(57)【要約】【課題】像面湾曲の発生を防止でき、小型化および低価格化に有利な固体撮像装置を提供する。【解決手段】固体撮像装置は、マトリクス状に配置され、屈折率が撮像領域の中心領域のものから撮像領域の周辺領域のものに従い同心円状に小さくなる複数のマイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸと、前記複数のマイクロレンズのそれぞれに対応して設けられ、前記複数のマイクロレンズにより集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部１７−０〜１７−Ｘと、前記複数のマイクロレンズと前記複数の感光部との間に対応してそれぞれ設けられ、前記複数のマイクロレンズからの光を透過して一定波長の光に変換する複数の色フィルタ層１７−０〜１７−Ｘとを具備する。【選択図】図１
2007013421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置され、屈折率が撮像領域の中心領域のものから撮像領域の周辺領域のものに従い同心円状に小さくなる複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズのそれぞれに対応して設けられ、前記複数のマイクロレンズにより集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部と、
前記複数のマイクロレンズと前記複数の感光部との間に対応してそれぞれ設けられ、前記複数のマイクロレンズからの光を透過して一定波長の光に変換する複数の色フィルタ層とを具備すること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
屈折率が撮像領域の中心領域から撮像領域の周辺領域に従い同心円状に小さくなる絶縁層と、
前記絶縁層の屈折率の変化に対応して設けられ、前記絶縁層により集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部と、
前記絶縁層と前記複数の感光部との間に対応してそれぞれ設けられ、前記絶縁層からの光を透過して一定波長の光に変換する複数の色フィルタ層とを具備すること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
膜厚が撮像領域の中心領域から撮像領域の周辺領域に従い同心円状に小さくなるレンズ層と、
前記レンズ層の膜厚の変化に対応して設けられ、前記レンズ層により集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部と、
前記レンズ層と前記複数の感光部との間に対応してそれぞれ設けられ、前記レンズ層からの光を透過して一定波長の光に変換する複数の色フィルタ層とを具備すること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
マトリクス状に配置され、屈折率が撮像領域の中心領域のものから撮像領域の周辺領域のものに従い同心円状に小さくなる複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズのそれぞれに対応して設けられ、前記複数のマイクロレンズにより集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部と、
前記複数のマイクロレンズ上に対応してそれぞれ設けられ、外部からの光を透過し一定波長に変換した光を前記複数のマイクロレンズに出射する複数の色フィルタ層とを具備すること
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数のマイクロレンズは、不純物濃度が撮像領域の中心領域のものから撮像領域の周辺領域のものに従い同心円状に小さくなるか、または膜厚が撮像領域の中心のものから撮像領域の周辺のものに従い同心円状に小さくなること
を特徴とする請求項１または４に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固体撮像装置に関し、例えば、携帯電話用カメラモジュール等に適用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より固体撮像装置の撮像面が平面であるのに対し、レンズが球面を基本とすることによって、撮像領域の中心領域と周辺領域とに光路差が生じて、中心領域に対して周辺領域がボケるまたは暗く撮像されるという、いわゆる像面湾曲が発生するという問題がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そこで、この像面湾曲の発生を防止するための一対策として、非球面を用いたレンズを追加してレンズを複数枚にし、このレンズによって光路差を補正するのが一般的である。
【０００４】
しかし、レンズ枚数を増大させると、レンズ設計が複雑・高度化して製造コストが増大するだけでなく、レンズの専有面積の増大によって固体撮像装置全体の小型化を阻害するという問題がある。特に、携帯電話用カメラモジュール等の場合は、より小型（低背）化、低価格化が求められる製品であるため、顕著な問題となっている。
【０００５】
上記のように従来の固体撮像装置では、像面湾曲の発生を防止しようとすると、小型化および低価格化に不利であるという事情があった。
