JP2002076312A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JP2002076312A
JP2002076312A JP2000256708A JP2000256708A JP2002076312A JP 2002076312 A JP2002076312 A JP 2002076312A JP 2000256708 A JP2000256708 A JP 2000256708A JP 2000256708 A JP2000256708 A JP 2000256708A JP 2002076312 A JP2002076312 A JP 2002076312A
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JP
Japan
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photoelectric conversion
conversion element
light
solid
state imaging
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000256708A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Kondo
隆二 近藤
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Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device capable of solving such a problem that most of light which is incident into a light shielding film conventionally widely used for a solid-state image pickup device is reflected to be stray light or to be absorbed by the light shielding film, so that the light does not contribute to photoelectric conversion in each photoelectric transducer. SOLUTION: Minute reflectors 57 for reflecting incident light from above a corresponding photoelectric transducer 10 toward the transducer 10 side are respectively provided above a plurality of the transducer 10 formed on one of the surfaces of a semiconductor substrate 1 so as to form a matrix.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、半導体基板の一表面側
に行列状に形成された多数個の光電変換素子を有する固
体撮像素子に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solid-state imaging device having a large number of photoelectric conversion elements formed in a matrix on one surface side of a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板の一表面側に多数個の光電変
換素子(フォトダイオード)を行列状に形成し、これら
の光電変換素子に蓄積された電荷を転送するための垂直
電荷転送路を1列の光電変換素子列に1本ずつCCD
(電荷結合素子)によって形成することにより、CCD
型の固体撮像素子を得ることができる。個々の垂直電荷
転送路は、同じ半導体基板に形成された水平電荷転送路
に電気的に接続される。
2. Description of the Related Art A large number of photoelectric conversion elements (photodiodes) are formed in a matrix on one surface side of a semiconductor substrate, and one vertical charge transfer path for transferring charges accumulated in these photoelectric conversion elements is provided. One CCD per row of photoelectric conversion element rows
(Charge Coupled Device)
Type solid-state imaging device can be obtained. Each vertical charge transfer path is electrically connected to a horizontal charge transfer path formed on the same semiconductor substrate.

【0003】また、半導体基板の一表面側に多数個の光
電変換素子(フォトダイオード)を行列状に形成し、こ
れらの光電変換素子に蓄積された電荷に応じた電圧を発
生することのできる出力信号線を1列の光電変換素子列
に1本ずつ配設することにより、MOS型の固体撮像素
子を得ることができる。
Further, a large number of photoelectric conversion elements (photodiodes) are formed in a matrix on one surface side of a semiconductor substrate, and an output capable of generating a voltage corresponding to the electric charge accumulated in these photoelectric conversion elements. By arranging the signal lines one by one in one photoelectric conversion element row, a MOS solid-state imaging element can be obtained.

【0004】CCD型およびMOS型のいずれの型の固
体撮像素子も、リニア・イメージセンサまたはエリア・
イメージセンサに利用される。
[0004] Both the CCD type and the MOS type solid-state imaging devices are either linear image sensors or area type.
Used for image sensors.

【0005】エリア・イメージセンサに利用されるCC
D型の固体撮像素子においては、光電変換素子、垂直電
荷転送路および水平電荷転送路が形成された半導体基板
上に、光遮蔽膜、保護膜、第1の平坦化層およびマイク
ロレンズアレイが順次形成される。カラー撮像用の単板
式固体撮像素子であれば、第1の平坦化層上に色フィル
タアレイおよび第2の平坦化層が順次形成され、その上
にマイクロレンズアレイが形成される。
[0005] CC used for area image sensor
In a D-type solid-state imaging device, a light shielding film, a protective film, a first planarization layer, and a microlens array are sequentially formed on a semiconductor substrate on which a photoelectric conversion element, a vertical charge transfer path, and a horizontal charge transfer path are formed. It is formed. In the case of a single-chip solid-state imaging device for color imaging, a color filter array and a second flattening layer are sequentially formed on the first flattening layer, and a microlens array is formed thereon.

【0006】光遮蔽膜は、個々の光電変換素子上に1つ
ずつ開口部を形成した状態で半導体基板を覆い、光電変
換素子以外の領域で無用の光電変換が行われるのを防止
する。この光遮蔽膜は、一般に、光吸収/反射能の高い
材料、例えばアルミニウム、クロム、タングステン、チ
タン、モリブデン等からなる金属薄膜や、これらの金属
の2種以上からなる合金薄膜、あるいは、前記の金属薄
膜同士または前記の金属薄膜と前記の合金薄膜とを組み
合わせた多層金属薄膜等によって形成される。
[0006] The light shielding film covers the semiconductor substrate in a state where openings are formed one by one on each photoelectric conversion element, and prevents unnecessary photoelectric conversion from being performed in a region other than the photoelectric conversion element. The light shielding film is generally made of a material having a high light absorption / reflection ability, for example, a metal thin film made of aluminum, chromium, tungsten, titanium, molybdenum, or the like, or an alloy thin film made of two or more of these metals, or It is formed of a multi-layer metal thin film or the like in which metal thin films are combined with each other or the metal thin film and the alloy thin film are combined.

【0007】マイクロレンズアレイは、光電変換素子そ
れぞれの上方に1個ずつ配置された多数個のマイクロレ
ンズによって構成され、個々の光電変換素子での光利用
効率を向上させる。必要に応じて、マイクロレンズとそ
の下の光電変換素子との間にインナーレンズが配置され
る。
[0007] The microlens array is composed of a large number of microlenses arranged one above each photoelectric conversion element, and improves the light use efficiency of each photoelectric conversion element. If necessary, an inner lens is arranged between the microlens and the photoelectric conversion element thereunder.

【0008】リニア・イメージセンサに利用される固体
撮像素子も同様の構成を有する。ただし、光遮蔽膜やマ
イクロレンズアレイは必須の構成部材ではない。これら
光遮蔽膜やマイクロレンズアレイは、必要に応じて適宜
配設される。
[0008] A solid-state image sensor used for a linear image sensor has a similar configuration. However, the light shielding film and the micro lens array are not essential components. These light shielding films and microlens arrays are appropriately provided as needed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、光遮
蔽膜は、垂直電荷転送路および水平電荷転送路が形成さ
れた半導体基板上に形成される。光遮蔽膜には、これら
の電荷転送路の表面形状を反映した凹凸が生じる。
As described above, the light shielding film is formed on the semiconductor substrate on which the vertical charge transfer path and the horizontal charge transfer path are formed. The light shielding film has irregularities reflecting the surface shape of these charge transfer paths.

【0010】このため、アルミニウム等のように反射率
が高い材料によって光遮蔽膜を形成した場合には、光遮
蔽膜に入射した光が反射して迷光となりやすい。タング
ステン等のように光吸収特性を有する材料によって光遮
蔽膜を形成すれば、光遮蔽膜に入射した光が迷光となる
のを抑制することができる。
For this reason, when the light shielding film is formed of a material having a high reflectivity such as aluminum, the light incident on the light shielding film is easily reflected and becomes stray light. If the light-shielding film is formed of a material having a light-absorbing property such as tungsten, it is possible to suppress light incident on the light-shielding film from becoming stray light.

【0011】いずれにしても、光遮蔽膜に入射した光の
多くは、光電変換素子での光電変換に寄与しない。
In any case, most of the light incident on the light shielding film does not contribute to the photoelectric conversion in the photoelectric conversion element.

【0012】近年、固体撮像素子を利用したイメージセ
ンサについては、解像度の向上が図られている。固体撮
像素子における光電変換素子の集積度を高めることによ
り、解像度を高めることができる。反面、個々の光電変
換素子における受光部の面積が減少し、感度が低下す
る。
In recent years, the resolution of an image sensor using a solid-state image sensor has been improved. The resolution can be increased by increasing the degree of integration of the photoelectric conversion elements in the solid-state imaging device. On the other hand, the area of the light receiving section in each photoelectric conversion element decreases, and the sensitivity decreases.

【0013】高い感度と高い解像度とを有する固体撮像
素子を得るためには、個々の光電変換素子での光利用効
率を更に高めることが望まれる。
In order to obtain a solid-state image pickup device having high sensitivity and high resolution, it is desired to further increase the light use efficiency of each photoelectric conversion element.

【0014】本発明の目的は、個々の光電変換素子での
光利用効率を高めることが可能な固体撮像素子を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of improving the light use efficiency of each photoelectric conversion element.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、半導体基板と、前記半導体基板の一表面側に行列状
に形成された多数個の光電変換素子と、前記多数個の光
電変換素子それぞれの上方に1個ずつ配設された第1微
小反射器であって、各々が、対応する光電変換素子の上
方から入射した光を該光電変換素子側へ反射させる少な
くとも1つの第1光反射面を有し、前記対応する光電変
換素子の上方に開口部を画定している第1微小反射器と
を備えた固体撮像素子が提供される。
According to one aspect of the present invention, a semiconductor substrate, a plurality of photoelectric conversion elements formed in a matrix on one surface side of the semiconductor substrate, and the plurality of photoelectric conversion elements A first micro-reflector disposed one above each of the elements, each of which reflects at least one first light for reflecting light incident from above the corresponding photoelectric conversion element toward the photoelectric conversion element; A solid state imaging device having a reflective surface and a first micro-reflector defining an opening above the corresponding photoelectric conversion element.

【0016】第1微小反射器を設けることにより、例え
ば垂直電荷転送路の上方に入射した光のように従来は光
遮蔽膜で反射して迷光となっていた光、あるいは、光遮
蔽膜に吸収されていた光をも、光電変換素子に導くこと
が可能になる。個々の光電変換素子での光利用効率を向
上させることができる。
By providing the first micro-reflector, for example, light that has been reflected by the light shielding film and becomes stray light, such as light incident on the vertical charge transfer path, or absorbed by the light shielding film. It is possible to guide the light that has been applied to the photoelectric conversion element. The light use efficiency in each photoelectric conversion element can be improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は、第1の実施例による固体
撮像素子100を概略的に示す平面図である。同図に示
すように、固体撮像素子100は、半導体基板1、多数
個の光電変換素子10、複数本の垂直電荷転送路20、
水平電荷転送路30および出力部40を有する。図1に
おいては図示を省略した多数個の第1微小反射器、色フ
ィルタアレイおよびマイクロレンズアレイが、半導体基
板1の上方に形成されている。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a solid-state imaging device 100 according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 100 includes a semiconductor substrate 1, a plurality of photoelectric conversion elements 10, a plurality of vertical charge transfer paths 20,
It has a horizontal charge transfer path 30 and an output section 40. In FIG. 1, a number of first microreflectors, color filter arrays, and microlens arrays (not shown) are formed above the semiconductor substrate 1.

【0018】多数個の光電変換素子10は、半導体基板
1の一表面側に複数行、複数列に亘って行列状に配設さ
れている。図示されている光電変換素子10の数は、部
分的に見えているものを除き、6個である。実際の固体
撮像素子では、光電変換素子10の総数が例えば数10
万〜数100万個に達する。
A large number of photoelectric conversion elements 10 are arranged in a matrix on one surface side of the semiconductor substrate 1 in a plurality of rows and a plurality of columns. The number of the photoelectric conversion elements 10 illustrated is six, except for those that are partially visible. In an actual solid-state imaging device, the total number of photoelectric conversion elements 10 is, for example,
It reaches 10,000 to several millions.

【0019】個々の垂直電荷転送路20はCCDによっ
て構成されている。各垂直電荷転送路20は、対応する
光電変換素子列に近接して半導体基板1に形成された垂
直電荷転送チャネル21を含む。垂直電荷転送チャネル
21は、例えば半導体基板1に帯状に形成されたn型領
域によって構成される。垂直電荷転送チャネル21の各
々は、対応する光電変換素子列に沿って延在する。
Each vertical charge transfer path 20 is constituted by a CCD. Each vertical charge transfer path 20 includes a vertical charge transfer channel 21 formed in the semiconductor substrate 1 in proximity to the corresponding photoelectric conversion element row. The vertical charge transfer channel 21 is configured by, for example, an n-type region formed in a band shape on the semiconductor substrate 1. Each of the vertical charge transfer channels 21 extends along a corresponding photoelectric conversion element row.

【0020】各垂直電荷転送チャネル21と平面視上交
差する2種類の垂直転送電極22、23が、1行の光電
変換素子行に1本ずつ配設されている。
Two types of vertical transfer electrodes 22 and 23, which intersect each vertical charge transfer channel 21 in plan view, are arranged one by one in one photoelectric conversion element row.

