JP2015216187A - 固体撮像素子および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】光入射面における光の反射および回折の発生を効果的に抑制する。
【解決手段】複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで、凹部および凸部からなる微細凹凸構造が形成され、その微細凹凸構造に対して、画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜が積層される。微細凹凸構造に形成される凹部または凸部のピッチは、全ての前記画素において略同一であり、１００ｎｍ以下とされる。本技術は、例えば、固体撮像素子に適用できる。
【選択図】図３
【解決手段】複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで、凹部および凸部からなる微細凹凸構造が形成され、その微細凹凸構造に対して、画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜が積層される。微細凹凸構造に形成される凹部または凸部のピッチは、全ての前記画素において略同一であり、１００ｎｍ以下とされる。本技術は、例えば、固体撮像素子に適用できる。
【選択図】図３
Description
本開示は、固体撮像素子および電子機器に関し、特に、光入射面における光の反射および回折の発生を効果的に抑制することができるようにした固体撮像素子および電子機器に関する。
一般的に、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやCCD（Charge Coupled Device）などの固体撮像装置では、例えば、複数の画素ごとに半導体基板に光電変換素子が形成されており、半導体基板に入射した光が光電変換される。そして、画素ごとに受光した光の光量に応じた画素信号が出力され、それらの画素信号から被写体の画像が構築される。
ところで、固体撮像素子では、半導体基板に光が入射する光入射面において、光が反射することがあり、感度が低下したり迷光が発生したりすることによって、画質が低下することがあった。そこで、従来より、固体撮像素子において、例えば、多層膜干渉を利用した反射防止膜を使用し、半導体基板の光入射面における光の反射を低減することで、感度の向上を図ったり、迷光の発生を防止したりする技術が用いられている。
一方、より有効な反射防止効果を有する技術として、例えば、微細な凹凸構造を周期的に配置した構造、いわゆるモスアイ構造が知られている。このようなモスアイ構造は、一般的に、インプリントにより形成する技術が用いられており、イメージセンサにも適用されている。
例えば、特許文献１乃至３には、入射光の反射を防止するための構造として、光電変換素子が形成されるシリコン層の光入射面に、微細な凹凸構造が形成された固体撮像素子が開示されている。
ところで、従来、微細凹凸構造を利用した反射防止技術は、周期構造を利用するため、その構造の周波数（周期）に応じて光が相互作用することがあり、光入射面において光が回折して透過することがある。これにより、微細凹凸構造が形成された光入射面において回折する透過光が混色の原因となるとともに、微細凹凸構造が形成された光入射面において反射する反射光が新たな迷光源となるため、画質が低下することがあった。
また、光入射面に微細凹凸構造を設けることで反射を防止して変換効率を向上させる技術は、太陽電池の分野でもよく利用されており、ランダムな微細凹凸構造が採用されている。しかしながら、固体撮像素子において、ランダムな微細凹凸構造を採用した構成では、画素ごとにバラツキが発生し散乱光等が発生してしまい、これによっても画質が低下することになる。
また、光入射面に形成される微細凹凸構造を、高周波構造（周期の小さな構造）とすることで、光の回折を抑制することはできるが、モスアイ構造において低反射の効果を十分に得るためには、構造体の深さ（高さ）をある程度確保する必要がある。即ち、回折防止および低反射の両立を図るためには、微細凹凸構造を、高アスペクト比の構造とすることが望ましい。特に、イメージセンサにおいては、シリコン層の光入射面は半導体や金属で構成されることより、上層の膜や空気と比べて屈折率の差が大きく、例えば空気とガラスとの界面等と比較してより深い（高い）構造体、即ち、高アスペクト比の構造体を形成する必要がある。
しかしながら、シリコン層の光入射面に対してこのような高アスペクト比の構造を形成することは、その上に膜を積層する上で不利であり、プロセスの難易度やコストの観点から実現は難しい。また、高アスペクトの構造自体はドライエッチングの利用により実現可能であるが、この場合、加工時のプラズマによるダメージ等が素子の光電変換特性（暗電流増大や白点発生）に悪影響を与えることが懸念される。特に、加工される部分と加工されない部分とで光電変換特性に差が出ると、最終的な画像にバラツキ等が発生するため、画質が低下することになる。
また、アルカリ薬液等によるウェットエッチングを利用すれば、比較的加工ダメージを少なく保ってモスアイ構造を形成することができ、太陽電池分野においては、そのような加工が行われている。しかしながら、結晶方位を利用した加工方法であるため、この場合に形成できる形状はアスペクトが一定であり、回折発生を防止できるような小さい周期においては高さが確保できず、それほど反射を低減することにはならなかった。
