JP2004063778A

JP2004063778A - 固体撮像素子

Info

Publication number: JP2004063778A
Application number: JP2002220024A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Kubota; 窪田　睦; Masatoshi Kimura; 木村　雅俊
Original assignee: Renesas Technology Corp; Renesas Semiconductor Engineering Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp; Renesas Semiconductor Engineering Corp
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26
Also published as: KR20040011343A; TW563249B; CN1472819A; DE10310068A1; US20040016935A1

Abstract

【課題】隣接する画素同士の間で、色のばらつきまたは色のにじみが生じてしまう不都合が抑制された固体撮像素子を提供する。
【解決手段】光電変換素子１の半導体基板１０の主表面に対して垂直な方向に位置する空間を取囲むように、金属配線層２、複数の金属プラグ３、金属配線層４、複数の金属プラグ５、金属配線層６、複数の金属プラグ７、および金属配線層８が設けられている。これらの金属部により導光路が形成されている。この導光路は、外部から入射してきた入射光を反射することにより、その入射光が他の光電変換素子へ漏れないように抑制する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換素子部を有する固体撮像素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光電変換素子部を有する固体撮像素子が用いられている。以下、従来の光電変換素子部を有する固体撮像素子を説明する。
【０００３】
図１３は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のイメージセンサを備えた固体撮像素子の回路構成を示す図である。図１３に示すように、固体撮像素子は、単位画素または単位セルＣがマトリックス状に配置されている。また、固体撮像素子は、単位セルＣの各々が垂直シフトレジスタＶＳおよび水平シフトレジスタＨＳに接続されている。
【０００４】
各単位セルＣは、フォトダイオードＰＤ、転送スイッチＭ１、リセットスイッチＭ２、アンプＭ３および選択スイッチＭ４を有している。フォトダイオードＰＤは、入射光を電荷に変換するとともに、変換された電荷を蓄積する光電変換蓄積部に相当する機能を有している。転送スイッチＭ１は、この変換された電荷をアンプＭ３へ転送する機能を有している。
【０００５】
転送スイッチＭ１の制御は、垂直シフトレジスタＶＳからの信号により行なわれる。リセットスイッチＭ２は、蓄積された電荷を接地電極に流すことにより、フォトダイオードＰＤをリセットする機能を有している。アンプＭ３は、電荷の転送によって生成された電気信号の大きさを増幅する機能を有している。選択スイッチＭ４は、垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタによって選択された場合に、ソース領域とドレイン領域とが導通して、電気信号を外部へ出力する。
【０００６】
なお、転送スイッチＭ１、リセットスイッチＭ２、アンプＭ３および選択スイッチＭ４の各々は、ＭＯＳトランジスタで構成されている。
【０００７】
図１４は、図１３のうち領域Ｒの具体的構成を示す上面図である。また、図１５は、図１４における切断線ＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【０００８】
図１４および図１５に示すように、Ｐ型半導体基板１０２の表面には、ＬＯＣＯＳ（ＬＯＣａｌ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）法により、形成された素子分離絶縁膜１０３が形成されている。さらに、Ｐ型半導体基板１０２の表面には、フォトダイオードＰＤ、転送スイッチＭ１およびリセットスイッチＭ２が、並んで配置されている。