【0021】垂直転送電極22の各々は、各垂直電荷転
送チャネル21と平面視上交差しつつ、対応する光電変
換素子行に沿ってその上流側に延在する。垂直転送電極
23の各々は、各垂直電荷転送チャネル21と平面視上
交差しつつ、対応する光電変換素子行に沿ってその下流
側に延在する。各垂直転送電極23は、対応する光電変
換素子10それぞれの図2での左側方において、読出ゲ
ート24を構成する。
Each of the vertical transfer electrodes 22 extends to the upstream side along a corresponding photoelectric conversion element row while crossing each vertical charge transfer channel 21 in plan view. Each of the vertical transfer electrodes 23 extends to the downstream side along the corresponding photoelectric conversion element row while crossing each vertical charge transfer channel 21 in plan view. Each vertical transfer electrode 23 constitutes a read gate 24 on the left side in FIG. 2 of the corresponding photoelectric conversion element 10.

【0022】なお、本明細書においては、光電変換素子
10から出力部40に転送される電荷の移動を流れとみ
なして、個々の部材等の相対的な位置を、必要に応じて
「何々の上流」、「何々の下流」等と称して特定する。
In this specification, the movement of the electric charge transferred from the photoelectric conversion element 10 to the output unit 40 is regarded as a flow, and the relative positions of the individual members and the like are changed as necessary. It is specified as "upstream", "any downstream" or the like.

【0023】1行の光電変換素子行に対応する垂直転送
電極22、23は、右端の光電変換素子列(図示せ
ず。)に含まれる光電変換素子10を除き、この光電変
換素子行中の各光電変換素子10を平面視上取り囲む。
The vertical transfer electrodes 22 and 23 corresponding to one row of the photoelectric conversion element rows, except for the photoelectric conversion element 10 included in the rightmost photoelectric conversion element column (not shown), are included in this photoelectric conversion element row. Each photoelectric conversion element 10 is surrounded in plan view.

【0024】最も下流の垂直転送電極23の下流側に、
第1補助転送電極26、第2補助転送電極27および第
3補助転送電極28がこの順番で配設されている。これ
ら第1〜第3補助転送電極26〜28も、各垂直電荷転
送チャネル21と平面視上交差しつつ、光電変換素子行
方向に延在する。
On the downstream side of the most downstream vertical transfer electrode 23,
The first auxiliary transfer electrode 26, the second auxiliary transfer electrode 27, and the third auxiliary transfer electrode 28 are arranged in this order. The first to third auxiliary transfer electrodes 26 to 28 also extend in the row direction of the photoelectric conversion elements while intersecting the respective vertical charge transfer channels 21 in plan view.

【0025】これらの転送電極22、23、26〜28
は、いずれも、電気的絶縁膜(図1においては図示せ
ず。)を介して半導体基板1の上方に形成されている。
垂直転送電極22、第1補助転送電極26および第3補
助転送電極28は、第1ポリシリコン層によって形成さ
れる。垂直転送電極23および第2補助転送電極27
は、第2ポリシリコン層によって形成される。個々の転
送電極22、23、26〜28は、電気的絶縁膜(熱酸
化膜)によって覆われている。
These transfer electrodes 22, 23, 26-28
Are formed above the semiconductor substrate 1 via an electrical insulating film (not shown in FIG. 1).
The vertical transfer electrode 22, the first auxiliary transfer electrode 26, and the third auxiliary transfer electrode 28 are formed by a first polysilicon layer. Vertical transfer electrode 23 and second auxiliary transfer electrode 27
Is formed by the second polysilicon layer. Each transfer electrode 22, 23, 26 to 28 is covered with an electrical insulating film (thermal oxide film).

【0026】垂直電荷転送チャネル21の各々において
各転送電極22、23、26〜28と平面視上交差する
各領域のうち、その上に電気的絶縁膜のみを介して転送
電極22、23、26〜28が形成されている領域は、
この転送電極22、23、26〜28と共に1つの垂直
電荷転送段を構成する。
In each of the vertical charge transfer channels 21, each of the regions intersecting the transfer electrodes 22, 23, 26 to 28 in a plan view, the transfer electrodes 22, 23, 26 are disposed thereon only through an electrical insulating film. The region where ~ 28 is formed is
Together with the transfer electrodes 22, 23, 26 to 28, one vertical charge transfer stage is constituted.

【0027】垂直電荷転送路20の各々は、光電変換素
子列方向に連なった多数の垂直電荷転送段によって構成
されている。
Each of the vertical charge transfer paths 20 is constituted by a number of vertical charge transfer stages connected in the direction of the photoelectric conversion element column.

【0028】各垂直電荷転送路20の下流端は、水平電
荷転送路30に電気的に接続されている。水平電荷転送
路30は、1本の水平電荷転送チャネル31と、多数本
の水平転送電極32a、32b、32c、32dとを有
する2相駆動型のCCDによって構成されている。
The downstream end of each vertical charge transfer path 20 is electrically connected to a horizontal charge transfer path 30. The horizontal charge transfer path 30 is constituted by a two-phase drive type CCD having one horizontal charge transfer channel 31 and a number of horizontal transfer electrodes 32a, 32b, 32c, 32d.

【0029】水平電荷転送チャネル31は、例えば、半
導体基板1にn型領域とn+ 型領域とを交互に繰り返し
形成することによって作製される。n+ 型領域における
n型不純物の濃度は、n型領域におけるn型不純物の濃
度よりも高い。
The horizontal charge transfer channel 31 is formed, for example, by repeatedly forming an n-type region and an n + -type region on the semiconductor substrate 1 alternately. The concentration of the n-type impurity in the n + -type region is higher than the concentration of the n-type impurity in the n-type region.

【0030】各水平転送電極32a、32cは、水平電
荷転送用チャネル31中のn+ 型領域上に、電気的絶縁
膜を介して形成されている。各水平転送電極32b、3
2dは、水平電荷転送チャネル31中のn型領域上に、
電気的絶縁膜を介して形成されている。
Each of the horizontal transfer electrodes 32a and 32c is formed on an n + -type region in the horizontal charge transfer channel 31 via an electric insulating film. Each horizontal transfer electrode 32b, 3
2d is on the n-type region in the horizontal charge transfer channel 31;
It is formed via an electrical insulating film.

【0031】1本の垂直電荷転送路20あたり、水平転
送電極32a、32b、32c、32dが1本ずつ形成
されている。水平転送電極32a、32b、32c、3
2dは、出力部40側からこの順番で繰返し配列してい
る。水平転送電極32b、32dの各々は第1ポリシリ
コン層によって形成され、水平転送電極32a、32c
の各々は第2ポリシリコン層によって形成される。個々
の水平転送電極32a〜32dは、電気的絶縁膜(熱酸
化膜)によって覆われている。
One horizontal transfer electrode 32a, 32b, 32c, 32d is formed for each vertical charge transfer path 20. Horizontal transfer electrodes 32a, 32b, 32c, 3
2d are repeatedly arranged in this order from the output unit 40 side. Each of the horizontal transfer electrodes 32b and 32d is formed of a first polysilicon layer, and the horizontal transfer electrodes 32a and 32c
Are formed by the second polysilicon layer. Each of the horizontal transfer electrodes 32a to 32d is covered with an electrical insulating film (thermal oxide film).

【0032】水平転送電極32a、32cは、図中右隣
の水平電荷転送電極32b、32dと電気的に接続され
ている。
The horizontal transfer electrodes 32a and 32c are electrically connected to the horizontal charge transfer electrodes 32b and 32d on the right side in the figure.

【0033】1本の水平転送電極32aまたは32cと
その右隣の水平転送電極32bまたは32dとは、これ
らの電極によって平面視上覆われている水平電荷転送チ
ャネル31の一領域と共に、1つの水平電荷転送段を構
成する。
One horizontal transfer electrode 32a or 32c and the horizontal transfer electrode 32b or 32d adjacent to the horizontal transfer electrode 32a or 32c, together with one region of the horizontal charge transfer channel 31 covered in plan view by these electrodes, constitute one horizontal transfer electrode. Construct a charge transfer stage.

【0034】個々の水平電荷転送段における水平転送電
極32aまたは32cとその下のn + 型領域とは1つの
ポテンシャル・ウェル領域として機能し、水平転送電極
32bまたは32dとその下のn型領域とは1つのポテ
ンシャル・バリア領域として機能する。
The horizontal transfer voltage in each horizontal charge transfer stage
Pole 32a or 32c and n below it + One type region
Functions as a potential well region and has a horizontal transfer electrode
32b or 32d and the n-type region thereunder are one potion.
It functions as a partial barrier region.

【0035】出力部40は、水平電荷転送路30の左端
に接続されている。この出力部40は、水平電荷転送路
30から送られてきた電荷を例えばフローティング容量
(図示せず。)によって信号電圧に変換し、この信号電
圧をソースホロワ回路(図示せず。)等を利用して増幅
する。検出(変換)された後のフローティング容量の電
荷は、図示を省略したリセットトランジスタを介して電
源(図示せず。)に吸収される。この出力部40は、例
えば、特願平1−287332号明細書の第0084段
〜0091段において図4(b)を参照しつつ説明され
ている出力部と同様にして構成することができる。
The output section 40 is connected to the left end of the horizontal charge transfer path 30. The output unit 40 converts the electric charge sent from the horizontal charge transfer path 30 into a signal voltage by, for example, a floating capacitor (not shown), and uses the signal voltage by using a source follower circuit (not shown) or the like. And amplify. The charge of the floating capacitance after being detected (converted) is absorbed by a power supply (not shown) via a reset transistor (not shown). The output unit 40 can be configured, for example, in the same manner as the output unit described with reference to FIG. 4B in stages 0084 to 0091 of Japanese Patent Application No. 1-287332.

【0036】光電変換素子10に光が入射すると、この
光電変換素子10に電荷が蓄積される。垂直転送電極2
3に読出パルス(例えば15V)を印加すると、この垂
直転送電極23に対応する光電変換素子10それぞれに
蓄積されている電荷が、読出ゲート24を介して対応す
る垂直電荷転送路20へ読み出される。
When light enters the photoelectric conversion element 10, electric charges are accumulated in the photoelectric conversion element 10. Vertical transfer electrode 2
When a readout pulse (for example, 15 V) is applied to 3, charges accumulated in each of the photoelectric conversion elements 10 corresponding to the vertical transfer electrodes 23 are read out to the corresponding vertical charge transfer paths 20 via the readout gate 24.

【0037】光電変換素子10から垂直電荷転送路20
への電荷の読み出しは、光電変換素子行単位で行われ
る。インターレース走査、プログレッシブ走査、全画素
読出等、種々の走査形態が知られている。
From the photoelectric conversion element 10 to the vertical charge transfer path 20
The readout of the electric charge to the photoelectric conversion element is performed for each photoelectric conversion element row. Various scanning modes such as interlaced scanning, progressive scanning, and all-pixel reading are known.

【0038】垂直電荷転送路20へ読み出された電荷は
水平電荷転送路30へ転送され、更に出力部40へ転送
されて、ここで画像信号(信号電圧)に変換される。
The electric charge read out to the vertical charge transfer path 20 is transferred to the horizontal charge transfer path 30 and further transferred to the output section 40, where it is converted into an image signal (signal voltage).

【0039】図1には、垂直電荷転送路20の各々を4
相の垂直駆動信号φV1〜φV4によってインターレー
ス走査の下に駆動させ、水平電荷転送路30を2相の水
平駆動信号φH1、φH2によって駆動させる際の配線
例を付記してある。
FIG. 1 shows that each of the vertical charge transfer paths 20
An example of wiring when driving the horizontal charge transfer path 30 by the two-phase horizontal drive signals φH1 and φH2 by driving under the interlace scanning by the vertical drive signals φV1 to φV4 of the phases is additionally shown.

【0040】各垂直転送電極22、23および第1〜第
3補助転送電極26〜28が4つのグループに分けら
れ、グループ毎に異なる垂直駆動信号φV1〜φV4が
供給される。1つのグループは、3本おきに選択された
転送電極22、23、26〜28によって構成される。
Each of the vertical transfer electrodes 22, 23 and the first to third auxiliary transfer electrodes 26 to 28 are divided into four groups, and different vertical drive signals φV1 to φV4 are supplied to each group. One group is constituted by transfer electrodes 22, 23, 26 to 28 selected every third electrode.

【0041】水平駆動信号φH1は水平転送電極32
c、32dの各々に供給され、水平駆動信号φH2は水
平転送電極32a、32bの各々に供給される。
The horizontal drive signal φH1 is applied to the horizontal transfer electrode 32
The horizontal drive signal φH2 is supplied to each of the horizontal transfer electrodes 32a and 32b.

【0042】これらの駆動信号φV1〜φV4、φH1
〜φH2の波形は、固体撮像素子100の走査方法に応
じて適宜選定される。
These drive signals φV1 to φV4, φH1
The waveforms of φH2 are appropriately selected according to the scanning method of the solid-state imaging device 100.

