JP5364989B2 - Solid-state imaging device and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CMOSイメージセンサ、あるいはCCDイメージセンサ等の固体撮像装置及びその製造方法、並びにこの固体撮像装置を備えたカメラに関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor, a manufacturing method thereof, and a camera including the solid-state imaging device.
近年、固体撮像装置における画素の微細化、多画素化に伴い、固体撮像装置の重要特性である感度特性の確保、及び向上化の技術開発が盛んに行われている。 In recent years, with the miniaturization of pixels and the increase in the number of pixels in a solid-state imaging device, technological development for securing and improving sensitivity characteristics, which are important characteristics of the solid-state imaging device, has been actively performed.
デジタルスチルカメラの小型化、カメラ付き携帯電話に代表されるモバイル用途に使用される固体撮像装置においては、カメラ、あるいはカメラモジュールのレンズから固体撮像装置までの距離が短い。このため、固体撮像装置の受光領域の特に外周に向って入射する光の角度が急峻となり、感度特性、輝度シェーディング等を劣化させ、更には混色の要因となっていた。従って、これらの改善技術の確立が望まれている。 In a solid-state imaging device used for mobile applications typified by downsizing of a digital still camera and a mobile phone with a camera, the distance from the lens of the camera or camera module to the solid-state imaging device is short. For this reason, the angle of light incident particularly toward the outer periphery of the light receiving region of the solid-state imaging device becomes steep, which deteriorates sensitivity characteristics, luminance shading, and the like, and further causes color mixing. Therefore, establishment of these improvement techniques is desired.
固体撮像装置の感度向上化技術の一方法として、裏面照射型のCMOS固体撮像装置が開発されている。裏面照射型の固体撮像装置では、光電変換部の面積、体積が大きく形成できるので、固体撮像装置の重要特性である感度特性の向上が図れる。 As a method for improving the sensitivity of a solid-state image pickup device, a back-illuminated CMOS solid-state image pickup device has been developed. In the back-illuminated solid-state imaging device, the area and volume of the photoelectric conversion unit can be formed large, so that the sensitivity characteristics that are important characteristics of the solid-state imaging device can be improved.
図22に、従来の裏面照射型のCMOSイメージセンサを示す。このCMOSイメージセンサ120は、シリコン半導体層121の撮像領域122に複数の画素123が2次元配列され、半導体層121の表面側に層間絶縁膜124を介して多層の配線125を積層した多層配線層126が形成され、半導体層121の裏面側に平坦化膜127を介してカラーフィルタ128及びオンチップマイクロレンズ129形成されて成る。さらに、多層配線層126の表面には、接着剤層130を介して指示基板131が接合される。
FIG. 22 shows a conventional backside illumination type CMOS image sensor. This
画素123は、光電変換部133となる例えばフォトダイオード(PD)と、複数の画素トランジスタとで構成される。図22では、複数の画素トランジスタのうち、転送ゲート電極135を有する転送トランジスタを代表して示している。符号136は、各画素123を分離する画素分離領域を示す。カラーフィルタ128は、赤フィルタ成分128R、緑フィルタ成分128G及び青フィルタ成分128Bを有して形成される。
The
ところで、このような裏面照射型のCMOSイメージセンサ120においては、オンチップマイクロレンズ129に斜めに入射した光Lは、隣接する画素に漏れ込む虞れがある。このため、カラーフィルタにおける隣接する色フィルタ成分同士の混色問題の解決にはならない。混色改善技術としては、公知の層内レンズや遮光膜の設置等が考えられるが、製造工程では、支持基板と配線層を含むシリコン層を接着する際に用いる接着剤の耐熱性以下で行う必要があり、プロセス条件の制約を受けてしまう。
Incidentally, in such a back-illuminated
一方、微細セル(画素)における固体撮像装置の感度向上技術の他の方法として、層内に光ケーブルに代表される光全反射を利用した導波路構造が提案さている。例えば、特許文献1では、クラッド部にシリコン酸化膜(SiO2膜:屈折率n≒1.45)等の絶縁膜を用い、コア部にシリコン窒化膜(SiN膜:屈折率n≒2.0)を用いた導波路を備えた固体撮像装置が提案されている。特許文献2では、クラッド部に空気層を用い、コア部に所要の絶縁膜を用いて成る導波路を備えた固体撮像装置も提案されている。しかしながら、大きな角度を持った入射光を光電変換部であるフォトダイオードに集光させることには限界があった。
On the other hand, as another method for improving the sensitivity of a solid-state imaging device in a fine cell (pixel), a waveguide structure using total light reflection represented by an optical cable in a layer has been proposed. For example, in
特許文献2には、カラーフィルタにおいて、各色フィルタ成分を色フィルタ成分より屈折率の小さい枡型の区画体で取り囲むようにして導波路に類似した構造を備えた固体撮像装置も提案されている。
本発明は、上述の点に鑑み、導波路構造における全反射条件をさらに改善して感度特性の向上を図ると共に、混色特性を改善した固体撮像装置及びその製造方法を提供するものである。
さらに、本発明は、上記固体撮像装置を備えたカメラを提供するものである。
In view of the above-described points, the present invention provides a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same, in which the total reflection conditions in the waveguide structure are further improved to improve the sensitivity characteristics and the color mixing characteristics are improved.
Furthermore, this invention provides the camera provided with the said solid-state imaging device.
本発明に係る固体撮像装置は、複数の画素と、画素の光電変換部に入射光を導く導波路を有する。導波路は、カラーフィルタの各色フィルタ成分をコア部とし、隣合う色フィルタ成分間のセルファラインで形成された中空部をクラッド部として構成された第1導波路部と、前記光電変換部と前記カラーフィルタとの間にあって、第1の層をコア部とし、前記第1の層の外側に形成した中空部をクラッド部として構成された第2導波路部とを有し、前記第2導波路部間には、少なくとも表面に反射膜が形成された支持体が設けられ、前記第2導波路部を構成する前記コア部と前記支持体との間に、前記第2導波路部を構成する前記中空部が設けられている。 The solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of pixels and a waveguide that guides incident light to the photoelectric conversion unit of the pixels. The waveguide has a first waveguide portion configured with each color filter component of the color filter as a core portion and a hollow portion formed by a self-aligned line between adjacent color filter components as a cladding portion, the photoelectric conversion portion, A second waveguide section between the color filter and having a first layer as a core section and a hollow section formed outside the first layer as a cladding section, and the second waveguide between parts, supports reflective film on at least the surface is formed is provided between the core portion constituting the second waveguide portion and the support member, constituting the second waveguide section The hollow portion is provided.
