[go: up one dir, main page]

JP2012186271A - Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging module - Google Patents

Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging module Download PDF

Info

Publication number
JP2012186271A
JP2012186271A JP2011047516A JP2011047516A JP2012186271A JP 2012186271 A JP2012186271 A JP 2012186271A JP 2011047516 A JP2011047516 A JP 2011047516A JP 2011047516 A JP2011047516 A JP 2011047516A JP 2012186271 A JP2012186271 A JP 2012186271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
refractive index
solid
imaging device
state imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011047516A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Yamada
直人 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2011047516A priority Critical patent/JP2012186271A/en
Publication of JP2012186271A publication Critical patent/JP2012186271A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、固体撮像装置とその製造方法、およびこの固体撮像装置を備えた撮像モジュールに関する。
【解決手段】撮像エリアに複数の画素が二次元配列されてなる固体撮像装置であって、画素毎に光電変換部が形成された半導体基板と、半導体基板上に形成され、光電変換部上の領域毎に凹部を有する第1屈折率膜と、第1屈折率膜の凹部に一部が埋め込まれた、第1屈折率よりも高い屈折率を有する第2屈折率膜とを備え、複数の画素には、撮像エリアの中央領域にある第1の画素と、撮像エリアの周辺領域にある第2の画素とが含まれ、第2の画素における第2屈折率膜の上面は、第1の画素側の端部が、第1の画素側とは反対側の端部よりも低くなるように傾斜していることを特徴とする固体撮像装置。
【選択図】図3
The present invention relates to a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and an imaging module including the solid-state imaging device.
A solid-state imaging device in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged in an imaging area, a semiconductor substrate on which a photoelectric conversion unit is formed for each pixel, a semiconductor substrate formed on the semiconductor substrate, and on the photoelectric conversion unit A first refractive index film having a concave portion for each region, and a second refractive index film having a refractive index higher than the first refractive index partially embedded in the concave portion of the first refractive index film, The pixels include a first pixel in the central region of the imaging area and a second pixel in the peripheral region of the imaging area, and the upper surface of the second refractive index film in the second pixel is the first pixel A solid-state imaging device, wherein an end portion on a pixel side is inclined so as to be lower than an end portion on the side opposite to the first pixel side.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、固体撮像装置とその製造方法、およびこの固体撮像装置を備えた撮像モジュールに関し、特に、入射光を光電変換部に導く導波路の構造に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device, a method of manufacturing the same, and an imaging module including the solid-state imaging device, and more particularly to a waveguide structure that guides incident light to a photoelectric conversion unit.

従来の固体撮像装置の一例として、例えば、図11,12に示すように、CCD(Charge Coupled Device)固体撮像装置900がある。図11は固体撮像装置900の水平転送方向に沿う断面図であり、図12は固体撮像装置900の垂直転送方向に沿う断面図である。撮像エリアに複数の画素が二次元配列されてなる固体撮像装置900は、n型の半導体基板910、半導体基板910に形成されたp型の半導体ウェル領域912、半導体ウェル領域912内に形成された光電変換部であるフォトダイオード918、半導体ウェル領域912内に形成されフォトダイオード918で発生した電荷を転送する転送チャネル922、各フォトダイオード918に対応して配置された転送電極932、転送電極932上に形成されたコンタクト934、コンタクト934を介して転送電極932と電気的に接続された接続配線936を備えている。   As an example of a conventional solid-state imaging device, for example, there is a charge coupled device (CCD) solid-state imaging device 900 as shown in FIGS. 11 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device 900 along the horizontal transfer direction, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device 900 along the vertical transfer direction. A solid-state imaging device 900 in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged in an imaging area is formed in an n-type semiconductor substrate 910, a p-type semiconductor well region 912 formed in the semiconductor substrate 910, and the semiconductor well region 912. Photodiodes 918 which are photoelectric conversion portions, transfer channels 922 which are formed in the semiconductor well region 912 and transfer charges generated by the photodiodes 918, transfer electrodes 932 and transfer electrodes 932 which are arranged corresponding to the respective photodiodes 918 And a connection wiring 936 that is electrically connected to the transfer electrode 932 through the contact 934.

半導体ウェル領域912上には、フォトダイオード918上の領域に凹部940aを有する第1屈折率膜であるクラッド層940と、クラッド層940の凹部940aに埋め込まれクラッド層940の屈折率よりも高い屈折率を有する第2屈折率材料膜であるコア層942とが形成されている。さらに、コア層942上に、パッシベーション膜960、平坦化膜962、カラーフィルター964、マイクロレンズ966が積層されている。   On the semiconductor well region 912, a cladding layer 940, which is a first refractive index film having a recess 940a in a region on the photodiode 918, and a refractive index higher than the refractive index of the cladding layer 940 embedded in the recess 940a of the cladding layer 940 A core layer 942 that is a second refractive index material film having a refractive index is formed. Further, a passivation film 960, a planarization film 962, a color filter 964, and a microlens 966 are stacked over the core layer 942.

ここで、クラッド層940とコア層942とから導波路944が形成される。すなわち、コア層942に入射した光は、コア層942の材料よりも屈折率の低い材料からなるクラッド層940には入りにくく、積層方向上方から下方のフォトダイオード918へと導かれるため、導波路944により固体撮像装置900の集光効率は向上する。   Here, a waveguide 944 is formed from the cladding layer 940 and the core layer 942. In other words, the light incident on the core layer 942 is difficult to enter the clad layer 940 made of a material having a refractive index lower than that of the material of the core layer 942, and is guided from the upper side in the stacking direction to the lower photodiode 918. 944 improves the light collection efficiency of the solid-state imaging device 900.

特開2009−267252号公報JP 2009-267252 A 特開2010−87039号公報JP 2010-87039 A

一般に、カメラレンズから入射した光は焦点を通った後、広がって固体撮像装置に入射することから、撮像エリアの中央領域にある画素では光が略垂直方向から入射し、撮像エリアの周辺領域にある画素では光が斜め方向から入射する。そのため、上記従来の固体撮像装置において、撮像エリアの周辺領域にある画素では、固体撮像装置の感度が低下するという課題がある。その要因のひとつとして、上記従来の固体撮像装置では、コア層の上面と半導体基板上面とが平行になるよう形成されているため、周辺領域にある画素では、コア層上面に光が斜め方向から大きな入射角で入射することが挙げられる。コア層上面に入射する光の入射角が大きくなると、コア層上面で光が反射しやすくなりコア層内部へ透過する光が減ることにより、周辺領域の画素における感度が低下する。   In general, light incident from a camera lens passes through a focal point and then spreads and enters a solid-state imaging device. Therefore, in a pixel in the central region of the imaging area, light enters from a substantially vertical direction and enters a peripheral region of the imaging area. In a certain pixel, light enters from an oblique direction. Therefore, in the conventional solid-state imaging device, there is a problem that the sensitivity of the solid-state imaging device is reduced in pixels in the peripheral region of the imaging area. As one of the factors, in the conventional solid-state imaging device, since the upper surface of the core layer and the upper surface of the semiconductor substrate are formed in parallel, in the pixels in the peripheral region, light is obliquely incident on the upper surface of the core layer. Incident light is incident at a large incident angle. When the incident angle of the light incident on the upper surface of the core layer is increased, the light is easily reflected on the upper surface of the core layer and the light transmitted to the inside of the core layer is reduced, so that the sensitivity in the pixels in the peripheral region is decreased.

