JP7423908B2 - solid-state imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、固体撮像装置に関し、特に固体撮像装置上部に形成されるカラーフィルタに特徴を有する固体撮像装置に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, and particularly to a solid-state imaging device having a feature in a color filter formed on the top of the solid-state imaging device.
近年、デジタルスチルカメラや携帯電話カメラなどでは、被写体の撮影において固体撮像装置を用いるものが主流となっている。主な固体撮像装置として、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどが存在する。特に、CMOSイメージセンサは、微細化技術を取り入れることで目覚ましい発展を遂げている。 2. Description of the Related Art In recent years, solid-state imaging devices have become mainstream in digital still cameras, mobile phone cameras, and the like when photographing subjects. Main solid-state imaging devices include CCD (Charge Coupled Device) image sensors and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensors. In particular, CMOS image sensors have made remarkable progress by incorporating miniaturization technology.
一般に、固体撮像装置は、撮影対象物からの光学像を受け、入射した光を電気信号に変換する複数の光電変換素子が、例えば格子状に、2次元的に配列されて、各光電変換素子が画素毎に配置される。その光電変換素子の数(画素数)が多いほど撮影された画像は精細になる。
各画素には、入射する光の経路に特定の波長の光を透過させるカラーフィルタを設けることで、対象物の色情報を得ることを可能とする。一般に、1画素毎に対応して特定の色のカラーフィルタを配置することで、カラーフィルタを規則的に多数配列し、色分解した画像情報を得ることができる構成となる。カラーフィルタの色としては、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色からなる3原色系、あるいは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)からなる補色系が一般的であり、特に3原色系が多く使われている。
Generally, in a solid-state imaging device, a plurality of photoelectric conversion elements that receive an optical image from an object to be photographed and convert the incident light into electrical signals are arranged two-dimensionally, for example in a lattice shape, and each photoelectric conversion element is arranged for each pixel. The greater the number of photoelectric conversion elements (the number of pixels), the finer the captured image will be.
By providing each pixel with a color filter that transmits light of a specific wavelength on the path of incident light, it is possible to obtain color information of the object. In general, by arranging a color filter of a specific color for each pixel, a large number of color filters can be arranged regularly and color-separated image information can be obtained. The colors of the color filter are three primary colors consisting of red (R), green (G), and blue (B), or complementary colors consisting of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y). are common, and three primary colors are particularly often used.
また、画素へ入射する光を効率的に光電変換素子へと集光させるために、カラーフィルタ上に、画素ごとにマイクロレンズを配置する構成が開示されている(特許文献1参照)。
また、マイクロレンズとカラーフィルタが一体化した構成が開示されている(特許文献2参照)。開示されている構成は、隣接する画素のカラーフィルタ同士が側面において隙間なく接することにより、混色を緩和する効果があるとされている。
Further, in order to efficiently condense light incident on a pixel onto a photoelectric conversion element, a configuration has been disclosed in which a microlens is arranged for each pixel on a color filter (see Patent Document 1).
Furthermore, a configuration in which a microlens and a color filter are integrated is disclosed (see Patent Document 2). The disclosed configuration is said to have the effect of alleviating color mixture by allowing the color filters of adjacent pixels to contact each other on the side surfaces without gaps.
特許文献2に記載の構成は、カラーフィルタをレンズ形状としていることから、画素の対角方向の端部におけるカラーフィルタが薄膜化することに起因する、S/N特性や画質特性の劣化が生じる。
本発明は、マイクロレンズとカラーフィルタが一体化した構造において、画素内の位置によってカラーフィルタの厚みが異なることに起因するS/N特性の劣化を改善することが可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。
Since the configuration described in Patent Document 2 uses a lens-shaped color filter, the S/N characteristics and image quality characteristics deteriorate due to thinning of the color filter at the diagonal ends of the pixels. .
