JP2013131553A - 固体撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】１つの実施形態は、例えば、クロストーク（混色）を改善できる固体撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】１つの実施形態によれば、光電変換層と多層干渉フィルターとを有する固体撮像装置が提供される。多層干渉フィルターは、入射した光のうち特定の色の光を選択的に光電変換層に導くように配されている。多層干渉フィルターは、積層構造と第３の層とを有する。積層構造では、第１の層と第２の層とが繰り返し積層されている。第１の層は、第１の屈折率を有する。第２の層は、第２の屈折率を有する。第３の層は、積層構造の下面に接している。第３の層は、第３の屈折率を有する。積層構造の最下層は、第２の層である。第３の屈折率は、第１の屈折率と異なるとともに、第２の屈折率より高い。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、固体撮像装置に関する。
現在イメージセンサーに用いられるカラーフィルターは有機顔料により構成されていることが多い。今後ますます進むであろう画素の微細化（つまり画素数増大）や裏面照射型にも代表される低背化の技術動向に対して、有機顔料のフィルターでは微細化や薄膜化（低背化に寄与）に対応することが加工的に困難になることが予想される。その一つの解決方法として、近年、１次元のフォトニック結晶（高屈折率材料と低屈折率材料とを周期的に積層する）を利用した無機材料を使った干渉フィルターが提案されている。このような干渉フィルターにおいてクロストーク（混色）を改善することが望まれる。
特開２００８−１７０９７９号公報
１つの実施形態は、例えば、クロストーク（混色）を改善できる固体撮像装置を提供することを目的とする。
１つの実施形態によれば、光電変換層と多層干渉フィルターとを有する固体撮像装置が提供される。多層干渉フィルターは、入射した光のうち特定の色の光を選択的に光電変換層に導くように配されている。多層干渉フィルターは、積層構造と第３の層とを有する。積層構造では、第１の層と第２の層とが繰り返し積層されている。第１の層は、第１の屈折率を有する。第２の層は、第２の屈折率を有する。第３の層は、積層構造の下面に接している。第３の層は、第３の屈折率を有する。積層構造の最下層は、第２の層である。第３の屈折率は、第１の屈折率と異なるとともに、第２の屈折率より高い。
第１の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す図。 第１の実施形態における多層干渉フィルターの構成及び特性を示す図。 第１の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。 第１の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。 第１の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。 第１の実施形態の変形例にかかる固体撮像装置の構成を示す図。 第２の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す図。 第２の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。 第３の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す図。 第３の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。 第４の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す図。 第４の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。 第５の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す図。 第５の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。 比較例を示す図。
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる固体撮像装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかる固体撮像装置１について図１を用いて説明する。図１は、実施形態にかかる固体撮像装置１における３画素分の断面構成を例示的に示す図である。
固体撮像装置１は、光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ、多層配線構造３０ｒ、３０ｇ、３０ｂ、多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂ、平坦化層４０ｒ、４０ｇ、４０ｂ、及びマイクロレンズ５０ｒ、５０ｇ、５０ｂを備える。
光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂは、半導体基板１０におけるウエル領域１２内に配されている。光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂは、それぞれ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の波長領域の光を受光する。光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂは、それぞれ、受けた光に応じた電荷を発生させて蓄積する。光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂは、例えば、フォトダイオードであり、電荷蓄積領域を含む。
ウエル領域１２は、第１導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を低い濃度で含む半導体（例えば、シリコン）で形成されている。Ｐ型の不純物は、例えば、ボロンである。光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂにおける電荷蓄積領域は、それぞれ、第１導電型と反対導電型である第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウエル領域１２における第１導電型の不純物の濃度よりも高い濃度で含む半導体（例えば、シリコン）で形成されている。Ｎ型の不純物は、例えば、リン又は砒素である。
多層配線構造３０ｒ、３０ｇ、３０ｂは、半導体基板１０の上に配されている。多層配線構造３０ｒ、３０ｇ、３０ｂは、層間絶縁膜中を複数層の配線パターンが延びている。これにより、多層配線構造３０ｒ、３０ｇ、３０ｂは、それぞれ、光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに対応した開口領域ＯＲｒ、ＯＲｇ、ＯＲｂを規定する。層間絶縁膜は、例えば、シリコン酸化物を主成分とする材料で形成されている。配線パターンは、例えば金属を主成分とする材料で形成されている。
多層干渉フィルター２０ｒは、光電変換層１１ｒの上方に配されている。これにより、多層干渉フィルター２０ｒは、入射した光のうち赤色（Ｒ）の波長領域の光を選択的に光電変換層１１ｒに導く。すなわち、多層干渉フィルター２０ｒは、赤色（Ｒ）用のカラーフィルターとして機能する。多層干渉フィルター２０ｒは、無機物で形成されている。多層干渉フィルター２０ｒは、例えば、無機材料（低屈折率材料、高屈折率材料）が積層されたフォトニック結晶型の赤用のフィルターとしての積層構造２９ｒを含む。
具体的には、多層干渉フィルター２０ｒは、積層構造２９ｒ及び第３の層２６ｒを有する。積層構造２９ｒは、上部積層構造２４ｒ、干渉層２３ｒ、及び下部積層構造２５ｒを有する。上部積層構造２４ｒ及び下部積層構造２５ｒは、それぞれ、互いに反射面の対向したミラーとして機能する。このとき、上部積層構造２４ｒ及び下部積層構造２５ｒは、可視領域（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域）の中央部の波長（例えば、５５０ｎｍ）を中心波長（すなわち、ミラーの反射率がピークとなる波長）として有する。干渉層２３ｒは、上部積層構造２４ｒ及び下部積層構造２５ｒの界面に配され、上部積層構造２４ｒ及び下部積層構造２５ｒの反射面で多重反射した光の干渉（多光束干渉）を行わせる。すなわち、多層干渉フィルター２０ｒは、ファブリーペロー干渉計と同じ原理に基づいて機能する。
上部積層構造２４ｒでは、互いに屈折率の異なる第１の層２１ｒ−３、２１ｒ−４と第２の層２２ｒ−３、２２ｒ−４とが交互に積層されている。上部積層構造２４ｒでは、例えば、第１の層２１ｒ−３、第２の層２２ｒ−３、第１の層２１ｒ−４、及び第２の層２２ｒ−４が順に積層されている。
下部積層構造２５ｒでは、互いに屈折率の異なる第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−２と第２の層２２ｒ−１、２２ｒ−２とが交互に積層されている。上部積層構造２４ｒでは、例えば、第１の層２１ｒ−１、第２の層２２ｒ−１、第１の層２１ｒ−２、及び第２の層２２ｒ−２が順に積層されている。
第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−２、２１ｒ−３、２１ｒ−４の屈折率は、例えば、第２の層２２ｒ−１、２２ｒ−２、２２ｒ−３、２２ｒ−４の屈折率より高い。第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−２、２１ｒ−３、２１ｒ−４は、例えば、チタン酸化物（ＴｉＯ２）を主成分とする材料で形成されており、第１の屈折率ｎ１（例えば、２．５）を有する。第２の層２２ｒ−１、２２ｒ−２、２２ｒ−３、２２ｒ−４は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）を主成分とする材料で形成されており、第２の屈折率ｎ２（例えば、１．４６）を有する。
干渉層２３ｒの屈折率は、第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−２、２１ｒ−３、２１ｒ−４の屈折率より低い。干渉層２３ｒは、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２、屈折率１．４６）を主成分とする材料で形成されている。
積層構造２９ｒにおいて、上部積層構造２４ｒの積層数と下部積層構造２５ｒの積層数とは、等しく、例えばともに３である。すなわち、積層構造２９ｒでは、干渉層２３ｒ以外の層数が６層である。上部積層構造２４ｒの最下層（干渉層２３ｒの上面に接している層）と下部積層構造２５ｒの最上層（干渉層２３ｒの下面に接している層）とは、いずれも第１の層（２１ｒ−３、２１ｒ−２）である。
積層構造２９ｒにおいて、上部積層構造２４ｒと下部積層構造２５ｒとは、両者における対応する複数の層のうち一部の層が残りの層より薄くなっている。すなわち、上部積層構造２４ｒと下部積層構造２５ｒとは、両者における複数の第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−２、２１ｒ−３、２１ｒ−４のうち２つの第１の層２１ｒ−２、２１ｒ−３の膜厚（例えば、２０ｎｍ−４５ｎｍ）が残りの第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−４の膜厚（例えば、５０ｎｍ−６０ｎｍ）より薄くなっている。残りの第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−４同士は互いに均等な膜厚（例えば、中心波長λの１／４の光学的膜厚に相当する膜厚）を有する。上部積層構造２４ｒと下部積層構造２５ｒとは、両者における複数の第２の層２２ｒ−１、２２ｒ−２、２２ｒ−３、２２ｒ−４が互いに均等な膜厚（例えば、中心波長λの１／４の光学的膜厚に相当する膜厚）を有する。
