JP2021150473A - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】フレアを抑制することが可能な固体撮像装置を提供する。【解決手段】固体撮像装置は、複数の光電変換部が配置された画素領域と、画素領域の外側に配置された凹凸形状の光反射抑制部とを備えている。【選択図】図４Ａ

Description

本技術（本開示に係る技術）は、固体撮像装置及び電子機器に関し、特に、画素領域の外側に遮光膜を有する固体撮像装置及びそれを備えた電子機器に適用して有効な技術に関するものである。

固体撮像装置は、光を電気信号に変換する光電変換部を有する画素が複数配置された画素領域を備えている。この種の個体撮像装置では、特許文献１に開示されているように、固体撮像装置の光入射側の表層部において、画素領域の外側に遮光膜を配置し、入射光によるトランジスタの誤動作を抑制している。

特開２０１２−１６４８７０号公報

ところで、固体撮像装置では、光入射側の表層部において、遮光膜や、空気と接する絶縁膜で入射光の反射が起こる。反射した入射光は、固体撮像装置の光入射側に配置されたカバーガラスや撮像レンズ、又は構造物で更に反射し、不要光として画素領域に入射する可能性がある。不要光が画素領域に入射した場合、フレアが発生し、画素劣化を引き起こす要因となるため、信頼性向上の観点から改良の余地があった。

本技術の目的は、フレアを抑制することが可能な固体撮像装置及び電子機器を提供することにある。

本技術の一態様に係る固体撮像装置は、複数の光電変換部が設けられた画素領域と、画素領域の外側に配置された凹凸形状の光反射抑制部と、を備えている。

本技術の他の態様に係る電子機器は、複数の光電変換部が設けられた画素領域、画素領域の外側に配置された凹凸形状の光反射抑制部を備えた固体撮像装置と、被写体からの像光を固体撮像装置の撮像面上に結像させる光学レンズと、固体撮像装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路と、を備えている。

本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の一構成例を示すチップレイアウト図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の積層構造を示す斜視図である。 画素領域及び周辺領域の断面構造を示す模式的断面図である。 図４Ａの一部を拡大した模式的断面図である。 遮光膜に設けられた第１光反射抑制部の構成を示す要部模式的平面図である。 図５Ａのａ５−ａ５線に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 第１光反射抑制部が設けられた遮光膜の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。 第１光反射抑制部が設けられた遮光膜の表面での光波長と光反射率との依存性を凸部のピッチ毎に示す反射特性図である。 第１光反射抑制部が設けられた遮光膜の表面での光波長と光反射率との依存性を凸部の高さ毎に示す反射特性図である。 従来の遮光膜の断面構造を示す模式的断面図である。 図８Ａの遮光膜の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。 第２光反射抑制部が設けられた絶縁膜の構成を示す要部模式的平面図である。 図９Ａのａ９−ａ９線に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 第２光反射防止部が設けられた絶縁膜の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。 第２光反射防止部が設けられた絶縁膜での光波長と光透過率との依存性を示す透過特性図である。 第２光反射防止部が設けられた絶縁膜の表面での光波長と光反射率との依存性を凸部の配列ピッチ毎に示す反射特性図である。 第２光反射防止部が設けられた絶縁膜の表面での光波長と反射率との依存性を凸部の高さ毎に示す反射特性図である。 従来の絶縁膜の断面構造を示す模式的断面図である。 従来の絶縁膜の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。 従来の絶縁膜での光波長と光透過率との依存性を示す透過特性図である。 光反射抑制の原理を説明するための図である。 光反射抑制の原理を説明するための図である。 光反射抑制の原理を説明するための図である。 光反射抑制の原理を説明するための図である。 通常の第１カメラモジュールに従来の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。 通常の第１カメラモジュールに本術の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。 通常の第２カメラモジュールに従来の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。 通常の第２カメラモジュールに本技術の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。 車載カメラモジュールに従来の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。 車載カメラモジュールに本技術の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。 ウエハの平面構成を示す図である。 図１７ＡのＢ領域を拡大してチップ形成領域の構成を示す図である。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の模式的工程断面図である。 図１８Ａに引く続く模式的工程断面図である。 図１８Ｂに引く続く模式的工程断面図である。 図１８Ｃに引く続く模式的工程断面図である。 図１８Ｄに引く続く模式的工程断面図である。 図１８Ｅに引く続く模式的工程断面図である。 図１８Ｆに引く続く模式的工程断面図である。 図１８Ｇに引く続く模式的工程断面図である。 図１８Ｈに引く続く模式的工程断面図である。 第１変形例に係る第１光反射抑制部を示す要部模式的平面図である。 図１９Ａのａ１９−ａ１９線に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 第１光反射抑制部が設けられた遮光膜の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。 第２変形例に係る第１光反射抑制部の要部模式的平面図である。 図２０Ａのａ２０−ａ２０線に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 第１光反射抑制部が設けられた遮光膜での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。 第３変形例に係る第２光反射抑制部を示す要部模式的平面図である。 図２１Ａのａ２１−ａ２１線に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 第４変形例に係る第２光反射抑制部を示す要部模式的平面図である。 図２２Ａのａ２２−ａ２２線に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 第５変形例に係る第２光反射抑制部を示す要部模式的平面図である。 図２３Ａのａ２３−ａ２３線に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 第６変形例に係る第２光反射抑制部を示す要部模式的平面図である。 図２４Ａのａ２４−ａ２４線に沿った断面構造を示す模式的断面図である。 本技術の第２実施形態に係る電子機器の概略構成を示す図である。

以下、図面を参照して本技術の実施形態を詳細に説明する。
なお、本技術の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

また、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本技術の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものではない。すなわち、本技術の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

また、以下の実施形態では、空間内で互に直交する三方向において、同一平面内で互に直交する第１の方向及び第２の方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とし、第１の方向及び第２の方向のそれぞれと直交する第３の方向をＺ方向とする。以下の実施形態では、半導体基体の厚さ方向をＺ方向として説明する。

〔第１実施形態〕
この第１実施形態では、裏面照射型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである固体撮像装置に本技術を適用した一例について説明する。

≪固体撮像装置の全体構成≫
まず、固体撮像装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、本技術の第１実施形態に係る固体撮像装置１は、平面視したときの二次元平面形状が矩形の半導体チップ２を主体に構成されている。この固体撮像装置１(１０１)は、図２５に示すように、光学レンズ１０２を介して被写体からの像光（入射光１０６）を取り込み、撮像面上に結像された入射光１０６の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。

図１に示すように、固体撮像装置１が搭載された半導体チップ２は、二次元平面において、中央部に設けられた矩形状の画素領域２Ａと、この画素領域２Ａの外側に画素領域２Ａを囲むようにして配置された周辺領域２Ｂとを備えている。

画素領域２Ａは、例えば図２５に示す光学レンズ（光学系）１０２により集光される光を受光する受光面である。そして画素領域２Ａには、Ｘ方向及びＹ方向を含む二次元平面において複数の画素３が行列状に配置されている。

複数の画素３の各々の画素３は、図４Ａに示す光電変換部２４と、詳細に図示していないが複数の画素トランジスタとを含む。複数の画素トランジスタとしては、例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタ、アンプトランジスタの４つのトランジスタを採用できる。また、複数の画素トランジスタとしては、例えば選択トランジスタを除いた３つのトランジスタを採用してもよい。図４Ａでは、複数の画素トランジスタを代表して２つの画素トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を示している。

図１に示すように、周辺領域２Ｂには、複数の電極パッド３８ｂが配置されている。複数の電極パッド３８ｂの各々は、例えば、半導体チップ２の二次元平面における４つの辺に沿って配列されている。複数の電極パッド３８ｂの各々は、半導体チップ２を図示しない外部装置と電気的に接続する際に用いられる入出力端子である。

また、半導体チップ２は、図２に示すように、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６、出力回路７及び制御回路８などを備えている。
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成されている。垂直駆動回路４は、所望の画素駆動配線１０を順次選択し、選択した画素駆動配線１０に画素３を駆動するためのパルスを供給し、各画素３を行単位で駆動する。即ち、垂直駆動回路４は、画素領域２Ａの各画素３を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素３の光電変換部２４において受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素３からの画素信号を、垂直信号線１１を通してカラム信号処理回路５に供給する。

カラム信号処理回路５は、例えば画素３の列毎に配置されており、１行分の画素３から出力される信号に対して画素列毎にノイズ除去等の信号処理を行う。例えばカラム信号処理回路５は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）及びＡＤ（Analog Digital）変換等の信号処理を行う。

水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成されている。水平駆動回路６は、水平走査パルスをカラム信号処理回路５に順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から信号処理が行われた画素信号を水平信号線１２に出力させる。

出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１２を通して順次に供給される画素信号に対し、信号処理を行って出力する。信号処理としては、例えば、バッファリング、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を用いることができる。

制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号、及びマスタクロック信号に基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路８は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６等に出力する。

≪固体撮像装置の具体的な構成≫
次に、固体撮像装置１の具体的な構造について説明する。
図３に示すように、半導体チップ２は、互に向かい合って積層された第１半導体基体２０及び第２半導体基体３０を備えている。第１半導体基体２０には、画素領域２Ａ及び制御回路８が搭載されている。第２半導体基体３０には、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６及び出力回路７などを含むロジック回路１５が搭載されている。

図４Ａに示すように、第１半導体基体２０は、複数の光電変換部２４が設けられた半導体層２１と、この半導体層２１の厚さ方向において互いに反対側に位置する第１の面Ｓ１および第２の面Ｓ２のうちの第１の面Ｓ１側に配置された多層配線層２５とを有している。第２半導体基体３０は、半導体層３１と、この半導体層３１の第１の面側に配置された多層配線層３５とを備えている。そして、第１半導体基体２０及び第２半導体基体３０は、各々の多層配線層２５，３５を向かい合わせた状態で各々の多層配線層２５，３５が例えば接着材を介して接合されている。

＜第２半導体基体の構成＞
図４に示す第２半導体基体３０の半導体層３１は、例えば単結晶シリコンからなるｐ型の半導体基板で構成されている。半導体層３１には、例えばｐ型の半導体領域からなるウエル領域３２が設けられている。ウエル領域３２は、半導体層３１の第１の面側から深さ方向に厚さを有し、平面視で画素領域２Ａ直下の半導体層３１及び周辺領域２Ｂ直下の半導体層３１に亘って設けられている。

