JP2015179836A - 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、光電変換膜の感度を向上させることが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、複数の画素を有する固体撮像装置が提供される。複数の画素のそれぞれは、第１の光電変換部と第２の光電変換部と多層干渉フィルターと反射部とを有する。第１の光電変換部は、光電変換膜を含む。光電変換膜は、第１の色の光を光電変換する。多層干渉フィルターでは、第１の層と第２の層とが交互に積層されている。第１の層と第２の層とは、互いに屈折率が異なる。多層干渉フィルターは、第１の光電変換部を通過した光のうち少なくとも第２の色の光を選択的に第２の光電変換部へ導く。反射部は、多層干渉フィルターの側面に配されている。【選択図】図４

Description

本実施形態は、固体撮像装置に関する。
ＣＭＯＳイメージセンサーなどの固体撮像装置において、半導体基板の上方に配された光電変換膜を用いる場合、光電変換膜で特定の色の光を吸収させ、吸収された光に応じた電荷を光電変換膜内で発生させる。このとき、光電変換膜の感度を向上させることが望まれる。
特開２０１１−２３８６５８号公報
１つの実施形態は、例えば、光電変換膜の感度を向上させることが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、複数の画素を有する固体撮像装置が提供される。複数の画素のそれぞれは、第１の光電変換部と第２の光電変換部と多層干渉フィルターと反射部とを有する。第１の光電変換部は、光電変換膜を含む。光電変換膜は、第１の色の光を光電変換する。多層干渉フィルターでは、第１の層と第２の層とが交互に積層されている。第１の層と第２の層とは、互いに屈折率が異なる。多層干渉フィルターは、第１の光電変換部を通過した光のうち少なくとも第２の色の光を選択的に第２の光電変換部へ導く。反射部は、多層干渉フィルターの側面に配されている。
第１の実施形態にかかる固体撮像装置を適用した撮像システムの構成を示す図。 第１の実施形態にかかる固体撮像装置を適用した撮像システムの構成を示す図。 第１の実施形態にかかる固体撮像装置の回路構成を示す図。 第１の実施形態にかかる固体撮像装置の断面構成及び平面構成を示す図。 第１の実施形態にかかる固体撮像装置の平面構成を示す図。 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の実施形態における多層干渉フィルターの構成及び特性を示す図。 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４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４の実施形態の他の変形例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構成を示す図。 第５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５の実施形態の他の変形例にかかる固体撮像装置の構成を示す図。 基本の形態にかかる固体撮像装置の構成を示す図。 多層干渉フィルターの構成及び特性を示す図。 光の波長に応じた有機光電変換膜の吸収係数及び吸収長を示す図。
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について説明する。固体撮像装置は、例えば、図１及び図２に示す撮像システムに適用される。図１及び図２は、撮像システムの概略構成を示す図である。図１において、ＯＰは光軸を示している。
撮像システム１は、例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどであってもよいし、カメラモジュールが電子機器に適用されたもの（例えばカメラ付き携帯端末等）でもよい。撮像システム１は、図２に示すように、撮像部２及び後段処理部３を有する。撮像部２は、例えば、カメラモジュールである。撮像部２は、撮像光学系４及び固体撮像装置１０５を有する。後段処理部３は、ＩＳＰ（Ｉｍａｇｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）６、記憶部７、及び表示部８を有する。
撮像光学系４は、撮影レンズ４７、ハーフミラー４９、メカシャッタ４６、レンズ４４、プリズム４５、及びファインダー４８を有する。撮影レンズ４７は、撮影レンズ４７ａ，４７ｂ、絞り（図示せず）、及びレンズ駆動機構４７ｃを有する。絞りは、撮影レンズ４７ａと撮影レンズ４７ｂとの間に配され、撮影レンズ４７ｂへ導かれる光量を調節する。なお、図１では、撮影レンズ４７が２枚の撮影レンズ４７ａ，４７ｂを有する場合が例示的に示されているが、撮影レンズ４７は多数枚の撮影レンズを有していてもよい。
固体撮像装置１０５は、撮影レンズ４７の予定結像面に配置されている。例えば、撮影レンズ４７は、入射した光を屈折させて、ハーフミラー４９及びメカシャッタ４６経由で固体撮像装置１０５の撮像面へ導き、固体撮像装置１０５の撮像面に被写体の像を形成する。固体撮像装置１０５は、被写体像に応じた画像信号を生成する。
固体撮像装置１０５は、図３に示すように、イメージセンサ９０、及び信号処理回路９１を有する。図３は、固体撮像装置の回路構成を示す図である。イメージセンサ９０は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよいし、ＣＣＤイメージセンサであっても良い。イメージセンサ９０は、画素配列ＰＡ、垂直シフトレジスタ９３、タイミング制御部９５、相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）９６、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）９７及びラインメモリ９８を有する。
画素配列ＰＡでは、複数の画素が２次元的に配列されている。各画素は、各画素への入射光量に応じた画像信号を生成する。生成された画像信号は、タイミング制御部９５及び垂直シフトレジスタ９３によりＣＤＳ９６側へ読み出され、ＣＤＳ９６／ＡＤＣ９７を経て画像データへ変換され、ラインメモリ９８経由で信号処理回路９１に出力される。信号処理回路９１では、信号処理が行われる。これらの信号処理された画像データは、ＩＳＰ６に出力される。
ここで、固体撮像装置１０５がカラー画像を撮像する固体撮像装置である場合、固体撮像装置１０５で得られる画像信号における色再現性を向上させるうえで、複数の画素における色配列として種々の構成が考えられている。
例えば、固体撮像装置において、画素ごとにカラーフィルターを設け、複数の画素における複数のカラーフィルターの配列をベイヤー配列としたものが知られている。この構造では、１画素で１色の信号を受光するため、所定面積における画素数が増加し画素サイズが縮小されると、受光面積が縮小し感度が低下する可能性がある。
一方、所定面積における画素数が増加しても色ごとに光電変換部の受光面積を確保するためには、１画素で複数の色の信号を光電変換させることが有効となる。例えば、固体撮像装置の１画素内において、青色の波長の光を光電変換する機能を有する有機光電変換膜（Ｂ膜）と、緑色の波長の光を光電変換する機能を有する有機光電変換膜（Ｇ膜）と、赤色の波長の光を光電変換する機能を有する有機光電変換膜（Ｒ膜）とを積層することが考えられる。この構造では、各有機光電変換膜で光電変換し生成された電荷を取り出すためにその下面に透明な画素電極膜を接触させ、その画素電極膜からプラグ電極を介して半導体基板の電荷保持部（例えば、ストレージダイオード）に電極を取り出す。すなわち、この構造を実現するためには、有機膜にプラグ電極を通すべきコンタクトホールを形成することになるが、有機膜であるために微細加工が困難であり、実用化が困難である。
それに対して、基本の形態では、図２２に示すように、最上の有機光電変換膜より下側の各層を無機物で構成する。図２２は、基本の形態にかかる固体撮像装置９０５の構成を示す図である。図２２では、光電変換膜６３ｇの受光面６３ｇ１に垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な面内で互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。
固体撮像装置９０５では、２つの画素Ｐ９０１，Ｐ９０２を含む単位画素群ＰＧ９００が画素配列ＰＡ（図３参照）内に２次元的に（Ｘ方向及びＹ方向に）配列されている。２つの画素Ｐ９０１，Ｐ９０２は、それぞれ２つの色に対応している。例えば、図２２では、画素Ｐ９０１が緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）に対応し、画素Ｐ９０２が緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応している。すなわち、単位画素群ＰＧ９００は、ベイヤー配列の４色（Ｇｒ，Ｒ，Ｇｂ，Ｂ）に対応している。
画素Ｐ９０１は、電荷保持部１１ｇ、光電変換部（第２の光電変換部）１１ｒ、多層干渉フィルター２０ｒ、層間絶縁膜３０ｒ、絶縁膜４３ｒ、光電変換部（第１の光電変換部）６０ｇ、コンタクトプラグ８１ｇ、及びカラーフィルター８０ｙｅを有する。
電荷保持部１１ｇは、半導体基板１０のウエル領域１３内に配されている。ウエル領域１３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。電荷保持部１１ｇは、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１３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。
電荷保持部１１ｇは、コンタクトプラグ８１ｇを介して転送された電荷を保持する。電荷保持部１１ｇは、例えば、ストレージダイオードである。電荷保持部１１ｇは、電荷を電圧に変換する。図示しない増幅トランジスタは、その変換された電圧に応じた信号を信号線へ出力する。
層間絶縁膜３０ｒは、多層干渉フィルター２０ｒと半導体基板１０との間に設けられている。層間絶縁膜３０ｒは、コンタクトプラグ８１ｇにより貫通されている。なお、多層干渉フィルター２０ｒと半導体基板１０との間には、電荷保持部１１ｇを遮光するための遮光膜（例えば、金属膜）が電荷保持部１１ｇの上面に対応したパターンで設けられていてもよい。
光電変換部１１ｒは、半導体基板１０のウエル領域１３内に配されている。光電変換部１１ｒは、第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウエル領域１３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。光電変換部１１ｒは、多層干渉フィルター２０ｒを通過した赤色の波長領域の光を受光し、その受光した光に応じた電荷を発生させる。光電変換部１１ｒは、例えば、ウエル領域１３とともにフォトダイオードとして機能し、受光した光を光電変換して電荷を発生させ、発生された電荷を蓄積する。光電変換部１１ｒに蓄積された電荷は、転送トランジスタ（図示せず）によりフローティングディフュージョン（図示せず）に転送される。フローティングディフュージョンは、転送された電荷を電圧に変換する。図示しない増幅トランジスタは、その変換された電圧に応じた信号を信号線へ出力する。
多層干渉フィルター２０ｒは、光電変換部６０ｇと光電変換部１１ｒとの間に配されている。これにより、多層干渉フィルター２０ｒは、光電変換部６０ｇを通過した光（すなわち、緑色の波長領域の光が吸収された後の光）のうち赤色の波長領域の光を選択的に光電変換部１１ｒへ導く。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、図２３に示すような無機材料（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（Ｒ）用の多層干渉フィルターである。図２３は、多層干渉フィルターの構成及び特性を示す図である。
具体的には、多層干渉フィルター２０ｒでは、第１の絶縁層２１ｒ−１，２１ｒ−２，２１ｒ−３，２１ｒ−４と第２の絶縁層２２ｒ−１，２２ｒ−２，２２ｒ−３とが交互に複数回積層されている。第１の絶縁層２１ｒ−１〜２１ｒ−４の屈折率は、第２の絶縁層２２ｒ−１〜２２ｒ−３の屈折率より高い。第１の絶縁層２１ｒ−１〜２２ｒ−４は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．５）で形成されている。第２の絶縁層２２ｒ−１〜２１ｒ−３は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率１．４５）で形成されている。
各第１の絶縁層２１ｒ−１〜２１ｒ−４は、互いに同様な膜厚を有する。各第２の絶縁層２２ｒ−１、２２ｒ−３は、互いに同様な膜厚を有する。一方、第２の絶縁層２２ｒ−２の膜厚は、他の第２の絶縁層２２ｒ−１、２２ｒ−３の膜厚より厚い。以下では、この第２の絶縁層２２ｒ−２を特に波長選択層２２ｒ−２と呼ぶこともある。
