(57)【要約】【課題】分光特性が互いに異なるカラーフィルタの境界に隔壁が設けられた撮像素子において、各カラーフィルタを透過した光の光電変換素子への入射効率を向上させるとともに、かつ混色を抑制する。【解決手段】光の照射を受けてその光を電荷に変換する複数の光電変換素子と、その各光電変換素子に対応してそれぞれ設けられた分光特性が互いに異なるカラーフィルタ層ＣＦと、各カラーフィルタ層ＣＦの境界に設けられたカラーフィルタ層ＣＦよりも屈折率が低い隔壁２２とを備えた撮像素子１０において、光の入射側の隔壁２２の間隔よりも光の出射側の隔壁２２の間隔の方が狭くなるように形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の照射を受けて該光を電荷に変換する複数の光電変換素子と、該各光電変換素子に対応してそれぞれ設けられた分光特性が互いに異なるカラーフィルタと、該各カラーフィルタの境界に設けられた前記カラーフィルタよりも屈折率が低い隔壁とを備えた撮像素子であって、
前記隔壁が、前記光の入射側の間隔よりも前記光の出射側の間隔の方が狭くなるように形成されていることを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
前記隔壁が、該間隔が前記光の入射側から出射側に向かってテーパー状に狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。
【請求項３】
前記隔壁が、前記光の入射側においてテーパー状に形成され、前記光の出射側において間隔が一定の柱状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の撮像素子。
【請求項４】
前記隔壁の最も広い間隔を有する部分が０．３μｍ以上であり、最も狭い間隔を有する部分が０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の撮像素子。
【請求項５】
前記隔壁の間隔が０．２μｍ以下となる部分の長さが、０．２μｍ以上０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の撮像素子。
【請求項６】
隣接して配置された前記カラーフィルタの屈折率差が、前記撮像素子の使用波長範囲内のいずれかの波長において０．１以上であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の撮像素子。
【請求項７】
前記カラーフィルタが、赤フィルタと青フィルタと緑フィルタであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の撮像素子。
【請求項８】
前記光電変換素子のサイズが１．８μｍ以下であることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光電変換素子を備え、その各光電変換素子にカラーフィルタが設けられているとともに、そのカラーフィルタの境界に隔壁が設けられた撮像素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を電荷に変換する光電変換素子が複数配列されたＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が種々提案されている。
【０００３】
そして、このような撮像素子としてカラーフィルタが設けられた撮像素子が知られており、たとえば赤（Ｒ）、青（Ｂ）および緑（Ｇ）の組み合わせからなる原色カラーフィルタが設けられた撮像素子や、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびグリーン（Ｇ）の組み合わせからなる補色カラーフィルタが設けられた撮像素子などが知られている。
【０００４】
ここで、上述したようなカラーフィルタが設けられた撮像素子に入射される光は、必ずしも、その受光面に対して垂直かつ互いに並行であるとは限らない。したがって、受光面に対して斜め方向から入射した光が１つのカラーフィルタを斜めに透過した後、隣接するカラーフィルタおよび光電変換素子に入射する場合もあり、このような場合には混色が生じてしまう問題がある。
【０００５】
このような混色の問題を解決するため、たとえば、特許文献１〜特許文献４においては、各光電変換素子に対応して設けられた各カラーフィルタに境界に、カラーフィルタよりも屈折率の低い材料で形成された隔壁を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９５１２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５２５３７号公報
【特許文献３】特開平３−２８２４０３号公報
