成した光電変換装置によれば、レンズ層によって屈折された入射光が、第１および第２のパターン層の開口縁によって反射されることが抑制されため、入射光の集光効率が更に向上される。
【００１９】
また、本発明に係る光電変換装置の製造方法は、複数の光電変換素子を有する半導体基板と、隣接する光電変換素子間の素子分離領域に対応して積層された第１のパターン層と、第１のパターン層を覆う第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に素子分離領域に対応して積層された第２のパターン層と、第２のパターン層を覆う第２の絶縁層および第３の絶縁層と、第３の絶縁層上に積層されたレンズ層とを備える光電変換装置の製造方法であって、プラズマ処理によって、第２のパターン層上に、入射光が入射する外方側に向かって尖鋭な形状の第２の絶縁層を形成する工程を有する。
【００２０】
上述した本発明に係る光電変換装置の製造方法によれば、プラズマ処理によって、第２のパターン層上に尖鋭な形状の第２の絶縁層が形成されることで、この尖鋭な形状に倣ってレンズ層が形成される。したがって、本発明の光電変換装置の製造方法によれば、例えばエッチング処理時にマスクパターンを施す工程等が省かれるため、光電変換装置の製造工程が簡素化され、生産性が向上される。
【００２１】
なお、本発明において、プラズマ処理とは、高密度プラズマＣＶＤに代表されるプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理を指している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１に示すように、光電変換装置は、非ＣＣＤ型光電変換装置であって、複数の光電変換素子２を有する半導体基板１と、この半導体基板１上に設けられた絶縁膜４と、この絶縁膜４上に設けられた第１のパターン層５と、この第１のパターン層５を覆う絶縁層６と、この絶縁層６上に設けられた第２のパターン層７と、この第２のパターン層７上に設けられたプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）膜８と、このプラズマＣＶＤ膜８を保護するＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）膜９と、このＳＯＧ膜９上に設けられて光電変換素子２側に向かって凸状に形成された複数のレンズ１０（以下、下凸層内レンズ１０と称する。）とを備えている。
【００２４】
半導体基板１は、例えばシリコン基板によって形成されている。半導体基板１上には、隣接する各光電変換素子２間に、素子分離領域３がそれぞれ設けられている。
【００２５】
光電変換素子２としては、例えば、ＰＮ接合またはＰＩＮ接合を有するフォトダイオードやフォトトランジスタ等が用いられており、このような半導体接合によって形成された空乏層に光が入射し、入射光によって光電変換が生じる。素子分離領域３は、選択酸化によるフィールド酸化膜と接合分離のための拡散層、または埋め込み素子分離法等により形成された領域であり、遮光膜により遮光されていることが好ましい。
【００２６】
絶縁膜４は、各光電変換素子２および素子分離領域３を覆っている。なお、半導体基板１と絶縁膜４との間には、図示しないが、例えばゲート絶縁膜およびゲート電極が介在されてもよい。第１のパターン層５は、配線パターンをなしている。
【００２７】
絶縁層６は、材料として、光電変換素子２に吸収され、電気信号に変換される光を透過可能な透明な材料であればよい。例えばイメージセンサの多くが、可視光または赤外光の検出用であるので、これらの光に対して透明な材料であればよく、絶縁層６には、一般的に電気的絶縁層またはパッシベーション層として用いられる無機絶縁体や有機絶縁体が好ましい。具体的には、酸化シリコンまたは酸化シリコンにリン、ホウ素、フッ素等をドープしたもの、窒化シリコン、アクリル樹脂等が挙げられる。
【００２８】
第２のパターン層７は、例えばアルミニウム等によって形成されており、光電変換素子２に入射する入射光を遮光するための遮光膜をなしている。遮光膜は、入射光を光電変換素子２に受光させるための開口を有しており、開口縁部に、光電変換素子２の受光面に直交する光軸（以下、単に光軸と称する。）に対して傾斜された傾斜面が設けられている。
【００２９】
