JPH10294446A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH10294446A JPH10294446A JP10062761A JP6276198A JPH10294446A JP H10294446 A JPH10294446 A JP H10294446A JP 10062761 A JP10062761 A JP 10062761A JP 6276198 A JP6276198 A JP 6276198A JP H10294446 A JPH10294446 A JP H10294446A
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Links
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Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は反射防止膜を受光部上に設けること
により、感度を向上し得る固体撮像素子を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 ｐ+ 領域８、ｎ領域９及びｐウェル１０
からなるフォトダイオードがＳｉ基板１３に形成されて
いる。Ｓｉ基板１３上には酸化膜５を介してゲート電極
６が形成されている。ゲート電極６を覆うように遮光膜
４が形成されている。また、酸化膜２上にはマイクロレ
ンズ１が形成されている。このように、マイクロレンズ
１及び遮光膜４が形成された固体撮像素子において、酸
化膜２とＳｉ基板１３の境界面で、フォトダイオード上
に酸化膜２の複素屈折率よりも大で、かつ、Ｓｉ基板１
３の複素屈折率よりも小なる複素屈折率を持ち、吸収の
ない反射防止膜３が設けられている。
により、感度を向上し得る固体撮像素子を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 ｐ+ 領域８、ｎ領域９及びｐウェル１０
からなるフォトダイオードがＳｉ基板１３に形成されて
いる。Ｓｉ基板１３上には酸化膜５を介してゲート電極
６が形成されている。ゲート電極６を覆うように遮光膜
４が形成されている。また、酸化膜２上にはマイクロレ
ンズ１が形成されている。このように、マイクロレンズ
１及び遮光膜４が形成された固体撮像素子において、酸
化膜２とＳｉ基板１３の境界面で、フォトダイオード上
に酸化膜２の複素屈折率よりも大で、かつ、Ｓｉ基板１
３の複素屈折率よりも小なる複素屈折率を持ち、吸収の
ない反射防止膜３が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像素子に係
り、特に反射防止膜を有する固体撮像素子に関する。
り、特に反射防止膜を有する固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子は、近年益々小型、多画素
化が要求されており、そのため画素の縮小化が進められ
ている。ところが、画素の縮小に伴い感度が低下するの
に対し、固体撮像素子の一部を構成している水平転送Ｃ
ＣＤ（電荷結合素子）よりの電荷をオンチップアンプに
導くリセットトランジスタのリセット時に発生するリセ
ットノイズや、オンチップアンプで発生するノイズなど
の主たるノイズ源のノイズは画素の縮小に関係なく変化
しないため、単に画素を縮小しただけでは信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）の劣化を招く。
化が要求されており、そのため画素の縮小化が進められ
ている。ところが、画素の縮小に伴い感度が低下するの
に対し、固体撮像素子の一部を構成している水平転送Ｃ
ＣＤ（電荷結合素子）よりの電荷をオンチップアンプに
導くリセットトランジスタのリセット時に発生するリセ
ットノイズや、オンチップアンプで発生するノイズなど
の主たるノイズ源のノイズは画素の縮小に関係なく変化
しないため、単に画素を縮小しただけでは信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）の劣化を招く。
【０００３】そこで、従来より画素の縮小による感度低
下を補償し、更に感度を向上するために、固体撮像素子
の受光部のフォトダイオード上にマイクロレンズを形成
することにより、開口率の向上を図るようにした固体撮
像素子が知られている（例えば、特開平４−２５９２５
６号公報など）。
下を補償し、更に感度を向上するために、固体撮像素子
の受光部のフォトダイオード上にマイクロレンズを形成
することにより、開口率の向上を図るようにした固体撮
像素子が知られている（例えば、特開平４−２５９２５
６号公報など）。
【０００４】図１０はマイクロレンズを有する従来の固
体撮像素子の一例の構成図を示す。この従来の固体撮像
素子は、ｎ型基板１２にｐウェル１０と高濃度のｐ+ 領
域８とｎ領域９からなるフォトダイオードが形成され、
かつ、ｐ+ ウェル１１及びｎウェル７が形成されたシリ
コン（Ｓｉ）基板１３上に、絶縁膜として酸化膜２が形
成されると共にｎウェル７の上方にゲート電極６が形成