【０００９】
フォトダイオードＰＤは、Ｐ型半導体基板１０２とＮ型不純物拡散領域（Ｎ型活性領域）１０４とのＰＮ接合により構成されている。そして、Ｎ型不純物拡散領域１０４の上部（Ｐ型半導体基板１０２の表面近傍）には、Ｐ型不純物拡散領域（Ｐ型活性領域）１０５が形成されている。このＰ型不純物拡散領域１０５は、Ｐ型半導体基板１０２とＮ型不純物拡散領域１０４とのＰＮ接合の空乏層が、Ｐ型不純物拡散領域１０５の下面に到達しないような深さに形成されている。
【００１０】
転送スイッチＭ１は、Ｎ型ソース領域１０４、Ｎ型ドレイン領域（Ｎ型活性領域：なお、動作中浮遊状態となるときがあるのでＦＤ：Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎと表示される）１０６ａ、およびゲート電極層１０８ａを有している。Ｎ型ソース領域１０４とＮ型ドレイン領域１０６ａとは、所定の距離だけ隔離してＰ型半導体基板１０２内に形成されている。ゲート電極層１０８ａは、Ｐ型半導体基板１０２内のＮ型ソース領域１０４とＮ型ドレイン領域１０６ａとに挟まれる部分の上側のゲート絶縁層１０７の上に形成されている。
【００１１】
なお、フォトダイオードＰＤのＮ型不純物拡散領域１０４と転送スイッチＭ１のＮ型ソース領域１０４とは同一の領域であり、各素子の観点から別個に呼称しているにすぎない。
【００１２】
リセットスイッチＭ２は、１対のＮ型ソース／ドレイン領域１０６ａと、ゲート電極層１０８ｂとを有している。１対のＮ型ソース／ドレイン領域１０６ａは、互いに所定の距離を隔てるように半導体基板１０２の表面に形成されている。ゲート電極層１０８ｂは、１対のＮ型ソース／ドレイン領域１０６ａに挟まれる領域上にゲート絶縁層（図示せず）を介して形成されている。
【００１３】
なお、転送スイッチＭ１のＮ型ドレイン領域１０６ａと、リセットスイッチＭ２のＮ型ソース／ドレイン領域１０６ａの一方とも同一の領域であり、各素子の観点から別個に呼称しているにすぎない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような固体撮像素子においては、フォトダイオードＰＤのＮ型不純物領域１０４のＰ型半導体基板１０２の主表面に対して垂直な方向に位置する空間が何ら周囲を囲われていない。そのため、画素としてのフォトダイオードＰＤに対して入射してきた光全てが、フォトダイオードＰＤとしてのＮ型不純物領域１０４に入射されるというわけではない。すなわち、画素としてのフォトダイオードＰＤに対して入射してきた光のうち一部の光は、フォトダイオードＰＤとしてのＮ型不純物拡散領域１０４と隣接する他のフォトダイオードＰＤとしてのＮ型不純物拡散領域１０４に入射されてしまう。そのため、互いに隣り合う画素同士の間で、色のばらつき、または、色のにじみが発生してしまうことがある。
【００１５】
この発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣接する画素同士の間で、色のばらつきまたは色のにじみが生じてしまう不都合が抑制された固体撮像素子を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面の固体撮像素子は、半導体基板内に設けられた光電変換素子部と、半導体基板の上側に、半導体基板の主表面に対して垂直方向に延びるように設けられ、半導体基板の主表面に対して入射してきた入射光を反射することにより、入射光を光電変換素子部に導く導光路とを備えている。
【００１７】
上記の構成によれば、一の光電変換素子部に入射すべき光が、その一の光電変化素子部の周囲に設けられた他の光電変換素子部に入射されてしまうことが抑制される。その結果、隣接する画素同士の間で、色のばらつきまたは色のにじみが生じてしまう不都合が生じることが抑制される。
【００１８】
また、導光路には、金属が用いられていてもよい。
上記の構成によれば、他の素子に用いられる金属配線層または金属プラグと同時に導光路を形成することが可能になる。
【００１９】
また、導光路は、半導体基板に対して垂直方向に延びる垂直金属部と、半導体基板に対して平行な方向に延びる水平金属部とを含んでいてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、他の素子に用いられる垂直金属部および水平金属部と同時に導光路に用いられる垂直金属部および水平金属部を形成することができる。