第３の層２６ｒは、積層構造２９ｒの下面２９ｒ１に下側から接している。すなわち、積層構造２９ｒの最下層が第２の層２２ｒ−１であり、第３の層２６ｒは、第２の層２２ｒ−１の下面に接している。第３の層２６ｒは、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）を主成分とする材料で形成されており、第３の屈折率ｎ３（例えば、２．０）を有する。
第３の屈折率ｎ３は、第１の屈折率ｎ１と異なるとともに、第２の屈折率ｎ２より高い。例えば、第２の屈折率ｎ２が第１の屈折率ｎ１より低い場合、第３の屈折率ｎ３（例えば、２．０）は、第１の屈折率ｎ１（例えば、２．５）より低く、第２の屈折率ｎ２（例えば、１．４６）より高くてもよい。これにより、入射した光のうち混色成分（赤色（Ｒ）以外の波長領域の光）を積層構造２９ｒと第３の層２６ｒとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
多層干渉フィルター２０ｇは、光電変換層１１ｇの上方に配されている。これにより、多層干渉フィルター２０ｇは、入射した光のうち緑色（Ｇ）の波長領域の光を選択的に光電変換層１１ｇに導く。すなわち、多層干渉フィルター２０ｇは、緑色（Ｇ）用のカラーフィルターとして機能する。多層干渉フィルター２０ｇは、無機物で形成されている。多層干渉フィルター２０ｇは、例えば、無機材料（低屈折率材料、高屈折率材料）が積層されたフォトニック結晶型の赤用のフィルターとしての積層構造２９ｇを含む。
具体的には、多層干渉フィルター２０ｇは、積層構造２９ｇ及び第３の層２６ｇを有する。積層構造２９ｇは、上部積層構造２４ｇ、干渉層２３ｇ、及び下部積層構造２５ｇを有する。上部積層構造２４ｇ及び下部積層構造２５ｇは、それぞれ、互いに反射面の対向したミラーとして機能する。このとき、上部積層構造２４ｇ及び下部積層構造２５ｇは、可視領域（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域）の中央部の波長（例えば、５５０ｎｍ）を中心波長（すなわち、ミラーの反射率がピークとなる波長）として有する。干渉層２３ｇは、上部積層構造２４ｇ及び下部積層構造２５ｇの界面に配され、上部積層構造２４ｇ及び下部積層構造２５ｇの反射面で多重反射した光の干渉（多光束干渉）を行わせる。すなわち、多層干渉フィルター２０ｇは、ファブリーペロー干渉計と同じ原理に基づいて機能する。
上部積層構造２４ｇでは、互いに屈折率の異なる第１の層２１ｇ−３、２１ｇ−４と第２の層２２ｇ−３、２２ｇ−４とが交互に積層されている。上部積層構造２４ｇでは、例えば、第１の層２１ｇ−３、第２の層２２ｇ−３、第１の層２１ｇ−４、及び第２の層２２ｇ−４が順に積層されている。
下部積層構造２５ｇでは、互いに屈折率の異なる第１の層２１ｇ−１、２１ｇ−２と第２の層２２ｇ−１、２２ｇ−２とが交互に積層されている。上部積層構造２４ｇでは、例えば、第１の層２１ｇ−１、第２の層２２ｇ−１、第１の層２１ｇ−２、及び第２の層２２ｇ−２が順に積層されている。
第１の層２１ｇ−１、２１ｇ−２、２１ｇ−３、２１ｇ−４の屈折率は、例えば、第２の層２２ｇ−１、２２ｇ−２、２２ｇ−３、２２ｇ−４の屈折率より高い。第１の層２１ｇ−１、２１ｇ−２、２１ｇ−３、２１ｇ−４は、例えば、チタン酸化物（ＴｉＯ２）を主成分とする材料で形成されており、第１の屈折率ｎ１（例えば、２．５）を有する。第２の層２２ｇ−１、２２ｇ−２、２２ｇ−３、２２ｇ−４は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）を主成分とする材料で形成されており、第２の屈折率ｎ２（例えば、１．４６）を有する。
干渉層２３ｇの屈折率は、第１の層２１ｇ−１、２１ｇ−２、２１ｇ−３、２１ｇ−４の屈折率より低い。干渉層２３ｇは、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２、屈折率１．４６）を主成分とする材料で形成されている。
積層構造２９ｇにおいて、上部積層構造２４ｇの積層数と下部積層構造２５ｇの積層数とは、等しく、例えばともに３である。すなわち、積層構造２９ｇでは、干渉層２３ｇ以外の層数が６層である。上部積層構造２４ｇの最下層（干渉層２３ｇの上面に接している層）と下部積層構造２５ｇの最上層（干渉層２３ｇの下面に接している層）とは、いずれも第１の層（２１ｇ−３、２１ｇ−２）である。
積層構造２９ｇにおいて、上部積層構造２４ｇと下部積層構造２５ｇとは、両者における対応する複数の層のうち一部の層が残りの層より薄くなっている。すなわち、上部積層構造２４ｇと下部積層構造２５ｇとは、両者における複数の第１の層２１ｇ−１、２１ｇ−２、２１ｇ−３、２１ｇ−４のうち２つの第１の層２１ｇ−２、２１ｇ−３の膜厚（例えば、２０ｎｍ−４５ｎｍ）が残りの第１の層２１ｇ−１、２１ｇ−４の膜厚（例えば、５０ｎｍ−６０ｎｍ）より薄くなっている。残りの第１の層２１ｇ−１、２１ｇ−４同士は互いに均等な膜厚（例えば、中心波長λの１／４の光学的膜厚に相当する膜厚）を有する。上部積層構造２４ｇと下部積層構造２５ｇとは、両者における複数の第２の層２２ｇ−１、２２ｇ−２、２２ｇ−３、２２ｇ−４が互いに均等な膜厚（例えば、中心波長λの１／４の光学的膜厚に相当する膜厚）を有する。
第３の層２６ｇは、積層構造２９ｇの下面２９ｇ１に下側から接している。すなわち、積層構造２９ｇの最下層が第２の層２２ｇ−１であり、第３の層２６ｇは、第２の層２２ｇ−１の下面に接している。第３の層２６ｇは、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）を主成分とする材料で形成されており、第３の屈折率ｎ３（例えば、２．０）を有する。
第３の屈折率ｎ３は、第１の屈折率ｎ１と異なるとともに、第２の屈折率ｎ２より高い。例えば、第２の屈折率ｎ２が第１の屈折率ｎ１より低い場合、第３の屈折率ｎ３（例えば、２．０）は、第１の屈折率ｎ１（例えば、２．５）より低く、第２の屈折率ｎ２（例えば、１．４６）より高くてもよい。これにより、入射した光のうち混色成分（緑色（Ｇ）以外の波長領域の光）を積層構造２９ｇと第３の層２６ｇとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
多層干渉フィルター２０ｂは、光電変換層１１ｂの上方に配されている。これにより、多層干渉フィルター２０ｂは、入射した光のうち青色（Ｂ）の波長領域の光を選択的に光電変換層１１ｂに導く。すなわち、多層干渉フィルター２０ｂは、青色（Ｂ）用のカラーフィルターとして機能する。多層干渉フィルター２０ｂは、無機物で形成されている。多層干渉フィルター２０ｂは、例えば、無機材料（低屈折率材料、高屈折率材料）が積層されたフォトニック結晶型の赤用のフィルターとしての積層構造２９ｂを含む。
具体的には、多層干渉フィルター２０ｂは、積層構造２９ｂ及び第３の層２６ｂを有する。積層構造２９ｂは、上部積層構造２４ｂ、及び下部積層構造２５ｂを有する。上部積層構造２４ｂ及び下部積層構造２５ｂは、それぞれ、互いに反射面の対向したミラーとして機能する。このとき、上部積層構造２４ｂ及び下部積層構造２５ｂは、可視領域（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域）の中央部の波長（例えば、５５０ｎｍ）を中心波長（すなわち、ミラーの反射率がピークとなる波長）として有する。多層干渉フィルター２０ｂは、上部積層構造２４ｂ及び下部積層構造２５ｂの界面に膜厚ゼロの干渉層２３ｂが仮想的に配されているとみなすことができ、上部積層構造２４ｂ及び下部積層構造２５ｂの反射面で多重反射した光の干渉（多光束干渉）を行わせる。すなわち、多層干渉フィルター２０ｂは、ファブリーペロー干渉計と同じ原理に基づいて機能する。
上部積層構造２４ｂでは、互いに屈折率の異なる第１の層２１ｂ−３、２１ｂ−４と第２の層２２ｂ−３、２２ｂ−４とが交互に積層されている。上部積層構造２４ｂでは、例えば、第１の層２１ｂ−３、第２の層２２ｂ−３、第１の層２１ｂ−４、及び第２の層２２ｂ−４が順に積層されている。
下部積層構造２５ｂでは、互いに屈折率の異なる第１の層２１ｂ−１、２１ｂ−２と第２の層２２ｂ−１、２２ｂ−２とが交互に積層されている。上部積層構造２４ｂでは、例えば、第１の層２１ｂ−１、第２の層２２ｂ−１、第１の層２１ｂ−２、及び第２の層２２ｂ−２が順に積層されている。
第１の層２１ｂ−１、２１ｂ−２、２１ｂ−３、２１ｂ−４の屈折率は、例えば、第２の層２２ｂ−１、２２ｂ−２、２２ｂ−３、２２ｂ−４の屈折率より高い。第１の層２１ｂ−１、２１ｂ−２、２１ｂ−３、２１ｂ−４は、例えば、チタン酸化物（ＴｉＯ２）を主成分とする材料で形成されており、第１の屈折率ｎ１（例えば、２．５）を有する。第２の層２２ｂ−１、２２ｂ−２、２２ｂ−３、２２ｂ−４は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）を主成分とする材料で形成されており、第２の屈折率ｎ２（例えば、１．４６）を有する。
積層構造２９ｂにおいて、上部積層構造２４ｂの積層数と下部積層構造２５ｂの積層数とは、等しく、例えばともに３である。すなわち、積層構造２９ｂでは、干渉層２３ｂ以外の層数が６層である。上部積層構造２４ｂの最下層（干渉層２３ｂの上面に接している層）と下部積層構造２５ｂの最上層（干渉層２３ｂの下面に接している層）とは、いずれも第１の層（２１ｂ−３、２１ｂ−２）である。
積層構造２９ｂにおいて、上部積層構造２４ｂと下部積層構造２５ｂとは、両者における対応する複数の層のうち一部の層が残りの層より薄くなっている。すなわち、上部積層構造２４ｂと下部積層構造２５ｂとは、両者における複数の第１の層２１ｂ−１、２１ｂ−２、２１ｂ−３、２１ｂ−４のうち２つの第１の層２１ｂ−２、２１ｂ−３の膜厚（例えば、２０ｎｍ−４５ｎｍ）が残りの第１の層２１ｂ−１、２１ｂ−４の膜厚（例えば、５０ｎｍ−６０ｎｍ）より薄くなっている。残りの第１の層２１ｂ−１、２１ｂ−４同士は互いに均等な膜厚（例えば、中心波長λの１／４の光学的膜厚に相当する膜厚）を有する。上部積層構造２４ｂと下部積層構造２５ｂとは、両者における複数の第２の層２２ｂ−１、２２ｂ−２、２２ｂ−３、２２ｂ−４が互いに均等な膜厚（例えば、中心波長λの１／４の光学的膜厚に相当する膜厚）を有する。
第３の層２６ｂは、積層構造２９ｂの下面２９ｂ１に下側から接している。すなわち、積層構造２９ｂの最下層が第２の層２２ｂ−１であり、第３の層２６ｂは、第２の層２２ｂ−１の下面に接している。第３の層２６ｂは、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）を主成分とする材料で形成されており、第３の屈折率ｎ３（例えば、２．０）を有する。
第３の屈折率ｎ３は、第１の屈折率ｎ１と異なるとともに、第２の屈折率ｎ２より高い。例えば、第２の屈折率ｎ２が第１の屈折率ｎ１より低い場合、第３の屈折率ｎ３（例えば、２．０）は、第１の屈折率ｎ１（例えば、２．５）より低く、第２の屈折率ｎ２（例えば、１．４６）より高くてもよい。これにより、入射した光のうち混色成分（青色（Ｂ）以外の波長領域の光）を積層構造２９ｂと第３の層２６ｂとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