本発明は、上記問題の解決を図るべくなされたものであって、周辺領域にある画素でもコア層上面で光が反射しにくく、固体撮像装置の周辺領域の画素における感度の低下を抑制できる固体撮像装置とその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and even in pixels in the peripheral region, light is not easily reflected on the upper surface of the core layer, and a solid that can suppress a decrease in sensitivity in the pixels in the peripheral region of the solid-state imaging device. It is an object of the present invention to provide an imaging device and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、撮像エリアに複数の画素が二次元配列されてなる固体撮像装置であって、画素毎に光電変換部が形成された半導体基板と、半導体基板上に形成され、光電変換部上の領域毎に凹部を有する第1屈折率膜と、第1屈折率膜の凹部に一部が埋め込まれた、第1屈折率よりも高い屈折率を有する第2屈折率膜とを備え、複数の画素には、撮像エリアの中央領域にある第1の画素と、撮像エリアの周辺領域にある第2の画素とが含まれ、第2の画素における第2屈折率膜の上面は、第1の画素側の端部が、第1の画素側とは反対側の端部よりも低くなるように傾斜していることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged in an imaging area, and a semiconductor substrate in which a photoelectric conversion unit is formed for each pixel; A first refractive index film formed on the semiconductor substrate and having a recess for each region on the photoelectric conversion portion, and a refractive index higher than the first refractive index partially embedded in the recess of the first refractive index film The plurality of pixels include a first pixel in the central area of the imaging area and a second pixel in the peripheral area of the imaging area. The second pixel The upper surface of the second refractive index film is inclined so that the end portion on the first pixel side is lower than the end portion on the opposite side to the first pixel side.

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、撮像エリアに、当該撮像エリアの中央領域にある第1の画素と、当該撮像エリアの周辺領域にある第2の画素とを含む複数の画素が二次元配列されてなる固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板に、画素毎に光電変換部を形成する工程と、半導体基板上に、光電変換部上の領域毎に凹部を有する第1屈折率膜を形成する工程と、第1屈折率膜の凹部に一部が埋め込まれ、第2の画素における第2屈折率膜の上面は、第1の画素側の端部が、第1の画素側とは反対側の端部よりも低くなるように傾斜するよう、第1屈折率よりも高い屈折率を有する第2屈折率膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of pixels including, in an imaging area, a first pixel in a central region of the imaging area and a second pixel in a peripheral region of the imaging area. Is a method of manufacturing a solid-state imaging device in which a photoelectric conversion unit is formed for each pixel on a semiconductor substrate, and a step of forming a recess for each region on the photoelectric conversion unit on the semiconductor substrate. A step of forming the first refractive index film, and a part of the concave portion of the first refractive index film is embedded, and the upper surface of the second refractive index film in the second pixel is the first pixel side end portion of the first refractive index film. Forming a second refractive index film having a refractive index higher than the first refractive index so as to incline so as to be lower than the end opposite to the pixel side.

本発明に係る固体撮像装置では、撮像エリアの周辺領域にある画素において、第2屈折率膜であるコア層上面は、中央領域にある画素側の端部が、中央領域にある画素側と反対側の端部よりも低くなるよう傾斜するよう形成される。なお、「端部の高さ」とは、半導体基板上面からの高さをいう。   In the solid-state imaging device according to the present invention, in the pixel in the peripheral region of the imaging area, the upper surface of the core layer, which is the second refractive index film, is opposite to the pixel side in the central region. It forms so that it may become lower than the edge part of the side. Note that the “height of the end” refers to the height from the upper surface of the semiconductor substrate.

この構成により、周辺領域にある画素において、マイクロレンズを通った光は、コア層上面に垂直な方向と光の入射方向との成す角度である光の入射角度を、コア層上面が半導体基板に対して平行な場合よりも、小さくすることができる。そのため、従来と比べてコア層上面での光の反射を抑制することができる。すなわち、周辺領域にある画素でもコア層上面で光が反射しにくく、固体撮像装置の周辺領域の画素における感度の低下を抑制できる。   With this configuration, in the pixels in the peripheral region, the light passing through the microlens has an incident angle of light, which is an angle formed by a direction perpendicular to the upper surface of the core layer and an incident direction of the light, and the upper surface of the core layer is applied to the semiconductor substrate. It can be made smaller than when parallel to each other. Therefore, reflection of light on the upper surface of the core layer can be suppressed as compared with the conventional case. That is, even in the pixels in the peripheral region, light is not easily reflected on the upper surface of the core layer, and a decrease in sensitivity in the pixels in the peripheral region of the solid-state imaging device can be suppressed.

本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の平面図である。It is a top view of the solid-state imaging device concerning Embodiment 1 of the present invention. 図1に示した固体撮像装置の拡大図である。It is an enlarged view of the solid-state imaging device shown in FIG. 図1に示した固体撮像装置の周辺領域にある画素における断面図である。It is sectional drawing in the pixel in the peripheral region of the solid-state imaging device shown in FIG. 図1に示した固体撮像装置の中央領域にある画素における断面図である。It is sectional drawing in the pixel in the center area | region of the solid-state imaging device shown in FIG. 図1に示した固体撮像装置の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows typically a part of manufacturing process of the solid-state imaging device shown in FIG. 図1に示した固体撮像装置の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows typically a part of manufacturing process of the solid-state imaging device shown in FIG. 図1に示した固体撮像装置の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows typically a part of manufacturing process of the solid-state imaging device shown in FIG. 図1に示した固体撮像装置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the solid-state imaging device shown in FIG. 本発明の実施の形態2に係る固体撮像装置の断面図である。It is sectional drawing of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る固体撮像装置の断面図である。It is sectional drawing of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 従来の固体撮像装置の水平転送方向に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the horizontal transfer direction of the conventional solid-state imaging device. 従来の固体撮像装置の垂直転送方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the vertical transfer direction of the conventional solid-state imaging device.

[実施の形態1]
1.固体撮像装置100の全体構成
図1は、実施の形態1に係る固体撮像装置100の平面図である。
[Embodiment 1]
1. Overall Configuration of Solid-State Imaging Device 100 FIG. 1 is a plan view of solid-state imaging device 100 according to Embodiment 1. FIG.