されている。ｎウェル７は電荷転送路を構成する。
体撮像素子の一例の構成図を示す。この従来の固体撮像
素子は、ｎ型基板１２にｐウェル１０と高濃度のｐ+ 領
域８とｎ領域９からなるフォトダイオードが形成され、
かつ、ｐ+ ウェル１１及びｎウェル７が形成されたシリ
コン（Ｓｉ）基板１３上に、絶縁膜として酸化膜２が形
成されると共にｎウェル７の上方にゲート電極６が形成
されている。ｎウェル７は電荷転送路を構成する。
【０００５】また、遮光膜４はゲート電極６を覆うよう
に、断面が湾曲して形成されている。この遮光膜４とゲ
ート電極６の間に酸化膜５が設けられている。更に、酸
化膜２上で、かつ、ｎ領域９の上方にマイクロレンズ１
が形成されている。
に、断面が湾曲して形成されている。この遮光膜４とゲ
ート電極６の間に酸化膜５が設けられている。更に、酸
化膜２上で、かつ、ｎ領域９の上方にマイクロレンズ１
が形成されている。
【０００６】この従来の固体撮像素子においては、被写
体からの光はマイクロレンズ１により集光され、酸化膜
２を通って、ｐ+ ｎｐ構造からなるフォトダイオードに
到達して光電流（電荷）に変換されるが、遮光膜４によ
り遮光されるためにゲート電極６には到達しない。かか
る構成の従来の固体撮像素子によれば、感度向上のた
め、マイクロレンズ１形成による集光率向上、ｎ層を高
エネルギー注入により低濃度に形成することによる空乏
層幅の拡張などが行われる。
体からの光はマイクロレンズ１により集光され、酸化膜
２を通って、ｐ+ ｎｐ構造からなるフォトダイオードに
到達して光電流（電荷）に変換されるが、遮光膜４によ
り遮光されるためにゲート電極６には到達しない。かか
る構成の従来の固体撮像素子によれば、感度向上のた
め、マイクロレンズ１形成による集光率向上、ｎ層を高
エネルギー注入により低濃度に形成することによる空乏
層幅の拡張などが行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の固体撮像素子では、光が空気層からフォトダイオード
に達するまでの経路に存在する複素屈折率の異なる媒質
に、光が入射する際に反射を伴うために十分な透過率が
得られず、感度向上が不十分であるという問題がある。
の固体撮像素子では、光が空気層からフォトダイオード
に達するまでの経路に存在する複素屈折率の異なる媒質
に、光が入射する際に反射を伴うために十分な透過率が
得られず、感度向上が不十分であるという問題がある。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
反射防止膜を受光部上に設けることにより感度を向上し
得る固体撮像素子を提供することを目的とする。
反射防止膜を受光部上に設けることにより感度を向上し
得る固体撮像素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、受光部及び受光部により光電変換された電
荷を転送する電荷転送路が少なくとも形成された半導体
基板と、半導体基板上に電気的に絶縁されて形成された
電極と、電極を含む半導体基板上に形成された第１の絶
縁膜と、半導体基板と第１の絶縁膜との界面で受光部の
上部に形成されており、半導体基板及び第１の絶縁膜の
各複素屈折率の中間の複素屈折率を持ち、かつ、吸収の
ない一又は多層の反射防止膜とを有し、前記フォトダイ
オードは第１導電型領域および前記第１導電型領域上に
設けられ所定の電圧が印加されている第２導電型領域よ
りなる構成としたものである。
成するため、受光部及び受光部により光電変換された電
荷を転送する電荷転送路が少なくとも形成された半導体
基板と、半導体基板上に電気的に絶縁されて形成された
電極と、電極を含む半導体基板上に形成された第１の絶
縁膜と、半導体基板と第１の絶縁膜との界面で受光部の
上部に形成されており、半導体基板及び第１の絶縁膜の
各複素屈折率の中間の複素屈折率を持ち、かつ、吸収の
ない一又は多層の反射防止膜とを有し、前記フォトダイ
オードは第１導電型領域および前記第１導電型領域上に
設けられ所定の電圧が印加されている第２導電型領域よ
りなる構成としたものである。
【００１０】また、本発明は反射防止膜と半導体基板と
の間に第２の絶縁膜を形成したことを特徴とする。
の間に第２の絶縁膜を形成したことを特徴とする。
【００１１】また、本発明では反射防止膜の複素屈折率
と膜厚を、撮像しようとする目的の光波長領域に応じて
設定することが、目的の光波長領域の入射光に対して最
適な反射率低減効果が得られる点で望ましい。
と膜厚を、撮像しようとする目的の光波長領域に応じて
設定することが、目的の光波長領域の入射光に対して最
適な反射率低減効果が得られる点で望ましい。
【００１２】更に、受光部の上方で、かつ、第１の絶縁
膜上にマイクロレンズを形成し、前記電極を覆うように
遮光膜が形成することが、より一層感度向上ができる点
で望ましい。
膜上にマイクロレンズを形成し、前記電極を覆うように
遮光膜が形成することが、より一層感度向上ができる点
で望ましい。
【００１３】本発明では、半導体基板と第１の絶縁膜と
の界面で受光部の上部に、半導体基板及び第１の絶縁膜
の各複素屈折率の中間の複素屈折率を持ち、かつ、吸収
