JP2003298034A - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感度を向上することができると共に、安価に
かつ安定して製造することができる構造の固体撮像素子
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 各画素において受光センサ部２よりも上
方に形成された透明膜９の受光センサ部２の直上の位置
に孔部１３が形成され、透明膜９よりも屈折率の高い有
機ポリマー１０が孔部に埋め込まれて導波管が構成され
ている固体撮像素子を構成する。また、色素を添加した
有機ポリマー１０によりカラーフィルタを構成する。そ
して、透明膜９の受光センサ部２の直上の部分に孔部１
３を形成する工程と、この孔部１３を埋めて有機ポリマ
ー１０を形成する工程と、この有機ポリマー１０に対し
てエッチバックを行って表面を平坦化する工程とを少な
くとも有して上記固体撮像素子を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受光センサ部の直
上に高屈折率材料が内部に埋め込まれた孔部を有する構
造の固体撮像素子及びその製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来から、固体撮像素子における感度特
性の向上を目的として、様々な提案がなされている。

【０００３】その１つとして、例えば特開平１０−３２
６８８５号、特開平１１−１２１７２５号等において、
受光センサ部の直上の位置に孔部を形成し、この孔部内
に高屈折率材料を充填して導波管構造とした構成が提案
されている。

【０００４】このような構成を作製する場合には、受光
センサ部の上方に形成されている低屈折率の透明膜（層
間絶縁膜やパッシベーション膜等）に対して、その受光
センサ部の直上の位置に孔部を形成し、その後孔部に高
屈折率材料として例えばプラズマＳｉＮ膜を埋め込む方
法が採られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体撮
像素子の微細化に伴い、受光センサ部の面積が狭くなる
ため、孔部のアスペクト比（幅と深さの比）が大きくな
る。このように孔部のアスペクト比が大きくなることに
より、孔部を埋めるプラズマＳｉＮ膜のカバレッジが悪
化し、ボイドが発生する等の問題があった。

【０００６】また、上述した構成の固体撮像素子に対し
て、さらにカラーフィルタ膜を設ける構成とした場合に
おいては、導波管構造を形成した後にさらにカラーフィ
ルタ膜を形成する工程が別途必要となることから、工程
数が多くなり、製造コストが増大する問題があった。

【０００７】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、感度を向上することができると共に、安価にか
つ安定して製造することができる構造の固体撮像素子及
びその製造方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、画素を構成する受光センサ部が多数形成され、各画
素において受光センサ部よりも上方に透明膜が形成され
て成り、透明膜の受光センサ部の直上の位置に孔部が形
成され、透明膜よりも屈折率の高い有機ポリマーが孔部
に埋め込まれて導波管が構成されているものである。

【０００９】本発明の固体撮像素子の製造方法は、画素
を構成する受光センサ部が多数形成され、各画素におい
て受光センサ部よりも上方に透明膜が形成されて成る固
体撮像素子を製造する際に、透明膜を形成し、その後こ
の透明膜の受光センサ部の直上の部分に孔部を形成する
工程と、この孔部を埋めて全面的に透明膜よりも屈折率
の高い有機ポリマーを形成する工程と、この有機ポリマ
ーに対してエッチバックを行って表面を平坦化する工程
とを少なくとも有するものである。

【００１０】上述の本発明の固体撮像素子の構成によれ
ば、透明膜の受光センサ部の直上の位置に形成された孔
部に、透明膜よりも屈折率の高い有機ポリマーが埋め込
まれて導波管が構成されていることにより、透明膜より
孔部内の有機ポリマーの方が屈折率が高いため孔部の壁
面に入射した光を反射させて受光センサ部に向かわせる
ことができ、感度を向上することが可能になる。また、
有機ポリマーにより導波管を構成する孔部を埋め込んで
いることにより、孔部に埋め込む際の埋め込み性やカバ
レージが良好となるので、容易に高い信頼性で製造する
ことが可能な構造となっている。

【００１１】上述の本発明の固体撮像素子の製造方法に
よれば、透明膜の受光センサ部の直上の部分に孔部を形
成し、この孔部を埋めて全面的に透明膜よりも屈折率の
高い有機ポリマーを形成することにより、孔部の壁面に
入射した光を反射させて受光センサ部に向かわせること
ができ、感度を向上することが可能になる上述の導波管
の構造を作製することができる。このとき、孔部を埋め
て有機ポリマーを形成するので、孔部への埋め込み性や
カバレージが良好となるので、容易に高い信頼性で製造
することが可能になる。さらに、有機ポリマーに対して
エッチバックを行って表面を平坦化することにより透明
膜の孔部を有機ポリマーで埋めて、かつ透明膜と有機ポ
リマーの表面を平坦化した構造を形成することができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、画素を構成する受光セ
ンサ部が多数形成され、各画素において受光センサ部よ
りも上方に透明膜が形成されて成り、透明膜の受光セン
サ部の直上の位置に孔部が形成され、透明膜よりも屈折
率の高い有機ポリマーが孔部に埋め込まれて導波管が構
成されている固体撮像素子である。

