(57)【要約】【課題】高い集光効率を維持しながら、スミアの発生を低減させることができる固体撮像素子の構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】受光部１０１の直上位置に第１の層間膜を介して凸型の第１の層内マイクロレンズ１０２を形成し、第１の層内マイクロレンズ１０２の直上位置に、第２の層間膜１０９及びカラーフィルター１１０を介してオンチップレンズ１０４を形成した固体撮像素子であって、第１の層内マイクロレンズ１０２とオンチップレンズ１０４の間の第２の層間膜１０９の表層において、オンチップレンズ１０４に囲まれた領域の直下位置に凹型の第２の層内マイクロレンズ１０３が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数の受光部と、前記受光部の直上位置に第１の層間膜を介して設けられた凸型の第１の層内マイクロレンズと、前記第１の層内マイクロレンズの直上位置に設けられたオンチップレンズと、前記オンチップレンズと前記第１の層内マイクロレンズにはさまれた層内に凹型の第２の層内マイクロレンズとを設け、
前記第２の層内マイクロレンズは、前記オンチップレンズに囲まれた領域の直下に配置されることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１の層内マイクロレンズと前記第２の層内マイクロレンズの間に第２の層間膜と、前記第２の層内マイクロレンズと前記オンチップフィルターの間にカラーフィルターとを有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記第１の層内マイクロレンズは窒化膜で形成されており、前記第２の層間膜は酸窒化膜で形成されており、前記第２の層内マイクロレンズは酸化膜またはアクリル樹脂で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第２の層間膜と前記第２の層内マイクロレンズの間に第３の層間膜を有することを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記第１の層内マイクロレンズは窒化膜で形成されており、前記第２の層間膜は酸窒化膜で形成されており、前記第３の層間膜は窒化膜で形成されており、前記第２の層内マイクロレンズは酸化膜またはアクリル樹脂で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
基板に複数の受光部を形成する工程と、前記受光部の隙間を埋める位置に遮光膜に覆われたゲートを形成する工程と、前記受光部の直上位置に第１の層間膜を介して凸型の第１の層内マイクロレンズを形成する工程と、前記第１の層内マイクロレンズ及び前記第１の層間膜上に第２の層間膜を形成する工程と、前記第２の層間膜上に開口部を有するハードマスクを形成する工程と、前記ハードマスクを介して前記第２の層間膜に対して等方性エッチングを行う工程と、前記ハードマスクを除去し第２の層内マイクロレンズとなる材料を埋め込み平坦化する工程と、前記第２の層間膜及び前記第２の層内マイクロレンズ上にカラーフィルターを形成する工程と、前記第１の層内マイクロレンズの直上位置に前記カラーフィルターを介してオンチップレンズを形成する工程とを有し、
前記ハードマスクの開口部は、前記第１の層内マイクロレンズに囲まれた領域の直上位置に形成されることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
基板に複数の受光部を形成する工程と、前記受光部の隙間を埋める位置に遮光膜に覆われたゲートを形成する工程と、前記受光部の直上位置に第１の層間膜を介して凸型の第１の層内マイクロレンズを形成する工程と、前記第１の層内マイクロレンズ及び前記第１の層間膜上に第２の層間膜及び第３の層間膜を順に形成する工程と、前記第３の層間膜上に開口部を有するハードマスクを形成する工程と、前記ハードマスクを介して前記第３の層間膜に対して等方性エッチングを行う工程と、前記ハードマスクを除去し第２の層内マイクロレンズとなる材料を埋め込み平坦化する工程と、前記第３の層間膜と前記第２の層内マイクロレンズを覆うようにカラーフィルターを形成する工程と、前記第１の層内マイクロレンズの直上位置に前記カラーフィルターを介してオンチップレンズを形成する工程とを有し、
前記ハードマスクの開口部は、前記第１の層内マイクロレンズに囲まれた領域の直上位置に形成されることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の構造及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、固体撮像素子（Charge-Coupled Devices；CCD）は、デジタルカメラの受光素子として広く用いられている。近年、半導体プロセスの微細化に伴い、固体撮像素子の小型化や画素の高密度化が進んで、感度の低下が問題となっている。