【特許文献１】特開２００４−２９６５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、像面湾曲の発生を防止でき、小型化および低価格化に有利な固体撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一態様によれば、マトリクス状に配置され、屈折率が撮像領域の中心領域のものから撮像領域の周辺領域のものに従い同心円状に小さくなる複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズのそれぞれに対応して設けられ、前記複数のマイクロレンズにより集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部と、前記複数のマイクロレンズと前記複数の感光部との間に対応してそれぞれ設けられ、前記複数のマイクロレンズからの光を透過して一定波長の光に変換する複数の色フィルタ層とを具備する固体撮像装置を提供できる。
【０００８】
この発明の一態様によれば、屈折率が撮像領域の中心領域から撮像領域の周辺領域に従い同心円状に小さくなる絶縁層と、前記絶縁層の屈折率の変化に対応して設けられ、前記絶縁層により集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部と、前記絶縁層と前記複数の感光部との間に対応してそれぞれ設けられ、前記絶縁層からの光を透過して一定波長の光に変換する複数の色フィルタ層とを具備する固体撮像装置を提供できる。
【０００９】
この発明の一態様によれば、膜厚が撮像領域の中心領域から撮像領域の周辺領域に従い同心円状に小さくなるレンズ層と、前記レンズ層の膜厚の変化に対応して設けられ、前記レンズ層により集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部と、前記レンズ層と前記複数の感光部との間に対応してそれぞれ設けられ、前記レンズ層からの光を透過して一定波長の光に変換する複数の色フィルタ層とを具備する固体撮像装置を提供できる。
【００１０】
この発明の一態様によれば、マトリクス状に配置され、屈折率が撮像領域の中心領域のものから撮像領域の周辺領域のものに従い同心円状に小さくなる複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズのそれぞれに対応して設けられ、前記複数のマイクロレンズにより集光された光を受けて電気信号に変換する複数の感光部と、前記複数のマイクロレンズ上に対応してそれぞれ設けられ、外部からの光を透過し一定波長に変換した光を前記複数のマイクロレンズに出射する複数の色フィルタ層とを具備する固体撮像装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、像面湾曲の発生を防止でき、小型化および低価格化に有利な固体撮像装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。尚、この説明においては、全図にわたり共通の部分には共通の参照符号を付す。
【００１３】
［第１の実施形態］
まず、この発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置について、図１乃至図６を用いて説明する。図１は、この実施形態に係る固体撮像装置を模式的に示す平面図である。図２は、図１中のII−II線に沿った断面図である。
【００１４】
図示するように、半導体基板（Ｐ型シリコン基板）１１上にマトリクス状に配置され、一単位の感光機能領域として働くセルＣ０〜ＣＸ＋１が設けられている。
【００１５】
撮像領域の中心となるセルＣ０は、屈折率ｎ０を有するマイクロレンズＭＬ０、感光部１７−０、色フィルタ層１５−０を備えている。
【００１６】
マイクロレンズＭＬ０は、充填層１３−２上に設けられ、シリコン（Ｓｉ）材料等の透明材料により形成された微小な集光用レンズであり、カメラレンズ（図示せず）等から受けた光を集光する。また、このマイクロレンズＭＬ０の直径は、数μｍ乃至数１０μｍ程度である。
【００１７】
感光部１７−０は、半導体基板１１上に設けられ、マイクロレンズＭＬ０によって集光された光を受けて電気信号に変換するように構成されている。
【００１８】
色フィルタ層１５−０は、マイクロレンズＭＬ０と感光部１７−０との間に対応して設けられ、マイクロレンズＭＬ０からの光を透過して一定波長の光を出射するように構成されている。この色フィルタ層１５−０の有する色は、例えば、青色、緑色、赤色等である。
【００１９】
色フィルタ層１５−０とマイクロレンズＭＬ０との間、および色フィルタ層１５−０と感光部１７−０との間を満たすように透明な充填層１３−１、１３−２が設けられている。
【００２０】
図３に示すように、感光部１７−０は、半導体基板１１上に設けられたトランジスタＴＲ、フォトダイオード２１を備えている。
【００２１】
トランジスタＴＲは、基板１１上に設けられたゲート絶縁膜２２、ゲート絶縁膜２２上に設けられたゲート電極２４、ゲート電極２４を挟むように基板１１中に隔離して設けられたソース２６、ドレイン２５を備えている。
【００２２】
フォトダイオード２１は、ソース２６と、このソース２６と接するようにして基板１１中に設けられ、ソース２６といわゆるＰＮ接合されたＰウェル領域２８を備えている。
【００２３】
ドレイン２５上における充填層１３−１中に設けられたコンタクト配線３０−１、３０−２、コンタクトプラグ３１と電気的に接続されて配線層３３が設けられている。そして、この配線層３３から出力された電気信号に従い、所定の画素が表示される。