固体撮像装置100は、撮像エリア110に複数の画素が二次元配列されてなる。撮像エリア110において、中央領域120では光が垂直方向から入射し、周辺領域130では光が斜め方向から入射する。中央領域120にある画素を中央画素150、周辺領域130にある画素を周辺画素140とする。以下、周辺画素140としては、垂直転送方向では中央領域120と同じ位置にあり、水平転送方向では撮像エリア110の周縁部に位置するものを例に挙げて説明する。   In the solid-state imaging device 100, a plurality of pixels are two-dimensionally arranged in the imaging area 110. In the imaging area 110, light enters from the vertical direction in the central region 120, and light enters from the oblique direction in the peripheral region. A pixel in the central region 120 is a central pixel 150 and a pixel in the peripheral region 130 is a peripheral pixel 140. Hereinafter, the peripheral pixel 140 will be described by taking as an example a pixel located at the same position as the central region 120 in the vertical transfer direction and positioned at the peripheral edge of the imaging area 110 in the horizontal transfer direction.

図2は、図1に示した固体撮像装置100の周辺画素140周辺の拡大図である。固体撮像装置100には、画素毎に光電変換部である正方形のフォトダイオード18が形成されている。また、固体撮像装置100は、水平方向に隣り合うフォトダイオード18間に形成された垂直転送レジスタ22、垂直転送レジスタ22上に形成された垂直転送電極32、及び垂直転送レジスタ24上にフォトダイオード18が露出するように開口を有する接続電極36を備える。垂直転送電極32と接続電極36とは、コンタクト34を介して接続されている。
2.固体撮像装置100の周辺領域130における構成
図3は、図2に示したA−A線での断面図であり、X軸正方向に、図1に示した中央画素150がある。
FIG. 2 is an enlarged view around the peripheral pixel 140 of the solid-state imaging device 100 shown in FIG. In the solid-state imaging device 100, a square photodiode 18 as a photoelectric conversion unit is formed for each pixel. The solid-state imaging device 100 includes a vertical transfer register 22 formed between photodiodes 18 adjacent in the horizontal direction, a vertical transfer electrode 32 formed on the vertical transfer register 22, and a photodiode 18 on the vertical transfer register 24. A connection electrode 36 having an opening is provided so as to be exposed. The vertical transfer electrode 32 and the connection electrode 36 are connected via a contact 34.
2. Configuration in Peripheral Region 130 of Solid-State Imaging Device 100 FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2, and the central pixel 150 shown in FIG.

固体撮像装置100は、n領域10とpウェル領域12とからなる半導体基板11、pウェル領域12内に形成されたフォトダイオード18及び垂直転送レジスタ24、pウェル領域12上を覆うように積層された絶縁膜30、絶縁膜30上に形成された電極32、及び電極32上に形成された第1屈折率材料膜であるクラッド層40とクラッド層40上に形成されたクラッド層の屈折率よりも高い屈折率を持つ第2屈折率材料膜であるコア層42とからなる導波路44を備えている。   The solid-state imaging device 100 is stacked so as to cover the semiconductor substrate 11 including the n region 10 and the p well region 12, the photodiode 18 and the vertical transfer register 24 formed in the p well region 12, and the p well region 12. The insulating film 30, the electrode 32 formed on the insulating film 30, the cladding layer 40 that is the first refractive index material film formed on the electrode 32, and the refractive index of the cladding layer formed on the cladding layer 40 And a waveguide 44 including a core layer 42 which is a second refractive index material film having a high refractive index.

フォトダイオード18は、下層のn型拡散層14と上層のp型のホールアキュムレーション層16とからなる。また、フォトダイオード18上面を覆う絶縁膜30上に、反射防止膜31が形成される。絶縁膜30は、例えば、シリコン酸化膜からなり、反射防止膜31は、例えば、シリコン窒化膜からなる。なお、反射防止膜31の屈折率は、半導体基板11の屈折率より大きく、クラッド層40の屈折率より小さい。 The photodiode 18 includes a lower n + -type diffusion layer 14 and an upper p + -type hole accumulation layer 16. An antireflection film 31 is formed on the insulating film 30 covering the upper surface of the photodiode 18. The insulating film 30 is made of, for example, a silicon oxide film, and the antireflection film 31 is made of, for example, a silicon nitride film. Note that the refractive index of the antireflection film 31 is larger than the refractive index of the semiconductor substrate 11 and smaller than the refractive index of the cladding layer 40.

フォトダイオード18の一方側には、読み出しゲート28を介して垂直転送レジスタ24が形成されている。フォトダイオード18の他方側には、チャネルストップ領域としてのp型層26が形成されている。また、垂直転送レジスタ24が、下層のp型層20と上層のn型層の転送チャネル22とから形成される。また、垂直転送レジスタ24及び読み出しゲート28上に、絶縁膜30を介して、電荷読み出し及び電荷転送電極の機能を有する、例えば、ポリシリコン膜からなる電極32が形成される。さらに、電極32を覆うように、絶縁膜33を介して、遮光膜を兼ねた接続電極36が形成される。接続電極36と電極32はコンタクト34で接続されている。   A vertical transfer register 24 is formed on one side of the photodiode 18 via a read gate 28. A p-type layer 26 as a channel stop region is formed on the other side of the photodiode 18. A vertical transfer register 24 is formed of a lower p-type layer 20 and an upper n-type transfer channel 22. Further, an electrode 32 made of, for example, a polysilicon film having the functions of a charge readout and charge transfer electrode is formed on the vertical transfer register 24 and the readout gate 28 via an insulating film 30. Further, a connection electrode 36 that also serves as a light shielding film is formed through the insulating film 33 so as to cover the electrode 32. The connection electrode 36 and the electrode 32 are connected by a contact 34.

反射防止膜31及び接続電極36上を覆うように、フォトダイオード18上の領域毎に凹部40aを有するクラッド層40が形成され、クラッド層40の凹部40aに一部が埋め込まれたコア層42が形成される。   A cladding layer 40 having a recess 40a is formed in each region on the photodiode 18 so as to cover the antireflection film 31 and the connection electrode 36, and a core layer 42 partially embedded in the recess 40a of the cladding layer 40 is formed. It is formed.

クラッド層40とコア層42とからなる導波路44上に、例えば、窒化シリコン(SiNやSiON)からなるパッシベーション膜60が形成され、さらに、例えば、アクリル樹脂などの有機塗布膜からなる平坦化膜62、カラーフィルター64、及びマイクロレンズ66による積層構造が形成されている。なお導波路44、カラーフィルター64、及びマイクロレンズ66のレイアウト位置は、レイアウト中心が一致しても、カメラレンズに合わせてずらしても良い。
3.周辺領域130にある周辺画素140における導波路44の詳細な説明
導波路44のコア層42の上面42aは、平面視すると、四角形状となっている。
A passivation film 60 made of, for example, silicon nitride (SiN or SiON) is formed on the waveguide 44 made of the cladding layer 40 and the core layer 42, and further, for example, a planarization film made of an organic coating film such as an acrylic resin A laminated structure is formed by 62, the color filter 64, and the microlens 66. The layout positions of the waveguide 44, the color filter 64, and the microlens 66 may be shifted according to the camera lens, even if the layout centers coincide.
3. Detailed Description of Waveguide 44 in Peripheral Pixel 140 in Peripheral Region 130 The upper surface 42a of the core layer 42 of the waveguide 44 has a quadrangular shape in plan view.