のない反射防止膜を設けたため、光が空気層から第１の
絶縁膜を通して受光部に直接に入射するよりも第１の絶
縁膜から上記の反射防止膜を通して受光部に入射する方
が複素屈折率の変化が小さくなるために、反射が少なく
透過率を高めることができる。反射防止膜としては、一
般にはλ／４膜、λ／４−λ／４膜等がある。
の界面で受光部の上部に、半導体基板及び第１の絶縁膜
の各複素屈折率の中間の複素屈折率を持ち、かつ、吸収
のない反射防止膜を設けたため、光が空気層から第１の
絶縁膜を通して受光部に直接に入射するよりも第１の絶
縁膜から上記の反射防止膜を通して受光部に入射する方
が複素屈折率の変化が小さくなるために、反射が少なく
透過率を高めることができる。反射防止膜としては、一
般にはλ／４膜、λ／４−λ／４膜等がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について説
明する。図１は本発明の第１実施例の構成図を示す。同
図中、図１０と同一構成部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。図１に示すように、本実施例では、第
１の絶縁膜である酸化膜２と半導体基板であるＳｉ基板
１３の境界面に、酸化膜２の複素屈折率よりも大で、か
つ、Ｓｉ基板１３の複素屈折率よりも小なる複素屈折率
を持ち、吸収のない反射防止膜３を設けた点に特徴があ
る。
明する。図１は本発明の第１実施例の構成図を示す。同
図中、図１０と同一構成部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。図１に示すように、本実施例では、第
１の絶縁膜である酸化膜２と半導体基板であるＳｉ基板
１３の境界面に、酸化膜２の複素屈折率よりも大で、か
つ、Ｓｉ基板１３の複素屈折率よりも小なる複素屈折率
を持ち、吸収のない反射防止膜３を設けた点に特徴があ
る。
【００１５】酸化膜２の複素屈折率は約１．５であるの
に対し、Ｓｉ基板１３の複素屈折率が約３．５であるた
め、酸化膜２とＳｉ基板１３との境界面での反射が大き
い。従って、酸化膜２とＳｉ基板１３との間に、Ｓｉ基
板１３表面での反射が低減し透過率が増加するように反
射防止膜３を形成することにより、感度を向上させるこ
とができる。
に対し、Ｓｉ基板１３の複素屈折率が約３．５であるた
め、酸化膜２とＳｉ基板１３との境界面での反射が大き
い。従って、酸化膜２とＳｉ基板１３との間に、Ｓｉ基
板１３表面での反射が低減し透過率が増加するように反
射防止膜３を形成することにより、感度を向上させるこ
とができる。
【００１６】図２は本発明の第２実施例の構成図を示
す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明を省略する。図２に示すように、本実施例で
は、反射防止膜３とＳｉ基板１３との間に、第２の絶縁
膜として薄い酸化膜１４を形成した点に特徴がある。本
実施例では、Ｓｉ基板１３上の界面状態をより良好にす
ることができる。
す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明を省略する。図２に示すように、本実施例で
は、反射防止膜３とＳｉ基板１３との間に、第２の絶縁
膜として薄い酸化膜１４を形成した点に特徴がある。本
実施例では、Ｓｉ基板１３上の界面状態をより良好にす
ることができる。
【００１７】図３は、前記第１実施例の酸化膜２として
二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜を設け、また、反射防止
膜３として複素屈折率ｎが約２．０で吸収のない物質と
してＳｉＯを設け、ＳｉＯ膜の膜厚ｄを変化させた場合
の、入射光の波長と反射率との関係を示す。
二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜を設け、また、反射防止
膜３として複素屈折率ｎが約２．０で吸収のない物質と
してＳｉＯを設け、ＳｉＯ膜の膜厚ｄを変化させた場合
の、入射光の波長と反射率との関係を示す。
【００１８】図３（Ａ）の実線は上記のＳｉＯ膜（反射
防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで１０ｎ
ｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図３（Ｂ）の実
線は上記のＳｉＯ膜（反射防止膜３）の膜厚ｄが６０ｎ
ｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で変化させた場合の
特性を示す。また、図３（Ａ）及び（Ｂ）の破線は、ｄ
＝０、すなわち、反射防止膜３が設けられていない図１
０に示した従来の固体撮像素子の特性を示す。
防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで１０ｎ
ｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図３（Ｂ）の実
線は上記のＳｉＯ膜（反射防止膜３）の膜厚ｄが６０ｎ
ｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で変化させた場合の
特性を示す。また、図３（Ａ）及び（Ｂ）の破線は、ｄ
＝０、すなわち、反射防止膜３が設けられていない図１
０に示した従来の固体撮像素子の特性を示す。
【００１９】ここで、上記の図３及び後述の図４乃至図
８の反射率とは、空気層とＳｉ基板１３間に存在するす
べての膜の反射率の合計を指すものとする。ここでは、
吸収がない膜について考えているので、（１−反射率）
分がＳｉ基板１３上に到達する。反射防止膜３上の酸化
膜２の膜厚は４μｍ程度あり、その部分では可視光は干
渉しないと考えられること、また、マイクロレンズ１の
複素屈折率は酸化膜２とほぼ同じであることから、酸化
膜２とマイクロレンズ１を合わせて、反射防止膜３上に
膜厚無限大の酸化膜がついているとしている。
８の反射率とは、空気層とＳｉ基板１３間に存在するす
べての膜の反射率の合計を指すものとする。ここでは、
吸収がない膜について考えているので、（１−反射率）
分がＳｉ基板１３上に到達する。反射防止膜３上の酸化
膜２の膜厚は４μｍ程度あり、その部分では可視光は干
渉しないと考えられること、また、マイクロレンズ１の
複素屈折率は酸化膜２とほぼ同じであることから、酸化
膜２とマイクロレンズ１を合わせて、反射防止膜３上に
膜厚無限大の酸化膜がついているとしている。
【００２０】図３（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、
適当な値の膜厚ｄの反射防止膜３をＳｉ基板１３と酸化
膜２との界面に設けることにより、反射率を従来の固体
撮像素子よりも低減することができる。なお、上記の反
射防止膜３はＳｉＯ膜としたが、これと同様の複素屈折
率で、吸収のない他の物質、例えば窒化シリコン（Ｓｉ
3 Ｎ4 ）、二酸化タンタル（ＴａＯ2 ）、二酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）等をＳｉＯに代えて使用することもでき
る。
適当な値の膜厚ｄの反射防止膜３をＳｉ基板１３と酸化
膜２との界面に設けることにより、反射率を従来の固体
撮像素子よりも低減することができる。なお、上記の反
射防止膜３はＳｉＯ膜としたが、これと同様の複素屈折
率で、吸収のない他の物質、例えば窒化シリコン（Ｓｉ
3 Ｎ4 ）、二酸化タンタル（ＴａＯ2 ）、二酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）等をＳｉＯに代えて使用することもでき
る。
【００２１】図４は、前記第１実施例の酸化膜２として
ＳｉＯ2 膜を設け、また、反射防止膜３として複素屈折
率ｎが約３．０で吸収のない物質としてＳｒＴｉＯ3 膜
を設け、このＳｒＴｉＯ3 膜の膜厚ｄを変化させた場合
の、入射光の波長と反射率との関係を示す。
ＳｉＯ2 膜を設け、また、反射防止膜３として複素屈折
率ｎが約３．０で吸収のない物質としてＳｒＴｉＯ3 膜
を設け、このＳｒＴｉＯ3 膜の膜厚ｄを変化させた場合
の、入射光の波長と反射率との関係を示す。
【００２２】図４（Ａ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ3 膜
（反射防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで
１０ｎｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図４
（Ｂ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ3 膜（反射防止膜３）
の膜厚ｄが６０ｎｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で
変化させた場合の特性を示す。また、図４（Ａ）及び
（Ｂ）の破線は、ｄ＝０、すなわち、反射防止膜３が設
けられていない図１０に示した従来の固体撮像素子の特
性を示す。
（反射防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで
１０ｎｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図４
（Ｂ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ3 膜（反射防止膜３）
の膜厚ｄが６０ｎｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で
変化させた場合の特性を示す。また、図４（Ａ）及び
（Ｂ）の破線は、ｄ＝０、すなわち、反射防止膜３が設
けられていない図１０に示した従来の固体撮像素子の特
性を示す。
【００２３】図４（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、
適当な値の膜厚ｄのＳｒＴｉＯ3 膜を反射防止膜３とし
てＳｉ基板１３と酸化膜２との界面に設けることによ
り、図３（Ａ）、（Ｂ）の場合と同様に反射率を従来の
固体撮像素子よりも低減することができる。
適当な値の膜厚ｄのＳｒＴｉＯ3 膜を反射防止膜３とし
