(57)【要約】【課題】光電変換部への入射光量の低下を抑制するのに有利な技術を提供する。【解決手段】光電変換部およびＭＯＳトランジスタを含む第１の構造と、前記第１の構造の上に配され且つ複数の絶縁層を含む第２の構造と、前記光電変換部の上に配された導光部とを備える固体撮像装置であって、前記複数の絶縁層は、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の上層である第２の絶縁層とを含み、前記第１の絶縁層が前記導光部と前記光電変換部との間に配され且つ前記第２の絶縁層が前記導光部を取り囲んでおり、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層は前記導光部よりも屈折率が小さく、且つ、前記第１の絶縁層は、前記第１の絶縁層の屈折率が前記光電変換部の側から前記導光部の側に向かって大きくなるように前記第１の絶縁層の中に分布した元素を含む。【選択図】図１
2016219517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部およびＭＯＳトランジスタを含む第１の構造と、前記第１の構造の上に配され且つ複数の絶縁層を含む第２の構造と、前記光電変換部の上に配された導光部とを備える固体撮像装置であって、
前記複数の絶縁層は、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の上層である第２の絶縁層とを含み、前記第１の絶縁層が前記導光部と前記光電変換部との間に配され且つ前記第２の絶縁層が前記導光部を取り囲んでおり、
前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層は前記導光部よりも屈折率が小さく、且つ、前記第１の絶縁層は、前記第１の絶縁層の屈折率が前記光電変換部の側から前記導光部の側に向かって大きくなるように前記第１の絶縁層の中に分布した元素を含む
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
光電変換部およびＭＯＳトランジスタを含む第１の構造と、前記第１の構造の上に配され且つ複数の絶縁層を含む第２の構造と、前記第２の構造の中且つ前記光電変換部の上に配された導光部とを備える固体撮像装置であって、
前記複数の絶縁層は、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の上層である第２の絶縁層とを含み、前記第１の絶縁層が前記導光部と前記光電変換部との間に配され且つ前記第２の絶縁層が前記導光部を取り囲んでおり、
前記導光部はシリコンと窒素を含み、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層はシリコンと酸素を含み、且つ、前記第１の絶縁層はホウ素、炭素、窒素、フッ素、リンおよび塩素の少なくとも１つの元素をさらに含んでおり、前記元素の密度が前記光電変換部の側から前記導光部の側に向かって大きくなる
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１の絶縁層のうち前記第２の絶縁層に重ならない部分における前記元素の密度が、前記第１の絶縁層のうち前記第２の絶縁層に重なる部分における前記元素の密度よりも高い
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記導光部は、窒化シリコンを含み、
前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層は酸化シリコンを含み、
前記元素は、窒素および炭素の少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１の絶縁層は前記導光部の底面に接触している
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記複数の絶縁層は、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との間に配された第３の絶縁層をさらに含み、前記第３の絶縁層は前記導光部と前記第１の絶縁層との間に延在しており、
前記第３の絶縁層は、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層よりも屈折率が大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記複数の絶縁層は、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との間に配された第３の絶縁層をさらに含み、前記第３の絶縁層は前記導光部と前記第１の絶縁層との間に延在しており、