本発明の固体撮像装置では、カラーフィルタにクラッド部を中空部とした全反射型の導波路機能を持たせるので、光電部への集光効率が向上し、混色が低減する。導波路において、セルファラインで形成された中空部を有するので、中空部に入射した光が隣接する色フィルタ成分に入り難くなり、分光特性が改善される。これにより、カラーフィルタの膜厚を薄くでき、カラーフィルタと光電変換部間の距離を短くすることができ、集光特性が向上する。必要に応じて、オンチップレンズの省略も可能になる。 In the solid-state imaging device of the present invention, since the color filter has a total reflection type waveguide function in which the cladding portion is a hollow portion, the light collection efficiency to the photoelectric portion is improved and color mixing is reduced. Since the waveguide has a hollow portion formed of self-aligned lines, light incident on the hollow portion hardly enters the adjacent color filter component, and the spectral characteristics are improved. Thereby, the film thickness of a color filter can be made thin, the distance between a color filter and a photoelectric conversion part can be shortened, and a condensing characteristic improves. If necessary, it is possible to omit the on-chip lens.
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、第1の色フィルタ成分の側壁にのみ選択的に犠牲膜を形成し、第1の色フィルタ成分の側壁に犠牲膜を介して他の色フィルタ成分を形成した後、犠牲膜をエッチング除去して、セルファラインにより中空部を形成する。本発明は、このようにして中空部をクラッド部とし、色フィルタ成分をコア部とした導波路機能を有するカラーフィルタの形成工程を有することを特徴とする。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, a sacrificial film is selectively formed only on the side wall of the first color filter component, and another color filter component is formed on the side wall of the first color filter component via the sacrificial film. After forming the sacrificial film, the sacrificial film is removed by etching, and a hollow portion is formed by self-alignment. In this way, the present invention is characterized by the step of forming a color filter having a waveguide function with the hollow portion as a cladding portion and the color filter component as a core portion.
本発明の固体撮像装置の製造方法では、第1の色フィルタ成分の側壁のみに犠牲膜を形成した後、他の色フィルタ成分を形成し、犠牲膜を除去して各色フィルタ成分間に中空部を形成している。すなわち、この中空部は、いわゆるセルファラインで形成されるので、微細幅の中空部を形成することができる。この中空部と色フィルタ成分とで導波路が構成され、全反射型の導波路機能を有するカラーフィルタが形成される。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, after forming a sacrificial film only on the side wall of the first color filter component, another color filter component is formed, the sacrificial film is removed, and a hollow portion is formed between the color filter components. Is forming. That is, since this hollow part is formed by what is called self-aligned, a hollow part with a fine width can be formed. The hollow portion and the color filter component constitute a waveguide, and a color filter having a total reflection type waveguide function is formed.
本発明に係るカメラは、固体撮像装置と光学レンズ系と信号処理手段を備える。この固体撮像装置は、複数の画素と、前記画素の光電変換部に入射光を導く導波路を有し、導波路が、カラーフィルタの各色フィルタ成分をコア部とし、隣合う色フィルタ成分間のセルファラインで形成された中空部をクラッド部として構成された第1導波路部と、前記光電変換部と前記カラーフィルタとの間にあって、第1の層をコア部とし、前記第1の層の外側に形成した中空部をクラッド部として構成された第2導波路部とを有し、前記第2導波路部間には、少なくとも表面に反射膜が形成された支持体が設けられ、前記第2導波路部を構成する前記コア部と前記支持体との間に、前記第2導波路部を構成する前記中空部が設けられている。 The camera according to the present invention includes a solid-state imaging device, an optical lens system, and signal processing means. This solid-state imaging device has a plurality of pixels and a waveguide that guides incident light to the photoelectric conversion unit of the pixel, and the waveguide uses each color filter component of the color filter as a core portion, and between adjacent color filter components. Between the first waveguide part configured as a cladding part with a hollow part formed of self-aligned lines, the photoelectric conversion part and the color filter, the first layer as a core part, and the first layer A second waveguide portion configured as a clad portion with a hollow portion formed on the outer side, and a support having at least a reflective film formed on the surface is provided between the second waveguide portions . The hollow portion constituting the second waveguide portion is provided between the core portion constituting the two waveguide portions and the support.
本発明に係る固体撮像装置によれば、感度特性を向上し、混色特性を改善することができる。
本発明に係る固体撮像装置の製造方法によれば、感度特性が向上し、混色特性を改善した固体撮像装置を製造することができる。
本発明に係るカメラによれば、感度特性が向上し、混色特性が改善された信頼性の高いカメラを提供できる。
With the solid-state imaging device according to the present invention, it is possible to improve sensitivity characteristics and improve color mixing characteristics.
According to the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is possible to manufacture a solid-state imaging device with improved sensitivity characteristics and improved color mixing characteristics.
