(57)【要約】  本発明では、半導体基板上に、入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜とを有する固体撮像装置において、前記複数の色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記高屈折率層および前記低屈折率層が２層以上で構成されることを特徴とする。これにより、各色毎の感度ばらつきを低く抑えることができる。
2007055141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、
入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、
前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、
各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜と
を有する固体撮像装置において、
前記複数の色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記高屈折率層および前記低屈折率層が２層以上で構成されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像装置において、
前記高屈折率層と前記低屈折率層とにおける膜厚または膜種のいずれかが前記色成分に対応して異なることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
半導体基板上に、
入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、
前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、
各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する２層以上の高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する２層以上の低屈折率層とからなる反射防止膜と
を有する固体撮像装置において、
前記高屈折率層と前記低屈折率層との少なくとも１層の膜厚または膜種のいずれかが前記各色成分毎に異なることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置において、
前記色成分毎の２層以上の前記高屈折率層のうち前記受光手段に最も近い層の膜種および膜厚が同一であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
各色成分の光を透過させる高屈折率層と低屈折率層とからなる反射防止膜を有する表示装置において、
前記反射防止膜を各色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記高屈折率層および前記低屈折率層が２層以上で構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の表示装置において、
前記高屈折率層と前記低屈折率層とにおける膜厚または膜種のいずれかが前記色成分に対応して異なることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
各色成分の光を透過させる２層以上の高屈折率層と２層以上の低屈折率層とからなる反射防止膜を有する表示装置において、
前記反射防止膜を構成する前記高屈折率層と前記低屈折率層とにおける膜厚または膜種のいずれかが前記各色成分毎に異なることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
半導体基板上に、
入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、
前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、
各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜と
を有する固体撮像装置の製造方法において、
前記半導体基板上に第１の低屈折率層を形成する工程と、
前記第１の低屈折率層の上に第１の高屈折率層を形成する工程と、
前記第１の高屈折率層の上に第２の低屈折率層を形成する工程と、
前記第２の低屈折率層の上に第２の高屈折率層を形成する工程と、
前記複数の色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記第２の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第２の高屈折率層を除去する工程と、
前記受光手段をマスクし、マスクしていない部分の前記第２高屈折率層と前記第２の低屈折率層と前記第１の高屈折率層とを除去する工程とを有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
半導体基板上に、
入射光を３つの色成分に分離する光学手段と、
前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、
各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜と
を有する固体撮像装置の製造方法において、
前記半導体基板上に第１の低屈折率層を形成する工程と、
前記第１の低屈折率層の上に第１の高屈折率層を形成する工程と、
前記第１の高屈折率層の上に第２の低屈折率層を形成する工程と、
前記第２の低屈折率層の上に第２の高屈折率層を形成する工程と、
前記３つの色成分のうち第１の色成分に対応する前記第２の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第２の高屈折率層を除去する工程と、
前記第２の高屈折率層および前記第２の高屈折率層が除去された前記第２の低屈折率層の上に第３の低屈折率層を形成する工程と、
前記第３の低屈折率層の上に第３の高屈折率層を形成する工程と、
前記３つの色成分のうち第２の色成分に対応する前記第３の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第３の高屈折率層を除去する工程と、
前記第３の高屈折率層および前記第３の高屈折率層が除去された前記第３の低屈折率層の上に第４の低屈折率層を形成する工程と、
前記第４の低屈折率層の上に第４の高屈折率層を形成する工程と、
前記３つの色成分のうち第３の色成分に対応する前記第４の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第４の高屈折率層を除去する工程と、