また、固体撮像装置100の水平転送方向に沿う断面では、半導体基板11上面の平行面に対する斜め入射光が、導波路44のコア層42の上面42aに対し小さな入射角で入射するよう、導波路44におけるコア層42の上面42aは、中央画素150側の端部42cが、中央画素150と反対側の端部42dよりも低くなるよう傾斜して形成される。固体撮像装置100における中央画素150側の端部42cとは、撮像エリア110を平面視したときにおいて、周辺画素140の中心点及び中央画素150の中心点を結ぶ直線と、コア層42の上面42aの輪郭線(本実施形態では四角形状である)との2つの交点のうち、中央画素150に近い点をいう。中央画素150と反対側の端部42dとは、当該交点のうち、中央画素150に遠い点を言う。「端部の高さ」とは、半導体基板11上面からの高さをいう。周辺画素140において、垂直転送方向に沿う断面から見ると光は略垂直に入射するように見え、水平転送方向断面から見ると光が斜め方向から入射するように見える。そのため、水平転送方向に沿う断面のみ導波路44のコア層42の上面42aを傾斜するよう形成する。   In addition, in the cross section along the horizontal transfer direction of the solid-state imaging device 100, the waveguide so that oblique incident light with respect to the parallel surface of the upper surface of the semiconductor substrate 11 is incident on the upper surface 42 a of the core layer 42 of the waveguide 44 at a small incident angle. The upper surface 42 a of the core layer 42 at 44 is formed so as to be inclined such that the end portion 42 c on the central pixel 150 side is lower than the end portion 42 d on the opposite side to the central pixel 150. The end 42c on the central pixel 150 side in the solid-state imaging device 100 is a straight line connecting the central point of the peripheral pixel 140 and the central point of the central pixel 150 and the upper surface 42a of the core layer 42 when the imaging area 110 is viewed in plan. Of the two intersection points with the contour line (in this embodiment, a quadrangular shape), the point is close to the central pixel 150. The end 42d opposite to the central pixel 150 is a point far from the central pixel 150 among the intersections. “Height of the end” refers to the height from the upper surface of the semiconductor substrate 11. In the peripheral pixel 140, when viewed from a cross section along the vertical transfer direction, the light appears to be incident substantially vertically, and when viewed from the horizontal transfer direction cross section, the light appears to be incident from an oblique direction. Therefore, the upper surface 42a of the core layer 42 of the waveguide 44 is formed so as to be inclined only in the cross section along the horizontal transfer direction.

コア層42の上面42aの半導体基板11の平行面に対する傾斜角度は、0°より大きく30°以下であり、この構成では、F値1〜12での斜め光に対しコア層42上面42aが略垂直方向となる。なお、当該コア層42の上面42aの傾斜角度はカメラレンズ毎に異なる。   The angle of inclination of the upper surface 42a of the core layer 42 with respect to the parallel surface of the semiconductor substrate 11 is greater than 0 ° and 30 ° or less. With this configuration, the upper surface 42a of the core layer 42 is substantially the same with respect to oblique light at F values of 1-12. The vertical direction. Note that the inclination angle of the upper surface 42a of the core layer 42 differs for each camera lens.

また、コア層42の上面42aの傾斜により、コア層42の中央画素150側の端部と中央画素150側と反対側の端部とでは、例えば、画素サイズが1.0μmの場合、20〜300nmの段差が形成される。また、コア層42の上面42aの直径または一辺長は、400〜800nmで形成する。   Further, due to the inclination of the upper surface 42a of the core layer 42, for example, when the pixel size is 1.0 μm at the end of the core layer 42 on the central pixel 150 side and the end opposite to the central pixel 150 side, A step of 300 nm is formed. Further, the diameter or one side length of the upper surface 42a of the core layer 42 is formed to be 400 to 800 nm.

クラッド層40は、例えば、シリコン酸化膜等で形成され、コア層42は、例えば、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等で形成される。コア層42の屈折率n1は、クラッド層40の屈折率n2とすると、n1=2.00、n2=1.45のようにn1>n2となるようにする。コア層42の上面から内部に入射した光が、コア層42とクラッド層40との界面42bに到達すると、コア層42の屈折率よりも低い屈折率の材料からなるクラッド層40に入りにくく、当該界面42bで光が反射する。そのため、導波路44により、積層方向上方から入射した光が、下方のフォトダイオード18へと導かれる。   The cladding layer 40 is formed of, for example, a silicon oxide film, and the core layer 42 is formed of, for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like. When the refractive index n1 of the core layer 42 is the refractive index n2 of the cladding layer 40, n1> n2 is satisfied, such as n1 = 2.00 and n2 = 1.45. When light incident on the inside from the upper surface of the core layer 42 reaches the interface 42b between the core layer 42 and the cladding layer 40, it is difficult to enter the cladding layer 40 made of a material having a refractive index lower than that of the core layer 42. Light is reflected at the interface 42b. Therefore, the light incident from above in the stacking direction is guided to the lower photodiode 18 by the waveguide 44.

以上、特定の画素140を例に挙げて説明したが、周辺領域130内に存在するどの画素でも同様である。すなわち、コア層42の上面42aの中央画素150側の端部42cが、中央画素150と反対側の端部42dよりも低くなるよう傾斜する平面に形成される。
4.固体撮像装置100の中央領域120における構成
図4は、図1に示した中央領域120にある画素の、水平転送方向に沿う断面図である。中央領域120における固体撮像装置100の垂直転送方向に沿う断面から見ると、コア層42の上面は、光は略垂直な方向から入射するので、導波路44のコア層42の上面42aが半導体基板11に平行となるよう形成されている。
5.導波路44の製造方法
本発明の実施の形態1における、固体撮像装置100の製造方法について、図5〜7を用いて要部となる導波路形成工程を説明する。なお、図5〜7は、図3に示した固体撮像装置100の水平転送方向に沿う断面図である。
The specific pixel 140 has been described above as an example, but any pixel existing in the peripheral region 130 is the same. That is, the end 42c on the central pixel 150 side of the upper surface 42a of the core layer 42 is formed on a plane that is inclined so as to be lower than the end 42d on the opposite side to the central pixel 150.
4). Configuration in Central Region 120 of Solid-State Imaging Device 100 FIG. 4 is a cross-sectional view along the horizontal transfer direction of pixels in the central region 120 shown in FIG. When viewed from a cross section along the vertical transfer direction of the solid-state imaging device 100 in the central region 120, light is incident on the upper surface of the core layer 42 from a substantially vertical direction, so that the upper surface 42a of the core layer 42 of the waveguide 44 is the semiconductor substrate. 11 so as to be parallel to 11.
5. Method for Producing Waveguide 44 A method for producing the solid-state imaging device 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7 are cross-sectional views along the horizontal transfer direction of the solid-state imaging device 100 shown in FIG.