前記第３の絶縁層は、シリコンと窒素および炭素の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１の絶縁層は、前記第３の絶縁層に含まれ且つ前記第２の絶縁層に含まれない元素と同種の元素を含む
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第１の絶縁層において、前記第２材料は、前記ＭＯＳトランジスタのゲート電極の上面よりも上に分布している
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、
を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
固体撮像装置の製造方法であって、
光電変換部を含む基板の上に第１の絶縁層を形成し、前記第１の絶縁層の上に第２の絶縁層を形成する第１工程と、
前記光電変換部の上において前記第２の絶縁層に開口を形成する第２工程と、
前記開口を介して前記第１の絶縁層にイオンを注入する第３工程と、
前記開口を埋める第４工程と、を含む
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、固体撮像装置、その製造方法およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、例えば、光電変換部が形成された素子構造、該素子構造上に形成され且つ複数の絶縁層を含む多層構造等を備える。固体撮像装置のなかには、光電変換部に光を導くための導光部を備えるものもある。導光部は、例えば、上記複数の絶縁層の中に開口を形成した後に屈折率が比較的大きい部材を該開口に埋めることによって形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１８４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、互いに異なる２つの部材の間では光の反射が生じうる。例えば、一方の部材の屈折率をｎ１とし、他方の部材の屈折率をｎ２としたとき、これらの間での光の反射率は、（ｎ１−ｎ２）２／（ｎ１＋ｎ２）２で与えられる。
【０００５】
上述の導光部を備える固体撮像装置の例において、該導光部と、該導光部の底面に接触する他の部材との間では、これらの屈折率の差に起因する光の反射が生じうる。この光の反射は、光電変換部への入射光量が低下する原因となる。
【０００６】
特許文献１には、導光部をその下部の誘電率がその上部の誘電率よりも小さくなるように構成することによって、該導光部により形成される寄生容量を低減した形態が開示されている。しかしながら、この形態によると、導光部における上部と下部との間に屈折率の段差が形成されるため、これらの間で光の反射が生じ、光電変換部への入射光量が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、光電変換部への入射光量の低下を抑制するのに有利な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの側面は固体撮像装置にかかり、前記固体撮像装置は、光電変換部およびＭＯＳトランジスタを含む第１の構造と、前記第１の構造の上に配され且つ複数の絶縁層を含む第２の構造と、前記光電変換部の上に配された導光部とを備える固体撮像装置であって、前記複数の絶縁層は、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の上層である第２の絶縁層とを含み、前記第１の絶縁層が前記導光部と前記光電変換部との間に配され且つ前記第２の絶縁層が前記導光部を取り囲んでおり、前記第１の絶縁層および前記第２の絶縁層は前記導光部よりも屈折率が小さく、且つ、前記第１の絶縁層は、前記第１の絶縁層の屈折率が前記光電変換部の側から前記導光部の側に向かって大きくなるように前記第１の絶縁層の中に分布した元素を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光電変換部への入射光量の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】固体撮像装置の多層構造の例を説明するための図である。
【図２】固体撮像装置の多層構造の例における各部材の屈折率を説明するための図である。
【図３】固体撮像装置の製造方法の例を説明するための図である。