絶縁膜４３ｒは、多層干渉フィルター２０ｒを覆っている。絶縁膜４３ｒは、例えば、シリコン酸化物で形成されている。絶縁膜４３ｒの上面は平坦化されている。これにより、画素電極膜６１ｇに平坦な面を提供できる。
光電変換部６０ｇは、画素電極膜６１ｇ、光電変換膜６３ｇ、及び共通電極膜６２ｇを有する。光電変換部６０ｇでは、Ｚ方向において、光電変換膜６３ｇが共通電極膜６２ｇ及び画素電極膜６１ｇで挟まれている。共通電極膜６２ｇは、光電変換膜６３ｇにおける光電変換部１１ｒと反対側の主面を覆っている。画素電極膜６１ｇは、光電変換膜６３ｇにおける光電変換部１１ｒの側の主面を覆っている。
画素電極膜６１ｇは、絶縁膜４３ｒを覆っている。画素電極膜６１ｇは、光電変換膜６３ｇで発生した電荷を集めるための画素電極として機能する。画素電極膜６１ｇは、コンタクトプラグ８１ｇを介して電荷保持部１１ｇに接続されている。画素電極膜６１ｇは、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯなどの透明導電物質で形成されている。画素電極膜６１ｇは、エアギャップ構造ＡＧ１を介して、他の画素（例えば、画素Ｐ９０２）の画素電極膜６１ｇから電気的に絶縁されている。エアギャップ構造ＡＧ１では、空洞ＶＤに空気又は所定のガスが充填されている。なお、画素電極膜６１ｇは、エアギャップ構造ＡＧ１に代えて絶縁膜を介して他の画素の画素電極膜６１ｇから電気的に絶縁されていてもよい。
光電変換膜６３ｇは、画素電極膜６１ｇを覆っている。光電変換膜６３ｇは、受けた光（すなわち、カラーフィルター８０ｙｅを透過した光）のうち緑色の波長領域の光を吸収し、その吸収した光に応じた電荷を発生させる。光電変換膜６３ｇは、例えば、有機光電変換膜であり、緑色の波長領域の光を吸収し他の波長領域の光（例えば、赤色の波長領域の光）を透過させる性質を有した有機物で形成されている。
共通電極膜６２ｇは、光電変換膜６３ｇを覆っている。共通電極膜６２ｇは、外部から供給されたバイアス電圧を光電変換膜６３ｇへ印加する。これにより、光電変換膜６３ｇで発生した電荷が画素電極膜６１ｇで集められやすくなる。共通電極膜６２ｇは、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯなどの透明導電物質で形成されている。
コンタクトプラグ８１ｇは、画素電極膜６１ｇと電荷保持部１１ｇとを電気的に接続するように、多層干渉フィルター２０ｒを貫通している。これにより、コンタクトプラグ８１ｇは、画素電極膜６１ｇで集められた電荷を電荷保持部１１ｇへ転送する。コンタクトプラグ８１ｇは、金属で形成され、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、及びＴｉのうちの少なくとも１つを主成分とする材料で形成されている。
カラーフィルター８０ｙｅは、光電変換部６０ｇに対して光電変換部１１ｒと反対側に配されている。例えば、カラーフィルター８０ｙｅは、共通電極膜６２ｇの上に配されている。カラーフィルター８０ｙｅは、例えば、イエローカラーフィルターであり、イエローの顔料を含む有機物で形成されている。これにより、カラーフィルター８０ｙｅは、入射した光のうち緑色及び赤色の波長領域の光を選択的に光電変換部６０ｇの光電変換膜６３ｇへ導く。また、カラーフィルター８０ｙｅで下方から入射する不要な光を吸収できるので、不要な光が固体撮像装置９０５から被写体側へ反射されることを抑制できる。
画素Ｐ９０２は、画素Ｐ９０１に隣接した画素である。画素Ｐ９０２は、基本的な構成が画素Ｐ９０１と同様であるが、次の点で画素Ｐ９０１と異なる。
画素Ｐ９０２は、光電変換部１１ｒ、絶縁膜４３ｒ、多層干渉フィルター２０ｒ、及びカラーフィルター８０ｙｅに代えて光電変換部１１ｂ、絶縁膜４３ｂ、多層干渉フィルター２０ｂ、及びカラーフィルター８０ｃｙを有する。
光電変換部１１ｂは、半導体基板１０のウエル領域１３内に配されている。光電変換部１１ｂは、第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウエル領域１３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。光電変換部１１ｂは、多層干渉フィルター２０ｂを通過した青色の波長領域の光を受光し、その受光した光に応じた電荷を発生させる。光電変換部１１ｂは、例えば、ウエル領域１３とともにフォトダイオードとして機能し、受光した光を光電変換して電荷を発生させ、発生された電荷を蓄積する。光電変換部１１ｂに蓄積された電荷は、転送トランジスタ（図示せず）によりフローティングディフュージョン（図示せず）に転送される。フローティングディフュージョンは、転送された電荷を電圧に変換する。図示しない増幅トランジスタは、その変換された電圧に応じた信号を信号線へ出力する。
多層干渉フィルター２０ｂは、光電変換部６０ｇと光電変換部１１ｂとの間に配されている。これにより、多層干渉フィルター２０ｂは、光電変換部６０ｇを通過した光（すなわち、緑色の波長領域の光が吸収された後の光）のうち青色の波長領域の光を選択的に光電変換部１１ｂへ導く。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、図２３に示すような無機材料（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青（Ｂ）用の多層干渉フィルターである。
具体的には、多層干渉フィルター２０ｂでは、第１の絶縁層２１ｂ−１，２１ｂ−２，２１ｂ−３，２１ｂ−４と第２の絶縁層２２ｂ−１，２２ｂ−２，２２ｂ−３とが交互に複数回積層されている。第１の絶縁層２１ｂ−１〜２１ｂ−４の屈折率は、第２の絶縁層２２ｂ−１〜２２ｂ−３の屈折率より高い。第１の絶縁層２１ｂ−１〜２１ｂ−４は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．５）で形成されている。第２の絶縁層２２ｂ−１〜２２ｂ−３は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率１．４５）で形成されている。なお、第１の絶縁層２１ｂ−２と第１の絶縁層２１ｂ−３との間に仮想的に膜厚０ｎｍの第２の絶縁層２２ｂ−２が存在するものとみなすことができる。
各第１の絶縁層２１ｂ−１〜２１ｂ−４は、互いに同様な膜厚を有する。各第２の絶縁層２２ｂ−１、２２ｂ−３は、互いに同様な膜厚を有する。一方、第２の絶縁層２２ｂ−２の膜厚は、他の第２の絶縁層２２ｂ−１、２２ｂ−３の膜厚より薄く、膜厚が０ｎｍである。以下では、この仮想的な第２の絶縁層２２ｂ−２を特に波長選択層２２ｂ−２と呼ぶこともある。
ここで、多層干渉フィルター２０ｒと多層干渉フィルター２０ｂとは、波長選択層２２ｒ−２、２２ｂ−２以外の対応する絶縁層の膜厚を互いに等しくしながら、波長選択層２２ｒ−２、２２ｂ−２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、第１の絶縁層２１ｒ−１〜２１ｒ−４、２１ｂ−１〜２１ｂ−４がＴｉＯ２（屈折率２．５）であり、第２の絶縁層２２ｒ−１〜２２ｒ−３、２２ｂ−１〜２２ｂ−３がＳｉＯ２（屈折率１．４５）である場合を考える。この場合、多層干渉フィルター２０ｒ及び多層干渉フィルター２０ｂにおいて、波長選択層２２ｒ−２、２２ｂ−２の膜厚をそれぞれ８５ｎｍ、０ｎｍにし、他の各絶縁層２１ｒ−１〜２１ｒ−４，２２ｒ−１，２２ｒ−３，２１ｂ−１〜２１ｂ−４，２２ｂ−１，２２ｂ−３の光学的膜厚を中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４にすると、多層干渉フィルター２０ｒが赤色の波長帯域に分光透過率のピークを有するようになり、多層干渉フィルター２０ｂが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。
カラーフィルター８０ｃｙは、光電変換膜６３ｇに対して光電変換部１１ｂと反対側に配されている。例えば、カラーフィルター８０ｃｙは、共通電極膜６２ｇの上に配されている。カラーフィルター８０ｃｙは、例えば、シアンカラーフィルターであり、シアンの顔料を含む有機物で形成されている。これにより、カラーフィルター８０ｃｙは、入射した光のうち緑色及び青色の波長領域の光を選択的に光電変換部６０ｇの光電変換膜６３ｇへ導く。また、カラーフィルター８０ｃｙで下方から入射する不要な光を吸収できるので、不要な光が固体撮像装置９０５から被写体側へ反射されることを抑制できる。
固体撮像装置９０５において、有機光電変換膜を用いる場合、有機光電変換膜で特定の色の光を吸収させ、吸収された光に応じた電荷を有機光電変換膜内で発生させる。このとき、図２４に示すように、吸収したい光の波長に対応した吸収係数（＝１／（吸収長））から、有機光電変換膜として十分な光電変換に望まれる膜厚と光吸収率との関係を計算できる。図２４は、光の波長に応じた有機光電変換膜の吸収係数及び吸収長を示す図である。例えば、膜厚０．５μｍでは、吸収率が青と緑で９７％、赤で６３％である。有機光電変換膜中で発生した電子かホールを信号として読み出すには、この有機光電変換膜を２つの電極膜（画素電極膜、共通電極膜）で挟み、２つの電極膜の間に所定の電圧を印加する。例えば、上記の光吸収率を実現する膜厚０．５μｍでは、この所定の電圧として１０Ｖを印加する。
ところが、有機光電変換膜を用いた固体撮像装置を携帯機器（例えば、スマートフォンや携帯電話）に搭載する場合、より低電圧化が要求される。例えば、電源電圧が３Ｖまで低電圧化された場合、有機光電変換膜で発生した電荷を画素電極膜へ集めることのできる同等の電界を発生させる有機光電変換膜の膜厚は、０．１６μｍとなる。ここで、有機光電変換膜をこの膜厚にした場合の吸収率を計算すると、青と緑で６８％、赤で２７％に低下する。言い換えると、青と緑で３２％、赤で７３％が吸収されずに透過することを意味している。すなわち、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜を薄膜化した場合に、有機光電変換膜に効率よく光を導きその感度を向上させることが望まれる。
基本の形態では、図２２に示すように、有機物の光電変換膜６３ｇの下にカラーフィルターとしてフォトニック結晶型の多層干渉フィルター２０ｂ，２０ｒを配置する。多層干渉フィルター２０ｂ，２０ｒは、反射型のフィルターであるため、透過すべき波長領域以外の光を反射させることができる。
例えば、有機物の光電変換膜６３ｇとして緑色の波長領域の光を光電変換すべき有機光電変換膜を用いた場合、多層干渉フィルター２０ｒは、透過すべき波長領域が赤色の波長領域であるので、図２３の透過特性において破線で囲って示すように、緑色の波長領域の光を反射して有機物の光電変換膜６３ｇへ導くことができる。同様に、多層干渉フィルター２０ｂは、透過すべき波長領域が青色の波長領域であるので、図２３の透過特性において一点鎖線で囲って示すように、緑色の波長領域の光を反射して有機物の光電変換膜６３ｇへ導くことができる。
しかしながら、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター２０ｒ，２０ｂで反射させる際に、多層干渉フィルター２０ｒ，２０ｂの側面を通して、隣の画素へ信号が漏れ、画素間混色が増加する可能性がある。緑色の波長領域の光について画素間混色が増加すると、同じ画素内の有機物の光電変換膜６３ｇへ反射して導くことができる光の量が低減しやすい。
例えば、画素Ｐ９０１に入射した光ＩＬ１は、図２２に一点鎖線の矢印で示すように、多層干渉フィルター２０ｒ内で多重反射した後、多層干渉フィルター２０ｒの側面２０ｒ１を通過して隣の画素Ｐ９０２の光電変換膜６３ｇへ侵入する可能性がある。あるいは、例えば、画素Ｐ９０１に入射した光ＩＬ２は、図２２に二点鎖線の矢印で示すように、多層干渉フィルター２０ｒ内で反射した後、多層干渉フィルター２０ｒの側面２０ｒ１を通過して隣の画素Ｐ９０２の多層干渉フィルター２０ｂ内でさらに多重反射してから光電変換膜６３ｇへ侵入する可能性がある。この傾向は、画素Ｐ９０１に入射した光ＩＬ１，光ＩＬ２のＺ方向に対する傾斜角が大きい場合に顕著になる。
そこで、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５において、図４に示すように、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの側面に反射部１７０を配置することで、画素間混色を抑制させる。図４（ａ）は、固体撮像装置１０５をＹ方向に垂直に切った場合の断面構成を示す図であり、図４（ｂ）は、固体撮像装置１０５を多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂに対応したＺ位置でＺ方向に垂直に切った場合の平面構成を示す図である。以下では、基本の形態と異なる部分を中心に説明する。