【０００３】
従来、感度を向上させるために、各単位受光部の上に層内マイクロレンズとオンチップレンズを設ける構造が用いられている。
【０００４】
従来の固体撮像素子の構造について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は第１の従来構造の固体撮像素子を上方から見た場合の平面図である。受光部５０１全体にかかるように第１の層内マイクロレンズ５０２が配置され、第１の層内マイクロレンズ５０２全体にかかるようにオンチップレンズ５０３が形成されている。
【０００５】
図６（ｂ）は、図６（ａ）における、Ｂ−Ｂ’方向の断面図である。
【０００６】
図６（ｂ）に示すように、半導体基板表層に複数の受光部５０１が形成されており、各受光部５０１の間に位置するようにゲート５０４と、ゲート５０４を覆う遮光膜５０５が形成されている。受光部５０１及び遮光膜５０５は第１の層間膜５０７で覆われており、第１の層間膜５０７上に第１の層内マイクロレンズ５０２が形成されている。さらに第１の層内マイクロレンズ５０２は、受光部５０１の上方に配置されている。また、第１の層内マイクロレンズ５０２は、その上面を第２の層間膜５０８で覆われている。第２の層間膜５０８上には全面にカラーフィルター５０６が形成されており、カラーフィルター５０６上には、受光部５０１及び第１の層内マイクロレンズ５０２の直上位置に、オンチップレンズ５０３が形成されている。
【０００７】
このように形成された固体撮像素子は、図６（ｂ）から、隣り合うオンチップレンズ５０３に隙間が有ることがわかる。この隙間を通過する光は、さらにカラーフィルター５０６、第２の層間膜５０８及び第１の層間膜５０７を通過し、遮光膜５０５上に届くことになる。よって、オンチップレンズ５０３の間を通過する光は受光部５０１に集光することができないため、高い集光効率が得られなかった。
【０００８】
この課題を解決するために、層内マイクロレンズをオンチップレンズの隙間を埋める位置に配置する構造とすることが特許文献１に記載されている。以下、図７を用いて第２の従来構造を説明する。
【０００９】
図７（ａ）は第２の従来構造の固体撮像素子の平面図である。受光部６０１全体を覆うようにオンチップレンズ６０３が配置され、オンチップレンズ６０３の隙間を埋めるように第１の層内マイクロレンズ６０２が配置されている。
【００１０】
また、図７（ｂ）は図７（ａ）における、Ｃ−Ｃ’方向の断面図である。
【００１１】
図７（ｂ）に示すように、半導体基板表層に複数の受光部６０１が形成されており、各受光部６０１の間に、ゲート６０４と、ゲート６０４を覆う遮光膜６０５が形成されている。受光部６０１及び遮光膜６０５は第１の層間膜６０７で覆われており、第１の層間膜６０７上方に凹型の第１の層内マイクロレンズ６０２が形成されている。さらに第１の層内マイクロレンズ６０２は、受光部６０１の間に配置された遮光膜６０５の上方に配置されている。
【００１２】
第１の層内マイクロレンズ６０２及び第１の層間膜６０７の全面を覆うようにカラーフィルター６０６が形成されており、カラーフィルター６０６上には、受光部６０１の直上位置に、オンチップレンズ６０３が形成されている。
【００１３】
この第２の従来構造によれば、隣り合うオンチップレンズ６０３の隙間を通過する光は、オンチップレンズ６０３の下層のカラーフィルター６０６の下に設けられ、かつ、オンチップレンズ６０３の隙間に配置された凹型の第１の層内マイクロレンズ６０２により、光を受光部６０１に集光することができ、高い集光効率を得ることができる。
【特許文献１】特開平１１−８７６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、この第２の従来構造の固体撮像素子において、オンチップレンズの隙間の無効領域を通過した光は、第１の層内マイクロレンズによって屈折され、受光部に集められ集光効率を上げることができると同時に斜光によるスミアを発生させてしまう。
【００１５】
図８を用いて、第２の従来構造における斜光によるスミアの発生について説明する。図８は第２の従来構造の固体撮像素子の断面図であり、その構造は図７（ｂ）と同じである。図８において、第１の層内マイクロレンズ６０２によって屈折された光は、受光部６０１にも集められる（Ｙ）が、同時に一部は遮光膜６０５の下層に入り込み、スミアを発生させる（Ｚ）。即ち、感度特性を悪化させる。
【００１６】