【図４】固体撮像装置の製造方法の例を説明するための図である。
【図５】固体撮像装置の製造方法の例を説明するための図である。
【図６】固体撮像装置の製造方法の例を説明するための図である。
【図７】カメラの構成の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
図１、図２および図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、第１実施形態の固体撮像装置１００１およびその製法について述べる。図１は、固体撮像装置１００１の断面構造の例を示す模式図である。固体撮像装置１００１は、例えば、素子構造ＳＵＢ、多層構造ＳＴおよび光学構造ＯＰＴを備える。
【００１２】
素子構造ＳＵＢは、主に、例えばシリコン等の半導体基板で構成される。図１に例示されるように、素子構造ＳＵＢには単位画素を区画するための素子分離部ＩＳＯが形成されており、素子分離部ＩＳＯで囲まれる位置に、画素信号を読み出すための１以上の素子が形成される。該１以上の素子は、例えば、光電変換部ＰＤ、光電変換部ＰＤで発生した電荷またはその量に応じた信号を読み出すための１以上のＭＯＳトランジスタ等を含む。このＭＯＳトランジスタは、光電変換部ＰＤで発生した電荷を転送する転送トランジスタや、ソースフォロワ回路を構成する増幅トランジスタである。例えば、第１導電型（例えばＰ型）の半導体基板に第２導電型（例えばＮ型）のウエルＷＬが形成されており、ウエルＷＬ中に第１導電型の光電変換部ＰＤおよび第１導電型の浮遊拡散領域ＲＤＥＦが形成される。浮遊拡散領域ＲＤＥＦは、転送トランジスタのドレイン領域に対応する。また、光電変換部ＰＤと拡散領域ＲＤＥＦとの間かつ半導体基板上には、ゲート絶縁膜を介して、該転送トランジスタのゲート電極Ｇが形成されている。なお、ここでは説明を容易にするため省略したが、素子構造ＳＵＢはさらに他の素子を含んでもよい。
【００１３】
多層構造ＳＴは、素子構造ＳＵＢの上に配され、例えば複数の絶縁層１１、２１〜２５及び３１〜３４を含む。複数の絶縁層１１等は、本例では、下側から上側に向かって、絶縁層１１、２１、３１、２２、３２、２３、３３、２４、３４、２５の順に形成されている。絶縁層１１は、例えば窒化シリコンで構成され、反射防止膜として作用する厚さで形成されうる。絶縁層１１と素子構造ＳＵＢとの間には、さらに酸化シリコンの層（不図示）が形成されていてもよい。絶縁層２１〜２５は、例えば酸化シリコンで構成され、それぞれの厚さは、例えば１２０［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］程度である。絶縁層３１〜３４は、例えば炭化シリコンで構成され、それぞれの厚さは、例えば１０［ｎｍ］〜２００［ｎｍ］程度である。
【００１４】
多層構造ＳＴは、さらに、層間に形成された導電部材Ｍ１〜Ｍ３、ＣＴ及びＶ１〜Ｖ２を含みうる。導電部材Ｍ１は、例えば、素子構造ＳＵＢに最も近い第１配線層に対応する。導電部材Ｍ２は、第１配線層の上層である第２配線層に対応し、また、導電部材Ｍ３は、第２配線層の上層である第３配線層に対応する。導電部材ＣＴは、素子構造ＳＵＢと導電部材Ｍ１とを電気的に接続するプラグである。導電部材Ｖ１は導電部材Ｍ１と導電部材Ｍ２とを電気的に接続するプラグであり、また、導電部材Ｖ２は、導電部材Ｍ１と導電部材Ｍ２とを電気的に接続するプラグである。これらの導電部材Ｍ１等には、銅、アルミニウム、チタン、タングステン等の金属が用いられればよい。
【００１５】
これらの導電部材Ｍ１等は、導光部ＬＧから水平方向（素子構造ＳＵＢの上面に平行な方向）にずれた位置に配され、例えば隣接画素からの漏れ光を防止しうる。本例では、これらの導電部材Ｍ１等は、拡散領域ＲＤＥＦの上に配されている。なお、本例において、絶縁層３１〜３４は、導電部材Ｍ１等からの金属拡散を防止する金属拡散防止膜として作用しうる。
【００１６】
ここでは、多層構造ＳＴとして、第１配線層に対応する導電部材Ｍ１から第３配線層に対応する導電部材Ｍ３までの３層配線構造を有するものを例示したが、配線層数は２でもよいし４以上でもよい。また、上記画素が配された領域以外の他の領域（例えば、画素信号を処理する回路が配された領域）では、その配線層数は多層構造ＳＴの配線層数よりも大きくてもよい。例えば、上述の多層構造ＳＴの例では、該他の領域に、第４配線層に対応する電極パッド（例えば、外部との間で信号の授受を行うための電極パッド、外部から電力の供給を受けるための電極パッドなど）がさらに配されてもよい。
【００１７】