図5に示すように、フォトダイオード18及び垂直転送レジスタ24が形成された半導体ウェル層12上に、電極32、接続電極36、及びそれらを覆うクラッド層40が形成されている。クラッド層40上にコア層の材料42eを堆積した後、レジスト膜50をエッチングマスクとする。   As shown in FIG. 5, an electrode 32, a connection electrode 36, and a cladding layer 40 covering them are formed on the semiconductor well layer 12 in which the photodiode 18 and the vertical transfer register 24 are formed. After depositing a core layer material 42e on the cladding layer 40, the resist film 50 is used as an etching mask.

レジスト膜50は、リソグラフィー技術によって、開口部50aと傾斜した上面50bを有するよう形成する。本リソグラフィー技術は、例えば、グレースケールマスク52を適用する。グレースケールマスク52は、石英ガラス52aと、石英ガラス52a上に形成されたクロム層52bとからなる。クロム層52bに、微小なサイズの開口が配置される。当該開口密度を変化させることで、クロム層52bの透過率が変化するため、傾斜した上面50bを持つレジスト膜50を形成できる。なお、グレースケールマスク52の透過率は、レジスト膜50の傾斜した上面50bの高さをより高くする部分に対応するものをより小さくする。   The resist film 50 is formed by lithography to have an opening 50a and an inclined upper surface 50b. In this lithography technique, for example, a gray scale mask 52 is applied. The gray scale mask 52 includes a quartz glass 52a and a chromium layer 52b formed on the quartz glass 52a. An opening having a minute size is arranged in the chromium layer 52b. By changing the aperture density, the transmittance of the chrome layer 52b changes, so that the resist film 50 having the inclined upper surface 50b can be formed. Note that the transmittance of the gray scale mask 52 is smaller than that corresponding to the portion where the height of the inclined upper surface 50b of the resist film 50 is increased.

図6に示すように、レジスト膜50をエッチングする。レジスト膜50が存在しない部分では、コア層の材料42eがエッチングされる。
図6に示した製造工程を経て、図7に示すように、フォトダイオード18上の領域に凹部40aを有するクラッド層40と、クラッド層40の凹部40aに一部が埋め込まれたコア層42とからなる、導波路44を形成する。具体的には、エッチングはドライエッチングで行い、レジスト膜50が転写されることでコア層42の上面の傾斜が形成される。その後、他の領域で残っているレジスト膜50を除去する。
6.固体撮像装置100の駆動
図8(a)は固体撮像装置100を用いたモジュール1の模式図である。モジュール1は、例えば、デジタルカメラが考えられる。
As shown in FIG. 6, the resist film 50 is etched. In the portion where the resist film 50 does not exist, the core layer material 42e is etched.
Through the manufacturing process shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7, a cladding layer 40 having a recess 40a in the region on the photodiode 18, and a core layer 42 partially embedded in the recess 40a of the cladding layer 40, A waveguide 44 is formed. Specifically, the etching is performed by dry etching, and the upper surface of the core layer 42 is inclined by transferring the resist film 50. Thereafter, the resist film 50 remaining in other regions is removed.
6). Driving of Solid-State Imaging Device 100 FIG. 8A is a schematic diagram of a module 1 using the solid-state imaging device 100. FIG. The module 1 may be a digital camera, for example.

カメラレンズ400を通りマイクロレンズ66から入射した光は、導波路44を通り光電変換部であるフォトダイオード18に入射する。フォトダイオード18で光電変換が行われ、入射光に対応する電荷が発生する。発生した電荷は、読み出しゲート28を介して垂直転送レジスタ24に移動する。その後、電荷は、垂直転送レジスタ24から水平転送レジスタに移動し、外部に取り出される。
7.導波路44の設計方法
撮像エリア110内で、グレースケールマスクを用いる場合、図8(b)に示すように、任意エリアでコア層42の傾斜方向の設定が可能となる。エリア5が撮像エリア110の中央領域120にあり中央画素150の存在する領域、エリア5以外が撮像エリア110の周辺領域130にあり周辺画素140の存在する領域である。なお、撮像エリア110中心点の位置するエリア5を除く導波路44のコア層42を傾斜させる領域は、撮像エリア110全体の5〜20%の領域となる。撮像領域を分けた9つのエリアの傾斜角は、各エリアそれぞれ、中央画素150側の端部42cが、中央画素150と反対側の端部42dよりも低くなるような、一定の角度で設計する。
Light that has entered the microlens 66 through the camera lens 400 passes through the waveguide 44 and enters the photodiode 18 that is a photoelectric conversion unit. Photoelectric conversion is performed by the photodiode 18 to generate charges corresponding to incident light. The generated charge moves to the vertical transfer register 24 via the read gate 28. Thereafter, the charge moves from the vertical transfer register 24 to the horizontal transfer register and is taken out to the outside.
7). Design Method of Waveguide 44 When a gray scale mask is used in the imaging area 110, the tilt direction of the core layer 42 can be set in an arbitrary area as shown in FIG. 8B. Area 5 is in the central area 120 of the imaging area 110 and the central pixel 150 exists, and areas other than area 5 are in the peripheral area 130 of the imaging area 110 and the peripheral pixels 140 exist. Note that the region where the core layer 42 of the waveguide 44 except the area 5 where the center point of the imaging area 110 is located is 5 to 20% of the entire imaging area 110. The inclination angles of the nine areas into which the imaging regions are divided are designed to be constant so that the end portion 42c on the central pixel 150 side is lower than the end portion 42d on the opposite side to the central pixel 150 in each area. .

図3に示す断面構造は、エリア2にある画素のものである。なお、エリア1、3、7、9のように角に位置する画素では、水平転送方向に沿う断面から見たときのみならず、垂直転送方向に沿う断面から見たときでも、導波路44のコア層42の上面42aが、中央画素150側の端部が中央画素150と反対側の端部よりも低くなる傾斜面として形成される。   The cross-sectional structure shown in FIG. 3 is that of a pixel in area 2. In addition, in the pixels located at the corners such as areas 1, 3, 7, and 9, not only when viewed from the cross section along the horizontal transfer direction, but also when viewed from the cross section along the vertical transfer direction, The upper surface 42 a of the core layer 42 is formed as an inclined surface in which the end on the central pixel 150 side is lower than the end on the opposite side to the central pixel 150.

