WO2015198733A1 - 固体撮像装置、電子機器、及び、固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

固体撮像装置、電子機器、及び、固体撮像装置の製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present technology relates to a solid-state imaging device, an electronic device, and a manufacturing method of the solid-state imaging device.
  • the color imaging device includes a photoelectric conversion element such as a photodiode that converts incident light into an electric charge, and a color filter that colors light incident on a light receiving surface of the photoelectric conversion element.
  • Some incident light incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion element through the color filter is incident on the light receiving surface obliquely.
  • the obliquely incident light enters one color filter of the adjacent color filter, then enters the other color filter across the boundary between these color filters, and enters the photoelectric conversion element for the other color filter as it is.
  • Crosstalk color mixing
  • Patent Document 1 discloses that in a color filter composed of three colors of red, green, and blue, only around the red color filter than the red, blue, and green color filters.
  • a technique for providing a partition wall made of a low refractive index material is disclosed.
  • One aspect of the present technology includes a plurality of photoelectric conversion units that receive incident light on a light receiving surface to generate a signal charge, and at least one corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion units.
  • a solid-state imaging device A solid-state imaging device.
  • One aspect of the present technology includes a solid-state imaging device, an optical system that guides incident light to the solid-state imaging device, and a signal processing circuit that processes an output signal of the solid-state imaging device.
  • a plurality of photoelectric conversion units that receive incident light on the light receiving surface to generate signal charges, and at least three color filters provided one for each of the plurality of photoelectric conversion units,
  • An electronic apparatus comprising: a partition wall formed by containing a color material having the same color as any one of the color filters different from the color filters between the adjacent color filters.
  • One aspect of the present technology includes a first step of forming, on a semiconductor substrate, a photoelectric conversion unit that receives incident light on a light receiving surface to generate a signal charge, and colors the incident light and transmits the light to the light receiving surface.
  • the at least three color filters corresponding to the plurality of photoelectric conversion units are provided above the light receiving surface of each of the photoelectric conversion units, and between the adjacent color filters.
  • the solid-state imaging device and the electronic device according to the present technology include various modes such as being implemented in another device or being implemented together with another method.
  • the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present technology includes various aspects such as being implemented as part of another method.
  • the present technology causes a computer to realize an imaging system including the solid-state imaging device and the electronic device, a driving method having a process corresponding to the configuration of the solid-state imaging device and the electronic device, and a function corresponding to the configuration of the driving method.
  • the present invention can also be realized as a program, a computer-readable recording medium on which the program is recorded, and the like.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus 100 including a solid-state imaging apparatus.
  • An imaging apparatus 100 illustrated in FIG. 1 is an example of an electronic device.
  • an imaging device refers to a solid-state imaging in an image capturing unit (photoelectric conversion unit) such as an imaging device such as a digital still camera or a digital video camera, or a mobile terminal device such as a mobile phone having an imaging function. It refers to all electronic devices that use equipment.
  • an electronic apparatus using a solid-state imaging device for an image capturing unit also includes a copying machine using a solid-state imaging device for an image reading unit.
  • the imaging device may be modularized including a solid-state imaging device in order to be mounted on the electronic device described above.
  • an imaging apparatus 100 includes an optical system 11 including a lens group, a solid-state imaging apparatus 12, and a DSP 13 (Digital) as a signal processing circuit that processes output signals of the solid-state imaging apparatus 12.
  • Signal Processor Digital
  • frame memory 14 includes a display device 15, a recording device 16, an operation system 17, a power supply system 18, and a control unit 19.
  • the DSP 13, the frame memory 14, the display device 15, the recording device 16, the operation system 17, the power supply system 18, and the control unit 19 are connected to each other via a communication bus so that data and signals can be transmitted and received.
  • the optical system 11 takes in incident light (image light) from a subject and forms an image on the imaging surface of the solid-state imaging device 12.
  • the solid-state imaging device 12 generates an electrical signal corresponding to the amount of incident light formed on the imaging surface by the optical system 11 for each pixel, and outputs it as a pixel signal.
  • the pixel signal is input to the DSP 13 and appropriately subjected to various image processing, and then stored in the frame memory 14, recorded on a recording medium of the recording device 16, or output to the display device 15.
  • the display device 15 includes a panel type display device such as a liquid crystal display device or an organic EL (electroluminescence) display device, and displays a moving image, a still image, and other information captured by the solid-state imaging device 12.
  • the recording device 16 records a moving image or a still image captured by the solid-state imaging device 12 on a recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disk), HD (Hard Disk), or a semiconductor memory.
  • the operation system 17 receives various operations from the user, and transmits an operation command corresponding to the user's operation to each unit 13, 14, 15, 16, 18, 19 via the communication bus.
  • the power supply system 18 generates various power supply voltages serving as drive power supplies and appropriately supplies them to supply targets (each unit 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19).
  • the control unit 19 includes a CPU that performs arithmetic processing, a ROM that stores a control program for the imaging apparatus 100, a RAM that functions as a work area for the CPU, and the like.
  • the control unit 19 controls the respective units 13, 14, 15, 16, 17, and 18 through the communication bus by the CPU executing a control program stored in the ROM while using the RAM as a work area.
  • the control unit 19 controls a timing generator (not shown) to generate various timing signals and performs control for supplying the timing signals to each unit.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the solid-state imaging device 12.
  • a CMOS image sensor which is a kind of XY address type solid-state image pickup device, is described as an example of the solid-state image pickup device.
  • a CCD image sensor may be adopted as a matter of course.
  • a specific example of a solid-state imaging device as a CMOS image sensor will be described with reference to FIG.
  • the solid-state imaging device 12 includes a pixel unit 121, a vertical drive unit 122, an analog-digital conversion unit 123 (AD conversion unit 123), a reference signal generation unit 124, a horizontal drive unit 125, a communication / timing control unit 126, and a signal.
  • a processing unit 127 is provided.
  • a plurality of pixels PXL including photodiodes as photoelectric conversion units are arranged in a two-dimensional matrix.
  • a color filter array in which the color of the filter is divided corresponding to each pixel is provided. A specific circuit configuration of the pixel PXL will be described later.
  • the pixel drive lines HSLn are wired along the horizontal direction (pixel arrangement direction / horizontal direction of the pixel row) in the figure, and are arranged at equal intervals in the vertical direction in the figure.
  • the vertical signal lines VSLm are wired along the vertical direction (pixel arrangement direction / vertical direction of the pixel column) in the drawing, and are arranged at equal intervals in the horizontal direction in the drawing.
  • One end of the pixel drive line HSLn is connected to an output terminal corresponding to each row of the vertical drive unit 122.
  • the vertical signal line VSLm is connected to the pixels PXL in each column, and one end thereof is connected to the AD conversion unit 123.
  • the vertical driving unit 122 and the horizontal driving unit 125 perform control of sequentially reading analog signals from the pixels PXL constituting the pixel unit 121 under the control of the communication / timing control unit 126.
  • a specific connection of the pixel drive line HSLn and the vertical signal line VSLm to each pixel PXL will be described later together with the description of the pixel PXL.
  • the communication / timing control unit 126 includes, for example, a timing generator and a communication interface.
  • the timing generator generates various clock signals based on an externally input clock (master clock).
  • the communication interface receives data instructing an operation mode given from the outside of the solid-state imaging device 12 and outputs data including internal information of the solid-state imaging device 12 to the outside.
  • the communication / timing control unit 126 Based on the master clock, the communication / timing control unit 126 generates a clock having the same frequency as the master clock, a clock obtained by dividing the clock by two, a low-speed clock obtained by dividing the clock, and the like (vertical drive).
  • the vertical drive unit 122 is configured by, for example, a shift register, an address decoder, or the like.
  • the vertical drive unit 122 includes a vertical address setting unit for controlling a row address and a row scanning control unit for controlling row scanning based on a signal obtained by decoding an externally input video signal.
  • the vertical driving unit 122 can perform readout scanning and sweep-out scanning.
  • the readout scanning is scanning that sequentially selects unit pixels from which signals are read out.
  • the readout scanning is basically performed sequentially in units of rows. However, when thinning out pixels by adding or averaging the outputs of a plurality of pixels having a predetermined positional relationship, the scanning is performed in a predetermined order.
  • the sweep-out scan is a scan that resets the unit pixels belonging to the row or pixel combination to be read before the row or pixel combination to be read by the read scan, by a time corresponding to the shutter speed before the read scan. is there.
  • the horizontal drive unit 125 sequentially selects the ADC circuits constituting the AD conversion unit 123 in synchronization with the clock output from the communication / timing control unit 126.
  • the horizontal drive unit 125 includes, for example, a horizontal address setting unit and a horizontal scanning unit, and by selecting individual ADC circuits of the AD conversion unit 123 corresponding to the horizontal readout column defined by the horizontal address setting unit. The digital signal generated in the selected ADC circuit is guided to the horizontal signal line Ltrf.
  • the digital signal output from the AD conversion unit 123 in this way is input to the signal processing unit 127 via the horizontal signal line Ltrf.
  • the signal processing unit 127 performs a process of converting a signal output from the pixel unit 121 via the AD conversion unit 123 into an image signal corresponding to the color arrangement of the color filter array by an arithmetic process.
  • the signal processing unit 127 performs a process of thinning out the pixel signals in the horizontal direction and the vertical direction by addition, average addition, or the like as necessary.
  • the image signal generated in this way is output to the outside of the solid-state imaging device 12.
  • the reference signal generation unit 124 includes a DAC (Digital Analog Converter), and generates a reference signal Vramp (see FIG. 4 and the like described later) in synchronization with the count clock supplied from the communication / timing control unit 126.
  • the reference signal Vramp is a sawtooth wave (ramp waveform) that changes in time stepwise from the initial value supplied from the communication / timing control unit 126. This reference signal Vramp is supplied to each ADC circuit of the AD conversion unit 123.
  • the AD conversion unit 123 includes a plurality of ADC circuits.
  • the ADC circuit compares the reference signal Vramp and the voltage of the vertical signal line VSLm in a predetermined AD conversion period (P-phase period and D-phase period described later). And the counter counts the time either before or after the magnitude relationship between the reference signal Vramp and the voltage of the vertical signal line VSLm (pixel voltage) is reversed. Thereby, a digital signal corresponding to an analog pixel voltage can be generated.
  • a predetermined AD conversion period P-phase period and D-phase period described later.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of a pixel. This figure shows an equivalent circuit of a pixel having a general 4-transistor configuration.
  • the pixel shown in the figure includes a photodiode PD and four transistors (a transfer transistor TR1, a reset transistor TR2, an amplification transistor TR3, and a selection transistor TR4).
  • the photodiode PD generates a current corresponding to the amount of received light by photoelectric conversion.
  • the anode of the photodiode PD is connected to the ground, and the cathode is connected to the drain of the transfer transistor TR1.
  • Various control signals are input to the pixel PXL from the reset signal generation circuit of the vertical driving unit 122 and various drivers via the signal lines Ltrg, Lrst, and Lsel.
  • a signal line Ltrg for transmitting a transfer gate signal is connected to the gate of the transfer transistor TR1.
  • the source of the transfer transistor TR1 is connected to the connection point between the source of the reset transistor TR2 and the gate of the amplification transistor TR3. This connection point constitutes a floating diffusion FD that is a capacitor for accumulating signal charges.
  • the transfer transistor TR1 is turned on when a transfer signal is input to the gate through the signal line Ltrg, and transfers signal charges (here, photoelectrons) accumulated by photoelectric conversion of the photodiode PD to the floating diffusion FD.
  • the signal line Lrst for transmitting the reset signal is connected to the gate of the reset transistor TR2, and the constant voltage source VDD is connected to the drain.
  • the reset transistor TR2 is turned on when a reset signal is input to the gate through the signal line Lrst, and resets the floating diffusion FD to the voltage of the constant voltage source VDD.
  • the reset transistor TR2 is turned off, and a predetermined potential barrier is formed between the floating diffusion FD and the constant voltage source VDD.
  • the amplification transistor TR3 has a gate connected to the floating diffusion FD, a drain connected to the constant voltage source VDD, and a source connected to the drain of the selection transistor TR4.
  • the selection transistor TR4 has a gate connected to the signal line Lsel of the selection signal and a source connected to the vertical signal line VSL.
  • the selection transistor TR4 is turned on when a control signal (address signal or select signal) is input to the gate through the signal line Lsel, and is turned off when the control signal is not input to the gate through the signal line Lsel.
  • the amplification transistor TR3 amplifies the voltage of the floating diffusion FD and outputs it to the vertical signal line VSL.
  • the voltage output from each pixel through the vertical signal line VSL is input to the AD conversion unit 123.
  • the pixel circuit configuration can employ not only the configuration shown in FIG. 3 but also various known configurations such as a 3-transistor configuration and other 4-transistor configurations.
  • a configuration in which the selection transistor TR4 is disposed between the amplification transistor TR3 and the constant voltage source VDD can be cited.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the AD conversion unit 123. As shown in the figure, each ADC circuit constituting the AD conversion unit 123 includes a comparator 123a, a counter 123b, and a latch 123c provided for each vertical signal line VSLm.
  • the comparator 123a includes two input terminals T1 and T2 and one output terminal T3.
  • One input terminal T1 receives the reference signal Vramp from the reference signal generator 124, and the other input terminal T2 outputs an analog pixel signal (hereinafter referred to as a pixel signal Vvsl) output from the pixel through the vertical signal line VSL. .) Has been entered.
  • the comparator 123a compares the reference signal Vramp and the pixel signal Vvsl.
  • the comparator 123a outputs a high level or low level signal according to the magnitude relationship between the reference signal Vramp and the pixel signal Vvsl.
  • the comparator 123a outputs The output of the terminal T3 is inverted between the high level and the low level.
  • the counter 123b is supplied with a clock from the communication / timing control unit 126, and counts the time from the start to the end of AD conversion using the clock.
  • the timing for starting and ending AD conversion is specified based on a control signal output from the communication / timing control unit 126 (for example, whether or not the clock signal CLK is input) and output inversion of the comparator 123a.
  • the counter 123b performs A / D conversion on the pixel signal by so-called correlated double sampling (CDS). Specifically, the counter 123b counts down while the analog signal corresponding to the reset component is output from the vertical signal line VSLm according to the control of the communication / timing control unit 126. The count value obtained by the down-count is used as an initial value, and the up-count is performed while an analog signal corresponding to a pixel signal is output from the vertical signal line VSLm.
  • CDS correlated double sampling
  • the count value generated in this way is a digital value corresponding to the difference between the signal component and the reset component. That is, a digital value corresponding to an analog pixel signal input from the pixel to the AD conversion unit 123 through the vertical signal line VSLm is a value calibrated by the reset component.