【００２４】
その他のセルＣ１〜ＣＸ＋１のマイクロレンズＭＬ１〜ＭＬＸ＋１、感光部１７−１〜１７−Ｘ＋１、色フィルタ層１５−１〜１５−Ｘ＋１については、セルＣ０同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
【００２５】
ここで、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率は、撮像領域の中心領域Ｄ０のマイクロレンズＭＬ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１のマイクロレンズＭＬＸ＋１に従い同心円状に小さくなるように構成されている（屈折率：ｎ０＞ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＞…）。具体的に、上記マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率の変化（ｎ０＞ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＞…）は、例えば、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１に添加する不純物濃度を、中心領域Ｄ０のマイクロレンズＭＬ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１のマイクロレンズＭＬＸ＋１に従い同心円状に小さくなるように添加することにより形成される。
【００２６】
＜撮像動作＞
次に、図４乃至図６を用いて、この実施形態に係る撮像装置の撮像動作について説明する。図４は、この実施形態に係る撮像装置の撮像動作を説明するための図である。図５は、この実施形態に係る撮像装置の撮像領域の中心領域Ｄ０からの距離と屈折率の変化との関係を示す図である。図６は、この実施形態に係る撮像装置の撮像領域の中心領域Ｄ０からの距離と解像度と関係を示す図である。
【００２７】
図示するように、カメラレンズ３５から撮像領域の中心領域Ｄ０におけるマイクロレンズＭＬ０に入射される光Ｌ０は、マイクロレンズＭＬ０の表面にほぼ垂直となるように入射される。そのため、マイクロレンズＭＬ０により集光された光の焦点Ｓ０は、所望の感光部１７−０上に一致する。
【００２８】
一方、カメラレンズ３５から撮像領域の周辺領域Ｄ１におけるマイクロレンズＭＬＸに入射される光ＬＸの入射角は大きく、マイクロレンズＭＬＸの表面に対した垂直から大きくズレて入射される。そのため、破線３８に示すように、光ＬＸの焦点Ｓｘ´は感光部１７−Ｘ上からズレて存在し、撮像領域の周辺領域Ｄ１がボケるまたは暗く撮像される像面湾曲が発生するとも考えられる。
【００２９】
しかし、マイクロレンズＭＬＸ屈折率ｎｘは、撮像領域の中心のマイクロレンズＭＬ０の屈折率ｎ０よりも小さい（ｎ０＞ｎｘ）。そのため、マイクロレンズＭＬＸに入射される光ＬＸの入射角が大きい場合であっても、実線３９に示すように、光ＬＸの焦点Ｓｘは、所望の感光部１７−Ｘ上に存在する。そのため、撮像領域の周辺領域Ｄ１がボケるまたは暗く撮像される像面湾曲の発生を防止できる。
【００３０】
その他のマクロレンズＭＬ１〜ＭＬＸ＋１についても、集光された光の焦点が所望の感光部１７−１〜１７−Ｘ＋１上に存在するように、その屈折率ｎ１〜ｎｘ＋１が設けられている（ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＋１）。そのため、撮像領域の周辺領域Ｄ１の集光された光の光路差を打ち消して、光の焦点が感光部１７−１〜１７−Ｘ＋１上に存在するように補正される。
【００３１】
一具体例として、図５、図６を用いて説明する。
【００３２】
図５中の実線６１は、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率を、撮像領域の中心領域Ｄ０から周辺領域Ｄ１に従い、２／３程度の傾きをもって同心円状に連続的に小さくなるように構成した例を示している。破線６２は、マイクロレンズの屈折率が一定である従来の例である。
【００３３】
この場合にあっては、図６中の実線６５に示すように、従来の破線６６に比べて、撮像領域の周辺領域Ｄ１であっても、解像度が大きく低減することがなく、解像度が向上されていることが明らかに示されている。
【００３４】
上記のように、この実施形態に係る構成によれば、下記（１）乃至（３）に示す効果が得られる。
【００３５】
（１）像面湾曲の発生を防止できる。
【００３６】
マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率は、撮像領域の中心領域Ｄ０のマイクロレンズＭＬ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１のマイクロレンズＭＬＸ＋１に従い同心円状に小さくなるように構成されている（屈折率：ｎ０＞ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＞…）。
【００３７】
そのため、例えば、周辺領域Ｄ１のマイクロレンズＭＬＸ等に入射される光ＬＸの入射角が大きい場合であっても、図４中の実線３９に示すように、光ＬＸの焦点Ｓｘは、所望の感光部１７−Ｘ上に存在する。その結果、撮像領域の周辺領域Ｄ１の感光部１７−Ｘ（フォトダイオード２１）等における光の変換率を補正でき、中心領域Ｄ０に対して周辺領域Ｄ１がボケるまたは暗く撮像される像面湾曲の発生を防止できる点で有利である。