前記受光手段をマスクし、マスクしていない部分の前記第４高屈折率層と前記第４の低屈折率層と前記第３高屈折率層と前記第３の低屈折率層と前記第２高屈折率層と前記第２の低屈折率層と前記第１の高屈折率層とを除去する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反射損失を低減した固体撮像装置および表示装置、さらにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupld Ｄevice)型やＣＭＯＳ（Ｃomplementary Ｍetal Ｏxide Ｓemiconductor)型（或いは増幅型と呼ばれる）などの固体撮像装置を用いたビデオカメラや電子カメラが広く一般に普及している。固体撮像装置は複数の単位画素が２次元アレイ状に配置され、単位画素は受ける光を電気信号に変換する受光部や受光部の電気信号を読み取るための信号線などで構成されている。固体撮像装置を用いたビデオカメラや電子カメラの撮影レンズによって入射される被写体からの光は、マトリクス状に配置された画素に結像され、受光部によって電気信号に変換され、信号線を介して画像信号として読み出される。【０００３】
一般的な固体撮像装置は、半導体基板（シリコン基板）上に、受光部であるフォトダイオードを形成し、フォトダイオードが蓄積した電荷を転送する転送電極が絶縁膜を介して形成され、その上に層間絶縁膜、さらに受光部以外に光が当たらないようにする遮光膜および表面保護膜が順に積層された構造になっている。ところが、このような構造の固体撮像装置では、受光部への入射光がシリコン基板の表面や薄膜の界面で反射し、この反射損失によってフォトダイオードに到達する光が減少し、結果として固体撮像装置の感度が低下するという課題があった。【０００４】
特に、シリコンの屈折率が大きいので、シリコン上での反射が多く、反射損失が大きくなる。この課題を解決するため、受光部上にシリコン窒化膜（ＳiＮ）などの反射防止膜を形成することによって、入射光の反射損失を低減し、固体撮像装置の感度を向上する方法が考えられている。例えば、特許文献１では、５５０ｎｍ付近の入射光の反射損失を低減するため、高屈折率層を２層設ける構造が記載されている。また、特許文献２では１層の反射防止膜で各画素の膜厚を変えることによって反射損失を最適化する方法が記載されている。【０００５】
また、固体撮像装置だけではなく、液晶表示装置やＥＬ（ＥlectroLuminescent Ｄisplay）表示装置などの表示装置においても反射率特性は重要な課題で、可視光の広範囲にわたって低い反射率特性を有する反射防止構造が求められている。例えば、特許文献３では、表示装置の反射防止材として、透明基材の上に屈折率の異なる金属酸化物からなる屈折率が各々１．９以上２．５以下の高屈折率層と、屈折率が各々１．３以上１．５以下の低屈折率層とを交互に積層した反射防止層を設け、高屈折率層及び低屈折率層がそれぞれ同じ金属酸化物で形成されるようにし、透明基材に近い順に屈折率が高くなるように工夫して、可視光領域での低反射率を実現する技術が紹介されている。
【特許文献１】特開２０００−１９６０５１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２５１０号公報
【特許文献３】特開平１０−３１１９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１７は従来技術による高屈折率層１層の分光反射率を示すグラフである。特許文献２では述べられていないが、本発明者の計算によれば、層間絶縁膜やマイクロレンズなどを含んだ光学系では、特許文献２に記載の方法で最適化を行ったとしても、まだ１０％程度の反射損失があると考えられる。
また、図１８は従来技術による高屈折率層２層の分光反射率を示すグラフである。特許文献１に記載されている構造では、図１８に示したように、５３０ｎｍ付近の緑色光の反射損失は６．７％と低減されているが、図１７に示した高屈折率層を１層有する構造と比較すると、波長４５０ｎｍ付近の青色光と６００ｎｍ付近の赤色光に対しては、逆に反射率が上がっているのが分かる。つまり、反射率が高いということは、反射損失が大きく、固体撮像装置の感度が低いことを意味するので、特許文献１に記載されたような構造では、緑色光の感度は高いが、赤色光、青色光に対する感度が低くなってしまうという課題がある。【０００７】
さらに、特許文献１のような構造では、青色光や赤色光の膜の製造誤差による反射率のばらつきが大きくなり、結果として固体撮像装置の感度ばらつきとなって現れる。この感度ばらつきは固体撮像装置の増幅アンプのばらつきよりも大きいので、品質を保つことができず、固体撮像装置の製造歩留まりが大きく低下してしまう。
また、液晶表示装置やＥＬ表示装置などの表示装置においても同様で、特許文献３で紹介されているような各色共通の反射防止構造では全ての色で反射損失を低減することは難しく、各色毎の最適点ではなく、ある程度の妥協点に設計せざるを得ないという課題がある。【０００８】
本発明は、緑色光、赤色光、青色光の全てに対して感度が高く、特に高屈折率層を２層以上含む反射防止膜を有する固体撮像装置および表示装置において、感度ばらつきや反射損失が少ない固体撮像装置および表示装置並びに製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の反射防止膜を有する固体撮像装置は、半導体基板上に、入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜とを有する固体撮像装置において、前記複数の色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記高屈折率層および前記低屈折率層が２層以上で構成されることを特徴とする。【００１０】
或は、半導体基板上に、入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する２層以上の高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する２層以上の低屈折率層とからなる反射防止膜とを有する固体撮像装置において、前記高屈折率層と前記低屈折率層との少なくとも１層の膜厚または膜種のいずれかが前記各色成分毎に異なることを特徴とする。【００１１】
また、本発明の反射防止膜を有する表示装置は、各色成分の光を透過させる高屈折率層と低屈折率層とからなる反射防止膜を有する表示装置において、前記反射防止膜を各色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記高屈折率層および前記低屈折率層が２層以上で構成されることを特徴とする。
或は、各色成分の光を透過させる２層以上の高屈折率層と２層以上の低屈折率層とからなる反射防止膜を有する表示装置において、前記反射防止膜を構成する前記高屈折率層と前記低屈折率層とにおける膜厚または膜種のいずれかが前記各色成分毎に異なることを特徴とする。【００１２】
また、本発明の反射防止膜を有する固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に、入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜とを有する固体撮像装置の製造方法において、前記半導体基板上に第１の低屈折率層を形成する工程と、前記第１の低屈折率層の上に第１の高屈折率層を形成する工程と、前記第１の高屈折率層の上に第２の低屈折率層を形成する工程と、前記第２の低屈折率層の上に第２の高屈折率層を形成する工程と、前記複数の色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記第２の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第２の高屈折率層を除去する工程と、前記受光手段をマスクし、マスクしていない部分の前記第２高屈折率層と前記第２の低屈折率層と前記第１の高屈折率層とを除去する工程とを有することを特徴とする。【００１３】
