(57)【要約】【課題】受光領域の端部近傍においても感度特性を向上させることが可能な固体撮像装置を提供することである。【解決手段】この固体撮像装置は、半導体基板４に形成された複数の受光部５と、カラーフィルタ層１１と、半導体基板４とカラーフィルタ層１１との間に形成され、受光部５の中心に対して所定の距離ずらして配置されたレンズ中心９ａを有する受光部５に光を集光するためのレンズ９とを備えている。【選択図】図２
2005109445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された受光部と、
カラーフィルタ層と、
前記基板と前記カラーフィルタ層との間に形成され、前記受光部の中心に対して所定の距離ずらして配置されたレンズ中心を有する前記受光部に光を集光するためのレンズとを備えた、固体撮像装置。
【請求項２】
前記レンズは、複数設けられ、
前記複数のレンズは、連続した１つの層からなる部分を含む、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
隣接する２つの前記受光部間の領域で、かつ、前記基板と前記レンズとの間の領域に形成された遮光部材をさらに備え、
前記レンズの下端部は、前記遮光部材の上端部より上に配置されている、請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記遮光部材の上端部と同等以上の高さを有する平坦な上面を有する平坦化膜をさらに備え、
前記レンズは、前記平坦化膜の上面上に形成されている、請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記平坦化膜は、前記遮光部材を覆うように形成されている、請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記平坦化膜は、前記遮光部材の側面および下面を覆うように形成され、
前記遮光部材の上端部と前記平坦化膜の上面とは実質的に同じ高さを有する、請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記レンズは、上に凸の形状を有する上面部と、前記平坦化膜の上面上に接触する平坦面からなる下面部とを含む、請求項４〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記レンズの上に凸の形状を有する上面部を覆うように形成された平坦な上面を有する樹脂層をさらに備え、
前記カラーフィルタ層は、前記樹脂層の平坦な上面上に形成されている、請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
複数の前記受光部により前記基板に形成された受光領域をさらに備え、
前記レンズは、前記複数の受光部の各々に対応するように複数設けられ、
前記受光領域の端部近傍における前記レンズのレンズ中心と、対応する前記受光部の中心との間のずれ量は、前記受光領域の中央部近傍における前記レンズのレンズ中心と、対応する前記受光部の中心との間のずれ量に比べて大きい、請求項１〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
複数の前記受光部により前記基板に形成された受光領域をさらに備え、
前記レンズのレンズ中心と、対応する前記受光部の中心との間のずれ量は、前記受光領域の中央部近傍から前記複数の受光部が配置される方向に沿って前記受光領域の端部へ行くにしたがって徐々に大きくなるように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記受光部と射出瞳との間の距離をＬとし、前記受光部の上面の高さ位置から隣接する２つの前記レンズの境界部の高さ位置までの距離より大きく、前記受光部の上面の高さ位置から前記レンズのレンズ中心の高さ位置までの距離より小さい任意の距離をｈとし、前記受光領域内の任意の前記受光部の中心と前記受光領域の中心との間の距離をａとした場合に、前記レンズのレンズ中心と、対応する前記受光部の中心との間のずれ量は、ａ×ｈ／Ｌで表される式によって求められる、請求項１０に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関し、特に、光電変換機能を有する受光部に光を集光するためのレンズを備えた固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光電変換機能を有する受光部に光を集光するためのレンズを備えた固体撮像装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２９は、上記特許文献１に開示されたレンズと同様の構造を有する受光部に光を集光するためのレンズを備えた従来の一例による固体撮像装置の構造を示した断面図である。図２９を参照して、従来の一例による固体撮像装置１０２は、基板１０４を備えている。この基板１０４の表面には、入射された光を電荷信号に変換する光電変換機能を有する複数の受光部１０５が所定の間隔を隔てて形成されている。この複数の受光部１０５によって、基板１０４の表面に受光領域が形成されている。また、基板１０４の表面上には、絶縁膜１１０ａを介して受光部１０５で得られた電荷信号を転送するための転送ゲート１０６が設けられている。また、絶縁膜１１０ｂを介して転送ゲート１０６を覆うように遮光部材１０７が形成されている。この遮光部材１０７は、転送ゲート１０６に光が入射するのを防止する機能を有する。また、隣接する２つの遮光部材１０７の間の受光部１０５上には、絶縁膜１１０ａを介して、受光部１０５に光を集光するための上に凸の形状を有するレンズ１０９が形成されている。このレンズ１０９は、レンズ中心１０９ａが受光部１０５の中心に一致するように配置されている。また、転送ゲート１０６、遮光部材１０７およびレンズ１０９を覆うように、平坦な上面を有する平坦化膜１０８が形成されている。また、平坦化膜１０８の上には、カラーフィルタ層１１１が形成されている。このように、カラーフィルタ層１１１と基板１０４との間に配置されるレンズ１０９は、カラーフィルタ層上に形成されるマイクロレンズと異なり、インナーレンズなどと呼ばれている。
【０００４】
図３０は、受光部に光を集光するためのレンズを備えた従来の他の例による固体撮像装置の構造を示した断面図である。図３０を参照して、従来の他の例による固体撮像装置１２２では、図２９に示した従来の一例による固体撮像装置１０２と異なり、下に凸の形状を有するレンズ１１９を備えている。このレンズ１１９の下に凸の形状を有する部分は、隣接する２つの遮光部材１０７の間に配置されている。また、レンズ１１９のレンズ中心１１９ａは、基板１０４上に形成された受光部１０５の中心と一致するように配置されている。また、レンズ１１９上には、樹脂層１２０を介してカラーフィルタ層１２１が形成されている。