【００２１】
また、導光路は、管部を有していることが望ましい。
上記の構成によれば、他の光電変換素子部に光を逃すことなく、より確実に特定の光電変換素子部に光を導くことができる。
【００２２】
また、管部は、光入射側の開口面積よりも、光電変換素子部側の開口面積が小さいことが望ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、より多くの光を集光して光電変換素子に導くことが可能になる。
【００２４】
また、入射光が外部から光電変換素子部に至るまでの間の部分が、単一の材料により構成されていることが望ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、入射光が光電変換素子部に至るまでの間の部分が、複数層で形成されている場合に生じる、層同士の界面で生じる光の反射に起因して光が他の光電変換素子の方向へ逃げることが抑制される。
【００２６】
また、導光路の内側面は、曲面および複数の鈍角のうち少なくともいずれか一方のみで構成されていることが望ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、導光路の内側面が、鋭角または直角となっている場合に比較して、導光路の角部での光の反射に基づいて光が他の光電変換素子の方向へ逃げることが抑制される。
【００２８】
また、導光路は、半導体基板の主表面に平行な断面においては、内周が正六角形であることが望ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、半導体基板の主表面と平行な方向における複数の導光路の配置を最も効率的に行うことができる。
【００３０】
また、光電変換素子部は、半導体基板の主表面に平行な断面においては、外周が正六角形であることが望ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、半導体基板の主表面と平行な方向における複数の光電変換素子の配置を最も効率的に行うことができる。
【００３２】
本発明の第２の局面の固体撮像素子は、半導体基板内に設けられた光電変換素子部と、半導体基板内において、光電変換素子部の側面側の周囲を囲むように設けられた光反射部とを備えている。
【００３３】
上記の構成によれば、一の光電変換素子部に入射した光が、半導体基板内において、その一の光電変換素子部の周囲に設けられた他の光電変換素子部に逃げてしまうことが抑制される。その結果、隣接する画素同士の間で、色のばらつきまたは色のにじみが生じてしまう不都合が生じることが抑制される。なお、光反射部には金属が用いられていてもよい。
【００３４】
また、光反射部は、半導体基板の主表面から所定の深さにかけて形成されたトレンチ内に形成されていることが望ましい。
【００３５】
上記の構成によれば、素子分離絶縁膜の形成するためのトレンチを利用して光反射部を形成することができるため、半導体基板の主表面に平行な方向の面積を増加させることなく、光反射部を形成することができる。
【００３６】
また、光反射部と光電変換部との間には絶縁膜が設けられていることが望ましい。
【００３７】
上記の構成によれば、光反射部と光電変換部との間の絶縁性を確保することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１２を用いて、本発明の実施の形態の固体撮像素子を説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
まず、図１および図２を用いて、実施の形態１の固体撮像素子を説明する。本実施の形態の固体撮像素子は、図１および図２に示すように、半導体基板１０の主表面から所定の深さにかけて光電変換素子１が形成されている。図２に示すように、半導体基板１０の主表面に垂直な方向から見たときに、光電変換素子１の周囲を取囲むように、素子分離絶縁膜９が設けられている。
【００４０】
また、素子分離絶縁膜９および半導体基板１０の上側には、金属配線層２が設けられている。この金属配線層２は、素子分離絶縁膜９と同様に、半導体基板１０の主表面に垂直な方向から見たときに、光電変換素子１を取囲むように形成されている。また、金属配線層２の上には、金属プラグ３が複数形成されている。この複数の金属プラグ３は、半導体基板１０の主表面に垂直な方向から見たときに、光電変換素子１を取囲むように、等間隔で形成されている。また、複数の金属プラグ３の上端それぞれに金属配線層４が接続されている。