半導体層３１の第１の面には、分離領域３３で区画された複数の素子形成領域が設けられている。この複数の素子形成領域の各々の素子形成領域には、ロジック回路１５（図１５参照）を構成する電界効果トランジスタとして例えばＭＯＳトランジスタ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）が構成されている。このＭＯＳトランジスタは、平面視で画素領域２Ａ直下の半導体層３１及び周辺領域２Ｂ直下の半導体層３１に亘って配置されている。図４Ａでは、複数のＭＯＳトランジスタを代表して４つのＭＯＳトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ１３，Ｔｒ１４を示している。この４つのＭＯＳトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４は、図４Ａでは平面視で周辺領域２Ｂに位置する半導体層３１に配置されている。分離領域３３としては、これに限定されないが、例えば半導体層３１の第１の面から深さ方向に延伸する溝部を形成し、この溝部内に絶縁膜を選択的に埋め込むことによって構築されるＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）構造の分離領域が用いられている。

第２半導体基体３０の多層配線層３５は、層間絶縁膜３６を介して配線層が例えば４段に積層された４層配線構造になっている。半導体層３１側から数えて第１層目から第３層目の配線層には、導電材料として例えば銅（Ｃｕ）又はＣｕを主成分とするＣｕ合金からなる単層構造の配線３７が設けられている。そして、半導体層３１側から数えて最上層の配線層である第４層目の配線層には配線３８ａ及び電極パッド３８ｂが設けられている。この配線３８ａ及び電極パッド３８ｂは、導電材料として例えばアルミニウム（Ａｌ）又はＡｌを主成分とするＡｌ合金からなるコア膜を厚さ方向の両側からバリアメタル膜で挟んだ複合膜（多層構造）で構成されている。バリアメタル膜は、コア膜における金属の拡散を防止する。

配線３７及び配線３８ａは、平面視で画素領域２Ａ直下の多層配線層３５及び周辺領域２Ｂ直下の多層配線層３５に亘って配置されている。電極パッド３８ｂは、平面視で周辺領域２Ｂ直下の多層配線層３５に配置されている。即ち、電極パッド３８ｂは、平面視で画素領域２Ａの外側に配置されている。この配線３７、配線３８ａ及び電極パッド３８ｂを介してロジック回路１５を構成するＭＯＳトランジスタ（Ｔｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ１３，Ｔｒ１４）が駆動される。

最上層の層間絶縁膜３６上には、第１半導体基体２０と第２半導体基体３０とを貼り合わせる際に反りを軽減するための反り矯正膜３９が設けられている。この反り矯正膜３９は、平面視で画素領域２Ａ及び周辺領域２Ｂに亘って設けられ、最上層の層間絶縁膜３６の半導体層３１側とは反対側の全体を覆っている。

なお、配線３７は、上述の配線３８ａと同様に、Ｃｕ又Ｃｕ合金からなるコア膜を厚さ方向の両側からバリアメタル膜で挟んだ複合膜（多層構造）で構成してもよい。

＜第１半導体基体の構成＞
図４Ａに示す第１半導体基体２０の半導体層２１は、例えば単結晶シリコンからなるｐ型の半導体基板で構成されている。半導体層２１に設けられた複数の光電変換部２４の各々の光電変換部２４は、画素領域２Ａにおいて、複数の画素３の各々の画素３に対応して行列状に配置されている。すなわち、画素領域２Ａには、半導体層２１に設けられた光電変換部２４を含む画素３が行列状（二次元マトリクス状）に複数配置されている。

複数の光電変換部２４の各々の光電変換部２４には、光電変換素子として例えばホトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）素子が構成されている。各光電変換部２４では、入射光の光量に応じた信号電荷が生成及び蓄積される。
各光電変換部２４は、半導体層２１に設けられた分離領域２３によって区画されている。分離領域２３としては、これに限定されないが、上述の分離領域３３と同様にＳＴＩ構造の分離領域が用いられている。

半導体層２１の第１の面Ｓ１には、分離領域２３で区画された複数の素子形成領域が設けられている。この複数の素子形成領域の各々の素子形成領域には、制御回路８を構成する電界効果トランジスタとして例えばＭＯＳトランジスタが構成されている。このＭＯＳトランジスタは、周辺領域２Ｂに配置されている。図４Ａでは、制御回路８を構成する複数のＭＯＳトランジスタを代表して２つのＭＯＳトランジスタＴＲ３，ＴＲ４を示している。

第１半導体基体２０の多層配線層２５は、層間絶縁膜２６を介して配線層が例えば４段に積層された４層配線構造になっている。半導体層２１側から数えて第１層目から第４層目の配線層には、導電材料として例えば銅（Ｃｕ）又はＣｕを主成分とするＣｕ合金からなる単層構造の配線２７が設けられている。配線２７は、平面視で画素領域２Ａ直下の多層配線層２５及び周辺領域２Ｂ直下の多層配線層２５に亘って配置されている。この配線２７を介して制御回路８を構成するＭＯＳトランジスタ（Ｔｒ３，Ｔ１４）や画素トランジスタ（Ｔｒ１，Ｔｒ２）が駆動される。

なお、配線２７も、上述の配線３８ａと同様に、Ｃｕ又Ｃｕ合金からなるコア膜を厚さ方向の両側からバリアメタル膜で挟んだ複合膜（多層構造）で構成してもよい。

図４Ａに示すように、第１半導体基体２０は、半導体層２１の第２の面Ｓ２側である光入射面側に、この光入射面側から順次積層された反射防止コーティング膜４１、絶縁膜４２、平坦化膜５１、カラーフィルタ層５２及びマイクロレンズ層５３を更に備えている。また、第１半導体基体２０は、絶縁膜４２の凹部内に埋め込まれて絶縁膜４２と平坦化膜５１との間に配置された遮光膜４４及び遮光膜４５と、マイクロレンズ層５３の半導体層２１側とは反対側に配置され、かつ空気層と接する絶縁膜５５とを更に備えている。

反射防止コーティング膜４１は、平面視で画素領域２Ａ及び周辺領域２Ｂに亘って設けられ、半導体層２１の第２の面Ｓ２側全体を覆っている。

絶縁膜４２は、平面視で画素領域２Ａ及び周辺領域２Ｂに亘って設けられ、反射防止コーティング膜４１の半導体層２１側とは反対側の全体を覆っている。絶縁膜４２としては、例えば光透過性を有する酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜が用いられている。

遮光膜４４は、平面視で画素領域２Ａに配置されている。遮光膜３４は、所定の画素３の光が隣の画素３へ漏れ込まないように、平面視の平面パターンが複数の光電変換部２４のそれぞれの受光面側を開口する格子状平面パターンになっている。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、遮光膜４５は、平面視で周辺領域２Ｂに配置されている。すなわち、遮光膜４４は、平面視で画素領域２Ａの外側に配置されている。遮光膜４５は、図１に示すように、平面視の平面パターンが画素領域２Ａを囲むようにして周辺領域２Ｂを覆う環状平面パターンになっている。また、遮光膜４５は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、半導体層２１の光入射面側である第２の面Ｓ２側に配置されている。

遮光膜４５は、半導体チップ２の光入射面側から入射した光が第１半導体基体２０の半導体層２１や第２半導体基体３０の半導体層３１に差し込まれるのを防止している。平面視で周辺領域２Ｂに位置する半導体層２１には、制御回路８を構成するＭＯＳトランジスタが設けられている。また、平面視で周辺領域２Ｂに位置する半導体層３１には、ロジック回路１５を構成するＭＯＳトランジスタが形成されている。半導体チップ２の光入射面側から入射した光が、平面視で周辺領域２Ｂに位置する半導体層２１及び３１に差し込まれると、平面視で周辺領域２Ｂに位置する半導体層２１及び３１に構成されたＭＯＳトランジスタが誤動作する場合がある。したがって、遮光膜４５は、半導体チップ２の光入射面側から入射した光が第１半導体基体２０の半導体層２１や第２半導体基体３０の半導体層３１に差し込まれるのを防止し、平面視で周辺領域２Ｂに位置する半導体層２１，３１に設けられたＭＯＳトランジスタの誤動作を防止している。
また、平面視で画素領域２Ａに位置する半導体層３１に配置されたＭＯＳトランジスタの誤動作も防止できる。

遮光膜４５は、これに限定されないが、例えば図４Ｂに示すように、絶縁膜４２側からチタン（Ｔｉ）膜４３ａ及びタングステン（Ｗ）膜４３ｂを順次積層した複合膜で構成されている。Ｔｉ膜４３ａ及びＷ膜４３ｂの各々は遮光性を有する。Ｔｉ膜４３ａは、絶縁膜４２に対するＷ膜４３ｂの接着性を高める下地膜として機能する。また、Ｔｉ膜４３ａは、Ｗ膜４３ｂ中の金属原子が半導体層２１に拡散するのを防止するバリア機能も有する。Ｔｉ膜４３ａは、厚さｔ_１が例えば０．０５μｍの設計値で形成されている。Ｗ膜４３ｂは、厚さｔ_２が例えば０．３５μｍの設計値で形成されている。

遮光膜４５は、遮光膜４４と同一工程で形成されている。即ち、遮光膜４４も、遮光膜４５と同様の複合膜で形成されている。

図４Ａに示すように、平坦化膜５１は、平面視で画素領域２Ａ及び周辺領域２Ｂに亘って設けられ、半導体層２１の光入射面（第２の面Ｓ２）側が凹凸のない平坦面となるように絶縁膜４２、遮光膜４４及び４５の半導体層２１側とは反対側全体を覆っている。平坦化膜５１としては、例えば酸化シリコン膜が用いられている。

図４Ａに示すように、カラーフィルタ層５２は、主に画素領域２Ａ上に設けられている。カラーフィルタ層５２は、例えば、赤色（Ｒ）の第１カラーフィルタ部５２ａと、緑色（Ｇ）の第２カラーフィルタ部５２ｂと、青色（Ｂ）の第３カラーフィルタ部５２ｃとを含む。この第１〜第３カラーフィルタ部５２ａ〜５２ｃは、複数の画素３の各々の画素３、即ち、複数の光電変換部２４の各々の光電変換部２４に対応して行列状に配置されている。第１〜第３カラーフィルタ部５２ａ〜５２ｃの各々は、光電変換部２４に受光させたい入射光の特定の波長を透過し、透過させた入射光を光電変換部２４に入射させる構成になっている。

図４Ａに示すように、マイクロレンズ層５３は、画素領域２Ａ上に配置された複数のマイクロレンズ部５３ａと、周辺領域２Ｂ上に配置された平坦部５３ｂとを有している。複数のマイクロレンズ５３ａの各々のマイクロレンズ５３ａは、画素領域２Ａにおいて、複数の画素３の各々の画素３、即ち複数の光電変換部２４の各々の光電変換部２４に対応して行列状に配置されている。マイクロレンズ部５３ａは、照射光を集光し、集光した光を、カラーフィルタ層５２を介して半導体層２１の光電変換部２４に効率よく入射させる。複数のマイクロレンズ部５３ａは、カラーフィルタ層５２の光入射面側においてマイクロレンズアレイを構成している。平坦部５３ｂは、画素領域２Ａを囲むようにして周辺領域２Ｂに配置されている。マイクロレンズ層５３は、例えばＳＴＳＲ又はＣＳｉＬ等の材料で形成されている。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、絶縁膜５５は、平面視で画素領域２Ａの外側の周辺領域２Ｂに画素領域２Ａを囲むようにして設けられ、マイクロレンズ層５３の平坦部５３ｂを覆っている。すなわち、絶縁膜５５は、詳細に図示していないが、遮光膜４５と同様に、平面視の平面パターンが画素領域２Ａを囲むようにして周辺領域２Ｂを覆う環状平面パターンになっている。そして、絶縁膜５５は、平面視で遮光膜４５と重畳している。