以上のことから、本発明は、層内マイクロレンズとオンチップレンズを併せ持つ固体撮像素子において、高い集光効率を維持しながら、スミアの発生を低減させて感度特性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するため、本発明は、カラーフィルター上にあるオンチップレンズの隙間、即ち無効領域を通過する入射光を、第２の層内マイクロレンズ及び第１の層内マイクロレンズで屈折させることを特徴とする。
【００１８】
即ち、本発明の固体撮像素子は、基板上に形成された複数の受光部と、受光部の直上位置に第１の層間膜を介して設けられた凸型の第１の層内マイクロレンズと、第１の層内マイクロレンズの直上位置に設けられたオンチップレンズと、オンチップレンズと第１の層内マイクロレンズにはさまれた層内に凹型の第２の層内マイクロレンズとを備えており、第２の層内マイクロレンズは、オンチップレンズに囲まれた領域の直下に配置された構造である。
【００１９】
これにより、オンチップレンズを通過する光は第１の層内マイクロレンズで屈折し、受光部に到達することができるため、高い集光効率を得ることができる。さらに、オンチップレンズに囲まれた無効領域を通過する光は、凹型の第２の層内マイクロレンズ及び凸型の第１の層内マイクロレンズにより屈折するため受光部と遮光膜の界面に光が入り込むことにより発生するスミアを低減することができる。
【００２０】
また、第１の層内マイクロレンズと第２の層内マイクロレンズの間に第２の層間膜と、第２の層内マイクロレンズとオンチップフィルターの間にカラーフィルターを設けることが好ましい。
【００２１】
尚、第１の層内マイクロレンズは酸化膜またはアクリル樹脂で形成され、第２の層間膜は酸窒化膜で形成され、第２の層内マイクロレンズは酸化膜またはアクリル樹脂で形成されることが好ましい。
【００２２】
このようにすると、層内マイクロレンズと層間膜の屈折率の差を利用して、スミアの発生を抑制すると共に受光部への集光効率を高めることができる。
【００２３】
また、第２の層間膜と第２の層内マイクロレンズの間に第３の層間膜を有することが好ましい。
【００２４】
尚、第１の層内マイクロレンズは窒化膜で形成され、第２の層間膜は酸窒化膜で形成され、第３の層間膜は窒化膜で形成され、第２の層内マイクロレンズは酸化膜またはアクリル樹脂で形成されることが好ましい。
【００２５】
このようにすると、第２の層間膜と第１の層間膜の屈折率の差も利用することができ、スミアの発生を抑制すると共に受光部への集光効率をさらに高めることができる。
【００２６】
また、前記の目的を達成するため、本発明の第１の固体撮像素子の製造方法は、基板に複数の受光部を形成する工程と、受光部の隙間を埋める位置に遮光膜に覆われたゲートを形成する工程と、受光部の直上位置に第１の層間膜を介して凸型の第１の層内マイクロレンズを形成する工程と、第１の層内マイクロレンズ及び第１の層間膜上に第２の層間膜を形成する工程と、第２の層間膜上に開口部を有するハードマスクを形成する工程と、ハードマスクを介して第２の層間膜に対して等方性エッチングを行う工程と、ハードマスクを除去し第２の層内マイクロレンズとなる材料を埋め込み平坦化する工程と、カラーフィルターを形成する工程と、第１の層内マイクロレンズの直上位置にオンチップレンズを形成する工程とを有しており、さらにハードマスクの開口部は、第１の層内マイクロレンズに囲まれた領域の直上位置に形成されるものである。
【００２７】
このようにすると、オンチップレンズを通過する光を第１の層内マイクロレンズで屈折させて受光部に到達させ、集光効率を高めることができると共に、さらに、オンチップレンズに囲まれた無効領域を通過する光を、凹型の第２の層内マイクロレンズ及び凸型の第１の層内マイクロレンズにより屈折させ、受光部と遮光膜の界面に光が入り込むことにより発生するスミアを低減することができる固体撮像素子を製造することができる。
【００２８】
また、本発明の第２の固体撮像素子の製造方法は、基板に複数の受光部を形成する工程と、受光部の隙間を埋める位置に遮光膜に覆われたゲートを形成する工程と、受光部の直上位置に第１の層間膜を介して凸型の第１の層内マイクロレンズを形成する工程と、第１の層内マイクロレンズ及び第１の層間膜上に第２の層間膜及び第３の層間膜を順に形成する工程と、第３の層間膜上に開口部を有するハードマスクを形成する工程と、ハードマスクを介して第３の層間膜に対して等方性エッチングを行う工程と、ハードマスクを除去し第２の層内マイクロレンズとなる材料を埋め込み平坦化する工程と、カラーフィルターを形成する工程と、第１の層内マイクロレンズの直上位置に前記カラーフィルターを介してオンチップレンズを形成する工程とを有しており、さらにハードマスクの開口部は、第１の層内マイクロレンズに囲まれた領域の直上位置に形成されるものである。