【0043】前述したように、固体撮像素子100は、
多数個の第1微小反射器、色フィルタアレイおよびマイ
クロレンズアレイを備えている。第1微小反射器および
マイクロレンズアレイは、光電変換素子10での光利用
効率を向上させる。色フィルタアレイは、例えばカラー
撮像を可能にする。
As described above, the solid-state imaging device 100
A plurality of first micro reflectors, a color filter array, and a micro lens array are provided. The first micro-reflector and the micro-lens array improve light use efficiency in the photoelectric conversion element 10. The color filter array enables, for example, color imaging.

【0044】図2は、図1に示したA−A線に沿った断
面を概略的に示す。
FIG. 2 schematically shows a cross section along the line AA shown in FIG.

【0045】図3は、図1に示したB−B線に沿った断
面を概略的に示す。
FIG. 3 schematically shows a cross section along the line BB shown in FIG.

【0046】これらの図には、図1において図示を省略
した第1微小反射器57、色フィルタアレイ60および
マイクロレンズアレイ65が示されている。図2または
図3に示した構成要素のうちで図1に示した構成要素に
対応するものには図1で用いた参照符号と同じ参照符号
を付して、その説明を省略する。
In these figures, a first micro reflector 57, a color filter array 60 and a micro lens array 65, which are not shown in FIG. 1, are shown. 2 or FIG. 3 corresponding to the components shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

【0047】図2および図3に示すように、固体撮像素
子100を構成する半導体基板1は、n型半導体基板1
aと、この上に形成されたp型不純物領域1bとを有す
る。
As shown in FIGS. 2 and 3, the semiconductor substrate 1 forming the solid-state imaging device 100 is an n-type semiconductor substrate 1.
a and a p-type impurity region 1b formed thereon.

【0048】個々の光電変換素子10は、例えば、p型
不純物領域1bの所定箇所にn型不純物領域10aを設
け、その上にp+ 型不純物領域10bを設けることによ
って形成された埋込型のフォトダイオードである。n型
不純物領域10aの各々は、電荷蓄積領域として機能す
る。
Each of the photoelectric conversion elements 10 is, for example, a buried type formed by providing an n-type impurity region 10a at a predetermined position of a p-type impurity region 1b and providing ap + -type impurity region 10b thereon. It is a photodiode. Each of the n-type impurity regions 10a functions as a charge storage region.

【0049】各垂直電荷転送チャネル21は、例えば、
p型不純物領域1bの所定箇所にn型不純物領域を設け
ることによって形成される。
Each vertical charge transfer channel 21 is, for example,
It is formed by providing an n-type impurity region at a predetermined position of p-type impurity region 1b.

【0050】個々の光電変換素子10(n型不純物領域
10a)における図2での右側縁部に沿って、p型不純
物領域1bが露出している。p型不純物領域1bにおけ
るこの領域が、読出ゲート用のチャネル領域24aとし
て利用される。チャネル領域24aの各々は、対応する
光電変換素子10の右側縁部のほぼ中央からその下流端
にかけて延在する。光電変換素子10とこれに対応する
垂直電荷転送チャネル21とは、チャネル領域24aを
介して隣接する。
The p-type impurity region 1b is exposed along the right edge in FIG. 2 of each photoelectric conversion element 10 (n-type impurity region 10a). This region in p-type impurity region 1b is used as channel region 24a for a read gate. Each of the channel regions 24a extends from substantially the center of the right side edge of the corresponding photoelectric conversion element 10 to its downstream end. The photoelectric conversion element 10 and the corresponding vertical charge transfer channel 21 are adjacent to each other via a channel region 24a.

【0051】チャネル領域24aが形成されている箇所
を除き、チャネルストップ領域13が各光電変換素子1
0の周囲および各垂直電荷転送チャネル21の周囲を平
面視上取り囲んでいる。このチャネルストップ領域13
は、光電変換素子10同士、および、光電変換素子10
とこれに対応しない垂直電荷転送チャネル21とを電気
的に分離する。チャネルストップ領域13は、例えば、
p型不純物領域1bの所定箇所にp+ 型不純物領域を設
けることによって形成される。
Except where the channel region 24a is formed, the channel stop region 13 is
0 and the periphery of each vertical charge transfer channel 21 in plan view. This channel stop area 13
Are the photoelectric conversion elements 10 and the photoelectric conversion elements 10
And the vertical charge transfer channel 21 not corresponding thereto are electrically separated. The channel stop region 13 is, for example,
It is formed by providing ap + -type impurity region at a predetermined position of p-type impurity region 1b.

【0052】なお、各不純物領域は、例えばイオン注入
とその後のアニールとによって形成することができる。
p型不純物領域1bは、例えばエピタキシャル成長法に
よって形成することもできる。p+ 型不純物領域におけ
るp型不純物の濃度はp型不純物領域におけるp型不純
物の濃度よりも高い。
Each impurity region can be formed by, for example, ion implantation and subsequent annealing.
The p-type impurity region 1b can be formed by, for example, an epitaxial growth method. The concentration of the p-type impurity in the p + -type impurity region is higher than the concentration of the p-type impurity in the p-type impurity region.

【0053】電気的絶縁膜15が、半導体基板1におけ
る一表面上、すなわち、上述した各種の不純物領域が形
成されている側の表面(各種の不純物領域の表面を含
む。)上に形成されている。
The electric insulating film 15 is formed on one surface of the semiconductor substrate 1, that is, on the surface on which the above-described various impurity regions are formed (including the surfaces of the various impurity regions). I have.

【0054】電気的絶縁膜15は、例えば、シリコン酸
化物等の電気絶縁性酸化物や、シリコン窒化物等の電気
絶縁性窒化物を用いて形成される。この電気的絶縁膜1
5は、例えば、1つの電気絶縁性酸化物層からなる単層
構造、電気絶縁性酸化物層とその上に形成された電気絶
縁性窒化物層との2層積層構造、または、電気絶縁性酸
化物層とその上に形成された電気絶縁性窒化物層とその
上に形成された電気絶縁性酸化物層との3層積層構造を
有する。
The electrical insulating film 15 is formed using an electrical insulating oxide such as silicon oxide or an electrical insulating nitride such as silicon nitride. This electrical insulating film 1
5 is, for example, a single-layer structure composed of one electrically insulating oxide layer, a two-layer laminated structure of an electrically insulating oxide layer and an electrically insulating nitride layer formed thereon, It has a three-layer structure of an oxide layer, an electrically insulating nitride layer formed thereon, and an electrically insulating oxide layer formed thereon.

【0055】各垂直転送電極22、23、第1〜第3補
助転送電極26〜28および各水平転送電極32a〜3
2dは、電気的絶縁膜15上に形成されている。図2に
おいては、垂直転送電極23のみが見えている。図3に
おいては、垂直転送電極22、23が見えている。各転
送電極22、23、26〜28、32a〜32dは、そ
れぞれ別個に、電気的絶縁膜(熱酸化膜)50によって
覆われている。
Each of the vertical transfer electrodes 22, 23, the first to third auxiliary transfer electrodes 26 to 28, and each of the horizontal transfer electrodes 32a to 32-3.
2d is formed on the electrical insulating film 15. In FIG. 2, only the vertical transfer electrode 23 is visible. In FIG. 3, the vertical transfer electrodes 22 and 23 are visible. Each of the transfer electrodes 22, 23, 26 to 28, and 32 a to 32 d is individually covered with an electrical insulating film (thermal oxide film) 50.

【0056】電気的絶縁膜15上の垂直転送電極23の
一領域は、チャネル領域24aを平面視上覆って、この
チャネル領域24aとともに読出ゲート24を構成す
る。垂直転送電極23に読出パルスを印加すると、チャ
ネル領域24aにチャネルが誘起され、光電変換素子1
0(n型不純物領域10a)とこれに対応する垂直電荷
転送チャネル21とが導通する。
One region of the vertical transfer electrode 23 on the electrical insulating film 15 covers the channel region 24a in plan view, and forms a read gate 24 together with the channel region 24a. When a read pulse is applied to the vertical transfer electrode 23, a channel is induced in the channel region 24a, and the photoelectric conversion element 1
0 (n-type impurity region 10a) and the corresponding vertical charge transfer channel 21 conduct.

【0057】保護膜51が、電気的絶縁膜15、50上
に形成されている。この保護膜51は、例えばシリコン
窒化物、シリコン酸化物、PSG(ホスファシリケート
ガラス)、BPSG(ボロンホスファシリケートガラ
ス)、ポリイミド等によって形成される。
The protective film 51 is formed on the electric insulating films 15 and 50. The protective film 51 is formed of, for example, silicon nitride, silicon oxide, PSG (phosphosilicate glass), BPSG (boron phosphosilicate glass), polyimide, or the like.

【0058】多数個の第1微小反射器57を構成する下
地層56が各垂直転送電極22、23の上方に設けら
れ、その表面に第1の光反射膜55が形成されている。
An underlayer 56 constituting a plurality of first micro reflectors 57 is provided above each of the vertical transfer electrodes 22 and 23, and a first light reflection film 55 is formed on the surface thereof.

【0059】下地層56は、各垂直転送電極22、23
に沿って光電変換素子行方向および光電変換素子列方向
に延在し、光電変換素子行方向および光電変換素子列方
向いずれの方向に沿って切ったときも、半導体基板1か
らみて逆V字状の輪郭形状を呈する。すなわち、下地層
56全体としては、その下の層の形状を引き継ぐことな
く下地の形状からは独立した形状を有する。なお、部分
的には、下地の形状を引き継いでいてもよい。
The underlayer 56 is formed of the respective vertical transfer electrodes 22 and 23.
Extends in the row direction of the photoelectric conversion element and the column direction of the photoelectric conversion element along the line, and when cut along any of the row direction of the photoelectric conversion element and the column direction of the photoelectric conversion element, an inverted V-shape as viewed from the semiconductor substrate 1 . That is, the entire underlayer 56 has a shape independent of the shape of the underlayer without inheriting the shape of the underlying layer. Note that the shape of the base may be partially inherited.

【0060】この下地層56は、光電変換素子行方向ま
たは光電変換素子列方向に延在する多数の傾斜面を有す
る。下地層56における4つの傾斜面が1組になって、
個々の光電変換素子10の上方に1つの矩形状開口部を
画定している。
The underlayer 56 has a large number of inclined surfaces extending in the photoelectric conversion element row direction or the photoelectric conversion element column direction. The four inclined surfaces in the base layer 56 form one set,
One rectangular opening is defined above each photoelectric conversion element 10.

【0061】下地層56は、例えばシリコン酸化物、シ
リコン窒化物、PSG、BPSG等によって形成され
る。
The underlayer 56 is formed of, for example, silicon oxide, silicon nitride, PSG, BPSG, or the like.

【0062】下地層56の表面に形成されている第1の
光反射膜55も、各垂直転送電極22、23に沿って光
電変換素子行方向および光電変換素子列方向に延在し、
光電変換素子行方向および光電変換素子列方向いずれの
方向に沿って切ったときも、半導体基板1からみて逆V
字状の輪郭形状を呈する。この輪郭形状は、好ましくは
左右対称である。
The first light reflection film 55 formed on the surface of the underlayer 56 also extends in the photoelectric conversion element row direction and the photoelectric conversion element column direction along each of the vertical transfer electrodes 22 and 23.
When the semiconductor substrate 1 is cut along either the row direction of the photoelectric conversion element or the column direction of the photoelectric conversion element,
It has a character-like contour shape. This contour is preferably symmetrical.

【0063】したがって、第1の光反射膜55も、光電
変換素子行方向または光電変換素子列方向に延在する多
数の傾斜面を有する。4つの傾斜面が1組になって、個
々の光電変換素子10の上方に1つの矩形状開口部(光
入射部)55aを画定している。1組になっている4つ
の傾斜面のそれぞれを、「第1光反射面55b」とい
う。
Therefore, the first light reflection film 55 also has a large number of inclined surfaces extending in the photoelectric conversion element row direction or the photoelectric conversion element column direction. A set of four inclined surfaces defines one rectangular opening (light incident part) 55a above each photoelectric conversion element 10. Each of the four inclined surfaces in a set is referred to as a “first light reflecting surface 55b”.

【0064】個々の第1微小反射器57は、下地層56
において光電変換素子10の上方に矩形状開口部を画定
している4つの傾斜面と、これらの傾斜面上に形成され
ている4つの第1光反射面55bとを含んで構成され
る。各第1微小反射器57における機能面は、4つの第
1光反射面55bによって構成されている。
Each of the first micro reflectors 57 is formed by
In this example, four inclined surfaces defining a rectangular opening above the photoelectric conversion element 10 and four first light reflecting surfaces 55b formed on these inclined surfaces are included. The functional surface of each first micro-reflector 57 is constituted by four first light reflecting surfaces 55b.

