JPH06224398A

JPH06224398A - 固体撮像素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH06224398A
Application number: JP5011782A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Aoki; 徹郎青木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 1994-08-12
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JP2869280B2

Abstract

(57)【要約】【目的】開放絞り使用時の固体撮像素子の高感度化等
を目的とする。【構成】固体撮像素子において、従来、光電変換に寄
与せず、むしろ、スミア原因となっていた斜入射光１１
２を、キャップ層１０８と、キャップ層１０８より低屈
折率である低屈折率層１０７との界面で、全反射させ
て、光電変換部１０２に入射させ、光電変換に寄与する
構成による。【効果】開放絞り使用時の固体撮像素子の高感度化、
高画質化、クロストーク低減を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子に関し、
特に、固体撮像素子の高感度化、高画質化に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年の固体撮像素子は、マイクロレンズ
の恩恵により飛躍的な感度の向上を果した。従来、マイ
クロレンズの光学系の設計は、カメラレンズの標準絞り
を念頭に置いた、いわゆる近軸光学で行われてきた。以
下、従来の固体撮像素子を、図７（ａ），（ｂ）に基づ
き説明する。

【０００３】図７（ａ）に、従来の固体撮像素子の単位
画素に係る断面図を示す。すなわち、ここで、７０１は
半導体基板、７０２は光電変換部、７０３は信号電荷を
転送するための転送電極、７０４は絶縁膜、７０５は遮
光膜、７０６は保護膜、７０９はマイクロレンズ支持層
である透明樹脂層、７１０はマイクロレンズである。図
７（ａ）において、７１１は上記固体撮像素子に入射す
る平行光であり、光電変換部７０２上で結像し、該光電
変換部により信号電荷に変換される。また、７１２ａ
は、上記固体撮像素子に入射する斜入射光であり、光電
変換部７０２に入射しないため、信号電荷にあまり寄与
せず、むしろ、スミア原因となるものである。そこで、
上記スミア原因を除くため、転送電極７０３の電極側面
を遮光膜７０５で覆うようにした固体撮像素子もある。

【０００４】また、近年の微細加工の進展、及び、光学
系の小型化や高解像化に伴い、固体撮像素子の高集積化
が進んだ。図７（ｂ）に、より高集積となった従来の固
体撮像素子の単位画素に係る断面図を示す。ここで、図
７（ｂ）における各符号は、図７（ａ）の各符号と同一
の意味で用いている。ただし、斜入射光７１２ｂはスミ
ア原因となるばかりでなく、隣接画素への侵入光として
も働く。高集積化に伴い上記固体撮像素子では、横方向
の縮小は、随分と進んだが、縦方向の縮小は、横方向の
スケーリングに見合うだけの進展が得られていない。そ
れは、上記固体撮像素子を構成する薄膜材料にスケーリ
ングに見合うだけの向上がなく、絶縁膜の耐圧や電極の
抵抗等の問題が解決されていないためである。その結
果、集積度が上がるにつれ、上記固体撮像素子の光電変
換部のアスペクト比が高くなっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、固体撮像素
子が使用されているムービーカメラでは、ムービーカメ
ラの用途が多様化し、感度の高さをひとつのセールスポ
イントとして、低照度での撮影という分野が、一般用ム
ービーカメラにまで拡がってきたため、ムービーカメラ
のカメラレンズを開放絞りで使用したり、また、監視用
カメラのようにカメラレンズとして、広角レンズを開放
絞りで使用する頻度が高まってきた。そのため、現在で
は、光学設計時に、従来、考慮の必要のなかった斜入射
光を考慮せざるを得なくなってきた。すなわち、図７
（ａ）で示されたように、斜入射光７１２ａが、光電変
換部７０２に入射する割合が減少し、開放絞り時や広角
レンズ使用時に感度を低下させてしまうといった問題が
あった。

【０００６】また、集積化が進むと、固体撮影素子のア
スペクト比がより高くなり、図７（ｂ）で示されたよう
に、斜入射光７１２ｂが、光電変換部７０２に入射する
割合が減少し、さらに、感度を低下させてしまうといっ
た問題があった。上記アスペクト比が高くなる問題につ
いては、マイクロレンズの長焦点化と、それに伴うマイ
クロレンズを光電変換部間距離の拡張が考えられるが、
該距離の拡張を行うと、図７（ｂ）で示されたように、
斜入射光７１２ｂが、隣接画素に入射する割合が増加
し、いわゆるクロストーク現象が発生する。その結果、
解像度低下や画質劣化といった問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、転送電極と、
該転送電極に隣接した光電変換部と、該光電変換部の上
方の光路形成部とを有する固体撮像素子において、上記
転送電極と、上記光路形成部との間に、上記光路形成部
より低屈折率領域層を設けることを特徴とするものであ
る。