【特許文献４】特開２００９−１１１２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したように各カラーフィルタの境界に隔壁を設けたとしても、その隔壁に入射した光は、隔壁部分をそのまま通過することはなく、より屈折率の高い材料に徐々に引き込まれる作用が働く。この作用によって、たとえば青（Ｂ）フィルタに入射した光が隔壁を介して緑（Ｇ）フィルタに入射することによって青色光の光電変換素子への入射効率が低下したり、緑（Ｇ）フィルタに入射した光が隔壁を介して赤（Ｒ）フィルタに入射することによって緑色光の光電変換素子への入射効率が低下したりする問題がある。そして、この問題は、隔壁の間隔が比較的狭い場合に生じるものであり、特に隔壁の間隔が入射光の波長程度以下の場合に顕著に現れる。
【０００８】
一方、隔壁の間隔を広くし過ぎると各カラーフィルタを透過することなく、隔壁を透過した光が光電変換素子に入射することになるので混色が生じてしまう問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑み、各カラーフィルタを透過した光の光電変換素子への入射効率を向上させるとともに、かつ混色を抑制することができる撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮像素子は、光の照射を受けてその光を電荷に変換する複数の光電変換素子と、その各光電変換素子に対応してそれぞれ設けられた分光特性が互いに異なるカラーフィルタと、その各カラーフィルタの境界に設けられたカラーフィルタよりも屈折率が低い隔壁とを備えた撮像素子であって、隔壁が、光の入射側の間隔よりも光の出射側の間隔の方が狭くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、上記本発明の撮像素子においては、隔壁を、その間隔が光の入射側から出射側に向かってテーパー状に狭くなるように形成することができる。
【００１２】
また、隔壁を、光の入射側においてテーパー状に形成し、光の出射側において間隔が一定の柱状に形成することができる。
【００１３】
また、隔壁の最も広い間隔を有する部分を０．３μｍ以上とし、最も狭い間隔を有する部分を０．２μｍ以下とすることができる。
【００１４】
また、隔壁の間隔が０．２μｍ以下となる部分の長さを、０．２μｍ以上０．５μｍ以下とすることができる。
【００１５】
また、隣接して配置されたカラーフィルタの屈折率差を、撮像素子の使用波長範囲内のいずれかの波長において０．１以上とすることができる。
【００１６】
また、カラーフィルタを、赤フィルタと青フィルタと緑フィルタとから構成することができる。
【００１７】
また、光電変換素子のサイズを１．８μｍ以下とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の撮像素子によれば、分光特性が互いに異なるカラーフィルタの境界に隔壁が設けられた撮像素子において、隔壁を光の入射側の間隔よりも光の出射側の間隔の方が狭くなるように形成するようにしたので、光の入射側の隔壁の間隔が広い領域においては、隔壁を透過した光が隣接するカラーフィルタに引き込まれる作用を抑制することができるので、各カラーフィルタを透過した光の光電変換素子への入射効率を向上させることができる。一方、光の出射側の隔壁の間隔が狭い領域においては、カラーフィルタの本来の吸収による分光特性を維持することができるので、混色を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の撮像素子の一実施形態の概略構成を示す断面図
【図２】図１に示す撮像素子の上面図
【図３】図１に示す撮像素子におけるＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタのそれぞれの屈折率分散を示す図
【図４】隔壁をテーパー状に構成し、隔壁の最大間隔ｄ１＝０．４μｍ、隔壁の最小間隔ｄ２＝０．１μｍ、隔壁の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈ＝０．５μｍとした場合における各カラーフィルタの光入射効率のシミュレーション結果を示す図
【図５】間隔が一定の柱状で形成された隔壁の一例を示す図
【図６】図５に示す隔壁の間隔ｄ４＝０．１μｍとした場合における各カラーフィルタの光入射効率のシミュレーション結果を示す図
【図７】間隔が一定の柱状で形成された隔壁のその他の例を示す図
【図８】図７に示す隔壁の間隔ｄ５＝０．３μｍとした場合における各カラーフィルタの光入射効率のシミュレーション結果を示す図
【図９】隔壁をテーパー状に構成し、隔壁の最大間隔ｄ１＝０．３μｍ、隔壁の最小間隔ｄ２＝０．１μｍ、隔壁の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈ＝０．４μｍとした場合における各カラーフィルタの光入射効率のシミュレーション結果を示す図
【図１０】隔壁をテーパー状に構成し、隔壁の最大間隔ｄ１＝０．４μｍ、隔壁の最小間隔ｄ２＝０．２μｍ、隔壁の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈ＝０．２μｍとした場合における各カラーフィルタの光入射効率のシミュレーション結果を示す図