また、エリア4,6における導波路44コア層42の上面42aの傾斜角は、エリア2、8における導波路44コア層42の上面42aの傾きより小さい。これは、撮像エリア110中心点からより遠い方が、斜め光の入射角がより大きくなるため、対応して撮像エリア110中心点からの距離が大きい方が、より傾きが小さくなるよう傾きを調整する必要があるからである。
8.効果
この構成では、光が斜め方向から入射する周辺領域130にある画素において、導波路44のコア層42の上面42aは、中央画素150側の端部が、中央画素150側と反対側の端部よりも低くなるよう傾斜している。そのため、コア層42の上面42aの法線は、撮像エリア110中心点付近を向いており、コア層42の上面42aへの光の入射角は小さくなる。すなわち、周辺領域130にある画素でも、導波路44のコア層42の上面42aで光が反射しにくい。よって、撮像エリア110の周辺領域130での光のケラレが減少し、固体撮像装置100の撮像エリア110の周辺領域130における感度の低下を抑制できる
[実施の形態2]
1.構成
図9は、本発明の実施の形態2における、固体撮像装置200の周辺領域130にある周辺画素140の水平転送方向に沿う断面図である。下記以外の構成は、固体撮像装置100と同じなので説明を省略する。
Further, the inclination angle of the upper surface 42 a of the waveguide 44 core layer 42 in the areas 4 and 6 is smaller than the inclination of the upper surface 42 a of the waveguide 44 core layer 42 in the areas 2 and 8. This is because the angle of incidence of oblique light becomes larger at a position farther from the center point of the imaging area 110, and accordingly, the tilt is adjusted so that the tilt becomes smaller when the distance from the center point of the imaging area 110 is larger. Because it is necessary to do.
8). Effect In this configuration, in the pixel in the peripheral region 130 where light is incident from an oblique direction, the upper surface 42a of the core layer 42 of the waveguide 44 has an end on the side of the central pixel 150 on the side opposite to the side of the central pixel 150. It is inclined to be lower than the part. Therefore, the normal line of the upper surface 42a of the core layer 42 faces the vicinity of the center point of the imaging area 110, and the incident angle of light on the upper surface 42a of the core layer 42 becomes small. That is, even in the pixels in the peripheral region 130, light is not easily reflected by the upper surface 42 a of the core layer 42 of the waveguide 44. Therefore, vignetting of light in the peripheral region 130 of the imaging area 110 is reduced, and a decrease in sensitivity in the peripheral region 130 of the imaging area 110 of the solid-state imaging device 100 can be suppressed.
[Embodiment 2]
1. Configuration FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the horizontal transfer direction of peripheral pixels 140 in the peripheral region 130 of the solid-state imaging device 200 according to Embodiment 2 of the present invention. Since the configuration other than the following is the same as that of the solid-state imaging device 100, the description thereof is omitted.

固体撮像装置200は、クラッド層240とコア層242とからなる導波路244、導波路244上に形成されたパッシベーション膜260、パッシベーション膜260上に形成されたカラーフィルター264、及びカラーフィルター264上に形成されたマイクロレンズ266を備える。すべての画素において、カラーフィルター264は、パッシベーション膜260が形成されたクラッド層240の凸部及びコア層242上に形成され、カラーフィルター264の上面とn領域10とが平行である。また、周辺領域130にある周辺画素140において、カラーフィルター264の下面と、対応するコア層242の上面242aとが平行である。
2.効果
この構成では、カラーフィルター264は、平坦化膜としての機能も兼ねる。そのため、実施の形態1におけるカラーフィルター64下の平坦化膜62が無いので、製造工程を減らして固体撮像装置を製造することができる。また、実施の形態1と比べ、マイクロレンズ266の位置を下げた低背化構造が実現でき、カメラレンズ400と固体撮像装置200との間の距離を小さくすることができる。さらに、固体撮像装置200内の界面の数が減り、界面での光吸収が抑制されるため、固体撮像装置200の感度向上につながる。
[実施の形態3]
1.構成
図10は、本発明の実施の形態3における、固体撮像装置300の周辺領域130にある周辺画素140での水平転送方向に沿う断面図である。固体撮像装置100と同じなので説明を省略する。
The solid-state imaging device 200 includes a waveguide 244 composed of a clad layer 240 and a core layer 242, a passivation film 260 formed on the waveguide 244, a color filter 264 formed on the passivation film 260, and the color filter 264. A formed microlens 266 is provided. In all the pixels, the color filter 264 is formed on the convex portion of the clad layer 240 on which the passivation film 260 is formed and on the core layer 242, and the upper surface of the color filter 264 and the n region 10 are parallel to each other. In the peripheral pixel 140 in the peripheral region 130, the lower surface of the color filter 264 and the upper surface 242a of the corresponding core layer 242 are parallel.
2. Effect In this configuration, the color filter 264 also functions as a planarizing film. Therefore, since there is no planarization film 62 under the color filter 64 in the first embodiment, it is possible to manufacture a solid-state imaging device with fewer manufacturing steps. Further, as compared with the first embodiment, a low-profile structure in which the position of the micro lens 266 is lowered can be realized, and the distance between the camera lens 400 and the solid-state imaging device 200 can be reduced. Furthermore, since the number of interfaces in the solid-state imaging device 200 is reduced and light absorption at the interfaces is suppressed, the sensitivity of the solid-state imaging device 200 is improved.
[Embodiment 3]
1. Configuration FIG. 10 is a cross-sectional view along the horizontal transfer direction of the peripheral pixels 140 in the peripheral region 130 of the solid-state imaging device 300 according to Embodiment 3 of the present invention. Since it is the same as that of the solid-state imaging device 100, description thereof is omitted.