【特許文献１】特開２０００−１６４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図２９に示した従来の一例による固体撮像装置１０２では、レンズ中心１０９ａが受光部１０５の中心と一致するようにレンズ１０９が配置されているので、図３１に示すように、レンズ１０９に対して斜め方向から入射した光を受光部１０５の中央部に集光するのが困難であるという不都合がある。ここで、従来の固体撮像装置１０２では、図３２に示すように、固体撮像装置１０２と所定の間隔を隔てて設置された光学レンズ１０１ａおよび１０１ｂと、光学レンズ１０１ａおよび１０１ｂ間に配置された開口絞り１０１ｃとを用いて、外部からの光を固体撮像装置１０２に入射させている。その際、光学レンズ１０１ａおよび１０１ｂにより屈折された光は、固体撮像装置１０２の端部近傍の画素１０２ａでは、固体撮像装置１０２の中央部近傍の画素１０２ｂに比べてより斜め方向から光が入射される。図２９に示した従来の一例による固体撮像装置１０２では、上記のように、レンズ１０９に対して斜め方向から入射した光を受光部１０５の中央部に集光するのが困難であるので、斜め方向から光が入射される受光領域の端部近傍において、レンズ１０９の受光部１０５への集光効率を向上させるのが困難であるという不都合がある。これにより、固体撮像装置の感度特性を向上させるのが困難であるという問題点がある。
【０００６】
また、図３０に示した従来の他の例による固体撮像装置１２２においても、レンズ１１９のレンズ中心１１９ａが受光部１０５の中心と一致するように配置されているので、図３３に示すように、レンズ１１９に対して斜め方向から入射した光を受光部１０５の中央部に集光するのが困難であるという不都合がある。これにより、図２９に示した従来の固体撮像装置１０２と同様、受光領域の中央部近傍に比べてより斜め方向の光が入射される受光領域の端部近傍において、固体撮像装置の感度特性を向上させるのが困難であるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、受光領域の端部近傍においても感度特性を向上させることが可能な固体撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による固体撮像装置は、基板に形成された受光部と、カラーフィルタ層と、基板とカラーフィルタ層との間に形成され、受光部の中心に対して所定の距離ずらして配置されたレンズ中心を有する受光部に光を集光するためのレンズとを備えている。
【０００９】
この一の局面による固体撮像装置では、上記のように、基板とカラーフィルタ層との間に形成された受光部に光を集光するためのレンズのレンズ中心を受光部の中心に対して所定の距離ずらして配置することによって、斜め方向からレンズに入射した光の焦点が受光部に合うようにレンズ中心と受光部の中心とのずれ量を調節すれば、斜め方向から入射した光を受光部に有効に集光することができる。これにより、複数の受光部によって基板に受光領域を形成する場合に、受光領域の中央部近傍に比べてより斜め方向からの光が入射される受光領域の端部近傍においても、レンズの受光部への集光効率を向上させることができるので、基板とカラーフィルタ層との間にレンズが設けられた固体撮像装置の感度特性を向上させることができる。
【００１０】
上記一の局面による固体撮像装置において、好ましくは、レンズは、複数設けられ、複数のレンズは、連続した１つの層からなる部分を含む。このように構成すれば、隣接するレンズ間に隙間が形成されるのが抑制されるので、大きく斜め方向に傾いた入射光に対応して複数のレンズのレンズ中心を、対応する受光部の中心に対して大きくずらして配置する場合にも、複数のレンズを所定の間隔（隙間）を隔てて不連続に配置する場合と異なり、隣接するレンズ間の隙間の領域に起因して受光部に集光されない入射光が生じるという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、大きく斜め方向に傾いた入射光を受光部に集光させるために、複数のレンズのレンズ中心を対応する受光部の中心に対して大きくずらして配置する場合にも、受光部への集光効率が低下するのを抑制することができる。
【００１１】
上記一の局面による固体撮像装置において、好ましくは、隣接する２つの受光部間の領域で、かつ、基板とレンズとの間の領域に形成された遮光部材をさらに備え、レンズの下端部は、遮光部材の上端部より上に配置されている。このように構成すれば、レンズを配置する横方向の位置が遮光部材によって制限されないので、容易に、レンズのレンズ中心を受光部の中心に対して所定の距離ずらして配置することができる。
【００１２】
この場合において、好ましくは、遮光部材の上端部と同等以上の高さを有する平坦な上面を有する平坦化膜をさらに備え、レンズは、平坦化膜の上面上に形成されている。このように構成すれば、レンズを平坦化膜の上面上の任意の位置に配置することができるので、容易に、レンズのレンズ中心を受光部の中心に対して所定の距離ずらして配置することができる。
【００１３】
上記平坦化膜を備える固体撮像装置において、好ましくは、平坦化膜は、遮光部材を覆うように形成されている。このように構成すれば、遮光部材を覆うように平坦化膜が形成された固体撮像装置において、容易に、レンズのレンズ中心を受光部の中心に対して所定の距離ずらして配置することができるので、感度特性を向上させることができる。
【００１４】
上記平坦化膜を備える固体撮像装置において、好ましくは、平坦化膜は、遮光部材の側面および下面を覆うように形成され、遮光部材の上端部と平坦化膜の上面とは、実質的に同じ高さを有する。このように構成すれば、遮光部材全体を覆うように平坦化膜を形成する場合に比べて、平坦化膜の上面の高さを小さくすることができるので、固体撮像装置の高さ方向の寸法が増大するのを抑制しながら、レンズの中心を受光部の中心に対して所定の距離ずらして配置することができる。これにより、固体撮像装置の高さ方向の寸法が増大するのを抑制しながら、固体撮像装置の感度特性を向上させることができる。
【００１５】
上記平坦化膜を備える固体撮像装置において、好ましくは、レンズは、上に凸の形状を有する上面部と、平坦化膜の上面上に接触する平坦面からなる下面部とを含む。このように構成すれば、容易に、レンズを平坦化膜の平坦面上の任意の位置に配置することができるとともに、レンズの上に凸の上面部で光を屈折して受光部に光を集光することができる。
【００１６】
この場合において、好ましくは、レンズの上に凸の形状を有する上面部を覆うように形成された平坦な上面を有する樹脂層をさらに備え、カラーフィルタ層は、樹脂層の平坦な上面上に形成されている。このように構成すれば、レンズの凸形状の上面部による影響を受けることなく、カラーフィルタ層を平坦な面上に形成することができるので、カラーフィルタ層を上に凸の形状を有するレンズの上に容易に形成することができる。