【0065】第1光反射面55bの各々は、対応する光
電変換素子10の上方から入射した光を、この光電変換
素子10側へ反射させる。これらの第1光反射面55b
は、対応する光電変換素子10の内縁部および周縁部を
平面視上覆い、光遮蔽膜としても機能する。なお、第1
光反射面55bの傾斜角度については、後に図4を用い
て詳述する。
Each of the first light reflecting surfaces 55 b reflects light incident from above the corresponding photoelectric conversion element 10 to the photoelectric conversion element 10 side. These first light reflecting surfaces 55b
Covers the inner edge and the peripheral edge of the corresponding photoelectric conversion element 10 in plan view, and also functions as a light shielding film. The first
The inclination angle of the light reflection surface 55b will be described later in detail with reference to FIG.

【0066】第1光反射面55bが凹面や凸面である
と、この第1光反射面55bに入射した光を光電変換素
子10へ導くことが困難になる。第1光反射面55b
は、平坦面であることが好ましい。
If the first light reflecting surface 55b is concave or convex, it is difficult to guide the light incident on the first light reflecting surface 55b to the photoelectric conversion element 10. First light reflection surface 55b
Is preferably a flat surface.

【0067】第1光反射面55bは、反射率の大きな金
属面、例えばアルミニウム、ニッケル、金等によって形
成された金属面であることが好ましい。
The first light reflection surface 55b is preferably a metal surface having a high reflectance, for example, a metal surface formed of aluminum, nickel, gold or the like.

【0068】第1の平坦化層58が、個々の第1微小反
射器57内に形成されている。第1の平坦化層58は、
例えばフォトレジスト等の透明樹脂を例えばスピンコー
ト法によって所望の厚さに塗布することによって形成さ
れる。
A first planarization layer 58 is formed in each first micro-reflector 57. The first planarization layer 58 is
For example, it is formed by applying a transparent resin such as a photoresist to a desired thickness by, for example, a spin coating method.

【0069】色フィルタアレイ60は、第1の平坦化層
58上に形成される。この色フィルタアレイ60は、カ
ラー撮像を可能にする複数種の色フィルタを所定のパタ
ーンで形成したものである。カラー撮像用の色フィルタ
アレイとしては、原色型の色フィルタアレイ、および、
補色型の色フィルタアレイがある。
The color filter array 60 is formed on the first planarization layer 58. The color filter array 60 is formed by forming a plurality of types of color filters that enable color imaging in a predetermined pattern. As a color filter array for color imaging, a primary color type color filter array, and
There is a complementary color filter array.

【0070】原色型の色フィルタアレイおよび補色型の
色フィルタアレイのいずれにおいても、個々の光電変換
素子10の上方に色フィルタが1個ずつ配設される。図
2においては、1個の青色フィルタ60Bと、2個の緑
色フィルタ60Gとが見えている。図3においては、1
個の赤色フィルタ60Rと、2個の緑色フィルタ60G
とが見えている。
In each of the primary color filter array and the complementary color filter array, one color filter is provided above each photoelectric conversion element 10. In FIG. 2, one blue filter 60B and two green filters 60G are visible. In FIG. 3, 1
Red filters 60R and two green filters 60G
Is visible.

【0071】色フィルタアレイ60は、例えば、所望色
の顔料もしくは染料を含有させた樹脂(カラーレジン)
の層を、フォトリソグラフィ法等の方法によって所定箇
所に形成することによって作製することができる。個々
の第1微小反射器57の頂部(第1の光反射膜55の頂
部)は、色フィルタアレイ60の表面から突出してい
る。
The color filter array 60 is made of, for example, a resin (color resin) containing a pigment or dye of a desired color.
Can be manufactured by forming a layer at a predetermined position by a method such as a photolithography method. The tops of the individual first micro-reflectors 57 (the tops of the first light reflection films 55) protrude from the surface of the color filter array 60.

【0072】第2の平坦化層62が、色フィルタアレイ
60および個々の第1微小反射器57の頂部(第1の光
反射膜55の頂部)を覆っている。第2の平坦化層62
は、例えばフォトレジスト等の透明樹脂を例えばスピン
コート法によって所望の厚さに塗布することによって形
成される。
The second flattening layer 62 covers the tops of the color filter array 60 and the individual first micro-reflectors 57 (the tops of the first light reflecting films 55). Second planarization layer 62
Is formed by applying a transparent resin such as a photoresist to a desired thickness by a spin coating method, for example.

【0073】マイクロレンズアレイ65は、第2の平坦
化層62上に形成されている。このマイクロレンズアレ
イ65は、個々の光電変換素子10の上方に1個ずつ配
設されたマイクロレンズ65aによって構成される。
The micro lens array 65 is formed on the second flattening layer 62. The microlens array 65 is constituted by microlenses 65a arranged one by one above the individual photoelectric conversion elements 10.

【0074】これらのマイクロレンズ65aは、例え
ば、屈折率が概ね1.3〜2.0の透明樹脂(フォトレ
ジストを含む。)からなる層をフォトリソグラフィ法等
によって所定形状に区画した後、熱処理によって各区画
の透明樹脂層を溶融させ、表面張力によって角部を丸め
込ませた後に冷却すること等によって得られる。
The microlenses 65a are formed by, for example, partitioning a layer made of a transparent resin (including a photoresist) having a refractive index of about 1.3 to 2.0 into a predetermined shape by a photolithography method or the like, followed by heat treatment. Thus, the transparent resin layer of each section is melted, the corners are rounded by surface tension, and then cooled.

【0075】なお、図2および図3には示されていない
が、第1補助転送電極26の配設箇所よりも下流側の領
域は、光遮蔽膜によって覆われている。また、この領域
にも、保護膜51、第1の平坦化層58および第2の平
坦化層62が形成されている。第1補助転送電極26の
配設位置よりも下流側の領域においては、第2ポリシリ
コン層によって各転送電極27、32a、32cを形成
し、これらの転送電極上に電気的絶縁膜50を形成した
後、電気的絶縁膜50上、保護膜51上、第1の平坦化
層58上または第2の平坦化層62上に光遮蔽膜が形成
される。
Although not shown in FIGS. 2 and 3, the area downstream of the location where the first auxiliary transfer electrode 26 is provided is covered with a light shielding film. Also in this region, a protective film 51, a first planarization layer 58, and a second planarization layer 62 are formed. In a region downstream of the position where the first auxiliary transfer electrode 26 is provided, each transfer electrode 27, 32a, 32c is formed by the second polysilicon layer, and an electrical insulating film 50 is formed on these transfer electrodes. After that, a light shielding film is formed on the electrical insulating film 50, the protective film 51, the first planarization layer 58, or the second planarization layer 62.

【0076】上述した構造を有する固体撮像素子100
においては、個々の第1微小反射器57における各第1
光反射面55bの傾斜角度を選定することにより、光電
変換素子10の外側に向かう光をも第1微小反射器57
(第1光反射面55b)で反射させて、光電変換素子1
0へ入射させることができる。個々の光電変換素子10
での光利用効率を高めることができる。
The solid-state imaging device 100 having the above-described structure
In each of the first micro reflectors 57,
By selecting the angle of inclination of the light reflecting surface 55b, light traveling outside the photoelectric conversion element 10 can be also transmitted to the first micro reflector 57.
(The first light reflection surface 55b) and the photoelectric conversion element 1
0. Individual photoelectric conversion element 10
Light use efficiency can be increased.

【0077】以下、第1光反射面55bの傾斜角度の選
定基準について説明する。ただし、下記の説明において
は、電気的絶縁膜15および保護膜51の存在を無視す
るものとする。
Hereinafter, the criteria for selecting the inclination angle of the first light reflection surface 55b will be described. However, in the following description, the existence of the electrical insulating film 15 and the protective film 51 is ignored.

【0078】図4は、第1光反射面55bの傾斜角度と
反射光との関係を説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the relationship between the angle of inclination of the first light reflecting surface 55b and the reflected light.

【0079】水平面から角度(π/2−θ)傾いた第1
光反射面55b上の点Pに入射角(π/2−ψ)で入射
した光Lの反射角は、(π/2−ψ)である。鉛直面を
基準にしてこの反射光の傾き角を表すと、(ψ+θ)と
なる。
The first inclined at an angle (π / 2−θ) from the horizontal plane
The reflection angle of the light L incident on the point P on the light reflection surface 55b at an incident angle (π / 2-ψ) is (π / 2-ψ). Expressing the inclination angle of the reflected light with respect to the vertical plane is (ψ + θ).

【0080】点Pでの反射光が下方、すなわち光電変換
素子10側へ向かうためには、(ψ+θ)<π/2とな
るようにθを選定することが必要である。
In order for the reflected light at the point P to travel downward, that is, toward the photoelectric conversion element 10, it is necessary to select θ so that (ψ + θ) <π / 2.

【0081】また、点Pでの反射光が図4での右隣の第
1光反射面55bの点Qに入射するとき、その入射角お
よび反射角は[π/2−(ψ+2θ)]となる。鉛直面
を基準にしてこの反射光の傾き角を表すと、(ψ+3
θ)となる。
When the light reflected at the point P is incident on the point Q of the first light reflection surface 55b on the right in FIG. 4, the incident angle and the reflection angle are [π / 2− (ψ + 2θ)]. Become. Expressing the angle of inclination of this reflected light with respect to the vertical plane, (ψ + 3
θ).

【0082】点Qでの反射光が下方、すなわち光電変換
素子10側へ向かうためには、(ψ+3θ)<π/2と
なるようにθを選定することが必要である。
In order for the reflected light at the point Q to move downward, that is, toward the photoelectric conversion element 10, it is necessary to select θ so that (ψ + 3θ) <π / 2.

【0083】光Lの点Pへの入射角度が小さくなるほ
ど、光Lが光電変換素子10に入射するまでの反射回数
が増加する。この反射回数をnとすれば、最後に生じた
反射光が光電変換素子10側へ向かうためには、[ψ+
(2n−1)θ]<π/2となるようにθを選定するこ
とが必要である。
As the angle of incidence of light L on point P decreases, the number of reflections until light L enters photoelectric conversion element 10 increases. Assuming that the number of reflections is n, [ψ +
It is necessary to select θ so that (2n−1) θ] <π / 2.

【0084】より多くの光を光電変換素子10に入射さ
せるうえからは、θを小さくすることが望まれる。各第
1光反射面55bは、理想的には垂直面であることが望
まれる。ただし、垂直な第1光反射面55bを形成する
ことは困難である。第1光反射面55bの傾斜角度は、
できるだけ垂直に近いことが好ましい。
In order to make more light incident on the photoelectric conversion element 10, it is desirable to reduce θ. Ideally, each first light reflecting surface 55b is ideally a vertical surface. However, it is difficult to form the vertical first light reflection surface 55b. The inclination angle of the first light reflection surface 55b is:
Preferably, it is as close to vertical as possible.

【0085】光Lが光電変換素子10に入射するまでの
反射回数が増加する程、乱反射が起こって迷光が生じる
危険性が高まる。迷光の発生を抑制するうえからは、で
きるだけ少ない反射回数で光Lを光電変換素子10に入
射させることが望まれる。
As the number of reflections until the light L enters the photoelectric conversion element 10 increases, the risk of occurrence of stray light due to irregular reflection increases. In order to suppress the generation of stray light, it is desired that the light L be incident on the photoelectric conversion element 10 with as few reflection times as possible.

【0086】例えば、鉛直方向から点Pに入射した光
L、すなわち、入射角(π/2−θ)で点Pに入射した
光Lを1回の反射で光電変換素子10に入射させるため
には、tan(2θ)<[(L1 /2)+L2 ]/hと
なるようにθを選定することが必要である。そして、t
an(2θ)<[(L1 /2)+L2 ]/Hとなるよう
にθを選定すれば、入射角(π/2−θ)で第1光反射
面55bに入射した光Lの殆どを1回の反射で光電変換
素子10に入射させることができる。
For example, in order to make the light L incident on the point P from the vertical direction, that is, the light L incident on the point P at an incident angle (π / 2−θ), enter the photoelectric conversion element 10 by one reflection. is, tan (2θ) <[( L 1/2) + L 2] it is necessary to select a θ such that / h. And t
an (2θ) <[(L 1/2) + L 2] be selected to θ such that / H, most of the light L incident on the first light reflection surface 55b at an incident angle of (π / 2θ) Can be incident on the photoelectric conversion element 10 by one reflection.

【0087】ここで、L1 は第1の光反射膜55の平面
視上の幅、L2 は光電変換素子10において第1の光反
射膜55によって覆われずに露出している領域の平面視
上の差し渡し径、hは光電変換素子10の表面を基準と
して求めた点Pの高さ、Hは光電変換素子10の表面を
基準として求めた第1の光反射膜55の高さを表す。
Here, L 1 is the width of the first light reflection film 55 in plan view, and L 2 is the plane of the region of the photoelectric conversion element 10 which is not covered by the first light reflection film 55 and is exposed. The visual passing diameter, h represents the height of the point P obtained with reference to the surface of the photoelectric conversion element 10, and H represents the height of the first light reflection film 55 obtained with reference to the surface of the photoelectric conversion element 10. .