ここで、固体撮像装置１００１は、光電変換部ＰＤの上に形成された導光部ＬＧをさらに備える。導光部ＬＧは、光学構造ＯＰＴに含まれる透光部材１２で構成される。透光部材１２には、多層構造ＳＴの絶縁層に比べて屈折率が大きい材料が用いられる。例えば、多層構造ＳＴのうち光電変換部ＰＤの上の部分に開口を形成した後に、窒化シリコンや樹脂で構成された透光部材１２で該開口を埋めることにより、導光部ＬＧが形成されうる。光学構造ＯＰＴのうち、該開口を埋める部分が導光部ＬＧの光の伝搬路であるコアを形成し、多層構造ＳＴのうち該コアを取り囲む部分が導光部ＬＧのクラッドを形成している。透光部材１２は、素子構造ＳＵＢの上に、導光部ＬＧと光電変換部ＰＤとの間に絶縁層２１の少なくとも一部が残るように配されればよい。
【００１８】
導光部ＬＧは、それを構成する透光部材１２の少なくとも一部が多層構造ＳＴの開口の中に位置するように構成されればよい。例えば、透光部材１２のすべてが多層構造ＳＴの開口の中に位置してもよいし、図１に示されるように透光部材１２の一部が導光部ＬＧの外に位置してもよい。導光部ＬＧの全てを窒化シリコンで構成してもよいが、導光部ＬＧのうち、開口の側面および底面に沿った部分に窒化シリコン層を配し、窒化シリコン層で囲まれるように樹脂層を配してもよいし、導光部ＬＧの全てを樹脂で構成してもよい。
【００１９】
光学構造ＯＰＴは、透光部材１２の上に配された誘電体層を含みうる。たとえば、導光部ＬＧを形成する透光部材１２の上には誘電体層４１が配されている。該誘電体層４１は、例えば酸窒化シリコンで構成され、透光部材１２の上面に対して反射防止層として作用する厚さで形成されるとよい。
【００２０】
光学構造ＯＰＴは、多層構造ＳＴの上に配され、例えばレンズＭＬを含む。具体的には、誘電体層４１の上に、例えば酸化シリコンで構成された誘電体層２６を介して、誘電体層４２、１３および４３が形成される。誘電体層層１３は、例えば窒化シリコンで構成されており、そのうちの導光部ＬＧの直上の一部はレンズ状に成形されている。誘電体層４２及び４３のそれぞれは、例えば酸窒化シリコンで構成されており、それが誘電体層１３に対して反射防止層として作用する厚さで形成されうる。なお、ここでは説明を容易にするため省略したが、光学構造ＯＰＴは、レンズ上にさらにマイクロレンズおよびカラーフィルタ（ともに不図示）をさらに含んでもよい。なお、ここでは、誘電体層１３がレンズ状に成形された態様を例示したが、誘電体層１３はレンズ状に成形されていなくてもよい。
【００２１】
ここで、詳細は後述するが、酸化シリコンを含む絶縁層２１は、導光部ＬＧ側の一部の領域である領域２１Ｐを有する。領域２１Ｐには、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように、不純物元素（あるいは添加物元素）が分布している。この不純物元素は、本例では窒素であるが、他の例では、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リンおよび塩素の少なくとも１つの元素でありうる。この不純物元素は、絶縁層２１の主たる構成元素、つまりシリコンや酸素に比べて少ないものである。他の観点では、領域２１Ｐは、酸化シリコンの他、さらに酸窒化シリコンを含み、領域２１Ｐには、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように酸窒化シリコンが分布している。本例では、平面視（素子構造ＳＵＢの上面に対する平面視）において、絶縁層２１のうちクラッドを構成する絶縁層に重ならない部分における不純物元素の密度が、絶縁層２１のうちクラッドを構成する絶縁層に重なる部分における不純物元素の密度よりも高い。絶縁層２１のうちクラッドを構成する絶縁層に重ならない部分とは、絶縁層２１のうち光電変換部ＰＤと導光部ＬＧとの間に位置する部分である。また、本例において、領域２１Ｐは、導光部ＬＧの底面と接触しており、且つ、ゲート電極Ｇの上面を通り素子構造ＳＵＢの上面に平行な平面より上に位置している。
【００２２】
図２は、導光部ＬＧから素子構造ＳＵＢまでの領域における深さ方向（導光部ＬＧ側から素子構造ＳＵＢ側への方向）での各部材の屈折率の分布を示している。理解を容易にするため、本例で用いられた各部材の材料を図中に記す。また、図中において、実線は、本構造における屈折率の分布を示しているのに対して、破線は、領域２１Ｐを形成しなかった場合の屈折率の分布を示している。領域２１Ｐには、下側（深い方の側、すなわち光電変換部ＰＤ側）から上側（浅い方の側、すなわち導光部ＰＤ側）に向かって屈折率が大きくなるように窒素が分布している。他の観点では、領域２１Ｐには、酸窒化シリコンが分布しており、酸化シリコンに対する酸窒化シリコンの割合（構成比率）が、下側から上側に向かって連続的に大きくなっている。また、他の観点では、領域２１Ｐはシリコンと酸素と窒素を構成元素として含んでおり、シリコンに対する窒素の割合が、下側から上側に向かって連続的に大きくなっている。