The camera according to the present invention can provide a highly reliable camera with improved sensitivity characteristics and improved color mixing characteristics.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に、本発明に係る固体撮像装置の第1実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、裏面照射型のCMOSイメージセンサに適用した場合である。本実施の形態に係る固体撮像装置1は、半導体層(例えばシリコン層)2の撮像領域3に複数の画素4が2次元配列され、半導体層2の表面側に層間絶縁膜5を介して多層の配線6を積層した多層配線層7が形成され、半導体層2の裏面側に導波路構造を有するカラーフィルタ8が配置されて成る。さらに、多層配線層7の表面には、接着剤層9を介して例えばシリコン基板による支持基板10が接合される。
FIG. 1 shows a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention. The solid-state imaging device according to the present embodiment is applied to a backside illumination type CMOS image sensor. In the solid-
画素4は、光電変換部11となる例えばフォトダイオード(PD)と、複数のMOSトランジスタによる画素トランジスタで構成される。画素トランジスタは、例えば転送トランジスタと、リセットトランジスタと、増幅トランジスタと、選択トランジスタの4つのトランジスタで構成することができる。或いは、画素トランジスタは、転送トランジスタと、リセットトランジスタと、増幅トランジスタの3つのトランジスタで構成することができる。その他のトランジスタ数で画素トランジスタを構成することもできる。図1では、複数の画素トランジスタのうち、転送ゲート電極13を有する転送トランジスタを代表として示している。符号19は、隣り合う画素間を分離する画素分離領域を示す。
The
そして、本実施の形態においては、特にカラーフィルタ8に導波路機能を持たせた構成としている。すなわち、1色目の例えば緑(G)フィルタ成分8Gと、2色目の例えば赤(R)フィルタ成分8Rと、3色目の例えば青(B)フィルタ成分8Bとの境界にセルファラインで形成した中空部15が形成される。ここで、中空部15の屈折率は、例えば空気であれば1.0であり、各色フィルタ成分8G,8R,8Bの屈折率は、1.6〜1.7程度である。なお、中空部15は、空気でなく、後述するキャッピング膜17の成膜時の反応ガスなどで満たされた場合でも、1.0に近い屈折率を有する。
In the present embodiment, the
従って、各色フィルタ成分8G,8R,8Bでは、フィルタ成分8G,8R,8Bをそれぞれコア部とし、その外周の中空部15をクラッド部とした全反射型の導波路18が形成される。中空部15は、後述するように、セルファラインで形成されるため、その幅d1が150nm以下、すなわち150nm〜10nm程度の微細幅として形成される。
Accordingly, in each of the
上記カラーフィルタ8は、半導体層2の裏面上に絶縁膜あるいはパシベーション膜による平坦膜16を介して形成される。また、カラーフィルタ8の面上には、中空部15を封止する中空部キャップ膜17が形成される。」
The
なお、このキャップ層17は、工程簡略化などの理由で省略しても構わない。例えば、カラーフィルタ8上にマイクロレンズ等を設置する場合には、中空部15に有機膜が進入し不具合が生じる懼れがあるためにキャップ層17を必要とする。しかし、マイクロレンズ等を設置しない場合は、必ずしもキャップ層17を必要としない。
The
カラーフィルタ8の一例を図2に示す。このカラーフィルタ8は、いわゆるベイヤー配列と呼ばれるカラーフィルタである。ベイヤー配列では、水平方向に緑(G)フィルタ成文8Gと赤(R)フィルタ成分8Rが交互に配列された緑−赤列と、水平方向に緑(G)フィルタ成分8Gと青(B)フィルタ成分8Bが交互に配列された青−赤列とが、垂直方向に交互に配列されてなる。
図1のカラーフィルタ8は、説明の便宜上、赤(R)、緑(G)及び青(B)のフィルタ成分8R,8G及び8Bが横方向に配列されている。
An example of the
In the
第1実施の形態に係る固体撮像装置1は、図1に示すように、カラーフィルタ8上のオンチップマイクロレンズを省略して完成される。
As shown in FIG. 1, the solid-
次に、図3〜図5を用いて、上述の固体撮像装置1の製造方法、特に導波路構造のカラーフィルタ8の製法について説明する。
先ず、図3Aに示すように、光電変換部11及び画素トランジスタからなる複数の画素4が形成された半導体層2の裏面側に、絶縁膜あるいはパシベーション膜による平坦膜16を成膜する。この平坦膜16は、プラズマ窒化膜、あるいは高密度プラズマ酸化膜(HDP―SiO2膜)等で形成することができる。
Next, a method for manufacturing the above-described solid-
First, as shown in FIG. 3A, a
次に、図3Bに示すように、平坦膜16上の全面に1色目の例えば緑フィルタ材料層8G′を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, for example, a green
次に、緑フィルタ材料層8G′上にフォトレジスト層を形成し、光学マスクを介して露光、現像して、図3Cに示すように、緑フィルタ材料層8G′上の緑画素に対応する位置に、レジストマスク18を形成する。
Next, a photoresist layer is formed on the green
次に、図4Dに示すように、レジストマスク18を耐エッチングマスクとして、緑フィルタ材料層8G′をドライエッチング法により選択的に除去し、緑(G)画素に対応する位置に緑フィルタ成分8Gを形成する。ドライエッチング後、不要となったレジストマスク18を、有機溶剤等を用いて剥離除去する。なお、緑フィルタ成分8Gのパターニング法としては、一般的に使用されているカラーフィルタ自体が感光性を有するフォトレジストであるので、その感光性の緑フィルタ材料層(フォトレジスト層)をそのまま使用し、光学マスクを介して露光、現像する公知のフォトレジスト法で形成することもできる。
Next, as shown in FIG. 4D, the green
次に、図4Eに示すように、緑フィルタ成分8Gの表面を含む全面に薄膜状の犠牲膜19を成膜する。この犠牲膜19は、本例ではプラズマ・シリコン窒化膜(P−SiN膜)を用いる。この犠牲膜19は、後述の本発明における導波路構造の中空部を形成するためのものである。犠牲膜19としては、その他、非晶質シリコン膜、多結晶シリコン膜等、色フィルタ成分と異なるエッチングレートを有する材料膜を用いることができる。犠牲膜19の膜厚d1は、150nm以下、本例では80nmとした。犠牲膜19の成膜温度は、前述の接着剤層9(図1参照)と、色フィルタ成分、本例では緑フィルタ成分8Gの耐熱温度以下とし、280℃以下、好ましくは260℃以下とする。下限は80℃程度である。80℃より低温であるGと、成膜に支障を」来す。
Next, as shown in FIG. 4E, a thin
次に、図4Fに示すように、犠牲膜19に対して、異方性ドライエッチング法を用いてエッチバックし、犠牲膜19を緑フィルタ成分8Gの周囲側壁のみ残し、他を全て除去する。
Next, as shown in FIG. 4F, the
次に、図4Gに示すように、上記の緑フィルタ成分8Gの形成法と同様にして、緑フィルタ成分8Gの一方の側に犠牲膜19を介して隣接するように、赤(R)画素に対応するように赤フィルタ成分8Rを形成する。ここで、赤フィルタ成分8Rのパターニング法としては、前述の緑フィルタ成分8Gのパターニング法で説明したと同様に、フォトレジストマスクを介してドライエッチングしてパターニングする方法の他、感光性の赤フィルタ材料層(フォトレジスト層)を使用した公知のフォトレジスト法を用いることもできる。