  • the digital value generated by the counter 123b is stored in the latch 123c, sequentially output from the latch 123c in accordance with the control of the horizontal scanning unit, and output to the signal processing unit 127 via the horizontal signal line Ltrf.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the main structure of the solid-state imaging device 12.
  • a backside illuminated CMOS image sensor will be described as an example.
  • the present technology can also be applied to a frontside illuminated CMOS image sensor.
  • the solid-state imaging device 12 shown in FIG. 1 is a back-illuminated CMOS image sensor.
  • a pixel region 210 (so-called imaging region) in which a plurality of unit pixels 211 are arranged on a semiconductor substrate 200 made of silicon, and a pixel region.
  • a peripheral circuit unit (not shown) arranged around 210 is formed.
  • the pixel transistor is formed on the substrate surface 200A side, and in FIG. 5, the gate electrode 212 is shown to schematically indicate the presence of the pixel transistor.
  • Each photodiode PD is isolated by an element isolation region 213 by an impurity diffusion layer.
  • a multilayer wiring layer 216 in which a plurality of wirings 214 are formed is formed via an interlayer insulating film 215. Therefore, in the backside illuminated CMOS image sensor, the wiring 214 can be formed regardless of the position of the photodiode PD.
  • An interlayer insulating film 221 that functions as an antireflection film is formed on the back surface of the semiconductor substrate 200 facing the photodiode PD.
  • the interlayer insulating film 221 has a stacked structure in which a plurality of films having different refractive indexes are stacked.
  • the interlayer insulating film 221 has, for example, a two-layer structure of a hafnium oxide (HfO 2) film and a silicon oxide film (SiO 2) stacked in order from the semiconductor substrate 200 side.
  • the hafnium oxide film is a high dielectric constant insulating layer (high-k film) having a dielectric constant higher than that of the silicon oxide film.
  • a silicon nitride film may be used for the interlayer insulating film 221.
  • a light shielding film 220 is formed on the interlayer insulating film 221 at a portion corresponding to the pixel boundary.
  • the light-shielding film 220 may be any material that shields light, but is preferably formed of a material that has a strong light-shielding property and can be finely processed, for example, a material that can be processed with high precision by etching. More specifically, aluminum (Al), tungsten (W), or copper (Cu) is exemplified.
  • a planarizing film 217 is formed on the interlayer insulating film 221 and the light shielding film 220.
  • the planarizing film 217 includes a plurality of color filters formed so as to correspond to the photodiodes PD.
  • a color filter layer 218 is formed.
  • a description will be given by taking a color filter layer 218 in which four color filters obtained by adding white to the three primary colors of red, green, and blue are arranged in a checkered pattern.
  • a primary color filter will be described as an example, but the present technology is also applicable to a complementary color filter.
  • the red color filter 218R is configured to contain a red material that absorbs light other than red light while transmitting red light (about 600 to 700 nm) in the long wavelength region in the visible light region, and the green color filter 218G is visible. It is configured to contain a green material that absorbs light other than green light while transmitting green light (about 500 to 600 nm) in the middle wavelength range in the light region.
  • the blue color filter 218B is configured to contain a blue material that absorbs light other than blue light while transmitting blue light (about 400 to 500 nm) in the short wavelength region in the visible light region, and the white color filter 218W is visible.
  • a transparent material that transmits light in the entire light region is used. Note that the white color filter 218 ⁇ / b> W may be formed of a transparent layer instead of the color filter layer 218.
  • white color filters 218W and other color filters are alternately arranged. Therefore, a color filter other than white (red, green, or blue) is provided next to the white color filter 218W, and a color filter other than white (red, green, and blue) is provided next to the white color filter 218W. A white color filter 218W is provided.
  • the color filters of colors other than white have a larger proportion of the green color filter 218G than the red color filter 218R or the blue color filter 218B. 1 and green 2 are provided.
  • the green color filter 218G is arranged to be positioned obliquely adjacent to the blue color filter 218B and the red color filter 218R.
  • Partition wall In the present embodiment, when at least one of these color filters (red, green, blue, or white) is the target color filter CFt, the adjacent color filter provided adjacent to at least one side of the target color filter.
  • a partition wall portion 250 configured to include a color material having the same color as that of another color filter (red, green, or blue) having a color different from any of the adjacent color filter CFn and the target color filter CFt between the CFn and the CFn. It is formed.
  • the partition wall 250 will be described in detail later.
  • Microlenses 219 are formed on the upper surface of the color filter layer 218 so as to correspond to the respective photodiodes PD. As shown in FIG. 5, the microlens 219 is provided on the back surface of the semiconductor substrate 200 and above the color filter layer 218. A plurality of microlenses 219 are arranged in the same shape so as to correspond to the plurality of photodiodes PD arranged in the pixel region 210.
  • the microlens 219 is a convex lens whose center is formed thicker than the edge in the direction from the light receiving surface JS toward the color filter layer 218, and the incident light is directed to the approximate center of the light receiving surface of each photodiode PD. It is configured to collect and transmit light.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the partition wall portion 250 according to the present embodiment. In the figure, the color filter layer 218 is shown in plan view.
  • the blue partition wall 250B may be made of the same material as that of the blue color filter 218B for materials other than the color material.
  • the base material may be the same as that of the blue color filter 218B.
  • the blue partition wall portion 250B may make the content ratio of the color material with respect to the base material substantially coincide with that of the blue color filter 218B, or the content ratio may be different from that of the blue color filter 218B. May be higher than the blue color filter 218B.
  • the blue partition wall 250B is formed along the boundary 260 extending between the white color filter 218W and the green color filter 218G, and surrounds the green color filter 218G. Is formed.
  • the white color filter 218W comes into contact with the layer containing the blue material on three sides except the side adjacent to the red color filter 218R.
  • the blue partition wall portion 250B is formed with a certain width, so that it is formed on both sides of the blue partition wall portion 250B formed in the boundary portion 260.
  • the color filter forming region is eroded accordingly and formed narrow.
  • the blue partition wall portion 250B is formed along the boundary portion 260 between the green color filter 218G and the white color filter 218W, the green color filter formed on both sides of the blue partition wall portion 250B.
  • the formation region of 218G and the formation region of the white color filter 218W are eroded by the blue partition wall portion 250B and become narrow.
  • FIG. 6B a color filter that is not adjacent to each other along the boundary 260 extending along the boundary 260 between the white color filter 218W and the green color filter 218G provided adjacent to each other.
  • a partition wall portion containing the same color material that is, a red partition wall portion 250R containing a color material of the same color as the red color filter 218R is formed. More specifically, a red partition portion 250R containing the same color material as the red color filter 218R is formed along the boundary portion 260.
  • red partition wall portion 250R along the boundary portion 260 between the white color filter 218W and the green color filter 218G, crosstalk (red partition wall portion) between the white color filter 218W and the green color filter 218G having similar spectral characteristics to each other.
  • crosstalk with light having a wavelength shorter than 550 nm is avoided.
  • the red partition wall portion 250R with the same color material as that of the red color filter 218R, it is possible to suppress an increase in cost due to an additional step of forming the partition wall portion.
  • the red partition wall 250R may be made of the same material as the red color filter 218R for materials other than the color material.
  • the base material may be the same as that of the red color filter 218R.
  • the red partition wall portion 250R may make the content rate of the color material with respect to the base material substantially the same as that of the red color filter 218R, or may make the content rate different from that of the red color filter 218R. May be higher than the red color filter 218R.
  • the red partition wall 250R is formed along the boundary 260 extending between the white color filter 218W and the green color filter 218G so as to surround the green color filter 218G. Is formed.
  • the white color filter 218W comes into contact with the layer containing the red material on three sides excluding the side adjacent to the blue color filter 218B.
  • the red partition wall portion 250R is formed with a certain width, and thus is formed on both sides of the red partition wall portion 250R formed in the boundary portion 260.
  • the color filter forming region is eroded accordingly and formed narrow.
  • the red partition wall portion 250R is formed at the boundary portion 260 between the green color filter 218G and the white color filter 218W, the green color filter 218G formed on both sides of the red partition wall portion 250R.
  • the formation region and the formation region of the white color filter 218W are eroded and narrowed by the red partition wall portion 250R.
  • the crosstalk in the color filter and the resulting variation in sensitivity for each pixel are prevented while suppressing an increase in manufacturing cost. can do.
  • this is effective because a crosstalk is likely to occur at a position where the image height is high within the angle of view.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the partition wall and the light shielding film.
  • the main part of the solid-state imaging device 12 is shown in cross section.
  • the solid-state imaging device 12 is formed such that the first pixel Px1 and the second pixel Px2 are adjacent to each other.
  • the first pixel Px1 includes a first photodiode PD1 as a photoelectric conversion element, and a first color filter CF1 as a coloring element for coloring incident light on the light receiving surface side of the first photodiode PD1 and the incident light.
  • a first on-chip lens L1 as a condensing element for condensing on the light receiving surface of the first photodiode PD1 is sequentially stacked.
  • the second pixel Px2 has a second photodiode PD2 as a photoelectric conversion element, and a second color filter CF2 as a coloring element for coloring incident light and incident light on the light receiving surface side of the second photodiode PD2.
  • the second on-chip lens L2 as a light condensing element for condensing the light on the light receiving surface of the second photodiode PD2 is sequentially laminated.
  • a common planarization film PL is formed between the first photodiode PD1 and the first color filter CF1 and between the second photodiode PD2 and the second color filter CF2 in the first pixel Px1 and the second pixel Px2. Has been.
  • a partition wall portion W is formed along the boundary portion B1 between the first color filter CF1 and the second color filter CF2 formed so as to be adjacent to each other. Further, in the planarizing film PL on the boundary portion B2 between the first photodiode PD1 and the second photodiode PD2 formed so as to be adjacent to each other, the light shielding film S is formed along the boundary portion B2.
  • the partition wall portion W and the light shielding film S are formed in a positional relationship that is offset substantially vertically in FIG. Note that the boundary B1 and the boundary B2 are located on the same straight line extending in the vertical direction in FIG. 7 if there is no position adjustment for so-called pupil correction or the like.
  • the light shielding film S is formed with a width that does not block the light receiving surfaces of the first photodiode PD1 and the second photodiode PD2. For this reason, by forming the partition wall width d1 in the direction orthogonal to the boundary B1 to be narrower than the light shielding film width d2, the partition wall W can receive the incident light to the first photodiode PD1 and the second photodiode PD2. The possibility of inhibiting can be reduced as much as possible. Thereby, the fall of the light reception sensitivity by having formed the partition part W can be suppressed.
  • the distance d3 between the partition wall W and the light shielding film S is formed as narrow as possible.
  • crosstalk passing between the bottom surface Wb of the partition wall W formed facing each other at the boundary between the first pixel Px1 and the second pixel Px2 and the upper surface Su of the light shielding film S is hardly generated.
  • the crosstalk between the first pixel Px1 and the second pixel Px2 can be suppressed.
  • FIG. 7 illustrates the light shielding film S formed along the lower end of the planarizing film PL, but the light shielding film S may be formed apart from the lower end of the planarizing film PL.
  • FIGS 8 to 13 are diagrams showing the main part of the solid-state imaging device 12 in each step of the method for manufacturing the solid-state imaging device 12 according to the present embodiment.
  • the first step of forming the photodiode PD as a photoelectric conversion unit corresponding to each pixel in the region where the pixel region of the semiconductor substrate 200 is to be formed is performed.
  • the photodiode PD is formed to have a pn junction comprising an n-type semiconductor region extending over the entire substrate thickness direction and a p-type semiconductor region formed in contact with the n-type semiconductor region and facing both the front and back surfaces of the substrate. .
  • These p-type semiconductor region and n-type semiconductor region are formed by introducing impurities into the semiconductor substrate using, for example, an ion implantation method.
  • Each photodiode PD is isolated by an element isolation region formed of a p-type semiconductor.
  • a p-type semiconductor well region in contact with the element isolation region is formed in a region corresponding to each pixel on the substrate surface 200A, and a pixel transistor is formed in each p-type semiconductor well region.
  • Each pixel transistor is formed by a source region and a drain region, a gate insulating film, and a gate electrode 212.
  • a multilayer wiring layer 216 in which a plurality of layers of wirings 214 are arranged with an interlayer insulating film 215 interposed therebetween is formed on the substrate surface 200A.
  • an interlayer insulating film 221 that functions as an antireflection film is formed on the substrate back surface 200 ⁇ / b> B serving as a light receiving surface.
  • the interlayer insulating film 221 is formed by, for example, a thermal oxidation method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • a light shielding film 220 is formed on the substrate rear surface 200 ⁇ / b> B of the semiconductor substrate 200 via the interlayer insulating film 221 along the boundary lines between adjacent pixels.
  • the light shielding film 220 is formed by performing a film forming process for forming a light shielding film on the entire surface of the interlayer insulating film 221 and a pattern processing process for patterning the light shielding film by etching.
  • the material of the light shielding film 220 is preferably a material suitable for delicate processing, which has a strong light shielding property and can be processed with high accuracy by, for example, etching.
  • Examples of the material having such characteristics include metal materials such as aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), and copper (Cu).
  • the film formation process of the light shielding film 220 is, for example, a sputtering method, CVD (Chemical). (Vapor Deposition) method, plating treatment or the like. Thereby, the above-described metal film such as aluminum is formed on the entire surface of the interlayer insulating film 221.
  • a resist mask is formed along a portion corresponding to a boundary between a plurality of pixels, and a portion of the light shielding film 220 where the resist mask is not formed is selected by etching such as wet etching or dry etching. Is etched away. As a result, the light shielding film 220 remains along the boundary line between adjacent pixels, and a pattern in which the light receiving surface portion of the photodiode PD is opened is formed.
  • a transparent planarizing film 217 is formed on the substrate back surface 200 ⁇ / b> B via the interlayer insulating film 221 and the light shielding film 220.
  • the planarizing film 217 is formed, for example, by forming a thermoplastic resin by a spin coating method and then performing a thermosetting process. As a result, the light shielding film 220 is provided in the planarization film 217.
  • the second and third steps of forming the color filter layer 218 and the partition wall portion 250 on the planarizing film 217 are performed.
  • the color filter layer 218 and the partition wall 250 form a coating film by applying a coating liquid containing a color material such as a pigment or a dye and a photosensitive resin by a coating method such as a spin coating method. Is formed by patterning with a lithography technique.
  • the blue partition part 250B is formed of the same material as the blue color filter 218B
  • the blue color filter 218B and the blue partition part 250B can be formed in the same process
  • the red partition part 250R is the same as the red color filter 218R.
  • the red color filter 218R and the red partition wall portion 250R can be formed in the same process as the red color filter 218R.
  • color filters for each color can be performed, for example, as follows. First, a coating liquid containing a coloring material and a photosensitive resin for obtaining spectral characteristics of a color to be formed is applied by a spin coating method to form a photoresist film (not shown). Then, after performing a prebaking process, the photoresist film is subjected to pattern processing to form a color filter of a desired color.