絶縁膜５５は、例えば低光反射率の酸化シリコン膜で形成されている。絶縁膜５５は、厚さｔ_１２が例えば０．２１５μｍの設計値で形成されている。この絶縁膜５５は、半導体チップ２の光入射面側において最上層に設けられ、半導体チップ２の外周囲の空気層と接する。

＜電極パッドの構成＞

図４Ａに示すように、半導体チップ２は、第１半導体基体２０及び第２半導体基体３０を積層した積層構造になっている。そして、半導体チップ２は、第１半導体基体２０の光入射面側から第２半導体基体３０の電極パッド３８ｂに到達して電極パッド３８ｂの表面を露出するボンディング開口部５８を更に備えている。ボンディング開口部５８及び電極パッド３８ｂは、平面視で画素領域２Ａの外側の周辺領域２Ｂに配置されている。

なお、電極パッド３８ｂには、固体撮像装置１を電子機器に組み込む際、ボンディング開口部５８を通して、ボンディングワイヤが接続される。図４Ａでは電極パッド３８ｂにボンディングワイヤ５９が接続された状態を示している。
また、図４Ａに示すように、遮光膜４５は、平面視で電極パッド３８ｂよりも画素領域２Ａ側に配置されている。

＜光反射抑制部の構成＞
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、半導体チップ２は、平面視で画素領域２Ａの外側に配置された凹凸形状の光反射抑制部として、周辺領域２Ｂに位置する遮光膜４５に設けられた第１光反射抑制部４６と、周辺領域２Ｂに位置する絶縁膜５５に設けられた第２光反射抑制部５６とを更に備えている。この第１光反射抑制部４６は、遮光膜４５の表面での光反射を抑制する。また、この第２光反射抑制部５６は、空気層と接する絶縁膜５５の表面での光反射を抑制する。この第１光反射抑制部４６及び第２光反射抑制部５６は、半導体層２１の光入射面側（第２の面Ｓ２側）に配置されている。

(第１光反射抑制部)
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第１光反射抑制部４６は、遮光膜４５の半導体層２１側とは反対側の表面に設けられた凸部４７ａと凹部４７ｂとを含む構成になっている。凸部４７ａは、遮光膜４５のＷ膜４３ｂを選択的にエッチング加工することによって突起状に形成される。即ち、Ｗ膜４３ｂは、平面層（支持層）４３ｂ_１と、この平面層４３ｂ_１から突出する凸部４７ａとを有する。

図５Ａに示すように、凸部４７ａは、平面視したときの平面パターンが格子状平面パターンになっている。この格子状平面パターンは、例えば、遮光膜４５の表面の二次元平面において、Ｘ方向に延伸し、かつＸ方向と直交するＹ方向に所定の配列ピッチで配列された複数の凸部４７ａと、Ｙ方向に延伸し、かつＸ方向に所定の配列ピッチで配列された複数の凸部４７ａとが同一平面内で交差する網目状パターンとして定義することができる。また、この格子状平面パターンは、凹部４７ｂが凸部４７ａを介してＸ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に繰り返し配置されたドット状パターンとして定義することもできる。
凹部４７ｂは、平面視したときの平面形状が矩形状になっており、四方が凸部４７ａで囲まれている。この凹部４７ｂ内には、図５Ｂに示すように、平坦化膜５１の一部が埋め込まれている。

凸部４７ａの高さｔ_３は、Ｗ膜４３ｂの厚さｔ_２（０．３５μｍ）に対して例えば０．３μｍの設計値に設定されている。この凸部４７ａの高さｔ_３は、凹部４７ｂの深さ、又は凸部４７ａと凹部４７ｂとの高低差（段差）として定義することもできる。また、図５Ａに示す凸部４７ａのＸ方向の配列ピッチＰ_１ｘ及びＹ方向の配列ピッチＰ_１ｙは、共に設計値で例えば０．３μｍに設定されている。
なお、凸部４７ａの幅Ｗ_１は例えば設計値で０．０６μｍに設定され、凹部４７ｂの平面サイズは設計値で例えば０．２４μｍ×０．２４μｍに設定されている。また、Ｗ膜４３ｂの平面層４３ｂ_１の厚さ（ｔ_２−ｔ_３）は、例えば設計値で０．０５μｍに設定されている。

（第２光反射抑制部）
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第２光反射抑制部５６は、絶縁膜５５の空気層接触面側の表面に設けられた複数の凸部５７ａが絶縁膜５５の表面の二次元平面内において互いに直交するＸ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に点在するドット状平面パターンになっている。このドット状平面パターンは、図９Ａに示すように、平面視で互いに隣り合う（隣接する）３つの凸部５７ａが正三角形Ｅｔの３つの頂点にそれぞれ位置する配置パターンで点在している。複数の凸部５７ａの各々の凸部５７ａは、絶縁膜５５を選択的にエッチング加工することによって突起状に形成される。即ち、絶縁膜５５は、平面層（支持層）５５ａと、この平面層５５ａから上方に突出する凸部５７ａとを有する。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、複数の凸部５７ａの各々の凸部５７ａは、例えば円柱状で構成されている。各凸部５７ａの高さｈ_１３は、絶縁膜５５の厚さｔ_１２（０．２１５μｍ）に対して例えば設計値で０．１１５μｍに設定されている。また、各凸部５７ａの直径ｄ_１１は、例えば設計値で約０．２２１μｍに設定されている。また、互に隣り合う（隣接する）２つの凸部５７ａの配列ピッチＰ_１１は、例えば設計値で０．３４μｍに設定されている。また、絶縁膜５５の平面層５５ａの厚さ（ｔ_１２−ｔ_１３）は、例えば設計値で０．１μｍに設定されている。

≪光反射抑制部の反射抑制原理≫
次に、第１光反射抑制部４６及び第２光反射抑制部５６での反射抑制の原理的な考え方の一つを図１３Ａから図１３Ｄを用いて説明する。

図１３Ａ及び図１３Ｂは、ワイヤグリッド（Wire Grid）偏光素子を通った光のＥ波を表している。図１３Ａに示すワイヤグリッド偏光素子６５Ａは、透明な２枚のガラス基板の間に、Ｘ方向に延伸する複数の金属ワイヤ６６ａがＹ方向に所定の間隔をおいて平行に配置された構造になっている。これに対し、図１３Ｂに示すワイヤグリッド偏光素子６５Ｂは、透明な２枚のガラス基板の間に、Ｙ方向に延伸する複数の金属ワイヤ６６ｂがＸ方向に所定の間隔をおいて平行に配置された構造になっている。即ち、ワイヤグリッド偏光素子６５Ｂの金属ワイヤ６６ｂはワイヤグリッド偏光素子６５Ａの金属ワイヤ６６ａに対して直交する。そして、図１３Ｂに示すＥ波も図１３Ａに示すＥ波に対して直交する。

図１３Ｃに示すように、このワイヤグリッド偏光素子６５Ａと６５Ｂとを、各々の金属ワイヤ６６ａ，６６ｂが直交するようにＺ方向に並べると、Ｚ方向の入射光はほぼ通過しない。

そこで、図１３Ｄに示すように、２つのワイヤグリッド偏光素子６５Ａ及び６５Ｂをおよそ一つの合体構造体６５にして、入射光を通らなくするようにしたのが本技術の第１光反射抑制部４６及び第２光反射抑制部５６である。

第１光反射抑制部４６では、光反射率の高いＷ膜４３ｂの表面に、２つのワイヤグリッド偏光素子６５Ａ及び６５Ｂの合体構造体６５を施して反射光を消すように設計されている。この一例を図５Ａ及び図５Ｂに示している。また、第２光反射抑制部５６では、空気層と接する絶縁膜５５に２つのワイヤグリッド偏光素子６５Ａ及び６５Ｂの合体構造体６５を施して反射光を消すように設計されている。この一例を図９Ａ及び図９Ｂに示している。

≪光反射抑制部の光反射抑制≫
次に、第１光反射抑制部４６及び第２光反射抑制部５６のそれぞれの光反射抑制について、従来の遮光膜及び絶縁膜（本技術の光反射抑制部を設けていない場合）と比較しながら説明する。

＜第１光反射抑制部の光反射抑制＞
図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示す格子状平面パターンの第１光反射抑制部４６が設けられた遮光膜４５の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。
一方、図８Ａは、従来の遮光膜１４５の断面構造を示す模式的断面図である。そして、図８Ｂは、図８Ａの遮光膜１４５の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。

図８Ａに示す従来の遮光膜１４５は、図５Ａ及び図５Ｂに示す本技術の遮光膜４５と同様に、絶縁膜４２側からＴｉ膜１４３ａ及びＷ膜１４３ｂを順次積層した複合膜で構成されている。そして、従来の遮光膜１４５は、本技術の遮光膜４５とは異なり、Ｗ膜１４３ｂの表面が平らになっている。従来の遮光膜１４５は、一般的に、Ｔｉ膜１４３ａの厚さｔ_１が例えば０．０５μｍ、Ｗ膜１４３ｂの厚さｔ_２が例えば０．２μｍになっている。本技術の遮光膜４５及び従来の遮光膜１４５の光反射率は同一条件で測定した。

本技術の遮光膜４５及び従来の遮光膜１４５は、図示していないが、何れも光透過率がほぼ０％であった。そして、図８Ｂに示すように、従来の遮光膜１４５の表面での光反射率は概ね５０％であった。これに対し、図６に示すように、本技術の遮光膜４５の表面での光反射率は、従来の遮光膜１４５の表面での光反射率と比較して１／２０程度に抑えられた。このことから分かるように、格子状平面パターンの第１光遮光抑制部４６は、従来の遮光膜１４５と比較して遮光膜４５での光反射を抑制することができる。

（凸部の配列ピッチに対する表面反射特性）
次に、図５Ａ及び図５Ｂに示す格子状平面パターンの第１光反射抑制部４６において、凸部４７ａの配列ピッチを変えた場合の表面反射特性について説明する。
図７Ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示す遮光膜４５において、光波長と光反射率との依存性を凸部４７ａの配列ピッチ毎に示す反射特性図である。図７Ａでは、凸部４７ａのＸ方向の配列ピッチＰ_１ｘ及びＹ方向の配列ピッチＰ_１ｙが共に、１μｍ、０．８μｍ、０．５μｍ、０．３μｍ、０．２μｍ、０．１μｍ、０．０１μｍの場合を示している。