【００２９】
このようにすると、第２の層間膜と第１の層間膜の屈折率の差も利用することができ、スミアの発生を抑制すると共に受光部への集光効率をさらに高めることが可能な固体撮像素子を製造することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、層内マイクロレンズとオンチップレンズを持つ固体撮像素子において、高い集光効率を維持しながら、スミアの発生を低減し感度特性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における固体撮像素子の構造について、図１を用いて説明する。
【００３３】
図１（ａ）は本発明の固体撮像素子を上面から見た場合の平面図である。受光部１０１全体にかかるように第１の層内マイクロレンズ１０２が配置され、第１の層内マイクロレンズ１０２全体にかかるようにオンチップレンズ１０４が形成されている。
【００３４】
図１（ｂ）は、図１（ａ）における、Ａ−Ａ’方向の断面図である。図１（ｂ）において、半導体基板１０５表層に複数の受光部１０１が形成されており、各受光部１０１の間にゲート１０６と、ゲート１０６を覆う遮光膜１０７が形成されている。受光部１０１及び遮光膜１０７は第１の層間膜１０８で覆われており、第１の層間膜１０８上には、凸型の第１の層内マイクロレンズ１０２が形成されている。第１の層内マイクロレンズ１０２は、受光部１０１の上方に配置されている。また、第１の層内マイクロレンズ１０２は、第２の層間膜１０９で全体を覆われている。第２の層間膜１０９の上方には、凹型の第２の層内マイクロレンズ１０３が形成されている。さらに第２の層内マイクロレンズ１０３は、遮光膜１０７の上方に配置されている。第２の層間膜１０９及び第２の層内マイクロレンズ１０３の全面を覆うようにカラーフィルター１１０が形成されており、カラーフィルター１１０上には、受光部１０１及び第１の層内マイクロレンズ１０２の直上位置に、オンチップレンズ１０４が形成されている。言い換えれば、第２の層内マイクロレンズ１０３は、オンチップレンズ１０４の隙間を補完する位置に設けられている。
【００３５】
第１の実施形態に示す固体撮像素子における入射光の進行について、以下、図２を用いて説明する。
【００３６】
図２は第１の実施形態の固体撮像素子における、入射光の進行方向についての概略図である。Ｘは入射光の進行方向を示す。オンチップレンズ１０４の隙間からカラーフィルター１１０を通過した入射光は、第２の層内マイクロレンズ１０３を通過する時に屈折し、さらに第１の層内マイクロレンズ１０２を通過する時にも屈折する。このように入射光を２段階に屈折させることにより、遮光膜１０７の下層に光が入り込むことを防ぐ。即ち、スミアを低減することとなる。
【００３７】
次に、本発明の第１の実施形態における固体撮像素子の製造方法を、図３を用いて説明する。各工程の断面図を図３に示す。
【００３８】
まず、図３（ａ）に示すように、半導体基板１０５の表層に複数の受光部１０１を形成し、各受光部１０１の間にはゲート１０６及び、ゲート１０６を覆うように遮光膜１０７を形成する。その後、受光部１０１及び遮光膜１０７の全面を覆うように第１の層間膜１０８を堆積する。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示すように、受光部１０１の上方に第１の層間膜１０８を介して、屈折率２．０のプラズマ窒化膜を第１の層内マイクロレンズ１０２として、通常のレンズ形成工程にて凸型レンズを形成する。
【００４０】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１の層間膜１０８と第１の層内マイクロレンズ１０２の上に第２の層間膜１０９として、屈折率１．７のプラズマ酸窒化膜を堆積する。さらに、第２の層間膜１０９上にハードマスクを形成するための膜１１１を堆積する。
【００４１】
次に、図３（ｄ）に示すように、ハードマスクを形成する膜１１１の上に、第２の層内マイクロレンズの位置を規定する開口部を有するレジストマスク１１２を形成する。その後、通常のドライエッチングを行い、ハードマスク１１１を形成する。
【００４２】
次に、図３（ｅ）に示すように、レジスト１１２を除去し、更に、ハードマスク１１１を用いて第２の層間膜１０９をエッチングする。この第２の層間膜１０９のエッチングとして等方性ドライエッチングやウェットエッチングを実施することで、凹型のくぼみを形成する。
【００４３】