上述したように、従来、モスアイ構造を固体撮像素子に適用した構成において、光入射面における回折防止および低反射の両立を図ることが可能な微細凹凸構造を実現することは困難であった。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、光入射面における光の反射および回折の発生を効果的に抑制することができるようにするものである。
本開示の一側面の固体撮像素子は、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで形成される凹部および凸部からなる微細凹凸構造と、前記微細凹凸構造に対して積層され、前記画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜とを備える。
本開示の一側面の電子機器は、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで形成される凹部および凸部からなる微細凹凸構造と、前記微細凹凸構造に対して積層され、前記画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜とを有する固体撮像素子を備える。
本開示の一側面においては、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで、凹部および凸部からなる微細凹凸構造が形成され、その微細凹凸構造に対して、画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜が積層される。
本開示の一側面によれば、光入射面における光の反射および回折の発生を効果的に抑制することができる。
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本技術を適用した固体撮像素子の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図１において、固体撮像素子１１は、画素領域１２、垂直駆動回路１３、カラム信号処理回路１４、水平駆動回路１５、出力回路１６、および制御回路１７を備えて構成される。
画素領域１２には、複数の画素１８がアレイ状に配置されており、それぞれの画素１８は、水平信号線を介して垂直駆動回路１３に接続されるとともに、垂直信号線を介してカラム信号処理回路１４に接続される。複数の画素１８は、図示しない光学系を介して照射される光の光量に応じた画素信号をそれぞれ出力し、それらの画素信号から、画素領域１２に結像する被写体の画像が構築される。
垂直駆動回路１３は、画素領域１２に配置される複数の画素１８の行ごとに、それぞれの画素１８を駆動（転送や、選択、リセットなど）するための駆動信号を、水平信号線を介して画素１８に供給する。カラム信号処理回路１４は、複数の画素１８から垂直信号線を介して出力される画素信号に対してCDS(Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング)処理を施すことにより、画像信号のアナログディジタル変換を行うとともにリセットノイズを除去する。
水平駆動回路１５は、画素領域１２に配置される複数の画素１８の列ごとに、カラム信号処理回路１４から画素信号を出力させるための駆動信号を、カラム信号処理回路１４に供給する。出力回路１６は、水平駆動回路１５の駆動信号に従ったタイミングでカラム信号処理回路１４から供給される画素信号を増幅し、後段の画像処理回路に出力する。
制御回路１７は、固体撮像素子１１の内部の各ブロックの駆動を制御する。例えば、制御回路１７は、各ブロックの駆動周期に従ったクロック信号を生成して、それぞれのブロックに供給する。
次に、図２は、固体撮像素子１１の断面的な構成例を示す図である。
図２に示すように、固体撮像素子１１は、半導体基板２１、絶縁膜２２、カラーフィルタ層２３、およびオンチップレンズ層２４が積層されて構成されており、図２には、３つの画素１８−１乃至１８−３の断面が示されている。
半導体基板２１は、例えば、高純度シリコンの単結晶が薄くスライスされたシリコンウェハ（Si）であり、画素１８−１乃至１８−３ごとに、入射した光を光電変換により電荷に変換して蓄積する光電変換部３１−１乃至３１−３が形成される。
絶縁膜２２は、例えば、光を透過するとともに絶縁性を有する材料、例えば、二酸化ケイ素（SiO2）を成膜することにより形成され、半導体基板２１の表面を絶縁する。
カラーフィルタ層２３は、画素１８ごとに、所定の色の光を透過するフィルタ３２が配置されて構成されており、例えば、三原色（赤色、緑色、および青色）の光を透過するフィルタ３２が、いわゆるベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列に従って配置される。例えば、図示するように、画素１８−１には、赤色（Ｒ）の光を透過するフィルタ３２−１が配置され、画素１８−２には、緑色（Ｇ）の光を透過するフィルタ３２−２が配置され、画素１８−３には、青色（Ｂ）の光を透過するフィルタ３２−３が配置される。