固体撮像装置１０５では、単位画素群ＰＧ９００（図２２参照）に代えて単位画素群ＰＧ１００が画素配列ＰＡ（図３参照）内に２次元的に配列されている。単位画素群ＰＧ１００は、２つの画素Ｐ９０１，Ｐ９０２（図２２参照）に代えて２つの画素Ｐ１０１，Ｐ１０２を含む。画素Ｐ１０１は、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）に対応し、画素Ｐ１０２が緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応している。
画素Ｐ１０１は、多層干渉フィルター２０ｒ（図２２参照）に代えて多層干渉フィルター１２０ｒを有するとともに、反射部１７０をさらに有する。
基本の形態では、画素Ｐ９０１の多層干渉フィルター２０ｒの側面２０ｒ１が隣接する画素Ｐ９０２の多層干渉フィルター２０ｂの側面２０ｂ３に接触している（図２２参照）。
それに対して、本実施形態では、画素Ｐ１０１の多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１は、反射部１７０を間にして、隣接する画素Ｐ１０２の多層干渉フィルター１２０ｂの側面１２０ｂ３から隔てられている。
また、多層干渉フィルター１２０ｒにおいて、＋Ｘ側の側面１２０ｒ１、＋Ｙ側の側面１２０ｒ２、−Ｘ側の側面１２０ｒ３、−Ｙ側の側面１２０ｒ４は、いずれも、反射部１７０に接触している。
反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１，１２０ｒ２，１２０ｒ３，１２０ｒ４に配されている。反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４を覆っている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター１２０ｒを囲むように配されている。これにより、反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｒ内で多重反射された緑色の光を側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４で多層干渉フィルター１２０ｒ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ１０２へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター１２０ｒ及び反射部１７０で効率的に反射させて画素Ｐ１０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
反射部１７０は、絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４に配されている。反射部１７０は、絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４を覆っている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、絶縁膜４３ｒを囲むように配されている。これにより、反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｒで反射され絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４に到達した光を絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４で反射させて画素Ｐ１０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４を形成する溝ＴＲ（図７（ａ）参照）に導電物質が埋め込まれて構成されている。導電物質は、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、及びＴｉのうちの少なくとも１つを主成分とする材料を含む。反射部１７０は、コンタクトプラグ８１ｇと同じ材料で形成されていてもよい。これにより、多層干渉フィルター１２０ｒと反射部１７０との界面、すなわち多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４を反射面として機能させることができる。
反射部１７０は、グランド電位に接続されている。反射部１７０は、配線（図示せず）を介して例えば画素配列ＰＡ（図３参照）の周辺領域でグランドライン（図示せず）に接続されている。Ｚ方向から透視した場合に、反射部１７０の内側にコンタクトプラグ８１ｇが位置する。反射部１７０がグランド電位に接続されているので、容量結合等による、コンタクトプラグ８１ｇで転送される信号電荷に対する反射部１７０の電位の影響を低減できる。
なお、図４（ｂ）では、Ｚ方向から透視した場合にコンタクトプラグ８１ｇが画素Ｐ１０１の中心近傍に配される場合が例示的に示されているが、コンタクトプラグ８１ｇは、反射部１７０から電気的に絶縁されていれば、反射部１７０の内側における画素Ｐ１０１の中心近傍からシフトした位置に配されていてもよい。
反射部１７０は、画素電極膜６１ｇと電気的に絶縁されるように構成されている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、画素電極膜６１ｇに重ならず且つ画素電極膜６１ｇを囲むパターンを有する。すなわち、反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、エアギャップ構造ＡＧ１に含まれるパターンを有する。反射部１７０が画素電極膜６１ｇと電気的に絶縁されるように構成されているので、画素電極膜６１ｇで集められる信号電荷に対する反射部１７０の電位の影響を低減できる。
反射部１７０は、半導体基板１０から電気的に絶縁されるように構成されている。反射部１７０は、層間絶縁膜３０ｒを介して半導体基板１０の上方に配されている。反射部１７０が半導体基板１０から電気的に絶縁されるように構成されているので、半導体基板１０の電位に対する反射部１７０の電位の影響を低減できる。
同様に、画素Ｐ１０２は、多層干渉フィルター２０ｂ（図２２参照）に代えて多層干渉フィルター１２０ｂを有するとともに、反射部１７０をさらに有する。
多層干渉フィルター１２０ｂにおいて、＋Ｘ側の側面１２０ｂ１、＋Ｙ側の側面１２０ｂ２、−Ｘ側の側面１２０ｂ３、−Ｙ側の側面１２０ｂ４は、いずれも、反射部１７０に接触している。
反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｂの側面１２０ｂ１，１２０ｂ２，１２０ｂ３，１２０ｂ４に配されている。反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｂの側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４を覆っている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター１２０ｂを囲むように配されている。これにより、反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｂ内で多重反射された緑色の光を側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４で多層干渉フィルター１２０ｂ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ１０１へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター２０ｂ及び反射部１７０で効率的に反射させて画素Ｐ１０２の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
反射部１７０は、絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４に配されている。反射部１７０は、絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４を覆っている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、絶縁膜４３ｂを囲むように配されている。これにより、反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｂで反射され絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４に到達した光を絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４で反射させて画素Ｐ１０２の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、反射部１７０は、隣接する２つの画素Ｐ１０１，Ｐ１０２の境界領域に配され、隣接する２つの画素Ｐ１０１，Ｐ１０２の間で共有されている。これに応じて、複数の画素の反射部１７０は、図５に示すように、Ｚ方向から透視した場合に、画素の境界を規定するように格子状に延びている。図５は、Ｚ方向から透視した場合の平面構成を反射部１７０及びコンタクトプラグ８１ｇに着目して示した図である。複数の画素の反射部１７０が画素の境界を規定するように格子状に延びているので、各画素の受光面積を確保できるとともに、画素間混色を効率的に低減できる。また、複数の画素の全体としてみた場合に複数の画素の多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの剛性を向上でき、複数の画素の多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを強度的に補強できる。
次に、固体撮像装置１０５の製造方法について図６〜図８を用いて説明する。図６（ａ）〜図８（ｂ）は、固体撮像装置１０５の製造方法を示す工程断面図である。
図６（ａ）に示す工程では、半導体基板１０を準備し、イオン注入法などにより半導体基板１０にウエル領域１３を形成する。ウエル領域１３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。Ｐ型の不純物は、例えば、ボロンである。そして、イオン注入法などにより、ウエル領域１３内に、電荷保持部１１ｇ及び光電変換部１１ｒ，１１ｂを形成する。電荷保持部１１ｇ及び光電変換部１１ｒ，１１ｂのそれぞれは、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１３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）で形成する。Ｎ型の不純物は、例えば、リン又は砒素である。
図６（ｂ）に示す工程では、ＣＶＤ法などにより、半導体基板１０の上に層間絶縁膜３０ｒ，３０ｂを堆積する。次に、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂとなるべき各層の形成を開始する。具体的には、スパッタ法などにより、第１の絶縁層２１ｉ−１、第２の絶縁層２２ｉ−１、第１の絶縁層２１ｉ−２、第２の絶縁層２２ｉ−２を順に堆積する。
第１の絶縁層２１ｉ−１、２１ｉ−２は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）で形成する。各第１の絶縁層２１ｉ−１、２１ｉ−２は、中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４の光学的膜厚に相当する物理膜厚で形成する。各第１の絶縁層２１ｉ−１、２１ｉ−２を酸化チタン（屈折率２．５）で形成する場合、５５０×１／４×１／２．５＝５５（ｎｍ）の物理膜厚で形成する。
第２の絶縁層２２ｉ−１、２２ｉ−２は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）で形成する。第２の絶縁層２２ｉ−１は、中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４の光学的膜厚に相当する物理膜厚で形成する。各第２の絶縁層２２ｉ−１、２２ｉ−２を酸化シリコン（屈折率１．４５）で形成する場合、５５０×１／４×１／１．４５≒９４．８（ｎｍ）の物理膜厚で形成する。波長選択層２２ｒ−２となるべき第２の絶縁層２２ｉ−２は、赤色の波長帯に対応した膜厚（例えば、８５ｎｍ）の物理膜厚で形成する。
そして、リソグラフィー法により、第２の絶縁層２２ｉ−２における光電変換部１１ｒの上方に対応した部分２２ｉ−２１を覆うレジストパターンＲＰ１を形成する。
図６（ｃ）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をマスクとして絶縁層における光電変換部１１ｂの上方に対応した部分２２ｉ−２２を青色の波長帯に対応した膜厚（例えば、０ｎｍ）までエッチングする。その後、レジストパターンＲＰ１を除去する。すなわち、第２の絶縁層２２ｉ−２における部分２２ｉ−２２を除去し部分２２ｉ−２１を残す。