【００２３】
絶縁層２１内には、上側（浅い方の側、すなわち導光部ＰＤ側）から下側（深い方の側、すなわち光電変換部ＰＤ側）に向かって屈折率が大きくなるように窒素が分布している領域が存在していてもよい。例えば、このように領域２１Ｐとは屈折率の分布の仕方が逆の領域は、導光部ＬＧと領域２１Ｐの間に、領域２１Ｐの厚さよりも薄い範囲に存在し得る。このような領域は存在しない方がよく、領域２１Ｐは導光部ＬＧの底面に接して設けられることが好ましい。領域２１Ｐ内におけるシリコンに対する酸素の割合は下側と上側とで相違する場合もあるが同じであってもよい。また、絶縁層２１内であって、領域２１Ｐ内におけるシリコンに対する酸素の割合と、領域２１Ｐ外におけるシリコンに対する酸素の割合とは、相違する場合もあるが同じであってもよい。
【００２４】
ここでは、窒素を不純物元素として例示したが、上述したように不純物元素はこれに限ったものではない。ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リンおよび塩素の少なくとも１つの元素のいずれでも、酸化シリコンに対して添加することで、純粋な酸化シリコンよりも高い屈折率を得ることが可能である。
【００２５】
一般に、２つの部材（それぞれの屈折率をｎ１、ｎ２とする。）の間での光の反射率は、（ｎ１−ｎ２）２／（ｎ１＋ｎ２）２で与えられる。本実施形態によると、絶縁層２１の導光部ＬＧ側に形成され且つ導光部ＬＧの底面と接触する領域２１Ｐにより、領域２１Ｐが形成されていない場合に比べて導光部ＬＧと絶縁層２１との屈折率の差が小さくなる。そのため、導光部ＬＧと絶縁層２１との間の屈折率の差に起因してこれらの境界で生じうる光の反射量が低減される。よって、本実施形態によると、光電変換部ＰＤへの入射光量の低下が抑制される。
【００２６】
領域２１Ｐでの屈折率の変化は、例えば、領域２１Ｐを形成しなかった場合の絶縁層２１と導光部ＬＧとの間での屈折率の変化よりも緩やかであればよく、連続的に（例えば略一定の変化率で）変化するとよい。また、領域２１Ｐでの屈折率の変化は、互いに隣り合う他の２つの部材の間での屈折率の変化よりも緩やかであってもよい。
【００２７】
本実施形態によると、導光部ＬＧと絶縁層２１（領域２１Ｐ）との間での屈折率の差が小さくなるため、これらの境界で生じうる光の反射量が低減され、光電変換部ＰＤへの入射光量の低下が抑制される。更に、本実施形態によると、屈折率が比較的大きい材料で構成された導光部ＬＧは、絶縁層１１の上に（導光部ＬＧと絶縁層１１との間に絶縁層２１の少なくとも一部が残るように）配されており、且つ、領域２１Ｐは、ゲート電極Ｇの上面を通り素子構造ＳＵＢの上面に平行な平面より上に位置している。そのため、導光部ＬＧにより生じうる寄生容量が低減され、固体撮像装置１００１の光感度の低下が抑制される。よって、本実施形態によると、寄生容量を低減しながら光電変換部ＰＤへの入射光量の低下を抑制するのに有利である。
【００２８】
以下、図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、固体撮像装置１００１の製造方法の例を述べる。固体撮像装置１００１は、公知の半導体製造プロセスを用いて製造されうる。図３（ａ）〜（ｄ）は、本製造方法の各工程における様子を示す模式図である。
【００２９】
まず、図３（ａ）の工程では、光電変換部ＰＤ、拡散領域ＲＤＥＦ等を含む素子構造ＳＵＢを準備する。光電変換部ＰＤ、拡散領域ＲＤＥＦ等は、例えば、所望のレジストパターンを介して素子構造ＳＵＢに不純物を注入することによって形成されうる。そして、素子構造ＳＵＢ上に、複数の絶縁層２１等およびその間に配された導電部材Ｍ１等を含む多層構造ＳＴを形成する。複数の絶縁層２１等は、ＣＶＤ法等の堆積法により順に形成されればよい。また、導電部材Ｍ１等のそれぞれは、それに対応する絶縁層をエッチングして該対応する絶縁層に開口を形成した後に該開口を金属で埋めることによって形成されうる。また、各工程の間で、適宜、部材の上面を平坦化するための処理（ＣＭＰ等）、素子構造ＳＵＢを洗浄する処理等が為されてもよい。
【００３０】
図３（ｂ）の工程では、図３（ａ）の工程で得られた多層構造ＳＴに開口ｏｐを形成する。具体的には、多層構造ＳＴの上に所望のレジストパターンを形成し、該レジストパターンを用いて多層構造ＳＴの一部をエッチングして開口ｏｐを形成すればよい。開口ｏｐは、絶縁層２１の上に（開口ｏｐと素子構造ＳＵＢとの間に絶縁層２１の少なくとも一部が残るように）形成される。