  • a pattern exposure process for transferring a pattern image is performed on the photoresist film using an i-line reduction exposure machine. Thereafter, an organic alkaline aqueous solution (such as tetramethylammonium hydroxide to which a nonionic surfactant is added) is used as a developing solution, and a soot development process is performed on the photoresist film that has been subjected to the pattern exposure process. And the color filter of a desired color is formed by performing a post-baking process.
  • an organic alkaline aqueous solution such as tetramethylammonium hydroxide to which a nonionic surfactant is added
  • microlenses 219 are formed on the color filter layer 218.
  • the microlens 219 is formed, for example, by forming a positive photoresist film on the color filter layer 218 and then processing the film.
  • the microlens 219 is provided as a convex lens whose center is formed thicker than the edge in the direction from the light receiving surface JS toward the color filter layer 218.
  • a positive-type photoresist film is formed by spin coating using polystyrene as the base resin and diazonaphthoquinone as the photosensitive agent, and pre-baking is performed. Then, using an i-line reduction exposure machine, an exposure process for irradiating the positive photoresist film with the pattern image is performed. Thereafter, development processing is performed on the photoresist film that has been subjected to the exposure processing. In this development processing, for example, an organic alkaline aqueous solution (such as tetramethylammonium hydroxide added with a nonionic surfactant) is used as a developer.
  • an organic alkaline aqueous solution such as tetramethylammonium hydroxide added with a nonionic surfactant
  • the entire surface is irradiated with ultraviolet rays. Thereafter, heat treatment is performed on the photoresist film at a temperature equal to or higher than the thermal softening point. Thereby, the microlens 219 is completed.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of the solid-state imaging device 412 according to the present embodiment.
  • the positional relationship between the color filter and the partition wall is shown when the color filter layer 418 of the solid-state imaging device 412 is viewed in a plan view.
  • 418R, 418G, 418B, and 418W are simply described as “R”, “G”, “B”, and “W”.
  • the solid-state imaging device 412 according to the present embodiment is the same as the solid-state imaging device 12 according to the first embodiment described above except for the partition walls, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the blue partition wall 450B along the boundary 460 between the white color filter 418W and the green color filter 418G, crosstalk between the white color filter 418W and the green color filter 418G having similar spectral characteristics can be avoided. (In the case of a blue partition wall, in particular, crosstalk with light having a wavelength longer than 550 nm). Further, by forming the blue partition wall 450B with the same color material as that of the blue color filter 418B, an increase in manufacturing cost due to the addition of the step of forming the partition wall can be suppressed.
  • the blue partition wall 450B may be made of the same material as that of the blue color filter 418B for materials other than the color material.
  • the base material may be shared with the blue color filter 418B.
  • the blue partition wall 450B may make the content ratio of the color material with respect to the base material substantially the same as that of the blue color filter 418B, or the content ratio may be different from that of the blue color filter 418B. May be higher than the blue color filter 418B.
  • the blue partition wall 450B is formed so as to surround the white color filter 418W except for the side adjacent to the blue color filter 418B.
  • the white color filter 418W is formed in a checkered pattern every other plurality of color filters arranged in a two-dimensional matrix, and as a result, all except the periphery of the blue color filter 418B.
  • the blue partition wall 450B is formed at the boundary 460.
  • the blue partition wall portion 450B is formed with a certain width, so that it is formed on both sides across the blue partition wall portion 450B formed in the boundary portion 460.
  • the color filter forming region is eroded accordingly and formed narrow.
  • the formation area of the red color filter 418R and the green color filter 418G is eroded in all four sides by the blue partition wall 450B, and the formation area of the white color filter 418W becomes the blue color filter 418B. Except for the adjacent side, it is eroded and narrowed by the blue partition wall 450B.
  • boundary portion 460 adjacent to the blue color filter 418B is also provided with an erosion portion similar to the case where the blue partition wall portion 450B is formed, and the formation region of the white color filter 418W is replaced with the red color filter 418R or the green color filter 418R. It may be equivalent to the filter 418G.
  • the red partition 450R along the boundary 460 between the white color filter 418W and the green color filter 418G, crosstalk between the white color filter 418W and the green color filter 418G having similar spectral characteristics can be avoided.
  • a red partition wall particularly, crosstalk with light having a wavelength shorter than 550 nm.
  • the red partition wall 450R may be made of the same material as that of the red color filter 418R for materials other than the color material.
  • the base material may be shared with the red color filter 418R.
  • the red partition wall 450R may make the content of the coloring material relative to the base material substantially coincide with the red color filter 418R, or may make the content differ from the red color filter 418R. May be higher than the red color filter 418R.
  • the red partition 450R is formed so as to surround the white color filter 418W except for the side adjacent to the red color filter 418R.
  • the white color filter 418W is formed in a checkered pattern every other plurality of color filters arranged in a two-dimensional matrix, and as a result, all except the periphery of the red color filter 418R.
  • the red partition wall 450R is formed at the boundary portion 460.
  • the red partition wall portion 450R since the red partition wall portion 450R is formed with a certain width, it is formed on both sides of the red partition wall portion 450R formed in the boundary portion 460.
  • the color filter forming region is eroded accordingly and formed narrow.
  • the formation area of the red color filter 418R and the green color filter 418G is narrowed by eroding all four sides by the red partition 450R, and the formation area of the white color filter 418W is formed in the red color filter 418R. Except for the adjacent side, it is eroded and narrowed by the red partition wall 450R.
  • boundary portion 460 on the side adjacent to the red color filter 418R is also provided with an erosion portion similar to the case where the red partition wall portion 450R is formed, and the formation region of the white color filter 418W is replaced with the red color filter 418R or the green color filter 418R. It may be equivalent to the filter 418G.
  • the partition wall portions 450 such as the blue partition wall portion 450B and the red partition wall portion 450R described above, the crosstalk in the color filter and the variation in sensitivity due to each pixel are prevented while suppressing an increase in manufacturing cost. can do. In particular, this is effective because a crosstalk is likely to occur at a position where the image height is high within the angle of view.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the configuration of the solid-state imaging device 512 according to the present embodiment.
  • the color filter layer 518 of the solid-state imaging device 512 is viewed in plan, and the positional relationship between the color filter and the partition wall is shown.
  • 518R, 518G, and 518B are simply described as “R”, “G”, and “B”.
  • the solid-state imaging device 512 according to the present embodiment is the same as the solid-state imaging device 12 according to the first embodiment described above except for the color filter, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the pixel arrangement is a so-called “clear bit” arrangement. Specifically, a plurality of pixels P are arranged in each of the first and second tilt directions k1, k2 tilted at an angle of 45 ° with respect to each of the horizontal direction x and the vertical direction y.
  • the red color filter 518R and the blue color filter 518B are arranged adjacent to each other via one green color filter 518G in each of the first and second tilt directions k1 and k2.
  • the red color filter 518R is arranged adjacent to each other via one green color filter 518G in each of the horizontal direction x and the vertical direction y.
  • the blue color filter 518B has a horizontal direction x and a vertical direction y. Are arranged adjacent to each other via one green color filter 518G.
  • the green color filter 518G is formed to include portions extending in the first and second inclined directions k1 and k2 on the imaging surface (xy plane).
  • the green color filter 518G is formed so as to surround the periphery of each of the red color filter 518R and the blue color filter 518B on the imaging surface (xy surface).
  • the same color material as that of the color filter that is not adjacent to each other along the boundary portion 560 is included along the boundary portion 560 extending between the adjacent green color filters 518G.
  • a partition wall portion 550B containing a color material having the same color as that of the blue color filter 518B is formed. More specifically, a blue partition 550B containing the same color material as the blue color filter 518B is formed along the boundary 560.
  • the blue partition wall portion 550B along the boundary portion 560 between the adjacent green color filters 518G, crosstalk between the green color filters 518G having the same spectral characteristics (in the case of the blue partition wall portion, light having a wavelength longer than 550 nm in particular) (Crosstalk) is avoided. Further, by forming the blue partition wall portion 550B with the same color material as that of the blue color filter 518B, an increase in manufacturing cost due to the addition of the step of forming the partition wall portion can be suppressed.
  • the blue partition wall 550B may be made of the same material as the blue color filter 518B for materials other than the color material.
  • the base material may be the same as that of the blue color filter 518B.
  • the blue partition wall portion 550B may have the content of the colorant relative to the base material substantially the same as that of the blue color filter 518B, or the content may be different from that of the blue color filter 518B. May be higher than the blue color filter 518B.
  • the blue partition wall portion 550B is formed with a certain width, and thus is formed on both sides of the blue partition wall portion 550B formed in the boundary portion 560.
  • the formation region of the green color filter 518G is eroded accordingly and formed narrow.
  • the boundary portion 560 on the side adjacent to the blue color filter 518B is also provided with an erosion portion similar to the case where the blue partition wall portion 550B is formed, and the formation region of the green color filter 518G is changed to the red color filter 518R or the green color filter 518B. You may adjust to the size equivalent to filter 518G.
  • a blue partition 550B is also formed at the boundary between the red color filter 518R and the green color filter 518G, and the red color filter 518R and the green adjacent to each other are formed in the same manner as the green color filter 518G surrounded by the blue partition 550B described above. You may adjust so that the formation area of color filter 518G may be eroded by the blue partition part 550B.
  • Red partition wall In the example shown in FIG. 16B, a color material having the same color as that of a color filter not adjacent to each other along the boundary 560 extending along the boundary 560 extending between the adjacent green color filters 518G.
  • a partition wall portion to be contained that is, a red partition wall portion 550R containing a color material having the same color as that of the red color filter 518R is formed. More specifically, a red partition 550R containing the same color material as the red color filter 518R is formed along the boundary 560.
  • the red partition 550R along the boundary 560 between the adjacent green color filters 518G, crosstalk between the green color filters 518G having the same spectral characteristics is avoided (in the case of the red partition, particularly 550 nm). Crosstalk with shorter wavelength light). Further, by forming the red partition wall portion 550R with the same color material as that of the red color filter 518R, it is possible to suppress an increase in manufacturing cost due to an additional step of forming the partition wall portion.
  • the red partition wall 550R may be made of the same material as the red color filter 518R for materials other than the color material.
  • the base material may be the same as that of the red color filter 518R.
  • the red partition wall portion 550R may make the content rate of the color material with respect to the base material substantially coincide with that of the red color filter 518R, or the content rate may be different from that of the red color filter 518R. May be higher than the red color filter 518R.
  • the red partition wall portion 550R is formed with a certain width, and thus is formed on both sides of the red partition wall portion 550R formed in the boundary portion 560.
  • the formation region of the green color filter 518G is eroded accordingly and formed narrow.
  • the boundary portion 560 on the side adjacent to the red color filter 518R is also provided with an erosion portion similar to the case where the red partition wall portion 550R is formed, and the formation region of the green color filter 518G is changed to the red color filter 518R or the green color filter 518R. You may adjust to the size equivalent to filter 518G.
  • a red partition 550R is formed at the boundary between the red color filter 518R and the green color filter 518G. Similarly to the green color filter 518G surrounded by the red partition 550R described above, the adjacent red color filter 518R and green You may adjust so that the formation area of color filter 518G may be eroded by the red partition part 550R.
  • partition wall portions 550 such as the blue partition wall portion 550B and the red partition wall portion 550R described above, it is possible to prevent crosstalk in the color filter and a variation in sensitivity due to each pixel due to this while suppressing an increase in manufacturing cost. can do. In particular, this is effective because a crosstalk is likely to occur at a position where the image height is high within the angle of view.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration of the solid-state imaging device 612 according to the present embodiment.
  • the color filter layer 618 of the solid-state imaging device 612 is viewed in plan, and the positional relationship between the color filter and the partition wall is shown.
  • 618R, 618G, and 618B are simply described as “R”, “G”, and “B”.
  • the solid-state imaging device 612 according to the present embodiment is the same as the solid-state imaging device 512 according to the third embodiment described above except for the partition walls, and thus detailed description thereof is omitted.
  • a partition wall portion containing the same color material that is, a blue partition wall portion 650B containing the same color material as the blue color filter 618B is formed. More specifically, a blue partition 650B containing the same color material as that of the blue color filter 618B is formed along the boundary 660.
  • the blue partition wall 650B along the boundary 660 around the red color filter 618R in this way, crosstalk between the red color filter 618R and the green color filter 618G is avoided (in the case of the blue partition wall). In particular, crosstalk with light having a wavelength longer than 550 nm). Further, by forming the blue partition wall portion 650B with the same color material as that of the blue color filter 618B, an increase in manufacturing cost due to the addition of the step of forming the partition wall portion can be suppressed.
  • the same color material as that of the color filter not adjacent to the boundary 660 is included along the boundary 660 extending between the blue color filter 618B and the green color filter 618G provided adjacent thereto.
  • a partition wall portion 650R containing the same color material as that of the red color filter 618R is formed. More specifically, a red partition 650R containing the same color material as the red color filter 618R is formed along the boundary 660.
  • the red partition 650R along the boundary 660 around the blue color filter 618B, crosstalk between the blue color filter 618B and the green color filter 618G is avoided (in the case of the red partition 650). In particular, crosstalk with light having a wavelength shorter than 550 nm). Further, by forming the red partition wall portion 650R with the same color material as that of the red color filter 618R, an increase in manufacturing cost due to the addition of the step of forming the partition wall portion can be suppressed.
  • the blue partition wall 650B and the red partition wall 650R may be made of the same material as the blue color filter 618B and the red color filter 618R for materials other than the color material.
  • the base material may be the blue color filter 618B or the red color filter. It may be shared with 618R.
  • these partition walls may have the content of the colorant relative to the base material substantially the same as that of each color filter, or the content may be different from that of each color filter. It may be higher than the filter.
  • these partition wall portions are formed with a certain width, and therefore, on both sides of the partition wall portion formed in the boundary portion 660.
  • the formation area of the color filter to be formed is eroded by that amount to form a narrow area.
  • partition portions may also be formed for the other boundary portions 660, and the formation regions of the other color filters may be adjusted to the same size as the red color filter 618R and the blue color filter 618B.
  • partition wall portions 650 such as the blue partition wall portion 650B and the red partition wall portion 650R described above, it is possible to prevent crosstalk in the color filter and a variation in sensitivity due to each pixel due to this while suppressing an increase in manufacturing cost. can do. In particular, this is effective because a crosstalk is likely to occur at a position where the image height is high within the angle of view.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating the configuration of the solid-state imaging device 712 according to the present embodiment.
  • the positional relationship between the color filter and the partition wall portion is shown when the color filter layer 718 of the solid-state imaging device 712 is viewed in plan.
  • 718R, 718G, and 718B are simply described as “R”, “G”, and “B”.