【００１７】
上記一の局面による固体撮像装置において、好ましくは、複数の受光部により基板に形成された受光領域をさらに備え、レンズは、複数の受光部の各々に対応するように複数設けられ、受光領域の端部近傍におけるレンズのレンズ中心と、対応する受光部の中心との間のずれ量は、受光領域の中央部近傍におけるレンズのレンズ中心と、対応する受光部の中心との間のずれ量に比べて大きい。このように構成すれば、受光領域の端部近傍において、受光領域の中央部近傍に比べてより斜め方向から入射される光を有効に受光部に集光することができるとともに、受光領域の中央部近傍においては垂直方向に近い光を受光部に集光することができる。これにより、受光領域の中央部近傍および端部近傍の両方において、受光部への集光効率を向上させることができる。
【００１８】
上記一の局面による固体撮像装置において、好ましくは、複数の受光部により基板に形成された受光領域をさらに備え、レンズのレンズ中心と、対応する受光部の中心との間のずれ量は、受光領域の中央部近傍から複数の受光部が配置される方向に沿って受光領域の端部へ行くにしたがって徐々に大きくなるように構成されている。このように構成すれば、受光領域の中央部近傍から複数の受光部が配置される方向に沿って受光領域の端部に行くにしたがって入射角が徐々に増大する光を、その入射角に応じて有効に受光部に集光することができる。これにより、受光領域の中央部近傍および端部近傍を含む受光領域の全領域に渡って、受光部への集光効率を向上させることができる。
【００１９】
この場合において、好ましくは、受光部と射出瞳との間の距離をＬとし、受光部の上面の高さ位置から隣接する２つのレンズの境界部の高さ位置までの距離より大きく、受光部の上面の高さ位置からレンズのレンズ中心の高さ位置までの距離より小さい任意の距離をｈとし、受光領域内の任意の受光部の中心と受光領域の中心との間の距離をａとした場合に、レンズのレンズ中心と、対応する受光部の中心との間のずれ量は、ａ×ｈ／Ｌで表される式によって求められる。このように構成すれば、容易に、レンズにより、受光領域の中央部近傍から複数の受光部が配置される方向に沿って受光領域の端部近傍に行くにしたがって入射角が徐々に増大する光を、その入射角に応じて有効に受光部に集光することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による固体撮像装置の全体構成を示した概略図である。図２は、図１に示した第１実施形態による固体撮像装置の受光領域の端部近傍における画素部分の構造を示した断面図である。図３は、図１に示した第１実施形態による固体撮像装置の受光領域の構造を説明するための模式図である。図４は、図１に示した第１実施形態による固体撮像装置の受光領域の中央部における画素部分の構造を示した断面図である。まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による固体撮像装置５０の構造について説明する。
【００２２】
本発明の第１実施形態による固体撮像装置５０は、図１に示すように、２つの光学レンズ１ａおよび１ｂと、開口絞り１ｃと、固体撮像素子２とを備えている。この固体撮像素子２と、２つの光学レンズ１ａおよび１ｂと、開口絞り１ｃとは、それぞれ、所定の間隔を隔てて配置されている。また、光学レンズ１ａおよび１ｂは、被写体からの反射光を集光するために設けられている。また、開口絞り１ｃは、光学レンズ１ａおよび１ｂ間に配置されている。これにより、開口絞り１ｃの開口部を介して光学レンズ１ａから光学レンズ１ｂに光が入射するように構成されている。
【００２３】
また、固体撮像素子２は、インターライン型ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）の構造を有している。具体的には、固体撮像素子２は、複数の画素３を含んでいる。また、固体撮像素子２の画素３では、図２に示すように、半導体基板４の表面の所定領域に、入射された光を電荷信号に変換する光電変換機能を有する複数の受光部５が形成されている。この複数の受光部５は、それぞれ、約２μｍ〜約５μｍの所定の間隔を隔てて、各画素３に対応するように配置されている。また、複数の受光部５により、図３に示すように、半導体基板４の表面に受光領域５ａが形成されている。また、半導体基板４の表面上には、図２に示すように、絶縁膜１５を介して、受光部５で得られた電荷信号を転送するための転送ゲート６が設けられている。この転送ゲート６は、ポリシリコンによって形成されている。また、絶縁膜１６を介して、転送ゲート６の上方を覆うように、Ａｌなどの金属からなる遮光部材７が形成されている。この遮光部材７は、隣接する２つの受光部５間の領域で、かつ、受光領域５ａ（図３参照）の上方の領域に設けられている。また、遮光部材７は、転送ゲート６に光が入射するのを防止する機能を有する。
【００２４】
ここで、第１実施形態では、遮光部材７および転送ゲート６を覆うように、平坦な上面８ａを有するシリコン酸化膜からなる平坦化膜８が形成されている。この平坦化膜８の上面８ａは、遮光部材７の上端部から約１００ｎｍ〜約８００ｎｍの高さ位置に形成されている。また、平坦化膜８の上面８ａ上には、上に凸の形状を有する上面部と、平坦化膜８の上面８ａに接触する平坦な下面部とを有するＳｉＮからなる複数のレンズ９が形成されている。このレンズ９は、受光部５に光を集光する機能を有する。また、レンズ９は、レンズ中心９ａにおいて約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの厚みを有するとともに、隣接する２つの凸形状の境界部９ｂにおいて約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの厚みを有している。
【００２５】
また、第１実施形態では、図２に示すように、受光領域５ａ（図３参照）の端部近傍の画素３ａでは、レンズ９のレンズ中心９ａが対応する受光部５の中心に対して所定の距離Ｌ１ずらして配置されている。その一方、受光領域５ａ（図３参照）の中央部の画素３ｂでは、図４に示すように、レンズ９のレンズ中心９ａと対応する受光部５の中心とが一致するように配置されている。また、レンズ９のレンズ中心９ａと受光部５の中心との間のずれ量は、受光領域５ａ（図３参照）の中央部近傍から複数の受光部５が配置される方向に沿って受光領域５ａの端部近傍へ行くにしたがって徐々に大きくなるように構成されている。したがって、受光領域５ａの中央部と端部との中間部では、レンズ９のレンズ中心９ａと受光部５の中心との間のずれ量は、受光領域５ａの中央部におけるずれ量（０：図４参照）と、受光領域５ａの端部近傍におけるずれ量（Ｌ１：図２参照）との中間のずれ量になるように設定されている。なお、受光領域５ａのすべての領域において、レンズ９のレンズ中心９ａと受光部５の中心との間のずれ量は、約５００ｎｍ以下に設定されている。