Next, as shown in FIG. 4G, in the same manner as the
次に、図5Hに示すように、上記の緑フィルタ成分8Gの形成法と同様にして、緑フィルタ成分8Gの他方の側に犠牲膜19を介して隣接するように、青(B)画素に対応するように青フィルタ成分8Bを形成する。ここで、青フィルタ成分8Bパターニング法としては、前述の緑フィルタ成分8Gのパターニング法で説明したと同様に、フォトレジストマスクを介してドライエッチングしてパターニングする方法の他、感光性の青フィルタ材料層(フォトレジスト層)を使用した公知のフォトレジスト法を用いることもできる。
Next, as shown in FIG. 5H, in the same manner as the
次に、図5Iに示すように、犠牲膜19を等方性ドライエッチ法によりドライエッチングして選択的に除去し、各隣合う色フィルタ成分8G,8R,8Bの相互間に中空部15を形成する。等方性ドライエッチは、例えばケミカルドライエッチングを用いることができる。この中空部15は、上述の工程で明らかなように、セルファライで形成される。したがって、中空部15は、150nm以下の微細幅での形成が可能となる。
Next, as shown in FIG. 5I, the
次に、図5Jに示すように、中空部15が形成されたカラーフィルタ上に、中空部15を封止するためのキャッピング膜17を形成する。キャッピング膜17は、プラズマ・シリコン窒化膜、プラズマ・シリコン酸化膜等を用いることができる。本例ではプラズマ・シリコン酸化膜を用いる。
Next, as shown in FIG. 5J, a
このようにして、目的の第1実施の形態の導波路構造のカラーフィルタ8機能を有し、オンチップマイクロレンズを有しない裏面照射型の固体撮像装置1を得る。
In this way, the back-illuminated solid-
第1実施の形態に係る固体撮像装置1によれば、中空部15をクラッド部とし、色フィルタ成分8G,8R,8Bをコア部として全反射型の導波路構造18を有するカラーフィルタ8を構成することにより、図1に示すように、カラーフィルタの各色フィルタ成分8G,8R,8Bに入射した光Lは、中空部15と色フィルタ成分との境界面で全反射し、各色画素の光電変換部11に入射される。従って、オンチップマイクロレンズを省略しても、混色を低減し、感度を向上し、さらに感度シェーディングを向上した固体撮像装置を提供することができる。
According to the solid-
本実施の形態では、中空部15をセルファラインで形成するので、150nm以下の微細幅の中空部15が形成され、分光特性に優れた固体撮像装置を構成することができる。また、分光特性に優れるので、カラーフィルタ8の膜厚を薄くすることが可能になり、カラーフィルタ8と光電変換部11までの距離が短縮され、集光特性を向上することができる。
In the present embodiment, since the
因みに、リソグラフィ技術を用いて中空部の溝を形成するときは、例えばKrFエキシマレーザ光を用いても、180nm程度が限界であり、それ以下の溝幅は得られない。中空部の幅が広くなると、色フィルタ成分境界の中空部に入射した光が隣接する色フィルタ成分に入り易くなり、分光特性が劣化する。この分光特性の劣化を改善するためにカラーフィルタの膜厚を厚くすると、カラーフィルタと光電変換部間の距離が大きくなり集光特性が劣化する。 Incidentally, when forming the groove in the hollow portion using the lithography technique, for example, even if KrF excimer laser light is used, the limit is about 180 nm, and a groove width smaller than that is not obtained. When the width of the hollow portion is widened, the light incident on the hollow portion at the color filter component boundary easily enters the adjacent color filter component, and the spectral characteristics deteriorate. When the film thickness of the color filter is increased in order to improve the deterioration of the spectral characteristics, the distance between the color filter and the photoelectric conversion unit is increased and the light condensing characteristic is deteriorated.
さらに、本実施の形態では、公知のオンチップレンズを省略できるので、製造工程数を削減することができ、製造の簡略化を図り、製造コストの低減を図ることができる。 Furthermore, in the present embodiment, since a known on-chip lens can be omitted, the number of manufacturing steps can be reduced, manufacturing can be simplified, and manufacturing cost can be reduced.
上例では、本発明を裏面照射型のCMOSイメージセンサに適用したが、これに限らず、図示しないが、表面照射型のCMOSイメージセンサにも適用することができる。また本発明は後述するようにCCDイメージセンサにも適用することができる。
上例では、カラーフィルタ8上のオンチップマイクロレンズ8を省略したが、カラーフィルタ上にオンチップマイクロレンズを形成した構成とすることもできる。オンチップマイクロレンズを設けるときは、さらに集光効率の向上が図れる。
In the above example, the present invention is applied to the back-illuminated CMOS image sensor. However, the present invention is not limited to this, but can be applied to a front-illuminated CMOS image sensor. The present invention can also be applied to a CCD image sensor as will be described later.
In the above example, the on-
図6に、本発明に係る固体撮像装置の第2実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置は、CCDイメージセンサに適用し、前述した導波路機能を有するカラーフィルタに加えて、カラーフィルタと光電変換部との間の領域にも中空部をクラッド部とした導波路を形成して構成される。 FIG. 6 shows a second embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention. The solid-state imaging device according to the present embodiment is applied to a CCD image sensor. In addition to the color filter having the waveguide function described above, a hollow portion is also formed in the region between the color filter and the photoelectric conversion portion as a cladding portion. It is configured by forming a waveguide.