平坦化層４０ｒ、４０ｇ、４０ｂは、それぞれ、多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂを覆っている。これにより、平坦化層４０ｒ、４０ｇ、４０ｂは、多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂ間の段差を緩和し平坦な表面を提供する。平坦化層４０ｒ、４０ｇ、４０ｂは、例えば所定の樹脂又は酸化膜（例えば、ＳｉＯ２）で形成されている。
マイクロレンズ５０ｒ、５０ｇ、５０ｂは、それぞれ、平坦化層４０ｒ、４０ｇ、４０ｂの上に配されている。これにより、マイクロレンズ５０ｒ、５０ｇ、５０ｂは、それぞれ、入射した光を多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂ経由で光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに集める。マイクロレンズ５０ｒ、５０ｇ、５０ｂは、例えば、所定の樹脂で形成されている。
なお、多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂでは、上部積層構造と下部積層構造との界面における干渉層の有無及び干渉層の膜厚の違いによってその透過帯域をそれぞれ変化させる。例えば、干渉層がない場合も仮想的に膜厚０ｎｍの干渉層があるものとみなす場合、多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂでは、例えば、それぞれ、干渉層の膜厚を８５ｎｍ、３５ｎｍ、０ｎｍとすると、赤色、緑色、青色の波長帯域に分光透過率のピークを有するようになる（図２（ａ）、（ｂ）参照）。
ここで、各多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂにおける第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの光学的膜厚は、１２５ｎｍ以上２２５ｎｍ以下であることが好ましく、１２５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１２５ｎｍ以上１７５ｎｍ以下であることが好ましく、１２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成されている場合、第３の屈折率が例えば２．０であるので、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの膜厚は、１１２ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、８８ｎｍ以下であることが好ましく、７５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
例えば、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの光学的膜厚が２２５ｎｍ以下である場合（例えば、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が１１２ｎｍ以下である場合）、９００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂと第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
例えば、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの光学的膜厚が２００ｎｍ以下である場合（例えば、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が１００ｎｍ以下である場合）、８００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂと第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
例えば、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの光学的膜厚が１７５ｎｍ以下である場合（例えば、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が８８ｎｍ以下である場合）、７００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂと第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
例えば、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの光学的膜厚が１５０ｎｍ以下である場合（例えば、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が７５ｎｍ以下である場合）、６００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂと第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
仮に、各多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂにおける第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの光学的膜厚が１２５ｎｍより小さいと、反射すべき中心波長が短くなりすぎて、長波長側のクロストークを低減することが困難になる。あるいは、仮に、各多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂにおける第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの光学的膜厚が２２５ｎｍより大きいと、反射すべき中心波長が長くなりすぎて、長波長側のクロストークを低減することが困難になる。
なお、固体撮像装置においてパッシベーション膜に用いられるシリコン窒化物の膜と比較した場合、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの膜厚は、パッシベーション膜に用いられるシリコン窒化物の膜の膜厚（例えば、光学的膜厚：２５０ｎｍ以上、膜厚：１２５ｎｍ以上）よりも薄い。パッシベーション膜に用いられるシリコン窒化物の膜では、シリコン酸化物の膜との界面における可視領域の光の反射を抑えるために、その光学的膜厚が２５０ｎｍ以上にされることが多い。また、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの膜密度は、パッシベーション膜に用いられるシリコン窒化物の膜の膜密度よりも小さい。パッシベーション膜に用いられるシリコン窒化物の膜では、シリコン酸化物の膜との界面における可視領域の光の反射を抑えるために、その膜密度が大きくなるように調整されることが多い。さらに、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂの酸素濃度は、パッシベーション膜に用いられるシリコン窒化物の膜の酸素濃度より低い。パッシベーション膜に用いられるシリコン窒化物の膜では、シリコン酸化物の膜との界面における可視領域の光の反射を抑えるために、その酸素濃度が高くなるように調整されることが多い。
また、各多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂの積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂにおいて、上部積層構造と下部積層構造とは、両者における複数の第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−２、２１ｒ−３、２１ｒ−４のうち２つの第１の層２１ｒ−２、２１ｒ−３の膜厚（例えば、２０ｎｍ−４５ｎｍ）が残りの第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−４の膜厚（例えば、５０ｎｍ−６０ｎｍ）より薄くなっている。このとき、２つの第１の層２１ｒ−２、２１ｒ−３の膜厚が均等であってもよい。すなわち、上部積層構造と下部積層構造とは、上部積層構造と下部積層構造との界面に対して互いに対称な構造を有していてもよい。
次に、第１の実施形態にかかる固体撮像装置１の製造方法について図３、図４、及び図１を用いて説明する。図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）、及び図５（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態にかかる固体撮像装置１の製造方法を示す工程断面図である。図１は、図５（ｂ）に続く工程断面図として流用する。
図３（ａ）に示す工程では、半導体基板１０のウエル領域１２内に、イオン注入法などにより、電荷蓄積領域をそれぞれ含む光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂを形成する。ウエル領域１２は、第１導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を低い濃度で含む半導体（例えば、シリコン）で形成する。光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂにおける電荷蓄積領域は、例えば、第１導電型と反対導電型である第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、半導体基板１０のウエル領域１２内に、ウエル領域１２における第１導電型の不純物の濃度よりも高い濃度で注入することにより形成する。
半導体基板１０を覆う層間絶縁膜を、ＣＶＤ法などにより、例えばＳｉＯ２を堆積して形成する。そして、層間絶縁膜の上に配線パターンをスパッタ法及びリソグラフィ法などにより例えば金属で形成し、層間絶縁膜及び配線パターンを覆う層間絶縁膜をＣＶＤ法により例えばＳｉＯ２で形成する処理を繰り返し行う。これにより、多層配線構造３０ｒ、３０ｇ、３０ｂを形成する。
図３（ｂ）に示す工程では、多層配線構造３０ｒ、３０ｇ、３０ｂの上に、多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂの積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂの下面に接すべき第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂを同時に堆積して形成する。第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂは、ＣＶＤ法などにより、例えば、シリコン窒化物を主成分とする材料で形成する。第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂは、例えば、その光学的膜厚（＝（１／４）×λｆ）が１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度になるような膜厚で形成する。例えば、材料（例えば、ＳｉＮ）の屈折率をｎ３とし、反射すべき中心波長をλｆとしたとき、第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂは、数式１を満たす膜厚ｄ３で形成する。
ｎ３×ｄ３＝（１／４）×λｆ・・・（数式１）