或は、半導体基板上に、入射光を３つの色成分に分離する光学手段と、前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜とを有する固体撮像装置の製造方法において、前記半導体基板上に第１の低屈折率層を形成する工程と、前記第１の低屈折率層の上に第１の高屈折率層を形成する工程と、前記第１の高屈折率層の上に第２の低屈折率層を形成する工程と、前記第２の低屈折率層の上に第２の高屈折率層を形成する工程と、前記３つの色成分のうち第１の色成分に対応する前記第２の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第２の高屈折率層を除去する工程と、前記第２の高屈折率層および前記第２の高屈折率層が除去された前記第２の低屈折率層の上に第３の低屈折率層を形成する工程と、前記第３の低屈折率層の上に第３の高屈折率層を形成する工程と、前記３つの色成分のうち第２の色成分に対応する前記第３の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第３の高屈折率層を除去する工程と、前記第３の高屈折率層および前記第３の高屈折率層が除去された前記第３の低屈折率層の上に第４の低屈折率層を形成する工程と、前記第４の低屈折率層の上に第４の高屈折率層を形成する工程と、前記３つの色成分のうち第３の色成分に対応する前記第４の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第４の高屈折率層を除去する工程と、前記受光手段をマスクし、マスクしていない部分の前記第４高屈折率層と前記第４の低屈折率層と前記第３高屈折率層と前記第３の低屈折率層と前記第２高屈折率層と前記第２の低屈折率層と前記第１の高屈折率層とを除去する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の固体撮像装置は、Ｒ画素、Ｂ画素、Ｇ画素上の各色毎の反射防止構造を最適化することで、緑色光、赤色光、青色光の全てに対して感度が高い固体撮像装置を提供することが可能となる。特に高屈折率層を２層以上含む反射防止膜を有する固体撮像装置においては、反射率のばらつきによる感度ばらつきを低く抑えることができるので、製造歩留まりの高い固体撮像装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態の断面図
【図２】第１の実施形態の分光反射率を示す図
【図３】第２の実施形態の断面図
【図４】第２の実施形態の分光反射率を示す図
【図５】第３の実施形態の断面図
【図６】第３の実施形態の分光反射率を示す図
【図７】第１，２および３の実施形態の固体撮像装置を示す平面図
【図８】第１，２および３の実施形態の相違を示す断面図
【図９】第１，２および３の実施形態の設計計算例を示す説明図
【図１０】第４の実施形態を示す平面図とその断面図
【図１１】第１の実施形態の製造方法を示す断面図
【図１２】第１の実施形態の製造方法を示す断面図
【図１３】第３の実施形態の製造方法を示す断面図
【図１４】第３の実施形態の製造方法を示す断面図
【図１５】第３の実施形態の製造方法を示す断面図
【図１６】従来技術の高屈折率層１層の断面図
【図１７】従来技術の高屈折率層１層の分光反射率を示す図
【図１８】従来技術の高屈折率層２層の分光反射率を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する前に、固体撮像装置全体の概要を図７を用いて説明する。図７（ａ）は、本発明の固体撮像装置の平面図で、７０１は固体撮像装置、７０２は垂直走査回路、７０３は水平走査回路、７０４はフォトダイオードなど画素を構成する半導体素子、７０５は点線で囲まれた１ブロックの画素単位、７０６は画像信号の読み出し回路、７０７は出力アンプ、７０８は画像信号の出力端子をそれぞれ示している。同図において、各画素単位７０５のフォトダイオードなど半導体素子７０４が出力する電気信号を垂直走査回路７０２によって読み出し回路７０６に行単位で取り出し、水平走査回路７０３によって列単位で出力アンプ７０７を介して出力端子７０８に画像信号として出力するようになっている。また、各画素単位７０５はそれぞれ青色光を撮像するＢ画素用、緑色光を撮像するＧ画素用、赤色光を撮像するＲ画素用に割り当てられており、本実施の形態では、一般的なベイヤー配列の固体撮像装置として説明する。【００１７】
図７（ｂ）は画素単位７０５を、縦２画素および横２画素の４画素分を抜き出した平面図である。図７（ｂ）において、７１０はＧ画素のフォトダイオード、７１１は転送用トランジスタのゲート、７１２は転送用トランジスタのドレイン、７１３は配線、７１４は転送信号線、７１５は電源、７１６は選択信号線、７１７はリセット信号線、７１８はリセット用トランジスタのソース、７１９はリセット用トランジスタのゲート、７２０は電源接続部、７２１は増幅用トランジスタのゲート、７２２は増幅用トランジスタのドレイン、７２３は選択用トランジスタのゲート、７２４は選択用トランジスタのドレイン、７２５は垂直信号線、７２６はＲ画素のフォトダイオード、７２７はＢ画素のフォトダイオードをそれぞれ示している。尚、Ｂ画素、Ｇ画素およびＲ画素は、同様の構成になっているので同じものは符号を省略してある。【００１８】
また、図７（ｂ）の切断線ＡはＢ画素の画素単位の断面位置、切断線ＢはＧ画素の画素単位の断面位置、切断線ＣはＲ画素の画素単位の断面位置、をそれぞれ示している。尚、以降の各実施形態の説明で用いる図において、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の表記は、図７（ｂ）のそれぞれの画素に対応した断面位置Ａ，ＢまたはＣで切断したものを示している。【００１９】
次に、本固体撮像装置の画素の動作について簡単に説明する。図７（ｂ）において、各画素単位のフォトダイオードから信号を読み出す方法や構造はＲ画素，Ｇ画素およびＢ画素共に同じで、同図の符号は各色の同じものは共通であるものとして説明する。転送用トランジスタのドレイン７１２，配線７１３，リセット用トランジスタのソース７１８および増幅用トランジスタのゲート７２１をまとめてフローティングディフュージョンと呼ぶこととする。先ず、リセット用トランジスタのゲート７１９にリセット信号がリセット信号線７１７から与えられると、フローティングディフュージョンはリセットレベルになる。次に、転送用トランジスタのゲート７１１に転送信号を与えるとフォトダイオード７１０が蓄積した電荷がフローティングディフュージョンに転送される。この後、選択用トランジスタのゲート７２３に選択信号を与えると、蓄積された電荷量に応じた信号が増幅用トランジスタで増幅されて垂直信号線７２５に出力される。尚、これらの固体撮像装置の動作は、一般的なものなので、これ以上の詳細な説明は省略する。
（第１の実施形態）