【００２６】
また、第１実施形態では、各レンズ９のレンズ中心９ａと、対応する受光部５の中心との間のずれ量ｄ（図６参照）は、以下の式（１）を用いて設定されている。なお、以下の式（１）において、Ｌは受光部５と射出瞳２０（図５参照）との間の距離であり、ｈは受光部５の上面の高さ位置から隣接する２つのレンズ９の境界部９ｂの高さ位置までの距離より大きく、受光部５の上面の高さ位置からレンズ９のレンズ中心９ａの高さ位置までの距離より小さい任意の距離であり、ａは受光領域５ａ内の任意の受光部５の中心と、受光領域５ａの中心５ｂとの間の距離である。また、射出瞳２０（図５参照）は、開口絞り１ｃ（図１参照）より固体撮像素子２側に配置されたレンズ１ｂによってできる開口絞り１ｃの像である。
【００２７】
ｄ＝ａ×ｈ／Ｌ・・・（１）
また、第１実施形態では、複数のレンズ９は、連続した１つの層からなる。これにより、隣接するレンズ９間に隙間が形成されるのが抑制されるので、大きく斜め方向に傾いた入射光に対応して複数のレンズ９のレンズ中心９ａを、対応する受光部５の中心に対して大きくずらして配置する場合にも、複数のレンズ９を所定の間隔（隙間）を隔てて不連続に配置する場合と異なり、隣接するレンズ９間の隙間の領域に起因して受光部５に集光されない入射光が生じるという不都合が発生するのを抑制することができる。
【００２８】
また、図２に示すように、レンズ９の上に凸の形状の上面部を覆うように、良好な透明性および被覆性を有するアクリル樹脂などからなる樹脂層１０が形成されている。この樹脂層１０は、平坦な上面１０ａを有するように形成されている。また、樹脂層１０の平坦な上面１０ａ上に接するように約３００ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚みを有するカラーフィルタ層１１が形成されている。このカラーフィルタ層１１は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色の顔料をそれぞれ添加した感光性の樹脂材料によって形成されている。このように、第１実施形態では、カラーフィルタ層１１と半導体基板４との間に、レンズ９が配置されている。
【００２９】
第１実施形態では、図７に示すように、固体撮像装置５０に対して斜め方向からの光が入射することにより、固体撮像素子２に対して斜め方向からの光が入射する場合にも、上記のように、受光領域５ａの端部近傍における半導体基板４とカラーフィルタ層１１との間に形成されたレンズ９のレンズ中心９ａと、対応する受光部５の中心とのずれ量を、受光領域５ａの中央部近傍におけるレンズ９のレンズ中心９ａと、対応する受光部５の中心との間のずれ量に比べて大きくなるように構成することによって、図８に示すように、斜め方向からレンズ９に入射した光の焦点を受光部５に合わせることができるので、受光領域５ａの端部近傍において、受光領域５ａの中央部近傍に比べてより斜め方向から入射される光を有効に受光部５に集光することができるとともに、受光領域５ａの中央部近傍においては、垂直方向に近い光を受光部５に集光することができる。これにより、受光領域５ａの中央部近傍と受光領域５ａの端部近傍との両方において、受光部５への集光効率を向上させることができるので、半導体基板４とカラーフィルタ層１１との間にレンズ９が設けられた固体撮像装置５０の感度特性を向上させることができる。なお、固体撮像素子２に対して斜め方向からの光が入射する場合に、レンズ９のレンズ中心９ａを受光部５の中心に対してずらすことなく配置すると、図９に示すように、入射した光の焦点を受光部５に合わせることができないので、斜め方向から入射した光を受光部５に集光するのが困難である。
【００３０】
また、第１実施形態では、複数のレンズ９を連続した１つの層により構成することによって、隣接するレンズ９間に隙間が形成されるのが抑制されるので、大きく斜め方向に傾いた入射光に対応して複数のレンズ９のレンズ中心９ａを、対応する受光部５の中心に対して大きくずらして配置する場合にも、複数のレンズ９を所定の間隔（隙間）を隔てて不連続に配置する場合と異なり、隣接するレンズ９間の隙間の領域に起因して受光部５に集光されない入射光が生じるという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、大きく斜め方向に傾いた入射光を受光部５に集光させるために、複数のレンズ９のレンズ中心９ａを対応する受光部５の中心に対して大きくずらして配置する場合にも、受光部５への集光効率が低下するのを抑制することができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、レンズ９のレンズ中心９ａと、対応する受光部５の中心との間のずれ量を受光領域５ａの中央部近傍から複数の受光部５が配置される方向に沿って受光領域５ａの端部近傍へ行くにしたがって徐々に大きくなるように構成することによって、受光領域５ａの中央部近傍から複数の受光部５が配置される方向に沿って受光領域５ａの端部近傍へ行くにしたがって入射角が徐々に増大する光を、その入射角に応じて有効に受光部５に集光することができる。これにより、受光領域５ａの中央部近傍および端部近傍を含む受光領域５ａの全領域に渡って、受光部５への集光効率を向上させることができる。
【００３２】
また、第１実施形態では、レンズ９の上に凸の形状を有する上面部を覆うように平坦な上面１０ａを有する樹脂層１０を形成するとともに、樹脂層１０の平坦な上面１０ａ上にカラーフィルタ層１１を形成することによって、レンズ９の凸形状の上面部による影響を受けることなく、カラーフィルタ層１１を平坦な上面１０ａ上に形成することができるので、カラーフィルタ層１１を上に凸の形状を有するレンズ９の上に容易に形成することができる。
【００３３】
図１０〜図１５は、本発明の第１実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための図である。次に、図２〜図６および図１０〜図１５を参照して、本発明の第１実施形態による固体撮像素子２の製造プロセスについて説明する。
【００３４】
まず、図１０に示すように、複数の受光部５からなる受光領域５ａ（図３参照）が形成された半導体基板４の表面上の所定領域に、絶縁膜１５を介して、ポリシリコンからなる転送ゲート６を形成する。また、絶縁膜１６を介して、転送ゲート６の上方を覆うようにＡｌなどの金属材料からなる遮光部材７を形成する。この後、遮光部材７を覆うように、シリコン酸化膜からなる平坦化膜８を形成する。この後、平坦化膜８の上面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いて平坦化する。これにより、遮光部材７の上面から約１００ｎｍ〜約８００ｎｍの高さに平坦化膜８の平坦化された上面８ａを形成する。
【００３５】