【０００９】また、本発明は、上記固体撮像素子におい
て、上記低屈折率領域層が、樹脂層であることを特徴と
するものである。

【００１０】また、本発明は、上記低屈折率領域層が樹
脂層である固体撮像素子の製造方法において、上記光電
変換部の上方に、上記樹脂層を形成する工程と、上記光
電変換部の上方の上記樹脂層の一部を除去する工程と、
上記樹脂層を熱溶融により変形する工程とを含むことを
特徴とする方法によるものである。

【００１１】また、本発明は、上記固体撮像素子におい
て、上記低屈折率領域層が、気体層であることを特徴と
するものである。

【００１２】また、本発明は、上記低屈折率領域層が気
体層である固体撮像素子の製造方法において、上記光電
変換部の上方に、水溶性樹脂層を形成する工程と、上記
光電変換部の上方の上記水溶性樹脂層の一部を除去する
工程と、上記光電変換部の上方で、かつ、上記水溶性樹
脂層を覆うように光路形成部となるべき材料を塗布する
工程と、上記光路形成部を所望のパターンに加工し、上
記水溶性樹脂層を露出させる工程と、上記水溶性樹脂層
を除去する工程とを含むことを特徴とする方法によるも
のである。

【００１３】さらに、本発明は、半導体基板上に形成さ
れた光電変換部からなる複数の画素と、該複数の画素が
形成された上記半導体基板上に形成された樹脂層とを有
する固体撮像素子において、上記画素間に相当する部分
に、上記樹脂層に溝を設けることを特徴とするものであ
り、その製造方法として、上記樹脂層を、第１の樹脂層
と、第１の樹脂層の上方に、第１の樹脂層より、上記溝
形成時のエッチングレートが低い第２の樹脂層とで形成
する工程と、上記第１の樹脂層、及び、上記第２の樹脂
層の所望の領域を、ドライエッチングにより除去し、上
記溝を形成する工程とを含むことを特徴とする方法によ
るものである。

【００１４】

【作用】本発明により、転送電極側面に入射する光を、
あるいは、隣接画素へ侵入してくる光を、全反射により
本来の光電変換部に入射させることができ、感度、解像
度、画質の向上が得られる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。

【００１６】まず、本発明の第１の実施例について説明
する。図１に、第１の実施例での単位画素の水平方向の
断面図を示す。すなわち、ここで、１０１は半導体基
板、１０２は、光電変換部、１０３は信号電荷を転送す
るための転送電極、１０４は絶縁膜、１０５は遮光膜、
１０６は保護膜、１０７は低屈折率層、１０８は樹脂か
らなるキャップ層、１０９はマイクロレンズ支持層であ
る樹脂層、１１０はマイクロレンズである。ここで、低
屈折率層１０７は、空気、または、窒素等の不活性ガス
からなる中空層でもよく、あるいは、キャップ層１０８
より低屈折率である樹脂層でもよい。低屈折率層１０７
は、入射光または斜入射光を充分に反射するため、入射
光、または、斜入射光の波長の１／４以下程度の表面粗
さに形成されていることが望ましく、通常、数ｎｍオー
ダー以下の平坦性を有する。低屈折率層１０７の形状
は、材質、製造方法に依存するが、半導体基板１０１に
対し垂直な形状を有するのが望ましいが、多少とも、傾
斜を有しても良い。また、キャップ層１０８は、光学的
な連続性を保つ必要から、樹脂層１０９とほぼ同じ屈折
率が望ましく、該屈折率は、通常、１．６程度である。

【００１７】ここで、本実施例での光線の経路について
説明する。１１１は、上記固体撮像素子に入射する平行
光であり、光電変換部１０２上で結像し、該光電変換部
により信号電荷に変換される。一方、１１２は、上記固
体撮像素子に入射する斜入射光であり、θは、斜入射光
１１２と、低屈折率層１０７とキャップ層１０８界面で
の面法線との角度を示しており、入射角を示している。
臨界角をθｃとして、全反射条件は、ｓｉｎθｃ＝（低
屈折率層１０７の屈折率）／（キャップ層１０８の屈折
率）と表わされ、例えば、キャップ層１０８の屈折率を
１．６として、低屈折率層１０７が、屈折率１．０の空
気で形成されていた場合には、臨界角は約３９°とな
り、低屈折率層１０７が、屈折率１．３の樹脂で形成さ
れていた場合には、臨界角は約５４°となる。従って、
上記臨界角以上で入射してくる斜入射光１１２は、低屈
折率層１０７とキャップ層１０８界面で反射し、光電変
換部１０２に入射し、光電変換に寄与する。すなわち、
従来技術では、光電変換に寄与しない斜入射光を、全反
射を利用して、光電変換部に入射させることができ、そ
の結果、固体撮像素子の感度、解像度、画質の向上が得
られる。