【0088】例えば、個々の光電変換素子10の平面視
上の形状および大きさが4.5μm□程度の固体撮像素
子では、読出ゲート24を構成している箇所での垂直転
送電極23の光電変換素子行方向の線幅が2μm程度と
なる。半導体基板1の表面からマイクロレンズ65aの
下面までの距離は、5μm程度である。したがって、L
1 の最小値は2μm程度、L1/2 の最小値は1μm程
度である。
For example, in a solid-state imaging device in which the shape and size of each photoelectric conversion element 10 in a plan view is about 4.5 μm square, the photoelectric conversion of the vertical transfer electrode 23 at a position constituting the readout gate 24 is performed. The line width in the element row direction is about 2 μm. The distance from the surface of the semiconductor substrate 1 to the lower surface of the microlens 65a is about 5 μm. Therefore, L
The minimum value of 1 is about 2 μm, and the minimum value of L 1/2 is about 1 μm.

【0089】θを22.5°程度以下、例えば17.5
°程度に選定することにより、入射角(π/2−θ)で
光反射面55bに入射した光Lの殆どを、1回の反射で
光電変換素子10に入射させることができる。半導体基
板1の表面を水平面とみなしたときの第1光反射面55
bの傾斜角度は、例えば65°以上90°未満の範囲内
で選定することが好ましい。
Θ is about 22.5 ° or less, for example, 17.5 °
By selecting about °, most of the light L incident on the light reflecting surface 55b at an incident angle (π / 2-θ) can be incident on the photoelectric conversion element 10 by one reflection. First light reflection surface 55 when the surface of semiconductor substrate 1 is regarded as a horizontal plane
It is preferable that the inclination angle b is selected within a range of, for example, 65 ° or more and less than 90 °.

【0090】上述した第1の光反射膜55および第1光
反射面55bは、例えば下記の方法によって形成するこ
とが可能である。
The first light reflection film 55 and the first light reflection surface 55b can be formed by, for example, the following method.

【0091】図5(A)、図5(B)および図5(C)
は、第1の光反射膜55の形成方法の概念を示す工程図
である。
FIGS. 5A, 5B and 5C
FIG. 9 is a process diagram showing the concept of a method for forming the first light reflection film 55.

【0092】図5(A)に示すように、まず、光電変換
素子、垂直電荷転送路、水平電荷転送路、保護膜等が形
成された半導体基板1上に、パターニング後に下地層5
6となる層80を形成し、その上に所定形状のマスクパ
ターン81を形成する。マスクパターン81は、下地層
56を形成しようとする箇所の上方を平面視上覆う。
As shown in FIG. 5A, first, on a semiconductor substrate 1 on which a photoelectric conversion element, a vertical charge transfer path, a horizontal charge transfer path, a protective film and the like have been formed, a base layer 5 is formed after patterning.
6 is formed, and a mask pattern 81 having a predetermined shape is formed thereon. The mask pattern 81 covers above a portion where the base layer 56 is to be formed in plan view.

【0093】図5(B)に示すように、等方性ドライエ
ッチング、ウエットエッチングの方法によって、層8
0を等方的にエッチングする。等方的なエッチングの進
行に伴って、マスクパターン81の下方の層80の断面
形状が、台形状になる。
[0093] As shown in FIG. 5 (B), isotropic dry etching, by a method such as wet etching, the layer 8
0 isotropically etched. As the isotropic etching proceeds, the cross-sectional shape of the layer 80 below the mask pattern 81 becomes trapezoidal.

【0094】図5(C)に示すように、さらにエッチン
グを続けて、マスクパターン81の下方の層80の断面
形状を二等辺三角形状にする。図2、図3に示した下地
層56が得られる。
As shown in FIG. 5C, the etching is further continued to make the sectional shape of the layer 80 below the mask pattern 81 into an isosceles triangle. The underlayer 56 shown in FIGS. 2 and 3 is obtained.

【0095】その後、マスクパターン81を除去し、下
地層56の表面に第1の光反射膜55を形成する。第1
の光反射膜55は、例えば真空蒸着法、スパッタリング
法等の成膜方法と例えばリフトオフ法とを組み合わせる
ことによって形成することができる。第1の光反射膜5
5の形成に先立って、下地層56以外の表面にマスクを
設ける。リフトオフ後に第1の光反射膜55となる膜を
成膜した後、下地層56以外の表面に形成したマスクを
その上に堆積した光反射膜と共に除去(リフトオフ)す
る。第1の光反射膜55が得られる。
After that, the mask pattern 81 is removed, and the first light reflection film 55 is formed on the surface of the underlayer 56. First
The light reflection film 55 can be formed by combining a film formation method such as a vacuum evaporation method and a sputtering method with a lift-off method, for example. First light reflection film 5
Prior to the formation of the mask 5, a mask is provided on the surface other than the underlayer 56. After the film to be the first light reflection film 55 is formed after the lift-off, the mask formed on the surface other than the underlayer 56 is removed (lift-off) together with the light reflection film deposited thereon. The first light reflection film 55 is obtained.

【0096】図6(A)、図6(B)および図6(C)
は、第1の光反射膜55の形成方法の他の概念を示す工
程図である。
FIGS. 6 (A), 6 (B) and 6 (C)
FIG. 9 is a process diagram showing another concept of the method of forming the first light reflection film 55.

【0097】図6(A)に示すように、光電変換素子、
垂直電荷転送路、水平電荷転送路、保護膜等が形成され
た半導体基板1上に、パターニング後に下地層56とな
る層85とマスクパターン86とをこの順番で形成し、
斜め上方から所定波長の電磁波Eを照射する。
As shown in FIG. 6A, the photoelectric conversion element
On the semiconductor substrate 1 on which the vertical charge transfer path, the horizontal charge transfer path, the protective film and the like are formed, a layer 85 to be the base layer 56 after patterning and a mask pattern 86 are formed in this order.
An electromagnetic wave E of a predetermined wavelength is irradiated from obliquely above.

【0098】層85は、ポジ型フォトレジストやポジ型
電子線レジスト等、光や電子線等の電磁波によって溶媒
(現像液)への溶解性が変化する材料によって形成され
る。マスクパターン86は、形成しようとする下地層5
6における線幅方向の中央部のやや右側からその外側に
かけての領域を平面視上覆う。電磁波Eは、図6(A)
に示す例では、右斜め上方から層85に照射する。層8
5のうちで電磁波Eを照射された領域の溶媒(現像液)
への溶解性が変化する。図6(A)においては、この領
域に右下がりのハッチングを付してある。
The layer 85 is formed of a material such as a positive photoresist or a positive electron beam resist, whose solubility in a solvent (developer) changes by electromagnetic waves such as light and electron beams. The mask pattern 86 corresponds to the underlayer 5 to be formed.
The area from the right side to the outside of the center in the line width direction in 6 is covered in plan view. The electromagnetic wave E is shown in FIG.
In the example shown in FIG. 7, the layer 85 is irradiated from the upper right side. Layer 8
Solvent (developer) in the region irradiated with the electromagnetic wave E among 5
Changes in solubility in In FIG. 6A, this area is hatched to the right.

【0099】図6(B)に示すように、マスクパターン
86を除去して新たなマスクパターン87を層85上に
形成し、斜め上方から電磁波Eを照射する。
As shown in FIG. 6B, the mask pattern 86 is removed, a new mask pattern 87 is formed on the layer 85, and the electromagnetic wave E is irradiated obliquely from above.

【0100】マスクパターン87は、形成しようとする
下地層56における線幅方向の中央部のやや左側からそ
の外側にかけての領域を平面視上覆う。電磁波Eは、図
6(B)に示す例では、左斜め上方から層85に照射す
る。層86のうちで電磁波Eを照射された領域の溶媒
(現像液)への溶解性が変化する。図6(B)において
は、この領域に右上がりのハッチングを付してある。
The mask pattern 87 covers in plan view a region from the slightly left side to the outside of the central portion in the line width direction of the underlayer 56 to be formed. In the example shown in FIG. 6B, the electromagnetic wave E irradiates the layer 85 from diagonally upper left. The solubility of the region of the layer 86 irradiated with the electromagnetic wave E in the solvent (developer) changes. In FIG. 6B, this region is hatched to the right.

【0101】図6(A)および図6(B)に示した操作
を行うことにより、例えば光電変換素子列方向に延在す
る下地層56を層85中に形成することができる。同様
にして、光電変換素子行方向に延在する下地層56を層
85中に形成する。
By performing the operations shown in FIGS. 6A and 6B, for example, a base layer 56 extending in the photoelectric conversion element column direction can be formed in the layer 85. Similarly, a base layer 56 extending in the row direction of the photoelectric conversion elements is formed in the layer 85.

【0102】図6(C)に示すように、層85のうちで
電磁波Eの照射によって溶媒(現像液)への溶解性が変
化した領域を現像によって除去して、下地層56を露出
させる。図2、図3に示した下地層56が得られる。
As shown in FIG. 6C, a region of the layer 85 whose solubility in a solvent (developer) has been changed by the irradiation of the electromagnetic wave E is removed by development to expose the underlayer 56. The underlayer 56 shown in FIGS. 2 and 3 is obtained.

【0103】その後、図5(A)〜図5(C)を用いて
説明した方法と同様に、下地層56の表面に第1の光反
射膜55を形成する。
After that, the first light reflecting film 55 is formed on the surface of the underlayer 56 in the same manner as described with reference to FIGS. 5A to 5C.

【0104】次に、第2の実施例による固体撮像素子に
ついて、図7を用いて説明する。
Next, a solid-state imaging device according to a second embodiment will be described with reference to FIG.

【0105】図7は、本実施例による固体撮像素子20
0を概略的に示す断面図である。同図に示す固体撮像素
子200は、2種類の微小反射器、すなわち第1微小反
射器157と第2微小反射器167とを有するという点
で、第1の実施例による固体撮像素子100と大きく異
なる。
FIG. 7 shows a solid-state imaging device 20 according to this embodiment.
FIG. The solid-state imaging device 200 shown in the figure has two types of micro-reflectors, that is, a first micro-reflector 157 and a second micro-reflector 167, and is largely different from the solid-state imaging device 100 according to the first embodiment. different.

【0106】他の構成の多くは第1の実施例による固体
撮像素子100と同様であるので、図7に示した構成要
素のうちで図2に示した構成要素と共通するものについ
ては、図2で用いた参照符号と同じ参照符号を付してそ
の説明を省略する。
Most of the other components are the same as those of the solid-state imaging device 100 according to the first embodiment. Therefore, among the components shown in FIG. 7, those common to the components shown in FIG. The same reference numerals as those used in No. 2 are assigned, and the description is omitted.

【0107】多数個の第1微小反射器157を構成する
第1下地層156が各垂直転送電極22、23の上方に
設けられ、その表面に第1の光反射膜155が形成され
ている。
A first underlayer 156 constituting a large number of first micro reflectors 157 is provided above each of the vertical transfer electrodes 22 and 23, and a first light reflecting film 155 is formed on the surface thereof.

【0108】第1下地層156は、光電変換素子行方向
および光電変換素子列方向いずれの方向に沿って切った
ときも等脚台形状の断面を呈する、という点で、第1の
実施例による固体撮像素子100における下地層56と
異なる。他の構成は、下地層56と同様である。4つの
傾斜面が1組になって、個々の光電変換素子10の上方
に1つの矩形状開口部を画定している。
The first underlayer 156 differs from the first embodiment in that the first underlayer 156 exhibits an equilateral trapezoidal cross section when cut along either the photoelectric conversion element row direction or the photoelectric conversion element column direction. This is different from the underlayer 56 in the solid-state imaging device 100. Other configurations are the same as those of the underlayer 56. A set of four inclined surfaces defines one rectangular opening above each photoelectric conversion element 10.

【0109】第1の光反射膜155は、第1下地層15
6の各傾斜面上に形成されており、上面には形成されて
いない。したがって、個々の光電変換素子10の上方に
1つずつ、第1の光反射膜155が形成されている。第
1の光反射膜155の各々は、互いに連なった4つの傾
斜面によって構成され、これら4つの傾斜面が1組にな
って、個々の光電変換素子10の上方に1つの矩形状開
口部(光入射部)155aを画定している。他の構成
は、第1の実施例による固体撮像素子100における第
1の光反射膜55と同様である。第1の光反射膜155
において1組になっている4つの傾斜面のそれぞれを、
「第1光反射面155b」という。
The first light reflecting film 155 is formed of the first underlayer 15
6 is formed on each inclined surface, and is not formed on the upper surface. Therefore, the first light reflection films 155 are formed one by one above the individual photoelectric conversion elements 10. Each of the first light reflection films 155 is constituted by four inclined surfaces connected to each other, and these four inclined surfaces constitute a set, and one rectangular opening (above the individual photoelectric conversion element 10). (Light incident portion) 155a. Other configurations are the same as those of the first light reflection film 55 in the solid-state imaging device 100 according to the first embodiment. First light reflection film 155
Each of the four inclined surfaces that are a set in
This is referred to as “first light reflection surface 155b”.