例えば、ｎ３＝２．０、λｆ＝９００ｎｍを数式１に代入すると、ｄ３＝１１２ｎｍになる。例えば、ｎ３＝２．０、λｆ＝８００ｎｍを数式１に代入すると、ｄ３＝１００ｎｍになる。例えば、ｎ３＝２．０、λｆ＝７００ｎｍを数式１に代入すると、ｄ３＝８８ｎｍになる。例えば、ｎ３＝２．０、λｆ＝６００ｎｍを数式１に代入すると、ｄ３＝７５ｎｍになる。
そして、積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂの下部となるべき下部積層構造２５ｒ、２５ｇ、２５ｂを形成する。具体的には、第２の層２２ｒ−１、２２ｇ−１、２２ｂ−１を同時に堆積し、第１の層２１ｒ−１、２１ｇ−１、２１ｂ−１を同時に堆積し、第２の層２２ｒ−２、２２ｇ−２、２２ｂ−２を同時に堆積し、第１の層２１ｒ−２、２１ｇ−２、２１ｂ−２を同時に堆積する処理を順に行って形成する。各第１の層２１ｒ−１〜２１ｂ−２は、スパッタ法などにより、例えば、チタン酸化物（ＴｉＯ２）を主成分とする材料で形成する。各第２の層２２ｒ−１〜２２ｂ−２は、ＣＶＤ法などにより、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）を主成分とする材料で形成する。
第２の層２２ｒ−１、２２ｇ−１、２２ｂ−１は、例えば、その光学的膜厚が多層干渉フィルターの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４程度になるような膜厚（例えば、８０ｎｍ〜９０ｎｍ程度）で形成する。例えば、材料（例えば、ＳｉＯ２）の屈折率をｎ２とし、多層干渉フィルターの中心波長をλとしたとき、第２の層２２ｒ−１、２２ｇ−１、２２ｂ−１は、数式２を満たす膜厚ｄ２で形成する。
ｎ２×ｄ２＝（１／４）×λ・・・（数式２）
例えば、ｎ２＝１．４６、λ＝５５０ｎｍを数式２に代入すると、ｄ２＝９４ｎｍになる。
第１の層２１ｒ−１、２１ｇ−１、２１ｂ−１は、例えば、その光学的膜厚が多層干渉フィルターの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４程度になるような膜厚（例えば、５０ｎｍ〜６０ｎｍ程度）で形成する。例えば、材料（例えば、ＴｉＯ２）の屈折率をｎ１とし、多層干渉フィルターの中心波長をλとしたとき、第１の層２１ｒ−１、２１ｇ−１、２１ｂ−１は、数式３を満たす膜厚ｄ１で形成する。
ｎ１×ｄ１＝（１／４）×λ・・・（数式３）
例えば、ｎ１＝２．５、λ＝５５０ｎｍを数式３に代入すると、ｄ１＝５５ｎｍになる。
第２の層２２ｒ−２、２２ｇ−２、２２ｂ−２は、例えば、その光学的膜厚が多層干渉フィルターの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４程度になるような膜厚（例えば、８０ｎｍ〜９０ｎｍ程度）で形成する。例えば、材料（例えば、ＳｉＯ２）の屈折率をｎ２とし、多層干渉フィルターの中心波長をλとしたとき、第２の層２２ｒ−２、２２ｇ−２、２２ｂ−２は、数式２を満たす膜厚ｄ２で形成する。
第１の層２１ｒ−１、２１ｇ−１、２１ｂ−１は、例えば、その光学的膜厚が多層干渉フィルターの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４より薄くなるような膜厚（例えば、３０〜４５ｎｍ程度）で形成する。例えば、材料（例えば、ＴｉＯ２）の屈折率をｎ１とし、多層干渉フィルターの中心波長をλとしたとき、第１の層２１ｒ−２、２１ｇ−２、２１ｂ−２は、数式３を満たす膜厚ｄ１より薄い膜厚で形成する。
これにより、第２の層２２ｒ−１、第１の層２１ｒ−１、第２の層２２ｒ−２、及び第１の層２１ｒ−２が順に積層された下部積層構造２５ｒが形成される。第２の層２２ｇ−１、第１の層２１ｇ−１、第２の層２２ｇ−２、及び第１の層２１ｇ−２が順に積層された下部積層構造２５ｇが形成される。第２の層２２ｂ−１、第１の層２１ｂ−１、第２の層２２ｂ−２、及び第１の層２１ｂ−２が順に積層された下部積層構造２５ｂが形成される。
図３（ｃ）に示す工程では、ＣＶＤ法などにより、第１の層２１ｒ−１、２１ｇ−１、２１ｂ−１の上に、干渉層２３ｒ、２３ｇとなるべき層２３ｉを形成する。この層２３ｉは、赤色の波長帯に対応した膜厚（例えば、８５ｎｍ）で形成する。リソグラフィー法により、層２３ｉにおける光電変換層１１ｒの上方に対応した部分（干渉層２３ｒ）を覆うレジストパターンＲＰ１を形成する。このとき、層２３ｉにおける光電変換層１１ｇ、１１ｂの上方に対応した部分２３ｉａは露出されている。
図４（ａ）に示す工程では、ドライエッチング法により、レジストパターンＲＰ１をマスクとして層２３ｉ１における光電変換層１１ｇ、１１ｂの上方に対応した部分２３ｉａ１を緑色の波長帯に対応した膜厚（例えば、３５ｎｍ）までエッチング（ハーフエッチング）して薄膜化する。これにより、層２３ｉ１において、光電変換層１１ｇに対応した部分に干渉層２３ｇが形成される。その後、レジストパターンＲＰ１を除去する。
図４（ｂ）に示す工程では、リソグラフィー法により、層２３ｉ１における光電変換層１１ｒ、１１ｇの上方に対応した部分（干渉層２３ｒ及び干渉層２３ｇ）を覆うレジストパターンＲＰ２を形成する。このとき、層２３ｉ１における光電変換層１１ｂの上方に対応した部分２３ｉｂ１は露出されている。
図５（ａ）に示す工程では、ドライエッチング法により、レジストパターンＲＰ２をマスクとして層２３ｉ１における光電変換層１１ｂの上方に対応した部分２３ｉｂ１をエッチングして除去する。これにより、層２３ｉ２において、干渉層２３ｒ及び干渉層２３ｇを残しながら、光電変換層１１ｂに対応した部分に膜厚が０ｎｍの仮想的な干渉層２３ｂが形成される。その後、レジストパターンＲＰ２を除去する。
図５（ｂ）に示す工程では、多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂにおける積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂの上部となるべき上部積層構造２４ｒ、２４ｇ、２４ｂを形成する。具体的には、第１の層２１ｒ−３、２１ｇ−３、２１ｂ−３を同時に堆積し、第２の層２２ｒ−３、２２ｇ−３、２２ｂ−３を同時に堆積し、第１の層２１ｒ−４、２１ｇ−４、２１ｂ−４を同時に堆積し、第２の層２２ｒ−４、２２ｇ−４、２２ｂ−４を同時に堆積する処理を順に行って形成する。各第１の層２１ｒ−３〜２１ｂ−４は、スパッタ法などにより、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）で形成する。各第２の層２２ｒ−３〜２２ｂ−４は、ＣＶＤ法などにより、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）を主成分とする材料で形成する。
第１の層２１ｒ−３、２１ｇ−３、２１ｂ−３は、例えば、その光学的膜厚が多層干渉フィルターの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４より薄くなるような膜厚（例えば、３０〜４５ｎｍ程度）で形成する。例えば、材料（例えば、ＴｉＯ２）の屈折率をｎ１とし、多層干渉フィルターの中心波長をλとしたとき、第１の層２１ｒ−２、２１ｇ−２、２１ｂ−２は、数式３を満たす膜厚ｄ１より薄い膜厚（例えば、５５ｎｍより薄い膜厚）で形成する。
第２の層２２ｒ−３、２２ｇ−３、２２ｂ−３は、例えば、その光学的膜厚が多層干渉フィルターの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４程度になるような膜厚（例えば、８０ｎｍ〜９０ｎｍ程度）で形成する。例えば、材料（例えば、ＳｉＯ２）の屈折率をｎ２とし、多層干渉フィルターの中心波長をλとしたとき、第２の層２２ｒ−３、２２ｇ−３、２２ｂ−３は、数式２を満たす膜厚ｄ２（例えば、ｄ２＝９４ｎｍ）で形成する。
第１の層２１ｒ−４、２１ｇ−４、２１ｂ−４は、例えば、その光学的膜厚が多層干渉フィルターの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４程度になるような膜厚（例えば、５０ｎｍ〜６０ｎｍ程度）で形成する。例えば、材料（例えば、ＴｉＯ２）の屈折率をｎ１とし、多層干渉フィルターの中心波長をλとしたとき、第１の層２１ｒ−４、２１ｇ−４、２１ｂ−４は、数式３を満たす膜厚ｄ１（例えば、ｄ１＝５５ｎｍ）で形成する。
第２の層２２ｒ−４、２２ｇ−４、２２ｂ−４は、例えば、その光学的膜厚が多層干渉フィルターの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４程度になるような膜厚（例えば、８０ｎｍ〜９０ｎｍ程度）で形成する。例えば、材料（例えば、ＳｉＯ２）の屈折率をｎ２とし、多層干渉フィルターの中心波長をλとしたとき、第２の層２２ｒ−４、２２ｇ−４、２２ｂ−４は、数式２を満たす膜厚ｄ２（例えば、ｄ２＝９４ｎｍ）で形成する。
これにより、第１の層２１ｒ−３、第２の層２２ｒ−３、第１の層２１ｒ−４、及び第２の層２２ｒ−４が順に積層された上部積層構造２４ｒが干渉層２３ｒの上に形成される。すなわち、第３の層２６ｒ及び積層構造２９ｒを有する多層干渉フィルター２０ｒが形成される（図１参照）。第１の層２１ｇ−３、第２の層２２ｇ−３、第１の層２１ｇ−４、及び第２の層２２ｇ−４が順に積層された上部積層構造２４ｇが干渉層２３ｇの上に形成される。すなわち、第３の層２６ｇ及び積層構造２９ｇを有する多層干渉フィルター２０ｇが形成される（図１参照）。第１の層２１ｂ−３、第２の層２２ｂ−３、第１の層２１ｂ−４、及び第２の層２２ｂ−４が順に積層された上部積層構造２４ｂが第１の層２１ｂ−２の上に（膜厚が０ｎｍの仮想的な干渉層２３ｂの上に）形成される。すなわち、第３の層２６ｂ及び積層構造２９ｂを有する多層干渉フィルター２０ｂが形成される（図１参照）。
図１に示す工程では、多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂを覆う膜を例えば所定の樹脂又は酸化膜（例えば、ＳｉＯ２）を堆積して形成し、形成された膜の表面をＣＭＰ法により平坦化する。これにより、平坦な表面を有する平坦化層４０ｒ、４０ｇ、４０ｂが形成される。そして、平坦化層４０ｒ、４０ｇ、４０ｂの上に、マイクロレンズ５０ｒ、５０ｇ、５０ｂを例えば、所定の樹脂で形成する。
このようにして、第１の層と第２の層とが繰り返し積層された積層構造の下面に第３の層が下側から接する構造を有する多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂを備えた固体撮像装置１が形成される。
ここで、仮に、図１５（ａ）に示すように、固体撮像装置に備えられた多層干渉フィルター９２０が第３の層２６（図２（ａ）参照）を有しない場合について考える。この場合、長波長側のクロストーク（混色）成分の光が下に透過してしまう傾向にある。例えば、図１５（ｂ）の領域Ｒ９０１、Ｒ９０２に示されるように、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜８００ｎｍ）のクロストーク（混色）が高くなる傾向にある。
それに対して、第１の実施形態では、固体撮像装置１に備えられた多層干渉フィルター２０が第３の層２６を有する。すなわち、図２（ａ）に示すように、多層干渉フィルター２０において、第３の層２６が積層構造２９の下面２９１に下側から接している。このとき、積層構造２９の最下層が第２の層２２−１であり、第３の層２６の屈折率ｎ３が第２の層２２−１の屈折率ｎ２より高い。これにより、入射した光のうちクロストーク（混色）成分を積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。この結果、図２（ｂ）の領域Ｒ１、Ｒ２に示されるように、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。すなわち、クロストーク（混色）を改善できる。