【００１８】以下、上記固体撮像素子の製造方法につい
て図２（ａ）〜（ｄ）に基づき説明する。

【００１９】図２（ａ）は、本実施例に係る初期の製造
工程を示す図である。すなわち、半導体基板２０１上
に、光電変換部２０２と、下地白黒デバイスの電極等の
構造物２０３と、塗布により形成された水溶性ポリマー
層２０４と、光電変換部２０２の上方の窓開けを行った
レジスト層２０５とが形成されている。

【００２０】ここで、水溶性ポリマー層２０４として、
ポリビニルアルコールやポリビニルピロリドン、また
は、天然多糖体である高分子のプルランを使用すること
ができる。

【００２１】ところで、上記工程において問題になるの
が、上記レジストの現像時にレジスト現像液に水溶性ポ
リマー層２０４が溶け出すという点である。上記問題点
を解決するための４方法について、以下、詳述する。

【００２２】第１の方法は、ウェット現像をすることな
くレジスト層２０５をプラズマ現像レジストとして、す
なわち、ネガ像として窓開けを行うものである。感光性
ラジカル発生基を有するポリマーとビニル基を持つシリ
コン化合物の組み合わせは、よく知られているように、
ドライ現象ネガ型レジストになる。酸素プラズマ２０６
により、図２（ａ）に見られるようなネガ像が得られ、
連続して水溶性ポリマー層２０４のエッチングをするこ
とができる。なお、通常、構造物２０３内に高反射率の
遮光膜が含まれているので、本方法では、フォト工程で
の乱反射を防止するために、水溶性ポリマー層自体に反
射防止用の色素を混合しておく方が良い。

【００２３】第２の方法は、水溶性ポリマー層２０４形
成後に、フッ素系のプラズマ等で処理し、該ポリマー層
の表面にフッ化炭素を形成し、該表面を疎水化するもの
である。この場合、レジスト層２０５はポジレジストが
使用可能であり、変質した表面は酸素プラズマにより容
易に除去できる。

【００２４】第３の方法は、水溶性ポリマー層２０４形
成後に、その表面を第２の方法と同様に、レジスト現像
液に不溶にするものである。すなわち、水溶性ポリマー
層２０４形成後に、その表面をフッ素樹脂のような疎水
性材料で、ディップ法等により、数十ｎｍ程度の薄膜層
を形成する方法による。その後の製造工程は、第２の方
法と同様であるが、レジスト層２０５形成前に、レジス
トの密着性を上げるために、水溶性ポリマー層２０４表
面を界面活性剤等で処理しておく方が良い。

【００２５】第４の方法は、水溶性ポリマー層２０４上
にポジレジストを塗布後、フォト時の露光量をコントロ
ールして、現像後、水溶性ポリマー層２０４表面上に約
１００ｎｍ程度の薄膜を未露光部として残し、水溶性ポ
リマー層２０４を溶解させないようにするものである。
その後、酸素プラズマ等により未露光部を除去する。以
上説明した４方法のうち、いづれかの方法により図２
（ａ）に示したように、光電変換部２０２の上方のレジ
スト層を除去した後、水溶性ポリマー層２０４をレジス
ト層２０５をマスクとして除去する。本実施例では、水
溶性ポリマー層の直下が光電変換部２０２となっている
が、図１に示したように、保護膜、または、絶縁膜があ
っても良い。上記方法で形成された水溶性ポリマー層
は、光学的な機能を果たす膜厚が必要なため、少なくと
も１００ｎｍ程度以上の膜厚が必要である。