  • the solid-state imaging device 712 according to the present embodiment is the same as the solid-state imaging device 12 according to the first embodiment described above except for the color filter, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the pixel arrangement is a so-called “Bayer” arrangement.
  • the green color filter 718G has a so-called checkered arrangement in which one pixel is skipped in both the vertical direction and the horizontal direction (repeated every two pixels), and the red color filter 718R and the blue color filter 718B are in the vertical direction.
  • the red color filter 718R and the blue color filter 718B are in the vertical direction.
  • Partition wall In the example shown in FIG. 19A, the boundary between the red color filter 718R and the green color filter 718G provided adjacent to the red color filter 718R is not adjacent to the boundary 760.
  • a partition wall portion containing a color material of the same color as the color filter that is, a blue partition wall portion 750B containing a color material of the same color as the blue color filter 718B is formed. More specifically, a blue partition 750B containing the same color material as the blue color filter 718B is formed along the boundary 760.
  • the blue partition wall 750B along the boundary 760 around the red color filter 718R, crosstalk between the red color filter 718R and the green color filter 718G is avoided (in the case of the blue partition wall). In particular, crosstalk with light having a wavelength longer than 550 nm). Further, by forming the blue partition wall portion 750B with the same color material as that of the blue color filter 718B, an increase in manufacturing cost due to the addition of the step of forming the partition wall portion can be suppressed.
  • the boundary portion 760 is sandwiched along the boundary portion 760 extending between the blue color filter 718B and the green color filter 718G provided adjacent thereto.
  • a partition wall portion containing the same color material as that of the non-adjacent color filter that is, a red partition wall portion 750R containing the same color material as the red color filter 718R is formed. More specifically, a red partition 750R containing the same color material as the red color filter 718R is formed along the boundary 760.
  • the red partition wall 750R along the boundary 760 around the blue color filter 718B, crosstalk between the blue color filter 718B and the green color filter 718G is avoided (in the case of the red partition wall). In particular, crosstalk with light having a wavelength shorter than 550 nm). Further, by forming the red partition wall portion 750R with the same color material as that of the red color filter 718R, an increase in manufacturing cost due to the addition of the step of forming the partition wall portion can be suppressed.
  • the blue partition wall 750B and the red partition wall 750R may be made of the same material as the blue color filter 718B and the red color filter 718R except for the color material.
  • the base material is the blue color filter 718B or the red color filter. It may be common with 718R.
  • these partition walls may have the content of the colorant relative to the base material substantially the same as that of each color filter, or the content may be different from that of each color filter. It may be higher than the filter.
  • these partition wall portions are formed with a certain width, and therefore, on both sides of the partition wall portion formed in the boundary portion 760.
  • the formation area of the color filter to be formed is eroded by that amount to form a narrow area.
  • partition portions may also be formed for other boundary portions 760, and other color filter forming regions may be adjusted to the same size as the red color filter 718R and the blue color filter 718B.
  • the crosstalk in the color filter and the resulting variation in sensitivity between pixels are prevented while suppressing an increase in manufacturing cost. can do.
  • this is effective because a crosstalk is likely to occur at a position where the image height is high within the angle of view.
  • an output difference is less likely to occur between the output of the green pixel provided between the blue pixels and the output of the green pixel formed between the red pixels.
  • a plurality of photoelectric conversion units that receive incident light at a light receiving surface and generate signal charges; At least three color filters provided one by one corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion units;
  • a solid-state imaging device comprising: a partition wall formed between the color filters adjacent to each other and containing a color material having the same color as any one of the color filters different from the color filters.
  • a light shielding film is formed along the boundary of the plurality of photoelectric conversion units,
  • the color filter includes at least a green color filter, a white color filter, and a color filter different from these,
  • the solid-state imaging device according to any one of (1) to (4), wherein the partition wall is formed to contain the different color material along a boundary between the green color filter and the white color filter.
  • the color filter includes at least a green color filter and a color filter different from the color filter,
  • the color filter includes at least a green color filter, and a first color filter and a second color filter that are different from each other and different from each other,
  • the partition is formed by containing a color material having the same color as the first color filter along a boundary between the green color filter and the first color filter, or any one of (1) to (4),
  • the solid-state imaging device according to (6) is formed by containing a color material having the same color as the first color filter along a boundary between the green color filter and the first color filter, or any one of (1) to (4), The solid-state imaging device according to (6).
  • the color filter includes at least a red color filter, a green color filter, and a blue color filter
  • the solid-state imaging device according to any one of (1) to (4), wherein the partition wall is formed to contain a red material along a boundary between the green color filter and the blue color filter.
  • the color filter includes at least a red color filter, a green color filter, and a blue color filter
  • the partition is formed by containing a blue material along a boundary between the green color filter and the red color filter, or the solid-state imaging according to any one of (1) to (4) or (8) apparatus.
  • a solid-state imaging device An optical system for guiding incident light to the solid-state imaging device; A signal processing circuit for processing an output signal of the solid-state imaging device,
  • the solid-state imaging device A plurality of photoelectric conversion units that receive incident light at a light receiving surface and generate signal charges; At least three color filters provided one by one corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion units;
  • An electronic apparatus comprising: a partition wall formed between the color filters adjacent to each other and containing a color material having the same color as any one of the color filters different from the color filters.
  • the said 3rd process for forming the said partition is performed as a process of forming the color filter containing the color material of the same color as the said partition among the said 3 color filters,
  • the said (11) is performed. Manufacturing method of solid-state imaging device.
  • Solid-state imaging device 200 Semiconductor substrate, 200A ... Substrate surface, 200B ... Substrate back surface, 210 ... Pixel region, 211 ... Unit pixel, 212 ... Gate electrode, 213 ... Element isolation region, 214 ... Wiring, 215 ... Interlayer insulation 216 ... multilayer wiring layer, 217 ... flattening film, 218 ... color filter layer, 218B ... blue color filter, 218G ... green color filter, 218R ... red color filter, 219 ... micro lens, 220 ... light shielding film, 221 ... Interlayer insulating film, 250 ... partition wall portion, 250B ...