ここで、この第１実施形態に係る固体撮像装置（半導体チップ２）１は、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、アクションカメラ等の電子機器や、車載カメラ、携帯電話器、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ＩｏＴ（Intemet of Things）機器などの電子機器に搭載される。したがって、遮光膜４５で必要とする光反射率は、固体撮像装置１を搭載した電子機器でのアッセンブリ状態や、電子機器に搭載された固体撮像装置１の使用状況によって変わる。このため、遮光膜４５の光反射率のボーダラインを設定するのは、難しいが、次の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を考慮して、概ね２５％とした。
（ａ）；従来の遮光膜１４５の光反射率（Ｗ膜１４３ｂの光反射率）が５０％であり、５０％が許容される状態では、本技術を適用する必要がないこと。
（ｂ）；ＣＭＯＳセンサでの画素領域内の光反射率は、一般的に直接反射率と回折反射の成分を合計して１０％弱であり、どれだけ最良な状態であっても、ある程度の反射があること。
（ｃ）；遮光膜５４に微細な凹凸構造を施すには工程数がかかり、ある程度の効果がないと施す意味がないこと。

図７Ａに示すように、格子状平面パターンの第１光反射抑制部４６では、凸部４７ａのＸ方向及びＹ方向の配列ピッチ（Ｐ_１ｘ及びＰ_１ｙ）が１μｍで光反射率が概ね２５％を超える。このため、凸部４７ａのＸ方向及びＹ方向の配列ピッチ（Ｐ_１ｘ及びＰ_１ｙ）の最大値としては１μｍ以下が好ましい。一方、光反射率の最小値は、図７Ａより分かるように、０．２μｍ以下で飽和しており、これ以下では値が変わらず１０％程度であることから、凸部４７ａのＸ方向及びＹ方向の配列ピッチ（Ｐ_１ｘ及びＰ_１ｙ）の下限値は設定しないことが好ましい。

（凸部の高さに対する表面反射特性）
次に、図５Ａ及び図５に示す格子状平面パターンの第１光反射抑制部４６において、凸部４７ａの高さｈ_３を変えた場合の表面反射特性について説明する。
図７Ｂは、図５Ａ及び図５Ｂに示す遮光膜４５の表面において、光波長と光反射率との依存性を凸部４３ａの高さ毎に示す反射特性図である。図７Ｂでは、凸部４７ａの高さｔ_３が、１０μｍ、０．５μｍ、０．３μｍ、０．１μｍ、０．０５μｍ、０．０４μｍ、０．０３μｍの場合を示している。
図７Ｂに示すように、遮光膜４５での凸部４７ａの高さｈ_３が０．０３μｍで光反射率が２５％を超える。上述と同様の理由より、遮光膜４５の光反射率を２５％のレベルに抑えたいため、凸部４７ａの高さｈ_３の最小値としては０．０３μｍ以上とすることが好ましい。一方、光反射率の最大値は、図７Ｂより分かるように、０．５μｍ以上で飽和しており、光反射率が２％程度であるので、凸部４７ａの高さｈ_３の上限値は設定しないことが好ましい。

＜第２光反射抑制部の光反射抑制＞
図１０Ａは、図９Ａ及び図９Ｂに示すドット状平面パターンの第２光反射抑制部５６が設けられた絶縁膜５５の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。また、図１０Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに示すドット状平面パターンの第２光反射抑制部５６が設けられた絶縁膜５５での光波長と光透過率との依存性を示す光透過特性図である。
一方、図１２Ａは、従来の絶縁膜１５５での断面構造を示す模式的断面図である。また、図１２Ｂは、図１２Ａの絶縁膜１５５での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。また、図１２Ｃは、図１２Ａの絶縁膜１５５での光波長と光透過率との依存性を示す光透過特性図である。
図１２Ａに示す従来の絶縁膜１５５は、本技術の絶縁膜５５と同様に、酸化シリコン膜で構成されている。そして、従来の絶縁膜１５５は、本技術の絶縁膜５５とは異なり、表面が平らになっており、厚さｔ_２が例えば０．２μｍに設定されている。本技術の絶縁膜５５における光反射率及び光透過率と、従来の絶縁膜１５５における光反射率及び光透過率とは、同一条件で測定した。

従来の絶縁膜１５５の光透過率は、図１２Ｃに示すように、概ね９６．５％であった。これに対し、本技術の絶縁膜５５の光透過率は、図１０Ｂに示すように、概ね１００％であった。
一方、従来の絶縁膜１５５の光反射率は、図１２Ｂに示すように、概ね３．５％程度であった。これに対し、本技術の絶縁膜５５の表面での光反射率は、図１０Ｂに示すように、概ね０．３％以内に抑えられていた。このことから分かるように、ドット状平面パターンの第２光反射抑制部５６は、従来の絶縁膜１４５と比較して、空気層と接する絶縁膜５５での光反射を抑制することができる。

（凸部の配列ピッチに対する表面反射特性）
次に、ドット状平面パターンの第２光反射抑制部５６において、凸部５７ａの配列ピッチを変えた場合の表面反射特性について説明する。

図１１Ａは、図９Ａ及び図９Ｂに示す第２光反射抑制部５６が設けられた絶縁膜５５において、光波長と光反射率との依存性を凸部５７ａの配列ピッチ毎に示す反射特性図である。図１１Ａでは、凸部５７ａの配列ピッチＰ_１１が、１０μｍ、０．５μｍ、０．３μｍ、０．１μｍ、０．０５μｍ、０．０３μｍ、０．０２μｍの場合を示している。

図１１Ａより分かるように、ドット状平面パターンの第２光反射抑制部５６では、凸部５７ａの配列ピッチが０．０２μｍから１０μｍという十分な広範囲で概ね３．５％以下の光反射率に抑えられている。このため、凸部５７ａの配列ピッチＰ_１１の上限値及び下限値は設定しないことが好ましい。

（凸部の高さに対する表面反射特性）
次に、ドット状平面パターンの第２光反射抑制部５６で凸部５７ａの高さｔ_１３を変えた場合の表面反射特性について説明する。

図１１Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに示す遮光膜５４において、光波長と光反射率との依存性を凸部５７ａの高さ毎に示す反射特性図である。図１１Ｂでは、凸部５７ａの高さｈ_３が、０．３９μｍ、０．３７μｍ、０．３５μｍ、０．３μｍ、０．２５μｍ、０．１μｍ、０．０１μｍの場合を示している。

図１１Ｂより分かるように、ドット状平面パターンの第２光遮光抑制部５６では、凸部５７ａの高さｈ_３が０．３５μｍ以下で従来の絶縁膜１５５と比較して光透過率の改善効果が得られるが、凸部５７ａの高さｈ_３の上限値及び下限値は設定しないことが好ましい。

＜フレアの発生及び抑制＞
次に、固体撮像装置を搭載した電子機器でのフレアの発生及び抑制について説明する。
（通常の第１カメラモジュール）
図１４Ａは、通常の第１カメラモジュールに従来の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。図１４Ｂは、図１４Ａの第１カメラモジュールに従来の固体撮像装置に換えて本技術の固体撮像装置を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。なお、図中の符号１６は、トランジスタ形成部である。

図１４Ａに示すように、従来の固体撮像装置１Ｘを搭載した第１カメラモジュール７０Ａ_１は、従来の固体撮像装置１Ｘと、この固体撮像装置１Ｘの画素領域２Ａ側にカバーガラス７１を介して配置され、かつ撮像レンズ７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ及び７２ｅを含む撮像レンズ構造体７２とを備えている。そして、撮像レンズ構造体７２、カバーガラス７１及び固体撮像装置１Ｘは、支持体７３に支持されている。

従来の固体撮像装置１Ｘを搭載した第１カメラモジュール７０Ａ_１では、撮像レンズ構造体７２（撮像レンズ７２ａ〜７２ｅ）及びカバーガラス７１を介して、固体撮像装置１Ｘの画素領域２Ａの外側の周辺領域に入射光７４が入射すると、図１４Ａに示すように、入射光７４は周辺領域に配置された遮光膜１４５で反射する。遮光膜１４５で反射した入射光７４は、カバーガラス７１や撮像レンズ構造体７２などで再度反射してボンディングワイヤ５９に当たる。ボンディングワイヤ５９に当たった入射光７４はボンディングワイヤ５９で更に反射し、不要光として画素領域２Ａに入射する可能性がある。不要光が画素領域２Ａに入射すると、フレアが発生して画素劣化を引き起こし、カメラ特性を損なう。

これに対し、本技術の固体撮像装置１を搭載した第１カメラモジュール７０Ａ_２では、固体撮像装置１の周辺領域２Ｂの遮光膜４５に第１光反射抑制部４６が設けられているため（図４Ａ及び図４Ｂ参照）、撮像レンズ７２ａ〜７２ｅ及びカバーガラス７１を介して固体撮像装置１の画素領域２Ａの外側の周辺領域２Ｂに入射した入射光７４は、図１４Ｂに示すように、遮光膜４５の第１光反射抑制部４６により遮光膜４５での反射が抑制される。このため、反射した入射光７４が不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。

また、本技術の固体撮像装置１では、周辺領域２Ｂにおいて、空気層と接する絶縁膜５５に第２光反射抑制部５６が設けられているため（図４及び図４Ｂ参照）、撮像レンズ構造体（撮像レンズ７２ａ〜７２ｅ）７２及びカバーガラス７１を介して、固体撮像装置１の画素領域２Ａの外側の周辺領域２Ｂに入射した入射光７４は、第２光反射抑制部５６により絶縁膜５５での反射が抑制される。これにより、絶縁膜５５の表面で反射した入射光７４が不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。

（通常の第２カメラモジュール）
図１５Ａは、通常の第２カメラモジュールに従来の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。図１５Ｂは、図１５Ａの第２カメラモジュールに従来の固体撮像装置に換えて本技術の固体撮像装置を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。図１５Ａの第２カメラモジュール７０Ｂ_１は、基本的に上述の第１カメラモジュール７０Ａ_１とほぼ同様の構成になっており、支持体７３に突起部７３ａが設けられている点が異なっている。突起部７３ａは、カバーガラス７１の撮像レンズ構造体７２側においてカバーガラス７１の周辺部から中央部に向かって突出し、カバーガラス７１を支持している。