また、第１の実施形態では、例えば、多層干渉フィルター２０における第３の層２６（図２（ａ）参照）は、光学的膜厚が２２５ｎｍ以下である。この場合、９００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。これにより、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
あるいは、第１の実施形態では、例えば、多層干渉フィルター２０における第３の層２６の光学的膜厚が２００ｎｍ以下である。この場合、８００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。これにより、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
あるいは、第１の実施形態では、例えば、多層干渉フィルター２０における第３の層２６の光学的膜厚が１７５ｎｍ以下である。この場合、７００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。これにより、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
あるいは、第１の実施形態では、例えば、多層干渉フィルター２０における第３の層２６の光学的膜厚が１５０ｎｍである。この場合、６００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。これにより、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
また、第１の実施形態では、例えば、多層干渉フィルター２０における第３の層２６がシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、第３の層２６の膜厚は、１１２ｎｍ以下である。この場合、９００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。これにより、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
あるいは、第１の実施形態では、例えば、多層干渉フィルター２０における第３の層２６がシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、第３の層２６の膜厚が１００ｎｍ以下である。この場合、８００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。これにより、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
あるいは、第１の実施形態では、例えば、多層干渉フィルター２０における第３の層２６がシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、第３の層２６の膜厚が８８ｎｍ以下である。この場合、７００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。これにより、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
あるいは、第１の実施形態では、例えば、多層干渉フィルター２０における第３の層２６がシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、第３の層２６の膜厚が７５ｎｍ以下である。この場合、６００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９と第３の層２６との界面で選択的に反射させて除去することができる。これにより、長波長側（例えば、６００ｎｍ〜９００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
また、第１の実施形態では、第２の層の屈折率ｎ２が第１の層の屈折率ｎ１より低く、第３の層の屈折率ｎ３が、第１の層の屈折率ｎ１より低く、第２の層の屈折率ｎ２より高い。これにより、第３の層として上記のように厚く形成することが容易なシリコン窒化物の膜を用いることができる。
また、第１の実施形態では、上部積層構造と下部積層構造とは、両者における複数の第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−２、２１ｒ−３、２１ｒ−４のうち２つの第１の層２１ｒ−２、２１ｒ−３の膜厚（例えば、２０ｎｍ−４５ｎｍ）が残りの第１の層２１ｒ−１、２１ｒ−４の膜厚（例えば、５０ｎｍ−６０ｎｍ）より薄くなっている。このとき、２つの第１の層２１ｒ−２、２１ｒ−３の膜厚が例えば均等である。すなわち、上部積層構造と下部積層構造とは、上部積層構造と下部積層構造との界面に対して互いに対称な構造を有している。
この構成において、干渉層２３の厚さを例えば０ｎｍ、３５ｎｍ、８５ｎｍにすると、それぞれ、図２（ｂ）に示すように、多層干渉フィルター２０の分光透過率の１次のピークが青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の波長帯域に現れる。すなわち、干渉層２３を設けなかった場合（仮想的に厚さを０ｎｍにした場合）、多層干渉フィルター２０の分光透過率の１次のピークが青色（Ｂ）の波長帯域に現れる。このように、中心波長より短波長側に分光透過率のピークを持たせようとした場合、分光透過率のピークとして、１次のピークを用いることができるため、透過率のスペクトル幅を広くできる。これにより、固体撮像装置１において、中心波長より短波長側の色（例えば、青色）の多層干渉フィルターに対応した光電変換層は、要求される感度に対して十分な量の光を受光でき、感度を向上できる。すなわち、中心波長より短波長側の色（例えば、青色）の多層干渉フィルターに対応した光電変換層の感度を向上できる。
なお、各多層干渉フィルター２０における第３の層２６の材料は、積層構造２９の最下層、すなわち第２の層２２−１（例えば、ＳｉＯ２）より屈折率が高く比較的厚めに容易に成膜できる膜材であれば、なんでもよく、例えばＨｆＯでもよい。
また、各多層干渉フィルター２０の積層構造２９（図２（ａ）参照）において、上部積層構造と下部積層構造とは、上部積層構造と下部積層構造との界面に対して互いに非対称な構造を有していてもよい。
例えば、各多層干渉フィルター２０の積層構造２９において、上部積層構造と下部積層構造とは、両者における複数の第１の層２１−１、２１−２、２１−３、２１−４のうち２以上の第１の層が残りの第１の層より薄くなっていてもよい。
例えば、膜厚は、「上部積層構造における最下の第１の層２１−３の膜厚」＜「下部積層構造における最上の第１の層２１−２の膜厚」＜「上部積層構造及び下部積層構造の両者における残りの各第１の層２１−１、２１−４の膜厚」であってもよい。あるいは、例えば、膜厚は、「下部積層構造における最上の第１の層２１−２の膜厚」＜「上部積層構造における最下の第１の層２１−３の膜厚」＜「上部積層構造及び下部積層構造の両者における残りの各第１の層２１−１、２１−４の膜厚」であってもよい。
あるいは、例えば、各多層干渉フィルター２０の積層構造２９において、上部積層構造と下部積層構造とは、両者における複数の第１の層２１−１、２１−２、２１−３、２１−４のうち１つの第１の層２１ｒ−３の膜厚（例えば、２０ｎｍ−４５ｎｍ）が残りの第１の層２１−１、２１−２、２１−４の膜厚（例えば、５０ｎｍ−６０ｎｍ）より薄くなっていてもよい。
この構成においても、干渉層２３の厚さを例えば０ｎｍ、３５ｎｍ、８５ｎｍにすると、それぞれ、図２（ｂ）に示すように、多層干渉フィルター２０の分光透過率の１次のピークが青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の波長帯域に現れる。すなわち、干渉層２３を設けなかった場合（仮想的に厚さを０ｎｍにした場合）、多層干渉フィルター２０の分光透過率の１次のピークが青色（Ｂ）の波長帯域に現れる。このように、中心波長より短波長側に分光透過率のピークを持たせようとした場合、分光透過率のピークとして、１次のピークを用いることができるため、透過率のスペクトル幅を広くできる。これにより、固体撮像装置１において、中心波長より短波長側の色（例えば、青色）の多層干渉フィルターに対応した光電変換層は、要求される感度に対して十分な量の光を受光でき、感度を向上できる。すなわち、中心波長より短波長側の色（例えば、青色）の多層干渉フィルターに対応した光電変換層の感度を向上できる。
あるいは、例えば、各多層干渉フィルター２０の積層構造２９において、上部積層構造と下部積層構造とは、両者における複数の第１の層２１−１、２１−２、２１−３、２１−４のうち１つの第１の層２１ｒ−２の膜厚（例えば、２０ｎｍ−４５ｎｍ）が残りの第１の層２１−１、２１−３、２１−４の膜厚（例えば、５０ｎｍ−６０ｎｍ）より薄くなっていてもよい。
この構成においても、干渉層２３の厚さを例えば０ｎｍ、３５ｎｍ、８５ｎｍにすると、それぞれ、図２（ｂ）に示すように、多層干渉フィルター２０の分光透過率の１次のピークが青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の波長帯域に現れる。すなわち、干渉層２３を設けなかった場合（仮想的に厚さを０ｎｍにした場合）、多層干渉フィルター２０の分光透過率の１次のピークが青色（Ｂ）の波長帯域に現れる。このように、中心波長より短波長側に分光透過率のピークを持たせようとした場合、分光透過率のピークとして、１次のピークを用いることができるため、透過率のスペクトル幅を広くできる。これにより、固体撮像装置１において、中心波長より短波長側の色（例えば、青色）の多層干渉フィルターに対応した光電変換層は、要求される感度に対して十分な量の光を受光でき、感度を向上できる。すなわち、中心波長より短波長側の色（例えば、青色）の多層干渉フィルターに対応した光電変換層の感度を向上できる。
また、第１の実施形態では、表面照射型の固体撮像装置について例示的に説明したが、第１の実施形態の考え方は、裏面照射型の固体撮像装置の場合も適用可能である。この場合、図３（ａ）以降の工程の後に、半導体基板１０の裏面を研磨した後、研磨された裏面に対して、図３（ｂ）以降の工程で形成されるものと同様の層を形成することで、例えば、図６に示すような裏面照射型の固体撮像装置１ｉを得ることができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態にかかる固体撮像装置１００について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第１の実施形態では、長波長のスペクトルについて赤外側（赤外あるいは近赤外）付近までクロストークを低減するために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂにおいて例えば均等な膜厚で第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂを設けている。
一方、第２の実施形態では、赤色側では赤外カットをしなくてもよい場合を考慮して、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター１２０ｒにおいて第３の層２６ｒ（図１参照）を設けない。