図１を用いて第１の実施形態について説明する。図１はＢ画素およびＲ画素の高屈折率層が１層、Ｇ画素の高屈折率層が２層で構成された反射防止膜を有する固体撮像装置の実施形態を示しており、先に説明した図７（ｂ）の切断位置Ａ，ＢおよびＣで切断した断面図を表している。図１において、１０１は切断位置Ａで切断したときのＢ画素の断面図、１０２は切断位置Ｂで切断したときのＧ画素の断面図、１０３は切断位置Ｃで切断したときのＲ画素の断面図、１０４はマイクロレンズ、１０５および１０７は平坦化層、１０６はカラーフィルタ、１０８は保護膜、１０９は遮光膜、１１０，１１１および１１３は層間絶縁膜、１１２はアルミ配線、１１４および１２３は屈折率１．７未満の低屈折率層を形成するシリコン酸化膜（ＳiＯ2）、１１５は分離層、１１６はウェル領域、１１７は半導体基板、１１９は転送ゲート、１１８は転送ゲート１１９のドレイン領域、１２０はフォトダイオードを構成する電荷蓄積層、１２１はフォトダイオードを構成する表面空乏化防止層、１２２および１２４は屈折率１．７以上の高屈折率層を形成するシリコン窒化膜をそれぞれ示している。尚、Ｒ画素の断面図に振られた各符号は、Ｂ画素およびＲ画素の断面図においては省略してある。【００２０】
図１において、Ｂ画素１０１およびＲ画素１０３には、ウェル領域１１６およびフォトダイオードを形成する表面空乏化防止層１２１の上に低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１１４が２５ｎｍが形成され、その上には高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２２が４０ｎｍの膜厚でそれぞれ形成されている。また、Ｇ画素１０２には、ウェル領域１１６および表面空乏化防止層１２１の上に低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１１４が２５ｎｍの膜厚で形成され、その上には高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２２が４０ｎｍの膜厚でそれぞれ形成されている。ここまでは、Ｂ画素１０１およびＲ画素１０３と同じであるが、Ｇ画素１０２の場合はさらにその上に、低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１２３が１００ｎｍ、高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２４が５０ｎｍでそれぞれ形成されている。これらの反射防止膜の様子を拡大して図示したのが図８（ａ）である。Ｂ画素とＲ画素はシリコン酸化膜１１４とシリコン窒化膜１２２とが１層ずつで構成され、Ｇ画素だけがシリコン酸化膜１１４，シリコン窒化膜１２２，シリコン酸化膜１２３，シリコン窒化膜１２４の順に２層ずつ積層されている。【００２１】
また、Ｂ画素１０１，Ｒ画素１０３およびＧ画素１０２の上記の反射防止膜の上には、層間絶縁膜１１３，１１１および１１０、保護膜１０８、カラーフィルタ１０６、平坦化膜１０７および１０５、マイクロレンズ１０４がそれぞれ各色の画素に形成されている。尚、これらの製造方法については後で詳しく説明する。
次に、第１の実施形態における固体撮像装置の光学特性について図２を用いて説明する。図２は横軸が波長、縦軸が反射率を示す分光反射率特性を表したもので、反射率が小さいほど反射損失が小さく、固体撮像装置としての感度が高くなる。図２において、各波長での反射率ばらつきの最大値は、
Ｂ画素（４５０ｎｍ）：１８．９＋１６．１％
Ｇ画素（５３０ｎｍ）：  ５．３＋  ８．０％
Ｒ画素（６００ｎｍ）：１１．５＋１４．７％
となる。上記は（中心値＋ばらつき）を表しており、ばらつきは反射率の増分を示すので、ばらつきによる最大反射率は２つの値の和となる。【００２２】
これに対して、図１６の断面図に示した従来技術の高屈折率層１層の場合、Ｒ画素，Ｇ画素およびＢ画素のすべてが高屈折率層を形成するシリコン窒化膜１２２の一層構造になっており、図１７示した分光反射率特性を見ると、特に、Ｇ画素１００の特性が図２に比べて大幅に悪いのが分かる。図１７の各波長での反射率ばらつきの最大値は、
Ｂ画素（４５０ｎｍ）：１６．０＋１５．６％
Ｇ画素（５３０ｎｍ）：１０．２＋１２．３％
Ｒ画素（６００ｎｍ）：１０．１＋１３．５％
であり、５３０ｎｍ付近での反射率は、従来技術の高屈折率層１層の反射防止膜の場合には１０％程度あったものが、第１の実施形態では５．３％と大きく低減できている。【００２３】
一方、感度ばらつきについては、一般に、反射率が急峻に変化している所では、膜厚の製造ばらつきの影響が大きくなるので反射率のばらつきが大きくなる。これはシリコン中で吸収される信号となる光のばらつきとなり、信号電荷のばらつきを増大させる。従って、感度ばらつきが大きくなる。逆に反射率が極小値付近では製造ばらつきの影響が小さくなるので感度ばらつきも小さくなる。特に、特許文献１のような高屈折率層２層の反射防止構造では、Ｂ画素およびＲ画素の反射率ばらつきも大きくなるので、感度ばらつきが大きくなってしまう。特許文献１の場合に、カラーフィルタおよびマイクロレンズなどを適用して計算すると分光反射率特性は図１８のようになり、Ｒ画素およびＢ画素での特性が悪くなっている。さらに、各膜の膜厚ばらつきを５％と仮定した場合の各波長での反射率ばらつきの最大値は、
Ｂ画素（４５０ｎｍ）：１９．７＋２５．６％
Ｇ画素（５３０ｎｍ）：  ６．７＋１５．０％
Ｒ画素（６００ｎｍ）：１３．４＋３４．４％
となる。【００２４】
このように、第１の実施形態による固体撮像装置は、従来技術による高屈折率層１層の反射防止膜に比べてＧ画素の感度を高くでき、さらに特許文献１による高屈折率層２層の反射防止膜に比べてＢ画素の感度およびＲ画素の感度を高くすることができる。さらに、製造時の膜厚のばらつきから発生する反射率のばらつきに起因する感度のばらつきを少なくすることができる。尚、一般的に固体撮像装置の場合の感度ばらつきの原因として、アンプゲインのばらつきがあるが、本実施形態によるばらつきは、このゲインばらつきとほば同程度であり、問題とはならない。
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について図３を用いて詳しく説明する。図３は、Ｂ画素の高屈折率層が１層、Ｇ画素およびＲ画素の高屈折率層が２層で構成された反射防止膜を有する固体撮像装置の実施形態を示しており、先に説明した図７（ｂ）の切断位置Ａ，ＢおよびＣで切断した断面図を表している。図３において、１０１は切断位置Ａで切断したときのＢ画素の断面図、１０２は切断位置Ｂで切断したときのＧ画素の断面図、３０３は切断位置Ｃで切断したときのＲ画素の断面図、１２５は屈折率１．７未満の低屈折率層を形成するシリコン酸化膜、１２６は屈折率１．７以上の高屈折率層を形成するシリコン窒化膜をそれぞれ示している。尚、第１の実施形態の図１で説明したものと同符号のものは同じものを示すので説明を省略する。【００２５】
図３において、第１の実施形態と異なっているのはＲ画素のみである。Ｂ画素１０１は第１の実施形態と同じく、シリコン基材側から順に、低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１１４が２５ｎｍ、高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２２が４０ｎｍで形成されている。Ｇ画素１０２も第１の実施形態と同じく、シリコン基材側から順に、低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１１４が２５ｎｍ、高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２２が４０ｎｍ、その上には低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１２３が１００ｎｍ、さらに高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２４が５０ｎｍで形成されている。【００２６】