The present invention provides a solid-state imaging device that has a structure in which a microlens and a color filter are integrated, and is capable of improving deterioration in S/N characteristics caused by the thickness of the color filter varying depending on the position within a pixel. The purpose is to
発明者の鋭意検討の結果から、微細な画素を有する固体撮像装置において、マイクロレンズとカラーフィルタが一体化した構造であって、カラーフィルタの光電変換素子と反対側の面がレンズ形状である場合に、カラーフィルタの高さに対するレンズ形状部の高さの比率を調整することで、顕著な画素のS/N特性の顕著な向上を実現できるということを見出した。 As a result of intensive studies by the inventor, a solid-state imaging device having minute pixels has a structure in which a microlens and a color filter are integrated, and the surface of the color filter opposite to the photoelectric conversion element is in the shape of a lens. Furthermore, it has been found that by adjusting the ratio of the height of the lens-shaped portion to the height of the color filter, it is possible to realize a remarkable improvement in the S/N characteristic of the pixel.
課題を解決するために、本発明の一態様は、複数の光電変換素子が2次元的に配置された半導体基板と、上記各光電変換素子と対向可能な位置で上記半導体基板上に形成された複数のカラーフィルタ平坦部と、上記各カラーフィルタ平坦部の上に形成され、上記カラーフィルタ平坦部とは反対側の表面がレンズ形状の複数のカラーフィルタレンズ部と、を備えて複数の画素が2次元的に配置された固体撮像装置であって、上記カラーフィルタ平坦部の厚さを平坦部高さとし、上記カラーフィルタレンズ部における、上記カラーフィルタ平坦部側の面から上記レンズ形状の頂部までの厚さ方向の距離をレンズ部高さとしたとき、上記平坦部高さと上記レンズ部高さの和に対する上記レンズ部高さの比率が、0.5以上1未満であることを要旨とする。 In order to solve the problems, one embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, and a semiconductor substrate formed on the semiconductor substrate at a position that can face each of the photoelectric conversion elements. A plurality of color filter flat portions, and a plurality of color filter lens portions formed on each of the color filter flat portions and having a lens-shaped surface opposite to the color filter flat portions, a plurality of pixels are provided. A solid-state imaging device arranged two-dimensionally, wherein the thickness of the flat part of the color filter is defined as a flat part height, and from the surface of the color filter lens part on the side of the flat part of the color filter to the top of the lens shape. When the distance in the thickness direction is defined as the height of the lens part, the gist is that the ratio of the height of the lens part to the sum of the height of the flat part and the height of the lens part is 0.5 or more and less than 1.
本発明の態様によれば、マイクロレンズとカラーフィルタが一体化した構造を採用しても、撮影した画像のS/N特性を向上した固体撮像装置を提供可能となる。 According to the aspect of the present invention, even if a structure in which a microlens and a color filter are integrated is adopted, it is possible to provide a solid-state imaging device that improves the S/N characteristics of captured images.
以下、本発明の実施の形態における固体撮像装置について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の固体撮像装置では、図1に示すように、緑色画素11Gの数と赤色画素11Rの数と青色画素11Bの数の比率が2:1:1となるベイヤー配列にしたがって、4画素を1単位とした配列が周期的に並んでいる。赤色画素11Rは、赤色波長光の強度を検出する画素であり、緑色画素11Gは、緑色波長光の強度を検出する画素であり、青色画素11Bは、青色波長光の強度を検出する画素である。
平面視において、各カラーフィルタ12の領域が、各画素の領域に一致する。
Hereinafter, solid-state imaging devices according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the solid-state imaging device of this embodiment, as shown in FIG. The array with 1 unit is arranged periodically. The
In plan view, the area of each