【００２６】図２（ｂ）は、本実施例に係るキャップ層
形成工程を示す図である。すなわち、キャップ層となる
べき材料である樹脂層２０７を塗布し、画素部の平坦化
を行い、その後、画素ごとにキャップ層を形成するため
のレジスト層２０８をフォト技術により形成する。この
工程で注意しなければいけないのは、水溶性ポリマー層
２０４は、高温でベークした場合にポリマーの架橋が進
み、水溶性が劣化する可能性が高くなるため、樹脂層２
０７の塗布時のベークは、極力低温で行う必要があると
いう点である。そのため、樹脂層２０７の材料が、熱硬
化性の樹脂の場合、その架橋開始温度を極力下げたもの
を使用するか、あるいは、光硬化性の樹脂（キャップ層
形成後には、最終的に完全な架橋を行うのに十分な温度
でベークが可能である。）を使用して、ベークのかわり
に光架橋で硬化させる必要がある。酸素プラズマ２０９
により、樹脂層２０７をドライエッチングにより除去
し、水溶性ポリマー層２０４を露出させる。

【００２７】図２（ｃ）は、本実施例に係る中空領域形
成工程を示す図である。すなわち、上記ドライエッチン
グ後のレジスト現像液によるレジスト剥離時に、水溶性
ポリマー層がすべて溶解して、中空領域２１１が、キャ
ップ層２１０と構造物２０３との間に形成される。

【００２８】図２（ｄ）は、本実施例に係るマイクロレ
ンズ支持層形成工程を示す図である。すなわち、上記中
空領域２１１の形成後、マイクロレンズ支持層となる樹
脂層２１２を塗布して形成する。樹脂層２１１を塗布す
る時に、窒素等の不活性ガス雰囲気で塗布を行い、中空
領域２１１を上記ガスで充たす。また、樹脂層２１２の
材料は、塗布時に中空領域２１１内に過剰に侵入しすぎ
ないように、１００ＣＰ程度まで粘度を高めた材料が適
している。

【００２９】以下、第１の実施例に係る固体撮像素子に
おいて、低屈折率層を樹脂により形成する製造方法につ
いて、図３（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。

【００３０】図３（ａ）は、本実施例に係る初期の製造
工程断面を示し、図２（ａ）と同様な構造をとってい
る。すなわち、半導体基板３０１上に、光電変換部３０
２と、下地白黒デバイスの電極等の構造物３０３と、塗
布により形成された低屈折率樹脂層３０４と、光電変換
部３０２の上方の窓開けを行ったレジスト層３０５とが
形成されている。上記低屈折率樹脂層３０４の材料とし
ては、フォト工程でのレジスト膜内多重反射による現像
後線幅変化防止用の反射防止膜樹脂が良く、例えば、パ
ーフルオロアルキルポリエーテル（屈折率１．２９）Ａ
Ｚアクエーター（ＡＺはヘキスト社の登録商標：屈折率
１．４１）サイトップ（サイトップは旭硝子社の登録商
標：屈折率１．３４）があげられる。酸素プラズマ３０
６により、光電変換部３０２上部の低屈折率樹脂層３０
４をエッチング、除去する。

【００３１】図３（ｂ）は、上記エッチング後及び、レ
ジスト剥離後の形状を示す図である。図３（ｂ）のよう
に形成した後、低屈折率樹脂層３０４のエッチングによ
り、光電変換部３０２表面に生じた段差やダメージの緩
和を行い、なおかつ、全反射のための理想的な形状を得
るために高温ベークによる低屈折率樹脂層３０４のリフ
ローを行う。上記サイトップのような非晶質のフッ素系
樹脂でガラス転移点が比較的低いものは、下地素子に悪
影響を与えない温度範囲で溶融が可能である。なお、低
屈折率樹脂層は、図２の説明で示したように、少なくと
も１００ｎｍ程度以上の膜厚が必要である。

【００３２】図３（ｃ）は、本製造工程でのマイクロレ
ンズ支持層形成後を示す図である。すなわち、上記リフ
ロー処理後に、マイクロレンズ支持層となる樹脂層３０
７を塗布し、光電変換部３０２上部を平坦化して形成す
る。なお、本製造工程においては、光電変換部上部の低
屈折率樹脂層を除去したが、低屈折率樹脂層の該除去工
程を省略してもよい。また、低屈折率樹脂層の直下が光
電変換部となっているが、図２の説明で示したように、
保護膜、または、絶縁膜があってもよい。