てＳｉ基板１３と酸化膜２との界面に設けることによ
り、図３（Ａ）、（Ｂ）の場合と同様に反射率を従来の
固体撮像素子よりも低減することができる。
【００２４】図５は、前記第２実施例において、酸化膜
２及び１４としてＳｉＯ2 膜を設けると共に酸化膜１４
の膜厚を１０ｎｍとし、更に反射防止膜３として複素屈
折率ｎが約２．０で吸収のない物質としてＳｉＯを設
け、ＳｉＯ膜の膜厚ｄを変化させた場合の、入射光の波
長と反射率との関係を示す。
２及び１４としてＳｉＯ2 膜を設けると共に酸化膜１４
の膜厚を１０ｎｍとし、更に反射防止膜３として複素屈
折率ｎが約２．０で吸収のない物質としてＳｉＯを設
け、ＳｉＯ膜の膜厚ｄを変化させた場合の、入射光の波
長と反射率との関係を示す。
【００２５】図５（Ａ）の実線は上記のＳｉＯ膜（反射
防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで１０ｎ
ｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図５（Ｂ）の実
線は上記のＳｉＯ膜（反射防止膜３）の膜厚ｄが６０ｎ
ｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で変化させた場合の
特性を示す。また、図５（Ａ）及び（Ｂ）の破線は、ｄ
＝０、すなわち、反射防止膜３が設けられていない図１
０に示した従来の固体撮像素子の特性を示す。
防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで１０ｎ
ｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図５（Ｂ）の実
線は上記のＳｉＯ膜（反射防止膜３）の膜厚ｄが６０ｎ
ｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で変化させた場合の
特性を示す。また、図５（Ａ）及び（Ｂ）の破線は、ｄ
＝０、すなわち、反射防止膜３が設けられていない図１
０に示した従来の固体撮像素子の特性を示す。
【００２６】この場合は、図３（Ａ）及び（Ｂ）の場合
よりも若干反射率を低減でき、また、反射防止膜３の膜
厚ｄに応じて反射率を可変することができる。
よりも若干反射率を低減でき、また、反射防止膜３の膜
厚ｄに応じて反射率を可変することができる。
【００２７】図６は、前記第２実施例において、酸化膜
２及び１４としてＳｉＯ2 膜を設けると共に酸化膜１４
の膜厚を３０ｎｍとし、更に反射防止膜３を上記のＳｉ
Ｏにより形成し、ＳｉＯ膜の膜厚ｄを変化させた場合
の、入射光の波長と反射率との関係を示す。
２及び１４としてＳｉＯ2 膜を設けると共に酸化膜１４
の膜厚を３０ｎｍとし、更に反射防止膜３を上記のＳｉ
Ｏにより形成し、ＳｉＯ膜の膜厚ｄを変化させた場合
の、入射光の波長と反射率との関係を示す。
【００２８】図６（Ａ）の実線は上記のＳｉＯ膜（反射
防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで１０ｎ
ｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図６（Ｂ）の実
線は上記のＳｉＯ膜（反射防止膜３）の膜厚ｄが６０ｎ
ｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で変化させた場合の
特性を示す。また、図６（Ａ）及び（Ｂ）の破線は、ｄ
＝０、すなわち、反射防止膜３が設けられていない図１
０に示した従来の固体撮像素子の特性を示す。
防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで１０ｎ
ｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図６（Ｂ）の実
線は上記のＳｉＯ膜（反射防止膜３）の膜厚ｄが６０ｎ
ｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で変化させた場合の
特性を示す。また、図６（Ａ）及び（Ｂ）の破線は、ｄ
＝０、すなわち、反射防止膜３が設けられていない図１
０に示した従来の固体撮像素子の特性を示す。
【００２９】図７は、前記第２実施例において、酸化膜
２及び１４としてＳｉＯ2 膜を設けると共に酸化膜１４
の膜厚を１０ｎｍとし、更に反射防止膜３を上記のＳｒ
ＴｉＯ3 膜により形成し、ＳｒＴｉＯ3 膜の膜厚ｄを変
化させた場合の、入射光の波長と反射率との関係を示
す。
２及び１４としてＳｉＯ2 膜を設けると共に酸化膜１４
の膜厚を１０ｎｍとし、更に反射防止膜３を上記のＳｒ
ＴｉＯ3 膜により形成し、ＳｒＴｉＯ3 膜の膜厚ｄを変
化させた場合の、入射光の波長と反射率との関係を示
す。
【００３０】図７（Ａ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ3 膜
（反射防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで
１０ｎｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図７
（Ｂ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ３膜（反射防止膜３）
の膜厚ｄが６０ｎｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で
変化させた場合の特性を示す。また、図７（Ａ）及び
（Ｂ）の破線は、ｄ＝０、すなわち、反射防止膜３が設
けられていない図１０に示した従来の固体撮像素子の特
性を示す。
（反射防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで
１０ｎｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図７
（Ｂ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ３膜（反射防止膜３）
の膜厚ｄが６０ｎｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で
変化させた場合の特性を示す。また、図７（Ａ）及び
（Ｂ）の破線は、ｄ＝０、すなわち、反射防止膜３が設
けられていない図１０に示した従来の固体撮像素子の特
性を示す。
【００３１】この場合は、図４（Ａ）及び（Ｂ）の場合
よりも若干反射率を低減でき、また、反射防止膜３の膜
厚ｄに応じて反射率を可変することができる。また、Ｓ
ｒＴｉＯ3 膜（反射防止膜３）の膜厚ｄが６０ｎｍから
１００ｎｍまでの範囲においては、図７（Ｂ）に示すよ
うに、短波長領域では膜厚が９０ｎｍ、１００ｎｍ程度
で良好な反射率低減効果が得られ、長波長領域では膜厚
が薄い方が良好な反射率低減効果が得られる。
よりも若干反射率を低減でき、また、反射防止膜３の膜
厚ｄに応じて反射率を可変することができる。また、Ｓ
ｒＴｉＯ3 膜（反射防止膜３）の膜厚ｄが６０ｎｍから
１００ｎｍまでの範囲においては、図７（Ｂ）に示すよ
うに、短波長領域では膜厚が９０ｎｍ、１００ｎｍ程度
で良好な反射率低減効果が得られ、長波長領域では膜厚
が薄い方が良好な反射率低減効果が得られる。
【００３２】図８は、前記第２実施例において、酸化膜
２及び１４としてＳｉＯ2 膜を設けると共に酸化膜１４
の膜厚を３０ｎｍとし、更に反射防止膜３を上記のＳｒ
ＴｉＯ3 膜により形成し、ＳｒＴｉＯ3 膜の膜厚ｄを変
化させた場合の、入射光の波長と反射率との関係を示
す。
２及び１４としてＳｉＯ2 膜を設けると共に酸化膜１４
の膜厚を３０ｎｍとし、更に反射防止膜３を上記のＳｒ
ＴｉＯ3 膜により形成し、ＳｒＴｉＯ3 膜の膜厚ｄを変
化させた場合の、入射光の波長と反射率との関係を示
す。
【００３３】図８（Ａ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ3 膜
（反射防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで
１０ｎｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図８
（Ｂ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ3 膜（反射防止膜３）
の膜厚ｄが６０ｎｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で
変化させた場合の特性を示す。また、図８（Ａ）及び
（Ｂ）の破線は、ｄ＝０、すなわち、反射防止膜３が設
けられていない図１０に示した従来の固体撮像素子の特
性を示す。
（反射防止膜３）の膜厚ｄが１０ｎｍから５０ｎｍまで
１０ｎｍ単位で変化させた場合の特性を示し、図８
（Ｂ）の実線は上記のＳｒＴｉＯ3 膜（反射防止膜３）
の膜厚ｄが６０ｎｍから１００ｎｍまで１０ｎｍ単位で
変化させた場合の特性を示す。また、図８（Ａ）及び
（Ｂ）の破線は、ｄ＝０、すなわち、反射防止膜３が設
けられていない図１０に示した従来の固体撮像素子の特
性を示す。
【００３４】この場合は、ＳｒＴｉＯ3 膜（反射防止膜
３）の膜厚ｄが１０ｎｍから２０ｎｍまでにおいて、広
範囲の波長領域で良好な反射率低減効果が得られ、ま
た、長波長領域において特に良好な反射率低減効果が得
られることがわかる。
３）の膜厚ｄが１０ｎｍから２０ｎｍまでにおいて、広
範囲の波長領域で良好な反射率低減効果が得られ、ま
た、長波長領域において特に良好な反射率低減効果が得
られることがわかる。
【００３５】以上のように、反射防止膜３の膜厚及び複
素屈折率、更には酸化膜１４の膜厚を調整することによ
り、反射率を低減できることが分かる。なお、上記の反
射防止膜３は、単層だけでなく、多層の場合についても
同様に感度向上に対して効果がある。
素屈折率、更には酸化膜１４の膜厚を調整することによ
り、反射率を低減できることが分かる。なお、上記の反
射防止膜３は、単層だけでなく、多層の場合についても
同様に感度向上に対して効果がある。
【００３６】次に、本発明の応用例について説明する。
図９は、可視３板式カラーカメラの一例の構成図を示