図2は、図1の点線I-IIに沿った固体撮像装置10の断面図である。
図2に示すように、固体撮像装置10において、半導体基板16の内部には、入射した光を電荷へと変換する作用を持つ複数の光電変換素子17が設けられている。光電変換素子17は、図1に示す画素11毎に設けられ、複数の光電変換素子が2次元的に配置される。
半導体基板16は、例えば、シリコンで構成される。光電変換素子17は、例えば、リンなどの元素を半導体基板16に添加することで形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the solid-
As shown in FIG. 2, in the solid-
The
平面視における各画素の領域は、平面視における光電変換素子17の幾何中心と一致する重心を有し、かつ隣接する光電変換素子17同士を結ぶ方向に辺を有する正方形により定義する。また、各画素の一辺の長さを画素の幅と定義する。
半導体基板16の上には、平坦化層15が形成される。平坦化層15は、例えば、シリコン酸化膜などから形成される。また、入射光の反射を低減するために、平坦化層15と半導体基板との界面には、反射防止膜を、金属酸化物で形成してもよい。
The region of each pixel in a plan view is defined by a square having a center of gravity that coincides with the geometric center of the
A
平坦化層15の上にカラーフィルタ12が形成される。カラーフィルタ12は、カラーフィルタ平坦部13とカラーフィルタレンズ部14から構成され、この順に、平坦化層15の上に形成される。カラーフィルタレンズ部14は、カラーフィルタ平坦部13とは反対側の表面がレンズ形状となっている。
図2に示すように、カラーフィルタ平坦部13の厚さ(膜厚)である平坦部高さAは、例えば、平坦化層15と接する面から、カラーフィルタレンズ部14の最底部と接する面までの高さとして定義する。カラーフィルタレンズ部14のレンズ部高さBは、例えば、厚さ方向において、カラーフィルタ平坦部13と接する最底部の面からカラーフィルタレンズ部14のレンズ形状の頂部までの高さとして定義する。
A
As shown in FIG. 2, the flat portion height A, which is the thickness (film thickness) of the color filter
図3に示すように、カラーフィルタレンズ部14の側面高さCは、カラーフィルタ平坦部13と接する面から、カラーフィルタ平坦部13と接する面と反対側の表面の最底部までの高さとして定義する。例えば、側面高さCは、カラーフィルタレンズ部14における、隣り合うカラーフィルタレンズ部14との境界位置での、カラーフィルタ平坦部13からの高さの最低値である。カラーフィルタレンズ部14の側面高さCは、カラーフィルタレンズ部14のレンズ部高さBよりも低くなる。
カラーフィルタ12は、例えば、緑色、青色、赤色に対応する波長を選択的に透過する顔料や染料を含んだ感光性を有する有機材料により構成される。カラーフィルタレンズ部14は、レンズ母型をマスクとして用いたドライエッチングによりレンズ母型の形状をカラーフィルタ12に形状転写することにより形成される。また、入射光の反射を低減するために、カラーフィルタレンズ部14の上部には、反射防止膜を、例えば、シリコン酸化膜などで形成してもよい。
As shown in FIG. 3, the side height C of the color
The
次に、本発明の実施形態における構造により画質特性の向上が実現できる理由を述べる。
図4は、固体撮像装置10に対して画素に垂直な方向から光が入射した場合における、画素の対角方向の端部への入射光Lの挙動を示したものである。
図4(a)は、カラーフィルタ平坦部13を有する構成であり、図4(b)は、カラーフィルタ平坦部13を有さず、平坦化層15の上部にカラーフィルタレンズ部14が形成された場合の構成である。
Next, the reason why the structure according to the embodiment of the present invention can improve image quality characteristics will be described.
FIG. 4 shows the behavior of the incident light L on the diagonal end of the pixel when light enters the solid-
4A shows a configuration having a color filter
図4(b)に示すカラーフィルタ平坦部13を有さない場合において、画素の対角方向の端部への入射光Lがカラーフィルタ12内を通過する光学的距離が、図4(a)に示すカラーフィルタ平坦部13を有する場合における入射光Lの光学的距離に対して短くなる。このため、カラーフィルタ平坦部13を有さない場合に、画素が検出対象とする波長域以外の波長の光が入射した際に、画素の対角方向端部へ入射した光がカラーフィルタ内部を通過する光学的距離が短いために光吸収量が低下し、検出対象の波長域以外の入射光の検出強度が増大することによる混色が増大する。このため、画素のS/N比が劣化し、結果的に画質特性の劣化を引き起こす。
In the case where the color filter
一方、カラーフィルタレンズ部14のレンズ部高さBとカラーフィルタ平坦部13の平坦部高さAとの和に対する、カラーフィルタレンズ部14のレンズ部高さBの比率が、ある値よりも低くなると、カラーフィルタレンズ部による十分な集光がなされないために受光感度が低下することで画素のS/N比が劣化し、結果的に画質特性の劣化を引き起こす。
上記理由により、カラーフィルタ平坦部13を有する構成とすることにより、画質特性を向上させることが可能となる。
On the other hand, the ratio of the lens portion height B of the color
For the above-mentioned reasons, by adopting a configuration having the color filter
本実施形態では、平坦部高さAとレンズ部高さBの和に対する、レンズ部高さBの比率(B/(A+B))が0.5以上1未満となっている。
上記比率が、0.5よりも低い場合には、カラーフィルタレンズ部による十分な集光がなされないために受光感度が低下することで画素のS/N比が劣化し、結果的に画質特性の劣化を引き起こす(後述の実施例参照)。 平坦部高さAとレンズ部高さBの和は500nm以上800nm以下が好ましい。
In this embodiment, the ratio (B/(A+B)) of the lens portion height B to the sum of the flat portion height A and the lens portion height B is 0.5 or more and less than 1.