次に、図１１に示すように、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、平坦化膜８の上面８ａ上に約５００ｎｍ〜約８００ｎｍの厚みを有するＳｉＮ膜９ｃを形成する。
【００３６】
次に、図１２に示すように、リソグラフィ技術を用いて、ＳｉＮ膜９ｃ上の所定の領域にレジスト１２を形成する。この際、第１実施形態では、受光領域５ａ（図３参照）の中央部近傍から複数の受光部５の配置される方向に沿って受光領域５ａの端部近傍へ行くにしたがってレジスト１２の中心と受光部５の中心との間のずれ量が徐々に大きくなるようにレジスト１２をパターニングする。なお、レジスト１２の中心と受光部５の中心との間のずれ量は、約５００ｎｍ以下になるように設定する。この際、レジスト１２の中心と受光部５の中心との間のずれ量は、上記した式（１）を用いて設定する。具体的には、まず、図１３に示すように、レンズ中心９ａ（図６参照）と受光部５の中心とが一致した配列Ａの領域を設定する。そして、設定した配列Ａにおける各レンズ９の凸形状を所定の割合で縮小させてレンズ中心９ａを受光部５の中心に対して内側にずれ量ｄ（図６参照）だけずらすことにより、配列Ｂの領域を設定する。この際、配列Ａの領域の中心を原点とした配列Ａ中の所定のレンズ９のレンズ中心９ａの座標を（ｘ０，ｙ０）とし、上記式（１）における距離Ｌ（図６参照）を１２ｍｍとし、距離ｈ（図６参照）を３μｍとする。この場合、上記式（１）により求めた、対応する配列Ｂ中のレンズ９のレンズ中心９ａと受光部５の中心との間のずれ量ｄは、ｘ軸方向では（−ｘ０×３／１２０００）のずれ量になるとともに、ｙ軸方向では（−ｙ０×３／１２０００）のずれ量になる。これにより、配列Ｂの領域のレンズ９のレンズ中心９ａの座標は、（ｘ０−ｘ０×３／１２０００，ｙ０−ｙ０×３／１２０００）と設定する。このため、原点の座標と、レジスト１２の中心の座標（ｘ０−ｘ０×３／１２０００，ｙ０−ｙ０×３／１２０００）とを設定することにより、受光部５の中心に対してずれ量ｄを有するようにレンズ９を形成するためのレジスト１２をパターニングすることができる。
【００３７】
たとえば、受光領域５ａ（図１３参照）の対角長を約３９５０μｍに設定する場合、受光領域５ａの中心から最も離れた対角の位置では、中心から約１９７５μｍの距離がある。したがって、この対角上におけるレンズ９（図６参照）のレンズ中心９ａと受光部５の中心との間のずれ量ｄは、１９７５×３／１２０００＝０．４９４μｍと求められる。これにより、受光領域５ａの対角長を約３９５０μｍに設定する場合には、対角上のレンズ９のレンズ中心９ａを約０．４９４μｍだけ受光領域５ａの中心側にずらすために、レンズ中心９ａに対応するレジスト１２（図１２参照）の中心を約０．４９４μｍだけ受光領域５ａ（図１３参照）の中心側にずれるように形成する。
【００３８】
次に、ホットプレート上において約１６０℃、約２分間の熱処理を行うことによって、レジスト１２の流動性を向上させる。これにより、レジスト１２は、図１４に示すように、表面張力により上に凸の形状に形成される。また、このとき、上に凸の形状を有する隣接する２つのレジスト１２の間には、約０．２μｍの間隔が設けられる。次に、上に凸の形状のレジスト１２とＳｉＮ膜９ｃとを同時にエッチングすることによって、図１５に示すように、レジスト１２の上に凸の形状を反映した上に凸の形状を有する複数のレンズ９を形成する。また、この複数のレンズ９は、連続した１つの層からなるように形成する。なお、この場合の具体的なエッチング条件としては、ガス：ＣＦ４ガス（約５ｓｃｃｍ〜約２５ｓｃｃｍ）、Ｏ２ガス（約５ｓｃｃｍ〜約３０ｓｃｃｍ）およびＡｒガス（約５０ｓｃｃｍ〜約１５０ｓｃｃｍ）、ＲＦ電力：約５００Ｗ〜約１０００Ｗ、ガス圧力：約２．６Ｐａ〜約１０．７Ｐａである。これにより、受光領域５ａ（図３参照）の中央部近傍から複数の受光部５の配置される方向に沿って受光領域５ａの端部近傍へ行くにしたがって、レンズ９のレンズ中心９ａと受光部５の中心との間のずれ量が徐々に大きくなるように構成されたレンズ９が形成される。
【００３９】
次に、レンズ９の隣接する２つの凸形状の間の境界部９ｂを埋め込むように、良好な透明性および被覆性を有するアクリル樹脂などからなるとともに、平坦な上面１０ａ（図２参照）を有する樹脂層１０を形成する。この樹脂層１０は、スピンコート法を用いて形成する。このスピンコート法による樹脂層１０の形成は、レンズ９上にアクリル樹脂などの樹脂材料を塗布した後、固体撮像素子２を垂直方向の軸を中心に回転させて樹脂材料をレンズ９の全面に広げることにより行う。なお、この際の固体撮像素子２の回転数は、樹脂材料を平坦な基板上に塗布して回転させた場合に、基板上に約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍの厚みを有する樹脂材料膜が形成される回転数に設定する。この後、樹脂層１０の上面１０ａ上に約３００ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚みを有するカラーフィルタ層１１を形成する。このカラーフィルタ層１１は、ＲＧＢの３色の顔料がそれぞれ添加された感光性の樹脂材料を用いて、露光および現像を行うことによって形成する。このようにして、図２および図４に示した第１実施形態による固体撮像装置５０の固体撮像素子２が形成される。
【００４０】
（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態による固体撮像素子の受光領域の端部近傍における画素部分の構造を示した断面図である。図１７は、本発明の第２実施形態による固体撮像素子の受光領域の中央部における画素部分の構造を示した断面図である。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、フレームトランスファ型ＣＣＤの固体撮像素子に本発明を適用した例について説明する。
【００４１】
この第２実施形態による固体撮像素子２２では、図１６に示すように、半導体基板２４の表面の所定領域に、入射された光を電荷信号に変換する光電変換機能を有する複数の受光部２５が形成されている。この複数の受光部２５により、上記第１実施形態と同様、受光領域５ａ（図３参照）が形成されている。また、複数の受光部２５は、それぞれ、約０．３μｍ〜約３μｍの間隔を隔てて配置されている。また、受光部２５が形成された半導体基板２４上には、絶縁膜３５を介して、ポリシリコンからなる転送ゲート２６が形成されている。また、転送ゲート２６を覆うように平坦化膜２８が形成されている。この平坦化膜２８は、良好な被覆性および光透過性を有するシリコン酸化膜によって形成されている。
【００４２】