【００４１】
この金属配線層４は、金属配線層２と同様に、半導体基板１０の主表面に垂直な方向から見たときに、光電変換素子１を取囲むように形成されている。また、金属配線層４の上には、金属プラグ５が複数形成されている。この複数の金属プラグ５は、半導体基板１０の主表面に垂直な方向から見たときに、光電変換素子１を取囲むように、等間隔で形成されている。また、複数の金属プラグ５の上端それぞれの上には、金属配線層６が接続されている。
【００４２】
金属配線層６は、半導体基板１０の主表面に垂直な方向から見たときに、光電変換素子１を取囲むように形成されている。また、金属配線層６の上側には、金属プラグ７が複数形成されている。この複数の金属プラグ７は、半導体基板１０の主表面に垂直な方向から見たときに、光電変換素子１を取囲むように、等間隔で形成されている。また、複数の金属プラグ７それぞれの上端には金属配線層８が接続されている。この金属配線層８は、半導体基板１０の主表面に対して垂直な方向から見たときに、光電変換素子１を取囲むように設けられている。
【００４３】
上記の構成の本実施の形態の固体撮像素子によれば、金属配線層２、複数の金属プラグ３、金属配線層４、複数の金属プラグ５、金属配線層６、複数の金属プラグ７、および金属配線層８により、半導体基板の主表面に対して垂直な方向に入射してきた光を光電変換素子１に導くための導光路が形成されている。なお、導光路の隙間が極力小さくなるように、複数の金属プラグ３、複数の金属プラグ５、および複数の金属プラグ７同士の間隔が極力狭く、かつ、複数の金属プラグ３、複数の金属プラグ５、および複数の金属プラグ７それぞれの高さが極力低い方が望ましい。
【００４４】
この導光路内側面において、入射してきた光が他へ逃げないように反射することにより、光電変換素子１に対して極力多量の光を導く。すなわち、この導光路により、他の光電変換素子へ光電変換素子１に対して入射してきた光が逃げないようにすることができる。その結果、互いに隣り合う画素間同士の間で、色のばらつきまたは色のにじみが発生することが抑制された固体撮像素子が形成される。
【００４５】
なお、導光路は、半導体基板１０に対して垂直方向に延びる垂直金属部としての金属プラグ３，５，７と、半導体基板１０に対して平行な方向に延びる水平金属部としての金属配線層２，４，６，８とを含んでいため、他の素子に用いられる垂直金属部および水平金属部と同時に導光路に用いられる垂直金属部および水平金属部を形成することができる。
【００４６】
（実施の形態２）
次に、図３を用いて実施の形態２の固体撮像素子を説明する。本実施の形態の固体撮像素子の構造は、実施の形態１の固体撮像素子とほぼ同様の構造である。本実施の形態の固体撮像素子は、実施の形態１の固体撮像装置において、金属プラグ３の代わりに、金属壁１１が設けられている。本実施の形態の固体撮像素子の金属壁１１は、図１および図２に示す複数の金属プラグ３と異なり、互いに隣り合う金属プラグ３同士の間の隙間がない。
【００４７】
したがって、本実施の形態の固体撮像素子によれば、光電変換素子１に対して入射してきた光が他の光電変換素子へ逃げることがより確実に抑制される。その結果、本実施の形態の固体撮像素子によれば、実施の形態１の固体撮像素子よりも確実に画素同士の間の色のばらつきまたは色のにじみを抑制することが可能となる。
【００４８】
（実施の形態３）
次に、図４を用いて実施の形態３の固体撮像素子を説明する。実施の形態３の固体撮像素子の構造は、実施の形態１または実施の形態２の固体撮像素子の構造とほぼ同様である。本実施の形態の固体撮像素子は、実施の形態１の固体撮像素子の金属プラグ３はそのまま用いられているが、実施の形態１の金属プラグ５の代わりに、実施の形態２の金属壁１１と同様の金属壁１２が用いられている。
【００４９】
すなわち、本実施の形態の固体撮像素子構造は、実施の形態１において用いた複数の金属プラグと、実施の形態２において用いた金属壁とが混在した構造となっている。本実施の形態の固体撮像素子においても、実施の形態１および実施の形態２と同様に、固体撮像素子の画素同士の色のばらつきまたは固体撮像素子の色のにじみを抑制することが可能である。
【００５０】
（実施の形態４）