図６（ｄ）に示す工程では、スパッタ法などにより、第１の絶縁層２１ｉ−３、第２の絶縁層２２ｉ−３、第１の絶縁層２１ｉ−４を順に堆積する。
第１の絶縁層２１ｉ−３、２１ｉ−４は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）で形成する。各第１の絶縁層２１ｉ−３、２１ｉ−４は、中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４の光学的膜厚に相当する物理膜厚で形成する。各第１の絶縁層２１ｉ−３、２１ｉ−４を酸化チタン（屈折率２．５）で形成する場合、５５０×１／４×１／２．５＝５５（ｎｍ）の物理膜厚で形成する。
第２の絶縁層２２ｉ−３は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）で形成する。第２の絶縁層２２ｉ−３は、中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４の光学的膜厚に相当する物理膜厚で形成する。第２の絶縁層２２ｉ−３を酸化シリコン（屈折率１．４５）で形成する場合、５５０×１／４×１／１．４５≒９４．８（ｎｍ）の物理膜厚で形成する。
そして、第１の絶縁層２１ｉ−４を覆う絶縁膜４３ｉを、ＣＶＤ法などにより、例えばＳｉＯ２で堆積して形成する。ＣＭＰ法により、絶縁膜４３ｉの平坦化を行う。
次に、絶縁膜４３ｉの上にレジストパターンＲＰ２を形成する。レジストパターンＲＰ２は、コンタクトプラグ８１ｇを配すべき領域（図４（ｂ）参照）に開口ＲＰ２ａを有する。そして、ドライエッチング法により、レジストパターンＲＰ２をマスクとして絶縁膜４３ｉをエッチングする。これにより、絶縁膜４３ｉにおけるコンタクトプラグ８１ｇを配すべき領域に（図６（ｄ）に破線で示す）所定深さの穴を形成する。この所定深さは、後の工程においてコンタクトプラグ８１ｇを配すべき領域で電荷保持部１１ｇの表面が露出された際に反射部１７０を配すべき領域で層間絶縁膜３０ｒ，３０ｂの表面が露出されるのに十分な深さとして予め実験的に求められた深さである。その後、レジストパターンＲＰ２を除去する。
図７（ａ）に示す工程では、絶縁膜４３ｉの上にレジストパターンＲＰ３を形成する。レジストパターンＲＰ３は、コンタクトプラグ８１ｇを配すべき領域（図４（ｂ）参照）に開口ＲＰ３ａを有するとともに、反射部１７０を配すべき領域（図４（ｂ）参照）に開口ＲＰ３ｂを有する。そして、ドライエッチング法により、レジストパターンＲＰ３をマスクとして絶縁膜４３ｉ、第１の絶縁層２１ｉ−４、第２の絶縁層２２ｉ−３、第１の絶縁層２１ｉ−３、第２の絶縁層２２ｉ−２、第１の絶縁層２１ｉ−２、第２の絶縁層２２ｉ−１、第１の絶縁層２１ｉ−１、層間絶縁膜３０ｒ，３０ｂをエッチングする。これにより、絶縁膜４３ｉの上面から電荷保持部１１ｇの表面まで各層を貫通したスルーホールＴＨが形成されるとともに、絶縁膜４３ｉの上面から層間絶縁膜３０ｒ，３０ｂの表面までの深さを有する溝ＴＲが形成される。この溝ＴＲは、Ｚ方向から見た場合に、複数の画素の境界を規定するように格子状に延びている（図５参照）。
これにより、第１の絶縁層２１ｒ−１、２１ｒ−２、２１ｒ−３、２１ｒ−４と第２の絶縁層２２ｒ−１、２２ｒ−２、２２ｒ−３とが交互に複数回積層された多層干渉フィルター１２０ｒが光電変換部１１ｒの上方に形成される。溝ＴＲは、多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４（図４（ｂ）参照）を形成している。また、第１の絶縁層２１ｂ−１、２１ｂ−２、２１ｂ−３、２１ｂ−４と第２の絶縁層２２ｂ−１、２２ｂ−２、２２ｂ−３とが交互に複数回積層された多層干渉フィルター１２０ｂが光電変換部１１ｂの上方に形成される。溝ＴＲは、多層干渉フィルター１２０ｂの側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４（図４（ｂ）参照）を形成している。
なお、反射部１７０をグランドラインに接続すべき配線及び／又はグランドラインをダマシン構造で形成する場合、配線に対応した溝及び／又はグランドラインに対応した溝を、溝ＴＲの形成と同時に又は溝ＴＲの形成の後に形成してもよい。
図７（ｂ）に示す工程では、ＣＶＤ法などにより、スルーホールＴＨ及び溝ＴＲに導電物質を一括で埋め込む。導電物質は、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、及びＴｉのうちの少なくとも１つを主成分とする材料で形成する。スルーホールＴＨに導電物質が埋め込まれてコンタクトプラグ８１ｇが形成されるとともに、溝ＴＲにも同一の導電物質が埋め込まれて反射部１７０が形成される。
なお、このとき、配線に対応した溝に導電物質が埋め込まれて、反射部１７０をグランドラインに接続すべき配線が形成されてもよい。また、グランドラインに対応した溝に導電物質が埋め込まれて、画素配列ＰＡ（図３参照）の周辺領域に、グランドラインが形成されてもよい。
図７（ｃ）に示す工程では、スパッタ法などにより、コンタクトプラグ８１ｇ、反射部１７０及び絶縁膜４３ｒ，４３ｂを覆う画素電極膜６１ｉを全面的に堆積する。画素電極膜６１ｉは、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯなどの透明導電物質で形成する。そして、リソグラフィー法及びドライエッチング法により、画素電極膜６１ｉにおける画素の境界領域の部分を選択的に除去して空洞ＶＤを形成する。空洞ＶＤを含むエアギャップ構造ＡＧ１は、Ｚ方向から見た場合に、反射部１７０を含み且つ反射部１７０より太い幅のラインが格子状に延びたパターン（図４（ｂ）に破線で示すパターン参照）で形成する。これにより、画素ごとに互いに電気的に分離された画素電極膜６１ｇが形成される。
図８（ａ）に示す工程では、スパッタ法などにより、画素電極膜６１ｇ及びエアギャップ構造ＡＧ１を覆う光電変換膜６３ｇを堆積して形成する。光電変換膜６３ｇは、例えば、緑色の波長領域の光を吸収し他の波長領域の光を透過させる性質を有した例えば、キナクリドンなどの有機物で形成する。そして、スパッタ法などにより、光電変換膜６３ｇを覆う共通電極膜６２ｇを堆積して形成する。共通電極膜６２ｇは、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯなどの透明導電物質で形成する。
図８（ｂ）に示す工程では、共通電極膜６２ｇの上にカラーフィルター８０ｙｅ，８０ｃｙを形成する。すなわち、共通電極膜６２ｇの上面における光電変換部１１ｒに対応した領域にカラーフィルター８０ｙｅを形成し、共通電極膜６２ｇの上面における光電変換部１１ｂに対応した領域にカラーフィルター８０ｃｙを形成する。例えば、カラーフィルター８０ｙｅは、イエローの顔料を含む有機物で形成し、カラーフィルター８０ｃｙは、シアンの顔料を含む有機物で形成する。
以上のように、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５の各画素Ｐ１０１，Ｐ１０２において、反射部１７０が、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４，１２０ｂ１〜１２０ｂ４に配され、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４，１２０ｂ１〜１２０ｂ４を覆っている。これにより、例えば画素Ｐ１０１において、反射部１７０は、多層干渉フィルター１２０ｒ内で多重反射され側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４に到達した緑色の光を側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４で多層干渉フィルター１２０ｒ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ１０２の光電変換膜６３ｇへ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター１２０ｒ及び反射部１７０で効率的に反射させて画素Ｐ１０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。したがって、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜を薄膜化した場合に、画素間混色を低減しながら有機光電変換膜に効率よく光を導きその感度を向上させることができる。
例えば、仮に、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂ及び反射部１７０が設けられていない場合、有機光電変換膜の膜厚を０．１６μｍにすると、有機光電変換膜へ入射した緑色の光のうち６８％が有機光電変換膜で吸収及び光電変換され残りの３２％が有機光電変換膜を透過してしまう。すなわち、有機光電変換膜の光電変換効率が要求レベルを満たすことができない可能性がある。
それに対して、第１の実施形態のように、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂ及び反射部１７０が設けられている場合、有機光電変換膜の膜厚を０．１６μｍにしたとき、有機光電変換膜へ入射及び再入射した緑色の光のうち９０％が有機光電変換膜で吸収及び光電変換され残りの１０％が有機光電変換膜を透過する。すなわち、第１の実施形態によれば、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜の膜厚を０．１６μｍに薄膜化した場合でも、有機光電変換膜へ入射及び再入射した緑色の光について有機光電変換膜の光電変換効率を要求レベル以上に向上でき、有機光電変換膜の感度を向上できる。
また、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５の各画素Ｐ１０１，Ｐ１０２において、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂが、光電変換部６０ｇを通過した光のうち第２の色（赤色又は青色）の光を選択的に光電変換部１１ｒ，１１ｂへ導くとともに第１の色（緑色）の光を反射して光電変換部６０ｇへ導く。これにより、各画素Ｐ１０１，Ｐ１０２を２つの色に対応させながら光電変換部６０ｇにおける光電変換膜６３ｇに効率的に光を導くことができる。
また、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５の各画素Ｐ１０１，Ｐ１０２において、反射部１７０が、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを囲むように配されている。これにより、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向、−Ｘ方向、−Ｙ方向の各方向にそれぞれ隣接する画素との間で画素間混色を低減できる。
また、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５の各画素Ｐ１０１，Ｐ１０２において、反射部１７０が、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４，１２０ｂ１〜１２０ｂ４を形成する溝ＴＲに導電物質が埋め込まれて構成されている。溝ＴＲは、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを囲むように形成されている。これにより、反射部１７０を、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを囲むように構成している。このとき、コンタクトプラグ８１ｇを形成するためのスルーホールＴＨと一括で同一の導電物質を埋め込んでいるので、製造工程の煩雑化を招くことなく、反射部１７０を形成することができる。
また、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５の各画素Ｐ１０１，Ｐ１０２において、反射部１７０が、グランド電位に接続されている。これにより、反射部１７０の電位が容量結合等により周囲に与える影響を抑制できる。
また、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５の各画素Ｐ１０１，Ｐ１０２において、反射部１７０が、画素電極膜６１ｇと電気的に絶縁されるように構成されている。例えば、反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、画素電極膜６１ｇに重ならず且つ画素電極膜６１ｇを囲むパターンを有する。これにより、画素電極膜６１ｇで集められる信号電荷に対する反射部１７０の電位の影響を抑制できる。