ここで、第２実施形態では、Ｗなどからなる遮光部材２７が、平坦化膜２８に形成された溝部２８ｂを埋め込むように形成されている。これにより、遮光部材２７の側面および底面は、平坦化膜２８で覆われている。また、遮光部材２７の上端部と平坦化膜２８の上面とは同じ高さになるように形成されている。これにより、遮光部材２７の上端部および平坦化膜２８の上面によって平坦面２８ａが形成されている。この平坦面２８ａ上には、上記第１実施形態によるレンズ９（図２および図３参照）と同様の構造を有する複数のレンズ２９が形成されている。この複数のレンズ２９は、連続した１つの層からなる。また、レンズ２９は、受光領域５ａ（図３参照）の端部近傍の画素２３ａでは、図１６に示すように、レンズ中心２９ａが対応する受光部２５の中心に対して所定の距離ずらして配置されている一方、受光領域５ａ（図３参照）の中央部の画素２３ｂでは、図１７に示すように、レンズ中心２９ａが対応する受光部２５の中心と一致するように配置されている。また、受光領域５ａ（図３参照）の中央部近傍から複数の受光部２５が配置される方向に沿って受光領域５ａ（図３参照）の端部近傍に行くにしたがって、レンズ２９のレンズ中心２９ａと対応する受光部２５の中心との間のずれ量は、徐々に大きくなるように構成されている。このずれ量は、上記式（１）によって求められたずれ量ｄになるように設定されている。また、受光領域５ａの全ての領域において、レンズ２９のレンズ中心２９ａと対応する受光部２５の中心とのずれ量は、約５００ｎｍ以下になるように構成されている。なお、第２実施形態による固体撮像素子２２の上記以外の構造は、上記した第１実施形態による固体撮像素子２と同様である。
【００４３】
第２実施形態では、上記のように、受光領域５ａの端部近傍における半導体基板２４とカラーフィルタ層３１との間に形成されたレンズ２９のレンズ中心２９ａと、対応する受光部２５の中心との間のずれ量を、受光領域５ａの中央部近傍におけるレンズ２９のレンズ中心２９ａと、対応する受光部２５の中心との間のずれ量に比べて大きくなるように構成することによって、受光領域５ａの端部近傍において、受光領域５ａの中央部近傍に比べてより斜め方向から入射される光を有効に受光部２５に集光することができるとともに、受光領域５ａの中央部近傍においては、垂直方向に近い光を受光部２５に集光することができる。これにより、受光領域５ａの中央部近傍と受光領域５ａの端部近傍との両方において、受光部２５への集光効率を向上させることができるので、半導体基板２４とカラーフィルタ層３１との間にレンズ２９が設けられた固体撮像装置の感度特性を向上させることができる。
【００４４】
第２実施形態のこれ以外の効果は、上記した第１実施形態による効果と同様である。
【００４５】
図１８〜図２１は、本発明の第２実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図１６〜図２１を参照して、本発明の第２実施形態による固体撮像素子２２の製造プロセスについて説明する。
【００４６】
まず、第２実施形態では、図１８に示すように、複数の受光部２５からなる受光領域（図３参照）が形成された半導体基板２４の上面を覆うように、絶縁膜３５およびポリシリコンからなる転送ゲート２６をこの順で形成する。そして、転送ゲート２６を覆うようにシリコン酸化膜からなる平坦化膜２８を形成した後、平坦化膜２８の上面をＣＭＰ法により平坦化する。そして、平坦化された平坦化膜２８の上面上の所定領域にレジスト３２を形成する。
【００４７】
次に、図１９に示すように、レジスト３２をマスクとして、平坦化膜２８を所定の深さ分だけエッチングすることにより溝部２８ｂを形成する。この後、平坦化膜２８上のレジスト３２を除去する。
【００４８】
次に、図２０に示すように、Ｗなどからなる金属層２７ａを平坦化膜２８の溝部２８ｂを埋め込むとともに、平坦化膜２８の上面上に延びるように形成する。そして、金属層２７ａの余分な部分をＣＭＰ法を用いて研磨することにより、図２１に示すように、Ｗなどからなる遮光部材２７を形成するとともに、遮光部材２７の上端部および平坦化膜２８の上面を同じ高さにする。これにより、遮光部材２７の上端部および平坦化膜２８の上面によって構成された平坦面２８ａが形成される。この後、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、図１６および図１７に示したように、平坦面２８ａ上に、レンズ２９、樹脂層３０およびカラーフィルタ層３１を形成する。
【００４９】
（第３実施形態）
図２２は、本発明の第３実施形態による固体撮像素子の受光領域の端部近傍における画素部分の構造を示した断面図である。図２３は、本発明の第３実施形態による固体撮像素子の受光領域の中央部における画素部分の構造を示した断面図である。この第３実施形態では、上記第１および第２実施形態と異なり、レンズが下に凸の形状を有する場合について説明する。まず、図２２および図２３を参照して、本発明の第３実施形態による固体撮像素子４２の構造について説明する。
【００５０】
この第３実施形態による固体撮像素子４２は、図２１に示すように、複数の受光部４５からなる受光領域５ａ（図３参照）を有する半導体基板４４の表面上に絶縁膜５５を介して、ポリシリコンからなる転送ゲート４６が形成されている。また、絶縁膜５６を介して、転送ゲート４６を覆うようにＡｌなどの金属からなる遮光部材４７が形成されている。また、遮光部材４７を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜４８が形成されている。この絶縁膜４８の上面は、凹部４８ｃを有する。この絶縁膜４８の凹部４８ｃを埋め込むように、下に凸の形状を有するＳｉＮからなる複数のレンズ４９が形成されている。この複数のレンズ４９は、連続した１つの層からなる。また、レンズ４９は、受光領域５ａ（図３参照）の端部近傍の画素４３ａでは、図２２に示すように、レンズ中心４９ａが対応する受光部４５の中心に対して所定の距離ずらして配置されている一方、受光領域５ａ（図３参照）の中央部の画素４３ｂでは、図２３に示すように、レンズ中心４９ａが対応する受光部４５の中心と一致するように配置されている。また、受光領域５ａ（図３参照）の中央部近傍から複数の受光部４５が配置される方向に沿って受光領域５ａ（図３参照）の端部近傍に行くにしたがって、レンズ４９のレンズ中心４９ａと対応する受光部４５の中心との間のずれ量は、徐々に大きくなるように構成されている。また、受光領域５ａの全ての領域において、レンズ４９のレンズ中心４９ａと対応する受光部４５の中心との間のずれ量は約５００ｎｍ以下になるように構成されている。また、レンズ４９の上面４９ｄは平坦化されるとともに、平坦化されたレンズ４９の上面４９ｄ上には約３００ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚みを有するカラーフィルタ層５１が形成されている。この第３実施形態による固体撮像素子４２のこれ以外の構造は、上記した第１実施形態による固体撮像素子２（図２および図４参照）と同様である。
【００５１】