【００３３】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図４に、第２の実施例での単位画素の水平方向の
断面図を示す。すなわち、ここで、４０１は半導体基
板、４０２は光電変換部、４０３は信号電荷を転送する
ための転送電極、４０４は絶縁膜、４０５は遮光膜、４
０６は保護膜、４０７は溝、４０８は画素部分の段差を
埋め込むための平坦化層、４０９はマイクロレンズ支持
層である樹脂層、４１０はマイクロレンズ、４１３はカ
ラーフィルター層である。カラーフィルター層４１３
は、カラー固体撮像素子の場合に必要であり、従来と違
い、隣接画素のフィルター同士をオーバーラップするこ
となく形成されている。本実施例では、溝４０７は、平
坦化層４０８及び樹脂層４０９を貫いており、素子上面
から見た場合は、垂直方向、あるいは、水平方向に１画
素列づつ、もしくは、１画素づつ格子状に配列されてい
る。さらに、溝は、通常、空気または窒素等の不活性ガ
スで満たされている。ここで、本実施例での光線の経路
について説明する。４１１は上記固体撮像素子に入射す
る平行光であり、光電変換部４０２上で結像し、該光電
変換部により信号電荷に変換される。一方、４１２は、
上記固体撮像素子に入射する斜入射光であり、４１２ａ
は、溝４０７がない従来構造の時の斜入射光であり、４
１２ｂは、溝４０７と樹脂層４０９との界面で全反射に
より反射した光である。すなわち、図１の固体撮像素子
と同様にして、溝４０７の屈折率を１．０、樹脂層４０
９の屈折率を１．６とすると、臨界角は、約３９°とな
り、入射角が、臨界角以上となると溝４０７と樹脂層４
０９の界面で全反射により反射する。その結果、光電変
換に寄与したり、あるいは、隣接画素への侵入光成分が
少なくなり、固体撮像素子の感度、解像度、画質の向
上、クロストークの低減が得られる。

【００３４】以下、上記固体撮像装置の製造方法につい
て、図５（ａ），（ｂ）に基づき説明する。

【００３５】図５（ａ）は、マイクロレンズ形成後で、
溝形成前の工程断面図である。また、図５（ｂ）は、溝
形成後にレジスト剥離を行った工程断面図である、ここ
で、５０１は半導体基板、５０２は光電変換部、５０３
は下地白黒デバイスの電極等の構造物、５０４は平坦化
層、５０５はカラーフィルター層、５０６は下層支持
層、５０７は上層支持層、５０８はマイクロレンズ、５
０９は、溝形成時のマスクとなるレジスト層、５１０は
溝形成のためのプラズマ、５１１は形成された溝を示し
ている。

【００３６】一方、マイクロレンズを素子上面からみた
形状を図６に示す。ここで、６０１はマイクロレンズ、
６０２はマイクロレンズのない無効領域である。この無
効領域６０２の幅と同程度に、図５での溝５１１の溝寸
法を制御することが肝要であり、以下の方法により１．
０μｍ弱の溝幅で制御よく形成することができる。すな
わち、マイクロレンズ支持層を下層支持層５０６と上層
支持層５０７との２層構造とし、レジスト層５０９にエ
ッチング耐性を持たせ、溝形成のためのエッチング条件
を工夫するものであり、以下、説明する。なお、本方法
によらずとも、溝形成は可能であるが、寸法制御等に幾
分問題がある。

【００３７】上層支持層５０７を、比較的エッチング耐
性の高い、例えば、ノボラック樹脂やポリスチレンのよ
うにフェニル基の含有密度が高いポリマーで構成するの
に対し、下層支持層５０６を、比較的エッチング耐性の
低い、いわゆる側鎖型のアクリル樹脂等で構成する方法
により、マイクロレンズ直下での溝幅の拡がりを抑える
方法である。なお、１／３インチ４１万画素エリアセン
サーでは、上記下層支持層５０６と上層支持層５０７と
を合わせた厚みは４μｍ程度であり、また上層支持層５
０７の厚みは１．５μｍ程度が適当である。

【００３８】次に、レジスト層５０９は、溝形成の時の
マスクとなるため、膜厚を厚くする、あるいは選択比を
向上させるといった工夫が必要である。すなわち、レジ
スト層５０９の膜厚は、溝形成時のドライエッチング時
のイオンの指向性を高める意味で厚い方が良いが、厚く
なるとエッチングレートの低下を招くため、通常３〜４
μｍ程度が望ましい。また、レジスト表面のシリル化を
行うＤＥＳＩＲＥプロセス（B.Roland & F.Coopmans:Ex
t.Abs.of Conf.on SSDM 1986,33)や、シリコン含有レジ
ストのようにレジスト自身の選択比を上げる方法により
マスクの選択比を上げる方が良い。