次に、図３（ｆ）に示すように、ハードマスク１１１を除去する。その後、図３（ｇ）に示すように、第２の層内レンズの材料として、屈折率１．４の酸化膜を堆積、全面エッチバックや、ＣＭＰなどの通常の手段を用いて平坦化することにより、凹型の第２の層内マイクロレンズ１０３を形成する。
【００４４】
次に、図３（ｈ）に示すように、第２の層間膜１０９と第２の層内マイクロレンズ１０３の全面を覆うようにカラーフィルター１１０を形成する。更に、図３（ｉ）に示すように、カラーフィルター１１０の上にオンチップレンズ１０４を形成する。オンチップレンズ１０４は、受光部１０１及び、第１の層内マイクロレンズ１０２の直上に配置されるように形成する。言い換えると、オンチップレンズ１０４は、第２の層内マイクロレンズ１０３を補完する位置に形成されることとなる。
【００４５】
本発明の第１の固体撮像素子において、第１の層内マイクロレンズ１０２として屈折率２．０のプラズマ窒化膜を、第２の層間膜１０９として屈折率１．７のプラズマ酸窒化膜を、第２の層内マイクロレンズ１０３として屈折率１．４の酸化膜を選択したが、第１の層内マイクロレンズ１０２の材料として屈折率が約１．６乃至２．６のプラズマ窒化膜を、第２の層間膜１０９の材料として屈折率が約１．５乃至１．９のプラズマ酸窒化膜を、第２の層内マイクロレンズ１０３の材料として屈折率が約１．２乃至１．７の酸化膜を用いても良い。
【００４６】
また、第２の層内マイクロレンズ１０３の材料は屈折率が約１．５乃至１．７のアクリル樹脂としても、スミアの低減には有効である。
【００４７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における固体撮像素子の構造について、図４を用いて説明する。
【００４８】
本発明における第２の固体撮像素子を上面から見た場合の平面図は、第１の実施形態と同じであり、図１（ａ）に示す通りである。第２の実施形態における固体撮像素子の断面図を図４に示す。図４は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ’方向の断面図である。
【００４９】
図４において、半導体基板１０５表層に複数の受光部１０１が形成されており、各受光部１０１の間にゲート１０６と、ゲート１０６を覆う遮光膜１０７が形成されている。受光部１０１及び遮光膜１０７は第１の層間膜１０８で覆われており、第１の層間膜１０８上には、凸型の第１の層内マイクロレンズ１０２が形成されている。第１の層内マイクロレンズ１０２は、受光部１０１の上方に配置されている。また、第１の層内マイクロレンズ１０２及び第１の層間膜１０８は、第２の層間膜１０９で全体を覆われており、以上は、第１の実施形態と同じである。
【００５０】
第１の実施形態と異なるのは、第２の層間膜１０９の上に、さらに第３の層間膜１１３を形成し、第３の層間膜１１３の表層に凹型の第２の層内マイクロレンズ１０３を設けたことである。第２の層内マイクロレンズ１０３が、遮光膜１０７の上方に配置されていることは、第１の実施形態と同じである。
【００５１】
カラーフィルター１１０は、第３の層間膜１１３及び第２の層内マイクロレンズ１０３の全面を覆うように形成されており、カラーフィルター１１０上には、受光部１０１及び第１の層内マイクロレンズ１０２の直上位置に、オンチップレンズ１０４が形成されている。
【００５２】
次に、本発明の第２の実施形態における固体撮像素子の製造方法を、図５を用いて説明する。各工程の断面図を図５に示す。
【００５３】
まず、図５（ａ）に示すように、半導体基板１０５の表層に複数の受光部１０１を形成し、各受光部１０１の間にはゲート１０６及び、ゲート１０６を覆うように遮光膜１０７を形成する。その後、受光部１０１及び遮光膜１０７の全面を覆うように第１の層間膜１０８を堆積する。
【００５４】
次に、図５（ｂ）に示すように、受光部１０１の上方に第１の層間膜１０８を介して、屈折率２．０のプラズマ窒化膜を第１の層内マイクロレンズ１０２として、通常のレンズ形成により凸型レンズを形成する。
【００５５】
次に、図５（ｃ）に示すように、第１の層間膜１０８と第１の層内マイクロレンズ１０２の上に第２の層間膜１０９として、屈折率１．７のプラズマ酸窒化膜を堆積する。以上は、第1の実施形態における固体撮像素子の製造方法と同じである。
【００５６】
次に第２の層間膜１０９を第１の層内マイクロレンズ１０２が露出しない程度に、エッチバックする。
【００５７】
その後、図５（ｄ）に示すように、第３の層間膜１１３として、屈折率２．０のプラズマ窒化膜を堆積する。更に、第３の層間膜１１３の上にハードマスクを形成する膜１１１を堆積する。その後、ハードマスクを形成する膜１１１の上に、第２の層内マイクロレンズの位置を規定する開口部を有するレジストマスク１１２を形成する。更に、レジストマスク１１２に覆われていない部分をエッチングすることによって、ハードマスク１１１を形成する。