従来の固体撮像装置１Ｘを搭載した第２カメラモジュール７０Ｂ_１では、撮像レンズ構造体７２（撮像レンズ７２ａ〜７２ｅ）及びカバーガラス７１を介して、固体撮像装置１Ｘの画素領域２Ａの外側の周辺領域に入射光７４が入射すると、図１５Ａに示すように、入射光７４は周辺領域に配置された遮光膜１５４で反射する。遮光膜１５４で反射した入射光７４は、撮像レンズ内構造部として、例えば支持体７３の突起部７３ａに当たる。突起部７３ａに当たった入射光７４は突起部７３ａで更に反射し、第１カメラモジュール７０Ａ_１と同様に不要光として画素領域２Ａに入射する可能性がある。不要光が画素領域２Ａに入射すると、フレアが発生して画素劣化を引き起こし、カメラ特性を損なう。

これに対し、本技術の固体撮像装置１を搭載した第１カメラモジュール７０Ｂ_２では、固体撮像装置１の周辺領域２Ｂの遮光膜４５に光反射抑制部４６が設けられているため（図４Ａ及び図４Ｂ参照）、撮像レンズ構造体７２及びカバーガラス７１を介して固体撮像装置１の画素領域２Ａの外側の周辺領域２Ｂに入射した入射光７４は、図１５Ｂに示すように、遮光膜４５の第１光反射抑制部４６により遮光膜４５での反射が抑制される。このため、本技術の固体撮像装置１を搭載した第１カメラモジュール７０Ａ_２と同様に、反射した入射光７４が不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。

また、本技術の固体撮像装置１では、周辺領域２Ｂにおいて、空気層と接する絶縁膜５５に第２光反射抑制部５６が設けられているため（図４Ｂ参照）、撮像レンズ構造体（７２ａ〜７２ｅ）７２及びカバーガラス７１を介して、固体撮像装置１の画素領域２Ａの外側の周辺領域２Ｂに入射した入射光７４は、第２光反射抑制部５６により絶縁膜５５での反射が抑制される。これにより、上述の第１カメラモジュール７０Ａ_１と同様に、反射した入射光７４が不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。

（車載カメラモジュール）
図１６Ａは、車載カメラモジュールに従来の固体撮像装置（半導体チップ）を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。図１６Ｂは、図１６Ａの車載カメラモジュールに従来の固体撮像装置に換えて本技術の固体撮像装置を搭載した場合の入射光の反射状態を示す図である。なお、図中の符号１６は、トランジスタ形成部である。

図１６Ａに示すように、従来の固体撮像装置１Ｘを搭載した車載カメラモジュール７０Ｃ_１は、従来の固体撮像装置１Ｘと、この固体撮像装置１Ｘの画素領域２Ａ側にカバーガラス７５を介して配置され、かつ撮像レンズ７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ及び７５ｅを含む撮像レンズ構造体７６とを備えている。車載カメラモジュール７０Ｃ_１では、撮像レンズのＦｎｏが明るくなっており、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す撮像レンズ構造体７６では、Ｆｎｏ１．５の撮像レンズ（７５ａ、７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｅ）を用いている。

図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて、入射光７７のうち、一点鎖線が主光線７７ａ、二点鎖線が下光線７７ｂ、実線が上光線７７ｃである。

従来の固体撮像装置１Ｘを搭載した車載カメラモジュール７０Ｃ_１では、撮像レンズ構造体７６（撮像レンズ７６ａ〜７６ｅ）及びカバーガラス７５を介して、固体撮像装置１Ｘの画素領域２Ａの外側の周辺領域に入射光７７が入射すると、図１６Ａに示すように、入射光７４は周辺領域に配置された遮光膜１４５で反射する。撮像レンズ構造体７６ではＦｎｏが明るいため、遮光膜１４５で反射した入射光７７のうち、上光線７７ｃが内側に反射する。内側に反射した上光線７７ｃは更にカバーガラスで反射し、不要光として画素領域２Ａに入射する可能性がある。不要光が画素領域２Ａに入射すると、フレアが発生して画素劣化を引き起こし、カメラ特性を損なう。

これに対し、本技術の固体撮像装置１を搭載した車載カメラモジュール７０Ｃ_２では、固体撮像装置１の周辺領域２Ｂの遮光膜４５に光反射抑制部４６が設けられているため（図５Ａ及び図５Ｂ参照）、撮像レンズ構造体（撮像レンズ７６ａ〜７６ｅ）７６及びカバーガラス７５を介して固体撮像装置１の画素領域２Ａの外側の周辺領域２Ｂに入射した入射光７７の主光線７７ａ、下光線７７ｂ及び上光線７７ｃは、図１６Ｂに示すように、遮光膜４５の第１光反射抑制部４６により遮光膜４５での反射が抑制される。このため、反射した入射光７７の上光線７７ｃが不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。

また、本技術の固体撮像装置１では、周辺領域２Ｂにおいて、空気層と接する絶縁膜５５に第２光反射抑制部５６が設けられているため（図４Ｂ参照）、撮像撮像レンズ構造体（撮像レンズ７６ａ〜７６ｅ）７６及びカバーガラス７５を介して、固体撮像装置１の画素領域２Ａの外側の周辺領域２Ｂに入射した入射光７７は、第２光反射抑制部５６により絶縁膜５５での反射が抑制される。これにより、反射した入射光７７の上光線７７ｃが不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。

≪固体撮像装置の製造方法≫
次に、この第１実施形態に係る固体撮像装置１の製造方法について、図１７Ａ及び図１７Ｂ、並びに図１８Ａから図１８Ｉを用いて説明する。
図１７Ａは、ウエハの平面構成を示す図である。図１７Ｂは、図１７ＡのＢ領域を拡大してチップ形成領域の構成を示す図である。
また、図１８Ａ〜図１８Ｉは、固体撮像装置１の製造方法を説明するための模式的断面図である。
ここで、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、固体撮像装置１は、半導体ウエハ６０のチップ形成領域６２に製作される。チップ形成領域６２は、スクライブライン６１で区画され、行列状に複数配置されている。図１７Ｂでは、９個のチップ形成領域６２を示している。そして、この複数のチップ形成領域６２をスクライブライン６１に沿って個々に個片化することにより、固体撮像装置１を搭載した半導体チップ２が形成される。チップ形成領域６２の個片化は、以下に説明する製造工程が施された後に行われる。
なお、スクライブライン６１は物理的に形成されているものではない。

まず、図１８Ａに示す第１半導体基体２０及び図１８Ｂに示す第２半導体基体３０を形成する。
図１８Ａに示す第１半導体基体２０の製造は、半導体層２１の第１の面Ｓ１側に、分離領域２３、光電変換部２４、画素トランジスタ（Ｔｒ１，Ｔｒ２）、制御回路８を構成するＭＯＳトランジスタ（Ｔｒ３，Ｔｒ４）などを形成する工程を有する。また、第１半導体基体２０の製造は、半導体層２１の第１の面Ｓ１上に、層間絶縁膜２６と、この層間絶縁膜２６を介して複数層に積層された配線２７とを含む多層配線層２５を形成する工程を有する。これらの工程を施すことによって第１半導体基体２０は形成される。半導体層２１としては、例えば単結晶シリコンからなる半導体基板を用いる。

この工程において、分離領域２３、光電変換部２４、画素トランジスタ（Ｔｒ１，Ｔｒ２）、制御回路８を構成するＭＯＳトランジスタ（Ｔｒ３，Ｔｒ４）、及び多層配線層２５などは、図１７Ｂに示すチップ形成領域６２毎に形成される。そして、各チップ形成領域６２には、図１に示す画素領域２Ａ及び周辺領域２Ｂが形成される。なお、この工程において、図１及び図１７Ｂに示す遮光膜４５は、まだ形成されていない。

一方、図１８Ｂに示す第２半導体基体３０の製造は、半導体層３１の第１の面側に、ウエル領域３２、分離領域３３、ロジック回路１５を構成するＭＯＳトランジスタ（Ｔｒ１１〜Ｔｒ１４）などを形成する工程を有する。また、第２半導体基体３０の製造は、半導体層３１の第１の面上に、層間絶縁膜３６と、この層間絶縁膜３６を介して複数層に積層された配線３７、配線３８ａ及び電極パッド３８ｂとを含む多層配線層３５を形成する工程を有する。また、半導体基体３０の製造は、多層配線層３５の最上層の層間絶縁膜３６上に反り矯正膜３９を形成する工程を有する。これらの工程を施すことによって半導体基体３０は構築される。半導体層３１としては、例えば単結晶シリコンからなる半導体基板を用いる。

次に、図１８Ｃに示すように、第１半導体基体２０と第２半導体基体３０とを、各々の多層配線層２５，３５が向かい合う状態で貼り合わせる。この貼り合わせは、接着材にて行う。この他に、プラズマ接合により貼り合わせてもよい。
この工程により、異なる２つの半導体層２１，３１を含む半導体ウエハ６０が形成される。

次に、半導体層２１の第２の面側を例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polising）法などにより研削及び研磨して半導体層２１の厚さを薄くし、その後、図示していないが、半導体層２１の第２の面Ｓ２側に、暗電流を抑制するためのｐ型の半導体領域を形成する。研削及び研磨前の半導体層２１の厚さは例えば６００μｍ程度であるが、この半導体層２１を例えば３〜５μｍ程度の厚さまで薄くする。この半導体層２１の第２の面Ｓ２が裏面照射型の固体撮像装置１では光入射面となる。

次に、半導体層２１の第２の面Ｓ２側に、反射防止コーティング膜４１及び絶縁膜４２を画素領域２Ａ及び周辺領域２Ｂに亘って形成する（図１８Ｄ参照）。反射防止コーティング膜４１は、半導体層２１の第２の面２Ｓ上の全面に例えばＣＶＤ法で成膜することによって形成される。絶縁膜４２は、反射防止コーティング膜４１上の全面に例えば酸化シリコン膜をＣＶＤ法で堆積することによって形成される。

次に、図１８Ｄに示すように、絶縁膜４２の遮光膜形成領域に溝部４２ａ及び４２ｂを形成する。溝部４２ａは、平面視で画素領域２Ａ内に形成される。溝部４２ａは、平面視での平面パターンが複数の光電変換部２４のそれぞれの受光面側を開口する格子状平面パターンで形成される。溝部４２ｂは、平面視で周辺領域２Ｂに形成される。溝部４２ｂは、平面視での平面パターンが画素領域２Ａを囲むようにして周辺領域２Ｂを覆う環状平面パターンで形成される。