第３実施形態では、上記のように、受光領域５ａの端部近傍における半導体基板４４とカラーフィルタ層５１との間に形成されたレンズ４９のレンズ中心４９ａと、対応する受光部４５の中心との間のずれ量を、受光領域５ａの中央部近傍におけるレンズ４９のレンズ中心４９ａと、対応する受光部４５の中心との間のずれ量に比べて大きくなるように構成することによって、受光領域５ａの端部近傍において、受光領域５ａの中央部近傍に比べてより斜め方向から入射される光を有効に受光部４５に集光することができるとともに、受光領域５ａの中央部近傍においては、垂直方向に近い光を受光部４５に集光することができる。これにより、受光領域５ａの中央部近傍と受光領域５ａの端部近傍との両方において、受光部４５への集光効率を向上させることができるので、半導体基板４４とカラーフィルタ層５１との間にレンズ４９が設けられた固体撮像装置の感度特性を向上させることができる。
【００５２】
第３実施形態のこれ以外の効果は、上記した第１実施形態による効果と同様である。
【００５３】
図２４〜図２８は、本発明の第３実施形態による固体撮像素子４２の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図２２〜図２８を参照して、本発明の第３実施形態による固体撮像素子４２の製造プロセスについて説明する。
【００５４】
まず、図２４に示すように、複数の受光部４５からなる受光領域５ａ（図３参照）を有する半導体基板４４、絶縁膜５５、転送ゲート４６、絶縁膜５６および遮光部材４７を形成した後、遮光部材４７を覆うように、シリコン酸化膜からなる絶縁膜４８を形成する。そして、ＣＭＰ法により、絶縁膜４８の上面を平坦化する。
【００５５】
次に、図２５に示すように、平坦化された絶縁膜４８の上面上の所定領域にレジスト５２を形成する。
【００５６】
次に、図２６に示すように、レジスト５２をマスクとして、絶縁膜４８をエッチングすることにより約５００ｎｍの深さを有する溝部４８ｂを形成する。この際、第３実施形態では、受光領域５ａ（図３参照）の中央部近傍から複数の受光部４５が配置される方向に沿って受光領域５ａ（図３参照）の端部近傍へ行くにしたがって、溝部４８ｂの中心と受光部４５の中心との間のずれ量が徐々に大きくなるようにレジスト５２をパターニングすることにより溝部４８ｂを形成する。
【００５７】
次に、図２７に示すように、フッ酸（ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１００）を用いて４分間のウエットエッチングを行うことにより、絶縁膜４８の上面に曲面状の凹部４８ｃを形成する。この後、レジスト５２を除去する。
【００５８】
次に、図２８に示すように、ＣＶＤ法により平坦化膜４８の凹部４８ｃを埋め込むようにＳｉＮからなるレンズ４９を形成する。このとき、レンズ４９のレンズ中心４９ａにおける厚みが約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍになるようにレンズ４９を形成する。この後、レンズ４９の上面４９ｄをＣＭＰ法を用いて平坦化する。そして、図２２および図２３に示したように、ＲＧＢの３色の顔料がそれぞれ添加された感光性の樹脂材料を形成した後、露光及び現像を行うことによりＲＧＢの３色を有するカラーフィルタ層５１をレンズ４９の上面４９ｄ上に形成する。第３実施形態による固体撮像素子４２のこれ以外の製造プロセスは、上記した第１実施形態による固体撮像素子２の製造プロセスと同様である。
【００５９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６０】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、平坦化膜または絶縁膜の上面をＣＭＰ法を用いて平坦化する例を示したが、本発明はこれに限らず、エッチングを行うことにより平坦化膜または絶縁膜の上面を平坦化してもよい。
【００６１】
また、上記第１〜第３実施形態では、シリコン酸化膜からなる平坦化膜または絶縁膜を形成したが、本発明はこれに限らず、シリコン窒化膜からなる平坦化膜または絶縁膜を形成するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記第１〜第３実施形態では、受光部に集光するためのレンズとしてカラーフィルタ層と半導体基板との間に形成されたレンズ（インナーレンズ）のみを設けたが、本発明はこれに限らず、カラーフィルタ層と半導体基板との間に形成されたレンズ（インナーレンズ）に加えて、さらに、カラーフィルタ層上に各受光部に対応した複数の凸部を有するマイクロレンズを設けてもよい。
【００６３】
また、上記第１〜第３実施形態では、ＣＣＤに本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限らず、ＣＭＯＳセンサなどの他の種類の固体撮像装置に本発明を適用してもよい。ＣＭＯＳセンサなどの他の種類の固体撮像装置に本発明を適用した場合にも、固体撮像装置の感度特性を向上することができるなどの上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、複数のレンズを連続した１つの層からなるように構成したが、本発明はこれに限らず、複数のレンズを連続した１つの層からなる部分と、それ以外の他の層からなる部分とを含むように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態による固体撮像装置の全体構成を示した概略図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による固体撮像装置の受光領域の端部近傍における画素部分の構造を示した断面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による固体撮像装置の受光領域の構造を説明するための模式図である。
【図４】図１に示した第１実施形態による固体撮像装置の受光領域の中央部における画素部分の構造を示した断面図である。
【図５】図１に示した第１実施形態による固体撮像装置における射出瞳の構成を示した模式図である。
【図６】図１に示した第１実施形態による固体撮像装置におけるレンズのずれ量について説明するための模式図である。
【図７】図１に示した第１実施形態による固体撮像装置に対する光の入射経路を示した模式図である。
【図８】図１に示した第１実施形態による固体撮像装置の固体撮像素子に対する光の入射経路を示した断面図である。
【図９】図１に示した第１実施形態による固体撮像装置の効果を説明するための比較例を示した断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態による固体撮像装置において、レンズをずらして形成する際のプロセスを説明するための模式図である。