【００３９】さらに、溝形成のためのエッチングはＲＩ
Ｅによるドライエッチングが良く、ガス種は、酸素プラ
ズマを基本とする組成が良く、イオンの指向性を高める
ため、低圧でのエッチングが良い。また、エッチング時
の反応生成物や、反応生成ガスを効率よく溝から除去す
るため、エッチングのシーケンスをエバクエーション・
インターバルを含んだシーケンスが望ましく、さらに、
反応生成ガス等の溝部分側面への吸着を抑える意味で、
脱離を促すために、基板温度を１００℃程度に高めてお
くのが望ましい。

【００４０】また、カラーフィルター材料は、一般的
に、天然タンパク等を使用したものが多いが、それら
は、極めてエッチング耐性が高いので、図４で示された
ように、溝部分から離す方が望ましい。

【００４１】また、上記ドライエッチング後に残存した
レジスト５０９は、アルカリ剥離液により容易に除去で
きるが、この時、マイクロレンズ支持層である上層支持
層５０７と下層支持層５０６は、感光性がなく、形成時
に高温で熱硬化しているため、アルカリ剥離液に溶解し
ない。

【００４２】以上、本発明について、第１の実施例及び
第２の実施例をあげて説明してきたが、これら２つの実
施例を組み合わせて、より高感度で高性能な固体撮像素
子を形成することも可能である。

【００４３】なお、本発明は白黒、または、カラーのど
ちらの固体撮像素子にも適用できることはもちろんのこ
と、本発明の請求の範囲で、種々の変更が可能であり、
上記実施例に限定されない。

【００４４】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、従来、信号光でなかった斜入射光も信号光とするこ
とができ、クロストークの低減や開放絞りでの感度、画
質の向上を実現することができる。

【００４５】また、転送電極の側面部に、必ずしも、遮
光膜が必要でないので、開口率の向上も可能となる。そ
の結果、より高感度で高性能な固体撮像素子が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例での断面構造を示す図で
ある。

【図２】第１の実施例に係る製造工程の断面構造を示す
図である。

【図３】第１の実施例に係る別の製造工程の断面構造を
示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例での断面構造を示す図で
ある。

【図５】第２の実施例に係る製造工程の断面構造を示す
図である。

【図６】マイクロレンズの無効領域を示す図である。

【図７】従来技術での固体撮像素子の断面構造を示す図
である。

【符号の説明】

１０１半導体基板１０２光電変換部１０３転送電極１０４絶縁膜１０５遮光膜１０６保護膜１０７低屈折率層１０８キャップ層１０９樹脂層１１０マイクロレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転送電極と、該転送電極に隣接した光電
変換部と、該光電変換部の上方の光路形成部とを有する
固体撮像素子において、上記転送電極と、上記光路形成部との間に、上記光路形
成部より低屈折率領域層を設けることを特徴とする固体
撮像素子。
【請求項２】請求項１に記載の固体撮像素子におい
て、上記低屈折率領域層が、樹脂層であることを特徴とする
固体撮像素子。
【請求項３】請求項２に記載の固体撮像素子の製造方
法において、上記光電変換部の上方に、上記樹脂層を形成する工程
と、上記光電変換部の上方の上記樹脂層の一部を除去する工
程と、上記樹脂層を熱溶融により変形する工程とを含むことを
特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】請求項１に記載の固体撮像素子におい
て、上記低屈折率領域層が気体層であることを特徴とする固
体撮像素子。
【請求項５】請求項４に記載の固体撮像素子の製造方
法において、上記光電変換部の上方に、水溶性樹脂層を形成する工程
と、上記光電変換部の上方の上記水溶性樹脂層の一部を除去
する工程と、上記光電変換部の上方で、かつ、上記水溶性樹脂層を覆
うように光路形成部となるべき材料を塗布する工程と、上記光路形成部を所望のパターンに加工し、上記水溶性
樹脂層を露出させる工程と、上記水溶性樹脂層を除去する工程とを含むことを特徴と
する固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】半導体基板上に形成された光電変換部か
らなる複数の画素と、該複数の画素が形成された上記半
導体基板上に形成された樹脂層とを有する固体撮像素子
において、上記画素間に相当する部分に、上記樹脂層に溝を設ける
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項７】請求項６に記載の固体撮像素子の製造方
法において、上記樹脂層を、第１の樹脂層と、第１の樹脂層の上方
に、第１の樹脂層より上記溝形成時のエッチングレート
が低い第２の樹脂層とで形成する工程と、上記第１の樹脂層、及び、上記第２の樹脂層の所望の領
域を、ドライエッチングにより除去し、上記溝を形成す
る工程とを含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方
法。