すなわち、第2実施の形態に係る固体撮像装置21は、半導体基板(例えばシリコン基板)22の撮像領域に、複数の光電変換部23、例えばフォトダイオードが2次元状に規則的に配列され、各光電変換部列毎にCCD構造の垂直転送レジスタ24が形成される。図示しないが、各垂直転送レジスタ24の端部にはCCD構造の水平転送レジスタが形成され、水平転送レジスタの終段のフローティングディフージョン部に出力部が接続される。
That is, in the solid-
上記撮像領域上には、層内レンズ25を介して各画素に対応する領域にそれぞれ中空部28をクラッド部とし、第1の層29、例えば絶縁膜をコア部とした全反射型の第2導波路27が形成される。さらに、この上に前述と同様の中空部15をクラッド部とし、各色フィルタ成分8R,8G,8Bをコア部とした全反射型の第1導波路18を有するカラーフィルタ8が形成される。
On the imaging region, a total reflection type second layer having a
半導体基板22は、第1導電型、本例ではn型のシリコン基板とし、この基板22に第2導電型のp型の半導体領域からなるオーバーフローバリア領域31が形成され、このオーバーフローバリア領域31上にp型の半導体ウェル領域32が形成される。光電変換部23となるフォトダイオードは、このp型半導体ウェル領域32に形成される。
The
一方、垂直転送レジスタ24は、p型半導体ウェル領域32に形成したn型の埋め込みチャネル領域33と、その上のゲート絶縁膜34と、ゲート絶縁膜34上に形成した転送電極35とにより形成される。光電変換部23と垂直転送レジスタ24との間には、転送ゲート電極35が一部延長された電荷読出し部36が形成される。符号40は、光電変換部23の電荷読出し部36の反対側に設けられた隣接画素との分離を行うチャネルストップ領域を示す。各光電変換部23の受光領域38(図7参照)を除く全面には、転送ゲート電極35上を、絶縁膜39を介して覆うように遮光層37が形成される。
On the other hand, the
層内レンズ25は、第1屈折率の絶縁膜41、例えばボロン・リンガラス(BPSG)等のリフロー膜と、その上の第2屈折率の絶縁膜42、例えばプラズマ・シリコン窒化膜とにより下凸レンズで構成される。
The in-
第2導波路27は、例えばプラズマ・シリコン窒化膜による第2屈折率の絶縁膜42の平坦化された面上に形成される。第2導波路27は、中空部28、例えば空気(屈折率nが1.0)をクラッド部とし、空気より屈折率の高い第1の層29となる絶縁膜、例えばシリコン酸化膜(屈折率nが1.45程度)、あるいはシリコン窒化膜(屈折率nが2.0程度)をコア部として構成される。
The
本例では、遮光膜37上に対応する絶縁膜42上に光電変換部23を取り囲むように側壁が傾斜する支持部材、例えば断面三角形をなす支持体43が形成される。支持体43で囲まれた領域は、その幅が絶縁膜42側に行くほど狭くなるような傾斜面に形成される。一方、光電変換部23上に対応するように絶縁膜42上に、コア部となる第1の層29が形成され、この第1の層29と支持体43との間に支持体傾斜面と平行に沿うクラッド部となる中空部28が形成される。この第1の層29と中空部28とにより全反射型の第2導波路27が構成される。中空部28は、空気で満たされていても、或いはその後の成膜時の反応ガスで満たされた状態であって構わない。
In this example, a support member whose side wall is inclined, for example, a
第2導波路27上には、中空部28を封止するように、キャップ膜45が形成され、さらにその上に平坦化膜46が形成される。このキャップ膜45は、カラーフィルタ8等の有機膜の染み込みを防止するために中空部28の開口内と共に、第1の層29の上面全面にわたって一様に形成される。キャップ膜45は、所要の絶縁膜、本例では反射防止膜として作用する例えばシリコン酸化膜や、シリコン窒化酸化膜などの窒化膜で形成することができる。キャップ膜45の材料としては、無機膜が好ましく、更に高屈折率材料表面の反射防止を兼ねた無機膜を用いることがより好ましい。なお、キャップ膜45を形成した後、再度、反射防止膜を形成するようにしてよいし、必ずしも反射防止膜を形成しなくてもよい。
A
そして、上記平坦化膜46上に、図1で説明した各隣接する色フィルタ成分8R,8G,8Bの境界部に中空部15を有した第1導波路18を有するカラーフィルタ8が形成され、さらにこの上にキャップ膜17が形成される。このようにして第2実施の形態の固体撮像装置21が構成される。
Then, the
次に、図7〜図11、及び図3〜図5を用いて、上述の第2実施の形態に係る固体撮像装置21の製造方法について説明する。
Next, a manufacturing method of the solid-
図7〜図11に、カラーフィルタ8を形成する前の、第2導波路27の形成までの製造工程を示す。
先ず、図7Aに示すように、n型シリコン半導体基板21にp型オーバーフローバリア領域31、p型半導体ウェル領域32を形成し、p型半導体ウェル領域32内にn型半導体領域及びp+アキュミュレーション層からなるフォトダイオード23、n型埋め込みチャネル層33を形成する。また、詳細は図示しないがチャネルストップ領域40、電荷読み出し領域36を形成する。次いで、半導体基板の表面にゲート絶縁膜34を介して例えば2層膜構造の多結晶シリコンによる転送電極35を形成し、層間絶縁膜39を介して遮光層37を形成する。さらに、例えばボロン・リンシリゲートガラス等によるリフロー膜41及びその上に例えばプラズマ・シリコン窒化膜42を堆積して、受光領域38上に層内レンズ25を形成する。
7 to 11 show manufacturing steps up to the formation of the
First, as shown in FIG. 7A, a p-type
次に、図7Bに示すように、プラズマ・シリコン窒化膜24の平坦化された上面に支持体となる層43Aを成膜する。この支持体となる層43Aは、アルミニウム、銀、金、銅、タングステンや、シリコン窒化膜、多結晶シリコン膜、シリコン酸化膜などを用いることができる。本例ではアルミニウムをスパッタ法にて成膜して支持体となる層43Aを成膜する。
Next, as shown in FIG. 7B, a
次に、図7Cに示すように、支持体となる層43A上の遮光層37に対応する位置に、リソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて所要幅にパターニングされたレジストマスク52を形成する。
Next, as shown in FIG. 7C, a resist
次に、図8Dに示すように、レジストマスク52を介して、支持体となる層43Aを例えばドライエッチングにより、選択的にエッチング除去して、断面略三角形状(すなわち、頂部が一部平坦である三角形状)の支持体43を形成する。この支持体43は、受光領域38を取り囲むように遮光層37の上部に形成される。ここでは、支持体43を順テーパー状に、すなわち略三角形状に加工したが、その他、後述の実施形態で示すように、実質的に垂直に加工してもよい。
Next, as shown in FIG. 8D, the
次に、図8Eに示すように、ドライエッチング後の不要となったレジストマスク52を除去した後、支持体43の表面及びプラズマ・シリコン窒化膜42の表面の全面に所要膜厚の犠牲膜54を成膜する。この犠牲膜54は、後に導波路を構成するクラッド部を中空にするためのものである。そして、リソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、すなわち全面上にフォトレジスト膜を形成し、受光領域38の上部のフォトレジスト膜を選択的に除去して断面略三角形状の支持体43に対応する犠牲膜54上にレジストマスク55を形成する。
犠牲膜54には、非晶質シリコンや、多結晶シリコン等が用いられる。また、支持体43としてアルミニウム、銀、金、銅や多結晶シリコン膜を用いた場合、支持体43の加工後にシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜を成膜してもよい。特に、支持体43に多結晶シリコン膜を用いた場合、このシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜は後に行う、コア材開口加工時にドライエッチングの際のエッチングストッパとして機能する。
Next, as shown in FIG. 8E, the resist
For the
次に、図8Fに示すように、支持体43上の犠牲膜53のみを残して他の部分の犠牲膜53を、レジストマスク55を介したドライエッチングにより、選択的に除去する。
Next, as shown in FIG. 8F, only the
次に、図9Gに示すように、上面全面に導波路のコア部となる第1の層56を成膜する。第1の層56の材料としては、基本的にクラッド部となる中空部、例えば空気層の屈折率(n=1)より大きな屈折率の材料であればよい。ここでは、前述した公知のシリコン酸化膜(屈折率n≒1.45)と、シリコン窒化膜(屈折率n≒2.0)との屈折率比=1.45/2.0=0.725より大きな材料の組合せが望ましい。
Next, as shown in FIG. 9G, a
全反射における臨界角の説明を図13に示す。また、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の公知の組合せによる導波路の臨界角は46.5°であり、これに対してクラッド部に空気(屈折率n=1)を用いた場合に、コア部材料の屈折率を変化させた時の臨界角変化を図13に示す。 An explanation of the critical angle in total reflection is shown in FIG. In addition, the critical angle of the waveguide by a known combination of a silicon oxide film and a silicon nitride film is 46.5 °. On the other hand, when air (refractive index n = 1) is used for the cladding, FIG. 13 shows the change in the critical angle when the refractive index of the material is changed.