オンチップレンズ層２４は、画素１８ごとに、光電変換部３１に光を集光するオンチップレンズ３３が配置されて構成されており、図示するように、画素１８−１乃至１８−３に対してオンチップレンズ３３−１乃至３３−３がそれぞれ配置される。
このように固体撮像素子１１は構成されており、図２の上側から固体撮像素子１１に入射する光は、画素１８ごとに、オンチップレンズ３３により集光され、フィルタ３２によりそれぞれの色に分光される。そして、画素１８ごとに、絶縁膜２２を透過して半導体基板２１に入射する光が、光電変換部３１において光電変換される。ここで、固体撮像素子１１に対して光が入射する側の表面（図２において上側の面）を、以下適宜、光入射面と称する。そして、半導体基板２１の光入射面には、半導体基板２１に入射する入射光の反射を防止するための反射防止構造が形成される。
図３を参照して、半導体基板２１の光入射面に形成される反射防止構造について説明する。
図３Ａには、画素１８−１の半導体基板２１の光入射面が拡大されて示されており、図３Ｂには、画素１８−２の半導体基板２１の光入射面が拡大されて示されており、図３Ｃには、画素１８−３の半導体基板２１の光入射面が拡大されて示されている。
図３に示すように、固体撮像素子１１の反射防止構造４１は、半導体基板２１の光入射面に形成される微細凹凸構造４２（いわゆるモスアイ構造）と、微細凹凸構造４１に積層される誘電体多層膜４３により構成される。
微細凹凸構造４２は、画素１８−１、画素１８−２、および画素１８−３において、それぞれ略同一のピッチおよび深さで形成される微細な凹部および凸部からなる凹凸構造によって構成される。例えば、微細凹凸構造４２は、半導体基板２１の結晶異方性を利用して凹型の四角錐形状が形成されるように加工され、凹凸構造のピッチが１００ｎｍ以下となり、かつ、凹凸構造の高さが７１ｎｍ以下となるように形成される。なお、凹凸構造のピッチは、例えば、２００ｎｍ以下であればよく、１００ｎｍ以下とすることがより好適である。
また、微細凹凸構造４２は、固体撮像素子１１を平面的に見て、画素１８が形成される画素領域１２（図１）に形成される。また、画素１８ごとにおいては、平面的に見て、少なくとも光電変換部３１が設けられる範囲を含む領域に形成される。なお、半導体基板２１の結晶異方性を利用して微細凹凸構造４２を形成することにより、加工のダメージを抑制することができる。
誘電体多層膜４３は、画素１８−１、画素１８−２、および画素１８−３において、それぞれ異なる構成となるように微細凹凸構造４２（半導体基板２１の光入射面）に対して成膜され、入射光の反射を防止するための反射防止膜である。例えば、誘電体多層膜４３は、負の固定電荷を有する酸化ハフニウム膜４４および酸化タンタル膜４５が積層されて構成される。そして、誘電体多層膜４３は、画素１８−１、画素１８−２、および画素１８−３ごとに、つまり、それぞれが受光する光の色ごとに、膜厚が異なるように成膜される。
例えば、誘電体多層膜４３−１は、フィルタ３２−１を透過する赤色の光の反射を最も防止する構成となるように、酸化ハフニウム膜４４−１および酸化タンタル膜４５−１の膜厚がそれぞれ設定される。同様に、誘電体多層膜４３−２は、フィルタ３２−２を透過する緑色の光の反射を最も防止する構成となるように、酸化ハフニウム膜４４−２および酸化タンタル膜４５−２の膜厚がそれぞれ設定される。また、誘電体多層膜４３−３は、フィルタ３２−３を透過する青色の光の反射を最も防止する構成となるように、酸化ハフニウム膜４４−３および酸化タンタル膜４５−３の膜厚がそれぞれ設定される。なお、これらの構成は、画素１８−１、画素１８−２、および画素１８−３ごとの所望の波長帯域に応じた反射率を評価関数として、微細凹凸構造４２の制限条件の中で反射率を低減するのに好適な深さ方向の実効的な屈折率分布を求めて設定される。例えば、酸化ハフニウム膜４４および酸化タンタル膜４５の膜厚は、それぞれ５〜１００ｎｍで成膜されるように設定される。
このように、固体撮像素子１１では、半導体基板２１の光入射面に、微細凹凸構造４２を形成するとともに、画素１８が受光する色ごとに適切な干渉条件の膜厚となるように誘電体多層膜４３を成膜することによって反射防止構造４１が構成される。これにより、半導体基板２１の光入射面における光の反射および回折の発生を効果的に抑制することができる。従って、半導体基板２１の光入射面で光が反射または回折することによる感度の低下や混色の発生などを回避することができ、固体撮像素子１１により撮像される画像の画質の低下を回避することができる。
また、固体撮像素子１１は、例えば、平坦に形成された半導体基板の光入射面に誘電体多層膜を積層するような構成と比較して、半導体基板２１の光入射面における光の反射を一桁程度も低減（例えば、反射率を1.16％程度に抑制）することができる。さらに、固体撮像素子１１は、微細凹凸構造４２のピッチが全ての画素１８において略同一であるので、例えば、画素ごとに微細凹凸構造のピッチが異なる構成（例えば、上述の特許文献１の構成）と比較して、微細凹凸構造４２を加工するプロセスを簡易化することができる。
また、固体撮像素子１１では、高アスペクト比の構造物を形成する必要がなく、実現的な構成により、回折防止および低反射の両立を図ることが可能となる。さらに、固体撮像素子１１では、画素１８が受光する光の色に対して適応的に誘電体多層膜４３の膜厚を設定することで、色ごとのスペクトル改善を図ることができる。