固体撮像装置300は、クラッド層340とコア層342とからなる導波路344、導波路344上に形成されたパッシベーション膜360、パッシベーション膜360上に均一な厚さで形成されたカラーフィルター364、及びカラーフィルター364上に形成された平坦化膜365を備える。すべての画素においてカラーフィルター364は、パッシベーション膜360が形成されたクラッド層340の凸部及びコア層342上に形成されている。また、光が斜め方向から入射する周辺領域130の周辺画素140におけるカラーフィルター364の上面364aは、中央画素150側の端部が、中央画素150側と反対側の端部よりも低くなるよう傾斜している。
2.効果
本実施の形態では、実施の形態1と比べて、マイクロレンズ366の位置の下がった低背化構造が実現でき、カメラレンズ400と固体撮像装置300との間の距離を小さくすることができる。また、カラーフィルター364の厚みを均一にできるので、実施の形態2と比べて、カラーフィルター364による光の吸収を低減し、固体撮像装置300の感度を向上できる。
[変形例]
1.コア層上面の傾き
コア層上面の傾きは、実施の形態等で示したように、撮像領域を9つのエリアに分け、エリアごとにそれぞれ一定としても良いし、例えば、より細かくエリア分けを行い、撮像エリア中心点から近いエリアほど傾きを緩やかにする等の構成を採っても良い。また、実施の形態等では、撮像エリアの角に位置する領域では、垂直転送方向に沿う断面から見たときでも、水平転送方向に沿う断面から見たときでも、コア層上面を傾斜させる構成を採っているが、図8(b)におけるエリア1,2,3,7,8,9を水平転送方向に沿う断面から見たとき、エリア4,6を垂直転送方向に沿う断面から見たとき、それぞれコア層上面を傾斜させる構成を採っても良い。
2.コア層上面が曲面状である場合
コア層上面の形状は、実施の形態等で示した傾斜した平面状でも良いし、傾斜した曲面状でも良い。当該曲面の形状として、例えば、上または下に凸な曲面形状がある。また、曲面の形状は、撮像エリア中心点を通るよう曲面を切った断面を考えるとき、当該断面の上側の曲線の接線の傾きは、常に正もしくは常に負となる曲面であるほうが好ましい。中央領域120にある画素側と反対側の端部が、中央領域120にある画素側の点よりも高くなるような形状であるほうが好ましい。
3.その他
実施の形態等では、CCDタイプの固体撮像装置を用いたが、MOSタイプの固体撮像装置を用いても良い。実施の形態等において、導波路上に形成されるパッシベーション膜、及びクラッド層内に、フォトダイオード毎に形成されている反射防止膜は無くても良い。コア層上面の形状は、実施の形態等で示した四角柱状でも良いし、例えば、円形状、三角形状、五角形状、その他多角形状を採ってもよい。
The solid-state imaging device 300 includes a waveguide 344 composed of a cladding layer 340 and a core layer 342, a passivation film 360 formed on the waveguide 344, a color filter 364 formed on the passivation film 360 with a uniform thickness, and A planarization film 365 formed on the color filter 364 is provided. In all pixels, the color filter 364 is formed on the convex portion of the cladding layer 340 on which the passivation film 360 is formed and the core layer 342. In addition, the upper surface 364a of the color filter 364 in the peripheral pixel 140 in the peripheral region 130 where light enters from an oblique direction is inclined such that the end on the central pixel 150 side is lower than the end on the opposite side to the central pixel 150 side. is doing.
2. Effect In the present embodiment, compared to the first embodiment, a low-profile structure in which the position of the microlens 366 is lowered can be realized, and the distance between the camera lens 400 and the solid-state imaging device 300 can be reduced. . Further, since the thickness of the color filter 364 can be made uniform, light absorption by the color filter 364 can be reduced and the sensitivity of the solid-state imaging device 300 can be improved as compared with the second embodiment.
[Modification]
1. The inclination of the upper surface of the core layer The inclination of the upper surface of the core layer is divided into nine areas as shown in the embodiments, etc., and may be constant for each area. A configuration may be employed such that the area closer to the imaging area center point has a gentler inclination. Further, in the embodiment and the like, in the region located at the corner of the imaging area, the structure in which the upper surface of the core layer is inclined when viewed from a cross section along the vertical transfer direction or when viewed from a cross section along the horizontal transfer direction. However, when areas 1, 2, 3, 7, 8, and 9 in FIG. 8B are viewed from a section along the horizontal transfer direction, areas 4 and 6 are viewed from a section along the vertical transfer direction. In addition, a configuration in which the upper surface of the core layer is inclined may be employed.
2. When the upper surface of the core layer has a curved shape, the shape of the upper surface of the core layer may be an inclined flat surface as shown in the embodiment or the like, or an inclined curved surface. As the shape of the curved surface, for example, there is a curved surface shape convex upward or downward. In addition, when considering the cross section of the curved surface so as to pass through the center point of the imaging area, the curved surface is preferably a curved surface in which the slope of the tangent to the upper curve of the cross section is always positive or always negative. It is preferable that the end of the central region 120 opposite to the pixel side is higher in shape than the pixel side point in the central region 120.
3. Others In the embodiments and the like, a CCD type solid-state imaging device is used, but a MOS type solid-state imaging device may be used. In the embodiment and the like, the antireflection film formed for each photodiode may not be provided in the passivation film formed on the waveguide and the cladding layer. The shape of the upper surface of the core layer may be a quadrangular prism shape shown in the embodiment or the like, and may be, for example, a circular shape, a triangular shape, a pentagonal shape, or other polygonal shapes.

実施の形態2,3では、パッシベーション膜が形成された導波路上に直接カラーフィルターが形成されているが、パッシベーション膜とカラーフィルターとの間に平坦化膜を形成し、カラーフィルターの下面と半導体基板とを任意の傾きで傾けるような構成を採っても良い。   In Embodiments 2 and 3, the color filter is formed directly on the waveguide on which the passivation film is formed. However, a planarizing film is formed between the passivation film and the color filter, and the lower surface of the color filter and the semiconductor are formed. You may take the structure which inclines with a board | substrate with arbitrary inclination.

なお、本発明に係る固体撮像装置の構成などは、上記実施の形態に係る固体撮像装置の構成に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において、種々の変形および応用が可能である。そして、技術的思想を逸脱しない範囲において、上述の各工程で使用したプロセスを、他の等価なプロセスに置換することが可能である。また、工程順を入れ替えることも、材料種を変更することも可能である。   The configuration of the solid-state imaging device according to the present invention is not limited to the configuration of the solid-state imaging device according to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible within the scope of the effects of the present invention. is there. In addition, the process used in each step described above can be replaced with another equivalent process without departing from the technical idea. Moreover, it is also possible to change a process order and to change a material kind.

本発明は、デジタルカメラ等に利用でき、画質の劣化が抑制された固体撮像装置を実現するのに有用である。   The present invention can be used for a digital camera or the like, and is useful for realizing a solid-state imaging device in which deterioration of image quality is suppressed.

100,200,300,900 固体撮像装置
11,910 半導体基板
18,918 フォトダイオード
22,922 垂直転送レジスタ
32,932 電極
40,240,340,940 クラッド層
42,242,342,942 コア層
44,244,344,944 導波路
100, 200, 300, 900 Solid-state imaging device 11, 910 Semiconductor substrate 18, 918 Photo diode 22, 922 Vertical transfer register 32, 932 Electrode 40, 240, 340, 940 Clad layer 42, 242, 342, 942 Core layer 44, 244,344,944 Waveguide

Claims (10)