Ｒ画素３０３は、同様にシリコン基材側から順に、低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１１４が２５ｎｍ、高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２２が４０ｎｍあるが、ここからが第１の実施形態と異なり、その上に低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１２５が９０ｎｍ、さらに高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２６が１２０ｎｍで形成されている。【００２７】
これらの反射防止膜の様子を拡大して図示したのが図８（ｂ）である。Ｂ画素はシリコン酸化膜１１４とシリコン窒化膜１２２とが１層ずつで構成され、Ｇ画素は第１の実施形態と同じく、シリコン酸化膜１１４，シリコン窒化膜１２２，シリコン酸化膜１２３，シリコン窒化膜１２４の順に２層ずつ積層され、Ｒ画素はシリコン酸化膜１１４，シリコン窒化膜１２２，シリコン酸化膜１２５，シリコン窒化膜１２６の順に２層ずつ積層されている。また、図３に示すように、Ｂ画素１０１，Ｒ画素３０３およびＧ画素１０２の上記の反射防止膜の上には、層間絶縁膜１１３，１１１および１１０、保護膜１０８、カラーフィルタ１０６、平坦化膜１０７および１０５、マイクロレンズ１０４がそれぞれ各色の画素に形成されている。【００２８】
次に、第２の実施形態における固体撮像装置の光学特性について、図４を用いて説明する。図４は図２と同様に、横軸が波長、縦軸が反射率を示す分光反射率特性を表したものである。第２の実施形態では、第１の実施形態と同様にＧ画素の緑色光に対する分光反射率が低減されているのに加え、Ｒ画素の赤色光に対する分光反射率も低減できていることが分かる。第１の実施形態の図２では６００ｎｍでの反射率が１０％程度あったものが、第２の実施形態の図４では６．１％まで低減できている。さらに、各膜厚の製造ばらつきによるＲ画素に発生する反射率のばらつきも、第１の実施形態では１４．７％あったものが、第２の実施形態では下記に示すように８．４％まで低減できている。
Ｂ画素（４５０ｎｍ）：１８．９＋１６．１％
Ｇ画素（５３０ｎｍ）：  ５．３＋  ８．０％
Ｒ画素（６００ｎｍ）：  ６．１＋  ８．４％
尚、上記は第１の実施形態と同様に計算によって算出した各波長での反射率＋ばらつきを表している。このように、第２の実施形態ではＲ画素の赤色光に対する反射率も低減できるので、赤色光に対する固体撮像装置の感度を高めることができる。また、製造ばらつきのために発生する赤色光の反射率のばらつきも第１の実施形態に比べて小さくすることが可能になる。
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について図５を用いて詳しく説明する。図５は、Ｂ画素，Ｇ画素およびＲ画素の全ての高屈折率層が２層で構成された反射防止膜を有する固体撮像装置の実施形態を示しており、先に説明した図７（ｂ）の切断位置Ａ，ＢおよびＣで切断した断面図を表している。図５において、５０１は切断位置Ａで切断したときのＢ画素の断面図、１０２は切断位置Ｂで切断したときのＧ画素の断面図、３０３は切断位置Ｃで切断したときのＲ画素の断面図、１２７は屈折率１．７未満の低屈折率層を形成するシリコン酸化膜、１２８は屈折率１．７以上の高屈折率層を形成するシリコン窒化膜をそれぞれ示している。尚、第１の実施形態の図１および第２の実施形態の図３で説明したものと同符号のものは同じものを示すので説明を省略する。【００２９】
図５において、第２の実施形態と異なっているのはＢ画素のみである。Ｇ画素１０２は第１の実施形態と同じく、シリコン基材側から順に、低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１１４が２５ｎｍ、高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２２が４０ｎｍ、その上には低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１２３が１００ｎｍ、さらに高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２４が５０ｎｍでそれぞれ形成されている。【００３０】
Ｒ画素３０３は第２の実施形態と同じく、シリコン基材側から順に、低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１１４が２５ｎｍ、高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２２が４０ｎｍ、その上に低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１２５が９０ｎｍ、さらに高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２６が１２０ｎｍでそれぞれ形成されている。
Ｂ画素５０１は、同様にシリコン基材側から順に、低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１１４が２５ｎｍ、高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２２が４０ｎｍあるが、ここからが第１および第２の実施形態とは異なり、その上に低屈折率層として用いるシリコン酸化膜１２７が６０ｎｍ、さらに高屈折率層として用いるシリコン窒化膜１２８が５０ｎｍでそれぞれ形成されている。【００３１】
これらの反射防止膜の様子を拡大して図示したのが図８（ｃ）である。Ｇ画素は第１の実施形態と同じく、低屈折率層を形成するシリコン酸化膜１１４，高屈折率層を形成するシリコン窒化膜１２２，低屈折率層を形成するシリコン酸化膜１２３，高屈折率層を形成するシリコン窒化膜１２４の順に２層ずつ積層され、Ｒ画素は第２の実施形態と同じく、低屈折率層を形成するシリコン酸化膜１１４，高屈折率層を形成するシリコン窒化膜１２２，低屈折率層を形成するシリコン酸化膜１２５，高屈折率層を形成するシリコン窒化膜１２６の順に２層ずつ積層され、Ｂ画素は低屈折率層を形成するシリコン酸化膜１１４，高屈折率層を形成するシリコン窒化膜１２２，低屈折率層を形成するシリコン酸化膜１２７，高屈折率層を形成するシリコン窒化膜１２８の順に２層ずつ積層されている。【００３２】
また、Ｂ画素５０１，Ｒ画素３０３およびＧ画素１０２の上記の反射防止膜の上には、層間絶縁膜１１３，１１１および１１０、保護膜１０８、カラーフィルタ１０６、平坦化膜１０７および１０５、マイクロレンズ１０４がそれぞれ各色の画素に形成されている。尚、これらの製造方法については後で詳しく説明する。