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Abstract

 製造コストの増加を抑制しつつ、カラーフィルタにおけるクロストーク、及び、これによる画素毎の感度のバラツキを防止する。 受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して1つずつ設けられた少なくとも3色のカラーフィルタと、互いに隣接する前記カラーフィルタの間に、これらカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有して形成された隔壁部と、を備えることを特徴とする固体撮像装置。

Description

固体撮像装置、電子機器、及び、固体撮像装置の製造方法
 本技術は固体撮像装置、電子機器、及び、固体撮像装置の製造方法に関する。
 従来、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge Coupled Device)等の各種のイメージセンサを備えた撮像装置が提案されており、これら撮像装置は、カラー撮像装置として実現されることが一般的になっている。カラー撮像装置は、入射光を電荷に変換するフォトダイオード等の光電変換素子と、当該光電変換素子の受光面に入射する光を着色するカラーフィルタと、を備える。
 カラーフィルタを介して光電変換素子の受光面に入射する入射光は、当該受光面へ斜めに入射するものもある。斜めに入射する光は、隣接するカラーフィルタの一方のカラーフィルタに入射した後、これらカラーフィルタの境界を横切って他方のカラーフィルタへ侵入し、そのまま他方のカラーフィルタ用の光電変換素子へ入射するクロストーク(混色)が発生する可能性がある。これにより、画素毎の感度にバラツキが生じる可能性があった。
 このようなクロストークを防止するべく、特許文献1には、赤、緑、青の3色で構成されたカラーフィルタにおいて、赤カラーフィルタの周囲のみに、赤、青、緑のカラーフィルタよりも低屈折率の材料で形成された隔壁を設ける技術が開示されている。
特開2013-165216号公報
 しかしながら、上述した特許文献1に記載の技術を実施するためには、製造コストを増加することになる。すなわち、赤、緑及び青の3色で構成されるカラーフィルタの間に、赤、緑及び青とは別の材料(異なる屈折率の材料)で隔壁を作るためには、当該別の材料の選定、当該別の材料で隔壁を形成する新規工程の追加、リソグラフィ工程でのレジストマスクの作製などが必要であり、製造コストの増加に繋がることになる。
 本技術では、このような製造コストの増加を抑制しつつ、カラーフィルタにおけるクロストーク、及び、これによる画素毎の感度のバラツキを防止する。
 本技術の態様の1つは、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して1つずつ設けられた少なくとも3色のカラーフィルタと、互いに隣接する前記カラーフィルタの間に、これらカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有して形成された隔壁部と、を備えることを特徴とする固体撮像装置である。
 本技術の態様の1つは、固体撮像装置と、前記固体撮像装置に入射光を導く光学系と、前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と、を備え、前記固体撮像装置は、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して1つずつ設けられた少なくとも3色のカラーフィルタと、互いに隣接する前記カラーフィルタの間に、これらカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有して形成された隔壁部と、を備えることを特徴とする電子機器である。
 本技術の態様の1つは、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を半導体基板に形成する第1工程と、前記入射光を着色して前記受光面へ透過する少なくとも3色のカラーフィルタを、前記複数の光電変換部に対応させて、前記光電変換部それぞれの受光面上方に設ける第2工程と、隣りあって設けられる前記カラーフィルタの間に、これら隣り合って設けられるカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有する隔壁部を形成する第3工程と、を含んで構成される、固体撮像装置の製造方法である。
 なお、本技術にかかる固体撮像装置や電子機器は、他の機器に組み込まれた状態で実施されたり他の方法とともに実施されたりする等の各種の態様を含む。また、本技術にかかる固体撮像装置の製造方法は、他の方法の一環として実施されたりする等の各種の態様を含む。また、本技術は、前記固体撮像装置や電子機器を備える撮像システム、前記固体撮像装置や電子機器の構成に対応した工程を有する駆動方法、当該駆動方法の構成に対応した機能をコンピュータに実現させるプログラム、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、等としても実現可能である。
 本技術によれば、製造コストの増加を抑制しつつ、カラーフィルタにおけるクロストーク、及び、これによる画素毎の感度のバラツキを防止することができる。なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また付加的な効果があってもよい。
固体撮像装置を備える撮像装置の構成を示すブロック図である。 固体撮像装置の構成を示すブロック図である。 画素の回路構成を説明する図である。 AD変換部の構成を示す図である。 固体撮像装置の要部構造を断面的に示した図である。 隔壁部を説明する図である。 隔壁部と遮光膜の関係を説明する図である。 固体撮像装置の製造方法を説明する図である。 固体撮像装置の製造方法を説明する図である。 固体撮像装置の製造方法を説明する図である。 固体撮像装置の製造方法を説明する図である。 固体撮像装置の製造方法を説明する図である。 固体撮像装置の製造方法を説明する図である。 第2の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を説明する図である。 第3の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を説明する図である。 第3の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を説明する図である。 第4の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を説明する図である。 第5の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を説明する図である。 第5の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を説明する図である。
 以下、下記の順序に従って本技術を説明する。
(A)第1の実施形態:
(B)第2の実施形態:
(C)第3の実施形態:
(D)第4の実施形態:
(E)第5の実施形態:
(A)第1の実施形態:
[概略構成] 
 図1は、固体撮像装置を備える撮像装置100の構成を示すブロック図である。同図に示す撮像装置100は、電子機器の一例である。
 なお、本明細書において、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯電話機などの携帯端末装置など、画像取込部(光電変換部)に固体撮像装置を用いる電子機器全般を指す。むろん、画像取込部に固体撮像装置を用いる電子機器には、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機も含まれる。また、撮像装置は、上述した電子機器に搭載するために固体撮像装置を含めてモジュール化されていてもよい。
 図1において、撮像装置100は、レンズ群を含む光学系11、固体撮像装置12、固体撮像装置12の出力信号を処理する信号処理回路としてのDSP13(Digital
 Signal Processor)、フレームメモリ14、表示装置15、記録装置16、操作系17、電源系18及び制御部19を備えている。
 DSP13、フレームメモリ14、表示装置15、記録装置16、操作系17、電源系18及び制御部19は、通信バスを介して、互いにデータや信号を送受信できるように接続されている。
 光学系11は、被写体からの入射光(像光)を取り込んで固体撮像装置12の撮像面上に結像する。固体撮像装置12は、光学系11によって撮像面上に結像された入射光の受光量に応じた電気信号を画素単位で生成し、画素信号として出力する。この画素信号はDSP13に入力され、適宜に各種の画像処理を行った後、フレームメモリ14に記憶されたり、記録装置16の記録媒体に記録されたり、表示装置15に出力されたりする。
 表示装置15は、液晶表示装置や有機EL(electro luminescence)表示装置等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置12によって撮像された動画や静止画、その他の情報を表示する。記録装置16は、固体撮像装置12によって撮像された動画や静止画を、DVD(Digital Versatile Disk)やHD(Hard Disk)、半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
 操作系17は、ユーザから各種の操作を受け付けるものであり、ユーザの操作に応じた操作命令を通信バスを介して各部13,14,15,16,18,19へ送信する。電源系18は、駆動電源となる各種の電源電圧を生成して供給対象(各部12,13,14,15,16,17,19)へ適宜に供給する。
 制御部19は、演算処理を行うCPUや撮像装置100の制御プログラムを記憶するROM、CPUのワークエリアとして機能するRAM、等を備えている。制御部19は、RAMをワークエアリアとして利用しつつROMに記憶されている制御プログラムをCPUが実行することにより、通信バスを介して各部13,14,15,16,17,18を制御する。また、制御部19は、不図示のタイミングジェネレータを制御して各種のタイミング信号を生成させ、各部へ供給する制御を行ったりする。
[固体撮像装置の電気的構成] 
 図2は、固体撮像装置12の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、固体撮像装置として、X-Yアドレス型固体撮像装置の一種であるCMOSイメージセンサを例にとり説明を行うが、むろん、CCDイメージセンサを採用してもよい。以下、図2を参照しつつCMOSイメージセンサとしての固体撮像装置の具体的な一例について説明する。
 図2において、固体撮像装置12は、画素部121、垂直駆動部122、アナログデジタル変換部123(AD変換部123)、参照信号生成部124、水平駆動部125、通信・タイミング制御部126及び信号処理部127を備えている。
 画素部121には、光電変換部としてのフォトダイオードを含む複数の画素PXLが二次元マトリクス状に配置されている。画素部121の受光面側には、各画素に対応してフィルタの色を区分された色フィルタアレイが設けられる。なお、画素PXLの具体的な回路構成については後述する。
 画素部121には、n本の画素駆動線HSLn(n=1,2,・・・)とm本の垂直信号線VSLm(m=1,2,・・・)が配線されている。画素駆動線HSLnは、図の左右方向(画素行の画素配列方向/水平方向)に沿って配線され、図の上下方向に等間隔で配置されている。垂直信号線VSLmは、図の上下方向(画素列の画素配列方向/垂直方向)に沿って配線され、図の左右方向に等間隔で配置されている。
 画素駆動線HSLnの一端は、垂直駆動部122の各行に対応した出力端子に接続されている。垂直信号線VSLmは各列の画素PXLに接続されており、その一端は、AD変換部123に接続されている。垂直駆動部122や水平駆動部125は、通信・タイミング制御部126の制御の下、画素部121を構成する各画素PXLからアナログ信号を順次に読み出す制御を行う。なお、各画素PXLに対する画素駆動線HSLnと垂直信号線VSLmの具体的な接続については、画素PXLの説明とともに後述する。
 通信・タイミング制御部126は、例えば、タイミングジェネレータと通信インターフェースとを備える。タイミングジェネレータは、外部から入力されるクロック(マスタークロック)に基づいて、各種のクロック信号を生成する。通信インターフェースは、固体撮像装置12の外部から与えられる動作モードを指令するデータなどを受け取り、固体撮像装置12の内部情報を含むデータを外部へ出力する。
 通信・タイミング制御部126は、マスタークロックに基づいて、マスタークロックと同じ周波数のクロック、それを2分周したクロック、より分周した低速のクロック、等を生成し、デバイス内の各部(垂直駆動部122、水平駆動部125、AD変換部123、参照信号生成部124、信号処理部127、等)に供給する。
 垂直駆動部122は、例えば、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成されている。垂直駆動部122は、外部から入力される映像信号をデコードした信号に基づいて、行アドレスを制御するための垂直アドレス設定部や行走査を制御するための行走査制御部を備えている。
 垂直駆動部122は、読み出し走査と掃き出し走査が可能である。
 読み出し走査とは、信号を読み出す単位画素を順に選択する走査である。読み出し走査は、基本的には行単位で順に行われるが、所定の位置関係にある複数画素の出力を加算もしくは加算平均することにより画素の間引きを行う場合は、所定の順番により行われる。
 掃き出し走査とは、読み出し走査にて読み出しを行う行又は画素組み合わせに対し、この読み出し走査よりもシャッタースピードの時間分だけ先行して、読み出しを行う行又は画素組み合わせに属する単位画素をリセットさせる走査である。
 水平駆動部125は、通信・タイミング制御部126の出力するクロックに同期してAD変換部123を構成する各ADC回路を順番に選択する。AD変換部123は、垂直信号線VSLmごとに設けられたADC回路(m=1,2,・・・)を備え、各垂直信号線VSLmから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、水平駆動部125の制御に従って水平信号線Ltrfに出力する。
 水平駆動部125は、例えば、水平アドレス設定部や水平走査部を備えており、水平アドレス設定部が規定した水平方向の読み出し列に対応するAD変換部123の個々のADC回路を選択することにより、選択されたADC回路において生成されたデジタル信号を水平信号線Ltrfに導く。
 このようにしてAD変換部123から出力されたデジタル信号は、水平信号線Ltrfを介して信号処理部127へ入力される。信号処理部127は、画素部121からAD変換部123を経由して出力される信号を、演算処理にて、色フィルタアレイの色配列に対応した画像信号に変換する処理を行う。
 また、信号処理部127は、必要に応じて、水平方向や垂直方向の画素信号を加算や加算平均等により間引く処理を行う。このようにして生成された画像信号は、固体撮像装置12の外部に出力される。
 参照信号生成部124は、DAC(Digtal Analog Converter)を備えており、通信・タイミング制御部126から供給されるカウントクロックに同期して、参照信号Vramp(後述の図4等参照)を生成する。参照信号Vrampは、通信・タイミング制御部126から供給される初期値から階段状に時間変化する鋸歯状波(ランプ波形)である。この参照信号Vrampは、AD変換部123の個々のADC回路に供給される。
 AD変換部123は、複数のADC回路を備えている。ADC回路は、各画素PXLから出力されるアナログ電圧をAD変換するにあたり、所定のAD変換期間(後述するP相期間やD相期間)に参照信号Vrampと垂直信号線VSLmの電圧とを比較器にて比較し、参照信号Vrampと垂直信号線VSLmの電圧の電圧(画素電圧)との大小関係が反転する前後いずれかの時間をカウンタにてカウントする。これにより、アナログの画素電圧に応じたデジタル信号を生成することができる。なお、AD変換部123の具体例については後述する。
[画素構成] 
 図3は、画素の回路構成を説明する図である。同図には、一般的な4トランジスタ方式の構成の画素の等価回路を示してある。同図に示す画素は、フォトダイオードPDと、4つのトランジスタ(転送トランジスタTR1、リセットトランジスタTR2、増幅トランジスタTR3、選択トランジスタTR4)を備えている。
 フォトダイオードPDは、受光した光量に応じた電流を光電変換によって発生させる。フォトダイオードPDのアノードはグランドに接続され、そのカソードは転送トランジスタTR1のドレインに接続される。
 画素PXLには、垂直駆動部122のリセット信号生成回路や各種ドライバから、信号線Ltrg,Lrst,Lselを介して、各種の制御信号が入力される。
 転送トランジスタTR1のゲートには、転送ゲート信号を伝送するための信号線Ltrgが接続される。転送トランジスタTR1のソースは、リセットトランジスタTR2のソースと、増幅トランジスタTR3のゲートとの接続点に対して接続される。この接続点は信号電荷を蓄積する容量であるフローティングディフュージョンFDを構成する。
 転送トランジスタTR1は、ゲートに信号線Ltrgを通じて転送信号が入力されるとオンし、フォトダイオードPDの光電変換によって蓄積された信号電荷(ここでは、光電子)をフローティングディフュージョンFDに転送する。
 リセットトランジスタTR2のゲートには、リセット信号を伝送するための信号線Lrstが接続され、ドレインに定電圧源VDDが接続される。リセットトランジスタTR2は、信号線Lrstを通じてゲートにリセット信号が入力されるとオンし、フローティングディフュージョンFDを定電圧源VDDの電圧にリセットする。一方、信号線Lrstを通じてゲートにリセット信号が入力されていない場合は、リセットトランジスタTR2はオフし、フローティングディフュージョンFDと定電圧源VDDとの間に所定のポテンシャル障壁を形成する。
 増幅トランジスタTR3は、ゲートをフローティングディフュージョンFDに接続され、ドレインを定電圧源VDDに接続され、ソースを選択トランジスタTR4のドレインに接続されている。
 選択トランジスタTR4は、ゲートに選択信号の信号線Lselが接続され、ソースが垂直信号線VSLに接続される。選択トランジスタTR4は、信号線Lselを通じてゲートに制御信号(アドレス信号またはセレクト信号)を入力されるとオンし、信号線Lselを通じてゲートにこの制御信号を入力されていない場合はオフする。