図13は屈折率(NI)の物質と屈折率(NII)の物質の境界面100に、入射光Lが入射角θで入射し、境界面100で反射した状態を示している。全反射とは、屈折率が大きい物質(NI)から小さい物質(NII)へと光が進む場合、入射光Lが境界面100を通過せず、全て反射する現象である。入射角θがある一定の角度以上の場合に全反射し、この角度を臨界角という。臨界角θは数1で表せる。
FIG. 13 shows a state in which the incident light L is incident on the
図13から分かるように、コア部材料の屈折率を1.4以上にすることにより、公知組合せ構造における臨界角が小さくなり、全反射特性が向上する。 As can be seen from FIG. 13, by setting the refractive index of the core part material to 1.4 or more, the critical angle in the known combination structure is reduced, and the total reflection characteristics are improved.
このコア部材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン窒化酸化膜、ボロン・リンガラス、ニオブ酸化膜、チタン酸化膜や、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート、アリルジグリコールマーボネート、ジアリルフタレート、ポリカーボネート、ポリベンジルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリジアリルフタレート、ポリスチレン、ポリ−p−プロモフェニルメタクリレート、ポリペンタクロロフェニルメタクリレート、ポリ−o−クロロスチレン、ポリ−α−ナフチルメタクリレート、ポリビニルナフタレン、ポリビニルカルバゾール、ポリペンタブロモフェニルメタクリテート、また酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化錫、の金属微粒子等を分散含有したポリマー樹脂等が用いられる。 As this core material, silicon oxide film, silicon nitride film, silicon oxynitride film, boron phosphorus glass, niobium oxide film, titanium oxide film, polyimide resin, polymethyl methacrylate, allyl diglycol carbonate, diallyl phthalate, Polycarbonate, polybenzyl methacrylate, polyphenyl methacrylate, polydiallyl phthalate, polystyrene, poly-p-promophenyl methacrylate, polypentachlorophenyl methacrylate, poly-o-chlorostyrene, poly-α-naphthyl methacrylate, polyvinyl naphthalene, polyvinyl carbazole, poly For example, pentabromophenyl methacrylate, a polymer resin in which metal fine particles of zinc oxide, zirconium oxide, titanium oxide, tin oxide and the like are dispersedly contained are used.
以下に、コア部材料にシリコン窒化膜を適用した場合についてのプロセスフローを説明する。すなわち、図9Gにおいて、本例ではコア部となる第1の層29にシリコン窒化膜を用いる。
次に、図9Hに示すように、シリコン窒化膜による第1の層56上にフォトレジスト膜57を実質的に平坦になるように塗布する。
Hereinafter, a process flow in the case where a silicon nitride film is applied to the core material will be described. That is, in FIG. 9G, in this example, a silicon nitride film is used for the
Next, as shown in FIG. 9H, a
次に、図9Iに示すように、フォトレジスト膜57と凸状に成膜された第1の層(シリコン窒化膜)56を同時にドライエッチング法を用いて全面エッチバックする。このとき、第1の層(シリコン窒化膜)56の表面を実質的平坦に加工することが望ましいため、ドライエッチングにおけるエッチングスピードは、シリコン窒化膜とフォトレジスト膜がほぼ同じスピードであることが望ましい。また、この平坦化の手法として、CMP法(Chemical Mechanical Polish)なども用いることができる。更には、エッチング法とCMP法の組合せによる平坦化を行っても構わない。
Next, as shown in FIG. 9I, the
次に、図10Jに示すように、第1の層(シリコン窒化膜)56上に、支持体43の頂部に対応して開口59を有するレジストマスク58を形成する。
Next, as shown in FIG. 10J, a resist
次に、図10Kに示すように、レジストマスク58を介して第1の層(シリコン窒化膜)56をドライエッチングにより選択的にパターニングし、支持体43の頂部に対応する第1の層(シリコン窒化膜)56に、犠牲膜53に通じる開口60を形成する。その後、レジストマスク58を除去する。
Next, as shown in FIG. 10K, the first layer (silicon nitride film) 56 is selectively patterned by dry etching through the resist
次に、図10Lに示すように、等方性ドライエッチングにより、開口60を通して犠牲膜53を除去する。この犠牲膜53の除去により、支持体43の傾斜面に沿って傾斜面に平行する中空層(例えば空気層)28を形成する。この中空部28と第1の層29により第2導波路27が形成される。
Next, as shown in FIG. 10L, the