次に、第３の実施形態における固体撮像装置の光学特性について、図６を用いて説明する。図６は図２および図４と同様に、横軸が波長、縦軸が反射率を示す分光反射率特性を表したものである。第３の実施形態では、第２の実施形態と同様にＧ画素の緑色光およびＲ画素の赤色光に対する分光反射率が低減されているのに加え、Ｂ画素の青色光に対する分光反射率も低減できていることが分かる。青色光の分光反射率は、第２の実施形態の図４では４５０ｎｍでの反射率が１８．９％程度あったものが、第３の実施形態の図６では６．４％まで大幅に低減できている。さらに、各膜厚の製造ばらつきによるＢ画素に発生する反射率のばらつきも、第１および第２の実施形態では１６．１％あったものが、第３の実施形態では下記に示すように７．４％まで低減できている。
Ｂ画素（４５０ｎｍ）：６．４＋７．４％
Ｇ画素（５３０ｎｍ）：５．３＋８．０％
Ｒ画素（６００ｎｍ）：６．１＋８．４％
尚、上記は第１および第２の実施形態と同様に計算によって算出した各波長での反射率＋ばらつきを表している。【００３３】
このように、第３の実施形態ではＢ画素の青色光に対する反射率も低減できるので、青色光に対する固体撮像装置の感度を高めることができる。また、製造ばらつきのために発生する青色光の反射率のばらつきも第１および第２の実施形態に比べて小さくすることが可能になる。従って、第３の実施形態における固体撮像装置は、従来の高屈折率層１層の反射防止構造に比べて、ＲＧＢ全ての波長で反射損失が少なく、全波長で感度の高い固体撮像装置を提供することができる。さらに、反射率のばらつきも高屈折率層１層に比べてＲＧＢ全ての波長領域において大幅に低減できている。【００３４】
ここで、本発明の実施形態で説明した最下層の第一層目のシリコン酸化膜（２５ｎｍ）とその上の第一層目のシリコン窒化膜（４０ｎｍ）の膜厚とをＲＧＢ全ての画素で同じ厚さとした場合の第二層目のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜の厚さの最適値の計算結果を図９に示す。図９（ａ）はＢ画素の最適値の計算結果、図９（ｂ）はＧ画素の最適値の計算結果、図９（ｃ）はＲ画素の最適値の計算結果をそれぞれ示しており、行方向に第二層目の低屈折率層を形成するシリコン酸化膜の膜厚をｎｍ単位で、列方向に第二層目の高屈折率層を形成するシリコン窒化膜の膜厚をｎｍ単位で、それぞれ１０ｎｍ刻みで反射率（％）を小数点１桁まで記載してある。従って、図９に記載している１０ｎｍ刻みの数値の間に最適値がある場合もある。【００３５】
例えば、Ｂ画素の最適値は分光反射率が最小になっている６．４％の組み合わせであるシリコン酸化膜が６０ｎｍおよびシリコン窒化膜が５０ｎｍの膜厚が最適値となる。Ｇ画素の最適値は分光反射率が最小になっている５．３％の組み合わせであるシリコン酸化膜が１００ｎｍおよびシリコン窒化膜が５０ｎｍの膜厚が最適値となる。同様に、Ｒ画素の最適値は分光反射率が最小になっている６．１％の組み合わせであるシリコン酸化膜が９０ｎｍおよびシリコン窒化膜が１２０ｎｍの膜厚が最適値となる。また、図９より、最適膜厚から１０ｎｍ程度のずれがあっても反射率はあまり劣化しないことが分かるので、製造時の精度管理がし易く、歩留まりの向上を図ることができ、コスト低減につながる。
（第４の実施形態）
第１の実施形態から第３の実施形態までは、固体撮像装置に関するものであったが、ＲＧＢの光を利用した表示装置においても、本発明の技術は有効である。第４の実施形態では、上記の反射防止構造を表示装置に適用した場合について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、液晶表示装置やＥＬ（ＥlectroLuminescent Ｄisplay）表示装置などを構成する表示装置６５１の平面図で、青色光を発光するＢ画素６５２、緑色光を表示するＧ画素６５３、赤色光を発光するＲ画素６５４の各表示画素がストライプ状に繰り返し配置されている。図示はしていないが、各色の画素に対応した発光部が背面に設けられており、各色の発光部の明るさを変えることによってカラー画像を表示することができる。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の断面位置Ｄで切断した時の断面図で、透明基板６５５の上に第３の実施形態で説明したのと同じ反射防止層が設けられ、上部には平坦化層および保護膜を兼ねた透明樹脂６５６が形成されている。尚、図示はしていないが、透明基板６５５の下には液晶表示部あるいはＥＬ表示素子が形成されており、例えば、ＥＬ表示素子の形成工程において、ＥＬ表示素子と一体化して形成する場合は、透明基板６５５の代わりにＥＬ表示素子の最上面が来ても構わない。【００３６】
図１０（ｂ）のＢ画素，Ｇ画素およびＲ画素を構成する反射防止層は、第３の実施形態で示したものと同じように、透明基板６５５の上に第一層目の低屈折率層を構成するシリコン酸化膜１１４が形成され、その上に第一層目の高屈折率層を構成するシリコン窒化膜１２２が形成されている。これらの第一層目はＲＧＢの各色画素共通になっているので、同じ製造工程で形成できる。さらに、第一層目のシリコン窒化膜１２２の上には、第二層目の低屈折率層を構成するシリコン酸化膜が、Ｂ画素にはシリコン酸化膜１２７の厚さで、Ｇ画素にはシリコン酸化膜１２３の厚さで、Ｒ画素にはシリコン酸化膜１２５の厚さで、それぞれ形成され、その上には、第二層目の高屈折率層を構成するシリコン窒化膜が、Ｂ画素にはシリコン窒化膜１２８の厚さで、Ｇ画素にはシリコン窒化膜１２４の厚さで、Ｒ画素にはシリコン窒化膜１２６の厚さで、それぞれ形成されている。【００３７】
尚、これらの厚さは、他の実施形態におけるシリコン基板の場合とは異なり、透明基板６５５に適した反射防止の膜厚に最適化することで、透明基板６５５の下にある発光部の明るさは損なわれず、明るい表示装置を実現することが可能になる。また、表示装置には固体撮像装置と同じようにマイクロレンズが備えられているものもあり、その場合は透明樹脂６５６の上あるいは透明樹脂６５６と一体化させて形成することが可能である。上記の第４の実施形態においては、第３の実施形態と同じＲＧＢ各色２層の構造としたが、第１の実施形態や第２の実施形態と同じ構成でも構わない。
（製造方法）
次に、第１の実施形態で説明したＣＭＯＳ型の固体撮像装置の製造方法について、図１１，図１２を用いて説明する。尚、図１におけるフォトダイオードを形成する表面空乏化防止層１２１の形成までは通常の固体撮像装置の製造方法と同じなので説明を省略し、ＣＶＤ（Ｃhemical Ｖapor Ｄeposition：化学気相成長法）でシリコン酸化膜１１４が低屈折率層としてフォトダイオード部分に２５ｎｍが形成された図１１（ａ）の状態から製造方法の手順を説明する。
［手順１］２５ｎｍのシリコン酸化膜１１４上に、高屈折率層としてＬＰＣＶＤ（Ｌow Ｐressure ＣＶＤ：減圧ＣＶＤ）で形成されたシリコン窒化膜１２２を４０ｎｍ形成する。この処理後の状態を図１１（ｂ）に示す。
［手順２］その後、低屈折率層としてＣＶＤ膜で形成したシリコン酸化膜１２３を１００ｎｍ形成する。さらに、高屈折率層としてＬＰＣＶＤで形成されたシリコン窒化膜１２４を５０ｎｍ形成する。この処理後の状態を図１１（ｃ）に示す。