プラズマＣＶＤ膜８は、いわゆるパッシベーション膜であって、例えば無機絶縁体や有機絶縁体が用いられている。プラズマＣＶＤ膜８は、光軸方向に対して、外光が入射する外方側に向かって尖鋭な形状に突出されて形成されている。ＳＯＧ膜９は、プラズマＣＶＤ膜８によって形成された尖鋭な各頂部を滑らかな円弧状に連続させるように形成されている。
【００３０】
下凸層内レンズ１０は、集光効果を発揮させるために、例えば窒化シリコンのような高屈折率材料によって形成されている。そして、隣接する下凸層内レンズ１０の境界部には、各下凸層内レンズ１０の外周部が接する接点が設けられており、すなわち遮光膜に平行な平坦面や、光が入射する外方側に向かって突出された曲面が存在していない。
【００３１】
光電変換装置は、隣接する下凸層内レンズ１０の境界部に平坦面が存在しないため、この境界部に入射する入射光Ｃ１，Ｃ２が、いずれかの下凸層内レンズ１０の界面で屈折される。このため、光電変換装置では、隣接する下凸層内レンズ１０の境界部から入射した入射光Ｃ１，Ｃ２が、遮光膜によって反射されることを防止できる。すなわち、光電変換装置は、従来の構成で受光可能な入射光Ｃ３に加えて、入射光Ｃ１，Ｃ２を受光することが可能になるため、集光効率を向上することができる。
【００３２】
したがって、本実施形態の光電変換装置によれば、従来で述べたように、隣接する下凸層内レンズ１０間の境界部に入射した入射光が、遮光膜によって全反射されてしまうことが防止され、集光効率を向上し、受光感度を向上することができる。
【００３３】
以上のように構成された光電変換装置の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００３４】
まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１上には、光電変換素子２、絶縁膜４、第１のパターン層５、絶縁層６、遮光膜をなす第２のパターン層７の順にそれぞれ積層されて形成される。半導体基板１上に、光電変換素子２から絶縁層６を形成するまでの各工程は、従来公知であるため、詳細な説明を省略する。
【００３５】
遮光膜の成膜工程では、遮光膜の開口縁部に、光軸に対して傾斜させた傾斜面を形成する。レジストを塗布した後に、フォトリソグラフィ工程によってレジストを所定のパターンにするパターニングを行う。続いてパターニングされたレジストをマスクパターンとしてエッチング処理を行うことにより、遮光膜の開口縁部の対向する側縁が、略漏斗状に傾斜されて、開口縁部に傾斜面を有する遮光膜が成膜される。なお、エッチング処理は、ウエットエッチング法およびドライエッチング法のいずれで行われてもよいが、エッチング処理後の形状を制御しやすい点でドライエッチング法が好ましい。
【００３６】
つぎに、高密度プラズマＣＶＤ法を用いて、遮光膜上に酸化シリコン膜８を形成する。この高密度プラズマＣＶＤ法のプラズマ源としては、特に限定しないが、例えばＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波等のプラズマ源を用いることが好ましい。酸化シリコン膜８を形成する原料ガスとしては、特に限定しないが、例えばＳｉＨ４−Ｏ２系ガスが用いられる。また、スパッタエッチングの原料ガスとしては、例えばＡｒが好適である。
【００３７】
高密度プラズマＣＶＤ法では、反応装置の反応室内を数ｍｍＴｏｒｒ程度の低圧状態で、イオン密度が比較的高いため、半導体基板１側への活性種の指向性が通常のプラズマＣＶＤ法に比較して高い。半導体基板１側にバイアス電圧を印加することで、スパッタエッチング効果が得られる。
【００３８】
高密度プラズマＣＶＤ法で形成された表面は、上述した指向性が高い堆積と、スパッタエッチング処理とが同時進行することによって、外方側に向かって尖鋭な形状を示す。
【００３９】
例えば、反応装置として、ＳｉＨ４−Ｏ２系ガスを用いた高密度プラズマＣＶＤ装置を用いて、成膜する際の圧力を約４．２ｍｍＴｏｒｒ、ＲＦパワーを反応室内の上部４２００Ｗ、下部２７５０Ｗ、ガス流量としてＳｉＯ２を約１２０ｓｃｃｍ、Ｏ２を約１７０ｓｃｃｍ、Ａｒを約２４０ｃｃｍとした場合、図２（ｂ）に示すように、遮光膜の各パターンの中心に、外方に臨む側に向かって尖鋭な突出部が形成される。この形状を利用して、自己整合的に下凸層内レンズ１０を形成する。すなわち、従来の工程で行われていたエッチング処理のマスクパターンを施すことが不要になり、製造工程が簡素化される。