次に、図５を用いて、実施の形態４の固体撮像素子を説明する。本実施の形態の固体撮像素子構造は、実施の形態１の固体撮像素子の構造とほぼ同様である。ただし、本実施の形態の固体撮像素子は、金属配線層２の高さが実施の形態１の金属配線層２よりも高くなっていることが実施の形態１の固体撮像素子とは異なる。
【００５１】
このような構造とすることにより、実施の形態１において示した固体撮像素子に比較して、より確実に半導体基板１０の主表面近傍において、入射光が他の光電変換素子の方へ逃げることを抑制することができる。したがって、本実施の形態の固体撮像素子によれば、より確実に画素同士の間の色のにじみや色のばらつきを抑制することが可能となる。
【００５２】
（実施の形態５）
次に、図６を用いて実施の形態５の固体撮像素子を説明する。本実施の形態の固体撮像素子は、図６に示すように、半導体基板１０と、半導体基板１０の主表面から所定の深さにかけて形成された光電変換素子１と、光電変換素子１を取囲むように形成されたトレンチとが設けられている。また、本実施の形態の固体撮像素子は、トレンチの内側面に沿うように設けられた絶縁膜１４と、絶縁膜１４が形成する溝内部に埋込まれた金属埋込部１５とを備えている。
【００５３】
図６においては、本実施の形態の固体撮像素子の断面構造のみを説明するが、半導体基板１０の主表面に垂直な方向から見たときに、光電変換素子１の周囲を絶縁膜１４および金属埋込部５が囲うように形成されている。
【００５４】
上記本実施の形態の固体撮像素子によれば、光電変換素子１内に入射した光が、他の光電変換素子の方へ逃げようとしても、金属埋込部１５の内側面により反射される。したがって、光電変換素子１内に入射した光が半導体基板１０内において他の光電変換素子の方へ逃げることが抑制される。したがって、本実施の形態の固体撮像素子によれば、画素同士の間の色のばらつきまたは色のにじみが抑制される。また、絶縁膜１４が、光電変換素子１と金属埋込部１５とを絶縁することにより、光電変換素子１と金属埋込部１５との間の電気的影響が遮断されている。
【００５５】
（実施の形態６）
次に、図７を用いて実施の形態６の固体撮像素子を説明する。本実施の形態の固体撮像素子は、図７に示すように、実施の形態１の固体撮像素子とほぼ同様である。
【００５６】
図７に示すように、本実施の形態に固体撮像素子は、半導体基板１０の主表面、金属配線層２および金属プラグ３を埋込む絶縁膜２１と、金属配線層４を埋込む絶縁膜２２と、複数の金属プラグ５を埋込む絶縁膜２３と、金属配線層６を埋込む絶縁膜２４と、複数の金属プラグ７を埋込む絶縁膜２５と、金属配線層８を埋込む絶縁膜２６と、金属配線層８の上に形成された絶縁膜２７とが設けられている。
【００５７】
また、光電変換素子１の上方においては、絶縁膜２７、絶縁膜２６、絶縁膜２５、絶縁膜２４、絶縁膜２３および絶縁膜２２、および絶縁膜２１の一部が除去された結果、ホールが形成されている。このホールの内側面には、金属膜１７が設けられている。この金属膜１７は、半導体基板１０の主表面に対して垂直方向に見たときには、光電変換素子１を取囲むように設けられている。
【００５８】
本実施の形態の固体撮像素子によれば、金属膜１７が設けられているために、光電変換素子１の上方から入射してきた光が、光電変換素子１以外の他の光電変換素子の方へ逃げることが抑制されている。したがって、本実施の形態の固体撮像素子によれば、画素同士の間の色のばらつきまたは色のにじみが抑制される。
【００５９】
なお、導光路としての金属膜１７は、管状となっているため、他の光電変換素子部に光を逃すことなく、より確実に特定の光電変換素子部に光を導くことができる。
【００６０】
また、管状の金属膜１７は、光入射側の開口面積よりも、光電変換素子１側の開口面積が小さくなっているため、より多くの光を集光して光電変換素子１に導くことが可能になる。
【００６１】
（実施の形態７）
次に、図８を用いて実施の形態７の固体撮像素子を説明する。実施の形態７の固体撮像素子は、図８に示すように、実施の形態６の固体撮像素子とほぼ同様の構造である。ただし、絶縁膜２７、絶縁膜２６、絶縁膜２５、絶縁膜２４、絶縁膜２３、絶縁膜２２、および絶縁膜２１に設けられたホールにより、光電変換素子１の上方が剥き出しになっている。また、そのホールには、単一の材料からなる絶縁膜１８が埋込まれている。なお、本実施の形態の固体撮像素子においては、ホールの底面において、光電変換素子１の表面が剥き出しになっているが、光電変換素子１の上にいくらかの厚みの絶縁膜２１が残存しているような固体撮像素子であってもよい。