また、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５の各画素Ｐ１０１，Ｐ１０２において、カラーフィルター８０ｙｅ，８０ｃｙが、光電変換膜６３ｇに対して光電変換部１１ｒ，１１ｂと反対側に配されている。これにより、カラーフィルター８０ｙｅ，８０ｃｙで下方から入射する不要な光を吸収できるので、不要な光が固体撮像装置１０５から被写体側へ反射されることを抑制できる。
また、第１の実施形態では、固体撮像装置１０５において、反射部１７０が、隣接する２つの画素Ｐ１０１，Ｐ１０２の境界領域に配され、隣接する２つの画素Ｐ１０１，Ｐ１０２の間で共有されている。これに応じて、複数の画素の反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、画素の境界を規定するように格子状に延びている。これにより、各画素の受光面積を確保できるとともに、画素間混色を効率的に低減できる。また、複数の画素の全体としてみた場合に複数の画素の多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの剛性を向上でき、複数の画素の多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを強度的に補強できる。
なお、第１の実施形態では、光電変換膜６３ｇが有機膜で構成されている場合について例示的に説明しているが、光電変換膜６３ｇは無機膜で構成されていてもよい。例えば、光電変換膜６３ｇは、例えば、シリコン、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、硫化鉛、及びセレン化鉛からなる群から選ばれた物質を主成分とした材料で形成することができる。あるいは、光電変換膜６３ｇは、Ｇｅ，ＳｉＧｅ，アモルファスＳｉ、アモルファスＧｅ、ＳｉＧｅのようにシリコンよりもバンドギャップが小さな物質を主成分とした材料で形成することができる。
（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、溝ＴＲに埋め込まれた導電物質で反射部１７０を形成しているが、第２の実施形態では、溝ＴＲが気体で満たされたエアギャップ構造ＡＧ２で反射部２７０を形成する。
具体的には、固体撮像装置２０５では、図９に示すように、単位画素群ＰＧ１００（図４参照）に代えて単位画素群ＰＧ２００が画素配列ＰＡ（図３参照）内に２次元的に配列されている。図９（ａ）は、固体撮像装置２０５をＹ方向に垂直に切った場合の断面構成を示す図であり、図９（ｂ）は、固体撮像装置２０５を多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂに対応したＺ位置でＺ方向に垂直に切った場合の平面構成を示す図である。
単位画素群ＰＧ２００は、２つの画素Ｐ１０１，Ｐ１０２（図４参照）に代えて２つの画素Ｐ２０１，Ｐ２０２を含む。画素Ｐ２０１は、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）に対応し、画素Ｐ２０２が緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応している。
画素Ｐ２０１は、反射部１７０（図４参照）に代えて反射部２７０を有する。反射部２７０は、エアギャップ構造ＡＧ２を有する。エアギャップ構造ＡＧ２は、溝ＴＲ（図１０（ｃ）参照）に空気又は所定の気体（例えば、窒素又は不活性ガスなど）が満たされて構成されている。溝ＴＲは、多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４及び絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４を形成する。溝ＴＲを含むエアギャップ構造ＡＧ２は、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを囲むように配されている。
例えば、溝ＴＲに空気が充填されている場合、エアギャップ構造ＡＧ２（溝ＴＲ）の屈折率は１である。多層干渉フィルター１２０ｒにおいて第１の絶縁層が酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．５）で形成され第２の絶縁層が酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率１．４５）で形成されている場合、エアギャップ構造ＡＧ２の屈折率が第１の絶縁層の屈折率及び第２の絶縁層の屈折率のいずれよりも低い。また、エアギャップ構造ＡＧ２の屈折率と第１の絶縁層の屈折率及び第２の絶縁層の屈折率との差は、いずれも、比較的大きい。これにより、多層干渉フィルター１２０ｒ内からエアギャップ構造ＡＧ２側へ進む光を多層干渉フィルター１２０ｒとエアギャップ構造ＡＧ２との界面で全反射させやすい。言い換えると、多層干渉フィルター１２０ｒとエアギャップ構造ＡＧ２との界面、すなわち多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４を反射面として機能させることができる。
これにより、エアギャップ構造ＡＧ２を含む反射部２７０は、多層干渉フィルター１２０ｒ内で多重反射された緑色の光を側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４で多層干渉フィルター１２０ｒ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ２０２へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター１２０ｒ及び反射部２７０で効率的に反射させて画素Ｐ２０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。また、反射部２７０は、多層干渉フィルター１２０ｒで反射され絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４に到達した光を絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４で反射させて画素Ｐ２０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
なお、エアギャップ構造ＡＧ２における溝ＴＲは、エアギャップ構造ＡＧ１における空洞ＶＤに連通している。エアギャップ構造ＡＧ２における溝ＴＲの幅は、エアギャップ構造ＡＧ１における空洞ＶＤの幅より小さくてもよいし、エアギャップ構造ＡＧ１における空洞ＶＤの幅と均等であってもよい。
同様に、画素Ｐ２０２は、反射部１７０（図４参照）に代えて反射部２７０を有する。反射部２７０は、エアギャップ構造ＡＧ２を有する。エアギャップ構造ＡＧ２は、溝ＴＲ（図１０（ｃ）参照）に空気又は所定の気体（例えば、窒素又は不活性ガスなど）が満たされて構成されている。溝ＴＲは、多層干渉フィルター１２０ｂの側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４及び絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４を形成する。すなわち、画素Ｐ２０２においても、多層干渉フィルター１２０ｂとエアギャップ構造ＡＧ２との界面（多層干渉フィルター１２０ｂの側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４）を反射面として機能させている。
これにより、エアギャップ構造ＡＧ２を含む反射部２７０は、多層干渉フィルター１２０ｂ内で多重反射された緑色の光を側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４で多層干渉フィルター１２０ｂ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ２０１へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター１２０ｂ及び反射部２７０で効率的に反射させて画素Ｐ２０２の光電変換膜６３ｇに導くことができる。また、反射部２７０は、多層干渉フィルター１２０ｂで反射され絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４に到達した光を絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４で反射させて画素Ｐ２０２の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
また、固体撮像装置２０５の製造方法が図１０及び図１１に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる。図１０（ａ）〜図１１（ｂ）は、固体撮像装置２０５の製造方法を示す工程断面図である。
図１０（ａ）に示す工程では、図６（ｄ）に示す工程と同様に、絶縁膜４３ｉの上にレジストパターンＲＰ２を形成する。そして、レジストパターンＲＰ２をマスクとして電荷保持部１１ｇの表面が露出されるまでエッチングを行う。これにより、絶縁膜４３ｉの上面から電荷保持部１１ｇの表面まで各層を貫通したスルーホールＴＨが形成される。
図１０（ｂ）に示す工程では、ＣＶＤ法などにより、スルーホールＴＨに導電物質を埋め込む。導電物質は、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、及びＴｉのうちの少なくとも１つを主成分とする材料で形成する。スルーホールＴＨに導電物質が埋め込まれてコンタクトプラグ８１ｇが形成される。
そして、絶縁膜４３ｉの上にレジストパターンＲＰ４を形成する。レジストパターンＲＰ４は、反射部２７０を配すべき領域（図９（ｂ）参照）に開口ＲＰ４ａを有する。そして、ドライエッチング法により、破線で示すように、レジストパターンＲＰ４をマスクとして絶縁膜４３ｉ、第１の絶縁層２１ｉ−４、第２の絶縁層２２ｉ−３、第１の絶縁層２１ｉ−３、第２の絶縁層２２ｉ−２、第１の絶縁層２１ｉ−２、第２の絶縁層２２ｉ−１、第１の絶縁層２１ｉ−１をエッチングする。これにより、絶縁膜４３ｉの上面から層間絶縁膜３０ｒ，３０ｂの表面までの深さを有する溝ＴＲ（図１０（ｃ）参照）が形成される。
図１０（ｃ）に示す工程では、スパッタ法などにより、コンタクトプラグ８１ｇ、反射部２７０及び絶縁膜４３ｒ，４３ｂを覆う画素電極膜６１ｉを全面的に堆積する。このとき、画素電極膜６１ｉが溝ＴＲの上部近傍でとどまり溝ＴＲの底部側へ入っていかないようにスパッタ条件をカバレッジの悪い条件に調整しておく。そして、リソグラフィー法及びドライエッチング法により、画素電極膜６１ｉにおける画素の境界領域の部分を選択的に除去して空洞ＶＤを形成する。このとき、溝ＴＲの上部近傍にとどまっている画素電極膜６１ｉも除去される。空洞ＶＤを含むエアギャップ構造ＡＧ１により、画素ごとに互いに電気的に分離された画素電極膜６１ｇが形成される。
図１１（ａ）に示す工程では、塗布法により、画素電極膜６１ｇ及びエアギャップ構造ＡＧ１を覆う光電変換膜６３ｇを形成する。すなわち、画素電極膜６１ｇ及びエアギャップ構造ＡＧ１の上に、光電変換膜６３ｇの材料として粘性の高い有機物を塗付する。これにより、破線で囲って示すように、光電変換膜６３ｇの材料（有機物）がエアギャップ構造ＡＧ１における空洞ＶＤ及びエアギャップ構造ＡＧ２における溝ＴＲに入っていかないようにすることができる。そして、スパッタ法などにより、光電変換膜６３ｇを覆う共通電極膜６２ｇを堆積して形成する。共通電極膜６２ｇは、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯなどの透明導電物質で形成する。
図１１（ｂ）に示す工程では、図８（ｂ）に示す工程と同様の工程を行う。
以上のように、第２の実施形態では、固体撮像装置２０５の各画素Ｐ２０１，Ｐ２０２において、反射部２７０が、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの側面１２０ｒ１〜１２４ｒ４，１２０ｂ１〜１２０ｂ４を形成する溝ＴＲに気体が満たされたエアギャップ構造ＡＧ２で構成されている。エアギャップ構造ＡＧ２は、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを囲むように配されている。これにより、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂとエアギャップ構造ＡＧ２との界面を反射面として機能させることができる。例えば、画素Ｐ２０１において、エアギャップ構造ＡＧ２を含む反射部２７０は、多層干渉フィルター１２０ｒ内で多重反射された緑色の光を側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４で多層干渉フィルター１２０ｒ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ２０２へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター１２０ｒ及び反射部２７０で効率的に反射させて画素Ｐ２０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。また、反射部２７０は、多層干渉フィルター１２０ｒで反射され絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４に到達した光を絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４で反射させて画素Ｐ２０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