 選択トランジスタTR4がオンすると、増幅トランジスタTR3は、フローティングディフュージョンFDの電圧を増幅して垂直信号線VSLに出力する。垂直信号線VSLを通じて各画素から出力された電圧は、AD変換部123に入力される。
 なお、画素の回路構成は、図3に示した構成のみならず、3トランジスタ方式の構成や、他の4トランジスタ方式の構成等、公知の種々の構成を採用可能である。例えば、他の4トランジスタ方式の構成としては、増幅トランジスタTR3と定電圧源VDDとの間に選択トランジスタTR4を配置した構成が挙げられる。
[AD変換部] 
 図4は、AD変換部123の構成を示す図である。同図に示すように、AD変換部123を構成する各ADC回路は、垂直信号線VSLm毎に設けられた比較器123aやカウンタ123bと、ラッチ123cを備えている。
 比較器123aは、2つの入力端子T1,T2と1つの出力端子T3を備えている。一方の入力端子T1は、参照信号生成部124から参照信号Vrampを入力され、他方の入力端子T2は、画素から垂直信号線VSLを通して出力されるアナログの画素信号(以下、画素信号Vvslと記載する。)を入力されている。
 比較器123aは、これら参照信号Vrampと画素信号Vvslを比較する。比較器123aは、参照信号Vrampと画素信号Vvslとの大小関係に応じてハイレベルもしくはローレベルの信号を出力するようになっており、参照信号Vrampと画素信号Vvslの大小関係が入れ替わると、出力端子T3の出力が、ハイレベルとローレベルの間で反転する。
 カウンタ123bは、通信・タイミング制御部126からクロックを供給されており、当該クロックを利用してAD変換の開始から終了までの時間をカウントしている。AD変換の開始と終了のタイミングは、通信・タイミング制御部126の出力する制御信号(例えば、クロック信号CLKの入力有無等)と比較器123aの出力反転とに基づいて特定する。
 また、カウンタ123bは、いわゆる相関2重サンプリング(CDS)により、画素信号をA/D変換する。具体的には、カウンタ123bは、通信・タイミング制御部126の制御に従い、垂直信号線VSLmからリセット成分に相当するアナログ信号が出力されている間はダウンカウントを行う。そして、このダウンカウントにより得られたカウント値を初期値とし、垂直信号線VSLmから画素信号に相当するアナログ信号が出力されている間にアップカウントを行う。
 このようにして生成されるカウント値は、信号成分とリセット成分の差分に相当するデジタル値となる。すなわち、垂直信号線VSLmを通して画素からAD変換部123へ入力されたアナログの画素信号に相当するデジタル値をリセット成分によって較正した値となる。
 カウンタ123bが生成したデジタル値はラッチ123cに記憶され、水平走査部の制御に従って順次にラッチ123cから出力され、水平信号線Ltrfを介して信号処理部127へ出力される。
[固体撮像装置の物理的構成] 
 図5は、固体撮像装置12の要部構造を断面的に示した図である。なお、本実施形態では、裏面照射型のCMOSイメージセンサを例に取り説明を行うが、本技術は表面照射型のCMOSイメージセンサに適用することもできる。
 同図に示す固体撮像装置12は、裏面照射型のCMOSイメージセンサであり、例えば、シリコンによる半導体基板200に複数の単位画素211が配列された画素領域210(いわゆる、撮像領域)と、画素領域210の周辺に配置された周辺回路部(不図示)とを形成して構成される。
 画素トランジスタは、基板表面200Aの側に形成され、図5ではゲート電極212を示して模式的に画素トランジスタの存在を示している。各フォトダイオードPDは不純物拡散層による素子分離領域213で分離される。
[多層配線層] 
 半導体基板200の画素トランジスタが形成された表面側には、層間絶縁膜215を介して、複数の配線214を形成した多層配線層216が形成される。このため、裏面照射型のCMOSイメージセンサでは、フォトダイオードPDの位置に関係なく配線214を形成することができる。
[層間絶縁膜] 
 半導体基板200のフォトダイオードPDが臨む裏面上には、反射防止膜として機能する層間絶縁膜221が形成される。層間絶縁膜221は、互いに屈折率が異なる複数の膜が積層された積層構造を有する。層間絶縁膜221は、例えば、半導体基板200の側から順に積層された、ハフニウム酸化(HfO2)膜とシリコン酸化膜(SiO2)の2層構造で構成される。ハフニウム酸化膜は、シリコン酸化膜よりも誘電率の高い高誘電率絶縁層(high-k膜)である。その他、層間絶縁膜221にはシリコン窒化膜を用いてもよい。
[遮光膜] 
 層間絶縁膜221上には、画素境界に対応する部分に、遮光膜220が形成される。遮光膜220は、光を遮光する材料であればよいが、遮光性が強く、かつ微細加工が可能な材料、例えばエッチングで精度良く加工できる材料で形成することが好ましい。より具体的には、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、或いは銅(Cu)が例示される。
[平坦化膜&カラーフィルタ] 
 層間絶縁膜221と遮光膜220の上には、平坦化膜217が形成され、平坦化膜217の上には、フォトダイオードPDそれぞれに対応するように形成された複数のカラーフィルタで構成されるカラーフィルタ層218が形成される。本実施形態においては、赤、緑、青の3原色に白を加えた4色のカラーフィルタを市松状に配置したカラーフィルタ層218を例に取って説明を行う。なお、本実施形態及び後述する他の実施形態では、原色系のフィルタを例に取り説明を行うが、本技術は、補色系のフィルタにも適用可能である。
 赤カラーフィルタ218Rは、可視光領域で長波長域の赤色光(約600~700nm)を透過しつつ赤色光以外の光を吸収する赤色材を含有して構成され、緑カラーフィルタ218Gは、可視光領域で中波長域の緑色光(約500~600nm)を透過しつつ緑色光以外の光を吸収する緑色材を含有して構成される。青カラーフィルタ218Bは、可視光領域で短波長領域の青色光(約400~500nm)を透過しつつ青色光以外の光を吸収する青色材を含有して構成され、白カラーフィルタ218Wは、可視光領域の光を全体的に透過する、例えば透明材を用いて構成される。なお、白カラーフィルタ218Wの部分は、カラーフィルタ層218の代わりに透明層で構成してもよい。
 カラーフィルタ層218は、例えば、図6に示すように、白カラーフィルタ218Wと、他のカラーフィルタとが互い違いに配列されている。このため、白カラーフィルタ218Wの隣には白以外の何れかの色(赤、緑又は青)のカラーフィルタが設けられ、白以外の色(赤、緑及び青)のカラーフィルタの隣には白カラーフィルタ218Wが設けられることになる。
 また、白以外の色(赤、緑及び青)のカラーフィルタは、赤カラーフィルタ218R又は青カラーフィルタ218Bに比べて緑カラーフィルタ218Gの割合を多くしてあり、例えば、赤1に対し、青1、緑2の割合で設けてある。青カラーフィルタ218B及び赤カラーフィルタ218Rの斜め隣には、緑カラーフィルタ218Gが位置するように配列される。
[隔壁部] 
 本実施形態では、これら各色のカラーフィルタ(赤、緑、青、又は白)の少なくとも1色を対象カラーフィルタCFtとすると、当該対象カラーフィルタの少なくとも一方側で隣り合うように設けられる隣接カラーフィルタCFnとの間に、当該隣接カラーフィルタCFn及び対象カラーフィルタCFtの何れとも異なる色の他の有色カラーフィルタ(赤、緑、又は青)と同色の色材を含んで構成される隔壁部250が形成される。この隔壁部250については、後で詳述する。
[マイクロレンズ] 
 カラーフィルタ層218の上面には、フォトダイオードPDそれぞれに対応するようにマイクロレンズ219が形成される。マイクロレンズ219は、図5に示すように、半導体基板200の裏面であって、カラーフィルタ層218の上方に設けられている。マイクロレンズ219は、画素領域210に配列された複数のフォトダイオードPDに対応するように、複数が、同一形状で配置されている。マイクロレンズ219は、受光面JSからカラーフィルタ層218の側へ向かう方向において、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであって、入射光を各フォトダイオードPDの受光面の略中心へ集光して透過するように構成されている。
[カラーフィルタの構成] 
 図6は、本実施形態に係る隔壁部250を説明する図である。なお、同図は、カラーフィルタ層218を平面的に見て示してある。
[青隔壁部] 
 図6(a)に示す例では、隣接して設けられた白カラーフィルタ218Wと緑カラーフィルタ218Gの間に沿って延びる境界部260に沿って、この境界部260を挟んで隣接しないカラーフィルタと同じ色材を含有する隔壁部、すなわち青カラーフィルタ218Bと同色の色材を含有する青隔壁部250Bが形成されている。より具体的には、境界部260に沿って、青カラーフィルタ218Bと同じ色材を含有する青隔壁部250Bが形成されている。
 白カラーフィルタ218Wと緑カラーフィルタ218Gの境界部260に沿って青隔壁部250Bを設けることにより、分光特性が互いに類似する白カラーフィルタ218Wと緑カラーフィルタ218Gの間でのクロストーク(青隔壁部の場合、特に550nmより長波長光でのクロストーク)が回避される。また、青隔壁部250Bを青カラーフィルタ218Bと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによるコスト増加を抑制できる。
 なお、青隔壁部250Bは、色材以外の材料についても、青カラーフィルタ218Bと同じ材料としてもよく、例えば、母材を青カラーフィルタ218Bと共通としてもよい。また、青隔壁部250Bは、母材に対する色材の含有率を青カラーフィルタ218Bと略一致させてもよいし、当該含有率を青カラーフィルタ218Bと相違させてもよく、例えば、当該含有率を青カラーフィルタ218Bより高くしてもよい。
 青隔壁部250Bは、図6(a)に示す例では、白カラーフィルタ218Wと緑カラーフィルタ218Gの間に沿って延びる境界部260に沿って形成されており、緑カラーフィルタ218Gを囲繞するように形成されている。その結果、白カラーフィルタ218Wは、赤カラーフィルタ218Rと隣接する側を除く三方で、青色材を含有する層と接することになる。
 また、本実施形態に係るカラーフィルタ層の色配列において、緑カラーフィルタ218Gの角部の少なくとも1つ(図6では2つの角部)が青カラーフィルタ218Bの角部と接する構成であるため、緑カラーフィルタ218Gを囲繞する青隔壁部250Bは、青カラーフィルタ218Bの角部と連続している。
 また、青隔壁部250Bが形成される境界部260では、青隔壁部250Bがある程度の幅を持って形成されるため、当該境界部260に形成される青隔壁部250Bを挟んで両側に形成されるカラーフィルタの形成領域は、その分浸食されて狭く形成される。図6(a)に示す例では、緑カラーフィルタ218Gと白カラーフィルタ218Wの境界部260に沿って青隔壁部250Bが形成されるため、この青隔壁部250Bの両側に形成される緑カラーフィルタ218Gの形成領域と白カラーフィルタ218Wの形成領域が青隔壁部250Bに浸食されて狭くなる。
[赤隔壁部] 
 図6(b)に示す例では、隣接して設けられた白カラーフィルタ218Wと緑カラーフィルタ218Gの間に沿って延びる境界部260に沿って、この境界部260を挟んで隣接しないカラーフィルタと同じ色材を含有する隔壁部、すなわち赤カラーフィルタ218Rと同色の色材を含有する赤隔壁部250Rが形成されている。より具体的には、境界部260に沿って、赤カラーフィルタ218Rと同じ色材を含有する赤隔壁部250Rが形成されている。
 白カラーフィルタ218Wと緑カラーフィルタ218Gの境界部260に沿って赤隔壁部250Rを設けることにより、分光特性が互いに類似する白カラーフィルタ218Wと緑カラーフィルタ218Gの間でのクロストーク(赤隔壁部の場合、特に550nmより短波長光でのクロストーク)が回避される。また、赤隔壁部250Rを赤カラーフィルタ218Rと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによるコスト増加を抑制できる。
 なお、赤隔壁部250Rは、色材以外の材料についても、赤カラーフィルタ218Rと同じ材料としてもよく、例えば、母材を赤カラーフィルタ218Rと共通としてもよい。また、赤隔壁部250Rは、母材に対する色材の含有率を赤カラーフィルタ218Rと略一致させてもよいし、当該含有率を赤カラーフィルタ218Rと相違させてもよく、例えば、当該含有率を赤カラーフィルタ218Rより高くしてもよい。
 赤隔壁部250Rは、図6(b)に示す例では、白カラーフィルタ218Wと緑カラーフィルタ218Gの間に沿って延びる境界部260に沿って形成されており、緑カラーフィルタ218Gを囲繞するように形成されている。その結果、白カラーフィルタ218Wは、青カラーフィルタ218Bと隣接する側を除く三方で、赤色材を含有する層と接することになる。
 また、本実施形態に係るカラーフィルタ層の色配列において、緑カラーフィルタ218Gの角部の少なくとも1つ(図6では2つの角部)が赤カラーフィルタ218Rの角部と接する構成であるため、緑カラーフィルタ218Gを囲繞する赤隔壁部250Rは、赤カラーフィルタ218Rの角部と連続する。
 また、赤隔壁部250Rが形成される境界部260では、赤隔壁部250Rがある程度の幅を持って形成されるため、当該境界部260に形成される赤隔壁部250Rを挟んで両側に形成されるカラーフィルタの形成領域は、その分浸食されて狭く形成される。図6(b)に示す例では、緑カラーフィルタ218Gと白カラーフィルタ218Wの境界部260に赤隔壁部250Rが形成されるため、この赤隔壁部250Rの両側に形成される緑カラーフィルタ218Gの形成領域と白カラーフィルタ218Wの形成領域が赤隔壁部250Rに浸食されて狭くなる。
 以上説明した青隔壁部250Bや赤隔壁部250R等の隔壁部250を形成することにより、製造コストの増加を抑制しつつ、カラーフィルタにおけるクロストーク、及び、これによる画素毎の感度のバラツキを防止することができる。特に、画角内で像高が高い箇所ではクロストークが生じやすいため有効である。
[隔壁部と遮光膜の関係] 
 図7は、隔壁部と遮光膜の関係を説明する図である。同図には、固体撮像装置12の要部を断面的に示してある。
 同図において、固体撮像装置12は、第1画素Px1と第2画素Px2が互いに隣接し合うように形成されている。
 第1画素Px1は光電変換素子としての第1フォトダイオードPD1を有し、当該第1フォトダイオードPD1の受光面側に入射光を着色するための着色素子としての第1カラーフィルタCF1及び入射光を第1フォトダイオードPD1の受光面に集光するための集光素子としての第1オンチップレンズL1が順次に積層されている。
 第2画素Px2は光電変換素子としての第2フォトダイオードPD2を有し、当該第2フォトダイオードPD2の受光面側には入射光を着色するための着色素子としての第2カラーフィルタCF2及び入射光を第2フォトダイオードPD2の受光面に集光するための集光素子としての第2オンチップレンズL2が順次に積層されている。
 第1フォトダイオードPD1と第1カラーフィルタCF1の間と、第2フォトダイオードPD2と第2カラーフィルタCF2の間には、第1画素Px1と第2画素Px2とで共通の平坦化膜PLが形成されている。
 互いに隣接し合うように形成された第1カラーフィルタCF1と第2カラーフィルタCF2の間には、その境界部B1に沿って隔壁部Wが形成されている。また、互いに隣接し合うように形成された第1フォトダイオードPD1と第2フォトダイオードPD2の間の境界部B2上の平坦化膜PLの中には、境界部B2に沿って遮光膜Sが形成されている。隔壁部Wと遮光膜Sとは、図7上、互いに略上下方向へオフセットした位置関係で形成されている。なお、境界部B1と境界部B2は、いわゆる
瞳補正等のための位置調整が無ければ、図7上、上下方向に延びる同一直線上に位置する。
 遮光膜Sは、第1フォトダイオードPD1や第2フォトダイオードPD2の受光面を遮らない程度の幅で形成されている。このため、境界部B1と直交する方向の隔壁部幅d1を遮光膜幅d2よりも幅狭に形成することにより、隔壁部Wが第1フォトダイオードPD1や第2フォトダイオードPD2への入射光を阻害する可能性を可及的に低下することができる。これにより、隔壁部Wを形成したことによる受光感度の低下を抑制することができる。
 また、隔壁部Wと遮光膜Sの間隔d3は可及的に狭く形成することが望ましい。間隔d3を狭くすることにより、第1画素Px1と第2画素Px2の境界において対面して形成される隔壁部Wの底面Wbと遮光膜Sの上面Suとの間を通るクロストークが発生しにくくなり、第1画素Px1と第2画素Px2との間のクロストークを抑制することができる。なお、図7には、平坦化膜PLの下端に沿って形成した遮光膜Sを例示してあるが、遮光膜Sは、平坦化膜PLの下端から離間して形成してもよい。
[固体撮像装置の製造方法] 
 以下、上述した固体撮像装置12を製造するための製造方法の一例について説明する。
 図8~図13は、本実施形態に係る固体撮像装置12の製造方法の各工程における固体撮像装置12の要部を示す図である。
[フォトダイオード領域] 
 まず、半導体基板200の画素領域を形成すべき領域に、各画素に対応させて光電変換部としてのフォトダイオードPDをそれぞれ形成する第1工程を行う。フォトダイオードPDは、基板厚さ方向の全域にわたるn型半導体領域と、n型半導体領域に接して形成されて基板の表裏両面に臨むp型半導体領域とから成るpn接合を有して形成される。これらのp型半導体領域やn型半導体領域は、例えば、イオン注入法を用いて、不純物を半導体基板に導入することによって形成される。各フォトダイオードPDは、p型半導体で形成された素子分離領域によって分離される。
 基板表面200Aの各画素に対応する領域には、それぞれ素子分離領域に接するp型半導体ウェル領域を形成し、このp型半導体ウェル領域内にそれぞれ画素トランジスタを形成する。画素トランジスタは、それぞれソース領域及びドレイン領域と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極212とにより形成される。さらに、基板表面200Aの上部には、層間絶縁膜215を介して複数層の配線214を配置した多層配線層216を形成する。
[層間膜] 
 次に、図9に示すように、受光面となる基板裏面200B上に、反射防止膜として機能する層間絶縁膜221を形成する。層間絶縁膜221は、例えば、熱酸化法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法により形成される。
[遮光膜の形成] 