【図１１】本発明を裏面照射型の撮像素子に適用した場合の実施形態の概略構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の撮像素子の一実施形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態の撮像素子の概略構成を示す断面図である。
【００２１】
本実施形態の撮像素子１０は、図１に示すように、半導体回路基板１１と、半導体回路基板１１上に二次元アレイ状に形成された複数の画素電極１２と、複数の画素電極１２上に連続し形成された有機材料からなる光電変換層１３と、光電変換層１３上に形成された、複数の画素電極１２に対向する対向電極であり、単一層として設けられた共通電極（上部電極）１４とを備えている。また、上部電極１４の上には透明な絶縁層１５が積層されており、ここでは、半導体回路基板１１から絶縁層１５までを含めて撮像素子基板２０と称する。この撮像素子基板２０の絶縁層１５上には、赤（Ｒ）のカラーフィルタ２１ｒ、緑（Ｇ）のカラーフィルタ２１ｇおよび青（Ｂ）のカラーフィルタ２１ｂと、各色のカラーフィルタ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを隔てて分離する透明な隔壁２２とからなるカラーフィルタ層ＣＦが設けられ、さらにカラーフィルタ層ＣＦ上には低反射層２５が設けられている。なお、１つの画素電極１２、およびその画素電極１２上の光電変換層１３および上部電極１４により１つの光電変換素子が構成される。そして、この光電変換素子のサイズは１．８μｍ以下とすることが望ましい。
【００２２】
以下、撮像素子１０における各構成要素について詳細に説明する。
【００２３】
半導体回路基板１１は、ｎ型シリコン基板１（以下、単に基板１とする。）の表面にｐ型のウェル領域２を備え、ウェル領域２にはｎ型の不純物拡散領域３が複数形成されている。不純物拡散領域３は、回路基板１１上に形成される画素電極１２と対応して二次元アレイ状に形成されている。また、ウェル領域２の表面において、不純物拡散領域３の近傍には、その不純物拡散領域３に蓄積した電荷に応じた信号を出力する信号読出部４が設けられている。
【００２４】
信号読出部４は、不純物拡散領域３に蓄積された電荷を電圧信号に変換して出力する回路であって、例えば公知のＣＣＤやＣＭＯＳ回路によって構成することができる。
【００２５】
さらに、基板１のウェル領域２が形成された表面上に絶縁層５が積層されている。絶縁層５の上には、平面視略矩形状の画素電極１２が複数、所定の間隔で配列形成されている。各画素電極１２は、絶縁層５を貫通するように形成された導電性材料からなる接続部６を介して、基板１の不純物拡散領域３に電気的に接続されている。
【００２６】
撮像素子１０は、光電変換層１３に光が入射されると、光電変換層１３で発生した電荷（正孔及び電子）のうち、例えば、正孔を上部電極１４に移動させ、電子を画素電極１２に移動させるように、画素電極１２及び上部電極１４間には、図示しない電圧供給部によってバイアス電圧が印加される。この場合、上部電極１４を正孔捕集電極とし、画素電極１２を電子捕集電極としている。なお、上記の場合とは逆に、電子を上部電極１４に移動させ、正孔を画素電極１２に移動させる構成としてもよい。
【００２７】
上部電極１４および画素電極１２の材料は、光電変換層１３との密着性や、電子親和力や、イオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。
【００２８】
上部電極１４及び画素電極１２の作製には、その材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾルーゲル法など）、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。ＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理、プラズマ処理などを施すことができる。
【００２９】
上部電極１４は、光電変換層１３に光を入射させる必要があるため、透明な導電性材料で構成されている。ここで、透明電極材料は、例えば波長が約４２０ｎｍ〜約６６０ｎｍの範囲の可視光域で約８０％以上の透過率であるものが好ましい。
【００３０】
上部電極１４の具体的な材料としては、たとえば、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、シリコン化合物およびこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられ、好ましくは、導電性の金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩｎＯが好ましい。
【００３１】
画素電極１２は、導電性材料であればよく、透明である必要はない。しかし、画素電極１２の下方の基板１側にも光を透過させることが必要である場合には、画素電極１２も透明電極材料で構成することが必要となる。このとき、画素電極１２の透明電極材料としては、上部電極１４と同様に、ＩＴＯを用いることが好ましい。