次に、図１８Ｅに示すように、絶縁膜４２の溝部４２ａに遮光膜４４を選択的に埋め込むと共に、絶縁膜４２の溝部４２ｂ内に遮光膜４５を選択的に埋め込む。
遮光膜４４及び遮光膜４５は、絶縁膜４２の溝部４２ａ内及び溝部４２ｂ内を含む絶縁膜４２上の全面にＴｉ膜４３ａ及びＷ膜４３ｂ（図５Ｂ参照）をスパッタ法で順次成膜し、その後、溝部４２ａ内及び溝部４２ｂ内のＷ膜４３ｂ及びＴｉ膜４３ａを除く絶縁膜４２上のＷ膜４３ｂ及びＴｉ膜４３ａを例えばＣＭＰ法で選択的に除去することによって形成される。Ｔｉ膜４３ａは、図５Ｂを参照して説明すると、溝部４２ａ内及び溝部４２ｂ内の各々の側面及び底面に沿って形成される膜厚、例え０．０５μｍの厚さで形成される。Ｗ膜４３ｂは、溝部４２ａ内及び溝部４２ｂ内を埋め込む膜厚、例えば０．３５μｍの厚さで形成される。
この工程により、平面視で画素領域２Ａに格子状平面パターンの遮光膜４４が形成される。また、平面視で周辺領域２Ｂに環状平面パターンの遮光膜４５が形成される（図１及び図１７Ｂ参照）。

次に、図１８Ｆに示すように、遮光膜４５の表面に凹凸形状の第１光反射抑制部４６を形成する。第１光反射抑制部４６は、遮光膜４５のＷ膜４３ｂの表面を選択的にエッチングすることによって形成される。この第１実施形態の第１光反射抑制部４６は、図５Ａ及び図５Ｂに示す格子状平面パターンで形成される。
なお、第１光反射抑制部４６は、遮光膜４４に形成してもよい。

次に、遮光膜４４上及び遮光膜４５上を含む絶縁膜４２上の全面に平坦化膜５１を画素領域２Ａ及び周辺領域２Ｂに亘って形成する（図１８Ｇ参照）。平坦化膜５１は、絶縁膜４２上に例えば酸化シリコン膜をＣＶＤ法で成膜した後、この酸化シリコン膜の表面をＣＭＰ法やエッチバック法で研削することによって形成される。

次に、平面視で画素領域２Ａと重畳する平坦化膜５１上に、赤色（Ｒ）の第１カラーフィルタ部５２ａ、緑色（Ｇ）の第２カラーフィルタ部５２ｂ及び青色（Ｂ）の第３カラーフィルタ部５２Ｃを含むカラーフィルタ層５２を形成する（図１８Ｇ参照）。第１〜第３カラーフィルタ部５２ａ〜５２ｃは、対応する色（赤色、緑色、青色）の分光特性を有する有機膜を成膜及びパターンニングすることによって形成される。この第１〜第３カラーフィルタ部５２ａ〜５２ｃは、複数の画素３の各々の画素３、即ち、複数の光電変換部２４の各々の光電変換部２４に対応して行列状に形成される。

次に、図１８Ｇに示すように、カラーフィルタ層５２上を含む平坦化膜５１上の全面にマイクロレンズ層５３を形成する。マイクロレンズ層５３は、平面視で画素領域２Ａ内のカラーフィルタ層５２上に配置された複数のマイクロレンズ部５３ａと、平面視で周辺領域２Ｂ内の平坦化膜５１上に配置された平坦部５３ｂとを有する。複数のマイクロレンズ部５３ａは、例えば感光性レジスト膜を用いたエッチバック法で形成される。

次に、平面視で周辺領域２Ｂと重畳するマイクロレンズ層５３の平坦部５３ｂ上に、空気層と接する絶縁膜５５を選択的に形成する（図８Ｈ参照）。絶縁膜５５は、例えば、複数のマイクロレンズ部５３ａ及び平坦部５３ｂを含むマイクロレンズ層５３上の全面に例えば酸化シリコン膜をＣＶＤ法で成膜し、その後、この酸化シリコン膜をパターンニングすることによって形成される。

次に、図１８Ｈに示すように、絶縁膜５５の表面に凹凸形状の第２光反射抑制部５６を形成する。第２光反射抑制部５６は、絶縁膜５５の表面を選択的にエッチングすることによって形成される。この第１実施形態の第２光反射抑制部５６は、図９Ａ及び図９Ｂに示すドット平面パターンで形成される。

次に、図１８Ｉに示すように、電極パッド３８ｂ上に、マイクロレンズ層５３の平坦部５３ｂ側から電極パッド３８ｂに到達するボンディング開口部５８を形成する。
この工程により、画素領域２Ａ、周辺領域２Ｂ、半導体層２１、光電変換部２４、画素トランジスタ（ＴＲ１，ＴＲ２）、制御回路８を構成するＭＯＳトランジスタ、多層配線層２５、反射防止コーティング膜４１、絶縁膜４２、遮光膜４４，４５、第１光反射抑制部４６、平坦化膜５１、カラーフィルタ層５２、マイクロレンズ層５３、絶縁膜５５、第２光反射抑制部５６、及びボンディング開口部５８などを含む第１半導体基体２０が形成される。
また、この工程により、第１半導体基体２０及び第２半導体基体３０を含む固体撮像装置１がほぼ完成する。
また、この工程により、図１７Ａ及び図１７Ｂに示す半導体ウエハ６０がほぼ完成する。半導体ウエハ６０のチップ形成領域６２には固体撮像装置１が形成されている。

この後、半導体ウエハ６０の複数のチップ形成領域６２をスクライブライン６１に沿って個々に個片化することにより、固体撮像装置１を搭載した半導体チップ２が形成される。

≪第１実施形態の効果≫
次に、この第１実施形態の主な効果を説明する。
この第１実施形態に係る固体撮像装置１は、上述したように、周辺領域２Ｂの遮光膜４５に凹凸形状の第１光反射抑制部４６を備えている。したがって、この第１実施形態に係る固体撮像装置１によれば、遮光膜４５の表面での光反射率を数％に抑制することができる。
また、この第１実施形態に係る固体撮像装置１によれば、遮光膜４５の表面での光反射率を抑制することができるので、遮光膜４５の表面で反射した入射光が不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。
また、遮光膜４５は、半導体チップ２の光入射面側から入射した入射光が第１半導体基体２０の半導体層２１や第２半導体基体３０の半導体層３１に差し込まれるのを防止し、平面視で周辺領域２Ｂに位置する半導体層２１及び３１に設けられたＭＯＳトランジスタの誤動作を防止している。遮光膜４５としては、一般的に、この第１実施形態の様に、入射光を吸収して透過させない遮光性が高いＷ膜４３ｂ（図４Ｂ参照）が使用される。しかしながら、Ｗ膜は遮光性が良いが一方で反射率が概ね５０％である。したがって、この第１実施形態に係る固体撮像装置１によれば、Ｗ膜４３ｂの表層に第１光反射抑制部４６を備えることにより、ＭＯＳトランジスタの誤動作を防止することができると共に、遮光膜４５の表面で反射した入射光が不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。この結果、固体撮像装置１の信頼性向上を図ることができる。

この第１実施形態に係る固体撮像装置１は、上述したように、周辺領域２Ｂにおいて、空気層と接する絶縁膜５５に凹凸形状の第２光反射抑制部５６を備えている。したがって、この第１実施形態に係る固体撮像装置１によれば、空気層と接する絶縁膜５５の表面での光反射率を従来の空気層と接する絶縁膜の表面での光反射率よりも抑制することができる。
また、この第１実施形態に係る固体撮像装置１によれば、空気層と接する絶縁膜５５の表面での光反射率を抑制することができるので、絶縁膜５５の表面で反射した入射光が不要光として画素領域２Ａに入射することで発生するフレアを抑制することができる。
また、この第１実施形態の固体撮像装置１は、第１光反射抑制部４６と第２光反射抑制部５６の両方を備えている。したがって、この第１実施形態の固体撮像装置１によれば、第１光反射抑制部４６及び第２光反射抑制部５６の何れか一方を備えた場合と比較して、ＭＯＳトランジスタの誤動作を防止しつつ、フレアの発生をより抑制することができる。

また、この第１実施形態に係る固体撮像装置１の製造方法は、遮光膜４５のＷ膜４３ｂを加工して第１光反射抑制部４６を形成し、空気層と接する絶縁膜５５を加工して第２光反射抑制部５６を形成しているので、第１光反射抑制部４６及び第２光反射抑制部５６を備えた固体撮像装置１を低コストで製造することができる。

〔変 形 例〕
次に、第１光反射抑制部及び第２光反射抑制部の変形例について説明する。
≪第１光反射抑制部の変形例≫
まず、最初に遮光膜４５に設けられる凹凸形状の第１光反射抑制部の変形例について説明する。
＜第１変形例＞
図１９Ａは、第１変形例に係る第１光反射抑制部の要部模式的平面図である。
図１９Ｂは、図１９Ａのａ１９−ａ１９線に沿った断面構造を示す模式的断面構造である。
図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、第１変形例に係る第１光反射抑制部４６Ａは、遮光膜４５の半導体層２１側とは反対側の表面に設けられた複数の凸部４７ａ_１が遮光膜４５の表面の二次元平面内において互いに直交するＸ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に点在するドット状平面パターンになっている。このドット状平面パターンは、凸部４７ａ_１が凹部４７ｂ_１を介してＸ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に繰り返し配置されたチェッカーフラグ状平面パターンとして定義することもできる。

遮光膜４５は、上述の第１実施形態の遮光膜４５と同様に、絶縁膜４２側からＴｉ膜４３ａ及びＷ膜４３ｂをこの順で積層した複合膜で構成されている。そして、第１実施形態と同様に、Ｔｉ膜４３ａの膜厚ｔ_１は設計値で例えば０．０５μｍ、Ｗ膜４３ｂの膜厚ｔ_２は設計値で例えば０．３５μｍにそれぞれ設定されている。

複数の凸部４７ａ_１の各々の凸部４７ａ_１は、例えば四角錐形状で構成されている。この複数の凸部４７ａ_１の各々の凸部４７ａ_１は、遮光膜４５のＷ膜４３ｂを選択的にエッチング加工することによって突起状に形成される。

各凸部４７ａ_１の高さｈ_３は、Ｗ膜４３ｂの厚さｔ_２（０．３５μｍ）に対して設計値で例えば０．３μｍに設定されている。各凸部４７ａ_１のＸ方向の配列ピッチＰ_１ｘ及びＹ方向の配列ピッチＰ_１ｙは、共に設計値で例えば０．４４μｍに設定されている。

各凸部４７ａ_１の底面サイズ及び各凹部４７ｂ_１の平面サイズは、例えば設計値で０．２２μｍ×０．２２μｍに設定されている。各凹部４７ｂ_１は、平面視で四方が４つの凸部４７ａ_１で囲まれている。この凹部４７ｂ_１内には、平坦化膜５１の一部が埋め込まれている。

なお、Ｗ膜４３ｂは、平面層（支持層）４３ｂ_１と、この平面層４３ｂ_１から突出する凸部４７ａ_１とを有する。Ｗ膜４３ｂの平面層４３ｂ_１の厚さ（ｔ_２−ｔ_３）は、例えば設計値で０．０５μｍに設定されている。