具体的には、図７に示すように、固体撮像装置１００において、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター１２０ｒは、第３の層２６ｒ（図１参照）に代えて第４の層１２７ｒを有する。
第４の層１２７ｒは、積層構造２９ｒの下面２９ｒ１に下側から接している。すなわち、積層構造２９ｒの最下層が第２の層２２ｒ−１であり、第４の層１２７ｒは、第２の層２２ｒ−１の下面に接している。第４の層１２７ｒは、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）を主成分とする材料で形成されており、第４の屈折率ｎ４（例えば、１．４６）を有する。第４の屈折率ｎ４は、第１の屈折率ｎ１と異なるとともに、第２の屈折率ｎ２と均等である。これにより、積層構造２９ｒを透過した赤色（Ｒ）の波長帯域の光を下側へそのまま透過させることができる。
すなわち、固体撮像装置１００では、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター２０ｇ及び青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｂにおける積層構造２９ｇ、２９ｂの最下層（第２の層、例えば、ＳｉＯ２）より屈折率の高い第３の層２６ｇ、２６ｂと、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター１２０ｒにおける積層構造２９ｒの最下層（第２の層、例えば、ＳｉＯ２）に対して屈折率の均等な第４の層１２７ｒとを、例えば互に均等な膜厚で設ける。
また、固体撮像装置１００の製造方法が、図８に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる。
すなわち、図３（ａ）に示す工程を行った後、図８（ａ）に示す工程を行う。図８（ａ）に示す工程では、多層配線構造３０ｒ、３０ｇ、３０ｂの上に、第３の層２６ｇ、２６ｂとなるべき層２６ｉを堆積して形成する。リソグラフィー法により、層２６ｉにおける光電変換層１１ｇ、１１ｂの上方に対応した部分（第３の層２６ｇ、２６ｂ）を覆うレジストパターンＲＰ３を形成する。このとき、層２６ｉにおける光電変換層１１ｒの上方に対応した部分２６ｉａは露出されている。
図８（ｂ）に示す工程では、ドライエッチング法により、レジストパターンＲＰ３をマスクとして層２６ｉ１における光電変換層１１ｒの上方に対応した部分２６ｉａをエッチングして除去する。その後、レジストパターンＲＰ３を除去する。
図８（ｃ）に示す工程では、第４の層１２７ｒとなるべき層１２７ｒｉを、層２６ｉ１及び多層配線構造３０ｒを覆うように形成する。そして、層２６ｉ１の表面が露出するまで平坦化して第４の層１２７ｒを形成する。そして、図３（ｂ）に示す工程と同様にして、下部積層構造２５ｒ、２５ｇ、２５ｂの各層を形成する。その後、図３（ｃ）以降の工程を行う。
以上のように、第２の実施形態によれば、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター２０ｇ及び青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｂについて長波長側（例えば、６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度）のクロストーク（混色）を容易に低減できるとともに、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター１２０ｒについて赤色（Ｒ）の波長帯域の光を効率的に透過できる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態にかかる固体撮像装置２００について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第１の実施形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂにおいて例えば均等な膜厚で第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂを設けている。
一方、第２の実施形態では、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター２２０ｒの第３の層２２６ｒの膜厚を、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｇ、２０ｂの第３の層２６ｇ、２６ｂの膜厚より薄くする。
具体的には、図９に示すように、固体撮像装置２００において、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター２２０ｒは、第３の層２６ｒ（図１参照）に代えて第４の層２２７ｒ及び第３の層２２６ｒを有する。
第４の層２２７ｒは、積層構造２９ｒの下面２９ｒ１に下側から接している。すなわち、積層構造２９ｒの最下層が第２の層２２ｒ−１であり、第４の層２２７ｒは、第２の層２２ｒ−１の下面に接している。第４の層２２７ｒは、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）を主成分とする材料で形成されており、第４の屈折率ｎ４（例えば、１．４６）を有する。第４の屈折率ｎ４は、第１の屈折率ｎ１と異なるとともに、第２の屈折率ｎ２と均等である。これにより、積層構造２９ｒを透過した赤色（Ｒ）の波長帯域の光を第３の層２２６ｒ側へそのまま透過させることができる。
第３の層２２６ｒは、第４の層２２７ｒの下面２２７ｒ１に下側から接している。第３の層２２６ｒは、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）を主成分とする材料で形成されており、第３の屈折率ｎ３（例えば、２．０）を有する。第３の屈折率ｎ３は、第４の屈折率ｎ２より高い。これにより、入射した光のうち混色成分、すなわち短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストーク成分を第４の層２２７ｒと第３の層２２６ｒとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
ここで、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター２２０ｒにおける第３の層２２６ｒの光学的膜厚は、１００ｎｍ以上１２５ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上１１７ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
例えば、第３の層２２６ｒの光学的膜厚が１２５ｎｍ以下である場合（例えば、第３の層２２６ｒがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が６２ｎｍ以下である場合）、５００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、第４の層２２７ｒと第３の層２２６ｒとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
例えば、第３の層２２６ｒの光学的膜厚が１１７ｎｍ以下である場合（例えば、第３の層２２６ｒがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が５８ｎｍ以下である場合）、４７０ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、第４の層２２７ｒと第３の層２２６ｒとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
仮に、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター２２０ｒにおける第３の層２２６ｒの光学的膜厚が１００ｎｍより小さいと、反射すべき中心波長が短くなりすぎて、短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストークを低減することが困難になる。あるいは、仮に、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター２２０ｒにおける第３の層２２６ｒの光学的膜厚が１２５ｎｍより大きいと、反射すべき中心波長が長くなりすぎて、短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストークを低減することが困難になる。
また、固体撮像装置２００の製造方法が、図１０に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる。
すなわち、図３（ａ）に示す工程を行った後、図１０（ａ）に示す工程を行う。図１０（ａ）に示す工程では、多層配線構造３０ｒ、３０ｇ、３０ｂの上に、第３の層２６ｇ、２６ｂとなるべき層２６ｉを堆積して形成する。リソグラフィー法により、層２６ｉにおける光電変換層１１ｇ、１１ｂの上方に対応した部分（第３の層２６ｇ、２６ｂ）を覆うレジストパターンＲＰ３を形成する。このとき、層２６ｉにおける光電変換層１１ｒの上方に対応した部分２６ｉａは露出されている。
図１０（ｂ）に示す工程では、レジストパターンＲＰ３をマスクとして層２６ｉ２における光電変換層１１ｒの上方に対応した部分２６ｉａ（図１０（ａ）参照）を、例えば１００ｎｍ以上１２５ｎｍ以下の光学的膜厚に相当する膜厚（例えば、５０〜６２ｎｍ程度）までエッチング（ハーフエッチング）して薄膜化する。これにより、第３の層２２６ｒが形成される。その後、レジストパターンＲＰ３を除去する。
図１０（ｃ）に示す工程では、第４の層２２７ｒとなるべき層２２７ｒｉを、層２６ｉ２及び第３の層２２６ｒを覆うように形成する。そして、層２６ｉ２の表面が露出するまで平坦化する。そして、図３（ｂ）に示す工程と同様にして、下部積層構造２５ｒ、２５ｇ、２５ｂの各層を形成する。その後、図３（ｃ）以降の工程を行う。
以上のように、第３の実施形態によれば、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター２０ｇ及び青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｂについて長波長側（例えば、６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度）のクロストーク（混色）を容易に低減できるとともに、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター２２０ｒについて短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態にかかる固体撮像装置３００について説明する。以下では、第３の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第３の実施形態では、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター２０ｒについて短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストーク（混色）を低減することを目指しているが、第４の実施形態では、さらに、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター３２０ｇについても短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストーク（混色）を低減することを目指す。