 次に、図10に示すように、層間絶縁膜221を介して半導体基板200の基板裏面200B上に、互いに隣接する画素の境界線に沿って遮光膜220を形成する。具体的には、層間絶縁膜221の全面に遮光膜を成膜する成膜工程と、その遮光膜をエッチングによりパターン加工するパターン加工工程とを行って遮光膜220を形成する。
 遮光膜220の材料は、遮光性が強く、例えばエッチングで精度良く加工できる、繊細加工に適したものが好ましい。こうした特性を有する材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、チタン(Ti)、銅(Cu)、等の金属材料が例示される。
 遮光膜220の成膜工程は、例えば、スパッタリング法、CVD(Chemichal
 Vapor Deposition)法、メッキ処理等により行われる。これにより、上述したアルミニウム等の金属膜が層間絶縁膜221の全面に形成される。
 遮光膜220のパターン加工工程では、複数の画素間の境界に対応する部分に沿ってレジストマスクが形成され、レジストマスクが形成されない部分の遮光膜220が、ウェットエッチングやドライエッチング等のエッチングにより選択的にエッチング除去される。これにより、遮光膜220は、互いに隣接する画素の境界線に沿って残存し、フォトダイオードPDの受光面の部分を開口したパターンが形成される。
[平坦化膜] 
 次に、図11に示すように、層間絶縁膜221及び遮光膜220を介して基板裏面200B上に、透明な平坦化膜217を形成する。平坦化膜217は、例えば、熱可塑性樹脂をスピンコート法によって成膜した後、熱硬化処理を行うことにより形成される。これにより、平坦化膜217内に遮光膜220が設けられた状態となる。
[カラーフィルタ&隔壁部] 
 次に、図12に示すように、平坦化膜217の上にカラーフィルタ層218及び隔壁部250を形成する第2工程及び第3工程を行う。カラーフィルタ層218及び隔壁部250は、例えば、顔料や染料などの色材と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成し、その塗膜をリソグラフィ技術でパターン加工することにより形成される。
 なお、青隔壁部250Bを青カラーフィルタ218Bと同じ材質で形成する場合、青カラーフィルタ218Bと青隔壁部250Bとを同一工程で形成することができ、赤隔壁部250Rを赤カラーフィルタ218Rと同じ材質で形成する場合、赤カラーフィルタ218Rと赤隔壁部250Rを赤カラーフィルタ218Rとを同一工程で形成することが出来る。
 各色のカラーフィルタの形成は、例えば、次のようにして行う事が出来る。まず、形成したい色の分光特性を得るための色材と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布し、フォトレジスト膜(図示なし)を成膜する。その後、プリベーク処理を実施した後に、そのフォトレジスト膜についてパターン加工することで、所望の色のカラーフィルタが形成される。
 更に具体的には、例えば、i線縮小露光機を用いて、フォトレジスト膜について、パターン像を転写するパターン露光処理を実施する。その後、有機アルカリ水溶液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドにノニオン系界面活性剤を添加したもの等)を現像液として用いて、パターン露光処理が実施されたフォトレジスト膜について、 現像処理を実施する。そして、ポストベーク処理を行うことで、所望の色のカラーフィルタが形成される。
[マイクロレンズ] 
 次に、図13に示すように、カラーフィルタ層218上に、マイクロレンズ219を形成する。マイクロレンズ219は、例えば、ポジ型のフォトレジスト膜をカラーフィルタ層218上に成膜後、加工することによって形成される。ここでは、受光面JSからカラーフィルタ層218の側へ向かう方向において、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズとして、マイクロレンズ219を設ける。
 具体的には、ベース樹脂として、ポリスチレンを用い、また、感光剤として、ジアゾナフトキノンを用いて、ポジ型のフォトレジスト膜を、スピンコート法によって成膜し、プリベーク処理を実施する。そして、i線縮小露光機を用いて、パターン像を、そのポジ型のフォトレジスト膜へ照射する露光処理を実施する。その後、露光処理が実施されたフォトレジスト膜について現像処理を実施する。この現像処理においては、例えば、有機アルカリ水溶液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドにノニオン系界面活性剤を添加したもの等)を現像液として用いる。 そして、可視光における短波長領域の光吸収を無くすように脱色するために、紫外線を全面に照射する。その後、熱軟化点以上の温度でフォトレジスト膜について熱処理を実施する。これにより、マイクロレンズ219を完成させる。
(B)第2の実施形態: 
 図14は、本実施形態にかかる固体撮像装置412の構成を説明する図である。同図には、固体撮像装置412のカラーフィルタ層418を平面的に見て、カラーフィルタと隔壁部の位置関係を示してある。図中、418R、418G、418B、418Wは、単に「R」「G」「B」「W」と記載することにする。なお、本実施形態にかかる固体撮像装置412は、隔壁部以外の構造については上述した第1の実施形態にかかる固体撮像装置12と同様であるため、詳細な説明は省略する。
[青隔壁部] 
 図14(a)に示す例では、隣接して設けられた白カラーフィルタ418Wと緑カラーフィルタ418Gの間に沿って延びる境界部460に沿って、この境界部460を挟んで隣接しないカラーフィルタと同色の色材を含有する隔壁部、すなわち青カラーフィルタ418Bと同色の色材を含有する青隔壁部450Bが形成されている。より具体的には、境界部460に沿って、青カラーフィルタ418Bと同じ色材を含有する青隔壁部450Bが形成されている。
 白カラーフィルタ418Wと緑カラーフィルタ418Gの境界部460に沿って青隔壁部450Bを設けることにより、分光特性が互いに類似する白カラーフィルタ418Wと緑カラーフィルタ418Gの間でのクロストークが回避される(青隔壁部の場合、特に550nmより長波長光でのクロストーク)。また、青隔壁部450Bを青カラーフィルタ418Bと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによる製造コストの増加を抑制できる。
 なお、青隔壁部450Bは、色材以外の材料についても、青カラーフィルタ418Bと同じ材料としてもよく、例えば、母材を青カラーフィルタ418Bと共通としてもよい。また、青隔壁部450Bは、母材に対する色材の含有率を青カラーフィルタ418Bと略一致させてもよいし、当該含有率を青カラーフィルタ418Bと相違させてもよく、例えば、当該含有率を青カラーフィルタ418Bより高くしてもよい。
 同図において、青隔壁部450Bは、青カラーフィルタ418Bに隣接する側を除いて、白カラーフィルタ418Wを囲繞するように形成されている。本実施形態において、白カラーフィルタ418Wは、2次元マトリクス状に配列された複数のカラーフィルタにおいて市松状に縦横1つ置きに形成されているため、結果として、青カラーフィルタ418Bの周囲を除く全ての境界部460に青隔壁部450Bが形成されることになる。
 また、青隔壁部450Bが形成される境界部460では、青隔壁部450Bがある程度の幅を持って形成されるため、当該境界部460に形成される青隔壁部450Bを挟んで両側に形成されるカラーフィルタの形成領域は、その分浸食されて狭く形成される。図14(a)に示す例では、赤カラーフィルタ418Rと緑カラーフィルタ418Gの形成領域は四方全てが青隔壁部450Bに浸食されて狭くなり、白カラーフィルタ418Wの形成領域は青カラーフィルタ418Bに隣接する側を除いて青隔壁部450Bに浸食されて狭くなる。
 むろん、青カラーフィルタ418Bに隣接する側の境界部460についても、青隔壁部450Bが形成される場合と同様の浸食部を設けて白カラーフィルタ418Wの形成領域を、赤カラーフィルタ418Rや緑カラーフィルタ418Gと同等にしてもよい。
[赤隔壁部] 
 図14(b)に示す例では、隣接して設けられた白カラーフィルタ418Wと緑カラーフィルタ418Gの間に沿って延びる境界部460に沿って、この境界部460を挟んで隣接しないカラーフィルタと同色の色材を含有する隔壁部、すなわち赤カラーフィルタ418Rと同色の色材を含有する赤隔壁部450Rが形成されている。より具体的には、境界部460に沿って、赤カラーフィルタ418Rと同じ色材を含有する赤隔壁部450Rが形成されている。
 白カラーフィルタ418Wと緑カラーフィルタ418Gの境界部460に沿って赤隔壁部450Rを設けることにより、分光特性が互いに類似する白カラーフィルタ418Wと緑カラーフィルタ418Gの間でのクロストークが回避される(赤隔壁部の場合、特に550nmより短波長光でのクロストーク)。また、赤隔壁部450Rを赤カラーフィルタ418Rと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによる製造コストの増加を抑制できる。
 なお、赤隔壁部450Rは、色材以外の材料についても、赤カラーフィルタ418Rと同じ材料としてもよく、例えば、母材を赤カラーフィルタ418Rと共通としてもよい。また、赤隔壁部450Rは、母材に対する色材の含有率を赤カラーフィルタ418Rと略一致させてもよいし、当該含有率を赤カラーフィルタ418Rと相違させてもよく、例えば、当該含有率を赤カラーフィルタ418Rより高くしてもよい。
 同図において、赤隔壁部450Rは、赤カラーフィルタ418Rに隣接する側を除いて、白カラーフィルタ418Wを囲繞するように形成されている。本実施形態において、白カラーフィルタ418Wは、2次元マトリクス状に配列された複数のカラーフィルタにおいて市松状に縦横1つ置きに形成されているため、結果として、赤カラーフィルタ418Rの周囲を除く全ての境界部460に赤隔壁部450Rが形成されることになる。
 また、赤隔壁部450Rが形成される境界部460では、赤隔壁部450Rがある程度の幅を持って形成されるため、当該境界部460に形成される赤隔壁部450Rを挟んで両側に形成されるカラーフィルタの形成領域は、その分浸食されて狭く形成される。図14(b)に示す例では、赤カラーフィルタ418Rと緑カラーフィルタ418Gの形成領域は四方全てが赤隔壁部450Rに浸食されて狭くなり、白カラーフィルタ418Wの形成領域は赤カラーフィルタ418Rに隣接する側を除いて赤隔壁部450Rに浸食されて狭くなる。
 むろん、赤カラーフィルタ418Rに隣接する側の境界部460についても、赤隔壁部450Rが形成される場合と同様の浸食部を設けて白カラーフィルタ418Wの形成領域を、赤カラーフィルタ418Rや緑カラーフィルタ418Gと同等にしてもよい。
 以上説明した青隔壁部450Bや赤隔壁部450R等の隔壁部450を形成することにより、製造コストの増加を抑制しつつ、カラーフィルタにおけるクロストーク、及び、これによる画素毎の感度のバラツキを防止することができる。特に、画角内で像高が高い箇所ではクロストークが生じやすいため有効である。
(C)第3の実施形態: 
 図15は、本実施形態にかかる固体撮像装置512の構成を説明する図である。同図には、固体撮像装置512のカラーフィルタ層518を平面的に見て、カラーフィルタと隔壁部の位置関係を示してある。図中、518R、518G、518Bは、単に「R」「G」「B」と記載することにする。なお、本実施形態にかかる固体撮像装置512は、カラーフィルタ以外の構造については上述した第1の実施形態にかかる固体撮像装置12と同様であるため、詳細な説明は省略する。
 本実施形態に係るカラーフィルタ層518は、画素配列が、いわゆる「クリアビット」配列となっている。具体的には、水平方向xと垂直方向yとのそれぞれに対して45°の角度で傾斜した第1および第2の傾斜方向k1,k2のそれぞれに、複数の画素Pが配列されている。
 そして、赤カラーフィルタ518Rと青カラーフィルタ518Bとが、第1および第2の傾斜方向k1,k2のそれぞれにおいて、1つの緑カラーフィルタ518Gを介して隣り合うように配置されている。これと共に、赤カラーフィルタ518Rが水平方向xと垂直方向yとのそれぞれにおいて1つの緑カラーフィルタ518Gを介して隣り合うように配置され、同様に、青カラーフィルタ518B水平方向xと垂直方向yとのそれぞれにおいて1つの緑カラーフィルタ518Gを介して隣り合うように配置されている。
 これにより、図15に示すように、緑カラーフィルタ518Gは、撮像面(xy面)において、第1および第2の傾斜方向k1,k2のそれぞれに延在する部分を含むように形成される。そして、緑カラーフィルタ518Gは、撮像面(xy面)において、赤カラーフィルタ518Rと青カラーフィルタ518Bとのそれぞれの周辺を囲うように形成される。
[青隔壁部] 
 図16(a)に示す例では、隣接して設けられた緑カラーフィルタ518Gの間に沿って延びる境界部560に沿って、この境界部560を挟んで隣接しないカラーフィルタと同じ色材を含有する隔壁部、すなわち青カラーフィルタ518Bと同色の色材を含有する青隔壁部550Bが形成されている。より具体的には、境界部560に沿って、青カラーフィルタ518Bと同じ色材を含有する青隔壁部550Bが形成されている。
 隣接する緑カラーフィルタ518Gの境界部560に沿って青隔壁部550Bを設けることにより、分光特性が同一の緑カラーフィルタ518Gの間でのクロストーク(青隔壁部の場合、特に550nmより長波長光でのクロストーク)が回避される。また、青隔壁部550Bを青カラーフィルタ518Bと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによる製造コストの増加を抑制できる。
 なお、青隔壁部550Bは、色材以外の材料についても、青カラーフィルタ518Bと同じ材料としてもよく、例えば、母材を青カラーフィルタ518Bと共通としてもよい。また、青隔壁部550Bは、母材に対する色材の含有率を青カラーフィルタ518Bと略一致させてもよいし、当該含有率を青カラーフィルタ518Bと相違させてもよく、例えば、当該含有率を青カラーフィルタ518Bより高くしてもよい。
 また、青隔壁部550Bが形成される境界部560では、青隔壁部550Bがある程度の幅を持って形成されるため、当該境界部560に形成される青隔壁部550Bを挟んで両側に形成される緑カラーフィルタ518Gの形成領域は、その分浸食されて狭く形成される。
 むろん、青カラーフィルタ518Bに隣接する側の境界部560についても、青隔壁部550Bが形成される場合と同様の浸食部を設けて緑カラーフィルタ518Gの形成領域を、赤カラーフィルタ518Rや緑カラーフィルタ518Gと同等サイズに調整してもよい。また、赤カラーフィルタ518Rと緑カラーフィルタ518Gの境界についても青隔壁部550Bを形成し、上述した青隔壁部550Bで囲繞される緑カラーフィルタ518Gと同様に、互いに隣接する赤カラーフィルタ518Rと緑カラーフィルタ518Gの形成領域が青隔壁部550Bによって浸食されるように調整してもよい。
[赤隔壁部] 
 図16(b)に示す例では、隣接して設けられた緑カラーフィルタ518Gの間に沿って延びる境界部560に沿って、この境界部560を挟んで隣接しないカラーフィルタと同色の色材を含有する隔壁部、すなわち赤カラーフィルタ518Rと同色の色材を含有する赤隔壁部550Rが形成されている。より具体的には、境界部560に沿って、赤カラーフィルタ518R同じ色材を含有する赤隔壁部550Rが形成されている。
 隣接する緑カラーフィルタ518Gの境界部560に沿って赤隔壁部550Rを設けることにより、分光特性が同一の緑カラーフィルタ518Gの間でのクロストークが回避される(赤隔壁部の場合、特に550nmより短波長光でのクロストーク)。また、赤隔壁部550Rを赤カラーフィルタ518Rと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによる製造コストの増加を抑制できる。
 なお、赤隔壁部550Rは、色材以外の材料についても、赤カラーフィルタ518Rと同じ材料としてもよく、例えば、母材を赤カラーフィルタ518Rと共通としてもよい。また、赤隔壁部550Rは、母材に対する色材の含有率を赤カラーフィルタ518Rと略一致させてもよいし、当該含有率を赤カラーフィルタ518Rと相違させてもよく、例えば、当該含有率を赤カラーフィルタ518Rより高くしてもよい。
 また、赤隔壁部550Rが形成される境界部560では、赤隔壁部550Rがある程度の幅を持って形成されるため、当該境界部560に形成される赤隔壁部550Rを挟んで両側に形成される緑カラーフィルタ518Gの形成領域は、その分浸食されて狭く形成される。
 むろん、赤カラーフィルタ518Rに隣接する側の境界部560についても、赤隔壁部550Rが形成される場合と同様の浸食部を設けて緑カラーフィルタ518Gの形成領域を、赤カラーフィルタ518Rや緑カラーフィルタ518Gと同等サイズに調整してもよい。また、赤カラーフィルタ518Rと緑カラーフィルタ518Gの境界についても赤隔壁部550Rを形成し、上述した赤隔壁部550Rで囲繞される緑カラーフィルタ518Gと同様に、互いに隣接する赤カラーフィルタ518Rと緑カラーフィルタ518Gの形成領域が赤隔壁部550Rによって浸食されるように調整してもよい。
 以上説明した青隔壁部550Bや赤隔壁部550R等の隔壁部550を形成することにより、製造コストの増加を抑制しつつ、カラーフィルタにおけるクロストーク、及び、これによる画素毎の感度のバラツキを防止することができる。特に、画角内で像高が高い箇所ではクロストークが生じやすいため有効である。
(D)第4の実施形態: 
 図17は、本実施形態にかかる固体撮像装置612の構成を説明する図である。同図には、固体撮像装置612のカラーフィルタ層618を平面的に見て、カラーフィルタと隔壁部の位置関係を示してある。図中、618R、618G、618Bは、単に「R」「G」「B」と記載することにする。なお、本実施形態にかかる固体撮像装置612は、隔壁部以外の構成については上述した第3の実施形態にかかる固体撮像装置512と同様であるため、詳細な説明は省略する。
[青周囲の赤隔壁部]
 図17に示す例では、赤カラーフィルタ618Rとこれに隣接して設けられた緑カラーフィルタ618Gとの間に沿って延びる境界部660に沿って、この境界部660を挟んで隣接しないカラーフィルタと同色の色材を含有する隔壁部、すなわち青カラーフィルタ618Bと同色の色材を含有する青隔壁部650Bが形成されている。より具体的には、境界部660に沿って、青カラーフィルタ618Bと同じ色材を含有する青隔壁部650Bが形成されている。