【0110】個々の第1微小反射器157は、第1下地
層156において光電変換素子10の上方に矩形状開口
部を画定している4つの傾斜面と、これらの傾斜面上に
形成されている4つの第1光反射面155bとを含んで
構成される。各第1微小反射器157における機能面
は、4つの第1光反射面155bによって構成されてい
る。
The individual first micro-reflectors 157 are formed on the first underlayer 156 with four inclined surfaces defining a rectangular opening above the photoelectric conversion element 10, and formed on these inclined surfaces. And four first light reflection surfaces 155b. The functional surface of each first micro reflector 157 is constituted by four first light reflecting surfaces 155b.

【0111】第1光反射面155bの各々は、対応する
光電変換素子10の上方から入射した光を、この光電変
換素子10側へ反射させる。これらの第1光反射面15
5bは、対応する光電変換素子10の内縁部および周縁
部を平面視上覆い、光遮蔽膜としても機能する。
Each of the first light reflecting surfaces 155b reflects light incident from above the corresponding photoelectric conversion element 10 to the photoelectric conversion element 10 side. These first light reflecting surfaces 15
5b covers the inner edge and the peripheral edge of the corresponding photoelectric conversion element 10 in plan view, and also functions as a light shielding film.

【0112】第1の平坦化層158が、個々の第1微小
反射器157内に形成されている。第1の平坦化層15
8は、第1の実施例による固体撮像素子100における
平坦下層58と同様にして形成される。
A first planarization layer 158 is formed in each first micro-reflector 157. First planarization layer 15
8 is formed in the same manner as the flat lower layer 58 in the solid-state imaging device 100 according to the first embodiment.

【0113】多数個の第2微小反射器167を構成する
第2下地層166が第1下地層156および第1の平坦
化層158の上方に設けられ、その表面に第2の光反射
膜165が形成されている。
A second underlayer 166 constituting a plurality of second microreflectors 167 is provided above the first underlayer 156 and the first planarization layer 158, and the second light reflection film 165 is formed on the surface thereof. Are formed.

【0114】第2下地層166は、光電変換素子行方向
および光電変換素子列方向いずれの方向に沿って切った
ときも二等辺三角形状の断面を呈する、という点で、第
1の実施例による固体撮像素子100における下地層5
6と異なる。他の構成は、下地層56と同様である。
The second underlayer 166 according to the first embodiment has a point that it exhibits an isosceles triangular cross section when cut along any of the photoelectric conversion element row direction and the photoelectric conversion element column direction. Underlayer 5 in solid-state imaging device 100
Different from 6. Other configurations are the same as those of the underlayer 56.

【0115】この第2下地層166も、全体としては、
その下の層の形状を引き継ぐことなく下地の形状からは
独立した形状を有する。なお、部分的には、下地の形状
を引き継いでいてもよい。
The second underlayer 166 also has a
It has a shape independent of the shape of the underlying layer without inheriting the shape of the underlying layer. Note that the shape of the base may be partially inherited.

【0116】第2下地層166における4つの傾斜面が
1組になって、個々の光電変換素子10の上方に1つの
矩形状開口部を画定している。
The four inclined surfaces of the second underlayer 166 form one set, and define one rectangular opening above each photoelectric conversion element 10.

【0117】第2の光反射膜165は、第1の実施例に
よる固体撮像素子100における第1の光反射膜55と
同様の構成を有する。4つの傾斜面が1組になって、個
々の光電変換素子10の上方に1つの矩形状開口部(光
入射部)165aを画定している。第2の光反射膜16
5において1組になっている4つの傾斜面のそれぞれ
を、「第2光反射面165b」という。
The second light reflection film 165 has the same configuration as the first light reflection film 55 in the solid-state imaging device 100 according to the first embodiment. A set of four inclined surfaces defines one rectangular opening (light incident part) 165 a above each photoelectric conversion element 10. Second light reflection film 16
Each of the four inclined surfaces forming one set in 5 is referred to as a “second light reflecting surface 165b”.

【0118】個々の第2微小反射器167は、第1下地
層156において光電変換素子10の上方に矩形状開口
部を画定している4つの傾斜面と、これらの傾斜面上に
形成されている4つの第2光反射面165bとを含んで
構成される。各第2微小反射器167における機能面
は、4つの第2光反射面165bによって構成されてい
る。
Each of the second micro-reflectors 167 has four inclined surfaces defining a rectangular opening above the photoelectric conversion element 10 in the first underlayer 156, and is formed on these inclined surfaces. And four second light reflecting surfaces 165b. The functional surface of each second micro reflector 167 is constituted by four second light reflecting surfaces 165b.

【0119】第2光反射面165bの各々は、対応する
光電変換素子10の上方から入射した光を、この光電変
換素子10側へ反射させる。これらの第2光反射面16
5bは、対応する光電変換素子10の内縁部および周縁
部を平面視上覆い、光遮蔽膜としても機能する。
Each of the second light reflecting surfaces 165b reflects light incident from above the corresponding photoelectric conversion element 10 to the photoelectric conversion element 10 side. These second light reflecting surfaces 16
5b covers the inner edge and the peripheral edge of the corresponding photoelectric conversion element 10 in plan view, and also functions as a light shielding film.

【0120】第2光反射面165bは、第1光反射面1
55bと異なる材料によって形成してもよいし、同じ材
料によって形成してもよい。これら第1および第2光反
射面155b、165bは、いずれも、反射率の大きな
金属、例えばアルミニウム、ニッケル、金等によって形
成された金属面であることが好ましい。
The second light reflecting surface 165b is the first light reflecting surface 1
It may be formed of a material different from 55b, or may be formed of the same material. Each of the first and second light reflecting surfaces 155b and 165b is preferably a metal surface formed of a metal having a high reflectance, for example, aluminum, nickel, gold, or the like.

【0121】第2の平坦化層167が、個々の第2微小
反射器167内に形成されている。第2の平坦化層16
7は、第1の平坦化層158と同じ材料、または、第1
の平坦化層158の屈折率と同じないし近似した屈折率
を有する材料によって形成することが好ましい。
A second planarizing layer 167 is formed in each second micro-reflector 167. Second planarization layer 16
7 is the same material as the first planarization layer 158, or
Is preferably formed of a material having a refractive index equal to or close to the refractive index of the flattening layer 158.

【0122】色フィルタアレイ60は、第2の平坦化層
167上に形成される。個々の第2微小反射器167の
頂部(第2の光反射膜165の頂部)は、色フィルタア
レイ60の表面から突出している。
The color filter array 60 is formed on the second flattening layer 167. The tops of the individual second micro-reflectors 167 (the tops of the second light reflecting films 165) protrude from the surface of the color filter array 60.

【0123】上述した構成を有する固体撮像素子200
においても、第1の実施例による固体撮像素子100と
同様に、第1光反射面155bおよび第2光反射面16
5bそれぞれの傾斜角度を選定することにより、光電変
換素子10の外側に向かう光をも第2微小反射器167
(第2光反射面165b)または第1微小反射器157
(第1光反射面155b)で反射させて、光電変換素子
10へ入射させることができる。個々の光電変換素子1
0での光利用効率を高めることができる。
The solid-state imaging device 200 having the above-described configuration
In the same manner as in the solid-state imaging device 100 according to the first embodiment, the first light reflecting surface 155b and the second light reflecting surface 16
By selecting the respective inclination angles, the light traveling outside the photoelectric conversion element 10 can also be transmitted to the second micro-reflector 167.
(The second light reflecting surface 165b) or the first micro reflector 157
The light can be reflected by the (first light reflecting surface 155b) and incident on the photoelectric conversion element 10. Individual photoelectric conversion element 1
The light use efficiency at 0 can be improved.

【0124】また、断面形状が等脚台形状である第1下
地層156は、二等辺三角形状の断面形状を有する下地
層よりも、その形成が容易である。第2下地層166は
二等辺三角形状の断面形状を有するが、その高さは、第
1の実施例による固体撮像素子100における下地層5
6よりも低い。このため、第2下地層166は、固体撮
像素子100における下地層56よりも、その形成が容
易である。
The first underlayer 156 having an equilateral trapezoidal cross section is easier to form than an underlayer having an isosceles triangle cross section. The second underlayer 166 has an isosceles triangular cross-sectional shape, and its height is the same as that of the underlayer 5 in the solid-state imaging device 100 according to the first embodiment.
Lower than 6. For this reason, the second underlayer 166 is easier to form than the underlayer 56 in the solid-state imaging device 100.

【0125】次に、第3の実施例による固体撮像素子に
ついて、図8を用いて説明する。
Next, a solid-state imaging device according to a third embodiment will be described with reference to FIG.

【0126】図8は、本実施例による固体撮像素子30
0を概略的に示す断面図である。同図に示す固体撮像素
子300は、垂直電荷転送チャネル21の線幅方向の断
面をとったときに、その表面が逆V字状に隆起している
という点で、第1の実施例による固体撮像素子100と
大きく異なる。
FIG. 8 shows a solid-state image sensor 30 according to this embodiment.
FIG. The solid-state imaging device 300 shown in FIG. 11 is different from the solid-state imaging device 300 according to the first embodiment in that, when a cross section in the line width direction of the vertical charge transfer channel 21 is taken, its surface is raised in an inverted V-shape. It is significantly different from the image sensor 100.

【0127】他の構成の多くは第1の実施例による固体
撮像素子100と同様であるので、図7に示した構成要
素のうちで図2に示した構成要素と共通するものについ
ては、図2で用いた参照符号と同じ参照符号を付してそ
の説明を省略する。
Since many other components are the same as those of the solid-state image pickup device 100 according to the first embodiment, among the components shown in FIG. 7, those common to the components shown in FIG. The same reference numerals as those used in No. 2 are assigned, and the description is omitted.

【0128】垂直電荷転送チャネル21の表面が逆V字
状に隆起していることに伴って、垂直電荷転送チャネル
21の上方における各垂直転送電極22、23および第
1〜第3補助転送電極26〜29の線幅方向の断面形状
は、逆V字状になっている。ただし、図8においては垂
直転送電極23のみがみえている。
As the surface of the vertical charge transfer channel 21 rises in an inverted V-shape, the vertical transfer electrodes 22 and 23 and the first to third auxiliary transfer electrodes 26 above the vertical charge transfer channel 21 are formed. The cross-sectional shapes in the line width direction of No. to No. 29 are inverted V-shaped. However, only the vertical transfer electrodes 23 are visible in FIG.

【0129】電気的絶縁膜15、50および保護膜51
の各々も、その下の層の形状を反映して、逆V字状を呈
する領域を含んでいる。
Electrical insulating films 15, 50 and protective film 51
Also include an inverted V-shaped region reflecting the shape of the layer below it.

【0130】下地層56は、全体としては、その下の層
の形状を引き継ぐことなく下地の形状からは独立した形
状を有する。なお、部分的には、下地の形状を引き継い
でいてもよい。
The underlayer 56 as a whole has a shape independent of the shape of the underlayer without inheriting the shape of the underlying layer. Note that the shape of the base may be partially inherited.

【0131】固体撮像素子300においても、第1の実
施例による固体撮像素子100と同様の理由から、個々
の光電変換素子10での光利用効率を高めることができ
る。
In the solid-state imaging device 300 as well, for the same reason as in the solid-state imaging device 100 according to the first embodiment, the light use efficiency of each photoelectric conversion element 10 can be improved.

【0132】さらに、垂直電荷転送チャネル21の断面
形状を上記の形状にすることにより、線幅を一定とした
ときの断面積を、第1の実施例による固体撮像素子10
0に比べて広くすることが可能になる。垂直電荷転送路
20を構成する個々の垂直電荷転送段における電荷蓄積
量を増大させることが可能になる。光電変換素子10の
集積度を高めた場合でも、狭チャネル効果の発現による
転送効率の低下を抑制することが可能になる。
Further, by setting the cross-sectional shape of the vertical charge transfer channel 21 to the above-mentioned shape, the cross-sectional area when the line width is constant can be reduced.
It becomes possible to make it wider than 0. It is possible to increase the amount of charge stored in each of the vertical charge transfer stages constituting the vertical charge transfer path 20. Even when the degree of integration of the photoelectric conversion element 10 is increased, it is possible to suppress a decrease in transfer efficiency due to the development of the narrow channel effect.