次に、図11Mに示すように、第1の層(シリコン窒化膜)29の開口60を封止(穴埋め)するための封止層45を、開口60内及び第1の層(シリコン窒化膜)29の表面全面に形成する。封止層45は、乾式成膜法により成膜する。乾式成膜法で穴埋めを行う理由は、次いで行う溶液状の有機平坦化膜を塗布した際に、犠牲膜53をドライエッチングにより除去した領域に染み込むことを防止するためである。乾式成膜法としては特に制約はなく、例えばCVD法(Chemical Vapor Deposition)、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法などが上げられる。ここでは、P−CVD法(Plasma Chemical Vapor Deposition)を用い、封止層45としてシリコン窒化膜を開口60に埋め込む。
Next, as shown in FIG. 11M, the
次に、図11Nに示すように、P−CVD法により成膜されたシリコン窒化膜による封止層45上に、例えばアクリル系樹脂による平坦化膜46を形成する。
Next, as shown in FIG. 11N, a
第2導波路27を形成し、封止層45、平坦化膜46を形成した後、この平坦化膜46上に、前述の図4C〜図6Jの工程と同じ工程を用いて、第1導波路18を有するカラーフィルタ8を形成して、目的の第2実施の形態の固体撮像装置21を得る。
After the
上述の第2実施の形態に係る固体撮像装置21によれば、入射光Lは全反射型の第1導波路機能を有するカラーフィルタ8で各画素側に導き、さらに全反射型の第2導波路27で各画素の光電変換部23に導かれるので、CCDイメージセンサにおいて、集光効率が向上し、感度特性をより向上することができる。また、輝度シーディング特性及び混色特性を改善することができる。
According to the solid-
本実施の形態では、前述と同様に、第1導波路18を構成する中空部15をセルファラインで形成するので、150nm以下の微細幅の中空部15が形成され、分光特性に優れた固体撮像装置を構成することができる。また、分光特性に優れるので、カラーフィルタ8の膜厚を薄くすることが可能になり、カラーフィルタ8と光電変換部11までの距離が短縮され、集光特性を向上することができる。
In the present embodiment, as described above, since the
第2導波路27を構成する中空部28の開口を封止するキャップ膜45が全面に形成され、このキャップ膜45に反射防止膜としての機能を持たせるときは、さらに入射光Lの集光効率を向上することができる。オンチップマイクロレンズが省略されるので、その分、製造工程数が削減され、コスト低減を図ることができる。
A
第2導波路27の構成は、種々の構成をとることができる。図14〜図19に、第2導波路27の変形例を示す。なお、図14〜図19は、通常のカラーフィルタと第2導波路27を備えた固体撮像装置、すなわちCCDイメージセンサの構成として示す。
The configuration of the
図14の固体撮像装置71は、前述と同様の構成の導波路27を有し封止膜45、平坦化膜46を介して通常のカラーフィルタ65を形成し、さらにこの上にオンチップマイクロレンズ66を形成して構成される。導波路27の下側の構成は、図7と同様であるので、図7と対応する部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
The solid-
図15の固体撮像装置72は、導波路27の中空層28の第1の層29とは反対側、本例では支持体43の表面に、中空層28に平行に沿って反射膜67を形成して構成される。反射層67としては、例えばアルミニウム、銀、金、銅などの金属反射膜を用いることができる。その他の構成は、図14と同様であるので、図14と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
In the solid-
この固体撮像装置72によれば、導波路27の中空層28に接する支持体43の表面に反射層67が形成されるので、仮に全反射せずに一部導波路27から漏れた光も反射層67で反射されて受光領域20に入射される。従って、いわゆる全反射光のロス分を反射層67で補うことができるので、より高感度化を図ることができる。
According to the solid-
図16の固体撮像装置73は、遮光膜37上に対応した位置の支持体43が、壁面が略垂直面とした断面四角形状に形成される。導波路27は、この支持体43の略垂直面の壁面に沿った中空層28と第1の層29とにより構成される。なお、図示しないがこの支持体43の表面に図15で示した反射層67を形成することもできる。その他の構成は、図14と同様であるので、図14と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
In the solid-
図17の固体撮像装置74は、遮光膜37と支持体43を一体に形成した遮光兼支持体68を形成して構成される。この遮光兼支持体68は、例えばアルミニウム、銀、金、銅などの反射膜として用いることができる金属膜で形成することが望ましい。その他の構成は、図14と同様であるので、図14と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この固体撮像装置74では、遮光層と支持体を一体にした遮光兼支持体68を形成するので、構成要素を少なくすることができる。
The solid-
In the solid-
図18の固体撮像装置75は、導波路77をコア部となる第1の層78とクラッド部となる第2の層79を有して形成し、さらに第2の層79の第1の層78とは反対側の面、すなわち支持体43の表面に反射層80を形成して構成される。中央のコア部となる第1の層78は、屈折率の高い材料、例えばシリコン窒化膜で形成することができる。外側のクラッド部となる第2の層79は、屈折率の低い材料、例えばシリコン酸化膜、多孔質シリカ、フッ素系樹脂などで形成することができる。多孔質シリカは多孔中に空気が存在するので、シリコン酸化膜などより低屈折率となり、好ましい。すなわち、多孔質シリカを用いて導波路77を構成した場合には、コア部とクタッド部の屈折率差が大きく取れ、全反射条件を改善することができる。
その他の構成は、反射層、支持体の材料などを含めて、図15、図16と同様であるので、図15、図16と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この固体撮像装置75では、全反射型の導波路77に加えて反射層80を有した構成であるので、全反射光のロス分が反射層80により補われ、集光効率を向上し、より高感度化した固体撮像装置を得ることができる。
In the solid-
Other configurations including the reflective layer and the support material are the same as those in FIGS. 15 and 16, and therefore, the same reference numerals are given to the portions corresponding to FIGS. .