図１９Ｃは、図１９ａ及び図１９ｂに示すドット状平面パターンの第１光反射抑制部４６Ａが設けられた遮光膜４５の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。この第１変形例の遮光膜４５の表面での光反射率は、上述の第１実施形態の遮光膜４５の表面での光反射率と同一条件で測定した。

図１９Ｃに示すように、第１光反射抑制部４６Ａが設けられた遮光膜４５の表面での反射率は、概ね８％程度に抑えられている。そして、第１光反射抑制部４６Ａが設けられた遮光膜４５の透過率は、図示していないが、ほぼ０％である。
したがって、この第１変形例の第１光反射抑制部４６Ａにおいても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第２変形例＞

図２０Ａは、第２変形例に係る第１光反射抑制部の要部模式的平面図である。図２０Ｂは、図２０Ａのａ２０−ａ２０線に沿った断面構造を示す模式的断面構造である。

図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、第２変形例に係る第１光反射抑制部４６Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに示す上述の第１実施形態に係る第２光反射抑制部５７と同様に、遮光膜４５の半導体層２１側とは反対側の表面に設けられた複数の凸部４７ａ_２が遮光膜４５の表面の二次元平面内において互いに直交するＸ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に点在するドット状平面パターンになっている。このドット状平面パターンは、図２０Ａに示すように、平面視で隣り合う３つの凸部４７ａ_２が正三角形Ｅｔの３つの頂点にそれぞれ位置する配置パターンで点在している。複数の凸部４７ａ_２の各々の凸部４７ａ_２は、遮光膜４５のＷ膜４３ｂを選択的にエッチング加工することによって突起状に形成される。

図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、複数の凸部４７ａ_２の各々の凸部４７ａ_２は、例えば円柱形状で構成されている。各凸部４７ａ_２の高さｈ_３は、Ｗ膜４３ｂの厚さｔ_２（０．３５μｍ）に対して設計値で例えば０．３μｍに設定されている。互いに隣り合う（隣接する）２つの凸部４７ａ_２の配列ピッチＰ_１は、例えば０．３５μｍに設定されている。また、各凸部４７ａ_２の直径ｄ_１は、例えば設計値で約０．１７５μｍに設定されている。この互いに隣り合う２つの凸部４７ｂ_２の間には、平坦化膜５１の一部が埋め込まれている。

なお、Ｗ膜４３ｂは、平面層４３ｂ_１と、この平面層４３ｂ_１から突出する凸部４７ａ_２とを有する。Ｗ膜４３ｂの平面層４３ｂ_１の厚さ（ｔ_２−ｔ_３）は、例えば設計値で０．０５μｍに設定されている。

図２０Ｃは、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すドット状平面パターンの第１光反射抑制部４６Ｂが設けられた遮光膜４５の表面での光波長と光反射率との依存性を示す反射特性図である。この第２変形例の遮光膜４５の表面での光反射率は、上述の第１実施形態の遮光膜４５の表面での光反射率と同一条件で測定した。

図２０Ｃに示すように、第１光反射抑制部４６Ｂが設けられた遮光膜４５の表面での光反射率は、概ね２％以内に抑えられている。そして、第１光反射抑制部４６Ｂが設けられた遮光膜４５の透過率は、図示していないが、ほぼ０％である。
したがって、この第２変形例の第１光反射抑制部４６Ｂにおいても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。

≪第２光反射抑制部の変形例≫
次に、絶縁膜５５に設けられる凹凸形状の第２光反射抑制部の変形例について説明する。
＜第３変形例＞
図２１Ａは、第３変形例に係る第２光反射抑制部の要部模式的平面図である。
図２１Ｂは、図２１Ａのａ２１−ａ２１線に沿った断面構造を示す模式的断面構造である。

図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、第２光反射抑制部５６Ａは、絶縁膜５５の空気層接触面側の表面に設けられた複数の凸部５７ａ_１が絶縁膜５５の表面の二次元平面内において互いに直交するＸ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に点在するドット状平面パターンになっている。このドット状平面パターンは、図２１Ａに示すように、平面視で互いに隣り合う３つの凸部５７ａ_１が正三角形Ｅｔの３つの頂点にそれぞれ位置する配置パターンで点在している。複数の凸部５７ａ_１の各々の凸部５７ａ_１は、絶縁膜５５を選択的にエッチング加工することによって突起状に形成される。絶縁膜５５の厚さｔ_１２は、上述の第１実施形態の絶縁膜５５とは異なり、例えば設計値で０．３２μｍに設定されている。

図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、複数の凸部５７ａ_１の各々の凸部５７ａ_１は、上述の第１実施形態の凸部５７ａとは異なり、例えば円錐形状で構成されている。各凸部５７ａ_１の高さｈ_１３は、絶縁膜５５の厚さｔ_１２（０．３２μｍ）に対して例えば設計値で０．２２μｍに設定されている。また、各凸部５７ａ_１の底面の直径ｄ_１１は、例えば設計値で約０．３４μｍに設定されている。また、互に隣り合う２つの凸部５７ａ_１の配列ピッチＰ_１１は、例えば設計値で０．３４μｍに設定されている。絶縁膜５５は、平面層５５ａと、この平面層５５ａから突出する凸部５７ａ_１とを有する。
すなわち、第２光反射抑制部５６Ａは、絶縁膜５５の厚さが０．１μｍの平面層５５ａ（支持層）上に、底面の直径ｄ_１１が０．３４μｍ、高さが０．２２μｍの円錐形状の凸部５７ａ_１を０．３４μｍの配列ピッチＰ_１１で繰り返し配置したドット状平面パターンになっている。

なお、絶縁膜５５は、平面層５５ａと、この平面層５５ａから上方に突出する凸部５７ａ_１とを有する。そして、絶縁膜５５の平面層５５ａの厚さ（ｔ_１２−ｔ_１３）は、例えば設計値で０．１μｍに設定されている。

この第３変形例の第２光反射抑制部５６Ａが設けられた絶縁膜５５光透過率は、概ね１００％である。これにより、空気層と接する絶縁膜５５の表面での光反射率をほぼ０％に抑えられる。したがって、この第３変形例の第２光反射抑制部５６Ｂにおいても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第４変形例＞
図２２Ａは、第４変形例に係る第２光反射抑制部の要部模式的平面図である。
図２２Ｂは、図２１Ａのａ２２−ａ２２線に沿った断面構造を示す模式的断面構造である。

図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、第２光反射抑制部５６Ｂは、基本的に上述の第３変形例の第２光反射抑制部５６Ａとほぼ同様のドット状平面パターンになっており、第２光反射抑制部５６Ａと異なる点は凸部５７ａ_２が円錐台形状になっている。絶縁膜５５の厚さｔ_１２は、設計値で例えば０．２７μｍに設定されている。

凸部５７ａ_２は、高さｈ_１３が設計値で例えば０．１７μｍ、底面の直径ｄ_１１が設計値で例えば０．３４μｍ、上面の直径ｄ_１２が設計値で例えば０．１２μｍにそれぞれ設定されている。そして、隣り合う２つの凸部５７ａ_２の配列ピッチＰ_１１は、設計値で例えば０．３４μｍに設定されている。

凸部５７ａ_２は、絶縁膜５５を選択的にエッチング加工することによって突起状に形成される。絶縁膜５５は、平面層５５ａと、この平面層５５ａから上方に突出する凸部５７ａ_２とを有する。そして、絶縁膜５５の平面層５５ａの厚さ（ｔ_１２−ｔ_１３）は、例えば設計値で０．１μｍに設定されている。

この第４変形例の第２光反射抑制部５６Ｂが設けられた絶縁膜５５の光透過率は、概ね１００％である。これにより、空気層と接する絶縁膜５５の表面での光反射率をほぼ０％に抑えられる。したがって、この第４変形例の第２光反射抑制部５６Ｂにおいても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第５変形例＞
図２３Ａは、第５変形例に係る第２光反射抑制部の要部模式的平面図である。
図２３Ｂは、図２３Ａのａ２３−ａ２３線に沿った断面構造を示す模式的断面構造である。

図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、第２光反射抑制部５６Ｃは、基本的に上述の第３変形例の第２光反射抑制部５６Ａとほぼ同様のドット状平面パターンになっており、第２光反射抑制部５６Ａと異なる点は凸部５７ａ_３が八角錐形状になっている。絶縁膜５５の厚さｔ_１２は、設計値で例えば０．３２μｍに設定されている。

凸部５７ａ_３は、高さｈ_１３が設計値で例えば０．２２μｍ、底面の直径ｄ_１１が設計値で例えば０．２２１μｍにそれぞれ設定されている。そして、隣り合う２つの凸部５７ａ_３の配列ピッチＰ_１１は、設計値で例えば０．３４μｍに設定されている。絶縁膜５５は、平面層５５ａと、この平面層５５ａから突出する凸部５７ａ_２とを有する。
すなわち、第２光反射抑制部５６Ｃは、絶縁膜５５の厚さが０．１μｍの平面層５５ａ（支持層）上に、底面の直径ｄ_１１が０．２２１μｍ、高さが０．２２μｍの八角錐形状の凸部５７ａ_３を０．３４μｍの配列ピッチＰ_１１で繰り返し配置したドット状平面パターンになっている。

凸部５７ａ_３は、絶縁膜５５を選択的にエッチング加工することによって突起状に形成される。絶縁膜５５は、平面層５５ａと、この平面層５５ａから上方に突出する凸部５７ａ_３とを有する。そして、絶縁膜５５の平面層５５ａの厚さ（ｔ_１２−ｔ_１３）は、例えば設計値で０．１μｍに設定されている。

この第５変形例の第２光反射抑制部５６Ｃが設けられた絶縁膜５５の光透過率は、概ね１００％である。これにより、空気層と接する絶縁膜５５の表面での光反射率をほぼ０％に抑えられる。したがって、この第５変形例の第２光反射抑制部５６Ｃにおいても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第６変形例＞
図２４Ａは、第６変形例に係る第２光反射抑制部の要部模式的平面図である。
図２４Ｂは、図２４Ａのａ２４−ａ２４線に沿った断面構造を示す模式的断面構造である。

図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように、第６変形例の第２光反射抑制部５６Ｄは、基本的に上述の第５変形例の第２光反射抑制部５６Ａとほぼ同様のドット状平面パターンになっており、第２光反射抑制部５６Ａと異なる点は凸部５７ａ_４が八角錐台形状になっている。絶縁膜５５の厚さｔ_１２は、設計値で例えば０．２７μｍに設定されている。