【0133】図8に示した固体撮像素子300を製造す
るにあたっては、まず、半導体基板1において垂直電荷
転送チャネル21を形成しようとする箇所に、幅方向の
断面が二等辺三角形状を呈する隆起部を線状ないし帯状
に形成する。この隆起部は、例えば図5に示した方法を
半導体基板1に適用することによって形成することがで
きる。
In manufacturing the solid-state imaging device 300 shown in FIG. 8, first, a raised portion having a cross section in the width direction having an isosceles triangular shape is formed in a portion of the semiconductor substrate 1 where the vertical charge transfer channel 21 is to be formed. Are formed in a linear or band shape. This raised portion can be formed, for example, by applying the method shown in FIG.

【0134】この後、垂直電荷転送チャネル21および
水平電荷転送チャネル31、チャネルストップ領域1
3、電気的絶縁膜15、垂直転送電極22〜23および
水平転送電極32a〜32d、ならびに、電気的絶縁膜
50を順次形成してから、光電変換素子10を形成す
る。
Thereafter, the vertical charge transfer channel 21, the horizontal charge transfer channel 31, the channel stop region 1
3. After the electrical insulating film 15, the vertical transfer electrodes 22 to 23 and the horizontal transfer electrodes 32a to 32d, and the electrical insulating film 50 are sequentially formed, the photoelectric conversion element 10 is formed.

【0135】その後、保護層51、下地層56、第1の
光反射膜55、第1の平坦化層58、色フィルタアレイ
60、第2の平坦化層62およびマイクロレンズアレイ
65を順次形成する。これにより、固体撮像素子300
が得られる。
Thereafter, a protective layer 51, a base layer 56, a first light reflection film 55, a first planarizing layer 58, a color filter array 60, a second planarizing layer 62, and a microlens array 65 are sequentially formed. . Thereby, the solid-state imaging device 300
Is obtained.

【0136】以上、実施例による固体撮像素子について
説明したが、本発明はこれらの固体撮像素子に限定され
るものではない。
As described above, the solid-state imaging devices according to the embodiments have been described, but the present invention is not limited to these solid-state imaging devices.

【0137】例えば、実施例による固体撮像素子では、
微小反射器の機能面(光反射面)を構成する光反射膜を
金属によって形成したが、光反射膜は、誘電体多層膜に
よって形成することもできる。誘電体多層膜によって形
成された光反射膜においては、誘電体多層膜を構成する
各層同士の界面の各々が互いに協同して1つの光反射面
を構成する。
For example, in the solid-state imaging device according to the embodiment,
Although the light reflecting film constituting the functional surface (light reflecting surface) of the micro-reflector is formed of a metal, the light reflecting film may be formed of a dielectric multilayer film. In the light reflecting film formed by the dielectric multilayer film, each of the interfaces between the layers constituting the dielectric multilayer film cooperate with each other to form one light reflecting surface.

【0138】さらには、相対的に低屈折率の誘電体層上
に相対的に高屈折率の誘電体膜を設けることによって光
反射膜を形成することもできる。低屈折率の誘電体層
は、薄膜形状でなくてもよい。この光反射膜において
は、高屈折率の誘電体膜と低屈折率の誘電体層との界面
で生じる全反射を利用して、光を光電変換素子側に導
く。
Further, a light reflecting film can be formed by providing a dielectric film having a relatively high refractive index on a dielectric layer having a relatively low refractive index. The low-refractive-index dielectric layer need not be in the form of a thin film. In this light reflection film, light is guided to the photoelectric conversion element side by using total reflection generated at an interface between a dielectric film having a high refractive index and a dielectric layer having a low refractive index.

【0139】高屈折率の誘電体膜として例えばシリコン
窒化膜を選んだ場合には、例えばシリコン酸化膜を低屈
折率の誘電体層として使用することができる。この光反
射膜における光反射面は、高屈折率の誘電体膜と低屈折
率の誘電体層との界面である。
When, for example, a silicon nitride film is selected as the high refractive index dielectric film, for example, a silicon oxide film can be used as the low refractive index dielectric layer. The light reflecting surface of the light reflecting film is an interface between the high refractive index dielectric film and the low refractive index dielectric layer.

【0140】微小反射器の機能面は、実施例による各固
体撮像素子におけるように複数の光反射面によって形成
する他、曲面を呈する1つの光反射面によって形成する
こともできる。1つの曲面によって機能面が形成された
微小反射器は、対応する光電変換素子の上方に、例えば
円状または楕円状の開口部(光入射部)を画定する。
The functional surface of the micro-reflector may be formed by a single light reflecting surface having a curved surface, in addition to being formed by a plurality of light reflecting surfaces as in each solid-state imaging device according to the embodiment. The micro-reflector in which the functional surface is formed by one curved surface defines, for example, a circular or elliptical opening (light incident portion) above the corresponding photoelectric conversion element.

【0141】また、実施例による固体撮像素子では、第
1微小反射器の頂部(第1の光反射膜の頂部)または第
2微小反射器の頂部(第2の光反射膜の頂部)が第2の
平坦化層内に達しているが、これらの頂部は、色フィル
タアレイ内にあってもよいし、色フィルタアレイの下面
に接していてもよい。さらには、色フィルタアレイの下
方にあってもよい。
In the solid-state imaging device according to the embodiment, the top of the first micro-reflector (top of the first light reflection film) or the top of the second micro-reflector (top of the second light reflection film) is the second. 2, but their tops may be in the color filter array or may be in contact with the lower surface of the color filter array. Furthermore, it may be below the color filter array.

【0142】ただし、個々の光電変換素子での光利用効
率を高めるという観点からは、第1微小反射器の頂部
(第1の光反射膜の頂部)または第2微小反射器の頂部
(第2の光反射膜の頂部)とマイクロレンズアレイの下
面とは、できるだけ近接していた方が好ましい。
However, from the viewpoint of improving the light use efficiency of each photoelectric conversion element, the top of the first micro-reflector (the top of the first light reflection film) or the top of the second micro-reflector (second top). (The top of the light reflecting film) and the lower surface of the microlens array are preferably as close as possible.

【0143】これらの頂部をマイクロレンズアレイ内に
位置させることも可能であり、さらには、マイクロレン
ズアレイから突出させることも可能である。
The tops can be located in the microlens array, or can project from the microlens array.

【0144】3つ以上の微小反射器を、個々の光電変換
素子の上方に重ねて形成することも可能である。個々の
光電変換素子の上方にインナーレンズを形成することも
可能である。
It is also possible to form three or more micro-reflectors on top of individual photoelectric conversion elements. It is also possible to form an inner lens above each photoelectric conversion element.

【0145】実施例による各固体撮像素子は、いずれも
マイクロレンズアレイを備えたものであるが、マイクロ
レンズアレイは省略することもできる。また、白黒撮像
用の固体撮像素子では、色フィルタアレイが省略される
か、または、緑や青等の単色の色フィルタによって構成
される色フィルタアレイが設けられる。
Each of the solid-state imaging devices according to the embodiments has a microlens array, but the microlens array can be omitted. Further, in the solid-state imaging device for monochrome imaging, the color filter array is omitted, or a color filter array including a single color filter such as green or blue is provided.

【0146】光電変換素子等が形成される半導体基板
は、n型半導体基板の一表面側にp型不純物領域を形成
したものの他、n型半導体基板の一表面上にp- 型半導
体のエピタキシャル成長層を形成したもの等であっても
よい。さらには、電気絶縁性基板の表面に所望の導電型
の半導体層を形成し、この半導体層に所望の導電型の不
純物領域を形成するか、この半導体層上に所望の導電型
の半導体からなるエピタキシャル成長層を形成したもの
等であってもよい。
The semiconductor substrate on which the photoelectric conversion elements and the like are formed has a p-type impurity region formed on one surface side of the n-type semiconductor substrate, and a p - type semiconductor epitaxial growth layer on one surface of the n-type semiconductor substrate. May be formed. Further, a semiconductor layer of a desired conductivity type is formed on a surface of the electrically insulating substrate, and an impurity region of a desired conductivity type is formed on the semiconductor layer, or a semiconductor layer of a desired conductivity type is formed on the semiconductor layer. It may be one in which an epitaxial growth layer is formed.

【0147】本明細書においては、半導体以外の材料か
らなる基板の一面に光電変換素子、電荷転送用チャネル
等を形成するための半導体層を設けたものも、「半導体
基板」に含まれるものとする。
In this specification, a semiconductor substrate for forming a photoelectric conversion element, a charge transfer channel, or the like on one surface of a substrate made of a material other than a semiconductor is also included in the “semiconductor substrate”. I do.

【0148】実施例による各固体撮像素子は、電子を電
荷として転送するタイプのものであるが、ホールを電荷
として転送するタイプの固体撮像素子を構成することも
可能である。その場合は、各領域の導電型をp型とn型
とで逆にすればよい。
Each of the solid-state imaging devices according to the embodiments is of a type that transfers electrons as electric charges, but it is also possible to configure a solid-state imaging device that transfers holes as electric charges. In that case, the conductivity type of each region may be reversed between p-type and n-type.

【0149】光電変換素子(電荷蓄積領域として機能す
る不純物領域)の平面視上の形状は、矩形(菱形を含
む。)、全ての内角が鈍角となっている五角形以上の多
角形、内角に鋭角と鈍角とが含まれる五角形以上の多角
形、これらの角部に丸みを付けた形状等、適宜選択可能
である。
The shape of the photoelectric conversion element (impurity region functioning as a charge storage region) in a plan view is a rectangle (including a rhombus), a pentagon or more polygon in which all the interior angles are obtuse, and an acute angle to the interior angle. And pentagonal or more polygons including an angle and an obtuse angle, and shapes in which these corners are rounded can be appropriately selected.

【0150】多数個の光電変換素子は、画素ずらし配置
してもよい。本明細書でいう「画素ずらし配置」とは、
下記の配置を意味する。
A large number of photoelectric conversion elements may be arranged with pixels shifted. The “pixel shift arrangement” in this specification is
The following arrangement is meant.

【0151】すなわち、奇数番目に当たる光電変換素子
列の各光電変換素子に対し、偶数番目に当たる光電変換
素子列の光電変換素子の各々が、光電変換素子列内での
光電変換素子のピッチの約1/2、列方向にずれ、奇数
番目に当たる光電変換素子行の各光電変換素子に対し、
偶数番目に当たる光電変換素子行の光電変換素子の各々
が、光電変換素子行内での光電変換素子のピッチの約1
/2、行方向にずれ、光電変換素子列の各々が奇数行ま
たは偶数行の光電変換素子のみを含むような、多数個の
光電変換素子の配置を意味する。「画素ずらし配置」
は、複数行、複数列に亘って行列状に形成された多数個
の光電変換素子の一形態である。
That is, for each photoelectric conversion element of the odd-numbered photoelectric conversion element row, each of the even-numbered photoelectric conversion element rows is about one pitch of the photoelectric conversion elements in the photoelectric conversion element row. / 2, shifted in the column direction, and for each photoelectric conversion element of the odd-numbered photoelectric conversion element row,
Each of the photoelectric conversion elements in the even-numbered photoelectric conversion element rows has a pitch of about one of the photoelectric conversion elements in the photoelectric conversion element row.
/ 2, which means an arrangement of a large number of photoelectric conversion elements such that each of the photoelectric conversion element columns includes only odd-numbered rows or even-numbered rows of photoelectric conversion elements. "Pixel shift arrangement"
Is an embodiment of a large number of photoelectric conversion elements formed in a matrix over a plurality of rows and a plurality of columns.

【0152】上記の「光電変換素子列内での光電変換素
子のピッチの約1/2」とは、1/2を含む他に、製造
誤差、設計上もしくはマスク製作上起こる画素位置の丸
め誤差等の要因によって1/2からはずれてはいるもの
の、得られる固体撮像素子の性能およびその画像の画質
からみて実質的に1/2と同等とみなすことができる値
をも含むものとする。上記の「光電変換素子行内での光
電変換素子のピッチの約1/2」についても同様であ
る。
The above-mentioned “approximately の of the pitch of the photoelectric conversion elements in the photoelectric conversion element row” includes not only 1 / but also a manufacturing error, a rounding error of a pixel position which occurs in designing or mask manufacturing, or the like. Although the value deviates from に よ っ て due to the factors described above, the value includes a value which can be regarded as substantially equivalent to て from the viewpoint of the performance of the obtained solid-state imaging device and the image quality of the image. The same applies to the above “about 約 of the pitch of the photoelectric conversion elements in the photoelectric conversion element row”.