【００３８】
（２）小型化に有利である。
【００３９】
上記（１）に示すように、この実施形態に係る撮像装置では、セルＣ０〜ＣＸ＋１等の固体撮像素子側でかかる像面湾曲の発生を防止できる。
【００４０】
そのため、像面湾曲発生の防止用の新たなレンズを追加して、光路差を補正する必要がない。即ち、像面湾曲をレンズ側で対策する必要がなく、新たにレンズ枚数が増加することがない。その結果、レンズ枚数の増加に伴う専有面積の増大を防止して、小型化できる点で有利である。
【００４１】
（３）低価格化に有利である。
【００４２】
上記（２）に示すように、像面湾曲発生の防止用の新たなレンズを追加する必要がないため、レンズ設計が複雑・高度化して製造コストが増大することがない。そのため、製造コストを低減でき、低価格化できる点で有利である。また、上記（２）、（３）に示すように、例えば、携帯電話用カメラモジュール等のように小型（低背）化、低価格化がより求められる製品に実施された場合に有効である。
【００４３】
尚、上記の一具体例（図５、図６）では、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率が、撮像領域の中心領域Ｄ０のマイクロレンズＭＬ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１のマイクロレンズＭＬＸ＋１に従い同心円状に連続的に小さくなるように構成されている（屈折率：ｎ０＞ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＞…）場合を示した。しかし、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率が、必ずしも連続的に小さくなる必要はなく、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１アレイの全体的に見れば同心円状に小さくなっているといえる場合であっても、上記（１）乃至（３）に示した同様の効果が得られる。
【００４４】
即ち、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率が、撮像領域の中心領域Ｄ０のマイクロレンズＭＬ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１のマイクロレンズＭＬＸ＋１に従い同心円状に段階的に小さくなるように構成されている（屈折率：ｎ０＝ｎ１＝ｎ２＞ｎ３＝ｎ４＞…＞ｎｘ＞…等）場合等である。
【００４５】
［第２の実施形態（屈折率を変化させた絶縁層を適応した例）］
次に、この発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置について、図７を用いて説明する。図７は、この実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図である。この実施形態は、上記第１の実施形態で説明した屈折率を変化させたマイクロレンズに対して、屈折率を変化させた絶縁層を適応した例に関するものである。この説明において、上記第１の実施形態と重複する部分の説明を省略する。
【００４６】
図示するように、充填層１３−２上にカメラレンズ（図示せず）の光を感光部１７−０〜１７−Ｘ＋１に集光する絶縁層７１が設けられている点で上記第１の実施形態と相違している。
【００４７】
ここで、この絶縁層７１の屈折率は、セルＣ０〜ＣＸ＋１に対応して変化し、撮像領域の中心領域Ｄ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１に従い同心円状に小さくなるように構成されている（屈折率：ｎ０＞ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＞…）。具体的に、この絶縁層７１の屈折率の変化（ｎ０＞ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＞…）は、例えば、絶縁層７１に添加する不純物濃度を、中心領域Ｄ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１に従い同心円状に小さくなるように添加することにより形成される。
【００４８】
上記のように、この実施形態に係る撮像装置によれば、上記第１の実施形態で説明した（１）〜（３）と同様の効果が得られる。
【００４９】
さらに、必要に応じて、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１に換えて、絶縁層７１とした構成とすることも可能であり、マクロレンズを有しない固体撮像装置に対しても適用できる点で有利である。
【００５０】
尚、上記実施形態では、絶縁層７１の屈折率が、撮像領域の中心領域Ｄ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１に従い同心円状に連続的に小さくなるように構成されている（屈折率：ｎ０＞ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＞…）場合を示した。しかし、絶縁層７１の屈折率が、必ずしも連続的に小さくなる必要はなく、絶縁層７１の全体的に見れば同心円状に小さくなっているといえる場合であっても、上記（１）乃至（３）に示した同様の効果が得られる。
【００５１】