【００３１】
図３（ｃ）の工程では、図３（ｂ）の工程で得られた多層構造ＳＴに窒素を添加し、絶縁層２１（酸化シリコン）に領域２１Ｐを形成する。この工程では、領域２１Ｐがそこに窒素（他の観点では酸窒化シリコン）が分布するように形成されればよく、この工程は、一般にイオンの注入により為されうる。なお、該イオンの注入は、例えば、対象物を原子又は分子の状態で付随的に活性化エネルギーを供給しながら注入することを含みうる。本例では、窒素イオンの注入を、８０［ｋｅＶ］の加速エネルギーおよび１×１０１６［ｃｍ−２］のドーズ量の条件の下で行い、これにより、窒素が４×１０２１［ｃｍ−３］程度の密度で導入される。領域２１Ｐが導光部ＬＧの底面に接するようにするには、注入された不純物の濃度が絶縁層２１の表面で最大となるように、加速エネルギーを設定すればよい。なお、加速エネルギーを高くし過ぎると、領域２１Ｐと導光部ＬＧとの間に、導光部ＬＧ側から光電変換部ＰＤ側に向かって屈折率が高くなる領域が形成される虞がある。
【００３２】
ここでは、絶縁層２１への窒素の導入をイオン注入法により行う例を示したが、イオン注入法の代わりにプラズマ窒化法を用いてもよい。なお、プラズマ窒化法によると、開口ｏｐの側面にも窒素が導入され、導光部ＬＧの側面での反射率が低下し得るため、イオン注入法の方が、開口ｏｐの底面に選択的に不純物元素を導入でき、好適である。
【００３３】
また、この工程では、領域２１Ｐと同様のハッチングで図示されるように、多層構造ＳＴのうちの上部の絶縁層（例えば絶縁層２５）にも窒素等の不純物元素が添加される。換言すると、多層構造ＳＴのうち開口ｏｐを取り囲む各絶縁層２５等は、上記注入工程におけるマスクとして作用する。これにより、窒素は、絶縁層２１のうち開口ｏｐの下の一部、つまり、平面視において絶縁層２５等のマスクに重ならない部分のみに注入される。一方、絶縁層２１の他の部分、つまり、平面視において絶縁層２１のうち絶縁層２５等のマスクに重なる部分には注入されない。結果として、平面視において、領域２１Ｐは、窒素（他の観点では酸窒化シリコン）が導光部ＬＧの外縁の内側の方が該外縁の外側よりも高い密度で分布するように形成される。換言すると、平面視において、領域２１Ｐは、導光部ＬＧの外縁より内側、又は、該外縁より内側およびその近傍に形成される。
【００３４】
領域２１Ｐは、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように形成されればよく、この工程で注入されるイオン等は窒素でなくてもよく、絶縁層２１の一部の屈折率を高くするための他のイオンまたはそれらの組み合わせが用いられてもよい。例えば、領域２１Ｐに、窒素の代わりに（又は窒素と共に）炭素を分布させてもよく、他の観点では、酸窒化シリコンの代わりに（又は酸窒化シリコンと共に）酸炭化シリコンを分布させてもよい。
【００３５】
他の実施形態では、付随的に、窒素を絶縁層２１の深い位置に注入し（例えば、１５０［ｋｅＶ］の加速エネルギー）、絶縁層２１のうちの絶縁層１１側の一部（絶縁層１１との境界およびその近傍）に窒素（他の観点では酸窒化シリコン）を分布させてもよい。該一部は、その屈折率が上側から下側に向かって大きくなるように形成されればよい。これにより、絶縁層２１と絶縁層１１との境界で生じうる光の反射量が低減され、光電変換部ＰＤへの入射光量の低下がさらに抑制される。
【００３６】
図３（ｄ）の工程では、図３（ｃ）の工程で得られた多層構造ＳＴの上に透光部材１２を形成し、開口ｏｐを透光部材１２で埋めて導光部ＬＧを形成する。さらに、反射防止膜として作用しうる誘電体層４１を透光部材１２の上に形成する。その後、透光部材１２及び４１のうちの不要な部分を除去した後に光学構造ＯＰＴの残りの誘電体層を形成することにより、図１で例示された構造が得られる。
【００３７】
本製造方法によると、絶縁層２１のうち導光部ＬＧの直下の一部のみに窒素が注入され、該一部である領域２１Ｐが形成される。そのため、導光部ＬＧから領域２１Ｐに向かう光の水平方向への散乱量を低減することもできる。
【００３８】
（第２実施形態）
前述の第１実施形態では、多層構造ＳＴに形成された開口ｏｐに窒素を注入して絶縁層２１に屈折率が下側から上側に向かって大きくなる領域２１Ｐを形成する方法を例示した。しかしながら、屈折率が下側から上側に向かって大きくなる部分を形成する方法は、これに限られない。以下、図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら第２実施形態を説明する。