なお、図１０（ｂ）、（ｃ）に示す工程では、溝ＴＲを形成した後に空洞ＶＤを形成しているが、空洞ＶＤ及び溝ＴＲを連続的に形成してもよい。例えば、スルーホールＴＨに導電物質を埋め込んだ後にレジストパターンＲＰ４を形成せずに、画素電極膜６１ｉを全面的に堆積し、その後にレジストパターンＲＰ４を形成する。そして、ドライエッチング法により、レジストパターンＲＰ４をマスクとして画素電極膜６１ｉ、絶縁膜４３ｉ、第１の絶縁層２１ｉ−４、第２の絶縁層２２ｉ−３、第１の絶縁層２１ｉ−３、第２の絶縁層２２ｉ−２、第１の絶縁層２１ｉ−２、第２の絶縁層２２ｉ−１、第１の絶縁層２１ｉ−１をエッチングする。これにより、製造工程の簡略化を図りつつ、空洞ＶＤ及び溝ＴＲを連続的に形成することができる。
このとき、エアギャップ構造ＡＧ２における溝ＴＲのパターンは、エアギャップ構造ＡＧ１における空洞ＶＤのパターンに対応したものとなる。すなわち、画素電極膜６３ｇは、Ｚ方向から透視した場合に、反射部２７０のパターンに対応した（例えば整合した）パターンを有するものとなる。
（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、溝ＴＲに埋め込まれた導電物質で反射部１７０を形成しているが、第３の実施形態では、溝ＴＲに埋め込まれた絶縁物質で反射部３７０を形成する。
具体的には、固体撮像装置３０５では、図１２に示すように、単位画素群ＰＧ１００（図４参照）に代えて単位画素群ＰＧ３００が画素配列ＰＡ（図３参照）内に２次元的に配列されている。図１２（ａ）は、固体撮像装置３０５をＹ方向に垂直に切った場合の断面構成を示す図であり、図１２（ｂ）は、固体撮像装置３０５を多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂに対応したＺ位置でＺ方向に垂直に切った場合の平面構成を示す図である。
単位画素群ＰＧ３００は、２つの画素Ｐ１０１，Ｐ１０２（図４参照）に代えて２つの画素Ｐ３０１，Ｐ３０２を含む。画素Ｐ３０１は、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）に対応し、画素Ｐ３０２が緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応している。
画素Ｐ３０１は、反射部１７０（図４参照）に代えて反射部３７０を有する。反射部３７０は、多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４を形成する溝ＴＲ（図１３（ｃ）参照）に絶縁物質が埋め込まれて構成されている。
絶縁物質は、多層干渉フィルター１２０ｒにおいて第１の絶縁層と第２の絶縁層とが交互に積層されている場合に、第１の絶縁層の屈折率及び第２の絶縁層の屈折率のいずれとも異なる屈折率を有する材料が用いられる。例えば、多層干渉フィルター１２０ｒにおいて第１の絶縁層が酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．５）で形成され第２の絶縁層が酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率１．４５）で形成されている場合、絶縁物質は、シリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４、屈折率２．０）、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３、屈折率１．６３）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯ２、屈折率１．９５）のうちの少なくとも１つを主成分とする材料を含む。
また、反射部３７０は、その覆っている側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４に垂直な方向の光学的な幅が、多層干渉フィルター１２０ｒの中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４より大幅に大きい。例えば、反射部３７０の屈折率をｎ３７１とし、多層干渉フィルター１２０ｒのＸ側の側面１２０ｒ１を覆っている部分３７１のＸ方向の幅Ｗ３７１とすると、ｎ３７１×Ｗ３７１＞＞５５０×１／４（ｎｍ）が成り立つ。
言い換えると、反射部３７０の材料として第１の絶縁層の屈折率及び第２の絶縁層の屈折率のいずれとも異なる屈折率を有する絶縁物質が用いられ、反射部３７０が覆っている側面に垂直な方向における反射部３７０の光学的な幅が多層干渉フィルター１２０ｒの中心波長の１／４より大幅に大きいので、多層干渉フィルター１２０ｒと反射部３７０との界面、すなわち多層干渉フィルター１２０ｒの側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４を反射面として機能させることができる。
これにより、反射部３７０は、多層干渉フィルター１２０ｒ内で多重反射された緑色の光を側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４で多層干渉フィルター１２０ｒ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ３０２へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター１２０ｒ及び反射部３７０で効率的に反射させて画素Ｐ３０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。また、反射部３７０は、多層干渉フィルター１２０ｒで反射され絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４に到達した光を絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４で反射させて画素Ｐ３０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
なお、反射部３７０が覆っている側面に垂直な方向において、反射部３７０の幅は、エアギャップ構造ＡＧ１における空洞ＶＤの幅より小さくてもよいし、エアギャップ構造ＡＧ１における空洞ＶＤの幅と均等以上であってもよい。
同様に、画素Ｐ３０２は、反射部１７０（図４参照）に代えて反射部３７０を有する。反射部３７０は、多層干渉フィルター１２０ｂの側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４を形成する溝ＴＲ（図１３（ｃ）参照）に、多層干渉フィルター１２０ｂにおける第１の絶縁層及び第２の絶縁層とは異なる屈折率を有する絶縁物質が埋め込まれて構成されている。すなわち、画素Ｐ３０２においても、多層干渉フィルター１２０ｂと反射部３７０との界面（多層干渉フィルター１２０ｂの側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４）を反射面として機能させている。
これにより、反射部３７０は、多層干渉フィルター１２０ｂ内で多重反射された緑色の光を側面１２０ｂ１〜１２０ｂ４で多層干渉フィルター１２０ｂ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ３０１へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター１２０ｂ及び反射部３７０で効率的に反射させて画素Ｐ３０２の光電変換膜６３ｇに導くことができる。また、反射部３７０は、多層干渉フィルター１２０ｂで反射され絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４に到達した光を絶縁膜４３ｂの側面４３ｂ１〜４３ｂ４で反射させて画素Ｐ３０２の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
また、固体撮像装置３０５の製造方法が、図１３に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる。図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、固体撮像装置３０５の製造方法を示す工程断面図である。
図１３（ａ）に示す工程では、図６（ｄ）に示す工程と同様に、絶縁膜４３ｉの上にレジストパターンＲＰ２を形成する。そして、レジストパターンＲＰ２をマスクとして電荷保持部１１ｇの表面が露出されるまでエッチングを行う。これにより、絶縁膜４３ｉの上面から電荷保持部１１ｇの表面まで各層を貫通したスルーホールＴＨが形成される。
図１３（ｂ）に示す工程では、ＣＶＤ法などにより、スルーホールＴＨに導電物質を埋め込む。導電物質は、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、及びＴｉのうちの少なくとも１つを主成分とする材料で形成する。スルーホールＴＨに導電物質が埋め込まれてコンタクトプラグ８１ｇが形成される。そして、絶縁膜４３ｉの上にレジストパターンＲＰ４を形成する。レジストパターンＲＰ４は、反射部３７０を配すべき領域（図９（ｂ）参照）に開口ＲＰ４ａを有する。
図１３（ｃ）に示す工程では、ドライエッチング法により、破線で示すように、レジストパターンＲＰ４（図１３（ｂ）参照）をマスクとして絶縁膜４３ｉ、第１の絶縁層２１ｉ−４、第２の絶縁層２２ｉ−３、第１の絶縁層２１ｉ−３、第２の絶縁層２２ｉ−２、第１の絶縁層２１ｉ−２、第２の絶縁層２２ｉ−１、第１の絶縁層２１ｉ−１をエッチングする。これにより、絶縁膜４３ｉの上面から層間絶縁膜３０ｒ，３０ｂの表面までの深さを有する溝ＴＲが形成される。その後、レジストパターンＲＰ４を除去する。
図１３（ｄ）に示す工程では、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＨＤＰ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ）法などにより、溝ＴＲに絶縁物質を埋め込む。絶縁物質は、例えば、シリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯ２）のうちの少なくとも１つを主成分とする材料で形成する。溝ＴＲに絶縁物質が埋め込まれて反射部３７０が形成される。
その後、図７（ｃ）以降と同様の工程が行われる。
以上のように、第３の実施形態では、固体撮像装置３０５の各画素Ｐ３０１，Ｐ３０２において、反射部３７０が、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの側面を形成する溝ＴＲに絶縁物質が埋め込まれて構成されている。反射部３７０は、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを囲むように配されている。このとき、反射部３７０の材料として第１の絶縁層の屈折率及び第２の絶縁層の屈折率のいずれとも異なる屈折率を有する絶縁物質が用いられ、反射部３７０が覆っている側面に垂直な方向における反射部３７０の幅が多層干渉フィルター１２０ｂの中心波長の１／４より大幅に大きい。これにより、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂと反射部３７０との界面を反射面として機能させることができる。例えば、画素Ｐ３０１において、反射部３７０は、多層干渉フィルター１２０ｒ内で多重反射された緑色の光を側面１２０ｒ１〜１２０ｒ４で多層干渉フィルター１２０ｒ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ３０２へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター１２０ｒ及び反射部３７０で効率的に反射させて画素Ｐ３０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。また、反射部３７０は、多層干渉フィルター１２０ｒで反射され絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４に到達した光を絶縁膜４３ｒの側面４３ｒ１〜４３ｒ４で反射させて画素Ｐ３０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