［手順３］次に、Ｇ画素だけマスクして、Ｒ画素、Ｂ画素のシリコン窒化膜１２４を、従来から良く知られるフォトリソグラフィやエッチングによって除去する。この処理後の状態を図１２（ｄ）に示す。尚、この処理を行うと、シリコン窒化膜１２４の直下にあるシリコン酸化膜１２３もオーバーエッチングによって、５ｎｍ程度薄くなるが、エッチングによって薄くなったシリコン酸化膜１２３は反射防止特性には影響しない。
［手順４］さらに、ＢＧＲ各画素において、少なくとも受光部部分が覆われるようにマスクし、マスクしていない部分のシリコン酸化膜１２３，シリコン窒化膜１２４および１２２をフォトリソグラフィおよびエッチングによって除去する。この処理後の状態を図１２（ｅ）に示す。
［手順５］その後、従来から一般に知られている固体撮像装置と同様の製造方法によって、層間絶縁膜、保護膜、カラーフィルタ及び平坦化膜、マイクロレンズなどを形成して、ＣＭＯＳ型固体撮像装置の素子が完成する。この処理後の状態を図１２（ｆ）に示す。【００３８】
このようにして、Ｇ画素１０２だけシリコン窒化膜１２２および１２４による高屈折率層を２層含んだ反射防止膜が形成され、Ｒ画素１０３およびＢ画素１０１はシリコン窒化膜１２２の高屈折率層１層の反射防止膜を形成することができる。また、本製造方法によれば、［手順３］でＢ画素およびＲ画素の５ｎｍ程度薄くなったシリコン酸化膜１２３は、その後の工程によって層間絶縁膜１１３で一体化されるので、反射防止膜の特性には影響しない。【００３９】
次に、第３の実施形態に対応する製造方法について、図１３、図１４、図１５を用いて詳しく説明する。尚、第１の実施形態の製造方法の説明と同様に、フォトダイオードを形成する表面空乏化防止層１２１の形成までは通常の固体撮像装置の製造方法と同じなので説明を省略し、ＣＶＤでシリコン酸化膜１１４が低屈折率層としてフォトダイオード部分に２５ｎｍが形成された図１３（ａ）の状態から製造方法の手順を説明する。
［手順１０］２５ｎｍのシリコン酸化膜１１４上に、高屈折率層としてＬＰＣＶＤで形成されたシリコン窒化膜１２２を４０ｎｍ形成する。この処理後の状態を図１３（ａ）に示す。
［手順１１］その後、低屈折率層としてＣＶＤ膜で形成したシリコン酸化膜１２７を６０ｎｍ形成する。さらに、高屈折率層としてＬＰＣＶＤで形成されたシリコン窒化膜１２８を５０ｎｍ形成する。この処理後の状態を図１３（ｂ）に示す。
［手順１２］次に、Ｂ画素をマスクしてＧ画素およびＲ画素の上層のシリコン窒化膜１２８を、フォトリソグラフィやエッチングによって除去する。この時、Ｇ画素、Ｒ画素のシリコン窒化膜１２８の直下にあるシリコン酸化膜１２７もオーバーエッチングによって約１０ｎｍ薄くなる。この処理後の状態を図１３（ｃ）に示す。
［手順１３］さらに、シリコン酸化膜１２５ａを４０ｎｍ、シリコン窒化膜１２６を１２０ｎｍ形成する。この時、Ｇ画素とＲ画素は、［手順１２］で残ったシリコン酸化膜１２７と［手順１３］で形成したシリコン酸化膜１２５ａとが一体となってシリコン酸化膜１２５を形成する。この処理後の状態を図１３（ｄ）に示す。
［手順１４］次に、Ｒ画素をマスクしてＢ画素とＧ画素の上層のシリコン窒化膜１２６を、フォトリソグラフィおよびエッチングによって除去する。この処理によって、Ｂ画素およびＧ画素のシリコン窒化膜１２６の直下にあるシリコン酸化膜１２５および１２５ａも約２０ｎｍ薄くなる。この処理後の状態を図１３（ｅ）に示す。
［手順１５］さらに、シリコン酸化膜１２３ａを３０ｎｍ、シリコン窒化膜１２４を５０ｎｍ形成する。この時、Ｂ画素とＧ画素は、［手順１４］で残ったシリコン酸化膜１２５および１２５ａと［手順１５］で形成したシリコン酸化膜１２３ａとが一体となって、それぞれシリコン酸化膜１２３および１２３ｂを形成する。この処理後の状態を図１３（ｆ）に示す。
［手順１６］次に、Ｇ画素をマスクしてＢ画素とＲ画素の上層のシリコン窒化膜１２４を、フォトリソグラフィおよびエッチングによって除去する。この処理によって、Ｂ画素およびＲ画素のシリコン窒化膜１２４の直下にあるシリコン酸化膜１２３ｂおよび１２３ａも約５ｎｍ薄くなる。この処理後の状態を図１５（ｇ）に示す。
［手順１７］最後に、ＢＧＲ各画素の受光部部分をマスクし、マスクしていない部分のシリコン酸化膜１２３ａ，１２３ｂ，１２５および１２７と、シリコン窒化膜１２４，１２６，１２８および１２２とをフォトリソグラフィおよびエッチングによって除去する。この処理後の状態を図１５（ｈ）に示す。
［手順１８］その後、従来技術と同様の固体撮像装置の製造方法によって、層間絶縁膜、保護膜、カラーフィルタ及び平坦化膜、マイクロレンズなどを形成し、ＣＭＯＳ型の固体撮像装置が完成する。完成後の固体撮像装置を図１５（ｉ）に示す。【００４０】
このようにして、Ｇ画素１０２にはシリコン窒化膜１２２および１２４による高屈折率層を２層とシリコン酸化膜１１４および１２３含んだ反射防止膜が形成され、Ｒ画素３０３にはシリコン窒化膜１２２および１２６による高屈折率層を２層とシリコン酸化膜１１４および１２５含んだ反射防止膜が形成され、Ｂ画素５０１にはシリコン窒化膜１２２および１２８による高屈折率層を２層とシリコン酸化膜１１４および１２７含んだ反射防止膜が形成され、先述したようにＢＧＲ各画素毎に膜厚の異なる最適化された反射防止膜を有する固体撮像装置を製造することが可能となる。【００４１】
また、本製造方法によれば、［手順１２］でＧ画素およびＲ画素の１０ｎｍ程度薄くなったシリコン酸化膜１２７は、その後の工程によってシリコン酸化膜１２５ａで一体化されるので、反射防止膜の特性には影響しない。同様に、［手順１４］でＢ画素およびＧ画素のシリコン酸化膜１２５および１２５ａも２０ｎｍ程度薄くなるが、その後の工程によってシリコン酸化膜１２３ａと一体化され、［手順１６］でＢ画素およびＲ画素のシリコン酸化膜１２３ｂおよび１２３ａも５ｎｍ程度薄くなるが、その後の工程によって層間絶縁膜１１３で一体化されるので、反射防止膜の特性には影響しない。【００４２】
尚、本実施例では最下層のシリコン酸化膜とその上のシリコン窒化膜の膜厚をＲＧＢ全ての画素で同じ厚さとしたので、全ての画素で共通の加工処理が可能となり、製造方法を簡略化することができる。しかしながら、ＲＧＢ全ての画素で同じ厚さにしなくても各画素の反射率や製造ばらつきを調整することが可能であり、厚さが異なる場合でも本発明の効果は変わらないので、本実施形態に限定されるものではない。【００４３】
以上説明したように、本発明の固体撮像装置は、Ｒ画素，Ｂ画素およびＧ画素上の反射防止膜を最適化するので、従来の高屈折率層１層の反射防止膜に比べて、ＲＧＢ全ての波長で反射損失が少なく、全波長で感度の高い固体撮像装置を提供することが可能となる。さらに、本発明では、製造上の膜厚ばらつきによる反射率ばらつきも高屈折率層１層に比べてＲＧＢ全ての波長領域において大幅に低減した製造歩留まりの高い固体撮像装置を提供することができる。【００４４】
尚、何れの実施形態においても、高屈折率層をシリコン窒化膜で形成したが、これに限らず、屈折率が１．７以上の材料、例えば、チタンなどの酸化物でも構わない。同様に、低屈折率層もシリコン酸化膜で形成したが、屈折率が１．７未満の材料であれば、本実施例と同じ効果が得られる。
【図１】
2007055141.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月2日(2007.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、
入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、