なお、微細凹凸構造４２を構成する凸部（突起）の形状は、例えば、半導体基板２１の光入射面に対して直交する面における断面形状が、入射側から内部に向かって連続的、または、数ｎｍ〜数十ｎｍで離散的に減少または増加している形状であればよい。即ち、例えば、凸部の形状としては、順ピラミッド形状や逆ピラミッド形状、釣鐘型形状、釣鐘型を反転させた形状などを用いることができる。また、例えば、隣接する凸部同士が接している形状、または、隣接する凸部同士が接していない形状（凸部の間に平坦な面を有する形状）のどちらでもよい。また、凸部の形状は、半導体基板２１の光入射面に対して平行な面における断面形状が、矩形形状や円形形状、その他の任意の形状とすることができ、反射防止を効果的に行うことができる。
なお、誘電体多層膜４３を構成する材料としては、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）および酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の他、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２） 、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化プラセオジム（Ｐｒ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化プロメチウム（Ｐｍ２Ｏ３）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化テルビウム（Ｔｂ２Ｏ３）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ツリウム（Ｔｍ２Ｏ３）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを用いることができる。また、誘電体多層膜４３と同様に反射防止膜としての機能を備えていれば、単層の誘電体膜を用いてもよい。
次に、図４を参照して、反射防止構造４１における透過回折効率について説明する。図４において、縦軸は、透過回折効率を示しており、横軸は、入射光の波長を示している。
図４には、固体撮像素子１１に対して垂直に光を入射したときの入射光の波長に対する透過回折効率が、反射防止構造４１のピッチ（５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、および２５０ｎｍ）ごとに示されている。また、透過回折効率は、半導体基板２１の光入射面に対して垂直に入射光が入射して反射防止構造４１を透過する全ての光に対する、反射防止構造４１において回折されて透過する光（入射光に対して角度を持って透過する光）の割合を表している。
即ち、図５に示すように、回折光は、半導体基板２１の光入射面に対して垂直に入射光が入射するとき、反射防止構造４１を垂直に透過する光である０次光以外に、反射防止構造４１において回折されて透過する光である。従って、回折光の総量は、反射防止構造４１を透過する全ての光の光量から、反射防止構造４１を垂直に透過する０次光の光量を減算したものとなる。なお、各次数の光量および角度ごとの光量は、それぞれ異なるものとなる。
図４に示すように、反射防止構造４１のピッチが１００ｎｍより大きいとき、かなりの光量が回折されて透過しており、１００ｎｍ以下であるとき、回折光が発生することをほぼ回避している。従って、反射防止構造４１のピッチを１００ｎｍ以下とすることにより、半導体基板２１の光入射面における回折の発生を確実に防止し、混色を防止することができる。
次に、図６乃至図８を参照して、反射防止構造４１の反射率の波長依存性について説明する。
図６には、従来の固体撮像素子のように半導体基板の光入射面が平坦に形成された平坦構造における反射率と、固体撮像素子１１のように半導体基板２１の光入射面に微細凹凸構造４２が形成された構成における反射率とが示されている。なお、平坦構造の光入射面に積層される誘電体多層膜の構成と、微細凹凸構造４２に積層される誘電体多層膜の構成とは同一のものとして比較している。
図６に示すように、半導体基板２１の光入射面に微細凹凸構造４２が形成された構成では、半導体基板の光入射面が平坦に形成された平坦構造と比較して、全ての波長の光において、反射率を低減することができる。
図７には、従来の固体撮像素子のように半導体基板の光入射面が平坦に形成された平坦構造において、図３の誘電体多層膜４３−１乃至４３−３のように、誘電体多層膜の構造を画素の色ごとに異なるものとした構成における反射率が示されている。
図７に示すように、緑色の画素では、約550ｎｍの光の反射率が最も低くなるように誘電体多層膜が形成される。同様に、赤色の画素では、約650ｎｍの光の反射率が最も低くなるように誘電体多層膜が形成され、青色の画素では、約450ｎｍの光の反射率が最も低くなるように誘電体多層膜が形成される。