また、第３の実施形態では、固体撮像装置３０５において、反射部３７０が、隣接する２つの画素Ｐ３０１，Ｐ３０２の境界領域に配され、隣接する２つの画素Ｐ３０１，Ｐ３０２の間で共有されている。これに応じて、複数の画素の反射部３７０は、Ｚ方向から透視した場合に、画素の境界を規定するように格子状に延びている。このとき、絶縁物質の反射部３７０であるため、周辺への電位の影響を配慮する必要なく、各画素の受光面積を確保できるとともに、画素間混色を効率的に低減できる。また、複数の画素の全体としてみた場合に複数の画素の多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの剛性を向上でき、複数の画素の多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂを強度的に補強できる。
（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、各画素が２つの色に対応するように構成されているが、第４の実施形態では、各画素が３つの色に対応するように構成される。
具体的には、固体撮像装置４０５は、図１４に示すように構成されている。図１４（ａ）は、固体撮像装置４０５をＹ方向に垂直に切った場合の断面構成を示す図であり、図１４（ｂ）は、固体撮像装置４０５を多層干渉フィルター４２０ｒｂに対応したＺ位置でＺ方向に垂直に切った場合の平面構成を示す図である。以下では、基本の形態と異なる部分を中心に説明する。
固体撮像装置４０５では、画素Ｐ４０１，Ｐ４０２を含む複数の画素が画素配列ＰＡ（図３参照）内に２次元的に配列されている。画素Ｐ４０１，Ｐ４０２は、いずれも、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）、及び青（Ｂ）に対応している。なお、画素Ｐ４０２の構成は画素Ｐ４０１の構成と同様であるため、画素Ｐ４０１の構成について主として説明する。
画素Ｐ４０１は、カラーフィルター８０ｙｅ，８０ｃｙを有さず、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂ及び光電変換部１１ｒ，１１ｂ（図４参照）に代えて、多層干渉フィルター４２０ｒｂ、光電変換部（第２の光電変換部）４１１ｂ、及び光電変換部（第３の光電変換部）４１１ｒを有する。
多層干渉フィルター４２０ｒｂは、光電変換部６０ｇで緑（Ｇ）色の光を光電変換する場合、光電変換部６０ｇを通過した光のうち赤（Ｒ）色の光及び青（Ｂ）色の光を選択的に光電変換部４１１ｂ及び光電変換部４１１ｒへ導く。多層干渉フィルター４２０ｒｂのフィルター特性は、図１５（ｂ）に示すように、赤（Ｒ）色の波長帯域及び青（Ｂ）色の波長帯域に分光透過率のピークをそれぞれ有する。図１５（ｂ）は、多層干渉フィルター４２０ｒｂの透過特性（フィルター特性）を示す図である。図１５（ｂ）に破線で囲って示すように、多層干渉フィルター４２０ｒｂは、緑（Ｇ）色の波長領域の光を反射することができる。
このような透過特性（フィルター特性）は、図１５（ａ）に示すように、多層干渉フィルター４２０ｒｂにおいて第１の絶縁層及び第２の絶縁層が交互に積層され、第１の絶縁層の屈折率が第２の絶縁層の屈折率より高い場合に、第１の絶縁層の光学的膜厚を中心波長の１／４より厚くし、第２の絶縁層の光学的膜厚を中心波長の１／４より薄くすることで実現可能である。図１５（ａ）は、多層干渉フィルター４２０ｒｂの構成を示す図である。
第１の絶縁層が酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．５）で形成され、第２の絶縁層が酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率１．４５）で形成されている場合、例えば、第１の絶縁層の物理膜厚として６４（ｎｍ）が選択され、第２の絶縁層の物理膜厚として４１（ｎｍ）が選択される。このとき、多層干渉フィルター４２０ｒｂの中心波長をλ＝５５０ｎｍとすると、第１の絶縁層の光学的膜厚は、２．５×６４＝１６０≒λ／３．５＞λ／４であり、第２の絶縁層の光学的膜厚は、１．４５×４１＝５９．４５≒λ／９．３＜λ／４である。
なお、図１５（ｂ）の透過特性（フィルター特性）は、６層の第１の絶縁層（ＴｉＯ２層）と５層の第２の絶縁層（ＳｉＯ２層）とを含む多層干渉フィルター４２０ｒｂ’についてシミュレーションを行った結果であるが、２層の第１の絶縁層と１層の第２の絶縁層とを含む多層干渉フィルター４２０ｒｂについても同様な透過特性（フィルター特性）を得られることが確認されている。
具体的には、多層干渉フィルター４２０ｒｂでは、図１４（ａ）に示すように、第１の絶縁層４２１ｒｂ−１，４２１ｒｂ−２と第２の絶縁層４２２ｒｂ−１とが交互に積層されている。第１の絶縁層４２１ｒｂ−１，４２１ｒｂ−２の屈折率は、第２の絶縁層４２２ｒｂ−１の屈折率より高い。第１の絶縁層４２１ｒｂ−１，４２１ｒｂ−２は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．５）で形成されている。第２の絶縁層４２２ｒｂ−１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２、屈折率１．４５）で形成されている。
各第１の絶縁層４２１ｒｂ−１，４２１ｒｂ−２は、互いに同様な膜厚を有する。各第１の絶縁層４２１ｒｂ−１，４２１ｒｂ−２の光学的膜厚は、多層干渉フィルター４２０ｒｂの中心波長の１／４より厚い。第２の絶縁層４２２ｒｂ−１の光学的膜厚は、多層干渉フィルター４２０ｒｂの中心波長の１／４より薄い。
光電変換部４１１ｂは、半導体基板１０内に配されている。光電変換部４１１ｂは、半導体基板１０内における電荷保持部１１ｇより深い位置に配されている。光電変換部４１１ｂは、第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウエル領域１３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。光電変換部４１１ｂは、青（Ｂ）色に対応しており、半導体基板１０の表面１０ａから青（Ｂ）色の吸収長（０．１４μｍ）に対応した深さに配されている（図２４参照）。これにより、光電変換部４１１ｂは、多層干渉フィルター４２０ｒｂを通過して半導体基板１０に侵入した光のうち青（Ｂ）色の光を光電変換することができる。なお、多層干渉フィルター４２０ｒｂを通過して半導体基板１０に侵入した光のうち赤（Ｒ）色の光は、光電変換部４１１ｂを通過して光電変換部４１１ｒへ侵入する。
光電変換部４１１ｒは、半導体基板１０内に配されている。光電変換部４１１ｒは、第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウエル領域１３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。光電変換部４１１ｒは、赤（Ｒ）色に対応しており、半導体基板１０の表面１０ａから赤（Ｒ）色の吸収長（０．５０μｍ）に対応した深さに配されている（図２４参照）。すなわち、光電変換部４１１ｒは、半導体基板１０内における光電変換部４１１ｂより深い位置に配されている。これにより、光電変換部４１１ｒは、多層干渉フィルター４２０ｒｂを通過して半導体基板１０に侵入した光のうち赤（Ｒ）色の光を光電変換することができる。
なお、反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂの側面４２０ｒｂ１，４２０ｒｂ２，４２０ｒｂ３，４２０ｒｂ４に配されている。反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂの側面４２０ｒｂ１〜４２０ｒｂ４を覆っている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター４２０ｒｂを囲むように配されている。これにより、反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂ内で多重反射された緑色の光を側面４２０ｒｂ１〜４２０ｒｂ４で多層干渉フィルター４２０ｒｂ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ４０２へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター４２０ｒｂ及び反射部１７０で効率的に反射させて画素Ｐ４０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
反射部１７０は、絶縁膜４３ｒｂの側面４３ｒｂ１〜４３ｒｂ４に配されている。反射部１７０は、絶縁膜４３ｒｂの側面４３ｒｂ１〜４３ｒｂ４を覆っている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、絶縁膜４３ｒｂを囲むように配されている。これにより、反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂで反射され絶縁膜４３ｒｂの側面４３ｒｂ１〜４３ｒｂ４に到達した光を絶縁膜４３ｒｂの側面４３ｒｂ１〜４３ｒｂ４で反射させて画素Ｐ４０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
また、固体撮像装置４０５の製造方法が図１６に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる。図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、固体撮像装置４０５の製造方法を示す工程断面図である。
図１６（ａ）に示す工程では、半導体基板１０を準備し、イオン注入法などにより半導体基板１０にウエル領域１３を形成する。ウエル領域１３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。Ｐ型の不純物は、例えば、ボロンである。そして、イオン注入法などにより、ウエル領域１３内に、電荷保持部１１ｇ及び光電変換部４１１ｂ，４１１ｒを形成する。電荷保持部１１ｇ及び光電変換部４１１ｂ，４１１ｒは、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１３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）で形成する。Ｎ型の不純物は、例えば、リン又は砒素である。また、光電変換部４１１ｂが電荷保持部１１ｇより深い位置に形成され、光電変換部４１１ｒが光電変換部４１１ｂより深い位置に形成されるように、それぞれ、イオン注入時の加速電圧（注入エネルギー）を調整する。
図１６（ｂ）に示す工程では、ＣＶＤ法などにより、半導体基板１０の上に層間絶縁膜３０ｒｂを堆積する。次に、多層干渉フィルター４２０ｒｂとなるべき各層の形成を開始する。具体的には、スパッタ法などにより、第１の絶縁層４２１ｉ−１、第２の絶縁層４２２ｉ−１、第１の絶縁層４２１ｉ−２を順に堆積する。
第１の絶縁層４２１ｉ−１、４２１ｉ−２は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）で形成する。各第１の絶縁層４２１ｉ−１、４２１ｉ−２は、中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４の光学的膜厚より厚い光学的膜厚に相当する物理膜厚で形成する。各第１の絶縁層４２１ｉ−１、４２１ｉ−２を酸化チタン（屈折率２．５）で形成する場合、５５０×１／４×１／２．５＝５５（ｎｍ）より厚い物理膜厚（例えば、６４ｎｍ）で形成する。
第２の絶縁層４２２ｉ−１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）で形成する。第２の絶縁層４２２ｉ−１は、中心波長（例えば、５５０ｎｍ）の１／４の光学的膜厚より薄い光学的膜厚に相当する物理膜厚で形成する。第２の絶縁層４２２ｉ−１を酸化シリコン（屈折率１．４５）で形成する場合、５５０×１／４×１／１．４５≒９４．８（ｎｍ）より薄い物理膜厚（例えば、４１ｎｍ）で形成する。
その後、図６（ｄ）以降と同様の工程が行われる。
以上のように、第４の実施形態では、固体撮像装置４０５の各画素Ｐ４０１，Ｐ４０２において、反射部１７０が、多層干渉フィルター４２０ｒｂの側面４２０ｒｂ１〜４２０ｒｂ４に配され、多層干渉フィルター４２０ｒｂの側面４２０ｒｂ１〜４２０ｒｂ４を覆っている。これにより、例えば画素Ｐ４０１において、反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂ内で多重反射され側面４２０ｒｂ１〜４２０ｒｂ４に到達した緑色の光を側面４２０ｒｂ１〜４２０ｒｂ４で多層干渉フィルター４２０ｒｂ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ４０２の光電変換膜６３ｇへ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター４２０ｒｂ及び反射部１７０で効率的に反射させて画素Ｐ４０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。したがって、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜を薄膜化した場合でも、画素間混色を低減しながら有機光電変換膜に効率よく光を導きその感度を向上させることができる。