If the above ratio is lower than 0.5, the color filter lens section does not collect enough light, and the light receiving sensitivity decreases, causing the S/N ratio of the pixel to deteriorate, resulting in poor image quality. (See examples below). The sum of the flat part height A and the lens part height B is preferably 500 nm or more and 800 nm or less.
その理由は、まず平坦部高さAとレンズ部高さBの和が上記範囲より低い場合、各カラーフィルタの選択波長域外の波長を有する入射光の透過率が増加することで、各カラーフィルタの波長選択性が悪化し、画素のS/N比が劣化するためである。また各カラーフィルタは選択波長域の波長の光を僅かに吸収する性質を持つため、平坦部高さAとレンズ部高さBの和が上記範囲より高い場合、各カラーフィルタの選択波長域の波長を有する入射光に対する各カラーフィルタの透過率の低下を引き起こし、各画素の光電変換素子へと到達する光量が減少することで、画素の受光感度が低下し、画素のS/N比が劣化するためである。 The reason for this is that if the sum of the flat part height A and the lens part height B is lower than the above range, the transmittance of incident light having a wavelength outside the selected wavelength range of each color filter increases, and each color filter This is because the wavelength selectivity of the pixel deteriorates, and the S/N ratio of the pixel deteriorates. In addition, each color filter has the property of slightly absorbing light in the selected wavelength range, so if the sum of the flat part height A and the lens part height B is higher than the above range, the selected wavelength range of each color filter This causes a decrease in the transmittance of each color filter for incident light having a specific wavelength, and the amount of light reaching the photoelectric conversion element of each pixel decreases, resulting in a decrease in the light receiving sensitivity of the pixel and a deterioration of the S/N ratio of the pixel. This is to do so.
また、各画素の水平方向における幅が0.6μm以上3.0μm以下であることが好ましい。
その理由は、各画素の幅が0.6μmよりも狭くなると、ある画素へ入射した光に占める隣接画素へと向かう入射光の割合が増加し、画素のS/N比の劣化が顕著になるためである。また、各画素の幅が3.0μmよりも広くなると、カラーフィルタレンズ部による十分な集光がなされないために受光感度が低下することで、画素のS/N比の劣化が顕著になるためである。
Further, it is preferable that the width of each pixel in the horizontal direction is 0.6 μm or more and 3.0 μm or less.
The reason is that when the width of each pixel becomes narrower than 0.6 μm, the proportion of light that goes to adjacent pixels increases compared to the light incident on a certain pixel, and the deterioration of the S/N ratio of the pixel becomes noticeable. It's for a reason. In addition, if the width of each pixel is wider than 3.0 μm, the light receiving sensitivity will decrease because the color filter lens section will not be able to collect enough light, and the deterioration of the S/N ratio of the pixel will become noticeable. It is.
次に、本発明の固体撮像装置の実施例を、シミュレーション結果を用いて説明する。
シミュレーションは、電磁場解析手法の一種である時間領域差分法(FDTD法)を用いて実施した。以下に、シミュレーションの条件を示す。
シミュレーションに使用した固体撮像装置10の構造を図5に示す。
上面図である図5(a)において、赤色画素11R、緑色画素11G、青色画素11B、それぞれの幅はX軸方向とY軸方向ともに0.9μmとした。赤色カラーフィルタ平坦部13R及び赤色カラーフィルタレンズ部14Rは、いずれも赤色波長光を透過するカラーフィルタ12であって、X軸方向の長さ及びY軸方向の長さを0.9μmとした。緑色カラーフィルタ平坦部13Gと緑色カラーフィルタレンズ部14Gは、いずれも緑色波長光を透過するカラーフィルタ12であって、X軸方向の長さ及びY軸方向の長さを0.9μmとした。カラーフィルタ平坦部13B及びカラーフィルタレンズ部14Bは、いずれも青色波長光を透過するカラーフィルタ12であって、X軸方向の長さ及びY軸方向の長さを0.9μmとした。平坦化層15は、Z軸方向の高さを0.1μm、屈折率を1.6、消衰係数を0とした。半導体基板16は、X方向の長さ及びY方向の長さを1.8μm、Z軸方向の高さを3μmとした。入射光は平行光とし、電場の振動方向はX軸方向とした。
Next, an example of the solid-state imaging device of the present invention will be described using simulation results.