即ち、絶縁層７１の屈折率が、撮像領域の中心領域Ｄ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１に従い同心円状に段階的に小さくなるように構成されている（屈折率：ｎ０＝ｎ１＝ｎ２＞ｎ３＝ｎ４＞…＞ｎｘ＞…等）場合等である。
【００５２】
［第３の実施形態（膜厚を変化させたレンズ層を適応した例）］
次に、この発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置について、図８を用いて説明する。図８は、この実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図である。この実施形態は、上記第１の実施形態で説明した屈折率を変化させたマイクロレンズに対して、膜厚を変化させたレンズ層を適用した例に関するものである。この説明において、上記第１の実施形態と重複する部分の説明を省略する。
【００５３】
図示するように、充填層１３−２上にカメラレンズ（図示せず）の光を感光部１７−０〜１７−Ｘ＋１に集光するレンズ層７１が設けられている点で上記第１の実施形態と相違している。このレンズ層７７の屈折率は、撮像領域の中心領域Ｄ０、周辺領域Ｄ１において均一である。
【００５４】
しかし、絶縁層７７の膜厚ｄ１〜ｄＸ＋１は、セルＣ０〜ＣＸ＋１に対応して変化し、撮像領域の中心領域Ｄ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１に従い同心円状に小さくなるように設けられている（膜厚：ｄ０＞ｄ１＞ｄ２＞…＞ｄｘ＞…）。
【００５５】
そのため、周辺領域Ｄ１に入射された光であっても、その焦点が所望の感光部上に存在するように光路差を補正できる。その結果、中心領域Ｄ０に対して周辺領域Ｄ１がボケるまたは暗く撮像される像面湾曲の発生を防止できる。
【００５６】
上記のように、この実施形態に係る撮像装置によれば、上記第１の実施形態で説明した（１）〜（３）と同様の効果が得られる。
【００５７】
さらに、必要に応じて、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１に換えて、レンズ層７７とした構成とすることも可能である。
【００５８】
尚、上記実施形態では、レンズ層７７の膜厚ｄ１〜ｄＸ＋１が、撮像領域の中心領域Ｄ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１に従い同心円状に連続的に小さくなるように構成されている（膜厚：ｄ０＞ｄ１＞ｄ２＞…＞ｄｘ＞…）場合を示した。しかし、レンズ層７７の膜厚ｄ１〜ｄＸ＋１が、必ずしも連続的に小さくなる必要はなく、レンズ層７７のｄ１〜ｄＸ＋１が全体的に見れば同心円状に小さくなっているといえる場合であっても、上記（１）乃至（３）に示した同様の効果が得られる。
【００５９】
即ち、レンズ層７７の膜厚ｄ１〜ｄＸ＋１が、撮像領域の中心領域Ｄ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１に従い同心円状に段階的に小さくなるように構成されている（膜厚：ｄ０＝ｄ１＝ｄ２＞ｄ３＝ｄ４＞…＞ｄｘ＞…等）場合等である。
【００６０】
［第４の実施形態（形状を変化させたマイクロレンズを適用した例）］
次に、この発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置について、図９を用いて説明する。図９は、この実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図である。この実施形態は、上記第１の実施形態で説明した屈折率を変化させたマイクロレンズに対して、形状を変化させたレンズ層を適用した例に関するものである。この説明において、上記第１の実施形態と重複する部分の説明を省略する。
【００６１】
図示するように、充填層１３−２上にカメラレンズ（図示せず）の光を感光部１７−０〜１７−Ｘ＋１に集光するために、その形状を変化させたマイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１が設けられている点で上記第１の実施形態と相違している。このマイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率は、撮像領域の中心領域Ｄ０、周辺領域Ｄ１において均一である。
【００６２】
しかし、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の高さｈ１〜ｈＸ＋１は、撮像領域の中心領域Ｄ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１に従い同心円状に小さくなるように設けられている（高さ：ｈ０＞ｈ１＞ｈ２＞…＞ｈｘ＞…）。
【００６３】
そのため、周辺領域Ｄ１に入射された光であっても、その焦点が所望の感光部上に存在するように光路差を補正できる。その結果、中心領域Ｄ０に対して周辺領域Ｄ１がボケるまたは暗く撮像される像面湾曲の発生を防止できる。
【００６４】
上記のように、この実施形態に係る撮像装置によれば、上記第１の実施形態で説明した（１）〜（３）と同様の効果が得られる。
【００６５】
さらに、必要に応じて、このような構成とすることも可能である。
【００６６】