 このように赤カラーフィルタ618Rの周囲の境界部660に沿って青隔壁部650Bを設けることにより、赤カラーフィルタ618Rと緑カラーフィルタ618Gの間でのクロストークが回避される(青隔壁部の場合、特に550nmより長波長光でのクロストーク)。また、青隔壁部650Bを青カラーフィルタ618Bと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによる製造コストの増加を抑制できる。
 一方、青カラーフィルタ618Bとこれに隣接して設けられた緑カラーフィルタ618Gとの間に沿って延びる境界部660に沿って、この境界部660を挟んで隣接しないカラーフィルタと同じ色材を含有する隔壁部、すなわち赤カラーフィルタ618Rと同じ色材を含有する赤隔壁部650Rが形成されている。より具体的には、境界部660に沿って、赤カラーフィルタ618Rと同じ色材を含有する赤隔壁部650Rが形成されている。
 このように青カラーフィルタ618Bの周囲の境界部660に沿って赤隔壁部650Rを設けることにより、青カラーフィルタ618Bと緑カラーフィルタ618Gの間でのクロストークが回避される(赤隔壁部の場合、特に550nmより短波長光でのクロストーク)。また、赤隔壁部650Rを赤カラーフィルタ618Rと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによる製造コストの増加を抑制できる。
 なお、青隔壁部650Bや赤隔壁部650Rは、色材以外の材料についても、青カラーフィルタ618Bや赤カラーフィルタ618Rと同じ材料としてもよく、例えば、母材を青カラーフィルタ618Bや赤カラーフィルタ618Rと共通としてもよい。また、これら隔壁部は、母材に対する色材の含有率を各カラーフィルタと略一致させてもよいし、当該含有率を各カラーフィルタと相違させてもよく、例えば、当該含有率を各カラーフィルタより高くしてもよい。
 また、青隔壁部650Bや赤隔壁部650Rが形成される境界部660では、これら隔壁部がある程度の幅を持って形成されるため、当該境界部660に形成される隔壁部を挟んで両側に形成されるカラーフィルタの形成領域は、その分浸食されて狭く形成される。
 むろん、その他の境界部660についても隔壁部を形成して、その他のカラーフィルタの形成領域についても、赤カラーフィルタ618Rや青カラーフィルタ618Bと同等サイズに調整してもよい。
 以上説明した青隔壁部650Bや赤隔壁部650R等の隔壁部650を形成することにより、製造コストの増加を抑制しつつ、カラーフィルタにおけるクロストーク、及び、これによる画素毎の感度のバラツキを防止することができる。特に、画角内で像高が高い箇所ではクロストークが生じやすいため有効である。
(E)第5の実施形態:
 図18は、本実施形態にかかる固体撮像装置712の構成を説明する図である。同図には、固体撮像装置712のカラーフィルタ層718を平面的に見て、カラーフィルタと隔壁部の位置関係を示してある。図中、718R、718G、718Bは、単に「R」「G」「B」と記載することにする。なお、本実施形態にかかる固体撮像装置712は、カラーフィルタ以外の構造については上述した第1の実施形態にかかる固体撮像装置12と同様であるため、詳細な説明は省略する。
 本実施形態に係るカラーフィルタ層718は、画素配列が、いわゆる「ベイヤ」配列となっている。具体的には、緑カラーフィルタ718Gが垂直方向及び水平方向ともに1画素飛ばしで(2画素毎繰り返しで)配置されたいわゆる市松状配置とされ、赤カラーフィルタ718R及び青カラーフィルタ718Bが、垂直方向には線順次で、水平方向には1画素飛ばしで(2画素毎繰り返しで)配置されている。
[隔壁部] 
 図19(a)に示す例では、赤カラーフィルタ718Rとこれに隣接して設けられた緑カラーフィルタ718Gとの間に沿って延びる境界部760に沿って、この境界部760を挟んで隣接しないカラーフィルタと同色の色材を含有する隔壁部、すなわち青カラーフィルタ718Bと同色の色材を含有する青隔壁部750Bが形成されている。より具体的には、境界部760に沿って、青カラーフィルタ718Bと同じ色材を含有する青隔壁部750Bが形成されている。
 このように赤カラーフィルタ718Rの周囲の境界部760に沿って青隔壁部750Bを設けることにより、赤カラーフィルタ718Rと緑カラーフィルタ718Gの間でのクロストークが回避される(青隔壁部の場合、特に550nmより長波長光でのクロストーク)。また、青隔壁部750Bを青カラーフィルタ718Bと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによる製造コストの増加を抑制できる。
 一方、図19(b)に示す例では、青カラーフィルタ718Bとこれに隣接して設けられた緑カラーフィルタ718Gとの間に沿って延びる境界部760に沿って、この境界部760を挟んで隣接しないカラーフィルタと同じ色材を含有する隔壁部、すなわち赤カラーフィルタ718Rと同じ色材を含有する赤隔壁部750Rが形成されている。より具体的には、境界部760に沿って、赤カラーフィルタ718Rと同じ色材を含有する赤隔壁部750Rが形成されている。
 このように青カラーフィルタ718Bの周囲の境界部760に沿って赤隔壁部750Rを設けることにより、青カラーフィルタ718Bと緑カラーフィルタ718Gの間でのクロストークが回避される(赤隔壁部の場合、特に550nmより短波長光でのクロストーク)。また、赤隔壁部750Rを赤カラーフィルタ718Rと同じ色材で形成することにより、隔壁部を形成する工程を追加することによる製造コストの増加を抑制できる。
 なお、青隔壁部750Bや赤隔壁部750Rは、色材以外の材料についても、青カラーフィルタ718Bや赤カラーフィルタ718Rと同じ材料としてもよく、例えば、母材を青カラーフィルタ718Bや赤カラーフィルタ718Rと共通としてもよい。また、これら隔壁部は、母材に対する色材の含有率を各カラーフィルタと略一致させてもよいし、当該含有率を各カラーフィルタと相違させてもよく、例えば、当該含有率を各カラーフィルタより高くしてもよい。
 また、青隔壁部750Bや赤隔壁部750Rが形成される境界部760では、これら隔壁部がある程度の幅を持って形成されるため、当該境界部760に形成される隔壁部を挟んで両側に形成されるカラーフィルタの形成領域は、その分浸食されて狭く形成される。
 むろん、その他の境界部760についても隔壁部を形成して、その他のカラーフィルタの形成領域についても、赤カラーフィルタ718Rや青カラーフィルタ718Bと同等サイズに調整してもよい。
 以上説明した青隔壁部750Bや赤隔壁部750R等の隔壁部750を形成することにより、製造コストの増加を抑制しつつ、カラーフィルタにおけるクロストーク、及び、これによる画素毎の感度のバラツキを防止することができる。特に、画角内で像高が高い箇所ではクロストークが生じやすいため有効である。また、画角内で像高が高い箇所で、青画素の間に設けられる緑画素の出力と赤画素の間に形成される緑画素の出力との間で出力差を生じにくくなる。
 なお、本技術は上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。また,本技術の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず,特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
 そして、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
(1)
 受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
 前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して1つずつ設けられた少なくとも3色のカラーフィルタと、
 互いに隣接する前記カラーフィルタの間に、これらカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有して形成された隔壁部と、を備えることを特徴とする固体撮像装置。
(2)
 前記隔壁部が含有する色材は、前記異なる色のカラーフィルタと同じ色材である前記(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
 前記カラーフィルタと前記光電変換部との間には、複数の前記光電変換部の境界に沿うように遮光膜が形成されており、
 前記境界と直交する方向において前記隔壁は前記遮光膜より幅狭に形成されている前記(1)又は前記(2)に記載の固体撮像装置。
(4)
 前記隔壁は、少なくとも1色の前記カラーフィルタをそれぞれ囲繞するように形成される
前記(1)~前記(3)の何れか1つに記載の固体撮像装置。
(5)
 前記カラーフィルタは、少なくとも緑カラーフィルタ、白カラーフィルタ、及びこれらと異色のカラーフィルタを含んで構成され、
 前記隔壁は、前記緑カラーフィルタと白カラーフィルタの境界に沿って前記異色の色材を含有して形成される前記(1)~前記(4)の何れか1つに記載の固体撮像装置。
(6)
 前記カラーフィルタは、少なくとも緑カラーフィルタ、及びこれと異色のカラーフィルタを含んで構成され、
 前記隔壁は、隣接して設けられる前記緑カラーフィルタの境界に沿って、前記異色の色材を含有して形成される前記(1)~前記(4)の何れか1つに記載の固体撮像装置。
(7)
 前記カラーフィルタは、少なくとも緑カラーフィルタ、並びに、これと異色且つ互いに異色の第1カラーフィルタ及び第2カラーフィルタ、を含んで構成され、
 前記隔壁は、前記緑カラーフィルタと第1カラーフィルタの境界に沿って前記第1カラーフィルタと同色の色材を含有して形成される前記(1)~前記(4)の何れか1つ又は前記(6)に記載の固体撮像装置。
(8)
 前記カラーフィルタは、少なくとも赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、及び青カラーフィルタを含んで構成され、
 前記隔壁は、前記緑カラーフィルタと青カラーフィルタの境界に沿って赤色材を含有して形成される前記(1)~前記(4)の何れか1つに記載の固体撮像装置。
(9)
 前記カラーフィルタは、少なくとも赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、及び青カラーフィルタを含んで構成され、
 前記隔壁は、前記緑カラーフィルタと赤カラーフィルタの境界に沿って青色材を含有して形成される前記(1)~前記(4)の何れか1つ又は前記(8)に記載の固体撮像装置。
(10)
 固体撮像装置と、
 前記固体撮像装置に入射光を導く光学系と、
 前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と、を備え、
 前記固体撮像装置は、
 受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
 前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して1つずつ設けられた少なくとも3色のカラーフィルタと、
 互いに隣接する前記カラーフィルタの間に、これらカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有して形成された隔壁部と、を備えることを特徴とする電子機器。
(11)
 受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を半導体基板に形成する第1工程と、
 前記入射光を着色して前記受光面へ透過する少なくとも3色のカラーフィルタを、前記複数の光電変換部に対応させて、前記光電変換部それぞれの受光面上方に設ける第2工程と、
 隣りあって設けられる前記カラーフィルタの間に、これら隣り合って設けられるカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有する隔壁を形成する第3工程と、を含んで構成される、固体撮像装置の製造方法。
(12)
 前記隔壁を形成するための前記第3工程は、前記3色のカラーフィルタのうち、前記隔壁と同色の色材を含有するカラーフィルタの形成工程と同工程として行われる前記(11)に記載の固体撮像装置の製造方法。
12…固体撮像装置、200…半導体基板、200A…基板表面、200B…基板裏面、210…画素領域、211…単位画素、212…ゲート電極、213…素子分離領域、214…配線、215…層間絶縁膜、216…多層配線層、217…平坦化膜、218…カラーフィルタ層、218B…青カラーフィルタ、218G…緑カラーフィルタ、218R…赤カラーフィルタ、219…マイクロレンズ、220…遮光膜、221…層間絶縁膜、250…隔壁部、250B…青隔壁部、250R…赤隔壁部、260…境界部、412…固体撮像装置、418…カラーフィルタ層、418B…青カラーフィルタ、418G…緑カラーフィルタ、418R…赤カラーフィルタ、450B…青隔壁部、450R…赤隔壁部、460…境界部、512…固体撮像装置、518…カラーフィルタ層、518B…青カラーフィルタ、518G…緑カラーフィルタ、518R…赤カラーフィルタ、550B…青隔壁部、550R…赤隔壁部、560…境界部、612…固体撮像装置、618…カラーフィルタ層、618・BR>A…青カラーフィルタ、618R…赤カラーフィルタ、650B…青隔壁部、650R…赤隔壁部、660…境界部、712…固体撮像装置、718…カラーフィルタ層、718B…青カラーフィルタ、718G…緑カラーフィルタ、718R…赤カラーフィルタ、750B…青隔壁部、750R…赤隔壁部、760…境界部、B1…境界部、B2…境界部、CF1…第1カラーフィルタ、CF2…第2カラーフィルタ、CFn…隣接カラーフィルタ、CFt…対象カラーフィルタ、JS…受光面、L1…第1オンチップレンズ、L2…第2オンチップレンズ、PD…フォトダイオード、PL…平坦化膜、PD1…第1フォトダイオード、PD2…第2フォトダイオード、Px1…第1画素、Px2…第2画素、S…遮光膜、Su…上面、W…隔壁部、Wb…底面

Claims (12)

  1.  受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
     前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して1つずつ設けられた少なくとも3色のカラーフィルタと、
     互いに隣接する前記カラーフィルタの間に、これらカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有して形成された隔壁部と、を備えることを特徴とする固体撮像装置。
  2.  前記隔壁部が含有する色材は、前記異なる色のカラーフィルタと同じ色材である請求項1に記載の固体撮像装置。
  3.  前記カラーフィルタと前記光電変換部との間には、複数の前記光電変換部の境界に沿うように遮光膜が形成されており、
     前記境界と直交する方向において前記隔壁部は前記遮光膜より幅狭に形成されている請求項1に記載の固体撮像装置。
  4.  前記隔壁部は、少なくとも1色の前記カラーフィルタをそれぞれ囲繞するように形成される請求項1に記載の固体撮像装置。
  5.  前記カラーフィルタは、少なくとも緑カラーフィルタ、白カラーフィルタ、及びこれらと異色のカラーフィルタを含んで構成され、
     前記隔壁部は、前記緑カラーフィルタと白カラーフィルタの境界に沿って前記異色の色材を含有して形成される請求項1に記載の固体撮像装置。
  6.  前記カラーフィルタは、少なくとも緑カラーフィルタ、及びこれと異色のカラーフィルタを含んで構成され、
     前記隔壁部は、隣接して設けられる前記緑カラーフィルタの境界に沿って、前記異色の色材を含有して形成される請求項1に記載の固体撮像装置。
  7.  前記カラーフィルタは、少なくとも緑カラーフィルタ、並びに、これと異色且つ互いに異色の第1カラーフィルタ及び第2カラーフィルタ、を含んで構成され、
     前記隔壁部は、前記緑カラーフィルタと第1カラーフィルタの境界に沿って前記第1カラーフィルタと同色の色材を含有して形成される請求項1に記載の固体撮像装置。
  8.  前記カラーフィルタは、少なくとも赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、及び青カラーフィルタを含んで構成され、
     前記隔壁部は、前記緑カラーフィルタと青カラーフィルタの境界に沿って赤色材を含有して形成される請求項1に記載の固体撮像装置。
  9.  前記カラーフィルタは、少なくとも赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、及び青カラーフィルタを含んで構成され、
     前記隔壁部は、前記緑カラーフィルタと赤カラーフィルタの境界に沿って青色材を含有して形成される請求項1に記載の固体撮像装置。
  10.  固体撮像装置と、
     前記固体撮像装置に入射光を導く光学系と、
     前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と、を備え、
     前記固体撮像装置は、
     受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
     前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して1つずつ設けられた少なくとも3色のカラーフィルタと、
     互いに隣接する前記カラーフィルタの間に、これらカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有して形成された隔壁部と、を備えることを特徴とする電子機器。
  11.  受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を半導体基板に形成する第1工程と、
     前記入射光を着色して前記受光面へ透過する少なくとも3色のカラーフィルタを、前記複数の光電変換部に対応させて、前記光電変換部それぞれの受光面上方に設ける第2工程と、
     隣りあって設けられる前記カラーフィルタの間に、これら隣り合って設けられるカラーフィルタと異なる色のカラーフィルタのいずれかと同色の色材を含有する隔壁部を形成する第3工程と、を含んで構成される、固体撮像装置の製造方法。
  12.  前記隔壁部を形成するための前記第3工程は、前記3色のカラーフィルタのうち、前記隔壁部と同色の色材を含有するカラーフィルタの形成工程と同工程として行われる請求項11に記載の固体撮像装置の製造方法。
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