【0153】垂直電荷転送チャネルの平面視上の形状
は、個々の光電変換素子の平面視上の形状、多数個の光
電変換素子の配置仕様、目的とする固体撮像素子の性能
等に応じて、直線状、蛇行形状等、適宜選択可能であ
る。多数個の光電変換素子を画素ずらし配置する場合で
も、垂直電荷転送チャネルを直線状に形成することがで
きる。
The shape of the vertical charge transfer channel in a plan view depends on the shape of each photoelectric conversion element in a plan view, the arrangement specification of a large number of photoelectric conversion elements, the performance of a target solid-state imaging device, and the like. A linear shape, a meandering shape, and the like can be appropriately selected. Even when a large number of photoelectric conversion elements are arranged with pixels shifted, the vertical charge transfer channel can be formed linearly.

【0154】同様の観点から、垂直転送電極および補助
転送電極の平面視上の形状も、適宜選択可能である。
From the same viewpoint, the shapes of the vertical transfer electrodes and the auxiliary transfer electrodes in plan view can be appropriately selected.

【0155】実施例による固体撮像素子の各々は、いず
れもエリア・センサとして利用することができるもので
あるが、光電変換素子列の数を1〜4程度とすれば、ラ
イン・センサ(リニア・イメージセンサ)として利用す
ることも可能である。その場合、水平電荷転送路を省略
して、垂直電荷転送路の下流端に出力部を接続すること
が可能である。この場合の電荷転送路は、2相駆動型の
CCDによって構成することもできる。
Each of the solid-state imaging devices according to the embodiments can be used as an area sensor. However, if the number of photoelectric conversion element arrays is set to about 1 to 4, a line sensor (linear sensor) can be used. It can also be used as an image sensor). In that case, it is possible to omit the horizontal charge transfer path and connect the output section to the downstream end of the vertical charge transfer path. In this case, the charge transfer path may be constituted by a two-phase drive type CCD.

【0156】なお、本明細書においていう「多数個の光
電変換素子が行列状に形成されている」とは、多数個の
光電変換素子が多数行1列に形成されている場合も含む
ものとする。
Note that the phrase “a large number of photoelectric conversion elements are formed in a matrix” in this specification includes a case where a large number of photoelectric conversion elements are formed in a large number of rows and a single column.

【0157】実施例による固体撮像素子の各々において
配設されている補助転送電極は、省略することも可能で
ある。最も下流の光電変換素子行と水平電荷転送路との
間に、1フレーム分の電荷を蓄積することができるCC
D蓄積部を設けることもできる。
Auxiliary transfer electrodes provided in each of the solid-state imaging devices according to the embodiments can be omitted. CC capable of accumulating charges for one frame between the most downstream photoelectric conversion element row and the horizontal charge transfer path
A D storage unit may be provided.

【0158】垂直電荷転送路の駆動は、4相駆動の他、
3相駆動、8相駆動等、適宜変更可能である。また、走
査方法も、インターレース走査、プログレッシブ走査、
1/4間引き走査等、適宜選択可能である。
The driving of the vertical charge transfer path is not only four-phase driving but also
Three-phase drive, eight-phase drive, and the like can be appropriately changed. The scanning method is also interlaced scanning, progressive scanning,
It is possible to appropriately select 引 き thinning-out scanning or the like.

【0159】適用する走査方法あるいは駆動方法に伴っ
て、1行の光電変換素子行あたり必要となる垂直転送電
極の数が例えば2〜4本と異なってくる。したがって、
1行の光電変換素子行あたり配設すべき垂直転送電極の
本数は、光電変換素子行の配置仕様や垂直電荷転送路の
駆動方法等に応じて適宜変更可能である。
According to the scanning method or driving method to be applied, the number of required vertical transfer electrodes per one photoelectric conversion element row differs from, for example, two to four. Therefore,
The number of vertical transfer electrodes to be provided per one photoelectric conversion element row can be appropriately changed according to the arrangement specifications of the photoelectric conversion element rows, the driving method of the vertical charge transfer path, and the like.

【0160】縦型オーバーフロードレイン構造を付設す
ることもできる。これに伴って、電子シャッタ機能を付
与することができる。縦型オーバーフロードレイン構造
を付設するためには、例えば、p型不純物領域とその下
のn型半導体基板とに逆バイアスを印加できる構造を付
加する。縦型オーバーフロードレイン構造に代えて横型
オーバーフロードレイン構造を付設してもよい。縦型ま
たは横型のオーバーフロードレイン構造を付設すること
により、ブルーミングを抑制することが容易になる。
A vertical overflow drain structure can be provided. Accordingly, an electronic shutter function can be provided. In order to provide a vertical overflow drain structure, for example, a structure capable of applying a reverse bias to the p-type impurity region and the n-type semiconductor substrate thereunder is added. Instead of the vertical overflow drain structure, a horizontal overflow drain structure may be additionally provided. By providing a vertical or horizontal overflow drain structure, blooming can be easily suppressed.

【0161】さらに、実施例による固体撮像素子はいず
れもCCD型の固体撮像素子であるが、これらの実施例
で示した微小反射器をMOS型の固体撮像素子に配設し
てもよい。
Further, the solid-state image pickup devices according to the embodiments are all CCD type solid-state image pickup devices. However, the micro-reflector shown in these embodiments may be provided in a MOS type solid-state image pickup device.

【0162】MOS型の固体撮像素子においては、1個
の光電変換素子に1〜4個程度のトランジスタが付設さ
れ、これらのトランジスタの各々に1〜2本程度の信号
線が接続される。これらのトランジスタおよび信号線
は、個々の微小反射器を構成する光反射面によって、平
面視上覆われていることが好ましい。
In the MOS type solid-state imaging device, about one to four transistors are attached to one photoelectric conversion element, and about one or two signal lines are connected to each of these transistors. It is preferable that these transistors and signal lines are covered in plan view by a light reflecting surface constituting each minute reflector.

【0163】MOS型固体撮像素子に微小反射器を設け
ることにより、個々の光電変換素子における光利用効率
を向上させることができる。
By providing a micro-reflector in the MOS type solid-state imaging device, the light use efficiency of each photoelectric conversion element can be improved.

【0164】その他、種々の変更、改良、組み合わせ等
が可能であることは当業者に自明であろう。
It will be apparent to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, and the like can be made.

【0165】[0165]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像素子における個々の光電変換素子での光利用効
率を高めることが可能になる。高い感度と高い解像度と
を有する固体撮像素子を得ることが可能になる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to increase the light use efficiency of each photoelectric conversion element in the solid-state imaging device. It is possible to obtain a solid-state imaging device having high sensitivity and high resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施例による固体撮像素子を概略的に示
す平面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a solid-state imaging device according to a first embodiment.

【図2】図1に示したA−A線に沿った断面の概略図で
ある。
FIG. 2 is a schematic view of a cross section taken along line AA shown in FIG.

【図3】図1に示したB−B線に沿った断面の概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic diagram of a cross section taken along line BB shown in FIG.

【図4】光反射面の傾斜角度と反射光との関係を説明す
るための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a relationship between an angle of inclination of a light reflecting surface and reflected light.

【図5】図5(A)〜図5(C)は、光反射膜の形成方
法の概念を示す工程図である。
FIGS. 5A to 5C are process diagrams showing the concept of a method for forming a light reflecting film.

【図6】図6(A)〜図6(C)は、光反射膜の形成方
法の他の概念を示す工程図である。
FIGS. 6A to 6C are process diagrams showing another concept of a method of forming a light reflecting film.

【図7】第2の実施例による固体撮像素子を概略的に示
す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view schematically showing a solid-state imaging device according to a second embodiment.

【図8】第3の実施例による固体撮像素子を概略的に示
す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view schematically showing a solid-state imaging device according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、 10…光電変換素子、 20…垂直
電荷転送路、 21…垂直電荷転送チャネル、 22、
23…垂直転送電極、 24…読出ゲート、30…水平
電荷転送路、 31…水平電荷転送チャネル、 32a
〜32d…水平転送電極、 40…出力部、 51…保
護膜、 55、155…第1の光反射膜、 55b、1
55b…第1光反射面、 57、157…第1微小反射
器、60…色フィルタアレイ、 65…マイクロレンズ
アレイ、 100、200、300…固体撮像素子、
165…第2の光反射膜、 165b…第2光反射面、
167…第2微小反射器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 10 ... Photoelectric conversion element, 20 ... Vertical charge transfer channel, 21 ... Vertical charge transfer channel, 22,
23: vertical transfer electrode, 24: readout gate, 30: horizontal charge transfer path, 31: horizontal charge transfer channel, 32a
32d: horizontal transfer electrode, 40: output section, 51: protective film, 55, 155: first light reflection film, 55b, 1
55b: first light reflecting surface, 57, 157: first micro reflector, 60: color filter array, 65: micro lens array, 100, 200, 300: solid-state image sensor,
165: second light reflecting film, 165b: second light reflecting surface,
167: Second micro reflector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA01 AB01 BA13 CA04 DB08 FA06 FA08 GA08 GB08 GC08 GC14 GD04 GD07 5C024 CX41 CY47 EX41 GY01 5F088 DA01 DA17 GA03 JA11 JA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M118 AA01 AB01 BA13 CA04 DB08 FA06 FA08 GA08 GB08 GC08 GC14 GD04 GD07 5C024 CX41 CY47 EX41 GY01 5F088 DA01 DA17 GA03 JA11 JA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板の一表面側に行列状に形成された多数個
の光電変換素子と、 前記多数個の光電変換素子それぞれの上方に1個ずつ配
設された第1微小反射器であって、各々が、対応する光
電変換素子の上方から入射した光を該光電変換素子側へ
反射させる少なくとも1つの第1光反射面を有し、前記
対応する光電変換素子の上方に開口部を画定している第
1微小反射器とを備えた固体撮像素子。
A semiconductor substrate; a plurality of photoelectric conversion elements formed in a matrix on one surface side of the semiconductor substrate; and a plurality of photoelectric conversion elements disposed one above each of the plurality of photoelectric conversion elements. 1 micro-reflectors, each having at least one first light reflecting surface for reflecting light incident from above the corresponding photoelectric conversion element to the photoelectric conversion element side, A solid state imaging device comprising: a first micro-reflector defining an opening above.
【請求項2】 前記第1光反射面が金属面である請求項
1に記載の固体撮像素子。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the first light reflecting surface is a metal surface.
【請求項3】 前記半導体基板の表面を水平面とみなし
たときの前記第1光反射面の傾斜角度が65°以上90
°未満である請求項1または請求項2に記載の固体撮像
素子。
3. An inclination angle of the first light reflecting surface when the surface of the semiconductor substrate is regarded as a horizontal plane is 65 ° or more and 90 ° or more.
The solid-state imaging device according to claim 1 or 2, wherein the angle is less than 0 °.
【請求項4】 さらに、前記第1微小反射器それぞれの
上方に1個ずつ配設された第2微小反射器であって、各
々が、対応する光電変換素子の上方から入射した光を該
光電変換素子側へ反射させる少なくとも1つの第2光反
射面を有し、前記対応する光電変換素子の上方に開口部
を画定している第2微小反射器を有する請求項1〜請求
項3のいずれか1項に記載の固体撮像素子。
4. A second micro-reflector disposed one above each of said first micro-reflectors, each of which receives light incident from above a corresponding photoelectric conversion element. 4. The device according to claim 1, further comprising a second micro-reflector having at least one second light reflecting surface for reflecting light toward the conversion element and defining an opening above the corresponding photoelectric conversion element. 2. The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項5】 前記多数個の光電変換素子が、複数行、
複数列に亘って行列状に形成され、 さらに、1列の光電変換素子列に1本ずつ、該光電変換
素子列に近接して前記半導体基板に形成された複数本の
垂直電荷転送チャネルと、 前記半導体基板上に電気的絶縁膜を介して形成され、光
電変換素子列方向に並存すると共に光電変換素子行方向
に延在する多数本の垂直転送電極であって、各々が、前
記垂直電荷転送チャネルそれぞれの一領域を平面視上覆
って垂直電荷転送段を構成する多数本の垂直転送電極と
を備え、 前記第1微小反射器それぞれにおける前記第1光反射面
が、平面視上、前記対応する光電変換素子に近接する前
記垂直転送電極の一部を覆っている請求項1〜請求項4
のいずれか1項に記載の固体撮像素子。
5. The method according to claim 1, wherein the plurality of photoelectric conversion elements include a plurality of rows,
A plurality of vertical charge transfer channels formed on the semiconductor substrate in proximity to the photoelectric conversion element row, one for each photoelectric conversion element row, A plurality of vertical transfer electrodes formed on the semiconductor substrate with an electrical insulating film interposed therebetween and arranged in the column direction of the photoelectric conversion elements and extending in the row direction of the photoelectric conversion elements; A plurality of vertical transfer electrodes constituting a vertical charge transfer stage by covering one region of each channel in plan view, wherein the first light reflecting surface in each of the first micro reflectors is the 5. A part of the vertical transfer electrode adjacent to the photoelectric conversion element to be changed.
The solid-state imaging device according to any one of the above.
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