そして、固体撮像素子全体としての反射率は、緑色、赤色、および青色の反射率の最も低い値が組み合わされたものとなり、図示するように、例えば、波長400ｎｍから700ｎｍの範囲において、約２％程度の比較的にフラットな値となり、色ごとのスペクトル改善を図ることができる。従って、例えば、半導体基板の光入射面が平坦に形成された平坦構造であっても、誘電体多層膜の構造を画素の色ごとに異なるようにすることで、全ての画素で誘電体多層膜の構成が同一であるものよりも、反射率を低減することができる。なお、半導体基板の光入射面が平坦に形成された平坦構造であることより、原理的に、光の回折が発生することを抑制でき、微細凹凸構造を加工するプロセスが不要であることより、比較的に簡易に形成することができる。
図８には、固体撮像素子１１のように半導体基板２１の光入射面に微細凹凸構造４２が形成された構成において、誘電体多層膜４３の構造を画素の色ごとに異なるものとした構成における反射率が示されている。
図８に示すように、緑色の画素では、約530ｎｍの光の反射率が最も低くなるように誘電体多層膜４３が形成される。同様に、赤色の画素では、約650ｎｍの光の反射率が最も低くなるように誘電体多層膜４３が形成され、青色の画素では、約400ｎｍの光の反射率が最も低くなるように誘電体多層膜４３が形成される。
そして、固体撮像素子１１全体としての反射率は、緑色、赤色、および青色の反射率の最も低い値が組み合わされたものとなり、図示するように、例えば、波長400ｎｍから700ｎｍの範囲において、約0.5％程度の比較的にフラットな値となり、色ごとのスペクトル改善を図ることができる。
このように、固体撮像素子１１は、半導体基板２１の光入射面に微細凹凸構造４２を設け、誘電体多層膜４３の構造を画素の色ごとに異なるものとすることで、図７に示した平坦構造と比較して、反射率を非常に抑制することができる。
次に、図９は、本技術を適用した固体撮像素子の第２の実施の形態の構成例を示す図である。図９に示す固体撮像素子１１Ａにおいて、図２の固体撮像素子１１と共通する構成については、詳細な説明は省略する。
即ち、固体撮像素子１１Ａは、半導体基板２１、絶縁膜２２、カラーフィルタ層２３、およびオンチップレンズ層２４が積層されて構成され、画素１８ごとに、光電変換部３１、フィルタ３２、およびオンチップレンズ３３が形成される点で、図２の固体撮像素子１１と共通する。また、図９には図示しないが、固体撮像素子１１Ａは、図３に示したように、半導体基板２１の光入射面に微細凹凸構造４２が形成され、画素１８ごとに異なる構成の誘電体多層膜４３が成膜された反射防止構造４１が設けられている。
そして、固体撮像素子１１Ａは、隣接する画素１８を分離するように、半導体基板２１における光電変換部３１どうしの間に、遮光性を備えた画素間遮光部５１が形成される。即ち、図９に示すように、光電変換部３１−１および光電変換部３１−２の間に画素間遮光部５１−１が形成され、光電変換部３１−２および光電変換部３１−３の間に画素間遮光部５１−２が形成される。
画素間遮光部５１は、例えば、遮光性を備えた金属（例えば、タングステンなど）を、半導体基板２１に掘り込まれたトレンチに埋め込むことにより形成される。このように、画素間遮光部５１を設けることにより、隣接する画素１８からの光の混入を確実に防止することができ、混色の発生を回避することができる。
なお、画素間遮光部５１を設けることにより、反射防止構造４１の設計自由度が増加するため、例えば、微細凹凸構造４２のピッチを１００ｎｍより大きくし、回折光が発生したとしても、その回折光が隣の光電変換部３１に混入することを防止することができる。即ち、固体撮像素子１１Ａでは、微細凹凸構造４２のピッチが１００ｎｍ以下に限定されることはない。これにより、反射防止構造４１における光の反射を、より抑制することができる。
なお、本技術は、半導体基板に対してトランジスタ素子などが形成される表面に対して入射光が照射される表面照射型の固体撮像素子、および、表面に対して反対側の面となる裏面に対して入射光が照射される裏面照射型の固体撮像素子のどちらにも適用することができる。また、本技術は、CMOSイメージセンサおよびCCDのどちらの固体撮像素子にも適用することができる。
なお、上述したような各実施の形態の固体撮像素子１１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
図１０は、電子機器に搭載される撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図１０に示すように、撮像装置１０１は、光学系１０２、撮像素子１０３、信号処理回路１０４、モニタ１０５、およびメモリ１０６を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
光学系１０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光（入射光）を撮像素子１０３に導き、撮像素子１０３のセンサ部に結像させる。
撮像素子１０３としては、上述した各実施の形態の固体撮像素子１１が適用される。撮像素子１０３には、光学系１０２を介して光入射面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、撮像素子１０３に蓄積された電子に応じた信号が信号処理回路１０４に供給される。