撮像エリアに複数の画素が二次元配列されてなる固体撮像装置であって、
画素毎に光電変換部が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、前記光電変換部上の領域毎に凹部を有する第1屈折率膜と、
前記第1屈折率膜の凹部に一部が埋め込まれた、第1屈折率よりも高い屈折率を有する第2屈折率膜と
を備え、
前記複数の画素には、前記撮像エリアの中央領域にある第1の画素と、前記撮像エリアの周辺領域にある第2の画素とが含まれ、
前記第2の画素における第2屈折率膜の上面は、前記第1の画素側の端部が、前記第1の画素側とは反対側の端部よりも低くなるように傾斜している
ことを特徴とする固体撮像装置。
A solid-state imaging device in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged in an imaging area,
A semiconductor substrate on which a photoelectric conversion unit is formed for each pixel;
A first refractive index film formed on the semiconductor substrate and having a recess for each region on the photoelectric conversion unit;
A second refractive index film having a refractive index higher than the first refractive index, partially embedded in the recess of the first refractive index film,
The plurality of pixels include a first pixel in a central area of the imaging area and a second pixel in a peripheral area of the imaging area,
The upper surface of the second refractive index film in the second pixel is inclined so that the end on the first pixel side is lower than the end on the opposite side to the first pixel side. A solid-state imaging device.
前記第2の画素における前記第2屈折率膜の上面は、平面状である
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an upper surface of the second refractive index film in the second pixel is planar.
前記第2の画素における前記第2屈折率膜の上面は、曲面状であり、
当該曲面の形状は、前記第1の画素側とは反対側の端部が、当該端部よりも第1の画素側に位置するすべての点よりも高くなるような形状である
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
The upper surface of the second refractive index film in the second pixel is curved.
The shape of the curved surface is such that the end opposite to the first pixel side is higher than all the points located on the first pixel side than the end. The solid-state imaging device according to claim 1.
前記第1屈折率膜の凸部及び第2屈折率膜上に、前記各光電変換部に対応してカラーフィルターが形成されており、
前記カラーフィルターの上面と、半導体基板とが平行であり、
前記第2の画素において、カラーフィルターの下面と、対応する第2屈折率膜の上面とが平行である
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の固体撮像装置。
A color filter is formed on the convex portion of the first refractive index film and the second refractive index film, corresponding to each of the photoelectric conversion portions,
The upper surface of the color filter and the semiconductor substrate are parallel,
4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein, in the second pixel, the lower surface of the color filter and the upper surface of the corresponding second refractive index film are parallel to each other.
前記第1屈折率膜の凸部及び第2屈折率膜上に、前記各光電変換部に対応してカラーフィルターが形成されており、
前記第2の画素におけるカラーフィルターの上面は、前記第1の画素側の端部が、前記第1の画素側と反対側の端部よりも低くなるよう傾斜し、
前記第2の画素において、カラーフィルターの上面、カラーフィルターの下面、及び第2屈折率膜の上面がすべて平行となっている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の固体撮像装置。
A color filter is formed on the convex portion of the first refractive index film and the second refractive index film, corresponding to each of the photoelectric conversion portions,
The upper surface of the color filter in the second pixel is inclined such that an end portion on the first pixel side is lower than an end portion on the opposite side to the first pixel side,
4. The solid-state imaging according to claim 1, wherein an upper surface of the color filter, a lower surface of the color filter, and an upper surface of the second refractive index film are all parallel in the second pixel. apparatus.
前記第2屈折率材料膜上面の傾斜角が前記半導体基板の上面を基準として、0°より大きく30°以下である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の固体撮像装置。
6. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an inclination angle of the upper surface of the second refractive index material film is greater than 0 ° and 30 ° or less with respect to the upper surface of the semiconductor substrate.
前記第1の画素における第2屈折率膜の上面は、前記半導体基板の上面と平行である
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の固体撮像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an upper surface of the second refractive index film in the first pixel is parallel to an upper surface of the semiconductor substrate.
前記第1屈折率材料膜内に、前記光電変換部毎に反射防止膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 7, wherein an antireflection film is formed in each of the photoelectric conversion units in the first refractive index material film.
請求項1の固体撮像装置と
レンズと
を備えることを特徴とする撮像モジュール。
An imaging module comprising: the solid-state imaging device according to claim 1; and a lens.
撮像エリアに、当該撮像エリアの中央領域にある第1の画素と、当該撮像エリアの周辺領域にある第2の画素とを含む複数の画素が二次元配列されてなる固体撮像装置の製造方法であって、
半導体基板に、画素毎に光電変換部を形成する工程と、
前記半導体基板上に、前記光電変換部上の領域毎に凹部を有する第1屈折率膜を形成する工程と、
前記第1屈折率膜の凹部に一部が埋め込まれ、前記第2の画素における第2屈折率膜の上面は、前記第1の画素側の端部が、前記第1の画素側とは反対側の端部よりも低くなるように傾斜するよう、第1屈折率よりも高い屈折率を有する第2屈折率膜を形成する工程と
を含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
A method of manufacturing a solid-state imaging device in which a plurality of pixels including a first pixel in a central area of the imaging area and a second pixel in a peripheral area of the imaging area are two-dimensionally arranged in the imaging area There,
Forming a photoelectric conversion unit for each pixel on a semiconductor substrate;
Forming a first refractive index film having a recess for each region on the photoelectric conversion unit on the semiconductor substrate;
A part of the concave portion of the first refractive index film is embedded, and the upper surface of the second refractive index film in the second pixel is opposite to the first pixel side at the end on the first pixel side. Forming a second refractive index film having a refractive index higher than the first refractive index so as to incline so as to be lower than the end on the side. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
JP2011047516A 2011-03-04 2011-03-04 Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging module Withdrawn JP2012186271A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011047516A JP2012186271A (en) 2011-03-04 2011-03-04 Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011047516A JP2012186271A (en) 2011-03-04 2011-03-04 Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012186271A true JP2012186271A (en) 2012-09-27

Family

ID=47016088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011047516A Withdrawn JP2012186271A (en) 2011-03-04 2011-03-04 Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012186271A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015152739A (en) * 2014-02-13 2015-08-24 キヤノン株式会社 Solid-state image sensor and image capturing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015152739A (en) * 2014-02-13 2015-08-24 キヤノン株式会社 Solid-state image sensor and image capturing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8558338B2 (en) Solid-state imaging device and method for manufacturing the same
JP4880794B1 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP5538811B2 (en) Solid-state image sensor
CN102097445B (en) Image sensor having waveguides formed in color filters
JP5372102B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging system
CN105280655B (en) Photoelectric conversion device and imaging system
CN100570877C (en) Solid state imaging sensor
TWI588981B (en) Image sensor
US9601534B2 (en) Solid state image sensor, method of manufacturing solid state image sensor, and image capturing system
CN100552966C (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP2002280532A (en) Solid-state imaging device
CN100426514C (en) CMOS image sensor and method for fabricating the same
US20110284979A1 (en) Solid-state imaging device and method of manufacturing same
JP6613648B2 (en) Solid-state imaging device and electronic device
CN102637711B (en) Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device and imaging system using same
JPH08139300A (en) Solid state image sensor
JP2014022649A (en) Solid-state image sensor, imaging device, and electronic apparatus
JP2008058794A (en) Color filter material, color filter, manufacturing method thereof, solid-state imaging device using the same, and manufacturing method thereof
JP4708721B2 (en) Solid-state image sensor
JP2001077339A (en) Solid-state image sensing element
JP5408216B2 (en) Manufacturing method of solid-state imaging device
JP2012186271A (en) Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging module
JP2017079243A (en) Solid imaging device and camera
JP2010074218A (en) Solid-state image pickup element and method of manufacturing the same, and image pickup apparatus using the solid-state image pickup element
JP5326390B2 (en) Solid-state imaging device and imaging apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140513