The simulation was performed using the finite difference time domain method (FDTD method), which is a type of electromagnetic field analysis method. The simulation conditions are shown below.
FIG. 5 shows the structure of the solid-
In FIG. 5A, which is a top view, the widths of each of the
上記カラーフィルタ13Rの屈折率及び消衰係数は、色材としてC.I.ピグメントレッド117、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントイエロー、を用い、さらにシクロヘキサノン、PGMEAなどの有機溶剤、ポリマーワニス、モノマー、開始剤、からなる構成としたフォトレジストを、シリコン基板上に0.6μmの厚さで塗布し、さらに露光及び加熱処理を施した後、分光エリプソメーターを用いて測定した値を用いた。 The refractive index and extinction coefficient of the color filter 13R are based on C. I. Pigment Red 117, C. I. Pigment Red 48:1, C.I. I. pigment yellow, an organic solvent such as cyclohexanone and PGMEA, a polymer varnish, a monomer, and an initiator. A photoresist is coated on a silicon substrate to a thickness of 0.6 μm, and then exposed and heated. After the treatment, the values measured using a spectroscopic ellipsometer were used.
上記カラーフィルタ13Gの屈折率及び消衰係数は、色材としてC.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントブルー15:6、を用い、さらにシクロヘキサノン、PGMEAなどの有機溶剤、ポリマーワニス、モノマー、開始剤、からなる構成としたフォトレジストを、シリコン基板上に0.6μmの厚さで塗布し、さらに露光及び加熱処理を施した後、分光エリプソメーターを用いて測定した値を用いた。
上記カラーフィルタ13Bの屈折率及び消衰係数は、色材としてC.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントバイオレット23、を用い、さらにシクロヘキサノン、PGMEAなどの有機溶剤、ポリマーワニス、モノマー、開始剤、からなる構成としたフォトレジストを、シリコン基板上に0.6μmの厚さで塗布し、さらに露光及び加熱処理を施した後、分光エリプソメーターを用いて測定した値を用いた。
The refractive index and extinction coefficient of the
The refractive index and extinction coefficient of the
カラーフィルタ平坦部13Rとカラーフィルタ平坦部13Gとカラーフィルタ平坦部13Bは、いずれも同一の高さAとした。カラーフィルタレンズ部14Rとカラーフィルタレンズ部14Gとカラーフィルタレンズ部14Bは、いずれも同一のレンズ部高さBとした。
入射光は平行光とし、電場の振動方向はX軸方向とした。入射光の波長は、単一波長とし、1水準あたり400nmから700nmまで10nm刻みで31条件を実施した。
The color filter flat portion 13R, the color filter
The incident light was parallel light, and the vibration direction of the electric field was the X-axis direction. The wavelength of the incident light was a single wavelength, and 31 conditions were performed for each level from 400 nm to 700 nm in 10 nm increments.
上記の条件でシミュレーションを実施し、各画素における半導体基板16の表面から深さ3μmまでにおいて吸収される光強度を計算した。受光感度として、1画素に入射する光パワーの強度に対する、各画素における半導体基板16の表面から深さ3μmまでにおいて吸収される光パワーの強度の割合として算出した。
画質の性能指標として、SNR10を用いた。これは、携帯電話カメラ向けの固体撮像装置における色補正処理等を行った後の画質の指標として用いられるものである。
本実施例では、F値を1.8とした場合において、各画素の受光感度を量子効率とみなし、各水準のシミュレーション結果から計算した分光感度特性からSNR10を算出した。SNR10値は照度(lux)の単位を有し、低い数値であることが好ましい。
A simulation was performed under the above conditions, and the light intensity absorbed in each pixel from the surface of the
SNR10 was used as a performance index of image quality. This is used as an index of image quality after color correction processing and the like in solid-state imaging devices for mobile phone cameras.