また、第４の実施形態では、固体撮像装置４０５の各画素Ｐ４０１，Ｐ４０２において、多層干渉フィルター４２０ｒｂが、光電変換部６０ｇを通過した光のうち第２の色（青色）の光及び第３の色（赤色）の光を選択的に光電変換部４１１ｂ，４１１ｒへ導くとともに第１の色（緑色）の光を反射して光電変換部６０ｇへ導く。これにより、各画素を３つの色に対応させながら光電変換部６０ｇにおける光電変換膜６３ｇに効率的に光を導くことができる。
なお、図１７に示すように、第２の実施形態に示したエアギャップ構造ＡＧ２の反射部２７０を第４の実施形態に適用してもよい。図１７は、第４の実施形態の変形例にかかる固体撮像装置４０５ｉの構成を示す図である。この場合も、緑色の光が隣接する画素Ｐ４０２の光電変換膜６３ｇへ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター４２０ｒｂ及び反射部２７０で効率的に反射させて画素Ｐ４０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。したがって、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜を薄膜化した場合でも、画素間混色を低減しながら有機光電変換膜に効率よく光を導きその感度を向上させることができる。
また、固体撮像装置４０５ｉの各画素Ｐ４０１，Ｐ４０２において、多層干渉フィルター４２０ｒｂが、光電変換部６０ｇを通過した光のうち第２の色（青色）の光及び第３の色（赤色）の光を選択的に光電変換部４１１ｂ，４１１ｒへ導くとともに第１の色（緑色）の光を反射して光電変換部６０ｇへ導く。これにより、各画素を３つの色に対応させながら光電変換部６０ｇにおける光電変換膜６３ｇに効率的に光を導くことができる。
あるいは、図１８に示すように、第３の実施形態に示した絶縁物質の反射部３７０を第４の実施形態に適用してもよい。図１８は、第４の実施形態の他の変形例にかかる固体撮像装置４０５ｊの構成を示す図である。この場合も、緑色の光が隣接する画素Ｐ４０２の光電変換膜６３ｇへ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター４２０ｒｂ及び反射部３７０で効率的に反射させて画素Ｐ４０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。したがって、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜を薄膜化した場合でも、画素間混色を低減しながら有機光電変換膜に効率よく光を導きその感度を向上させることができる。
また、固体撮像装置４０５ｊの各画素Ｐ４０１，Ｐ４０２において、多層干渉フィルター４２０ｒｂが、光電変換部６０ｇを通過した光のうち第２の色（青色）の光及び第３の色（赤色）の光を選択的に光電変換部４１１ｂ，４１１ｒへ導くとともに第１の色（緑色）の光を反射して光電変換部６０ｇへ導く。これにより、各画素を３つの色に対応させながら光電変換部６０ｇにおける光電変換膜６３ｇに効率的に光を導くことができる。
（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、多層干渉フィルター１２０ｒ，１２０ｂの特性を変えることで光電変換部１１ｒ，１１ｂに導かれる光の色を変えているが、第５の実施形態では、多層干渉フィルターの特性を変える代わりにカラーフィルタ７０ｒ，７０ｂを追加することで光電変換部１１ｒ，１１ｂに導かれる光の色を変える。
具体的には、固体撮像装置５０５では、図１９に示すように、単位画素群ＰＧ１００（図４参照）に代えて単位画素群ＰＧ５００が画素配列ＰＡ（図３参照）内に２次元的に配列されている。図１９（ａ）は、固体撮像装置５０５をＹ方向に垂直に切った場合の断面構成を示す図である。
単位画素群ＰＧ５００は、２つの画素Ｐ１０１，Ｐ１０２（図４参照）に代えて２つの画素Ｐ５０１，Ｐ５０２を含む。画素Ｐ５０１は、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）に対応し、画素Ｐ５０２が緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応している。
画素Ｐ５０１は、カラーフィルター８０ｙｅを有さず、多層干渉フィルター１２０ｒ（図４参照）に代えて多層干渉フィルター４２０ｒｂを有し、カラーフィルタ７０ｒをさらに有する。
多層干渉フィルター４２０ｒｂは、第４の実施形態における多層干渉フィルター４２０ｒｂと同様であるため、説明を省略する。
カラーフィルタ７０ｒは、多層干渉フィルター４２０ｒｂと光電変換部１１ｒとの間に配されている。例えば、カラーフィルター７０ｒは、光電変換部１１ｒの上方に配されている。カラーフィルター７０ｒは、例えば、赤色カラーフィルターであり、赤色の顔料を含む有機物で形成されている。これにより、カラーフィルター７０ｒは、入射した光のうち赤色の波長領域の光を選択的に光電変換部１１ｒへ導く。また、カラーフィルター７０ｒは、多層干渉フィルター４２０ｒｂから光電変換部１１ｒ側へ入射する不要な光（例えば、可視光における赤色以外の波長帯の光）をカットできる。
画素Ｐ５０２は、カラーフィルター８０ｃｙを有さず、多層干渉フィルター１２０ｂ（図４参照）に代えて多層干渉フィルター４２０ｒｂを有し、カラーフィルタ７０ｂをさらに有する。
多層干渉フィルター４２０ｒｂは、第４の実施形態における多層干渉フィルター４２０ｒｂと同様であるため、説明を省略する。
カラーフィルタ７０ｂは、多層干渉フィルター４２０ｒｂと光電変換部１１ｂとの間に配されている。例えば、カラーフィルター７０ｂは、光電変換部１１ｂの上方に配されている。カラーフィルター７０ｂは、例えば、青色カラーフィルターであり、青色の顔料を含む有機物で形成されている。これにより、カラーフィルター７０ｂは、入射した光のうち青色の波長領域の光を選択的に光電変換部１１ｂへ導く。また、カラーフィルター７０ｂは、多層干渉フィルター４２０ｒｂから光電変換部１１ｂ側へ入射する不要な光（例えば、可視光における青色以外の波長帯の光）をカットできる。
なお、反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂの側面４２０ｒｂ１，４２０ｒｂ３に配されている。反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂの側面４２０ｒｂ１，４２０ｒｂ３を覆っている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、多層干渉フィルター４２０ｒｂを囲むように配されている。これにより、反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂ内で多重反射された緑色の光を側面４２０ｒｂ１，４２０ｒｂ３で多層干渉フィルター４２０ｒｂ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ５０２へ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター４２０ｒｂ及び反射部１７０で効率的に反射させて画素Ｐ５０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
反射部１７０は、絶縁膜４３ｒｂの側面４３ｒｂ１，４３ｒｂ３に配されている。反射部１７０は、絶縁膜４３ｒｂの側面４３ｒｂ１，４３ｒｂ３を覆っている。反射部１７０は、Ｚ方向から透視した場合に、絶縁膜４３ｒｂを囲むように配されている。これにより、反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂで反射され絶縁膜４３ｒｂの側面４３ｒｂ１，４３ｒｂ３に到達した光を絶縁膜４３ｒｂの側面４３ｒｂ１，４３ｒｂ３で反射させて画素Ｐ４０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。
以上のように、第５の実施形態では、固体撮像装置５０５の各画素Ｐ５０１，Ｐ５０２において、反射部１７０が、多層干渉フィルター４２０ｒｂの側面４２０ｒｂ１，４２０ｒｂ３に配され、多層干渉フィルター４２０ｒｂの側面４２０ｒｂ１，４２０ｒｂ３を覆っている。これにより、例えば画素Ｐ５０１において、反射部１７０は、多層干渉フィルター４２０ｒｂ内で多重反射され側面４２０ｒｂ１，４２０ｒｂ３に到達した緑色の光を側面４２０ｒｂ１，４２０ｒｂ３で多層干渉フィルター４２０ｒｂ内へ戻すように反射できる。この結果、緑色の光が隣接する画素Ｐ５０２の光電変換膜６３ｇへ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター４２０ｒｂ及び反射部１７０で効率的に反射させて画素Ｐ５０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。したがって、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜を薄膜化した場合でも、画素間混色を低減しながら有機光電変換膜に効率よく光を導きその感度を向上させることができる。
なお、図２０に示すように、第２の実施形態に示したエアギャップ構造ＡＧ２の反射部２７０を第５の実施形態に適用してもよい。図２０は、第５の実施形態の変形例にかかる固体撮像装置５０５ｉの構成を示す図である。この場合も、緑色の光が隣接する画素Ｐ５０２の光電変換膜６３ｇへ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター４２０ｒｂ及び反射部２７０で効率的に反射させて画素Ｐ５０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。したがって、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜を薄膜化した場合でも、画素間混色を低減しながら有機光電変換膜に効率よく光を導きその感度を向上させることができる。
あるいは、図２１に示すように、第３の実施形態に示した絶縁物質の反射部３７０を第５の実施形態に適用してもよい。図２１は、第５の実施形態の他の変形例にかかる固体撮像装置５０５ｊの構成を示す図である。この場合も、緑色の光が隣接する画素Ｐ５０２の光電変換膜６３ｇへ漏れることを防止でき、緑色の波長領域の光を多層干渉フィルター４２０ｒｂ及び反射部３７０で効率的に反射させて画素Ｐ５０１の光電変換膜６３ｇに導くことができる。したがって、低電圧化の要求を満たすために有機光電変換膜を薄膜化した場合でも、画素間混色を低減しながら有機光電変換膜に効率よく光を導きその感度を向上させることができる。
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 撮像システム、１０５，２０５，３０５，４０５，４０５ｉ，４０５ｊ，５０５，５０５ｉ，５０５ｊ，９０５ 固体撮像装置。

Claims (5)

  1. 複数の画素を備え、
    前記複数の画素のそれぞれは、
    第１の色の光を光電変換する光電変換膜を含む第１の光電変換部と、
    第２の光電変換部と、
    互いに屈折率の異なる第１の層と第２の層とが交互に積層され、前記第１の光電変換部を通過した光のうち少なくとも第２の色の光を選択的に前記第２の光電変換部へ導く多層干渉フィルターと、
    前記多層干渉フィルターの側面に配された反射部と、
    を有する
    ことを特徴とする固体撮像装置。
  2. 前記反射部は、前記光電変換膜の受光面に垂直な方向から透視した場合に、前記多層干渉フィルターを囲むように配されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 前記反射部は、前記多層干渉フィルターの側面を形成する溝に導電物質が埋め込まれて構成されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
  4. 前記反射部は、前記多層干渉フィルターの側面を形成する溝に前記第１の層及び前記第２の層のいずれとも屈折率の異なる絶縁物質が埋め込まれて構成されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
  5. 前記反射部は、前記多層干渉フィルターの側面を形成する溝が気体で満たされたエアギャップ構造で構成されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
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