具体的には、図１１に示すように、固体撮像装置２００において、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター３２０ｇは、第５の層３２８ｇをさらに有する。
第５の層３２８ｇは、積層構造２９ｇの上面２９ｇ２に上側から接している。すなわち、積層構造２９ｇの最上層が第２の層２２ｇ−４であり、第５の層３２８ｇは、第２の層２２ｇ−４の上面に接している。第５の層３２８ｇは、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）を主成分とする材料で形成されており、第５の屈折率ｎ５（例えば、２．０）を有する。
第５の屈折率ｎ５は、第１の屈折率ｎ１と異なるとともに、第２の屈折率ｎ２より高い。例えば、第２の屈折率ｎ２が第１の屈折率ｎ１より低い場合、第５の屈折率ｎ５（例えば、２．０）は、第１の屈折率ｎ１（例えば、２．５）より低く、第２の屈折率ｎ２（例えば、１．４６）より高くてもよい。これにより、入射した光のうち混色成分、すなわち短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストーク成分を第５の層３２８ｇと積層構造２９ｇとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
ここで、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター３２０ｇにおける第５の層３２８ｇの光学的膜厚は、１００ｎｍ以上１２５ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上１１７ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
例えば、第５の層３２８ｇの光学的膜厚が１２５ｎｍ以下である場合（例えば、第５の層３２８ｇがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が６２ｎｍ以下である場合）、５００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、第５の層３２８ｇと積層構造２９ｇとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
例えば、第３の層２２６ｒの光学的膜厚が１１７ｎｍ以下である場合（例えば、第５の層３２８ｇがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が５８ｎｍ以下である場合）、４７０ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、第５の層３２８ｇと積層構造２９ｇとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
仮に、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター３２０ｇにおける第５の層３２８ｇの光学的膜厚が１００ｎｍより小さいと、反射すべき中心波長が短くなりすぎて、短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストークを低減することが困難になる。あるいは、仮に、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター３２０ｇにおける第５の層３２８ｇの光学的膜厚が１２５ｎｍより大きいと、反射すべき中心波長が長くなりすぎて、短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストークを低減することが困難になる。
また、固体撮像装置３００の製造方法が、図１２に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる。
すなわち、図５（ｂ）に示す工程を行った後、図１２（ａ）に示す工程を行う。図１２（ａ）に示す工程では、積層構造２９ｒ、２９ｇ、２９ｂ（図１参照）の上に、第５の層３２８ｇとなるべき層３２８ｇｉを堆積して形成する。
図１２（ｂ）に示す工程では、リソグラフィー法により、層３２８ｇｉにおける光電変換層１１ｇの上方に対応した部分を覆うレジストパターンＲＰ４を形成する。このとき、層３２８ｇｉにおける光電変換層１１ｒ、１１ｂの上方に対応した部分は露出されている。
図１２（ｃ）に示す工程では、レジストパターンＲＰ４をマスクとして層３２８ｇｉにおける光電変換層１１ｒ、１１ｂの上方に対応した部分をエッチングして除去する。これにより、第５の層３２８ｇが形成される。その後、レジストパターンＲＰ４を除去する。
以上のように、第４の実施形態によれば、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター３２０ｇ及び青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｂについて長波長側（例えば、６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度）のクロストーク（混色）を容易に低減できるとともに、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター２０ｒ及び緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター３２０ｇについて短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態にかかる固体撮像装置４００について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第１の実施形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｒ、２０ｇ、２０ｂにおいて例えば均等な膜厚で第３の層２６ｒ、２６ｇ、２６ｂを設けている。
一方、第５の実施形態では、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター４２０ｒの第３の層４２６ｒの膜厚を、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｇ、２０ｂの第３の層２６ｇ、２６ｂの膜厚より薄くする。
具体的には、図１３に示すように、固体撮像装置４００において、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター４２０ｒは、第３の層２６ｒ（図１参照）に代えて第３の層４２６ｒ及び第４の層４２７ｒを有する。
第３の層４２６ｒは、積層構造２９ｒの下面２９ｒ１に下側から接している。すなわち、積層構造２９ｒの最下層が第２の層２２ｒ−１であり、第３の層４２６ｒは、第２の層２２ｒ−１の下面に接している。第３の層４２６ｒは、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）を主成分とする材料で形成されており、第３の屈折率ｎ３（例えば、２．０）を有する。第３の屈折率ｎ３は、第２の屈折率ｎ２より高い。これにより、入射した光のうち混色成分、すなわち短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストーク成分を積層構造２９ｒと第３の層４２６ｒとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
第４の層４２７ｒは、第３の層４２６ｒの下に配されている。第３の層４２６ｒの膜厚と第４の層４２７ｒの膜厚との合計は、例えば、第３の層２６ｇの膜厚と均等であり、例えば、第３の層２６ｂの膜厚と均等である。これにより、第３の層４２６ｒの上面の高さを第３の層２６ｇ、２６ｂの上面の高さにそろえることができる。
ここで、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター４２０ｒにおける第３の層４２６ｒの光学的膜厚は、１００ｎｍ以上１２５ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上１１７ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
例えば、第３の層４２６ｒの光学的膜厚が１２５ｎｍ以下である場合（例えば、第３の層４２６ｒがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が６２ｎｍ以下である場合）、５００ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９ｒと第３の層４２６ｒとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
例えば、第３の層４２６ｒの光学的膜厚が１１７ｎｍ以下である場合（例えば、第３の層４２６ｒがシリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、膜厚が５８ｎｍ以下である場合）、４７０ｎｍ以下を中心波長とする波長帯域の光を、積層構造２９ｒと第３の層４２６ｒとの界面で選択的に反射させて除去することができる。
仮に、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター４２０ｒにおける第３の層４２６ｒの光学的膜厚が１００ｎｍより小さいと、反射すべき中心波長が短くなりすぎて、短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストークを低減することが困難になる。あるいは、仮に、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター４２０ｒにおける第３の層４２６ｒの光学的膜厚が１２５ｎｍより大きいと、反射すべき中心波長が長くなりすぎて、短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストークを低減することが困難になる。
また、固体撮像装置４００の製造方法が、図１４に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる。
すなわち、図３（ａ）に示す工程を行った後、図１４（ａ）に示すように、図８（ａ）〜（ｃ）に示す工程と同様にして、層２６ｉ３の表面が露出するまで平坦化して第４の層４２７ｒを形成する。このとき、層２６ｉ３の膜厚は、第３の層２６ｇ、２６ｂの目標膜厚に対して、後に形成すべき第３の層４２６ｒの膜厚に相当する分、薄くしておく。
図１４（ｂ）に示す工程では、第４の層４２７ｒ及び層２６ｉ３の上に、第３の層４２６ｒとなるべき層４２６を堆積して形成する。これにより、光電変換層１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの上方に、それぞれ、第３の層４２６ｒ、２６ｇ、２６ｂが形成される。
図１４（ｃ）に示す工程では、図３（ｂ）に示す工程と同様にして、下部積層構造２５ｒ、２５ｇ、２５ｂの各層を形成する。その後、図３（ｃ）以降の工程を行う。