【００４０】
次いで、例えば、ＳＯＧのようなスピンコート材を用いて、図２（ｃ）に示すように、ＳＯＧ膜９によって酸化シリコン膜８の表面を滑らかな曲面形状に加工する。必要に応じて、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）系ガスを用いるプラズマＣＶＤ法によって酸化シリコン膜を形成してもよい。
【００４１】
続いて、図３（ａ）に示すように、ＳＯＧ膜９や酸化シリコン膜８の屈折率（１．４〜１．５程度）よりも高い屈折率（１．５〜２．０程度）を有するプラズマＣＶＤ膜を成膜する。例えば、屈折率が１．９〜２．０程度のプラズマＣＶＤ膜を形成する場合には、プラズマＳｉＮ膜を成膜するのが好ましい。このように、下凸状をなす界面付近では、光電変換素子２側から外方側に屈折率を不連続に大きくすることで、下凸層内レンズ１０が形成される。
【００４２】
最後に、図３（ｂ）に示すように、必要に応じて、レジストエッチバック法やＣＭＰ（化学的機械的研磨）法等の平坦化工程を利用することで、下凸層内レンズ１０をなす高屈折率層の表面を平坦化する。
【００４３】
なお、ここでは図示しないが、必要に応じて、下凸層内レンズ１０を形成した後に、例えば平坦化層、カラーフィルター層、およびオンチップマイクロレンズをそれぞれ形成してもよい。
【００４４】
上述したように、本実施形態では、下凸層内レンズ１０が、高密度プラズマＣＶＤ膜の尖鋭な形状を利用して形成されているため、フォトリソグラフィ工程によるパターニング工程が不要になり、光電変換装置の製造工程の簡素化、製造コストの低減が可能になる。
【００４５】
また、本実施形態では、下凸層内レンズ１０が、高密度プラズマＣＶＤ膜の尖鋭な形状を利用して形成されているため、上述した従来の下凸層内レンズに比較して、隣接する下凸層内レンズ１０間の間隔を小さくすることが可能になり、実質的に間隔をなくす、すなわち限りなく「０」に近づけることもできる。
【００４６】
上述したように、光電変換装置によれば、隣接する下凸層内レンズ１０間の境界部に平坦面や曲面が存在しないため、この境界部に入射した入射光が、下凸層内レンズ１０の界面によって屈折されて、光電変換素子の受光面上に集光させることが可能になるため、集光効率を向上し、受光感度を向上することができる。
【００４７】
また、この光電変換装置は、遮光膜の開口縁部に傾斜面が設けられたことによって、境界部近傍に入射して下凸層内レンズ１０によって屈折された入射光が、遮光膜の開口縁部によって反射されることが抑制されるため、更に集光効率を向上し、受光感度を向上することができる。
【００４８】
さらに、この光電変換装置によれば、遮光膜をなす第２のパターン層７に傾斜面が設けられたことによって、第２のパターン層７と下凸層内レンズ１０が当接することが抑えられて、下凸層内レンズ１０の光軸方向の厚さを大きくすることが可能になるため、入射光の導光特性を向上することができる。
【００４９】
なお、本実施形態では第２のパターン層がなす開口縁に傾斜面が形成されている例を示したが、パターン層が３層よりなり、最上層のパターン層である第３のパターン層の開口縁に傾斜面が形成されても良いことは言うまでもない。
【００５０】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態の光電変換装置は、第２のパターン層がなす遮光膜の開口縁に傾斜面が形成される構成にされたが、この構成に加えて第１のパターン層も同様に傾斜面が形成されてもよい。第２の実施形態の光電変換装置は、上述した第１の実施形態の光電変換装置と基本構成がほぼ同一であるため、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
第２の実施形態の光電変換装置は、図４に示すように、第１のパターン層１５がなす配線パターンの側縁に、光軸に対して傾斜された傾斜面が設けられている。
【００５２】
また、光電変換装置は、多層配線のように複数のパターン層を有するように構成された場合、これら複数のパターン層のいくつかのパターン層の側縁に、傾斜面が設けられてもよい。なお、各パターン層の開口縁部に設けられる傾斜面は、光軸に対する傾斜角が所定の角度に設定されてもよい。
【００５３】