【００３２】
光電変換層１３は、光を電荷に変換する光電変換機能を有する有機材料などから形成されるものである。有機材料としては、たとえば電子写真の感光材料に用いられているような、様々な有機半導体材料を用いることができる。その中でも、高い光電変換性能を有すること、分光する際の色分離に優れていること、長時間の光照射に対する耐久性が高いこと、真空蒸着を行いやすいこと等の観点から、キナクリドン骨格を含む材料やフタロシアニン骨格を含む有機材料が特に好ましい。
【００３３】
また、光電変換層１３を形成する有機材料は、ｐ型有機半導体及びｎ型有機半導体の少なくとも一方を含んでいることが好ましい。たとえば、ｐ型有機型半導体及びｎ型有機半導体として、それぞれキナクリドン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、およびフルオランテン誘導体のいずれかを用いることが好ましい。
【００３４】
光電変換層１３の材料として有機材料を用いるようにした場合には、シリコン基板などに形成したフォトダイオードを光電変換部として用いる構成に比べて、可視光に対する光吸収係数が大きい。このため、光電変換層１３に入射した光が吸収されやすくなり、これにより光電変換層１３に斜めに入射した光も隣接する光電変換素子へ漏れにくくなり、透過効率の向上とクロストークの抑制を図ることができる。
【００３５】
絶縁層１５は、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、またはこれらの混合膜などから構成することができる。
【００３６】
カラーフィルタ層ＣＦは、互いに異なる分光特性を有する複数のカラーフィルタを有するものであり、具体的には、本実施形態においては、上述したように赤（Ｒ）のカラーフィルタ（以下、Ｒフィルタという）２１ｒ、緑（Ｇ）のカラーフィルタ（以下、Ｇフィルタという）２１ｇおよび青（Ｂ）のカラーフィルタ（以下、Ｂフィルタという）２１ｂを備えたものである。
【００３７】
このＲフィルタ２１ｒ、Ｇフィルタ２１ｇおよびＢフィルタ２１ｂは、それぞれ顔料や染料の入った有機材料などから形成されるものである。そして、図１に示すように各光電変換素子に対していずれかのフィルタが配置され、たとえば、図２に示すようなベイヤー配列などのカラーパターンで配置される。なお、図２は、図１に示すカラーフィルタ層ＣＦの上面図である。
【００３８】
Ｒフィルタ２１ｒ、Ｇフィルタ２１ｇおよびＢフィルタ２１ｂの屈折率は各色で異なり、また入射光の波長によっても異なるものであるが、カラーフィルタ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂのいずれも撮像素子１０の使用波長範囲内（少なくとも可視光域の波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に対し、１．３〜１．９の範囲内の屈折率を有するものである。図３は、本実施形態において用いられるＲフィルタ２１ｒ、Ｇフィルタ２１ｇ、Ｂフィルタ２１ｂのそれぞれの屈折率分散を示すものである。
【００３９】
また、本実施形態においては、図２に示すように、Ｒフィルタ２１ｒとＧフィルタ２１ｇとが隣接し、Ｇフィルタ２１ｇとＢフィルタ２１ｂとが隣接することになるが、この隣接して配置されたカラーフィルタの屈折率差が、撮像素子１０の使用波長範囲内（少なくとも可視光域の波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）のいずれかの波長において０．１以上となるものが用いられている。
【００４０】
また、カラーフィルタ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂのそれぞれの厚みは０．３μｍ〜１．０μｍの範囲内である。
【００４１】
また、本実施形態のカラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂは、図１に示すように、その断面構造が上に凸な形状を有している。
【００４２】
そして、その各カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの境界には、カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを形成する材料よりも屈折率が低い透明材料で形成される隔壁２２が設けられている。
【００４３】
この隔壁２２は、上述したようにカラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを透過する光を光電変換層１３に積極的に集光させるものであり、これにより透過率の低減やクロストークの増大を抑制することができる。
【００４４】