【００６２】
本実施の形態の固体撮像素子によれば、外部から侵入してくる光の入射経路において、光電変換素子１までの間には、単一の材料から形成された絶縁膜１８のみが形成されている。したがって、複数の光の入射経路の複数の層の屈折率の違いから生じる反射が防止される。その結果、本実施の形態の固体撮像素子は、画素同士の間の色のにじみまたは色のばらつきが、従来の固体撮像素子に比較して抑制されている。また、図８においては絶縁膜１８を用いたが、その絶縁膜１８は、図９に示すシリコン酸化膜１９であればなおよい。
【００６３】
（実施の形態８）
次に図１０を用いて、実施の形態８の固体撮像素子を説明する。実施の形態８の固体撮像素子構造は、図７を用いて説明した実施の形態６の固体撮像素子ならびに図８または図９を用いて説明した実施の形態７の固体撮像素子の構造とほぼ同様である。また、本実施の形態の固体撮像素子は、実施の形態６の固体撮像素子の特徴である金属膜１７と、実施の形態７の固体撮像素子の特徴であるシリコン酸化膜１９とがともに設けられている。
【００６４】
すなわち、絶縁膜２７、絶縁膜２６、絶縁膜２５、絶縁膜２４、絶縁膜２３、絶縁膜２２、および絶縁膜２１を除去して形成されたホールには、金属膜１７が形成されており、さらに、金属膜１７の内側には、単一層からなるシリコン酸化膜１９が埋込まれている。
【００６５】
したがって、外部から入射した光が光電変換素子に到達するまでの間においては、単一のシリコン膜１９が形成されているため、光の屈折率が異なる複数の層が存在することに起因して起こる反射が防止されている。また、金属膜１７の内側面で入射してきた光が反射することにより、光電変換素子１に入射すべき光が他の光電変換素子の方向へ逃げてしまうことが抑制されている。
【００６６】
（実施の形態９）
次に、図１１を用いて実施の形態９の固体撮像素子を説明する。実施の形態９の固体撮像素子の構造は、実施の形態１〜実施の形態８の固体撮像素子の構造とほぼ同様である。しかしながら、金属配線層２が、半導体基板１０の主表面に対して垂直な方向から見たときに、直角の角部がないように形成されている。
【００６７】
すなわち、図２〜図４において見られた、導光路の内側面が形成する四角形の各角部が面取された状態になっている。その結果、半導体基板１０の主表面と平行な断面において、内側面が八角形である金属配線層２が光電変換素子１の周囲を取囲むような構造になっている。このように、光の反射が起こりやすい直角の角部をなくし、鈍角により形成される角部のみにより光電変換素子１を取囲むための内壁を形成することにより、固体撮像素子の画像同士の間の色のばらつきまたは色のにじみがさらに抑制されている。
【００６８】
（実施の形態１０）
次に、図１２を用いて実施の形態１０の固体撮像素子を説明する。本実施の形態の固体撮像素子は、半導体基板１０の主表面に対して垂直な方向から見たときに、光電変換素子１の外周の形状が正六角形であるとともに、その正六角形の光電変換素子１の周囲を取囲むように外周および内周が正六角形の素子分離絶縁膜２が形成されている。また、半導体基板１の主表面上においては、実施の形態１〜実施の形態９の固体撮像素子の導光路に相当する部分が、内周面および外周面とも半導体基板の主表面に対して垂直な方向から見たときに、正六角形になっている。
【００６９】
上記のような構造にすることにより、半導体基板の主表面に平行な方向の画素としての光電変換素子１の配置を最も効率的に行うことができるとともに、光電変換素子１の上方に形成される導光路としての金属配線層２も半導体基板の主表面に平行な方向の配置という観点から見て最も効率的に形成される。したがって、固体撮像素子の半導体基板の主表面に平行な方向の面積を極力小さくすることが可能になる。
【００７０】
また、本実施の形態の固体撮像素子においても、導光路としの金属配線層２の内側面が鈍角のみで形成されている。すなわち、導光路の内周面が鋭角または直角の角度を有する部分がない。その結果、図１１に示す実施の形態９の固体撮像素子と同様に、直角または鋭角の角部で生じる他の光電変換素子の方へ入射光の漏れが抑制されている。
【００７１】
なお、各実施の形態の固体撮像素子の特徴それぞれを適宜組合せて用いても、各実施の形態の固体撮像素子により得られる効果それぞれを得ることは可能である。
【００７２】