【００３９】
図４（ａ）の工程では、素子構造ＳＵＢの上に、多層構造ＳＴのうち絶縁層１１および絶縁層２１を形成し、絶縁層２１（酸化シリコン）に対して窒素の注入を行う。該注入は、第１実施形態（図３（ｃ）参照）と同様の条件で為されればよい。この工程により、絶縁層２１のうちの上部である領域２１Ｐ’であって、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように窒素（他の観点では酸窒化シリコン）が分布する領域２１Ｐ’が形成される。
【００４０】
その後、図４（ｂ）の工程では、絶縁層２１より上の各絶縁層（絶縁層２２〜２５及び３１〜３４）、導電部材Ｍ１等を形成し、多層構造ＳＴを完成させる。なお、導電部材ＣＴは、図４（ａ）の工程の前に形成されていてもよい。その後、図４（ｃ）の工程では、図４（ｂ）の工程で得られた多層構造ＳＴに開口ｏｐを形成する。この工程は、第１実施形態（図３（ｂ）参照）と同様に為されればよい。更にその後、図４（ｄ）に例示されるように、第１実施形態と同様の手順で、導光部ＬＧ、レンズＭＬを含む光学構造ＯＰＴを順に形成することにより、固体撮像装置１００２が得られる。
【００４１】
本実施形態によると、絶縁層２１に、領域２１Ｐ’が、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように形成される。よって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、第１実施形態のように開口ｏｐを形成する前に絶縁層２１に不純物元素を導入するため、イオン注入法だけでなく、プラズマ窒化法も好適に用いることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
図５（ａ）〜（ｄ）を参照しながら第３実施形態を説明する。本実施形態は、主に、絶縁層２１の導光部ＬＧの下に屈折率が下側から上側に向かって大きくなる部分をノックオン注入によって形成する、という点で前述の第１実施形態と異なる。図５（ａ）の工程は、第１実施形態（図３（ａ）参照）と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
図５（ｂ）の工程では、図５（ａ）の工程で得られた多層構造ＳＴに開口ｏｐ’を形成する。開口ｏｐ’は、炭化シリコンで構成された絶縁層３１の上に、絶縁層３１の上面が露出するように形成される。
【００４４】
図５（ｃ）の工程では、図５（ｂ）の工程で得られた多層構造ＳＴに窒素を注入する。この工程では、該注入された窒素によって絶縁層３１中の炭素が絶縁層２１にノックオン注入され、及び／又は、該注入された窒素が絶縁層３１を通過して絶縁層２１に注入される。その結果、絶縁層２１に、窒素及び／又は炭素（他の観点では、酸窒化シリコン及び／又は酸炭化シリコン）が分布する領域２１Ｑが形成される。領域２１Ｑは、前述の領域２１Ｐと同様に、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように形成される。つまり、絶縁層２１は、領域２１Ｑに、絶縁層３１に含まれる元素であって注入前の絶縁層２１や他の酸化シリコンからなる絶縁層に含まれない元素と同種の元素を含むことになる。なお、該注入された窒素により、絶縁層３１の一部に窒素が分布した状態となり、他の観点では、該一部は窒化シリコン及び／又は炭窒化シリコンとなり、該一部の屈折率が下がりうる。
【００４５】
ここでは、絶縁層３１を炭化シリコン層として窒素を絶縁層２１に注入することで絶縁層３１中の炭素をノックオンして絶縁層２１に導入する例を示したが、この組み合わせに限らない。例えば、絶縁層３１を窒化シリコン層として炭素を絶縁層２１に注入することで、絶縁層３１中の窒素をノックオンして絶縁層２１に導入してもよい。
【００４６】
その後、図５（ｄ）に例示されるように、第１実施形態と同様の手順で、導光部ＬＧ’、レンズＭＬを含む光学構造ＯＰＴを順に形成することにより、固体撮像装置１００３が得られる。
【００４７】
なお、前述のとおり、図５（ｃ）の工程で注入された窒素により、絶縁層３１の一部に窒素が分布した状態となり、他の観点では、該一部は、窒化シリコン及び／又は炭窒化シリコンとなり、該一部の屈折率が下がりうる。そのため、導光部ＬＧ’と絶縁層３１の該一部との間での屈折率の差は小さくなり、これらの境界で生じうる光の反射量が低減される。
【００４８】