【図１４】本発明の第１実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による固体撮像素子の受光領域の端部近傍における画素部分の構造を示した断面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態による固体撮像素子の受光領域の中央部における画素部分の構造を示した断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２０】本発明の第２実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２１】本発明の第２実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２２】本発明の第３実施形態による固体撮像素子の受光領域の端部近傍における画素部分の構造を示した断面図である。
【図２３】本発明の第３実施形態による固体撮像素子の受光領域の中央部における画素部分の構造を示した断面図である。
【図２４】本発明の第３実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２５】本発明の第３実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２６】本発明の第３実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２７】本発明の第３実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２８】本発明の第３実施形態による固体撮像素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２９】受光部に光を集光するためのレンズを備えた従来の一例による固体撮像装置の構造を示した断面図である。
【図３０】受光部に光を集光するためのレンズを備えた従来の他の例による固体撮像置の構造を示した断面図である。
【図３１】図２９に示した従来の一例による固体撮像装置の問題点を説明するための断面図である。
【図３２】従来の固体撮像装置に対する光の入射経路を示した模式図である。
【図３３】図３０に示した従来の他の例による固体撮像装置の問題点を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
４  半導体基板
５  受光部
９  レンズ
９ａ  レンズ中心
１１  カラーフィルタ層
【図１】
2005109445.tif 000003
【図２】
2005109445.tif 000004
【図３】
2005109445.tif 000005
【図４】
2005109445.tif 000006
【図５】
2005109445.tif 000007
【図６】
2005109445.tif 000008
【図７】
2005109445.tif 000009
【図８】
2005109445.tif 000010
【図９】
2005109445.tif 000011
【図１０】
2005109445.tif 000012
【図１１】
2005109445.tif 000013
【図１２】
2005109445.tif 000014
【図１３】
2005109445.tif 000015
【図１４】
2005109445.tif 000016
【図１５】
2005109445.tif 000017
【図１６】
2005109445.tif 000018
【図１７】
2005109445.tif 000019
【図１８】
2005109445.tif 000020
【図１９】
2005109445.tif 000021
【図２０】
2005109445.tif 000022
【図２１】
2005109445.tif 000023
【図２２】
2005109445.tif 000024
【図２３】
2005109445.tif 000025
【図２４】
2005109445.tif 000026
【図２５】
2005109445.tif 000027
【図２６】
2005109445.tif 000028
【図２７】
2005109445.tif 000029
【図２８】
2005109445.tif 000030
【図２９】
2005109445.tif 000031
【図３０】
2005109445.tif 000032
【図３１】
2005109445.tif 000033
【図３２】
2005109445.tif 000034
【図３３】
2005109445.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月6日(2004.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
この第３実施形態による固体撮像素子４２は、図２２に示すように、複数の受光部４５からなる受光領域５ａ（図３参照）を有する半導体基板４４の表面上に絶縁膜５５を介して、ポリシリコンからなる転送ゲート４６が形成されている。また、絶縁膜５６を介して、転送ゲート４６を覆うようにＡｌなどの金属からなる遮光部材４７が形成されている。また、遮光部材４７を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜４８が形成されている。この絶縁膜４８の上面は、凹部４８ｃを有する。この絶縁膜４８の凹部４８ｃを埋め込むように、下に凸の形状を有するＳｉＮからなる複数のレンズ４９が形成されている。この複数のレンズ４９は、連続した１つの層からなる。また、レンズ４９は、受光領域５ａ（図３参照）の端部近傍の画素４３ａでは、図２２に示すように、レンズ中心４９ａが対応する受光部４５の中心に対して所定の距離ずらして配置されている一方、受光領域５ａ（図３参照）の中央部の画素４３ｂでは、図２３に示すように、レンズ中心４９ａが対応する受光部４５の中心と一致するように配置されている。また、受光領域５ａ（図３参照）の中央部近傍から複数の受光部４５が配置される方向に沿って受光領域５ａ（図３参照）の端部近傍に行くにしたがって、レンズ４９のレンズ中心４９ａと対応する受光部４５の中心との間のずれ量は、徐々に大きくなるように構成されている。また、受光領域５ａの全ての領域において、レンズ４９のレンズ中心４９ａと対応する受光部４５の中心との間のずれ量は約５００ｎｍ以下になるように構成されている。また、レンズ４９の上面４９ｄは平坦化されるとともに、平坦化されたレンズ４９の上面４９ｄ上には約３００ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚みを有するカラーフィルタ層５１が形成されている。この第３実施形態による固体撮像素子４２のこれ以外の構造は、上記した第１実施形態による固体撮像素子２（図２および図４参照）と同様である。