ここで、上述したようにカラーフィルタの境界に隔壁を設けたとしても、隔壁に入射した光は隔壁部分をそのまま通過することはなく、より屈折率の高い材料から形成されるカラーフィルタの方に徐々に引き込まれる作用が働く。この作用によって、たとえばＢフィルタに入射した光が隔壁を介してＧフィルタに入射して青色光の光電変換素子への入射効率が低下したり、Ｇフィルタに入射した光が隔壁を介してＲフィルタに入射して緑色光の光電変換素子への入射効率が低下したりする問題がある。そして、この問題は、隔壁の間隔が入射光の波長程度以下の場合に特に顕著に現れる。
【００４５】
一方、隔壁の間隔を広くし過ぎると各カラーフィルタを透過することなく、隔壁を透過した光が光電変換素子に入射することになるので混色が生じてしまう問題がある。
【００４６】
そこで、本実施形態においては、上述したような光入射効率の低下や混色を招くことのない隔壁２２を構成するようにしている。すなわち、図１に示すように、光の入射側の隔壁２２の間隔ｄ１よりも光の出射側の隔壁２２の間隔ｄ２の方が狭くなるように隔壁２２を構成するようにしている。なお、図１に示す構成においては、各カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの境界にそれぞれ設けられた各隔壁２２は、光入射側において平坦な層によって一体となるように構成されているが、ここでいう隔壁２２の間隔とは、各カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの境界部分における隔壁の間隔のことをいう。また、図１に示すように、各隔壁２２を必ずしも一体的に構成する必要はなく、各隔壁２２を分離した構成としてもよい。
【００４７】
そして、本実施形態における隔壁２２は、具体的には、図１に示すように、光の入射側においては光の出射側に向けて間隔が徐々に狭くなるようにテーパー状に形成され、光の出射側においては間隔が一定となるように柱状に形成されている。このように光の入射側において隔壁２２をテーパー状に形成することによって、上述したような隣接するカラーフィルタへの光の入射を抑制することができ、光入射効率の向上を図ることができる。また、光の出射側においては隔壁２２の間隔を狭くすることによって、カラーフィルタを通過することなく光電変換素子に到達する光を抑制することができ、混色を抑制することができる。
【００４８】
図４は、図１に示すようにテーパー状に隔壁２２を構成し、隔壁２２の最大間隔ｄ１＝０．４μｍ、隔壁２２の最小間隔ｄ２＝０．１μｍ、隔壁２２の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈ＝０．５μｍとした場合における各カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの光入射効率をシミュレーションした結果である。なお、ここでいう光入射効率とは、カラーフィルタへ入射した光のうちカラーフィルタを透過して光電変換素子へ到達する光の割合のことをいう。また、図４に示す細い実線のみで描かれる曲線は、ＲＧＢの各カラーフィルタの理想的な分光透過率を示すものである。
【００４９】
図４に示すように、各カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの光入射効率は、ＲＧＢの各カラーフィルタの理想的な分光透過率にほぼ近いものとなっているのがわかる。
【００５０】
一方、本実施形態のように隔壁２２をテーパー状に形成するのではなく、従来のように間隔が一定の柱状に隔壁を形成した場合における各カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの光入射効率をシミュレーションした結果を比較例として示す。
【００５１】
図６は、図５に示すように、隔壁を間隔が一定の柱状に形成するとともに、その間隔ｄ４＝０．１μｍとした場合における各カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの光入射効率をシミュレーションした結果である。図６に示すように、隔壁の間隔を狭く一定とした場合、上述したようにＢフィルタに入射した光が隔壁を介してＧフィルタに入射することによってＢフィルタの光入射効率が低下し、Ｇフィルタに入射した光が隔壁を介してＲフィルタに入射することによってＧフィルタの光入射効率が低下していることが分かる。なお、図６においては上述したように光入射効率が低下している部分を矢印で示している。
【００５２】
図８は、図７に示すように、隔壁を間隔が一定の柱状に形成するとともに、その間隔ｄ５＝０．３μｍとした場合における各カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの光入射効率をシミュレーションした結果である。図８に示すように、隔壁の間隔を広く一定とした場合、各カラーフィルタを透過することなく光電変換素子へ到達する光の量が増えることになるので、各カラーフィルタによる色分離を適切に行うことができず、混色が悪化することになる。なお、図８においては上述したように混色が悪化している部分を矢印で示している。
【００５３】