以上のように、第５の実施形態によれば、緑色（Ｇ）の多層干渉フィルター２０ｇ及び青色（Ｂ）の多層干渉フィルター２０ｂについて長波長側（例えば、６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度）のクロストーク（混色）を容易に低減できるとともに、赤色（Ｒ）の多層干渉フィルター４２０ｒについて短波長側（４００〜５００ｎｍ）のクロストーク（混色）を容易に低減できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１、１ｉ、１００、２００、３００、４００ 固体撮像装置、１０ 半導体基板、１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ 光電変換層、１２ ウエル領域、２０、２０ｒ、２０ｇ、２０ｂ、１２０ｒ、２２０ｒ、３２０ｇ、４２０ｒ、９２０ 多層干渉フィルター、２１−１〜２１−４、２１ｒ−１〜２１ｂ−４、９２１−１〜９２１−４ 第１の層、２２−１〜２２−４、２２ｒ−１〜２２ｂ−４、９２２−１〜９２２−４ 第２の層、２３、２３ｒ、２３ｇ、２３ｂ、９２３ 干渉層、２４、２４ｒ、２４ｇ、２４ｂ、９２４ 上部積層構造、２５、２５ｒ、２５ｇ、２５ｂ、９２５ 下部積層構造、２６、２６ｒ、２６ｇ、２６ｂ、２２６ｒ、４２６ｒ 第３の層、２９、２９ｒ、２９ｇ、２９ｂ 積層構造、３０ｒ、３０ｇ、３０ｂ 多層配線構造、４０ｒ、４０ｇ、４０ｂ 平坦化層、５０ｒ、５０ｇ、５０ｂ マイクロレンズ、１２７ｒ、２２７ｒ、４２７ｒ 第４の層、３２８ｇ 第５の層。

Claims (5)

  1. 光電変換層と、
    入射した光のうち特定の色の光を選択的に前記光電変換層に導くように配された多層干渉フィルターと、
    を備え、
    前記多層干渉フィルターは、
    第１の屈折率を有する第１の層と第２の屈折率を有する第２の層とが繰り返し積層された積層構造と、
    前記積層構造の下面に接しており、第３の屈折率を有する第３の層と、
    を有し、
    前記積層構造の最下層は、前記第２の層であり、
    前記第３の屈折率は、前記第１の屈折率と異なるとともに、前記第２の屈折率より高い
    ことを特徴とする固体撮像装置。
  2. 前記第３の層は、光学的膜厚が２００ｎｍ以下である
    ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 前記第３の層は、シリコン窒化物を主成分とする材料で形成され、
    前記第３の層の膜厚は、１００ｎｍ以下である
    ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 前記第２の屈折率は、前記第１の屈折率より低く、
    前記第３の屈折率は、前記第１の屈折率より低く、前記第２の屈折率より高い
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
  5. 第２の光電変換層と、
    入射した光のうち前記特定の色と異なる第２の色の光を選択的に前記第２の光電変換層に導くように配された第２の多層干渉フィルターと、
    をさらに備え、
    前記第２の多層干渉フィルターは、
    前記第１の層と前記第２の層とが繰り返し積層された第２の積層構造と、
    前記第２の積層構造の下面に接しており、第４の屈折率を有する第４の層と、
    を有し、
    前記第２の積層構造の最下層は、前記第２の層であり、
    前記第４の屈折率は、前記第１の屈折率と異なるとともに、前記第２の屈折率と均等である
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019124114A1 (ja) * 2017-12-21 2019-06-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 電磁波処理装置
WO2019124113A1 (ja) * 2017-12-21 2019-06-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 電磁波処理装置
US11640088B2 (en) 2020-01-30 2023-05-02 Japan Display Inc. Display device and method of manufacturing semiconductor device

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9236411B2 (en) * 2011-08-03 2016-01-12 Omnivision Technologies, Inc. Color filter patterning using hard mask
US8941159B2 (en) 2013-01-30 2015-01-27 Omnivision Technologies, Inc. Color filter including clear pixel and hard mask
FR3025361B1 (fr) * 2014-08-29 2017-12-08 Commissariat Energie Atomique Capteur photosensible
US9673239B1 (en) * 2016-01-15 2017-06-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Image sensor device and method
US9865640B2 (en) * 2016-01-31 2018-01-09 Tower Semiconductor Ltd. Backside illuminated (BSI) CMOS image sensor (CIS) with a resonant cavity and a method for manufacturing the BSI CIS
DE112017006908T5 (de) * 2017-01-24 2019-10-02 Sony Semiconductor Solutions Corporation Lichtempfangselement, verfahren zum produzieren eines lichtempfangselements, bildgebungselement und elektronische vorrichtung
US12009379B2 (en) * 2017-05-01 2024-06-11 Visera Technologies Company Limited Image sensor
FR3083644B1 (fr) * 2018-07-09 2021-05-14 St Microelectronics Crolles 2 Sas Capteur d'images
KR102657199B1 (ko) 2018-07-30 2024-04-16 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 고체 촬상 소자 및 전자 장치
US11404468B2 (en) * 2019-06-21 2022-08-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wavelength tunable narrow band filter
FR3111421B1 (fr) * 2020-06-11 2022-10-07 Commissariat Energie Atomique Capteur de cartes de profondeur

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4836498B2 (ja) * 2005-06-15 2011-12-14 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びカメラ
JP4984634B2 (ja) * 2005-07-21 2012-07-25 ソニー株式会社 物理情報取得方法および物理情報取得装置
JP2008070437A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 干渉フィルタ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プロジェクション表示装置
JP2008170979A (ja) 2006-12-13 2008-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置、その製造方法およびカメラ
US7701024B2 (en) * 2006-12-13 2010-04-20 Panasonic Corporation Solid-state imaging device, manufactoring method thereof and camera
JP2009004680A (ja) 2007-06-25 2009-01-08 Panasonic Corp 固体撮像装置およびカメラ
JP2009072918A (ja) 2007-09-18 2009-04-09 Dainippon Printing Co Ltd 昇華型熱転写シート用マゼンタ染料インキ、及び、昇華型熱転写シート
JP5017193B2 (ja) * 2008-06-30 2012-09-05 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びカメラ
JP2010150106A (ja) 2008-12-26 2010-07-08 Clean Venture 21 Corp 球状半導体粒子の製造方法
TW201014937A (en) 2008-10-06 2010-04-16 Clean Venture 21 Corp Method for producing semiconductor particles
JP5121764B2 (ja) 2009-03-24 2013-01-16 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2010256633A (ja) 2009-04-24 2010-11-11 Panasonic Corp 固体撮像素子
JP5493461B2 (ja) * 2009-05-12 2014-05-14 ソニー株式会社 固体撮像装置、電子機器及び固体撮像装置の製造方法
JP5332996B2 (ja) 2009-07-17 2013-11-06 ソニー株式会社 多層膜光学フィルタ、固体撮像素子、撮像装置、表示装置、通信装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019124114A1 (ja) * 2017-12-21 2019-06-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 電磁波処理装置
WO2019124113A1 (ja) * 2017-12-21 2019-06-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 電磁波処理装置
US11563045B2 (en) 2017-12-21 2023-01-24 Sony Semiconductor Solutions Corporation Electromagnetic wave processing device
US11776976B2 (en) 2017-12-21 2023-10-03 Sony Semiconductor Solutions Corporation Electromagnetic wave processing device
US11640088B2 (en) 2020-01-30 2023-05-02 Japan Display Inc. Display device and method of manufacturing semiconductor device

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