尚、上記実施形態では、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の高さｈ１〜ｈＸ＋１が、撮像領域の中心領域Ｄ０のマイクロレンズＭＬ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１のマイクロレンズＭＬＸ＋１に従い同心円状に連続的に小さくなるように構成されている（高さ：ｈ０＞ｈ１＞ｈ２＞…＞ｈｘ＞…）場合を示した。しかし、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の高さｈ１〜ｈＸ＋１が、必ずしも連続的に小さくなる必要はなく、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の高さｈ１〜ｈＸ＋１が全体的に見れば同心円状に小さくなっているといえる場合であっても、上記（１）乃至（３）に示した同様の効果が得られる。
【００６７】
即ち、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の高さｈ１〜ｈＸ＋１が、撮像領域の中心領域Ｄ０のマイクロレンズＭＬ０から撮像領域の周辺領域Ｄ１のマイクロレンズＭＬＸ＋１に従い同心円状に段階的に小さくなるように構成されている（屈折率：ｄ０＝ｄ１＝ｄ２＞ｄ３＝ｄ４＞…＞ｄｘ＞…等）場合等である。
【００６８】
［第５の実施形態（層内レンズを適用した例）］
次に、この発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置について、図１０を用いて説明する。図１０は、この実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図である。この実施形態は、マイクロレンズを充填層１３−１、１３−２の内部に設けたいわゆる層内レンズに関するものである。この説明において、上記第１の実施形態と重複する部分の説明を省略する。
【００６９】
図示するように、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１が、色フィルタ層１５−０〜１５−Ｘ＋１と感光部１７−０〜１７−Ｘ＋１との間の充填層１３−１、１３−２内部に設けられている点で上記第１の実施形態と相違している。
【００７０】
上記のように、この実施形態に係る撮像装置によれば、上記第１の実施形態で説明した（１）〜（３）と同様の効果が得られる。
【００７１】
さらに、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１が感光部１７−０〜１７−Ｘ＋１（撮像領域）のより近くに設けられている。そのため、マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１の屈折率や膜厚の変化が生じた場合であっても、その影響を小さくすることができる点で有効である。このように、必要に応じて、このような層内レンズ構成とすることも可能である。
【００７２】
尚、マイクロレンズを充填層１３−１、１３−２の内部に設けた場合に限らず、上記第２乃至第４の実施形態に示した絶縁層７１、レンズ層７７、膜厚を変化させたマイクロレンズ等を充填層１３−１、１３−２の内部に設けた場合であっても同様の効果が得られることは勿論である。
【００７３】
さらに、上記に示したように、上記マイクロレンズＭＬ０〜ＭＬＸ＋１および絶縁層７１の屈折率の変化は、連続的に変化する場合（屈折率：ｎ０＞ｎ１＞ｎ２＞…＞ｎｘ＞…）のみならず、セルに応じて段階的に変化させた場合（屈折率：ｄ０＝ｄ１＝ｄ２＞ｄ３＝ｄ４＞…＞ｄｘ＞…等）であっても、上記（１）乃至（３）と同様の効果が得られる。
【００７４】
以上、第１乃至第５の実施形態を用いてこの発明の説明を行ったが、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記各実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置を示す平面図。
【図２】図１中のII−II線に沿った断面図。
【図３】第１の実施形態に係る固体撮像装置のセル構造を示す断面図。
【図４】第１の実施形態に係る固体撮像装置の撮像動作を説明するための断面図。
【図５】撮像領域の中心領域と屈折率の関係を示す図。
【図６】撮像領域の中心領域と解像度の関係を示す図。
【図７】この発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図。
【図８】この発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図。
【図９】この発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図。
【図１０】この発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図。
【符号の説明】
【００７６】
１１…半導体基板、ＭＬ０〜ＭＬＸ＋１…マイクロレンズ、ｎ０、ｎ１、ｎ２、ｎＸ…マイクロレンズの屈折率。
【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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【図９】
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【図１０】
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