以上のように構成された第２の実施形態の光電変換装置によれば、第１のパターン層に加えて、第２のパターン層等の他のパターン層にも同様に、導光用の傾斜面を形成することによって、集光効率を更に向上することができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
上述した光電変換装置は、光電変換素子側に向かって凸状をなす下凸層内レンズが形成されたが、外方側に向かって凸状をなす上凸層内レンズを有するように構成されてもよい。なお、第３の実施形態の光電変換装置は、上凸層内レンズを除く構成が、第１の実施形態の光電変換装置とほぼ同一であるため、便宜上、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図５に示すように、第３の実施形態の光電変換装置は、遮光膜を覆うプラズマＣＶＤ膜からなるパッシベーション膜１９と、このパッシベーション膜１９上に設けられた外方に臨む側に向かって凸状をなす上凸層内レンズ２０とを備えている。
【００５６】
上凸層内レンズ２０は、通常パッシベーション膜１９を形成した後に形成されるが、上凸層内レンズによってパッシベーションの機能を兼ねるようにしてもよい。上凸層内レンズ２０の材料としては、集光効果を発揮させるために、例えば窒化シリコン（屈折率２．０）のような高屈折率材料が用いられる。上凸層内レンズ２０の製造方法の一例としては、高屈折率材料によって、上凸層内レンズ２０となる高屈折率層を成膜した後に、レジストリフロー、レジストエッチバックを行ってレンズ材の膜に転写する方法がある。
【００５７】
上凸層内レンズ２０は、遮光膜を形成した後に、遮光膜を覆う絶縁膜を形成して平坦化し、屈折率が異なるレンズ材の膜を堆積して、レジストのパターニング、レジストリフロー、レジストエッチバック法により形成される。
【００５８】
なお、図示しないが、上凸層内レンズ２０を形成した後に、上凸層内レンズ２０上に、例えば平坦化層、カラーフィルター層、オンチップマイクロレンズ等をそれぞれ形成してもよい。
【００５９】
以上のように構成された光電変換装置は、隣接する上凸層内レンズ２０間の境界部に平坦部分が存在しているため、隣接する上凸層内レンズ２０間の境界部に入射した入射光Ｃ４が遮光膜によって全反射されることになるが、上凸層内レンズ２０の外周側に入射した入射光Ｃ５を、遮光膜で反射させることなく光電変換素子２に受光させることができる。したがって、この光電変換装置によれば、受光可能な入射光Ｃ６に加えて、入射光Ｃ５も受光可能になるため、集光効率を向上し、受光感度を向上することができる。
【００６０】
【発明の効果】
上述したように本発明に係る光電変換装置によれば、第３の絶縁層によって光電変換素子側に向かって凸状をなすレンズの界面が形成され、隣接するレンズ間に、レンズの外周縁が接する接点が設けられたことによって、入射光の集光効率を向上し、受光感度を向上することができる。
【００６１】
また、本発明に係る光電変換装置の製造方法によれば、プラズマ処理によって、第２のパターン層上に、入射光が入射する外方側に向かって尖鋭な形状の第２の絶縁層を形成する工程を有することによって、光電変換装置の製造工程の簡素化を図り、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の光電変換装置を示す縦断面図である。
【図２】前記光電変換装置の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図３】前記光電変換装置の製造方法を説明するための縦断面図である。
【図４】第２の実施形態の光電変換装置を示す縦断面図である。
【図５】第３の実施形態の光電変換装置を示す縦断面図である。
【図６】従来の光電変換装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  半導体基板
２  光電変換素子
３  素子分離領域
４  絶縁膜
５  第１のパターン層
６  絶縁層
７  第２のパターン層
８  酸化シリコン膜
９  ＳＯＧ膜
１０  下凸層内レンズ
【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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