凸部５７ａ_２は、高さｈ_１３が設計値で例えば０．１７μｍ、底面の直径ｄ_１１が設計値で例えば０．３４μｍ、上面の直径ｄ_１２が設計値で例えば０．１２μｍにそれぞれ設定されている。そして、互に隣り合う２つの凸部５７ａ_４の配列ピッチＰ１１は、設計値で例えば０．３４μｍに設定されている。

凸部５７ａ_４は、絶縁膜５５を選択的にエッチング加工することによって突起状に形成される。絶縁膜５５は、平面層５５ａと、この平面層５５ａから上方に突出する凸部５７ａ_４とを有する。そして、絶縁膜５５の平面層５５ａの厚さ（ｔ_１２−ｔ_１３）は、例えば設計値で０．１μｍに設定されている。

この第６変形例の第２光反射抑制部５６Ｄが設けられた絶縁膜５５の光透過率は、概ね１００％である。これにより、空気層と接する絶縁膜５５の表面での光反射率をほぼ０％に抑えられる。したがって、この第６変形例の第２光反射抑制部５６Ｂにおいても、上述の第１実施形態と同様の効果が得られる。

≪第１及び第２光反射抑制部の組み合わせ≫
上述の第１実施形態では、図５Ａ及び図５Ｂに示す格子状平面パターンの第１光反射抑制部４６と、図９Ａ及び図９Ｂに示すドット状平面パターンの第２光反射抑制部５６とを組み合わせた場合で説明した。しかしながら、本技術は、第１実施形態の組み合わせに限定されない。すなわち、上述の第１実施形態及び上述の第１〜第２変形例の第１光反射抑制部４６、４６Ａ、４６Ｂの何れかと、上述の第２実施形態及び上述の第４〜第６実施形態の第２光反射抑制部５７、５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄの何れかとを組み合わせることができる。

なお、上述の第１実施形態及び変形例では、遮光膜に設けられた第１光反射抑制部と、空気層と接する絶縁膜に設けられた第２光反射抑制部とを両方備えた場合について説明した。しかしながら、本技術は、第１光反射抑制部及び第２光反射抑制部の両方を備えた場合に限定されるものではない。本技術は、第１光反射抑制部及び第２光反射抑制部のうちの少なくとも何れか一方を備えていればよい。

また、上述の第１実施形態及び変形例では、空気層と接する絶縁膜として、マイクロレンズ層５３上の絶縁膜５５に第２光反射抑制部５６を設けた場合について説明した。しかしながら、第２光反射抑制部の適用は、絶縁膜５５に限定されない。例えば、マイクロレンズ層の平坦部が最上層で空気層と接する場合、このマイクロレンズ層の平坦部に第２光反射抑制部を設けてもよい。

また、上述の第１実施形態及び変形例では、第１光反射抑制部を設ける遮光膜として、Ｗ膜を含む遮光膜４５について説明したが、本技術は、このＷ膜を含む遮光膜に限定されない。遮光膜としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）膜、Ａｌ合金膜、銅（Ｃｕ）膜、Ｃｕ合金膜などの単層膜、若しくはこれらの複合膜を用いることができる。

また、上述の第１実施形態及び変形例では、第２光反射抑制部を設ける絶縁膜として、酸化シリコン膜を例示したが、本技術は、この酸化シリコン膜に限定されない。第２光反射抑制部が設けられる絶縁膜としては、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）膜、樹脂膜などの他の絶縁膜を用いることができる。

また、上述の第１実施形態及び変形例では、第１半導体基体２０に画素領域２Ａ及び制御回路８を搭載した場合について説明したが、本技術は、第２半導体基体３０にロジック回路１５と共に制御回路８を搭載した場合にも適用することができる。

〔第２実施形態〕
≪電子機器への応用例≫
本技術（本開示に係る技術）は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、又は、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２５は、本技術の第２実施形態に係る電子機器（例えば、カメラ）の概略構成を示す図である。

図２５に示すように、電子機器１００は、固体撮像装置１０１と、光学レンズ１０２と、シャッタ装置１０３と、駆動回路１０４と、信号処理回路１０５とを備えている。この電子機器１００では、固体撮像装置１０１として本技術の第１実形態に係る固体撮像装置１や変形例に係る固体撮像装置１を用いている。

光学レンズ１０２は、被写体からの像光（入射光１０６）を固体撮像装置１０１の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置１０１内に一定期間にわたって信号電荷が蓄積される。シャッタ装置１０３は、固体撮像装置１０１への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路１０４は、固体撮像装置１０１の転送動作及びシャッタ装置１０３のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路１０４から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置１０１の信号転送を行なう。信号処理回路１０５は、固体撮像装置１０１から出力される信号（画素信号）に各種信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、或いはモニタに出力される。

このような構成により、第２実施形態の電子機器１００では、固体撮像装置１０１において光反射抑制部により、遮光膜や、空気層と接する絶縁膜での光反射が抑制させているため、フレを抑制することができ、画質の向上を図ることができる。

なお、固体撮像装置１を適用できる電子機器１００としては、カメラに限られるものではなく、他の電子機器にも適用することができる。例えば、携帯電話機やタブレット端末等のモバイル機器向けカメラモジュール等の撮像装置に適用してもよい。

なお、本技術は、以下のような構成としてもよい。
（１）複数の光電変換部が配置された画素領域と、
前記画素領域の外側に配置された凹凸形状の光反射抑制部と、
を備えている固体撮像装置。
（２）前記画素領域の外側に配置された遮光膜を更に備え、
前記光反射抑制部は、前記遮光膜に設けられている、上記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）前記画素領域の外側に配置され、かつ空気層と接する絶縁膜を更に備え、
前記光反射抑制部は、前記絶縁膜に設けられている、上記（１）に記載の固体撮像装置。
（４）前記画素領域の外側に配置された遮光膜と、前記画素領域の外側に配置され、かつ空気層と接する絶縁膜とを更に備え、
前記光反射抑制部は、前記遮光膜及び前記絶縁膜の各々に設けられている、上記（１）に記載の固体撮像装置。
（５）前記遮光膜に設けられた前記光反射抑制部は、凸部の配列ピッチが１μｍ以下である、上記（１）又は（４）に記載の固体撮像装置。
（６）前記遮光膜に設けられた前記光反射抑制部は、凸部の高さが０．０３μｍ以上である、上記（１）又は（４）に記載の固体撮像装置。
（７）前記画素領域の外側に配置された電極パッドを更に備え、
前記光反射抑制部は、前記電極パッドよりも前記画素領域側に配置されている、上記（１）から（６）の何れかに記載の固体撮像装置。
（８）前記複数の光電変換部が設けられた半導体層を更に備え、
前記光反射抑制部は、前記半導体層の光入射面側に配置されている、上記（１）から（６）の何れかに記載の固体撮像装置。
（９）複数の光電変換部が配置された画素領域、前記画素領域の外側に配置され、かつ凹凸が繰り返し形成された光反射抑制部を有する固体撮像装置と、
被写体からの像光を前記固体撮像装置の撮像面上に結像させる光学レンズと、
前記固体撮像装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路と、
を備えている電子機器。

本技術の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本技術が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本技術の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１…固体撮像装置
２…半導体チップ
２Ａ…画素領域
２Ｂ…周辺領域
３…画素
４…垂直駆動回路
５…カラム信号処理回路
６…水平駆動回路
７…出力回路
８…制御回路
１０…画素駆動配線
１１…垂直信号線
１２…水平信号線
１３…電極パッド
１５…ロジック回路
２０…第１半導体基体
２１…半導体層
２３…分離領域
２４…光電変換部
２５…多層配線層
２６…層間絶縁膜
２７…配線
３０…第２半導体基体
３１…半導体層
３２…ウエル領域
３３…分離領域
３５…多層配線層
３６…層間絶縁膜
３７…配線
３８ａ…配線
３８ｂ…電極パッド
３９…反り矯正膜
４１…反射防止コーティング膜
４２…絶縁膜
４３ａ…Ｔｉ（チタン）膜
４３ｂ…Ｗ（タングステン）膜
４４，４５…遮光膜
４６…第１光反射抑制部
４７ａ…凸部
４７ｂ…凹部
５１…平坦化膜
５２…カラーフィルタ層
５３…マイクロレンズ層
５５…絶縁膜
５６…第２光反射抑制部
５７ａ…凸部
５８…ボンディング開口部
５９…ボンディングワイヤ
６０…半導体ウエハ
６１…スクライブライン
６２…チップ形成領域
６５…合体構造体
６５Ａ，６５Ｂ…ワイヤグリッド偏光素子
６５ａ，６５ｂ…金属ワイヤ
７０Ａ_１，７０Ａ_２…第１カメラモジュール
７０Ｂ_１，７０Ｂ_２…第２カメラモジュール
７０Ｃ_１，７０Ｃ_２…車載カメラモジュール
７１…カバーガラス
７２…撮像レンズ構造体
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ…撮像レンズ
７３…支持体
７３ａ…突起部
７４…入射光
７５…カバーガラス
７６…撮像レンズ構造体
７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ，７６ｅ…撮像レンズ
７７…入射光
７７ａ…主光線
７７ｂ…下光線
７７ｃ…上光線

Claims (9)

1. 複数の光電変換部が配置された画素領域と、
   前記画素領域の外側に配置された凹凸形状の光反射抑制部と、
   を備えている固体撮像装置。
2. 前記画素領域の外側に配置された遮光膜を更に備え、
   前記光反射抑制部は、前記遮光膜に設けられている、請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記画素領域の外側に配置され、かつ空気層と接する絶縁膜を更に備え、
   前記光反射抑制部は、前記絶縁膜に設けられている、請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 前記画素領域の外側に配置された遮光膜と、前記画素領域の外側に配置され、かつ空気層と接する絶縁膜とを更に備え、
   前記光反射抑制部は、前記遮光膜及び前記絶縁膜の各々に設けられている、請求項１に記載の固体撮像装置。
5. 前記遮光膜に設けられた前記光反射抑制部は、凸部の配列ピッチが１μｍ以下である、請求項２又は４に記載の固体撮像装置。
6. 前記遮光膜に設けられた前記光反射抑制部は、凸部の高さが０．０３μｍ以上である、請求項２又は４に記載の固体撮像装置。
7. 前記画素領域の外側に配置された電極パッドを更に備え、
   前記光反射抑制部は、前記電極パッドよりも前記画素領域側に配置されている、請求項１に記載の固体撮像装置。
8. 前記複数の光電変換部が設けられた半導体層を更に備え、
   前記光反射抑制部は、前記半導体層の光入射面側に配置されている、請求項１に記載の固体撮像装置。
9. 複数の光電変換部が配置された画素領域、前記画素領域の外側に配置され、かつ凹凸が繰り返し形成された光反射抑制部を有する固体撮像装置と、
   被写体からの像光を前記固体撮像装置の撮像面上に結像させる光学レンズと、
   前記固体撮像装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路と、
   を備えている電子機器。

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