す。同図中、プリズム１５は、入射可視光を赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色光に分離する。プリズム
１５により分離された赤色光は、Ｒ用固体撮像素子１６
に入射され、緑色光はＧ用固体撮像素子１７に入射さ
れ、青色光はＢ用固体撮像素子１８に入射される。
図９は、可視３板式カラーカメラの一例の構成図を示
す。同図中、プリズム１５は、入射可視光を赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色光に分離する。プリズム
１５により分離された赤色光は、Ｒ用固体撮像素子１６
に入射され、緑色光はＧ用固体撮像素子１７に入射さ
れ、青色光はＢ用固体撮像素子１８に入射される。
【００３７】固体撮像素子１６は、図１あるいは図２に
示した構成であり、赤色光の波長領域に対して最も反射
率が低減される反射防止膜３の複素屈折率と膜厚とが設
定された構成であり、従来に比べて高感度の撮像信号を
得ることができる。
示した構成であり、赤色光の波長領域に対して最も反射
率が低減される反射防止膜３の複素屈折率と膜厚とが設
定された構成であり、従来に比べて高感度の撮像信号を
得ることができる。
【００３８】同様に、固体撮像素子１７及び１８も、図
１あるいは図２に示した構成であるが、固体撮像素子１
７は緑色光の波長領域に対して、また固体撮像素子１８
は青色光の波長領域に対してそれぞれ最も反射率が低減
されるように反射防止膜３の複素屈折率と膜厚に設定さ
れており、これにより従来に比べて高感度の撮像信号を
得ることができる。
１あるいは図２に示した構成であるが、固体撮像素子１
７は緑色光の波長領域に対して、また固体撮像素子１８
は青色光の波長領域に対してそれぞれ最も反射率が低減
されるように反射防止膜３の複素屈折率と膜厚に設定さ
れており、これにより従来に比べて高感度の撮像信号を
得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体基板と第１の絶縁膜との界面で受光部の上部に、
半導体基板及び第１の絶縁膜の各複素屈折率の中間の複
素屈折率を持ち、かつ、吸収のない反射防止膜を設ける
ことにより、光が空気層から第１の絶縁膜を通して受光
部に直接に入射するよりも反射が少なくでき、透過率を
高めることができるため、従来に比べて感度を向上で
き、よってＳ／Ｎを従来よりも向上することができる。
半導体基板と第１の絶縁膜との界面で受光部の上部に、
半導体基板及び第１の絶縁膜の各複素屈折率の中間の複
素屈折率を持ち、かつ、吸収のない反射防止膜を設ける
ことにより、光が空気層から第１の絶縁膜を通して受光
部に直接に入射するよりも反射が少なくでき、透過率を
高めることができるため、従来に比べて感度を向上で
き、よってＳ／Ｎを従来よりも向上することができる。
【図１】本発明の第１実施例の構成図である。
【図２】本発明の第２実施例の構成図である。
【図３】図１の実施例における反射防止膜の膜厚に応じ
た波長対反射率特性の一例を示す図である。
た波長対反射率特性の一例を示す図である。
【図４】図１の実施例における反射防止膜の膜厚に応じ
た波長対反射率特性の他の例を示す図である。
た波長対反射率特性の他の例を示す図である。
【図５】図２の実施例における酸化膜が１０ｎｍの時の
反射防止膜の膜厚に応じた波長対反射率特性の一例を示
す図である。
反射防止膜の膜厚に応じた波長対反射率特性の一例を示
す図である。
【図６】図２の実施例における酸化膜が３０ｎｍの時の
反射防止膜の膜厚に応じた波長対反射率特性の一例を示
す図である。
反射防止膜の膜厚に応じた波長対反射率特性の一例を示
す図である。
【図７】図２の実施例における酸化膜が１０ｎｍの時の
反射防止膜の膜厚に応じた波長対反射率特性の他の例を
示す図である。
反射防止膜の膜厚に応じた波長対反射率特性の他の例を
示す図である。
【図８】図２の実施例における酸化膜が３０ｎｍの時の
反射防止膜の膜厚に応じた波長対反射率特性の他の例を
示す図である。
反射防止膜の膜厚に応じた波長対反射率特性の他の例を
示す図である。
【図９】可視３板式カラーカメラの一例の構成図であ
る。
る。
【図１０】従来の一例の構成図である。
１ マイクロレンズ ２、５、１４ 酸化膜 ３ 反射防止膜 ４ 遮光膜 ６ ゲート電極 ７ ｎウェル ８、１１ ｐ+ 領域 ９ ｎ領域 １０ ｐウェル １２ ｎ型基板 １３ Ｓｉ基板
Claims (5)
- 【請求項１】受光部及び該受光部により光電変換された
電荷を転送する電荷転送路とフォトダイオードとが少な
くとも形成された半導体基板と、 該半導体基板上に電気的に絶縁されて形成された電極
と、 該電極を含む前記半導体基板上に形成された第１の絶縁
膜と、 該半導体基板と該第１の絶縁膜との界面で前記受光部の
上部に形成されており、該半導体基板及び該第１の絶縁
膜の各複素屈折率の中間の複素屈折率を持ち、かつ、吸
収のない一又は多層の反射防止膜とを有し、前記フォト
ダイオードは第１導電型領域および前記第１導電型領域
上に設けられ所定の電圧が印加されている第２導電型領
域よりなることを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】前記反射防止膜と前記半導体基板との間に