In this example, when the F value is set to 1.8, the light receiving sensitivity of each pixel is regarded as the quantum efficiency, and the SNR10 is calculated from the spectral sensitivity characteristics calculated from the simulation results of each level. The SNR10 value has a unit of illuminance (lux), and is preferably a low value.
図6に、高さAとレンズ部高さBの和を500nmとした場合における、比率Rに対するSNR10の特性を示す。
図7に、高さAとレンズ部高さBの和を600nmとした場合における、比率Rに対するSNR10の特性を示す。
図8に、高さAとレンズ部高さBの和を700nmとした場合における、比率Rに対するSNR10の特性を示す。
図9に、高さAとレンズ部高さBの和を800nmとした場合における、比率Rに対するSNR10の特性を示す。
FIG. 6 shows the characteristics of the SNR10 with respect to the ratio R when the sum of the height A and the lens height B is 500 nm.
FIG. 7 shows the characteristics of the SNR10 with respect to the ratio R when the sum of the height A and the lens height B is 600 nm.
FIG. 8 shows the characteristics of the SNR10 with respect to the ratio R when the sum of the height A and the lens height B is 700 nm.
FIG. 9 shows the characteristics of the SNR10 with respect to the ratio R when the sum of the height A and the lens portion height B is 800 nm.
図7~図9の結果から分かるように、カラーフィルタ平坦部13の高さAとカラーフィルタレンズ部14のレンズ部高さBとの和に対するカラーフィルタレンズ部14Bの比率Rが、0.5以上1未満の範囲では、カラーフィルタ平坦部13を有さない構成と同一の構成となる比率Rが1の場合に対して、SNR10の値が低いことが分かる。
以上の実施例の結果から、カラーフィルタ平坦部13の高さAとカラーフィルタレンズ部14のレンズ部高さBとの和に対するカラーフィルタレンズ部14Bの比率Rが、0.5以上1未満の範囲にある構成とすることで、カラーフィルタ平坦部13を有さない構成に比べて画質特性の向上に効果があることを確認した。
As can be seen from the results in FIGS. 7 to 9, the ratio R of the color
From the results of the above examples, the ratio R of the color
10 固体撮像装置
11 画素
11B 青色画素
11G 緑色画素
11R 赤色画素
12 カラーフィルタ
13 カラーフィルタ平坦部
13B 青色カラーフィルタ平坦部
13G 緑色カラーフィルタ平坦部
13R 赤色カラーフィルタ平坦部
14 カラーフィルタレンズ部
14B 青色カラーフィルタレンズ部
14G 緑色カラーフィルタレンズ部
14R 赤色カラーフィルタレンズ部
15 平坦化層
16 半導体基板
17 光電変換素子
A カラーフィルタ平坦部の高さ
B カラーフィルタレンズ部の高さ
C カラーフィルタレンズ部の側面高さ
10 Solid-state imaging device 11
Claims (4)
上記カラーフィルタ平坦部の厚さを平坦部高さとし、上記カラーフィルタレンズ部における、上記カラーフィルタ平坦部側の面から上記レンズ形状の頂部までの厚さ方向の距離をレンズ部高さとしたとき、
上記平坦部高さと上記レンズ部高さの和が500nm以上800nm以下であって、上記平坦部高さと上記レンズ部高さの和に対する上記レンズ部高さの比率が、0.6以上1未満であることを特徴とする固体撮像装置。 A semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, a plurality of color filter flat portions formed on the semiconductor substrate at positions that can face each of the photoelectric conversion elements, and each of the color filter flat portions. A solid-state imaging device in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged, comprising: a plurality of color filter lens portions formed on the top of the color filter lens portion, the surface of which is opposite to the color filter flat portion, has a lens shape;
When the thickness of the flat part of the color filter is defined as the flat part height, and the distance in the thickness direction of the color filter lens part from the surface on the color filter flat part side to the top of the lens shape is defined as the lens part height,
The sum of the flat part height and the lens part height is 500 nm or more and 800 nm or less, and the ratio of the lens part height to the sum of the flat part height and the lens part height is 0.6 or more and less than 1. A solid-state imaging device characterized by the following.
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