また、図９は、図１に示すようにテーパー状に隔壁２２を構成するとともに、図４に示した光入射効率のシミュレーション結果の場合とは、隔壁２２の最大間隔および隔壁２２の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈの条件が異なる場合の光入射効率のシミュレーション結果を示すものである。具体的には、隔壁２２の最大間隔ｄ１＝０．３μｍ、隔壁２２の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈ＝０．４μｍとした場合における各カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの光入射効率をシミュレーションした結果である。図９に示すように、図６および図８の比較例のシミュレーション結果と比較すると、光入射効率の低下および混色を抑制できていることがわかる。
【００５４】
また、図１０は、図１に示すようにテーパー状に隔壁２２を構成するとともに、図４に示した光入射効率のシミュレーション結果の場合とは、隔壁２２の最小間隔および隔壁２２の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈの条件が異なる場合の光入射効率のシミュレーション結果を示すものである。具体的には、隔壁２２の最小間隔ｄ２＝０．２μｍ、隔壁２２の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈ＝０．２μｍとした場合における各カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの光入射効率をシミュレーションした結果である。図９に示すように、図６および図８の比較例のシミュレーション結果と比較すると、光入射効率の低下および混色を抑制できていることがわかる。
【００５５】
図４、図９および図１０に示す本発明の実施形態のシミュレーション結果と、図６および図８に示した比較例のシミュレーション結果とから、隔壁２２の最大間隔ｄ１は０．３μｍ以上であり、最小間隔ｄ２は０．２μｍ以下であることが望ましいことがわかる。なお、隔壁２２の最大間隔ｄ１の最大値は画素サイズとなる。
【００５６】
また、隔壁２２の間隔ｄ３＝０．２μｍ以下の距離ｈについては、０．２μｍ以上０．５μｍ以下であることが望ましいことがわかる。
【００５７】
また、上記実施形態においては、カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを形成する材料よりも屈折率が低い透明材料で隔壁２２を形成するようにしたが、空気の屈折率はほぼ１であって、カラーフィルタ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを形成する材料の屈折率に対して十分低い屈折率であるので、隔壁２２の部分を空気とする、すなわち何も設けないようにしてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態のカラーフィルタ層ＣＦを裏面照射型の撮像素子に適用することも可能である。図１１は、上記実施形態のカラーフィルタ層ＣＦを適用した裏面照射型の撮像素子３０の概略構成を示すものである。撮像素子３０は、シリコンなどの基板Ｓ２内にシリコンフォトダイオードＰＤが形成され、そのシリコンフォトダイオードが光電変換素子として機能する。基板Ｓ２の光入射側の表面には、平坦化膜や絶縁膜などを挟んで上記実施形態のカラーフィルタ層ＣＦが形成されている。
【００５９】
また、撮像素子３０は、基板Ｓ２におけるカラーフィルタ層ＣＦが形成された側の面に対して反対側に回路基板Ｓ１が設けられ、その回路基板Ｓ１には、シリコンフォトダイオードＰＤで生成された電荷を信号として読み出すための信号読み出し回路が設けられている。なお、図中のＭは配線層を示している。
【００６０】
また、本実施形態においては、カラーフィルタ層としてＲフィルタ、ＢフィルタおよびＧフィルタからなるものを用いるようにしたが、カラーフィルタ層としてシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびグリーン（Ｇ）の組み合わせからなる補色カラーフィルタを用いる場合においても、上記実施形態と同様の隔壁の構成を採用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０   撮像素子
１１   半導体回路基板
１２   画素電極
１３   光電変換層
１４   上部電極
１５   絶縁層
２１ｂ Ｂフィルタ
２１ｇ Ｇフィルタ
２１ｒ Ｒフィルタ
２２   隔壁
【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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【図１１】
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