Since the solid-
図19の固体撮像装置76は、光電変換部23上に対応する位置に第1の層29を形成し、第1の層29を取り囲むように層間絶縁膜による第2の層82を形成し、第1及び第2の層29及び82間に中空部28を形成し、この中空部28と第1の層29で導波路27を形成するように構成される。その他の構成は、図14と同様であるので、図14と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
The solid-
本発明の実施の形態においては、図6で示したと同様に、上述の図15〜図19に示した導波路27,77を第2導波路とし、この第2導波路27,77と、第1導波路18を有するカラーフィルタ8を組み合わせて固体撮像装置を構成することもできる。
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the
図20に、本発明に係る固体撮像装置の第3実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、CCDイメージセンサに適用した場合である。本実施の形態に係る固体撮像装置84は、前述の図7で説明したと同様に、半導体基板22の撮像領域に、複数の光電変換部23、例えばフォトダイオードが2次元状に規則的に配列され、各光電変換部列毎にCCD構造の垂直転送レジスタ24が形成される。図示しないが、各垂直転送レジスタ24の端部にはCCD構造の水平転送レジスタが形成され、水平転送レジスタの終段のフローティングディフージョン部に出力部が接続される。
FIG. 20 shows a third embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention. The solid-state imaging device according to the present embodiment is applied to a CCD image sensor. In the solid-
半導体基板22は、オーバーフローバリア領域31、半導体ウェル領域32が形成され、光電変換部23が半導体ウェル領域32に形成される。垂直転送レジスタ24は、半導体ウェル領域32に形成したn型の埋め込みチャネル領域33と、その上のゲート絶縁膜34と、ゲート絶縁膜34上に形成した転送電極35とにより形成される。光電変換部23と垂直転送レジスタ24との間には、転送ゲート電極35が一部延長された電荷読出し部36が形成される。各光電変換部23の受光領域を除く全面には、転送ゲート電極35上を絶縁膜39を介して覆うように遮光層37が形成される。
In the
そして、本実施の形態では、前述した各色フィルタ成分8R,8G,8B相互の境界部を中空部15として導波路18を形成したカラーフィルタ8を、平坦化膜85上に形成して構成される。
In the present embodiment, the
第3実施の形態に係る固体撮像装置によれば、前述したと同様に、入射光Lは全反射型の導波路機能を有するカラーフィルタ8で各画素の光電変換部23に導かれるので、CCDイメージセンサにおいて、集光効率が向上し、感度特性をより向上することができる。また、輝度シーディング特性及び混色特性を改善することができる。さらに、導波路18を構成する中空部15をセルファラインで微細幅に形成するので、分光特性に優れた固体撮像装置を構成することができる。また、分光特性に優れるので、カラーフィルタ8の膜厚を薄くすることが可能になり、カラーフィルタと光電変換部11までの距離が短縮され、集光特性を向上することができる。オンチップマイクロレンズが省略されるので、その分、製造工程数が削減され、コスト低減を図ることができる。
According to the solid-state imaging device according to the third embodiment, as described above, the incident light L is guided to the
なお、図20の構成において、さらにカラーフィルタ8上にオンチップマイクロレンズを形成した構成とすることもできる。
In the configuration of FIG. 20, an on-chip microlens may be further formed on the
上述したように、本実施の形態に係る固体撮像装置は、微細幅の中空部15のクラッド部を有して全反射型の導波路機能を持たせたカラーフィルタ8を備えることにより、感度特性、混色特性、輝度シェーディング特性、分光特性の改善を図ることができる。
As described above, the solid-state imaging device according to the present embodiment includes the
本発明の実施の形態に係る固体撮像装置は、小型デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話に代表されるモバイル用途に適用して好適である。
本発明は、上述した実施の形態の固体撮像装置を組み込んだカメラ(カメラモジュールを含む)を構成することができる。図21に、本発明に係るカメラの実施の形態を示す。本実施の形態の撮像カメラ110は、上述した実施の形態のいずれかの固体撮像装置111、光学レンズ系112、入出力部113、信号処理装置(Digital Signal Processors)114、光学レンズ系制御用の中央演算装置(CPU)115を1つに組み込んで構成されうる。カメラとしては、固体撮像装置111、光学系112及び入出力部113のみで構成することもできる。また、固体撮像装置111、光学レンズ系112、入出力部113及び信号処理装置114を備えたカメラを構成することもできる。
The solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention is suitable for application to mobile applications represented by small digital cameras and camera-equipped mobile phones.
The present invention can constitute a camera (including a camera module) incorporating the solid-state imaging device of the above-described embodiment. FIG. 21 shows an embodiment of a camera according to the present invention. The
本実施の形態に係るカメラによれば、感度を向上することができる。また、撮像面内の入射角の違いに起因する輝度シェーディングと、隣接画素への光学的な混色を低減することができる。 With the camera according to the present embodiment, the sensitivity can be improved. In addition, luminance shading caused by a difference in incident angle within the imaging surface and optical color mixing to adjacent pixels can be reduced.
1、・・固体撮像装置、2・・半導体層、3・・撮像領域、4・・画素、5・・層間絶縁膜、6・・配線層、7・・多層配線層、8・・カラーフィルタ、8R,8G、8B・・色フィルタ成分、9・・接着材層、10・・支持基板、11・・光電変換部、13・・転送ゲート電極、15・・中空部、18・・導波路、19・・画素分離領域、27・・導波路、28・・中空部、29・・第1の層
1 .... Solid-
Claims (5)
前記画素の光電変換部に入射光を導く導波路を有し、
前記導波路は、
カラーフィルタの各色フィルタ成分をコア部とし、隣合う色フィルタ成分間のセルファラインで形成された中空部をクラッド部として構成された第1導波路部と、
前記光電変換部と前記カラーフィルタとの間にあって、第1の層をコア部とし、前記第1の層の外側に形成した中空部をクラッド部として構成された第2導波路部とを有し、
前記第2導波路部間には、少なくとも表面に反射膜が形成された支持体が設けられ、
前記第2導波路部を構成する前記コア部と前記支持体との間に、前記第2導波路部を構成する前記中空部が設けられている
固体撮像装置。 A plurality of pixels;
A waveguide for guiding incident light to the photoelectric conversion portion of the pixel;
The waveguide is
Each color filter component of the color filter as a core part, a first waveguide part configured as a cladding part a hollow part formed by self line between adjacent color filter components;
A second waveguide section between the photoelectric conversion section and the color filter, wherein the first layer is a core section and the hollow section formed outside the first layer is a cladding section. ,
Between the second waveguide portions, a support having at least a reflective film formed on the surface is provided,
The solid-state imaging device, wherein the hollow portion constituting the second waveguide portion is provided between the core portion constituting the second waveguide portion and the support.
請求項1記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the support is made of a reflective film.
請求項1または2に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the support has an inclined surface whose width is narrowed toward the first waveguide portion.
請求項1〜3の何れかに記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 3, the on-chip microlens is formed on the color filter.
前記固体撮像装置は、
複数の画素と、
前記画素の光電変換部に入射光を導く導波路を有し、
前記導波路は、
カラーフィルタの各色フィルタ成分をコア部とし、隣合う色フィルタ成分間のセルファラインで形成された中空部をクラッド部として構成された第1導波路部と、
前記光電変換部と前記カラーフィルタとの間にあって、第1の層をコア部とし、前記第1の層の外側に形成した中空部をクラッド部として構成された第2導波路部とを有し、
前記第2導波路部間には、少なくとも表面に反射膜が形成された支持体が設けられ、
前記第2導波路部を構成する前記コア部と前記支持体との間に、前記第2導波路部を構成する前記中空部が設けられている
カメラ。 A solid-state imaging device, an optical lens system, and signal processing means;
The solid-state imaging device
A plurality of pixels;
A waveguide for guiding incident light to the photoelectric conversion portion of the pixel;
The waveguide is
Each color filter component of the color filter as a core part, a first waveguide part configured as a cladding part a hollow part formed by self line between adjacent color filter components;
A second waveguide section between the photoelectric conversion section and the color filter, wherein the first layer is a core section and the hollow section formed outside the first layer is a cladding section. ,
Between the second waveguide portions, a support having at least a reflective film formed on the surface is provided,
The camera in which the hollow portion constituting the second waveguide portion is provided between the core portion constituting the second waveguide portion and the support.
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