【００５８】
以降は、第１の実施形態における固体撮像素子の製造方法と同じである。
【００５９】
図５（ｅ）に示すように、レジストマスク１１２を除去する。更に、ハードマスク１１１を用いて第３の層間膜１１３をエッチングする。この第３の層間膜１１３のエッチングに等方性ドライエッチングやウェットエッチングを実施することで、第３の層間膜１１３の表面に凹型のくぼみを形成する。この時、エッチングは第２の層間膜１０９に到達しないように行い、凹型のくぼみは第３の層間膜１１３にのみ形成する。
【００６０】
次に、図５（ｆ）に示すように、ハードマスク１１１を除去する。その後、図５（ｇ）に示すように、第２の層内レンズの材料として、屈折率１．４の酸化膜を堆積、全面エッチバックや、ＣＭＰなどの通常の手段を用いて平坦化することにより、第３の層間膜１１３に凹型の第２の層内マイクロレンズ１０３を形成する。
【００６１】
次に、図５（ｈ）に示すように、第３の層間膜１１３と第２の層内マイクロレンズ１０３の全面を覆うようにカラーフィルター１１０を形成する。更に、図５（ｉ）に示すように、カラーフィルター１１０の上にオンチップレンズ１０４を形成する。オンチップレンズ１０４は、受光部１０１及び、第１の層内マイクロレンズ１０２の上方に配置されるように形成する。
【００６２】
第２の実施形態の固体撮像素子においては、層間膜を２層にすることによって層間膜の屈折率の差を大きく設計することができるため、第１の実施形態に記載の固体撮像素子に比べて、スミアの発生を抑えつつ、集光効率をより一層に向上させることが可能となる。
【００６３】
なお、本発明の第２の固体撮像素子において、第１の層内マイクロレンズ１０２の材料は屈折率が約１．６乃至２．６のプラズマ窒化膜を、第２の層間膜１０９の材料は屈折率が約１．２乃至１．７の酸化膜を、第３の層間膜１１３の材料は屈折率が約１．６乃至２．６のプラズマ窒化膜を、第２の層内マイクロレンズ１０３の材料は屈折率が約１．２乃至１．７の酸化膜を用いても構わない。
【００６４】
また、第２の層内マイクロレンズ１０３の材料として屈折率が約１．５乃至１．７のアクリル樹脂を用いても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、半導体基板上に形成された複数の受光素子を有する固体撮像素子、それに備えられる信号電荷検出装置、その固体撮像素子を有するカメラに適しており、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳイメージセンサ、デジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、ノートパソコンに内蔵のカメラ、情報処理機器に接続されるカメラユニット等に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態に係る固体撮像素子の構造を示す平面図及び断面図
【図２】第１の実施形態に係る固体撮像素子内の入射光の進路を示す概略図
【図３】第１の実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す工程図
【図４】第２の実施形態に係る固体撮像素子を示す断面図
【図５】第２の実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す工程図
【図６】従来の固体撮像素子の構造を示す平面図及び断面図
【図７】従来の固体撮像素子の構造を示す平面図及び断面図
【図８】従来の固体撮像素子内の入射光の進路を示す概略図
【符号の説明】
【００６７】
１０１  受光部
１０２  第１の層内マイクロレンズ
１０３  第２の層内マイクロレンズ
１０４  オンチップレンズ
１０５  半導体基板
１０６  ゲート
１０７  遮光膜
１０８  第１の層間膜
１０９  第２の層間膜
１１０  カラーフィルター
１１１  ハードマスクを形成する膜
１１２  レジストマスク
１１３  第３の層間膜
５０１  受光部
５０２  第１の層内マイクロレンズ
５０３  オンチップレンズ
５０４  ゲート
５０５  遮光膜
５０６  カラーフィルター
５０７  第１の層間膜
５０８  第２の層間膜
６０１  受光部
６０２  第１の層内マイクロレンズ
６０３  オンチップレンズ
６０４  ゲート
６０５  遮光膜
６０６  カラーフィルター
６０７  第１の層間膜
【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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