本実施形態によると、絶縁層２１に、領域２１Ｑが、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように形成される。よって、本実施形態によっても、第１実施形態等と同様の効果が得られる。また、絶縁層２１と絶縁層２２との間に配された絶縁層３１は、導光部ＬＧと絶縁層２１との間に延在している。そのため、絶縁層２１と絶縁層３１との間での光の反射が生じうる。絶縁層３１が導光部ＬＧよりも高い屈折率を有する場合、絶縁層２１と導光部ＬＧとの間での光の反射は、絶縁層３１が導光部ＬＧと同じかそれより低い屈折率を有する場合に比べて増加しうる。しかし、領域２１Ｑを設けることで、絶縁層２１と導光部ＬＧとの間での光の反射を低減できる。
【００４９】
（第４実施形態）
他の実施形態として、前述の第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせることも可能である。以下、図６（ａ）〜（ｄ）を参照しながら第４実施形態を説明する。
【００５０】
まず、図６（ａ）に例示されるように、素子構造ＳＵＢの上に、多層構造ＳＴのうち絶縁層１１、２１及び３１を形成し、絶縁層３１に対して窒素の注入を行う。この工程により、第３実施形態と同様に、該注入された窒素によって絶縁層３１中の炭素が絶縁層２１にノックオン注入され、及び／又は、該注入された窒素が絶縁層３１を通過して絶縁層２１に注入される。その結果、絶縁層２１のうちの上部である領域２１Ｑ’であって、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように窒素及び／又は炭素（他の観点では、酸窒化シリコン及び／又は酸炭化シリコン）が分布する領域２１Ｑ’が形成される。
【００５１】
その後、図６（ｂ）の工程では、絶縁層３１より上の各絶縁層（絶縁層２２〜２５及び３２〜３４）、導電部材Ｍ１等を形成し、多層構造ＳＴを完成させる。その後、図６（ｃ）の工程では、図６（ｂ）の工程で得られた多層構造ＳＴに開口ｏｐ’を形成する。この工程は、第３実施形態（図５（ｂ）参照）と同様に為されればよい。更にその後、図６（ｄ）に例示されるように、第１実施形態等と同様の手順で、導光部ＬＧ’、レンズＭＬを含む光学構造ＯＰＴを順に形成することにより、固体撮像装置１００４が得られる。
【００５２】
本実施形態によると、絶縁層２１に、領域２１Ｑ’が、その屈折率が下側から上側に向かって大きくなるように形成される。よって、本実施形態によっても、第１実施形態等と同様の効果が得られる。また、絶縁層２１と絶縁層２２との間に配された絶縁層３１は、導光部ＬＧと絶縁層２１との間に延在している。そのため、絶縁層２１と絶縁層３１との間での光の反射が生じうる。絶縁層３１が導光部ＬＧよりも高い屈折率を有する場合、絶縁層２１と導光部ＬＧとの間での光の反射は、絶縁層３１が導光部ＬＧと同じかより低い屈折率を有する場合に比べて増加しうる。しかし、領域２１Ｑ’を設けることで、絶縁層２１と導光部ＬＧとの間での光の反射を減できる。
【００５３】
（その他）
以上、いくつかの好適な実施形態を例示したが、本発明は、これらに限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。
【００５４】
図７は、以上の各実施形態で示された固体撮像装置１００１〜１００４（以下、これらをまとめて「固体撮像装置１００」とする。）が適用されたカメラの構成例を説明するための図である。カメラは、固体撮像装置１００の他、例えば、処理部２００、ＣＰＵ３００（又はプロセッサ）、操作部４００、光学系５００を具備する。また、カメラは、静止画や動画をユーザに表示するための表示部６００、それらのデータを記憶するためのメモリ７００をさらに具備しうる。固体撮像装置１００は、光学系５００を通過した光に基づいて画像データを生成する。該画像データは、処理部２００により所定の補正処理が為され、表示部６００やメモリ７００に出力される。また、ユーザにより操作部４００を介して入力された撮影条件に応じて、ＣＰＵ３００によって、各ユニットの設定情報が変更され、又は、各ユニットの制御方法が変更されうる。なお、カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１００：固体撮像装置、ＰＤ：光電変換部、ＳＵＢ：素子構造、ＳＴ：積層多層構造、ＬＧ：導光部。
【図１】
2016219517.tif 000003
【図２】
2016219517.tif 000004
【図３】
2016219517.tif 000005
【図４】
2016219517.tif 000006
【図５】
2016219517.tif 000007
【図６】
2016219517.tif 000008
【図７】
2016219517.tif 000009