第２の絶縁膜を形成したことを特徴とする請求項１記載
の固体撮像素子。 - 【請求項３】前記反射防止膜はＳｉＯ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔ
ａＯ2 、ＴｉＯ2 、ＳｒＴｉＯ3 のいずれかよりなるこ
と特徴とする請求項１または２記載の固体撮像素子。 - 【請求項４】前記反射防止膜の複素屈折率と膜厚は、撮
像しようとする目的の光波長領域に応じて設定されてい
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の固
体撮像素子。 - 【請求項５】前記受光部の上方で、かつ、前記第１の絶
縁膜上にマイクロレンズが形成され、前記電極を覆うよ
うに遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062761A JPH10294446A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062761A JPH10294446A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 固体撮像素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6287679A Division JPH08148665A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10294446A true JPH10294446A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=13209709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10062761A Pending JPH10294446A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10294446A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003192A1 (en) * | 1998-08-05 | 2001-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid state image sensing device and production method thereof |
| US7285438B2 (en) | 2001-10-03 | 2007-10-23 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method for manufacturing solid-state imaging device |
| JP2008103764A (ja) * | 2007-12-27 | 2008-05-01 | Sony Corp | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法 |
| WO2024111107A1 (ja) * | 2022-11-25 | 2024-05-30 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 受光素子、撮像素子及び撮像装置 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP10062761A patent/JPH10294446A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003192A1 (en) * | 1998-08-05 | 2001-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid state image sensing device and production method thereof |
| US7285438B2 (en) | 2001-10-03 | 2007-10-23 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method for manufacturing solid-state imaging device |
| JP2008103764A (ja) * | 2007-12-27 | 2008-05-01 | Sony Corp | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法 |
| WO2024111107A1 (ja) * | 2022-11-25 | 2024-05-30 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 受光素子、撮像素子及び撮像装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000307 |