前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、
各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜と
を有する固体撮像装置において、
前記複数の色成分の少なくとも第１の色成分に対応する前記高屈折率層および前記低屈折率層が２層以上で構成され、前記複数の色成分のうち前記第１の色成分とは異なる第２の色成分に対応する前記高屈折率層が１層および前記低屈折率層が１層以上で構成されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像装置において、
前記高屈折率層と前記低屈折率層とにおける膜厚または膜種のいずれかが前記色成分に対応して異なることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
半導体基板上に、
入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、
前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、
各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する２層以上の高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する２層以上の低屈折率層とからなる反射防止膜と
を有する固体撮像装置において、
前記高屈折率層と前記低屈折率層との少なくとも１層の膜厚または膜種のいずれかが前記各色成分毎に異なることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の固体撮像装置において、
前記色成分毎の２層以上の前記高屈折率層のうち前記受光手段に最も近い層の膜種および膜厚が同一であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
各色成分の光を透過させる高屈折率層と低屈折率層とからなる反射防止膜を有する表示装置において、
前記反射防止膜を各色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記高屈折率層および前記低屈折率層が２層以上で構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の表示装置において、
前記高屈折率層と前記低屈折率層とにおける膜厚または膜種のいずれかが前記色成分に対応して異なることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
各色成分の光を透過させる２層以上の高屈折率層と２層以上の低屈折率層とからなる反射防止膜を有する表示装置において、
前記反射防止膜を構成する前記高屈折率層と前記低屈折率層とにおける膜厚または膜種のいずれかが前記各色成分毎に異なることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
半導体基板上に、
入射光を複数の色成分に分離する光学手段と、
前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、
各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜と
を有する固体撮像装置の製造方法において、
前記半導体基板上に第１の低屈折率層を形成する工程と、
前記第１の低屈折率層の上に第１の高屈折率層を形成する工程と、
前記第１の高屈折率層の上に第２の低屈折率層を形成する工程と、
前記第２の低屈折率層の上に第２の高屈折率層を形成する工程と、
前記複数の色成分の少なくとも１つの色成分に対応する前記第２の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第２の高屈折率層を除去する工程と、
前記受光手段をマスクし、マスクしていない部分の前記第２高屈折率層と前記第２の低屈折率層と前記第１の高屈折率層とを除去する工程とを有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
半導体基板上に、
入射光を３つの色成分に分離する光学手段と、
前記光学手段が分離した前記色成分毎に電気信号に変換する受光手段と、
各色成分毎の前記光学手段と前記受光手段との間に、１．７以上の屈折率を有する高屈折率層と、１．７未満の屈折率を有する低屈折率層とからなる反射防止膜と
を有する固体撮像装置の製造方法において、
前記半導体基板上に第１の低屈折率層を形成する工程と、
前記第１の低屈折率層の上に第１の高屈折率層を形成する工程と、
前記第１の高屈折率層の上に第２の低屈折率層を形成する工程と、
前記第２の低屈折率層の上に第２の高屈折率層を形成する工程と、
前記３つの色成分のうち第１の色成分に対応する前記第２の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第２の高屈折率層を除去する工程と、
前記第２の高屈折率層および前記第２の高屈折率層が除去された前記第２の低屈折率層の上に第３の低屈折率層を形成する工程と、
前記第３の低屈折率層の上に第３の高屈折率層を形成する工程と、
前記３つの色成分のうち第２の色成分に対応する前記第３の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第３の高屈折率層を除去する工程と、
前記第３の高屈折率層および前記第３の高屈折率層が除去された前記第３の低屈折率層の上に第４の低屈折率層を形成する工程と、
前記第４の低屈折率層の上に第４の高屈折率層を形成する工程と、
前記３つの色成分のうち第３の色成分に対応する前記第４の高屈折率層の上をマスクし、マスクしていない部分の前記第４の高屈折率層を除去する工程と、
前記受光手段をマスクし、マスクしていない部分の前記第４高屈折率層と前記第４の低屈折率層と前記第３高屈折率層と前記第３の低屈折率層と前記第２高屈折率層と前記第２の低屈折率層と前記第１の高屈折率層とを除去する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１，２および４のいずれか一項に記載の固体撮像装置において、
前記色成分毎の受光手段に配置される反射防止膜のうち前記受光手段に最も近くに配置される低屈折率層の膜種および膜厚が同一であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１１】
請求項１，２，４および１０のいずれか一項に記載の固体撮像装置において、
前記色成分は、第１の色成分、第２の色成分、第３の色成分からなり、前記第３の色成分は、前記第１および前記第２の色成分とは異なり、且つ、その反射防止膜は、前記高屈折率層が１層および前記低屈折率層が１層以上で構成されることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の固体撮像装置において、
前記第１の色成分は緑色光であり、前記第２の色成分は青色光であり、前記第３の色成分は赤色光であることを特徴とする固体撮像装置。
【国際調査報告】
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