信号処理回路１０４は、撮像素子１０３から出力された画素信号に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路１０４が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ１０５に供給されて表示されたり、メモリ１０６に供給されて記憶（記録）されたりする。
このように構成されている撮像装置１０１では、上述した各実施の形態の固体撮像素子１１を適用することで、例えば、光入射面における回折発生による画質低下を防止し、かつ、光入射面の低反射化を図ることができ、より高画質な画像を撮像することができる。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで形成される凹部および凸部からなる微細凹凸構造と、
前記微細凹凸構造に対して積層され、前記画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜と
を備える固体撮像素子。
（２）
前記微細凹凸構造に形成される凹部または凸部のピッチは、全ての前記画素において略同一である
上記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記微細凹凸構造に形成される凹部および凸部のピッチが、１００ｎｍ以下である
上記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記半導体基板における前記光電変換部どうしの間に設けられ、遮光性を備えた画素分離部をさらに備える
上記（１）から（３）までのいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで形成される凹部および凸部からなる微細凹凸構造と、
前記微細凹凸構造に対して積層され、前記画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜と
を有する固体撮像素子を備える電子機器。
（１）
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで形成される凹部および凸部からなる微細凹凸構造と、
前記微細凹凸構造に対して積層され、前記画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜と
を備える固体撮像素子。
（２）
前記微細凹凸構造に形成される凹部または凸部のピッチは、全ての前記画素において略同一である
上記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記微細凹凸構造に形成される凹部および凸部のピッチが、１００ｎｍ以下である
上記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記半導体基板における前記光電変換部どうしの間に設けられ、遮光性を備えた画素分離部をさらに備える
上記（１）から（３）までのいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで形成される凹部および凸部からなる微細凹凸構造と、
前記微細凹凸構造に対して積層され、前記画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜と
を有する固体撮像素子を備える電子機器。
なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
１１ 固体撮像素子， １２ 画素領域， １３ 垂直駆動回路， １４ カラム信号処理回路， １５ 水平駆動回路， １６ 出力回路， １７ 制御回路， １８ 画素， ２１ 半導体基板， ２２ 絶縁膜， ２３ カラーフィルタ層， ２４ オンチップレンズ層， ３１ 光電変換部， ３２ フィルタ， ３３ オンチップレンズ， ４１ 反射防止構造， ４２ 微細凹凸構造， ４３ 誘電体多層膜， ４４ 酸化ハフニウム膜， ４５ 酸化タンタル膜， ５１ 画素分離部
Claims (5)
- 複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで形成される凹部および凸部からなる微細凹凸構造と、
前記微細凹凸構造に対して積層され、前記画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜と
を備える固体撮像素子。 - 前記微細凹凸構造に形成される凹部または凸部のピッチは、全ての前記画素において略同一である
請求項１に記載の固体撮像素子。 - 前記微細凹凸構造に形成される凹部および凸部のピッチが、１００ｎｍ以下である
請求項１に記載の固体撮像素子。 - 前記半導体基板における隣接する前記光電変換部どうしの間に設けられ、遮光性を備えた画素間遮光部をさらに備える
請求項１に記載の固体撮像素子。 - 複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体層の光入射面に、所定のピッチで形成される凹部および凸部からなる微細凹凸構造と、
前記微細凹凸構造に対して積層され、前記画素が受光する光の色ごとに異なる膜厚で形成される反射防止膜と
を有する固体撮像素子を備える電子機器。
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