また、前述の各実施の形態の固体撮像素子の導光路には、金属が用いられているが、金属以外の材質であっても、入射光を反射して光電変換素子に導くことが可能な材料であれば、他の材料であってもよい。また、金属としては、たとえば、タングステンシリサイドなどの材料が考えられる。また、金属配線層は、ゲート配線層であってもよい。また、金属プラブは、コンタクトホールまたはビアホール（スルーホール）であってもよい。また、素子分離絶縁膜は、ＬＯＣＯＳ（ＬＯＣａｌ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）法により形成されたものであっても、トレンチ内に形成されたものであってもよい。
【００７３】
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の固体撮像素子の断面構造を説明するための図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面を説明するための図である。
【図３】実施の形態２の固体撮像素子の平面構造を説明するための図である。
【図４】実施の形態３の固体撮像素子の平面構造を説明するための図である。
【図５】実施の形態４の固体撮像素子の断面構造を説明するための図である。
【図６】実施の形態５の固体撮像素子の断面構造を説明するための図である。
【図７】実施の形態６の固体撮像素子の断面構造を説明するための図である。
【図８】実施の形態７の固体撮像素子の断面構造を説明するための図である。
【図９】実施の形態７の他の例の固体撮像素子の断面構造を説明するための図である。
【図１０】実施の形態８の固体撮像素子の断面構造を説明するための図である。
【図１１】実施の形態９の固体撮像素子の平面構造を説明するための図である。
【図１２】実施の形態１０の固体撮像素子の平面構造を説明するための図である。
【図１３】固体撮像素子の回路構成を説明するための図である。
【図１４】固体撮像素子の１つの画素部分に着目したときの平面構造を説明するための図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線断面を示す図である。
【符号の説明】
１　光電変換素子、２　金属配線層、３　金属プラグ、４　金属配線層、５　金属プラグ、６　金属配線層、７　金属プラグ、８　金属配線層、９　素子分離絶縁膜、１０　半導体基板、１１，１２　金属壁、１３　金属埋込部、１４　絶縁膜、１７　金属膜、１８　絶縁膜、１９　シリコン酸化膜、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７　絶縁膜。

Claims

半導体基板内に設けられた光電変換素子部と、
前記半導体基板の上側に、該半導体基板の主表面に対して垂直方向に延びるように設けられ、該半導体基板の主表面に対して入射してきた入射光を反射することにより、該入射光を前記光電変換素子部に導く導光路とを備えた、固体撮像素子。
前記導光路には、金属が用いられた、請求項１に記載の固体撮像素子。
前記導光路は、前記半導体基板に対して垂直方向に延びる垂直金属部と、前記半導体基板に対して平行な方向に延びる水平金属部とを含む、請求項１に記載の固体撮像素子。
前記導光路は、管部を有する、請求項１に記載の固体撮像素子。
前記管部は、光入射側の開口面積よりも、前記光電変換素子部側の開口面積が小さい、請求項４に記載の固体撮像素子。
入射光が外部から前記光電変換素子部に至るまでの間の部分が、単一の材料により構成された、請求項１に記載の固体撮像素子。
前記導光路の内側面は、曲面および複数の鈍角のうち少なくともいずれか一方のみで構成された、請求項１に記載の固体撮像素子。
前記導光路は、前記半導体基板の主表面に平行な断面においては、内周が正六角形である、請求項１に記載の固体撮像素子。
前記光電変換素子部は、前記半導体基板の主表面に平行な断面においては、外周が正六角形である、請求項１に記載の固体撮像素子。
半導体基板内に設けられた光電変換素子部と、
前記半導体基板内において、前記光電変換素子部の側面側の周囲を囲むように設けられた光反射部とを備えた、固体撮像素子。
前記光反射部には金属が用いられた、請求項１０に記載の固体撮像素子。
前記光反射部は、半導体基板の主表面から所定の深さにかけて形成されたトレンチ内に形成された、請求項１０に記載の固体撮像素子。
前記光反射部と前記光電変換部との間には絶縁膜が設けられた、請求項１０に記載の固体撮像素子。