【００１３】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、有機ポリマーに色素が添加されて着色膜が形成さ
れ、この着色膜により各画素の受光センサ部に対してカ
ラーフィルタが形成されている構成とする。

【００１４】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、有機ポリマーの屈折率が１．５以上である構成とす
る。

【００１５】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、透明膜が有機膜上に無機系透明膜が形成されて成る
構成とする。

【００１６】本発明は、画素を構成する受光センサ部が
多数形成され、各画素において受光センサ部よりも上方
に透明膜が形成されて成る固体撮像素子を製造する方法
であって、透明膜を形成し、その後この透明膜の受光セ
ンサ部の直上の部分に孔部を形成する工程と、この孔部
を埋めて全面的に透明膜よりも屈折率の高い有機ポリマ
ーを形成する工程と、この有機ポリマーに対してエッチ
バックを行って表面を平坦化する工程とを少なくとも有
する固体撮像素子の製造方法である。

【００１７】また本発明は、上記固体撮像素子の製造方
法において、有機ポリマーに色素が添加されている構成
とする。

【００１８】また本発明は、上記固体撮像素子の製造方
法において、透明膜を形成する工程において、有機膜を
形成し、その上に無機系透明膜を形成する。

【００１９】まず、本発明の具体的な実施の形態の説明
に先立ち、本発明の概要を説明する。本発明において
は、固体撮像素子の各画素を構成する受光センサ部の直
上の位置の透明膜に孔部を形成し、この孔部を埋めて有
機ポリマーから成る高屈折率材料層を形成して導波管を
構成する。高屈折率材料層は、孔部の周囲の透明膜（低
屈折率材料層）よりも屈折率の高い材料により形成す
る。

【００２０】そして、図１１に模式図を示すように、透
明膜（低屈折率材料層）５２に形成した孔部を埋めて、
有機ポリマーから成る高屈折率材料層５３を形成する。
これにより、オンチップレンズ５４により集束した入射
光５５を、透明膜（低屈折率材料層）５２と高屈折率材
料層５３との界面、即ち孔部の壁面において全反射させ
ることができ、孔部の壁面に入射した入射光５５も受光
センサ部５１に向かわせることができる。従って、固体
撮像素子の感度特性を向上させることができるものであ
る。

【００２１】透明膜（低屈折率材料層）を構成する低屈
折率の材料としては、ＳｉＯ₂ （酸化シリコン）系材料
（屈折率：約１．４５）、或いはフッ素系透明樹脂（屈
折率：約１．３５）を使用することができる。ＳｉＯ₂
系材料としては、ＳｉＯ₂ 系酸化膜、例えばＰＳＧ，Ｂ
−ＰＳＧ，プラズマＳｉＯ，ＳＯＧ等を用いることがで
きる。フッ素系透明樹脂は、例えば旭化成工業株式会社
製ＣＹＴＯＰ（商品名）等を用いることができる。

【００２２】導波管を構成する高屈折率材料層の有機ポ
リマーとしては、例えばポリイミド系樹脂（屈折率：約
１．７５）を用いることができる。

【００２３】高屈折率材料として用いられる有機ポリマ
ーとしては、上述のポリイミド系樹脂の他にも、例えば
次のようなポリマーが使用可能である。 ポリベンジルメタクリレート（屈折率１．５６８） ポリフェニルメタクリレート（屈折率１．５７０６） ポリジアリルフタレート（屈折率１．５７２） ポリスチレン（屈折率１．５９） ポリ−ｐ−ブロモフェニルメタクリレート（屈折率１．
５９０４） ポリペンタクロロフェニルメタクリレート（屈折率１．
６０８） ポリ−ｏ−クロロスチレン（屈折率１．６０９８） ポリ−α−ナフチルメタクリレート（屈折率１．６４１
０） ポリビニルナフタレン（屈折率１．６８１８） ポリビニルカルバゾール（屈折率１．６８３） ポリペンタブロモフェニルメタクリレート（屈折率１．
７１）

【００２４】このように、孔部の周囲の低屈折率材料層
よりも屈折率の高い有機ポリマー、好ましくは屈折率
１．５以上の有機ポリマーを用いて、孔部を埋める高屈
折率材料層を形成する。

【００２５】上述した各有機ポリマーは、スピンコート
により塗布することができ、かつ孔部に対して良好な埋
め込み性及びカバレッジを有する。従って、固体撮像素
子の微細化を図ったときに、孔部におけるボイドの発生
を抑制することができるため、微細化された固体撮像素
子を高い信頼性で製造することが可能になる。

【００２６】さらに、ポリイミド系樹脂や上述した有機
ポリマーに、色素を添加して着色膜とすることにより、
この着色膜により各画素の受光センサ部に対応してカラ
ーフィルタを設けることも可能になる。即ち着色膜によ
り導波管とカラーフィルタとを兼用することが可能にな
る。

【００２７】この有機ポリマーに添加される色素は、イ
エロー、シアン、マゼンタ、グリーン、レッド、ブルー
等の色素から、カラーフィルタアレイの構成に応じて適
宜選択される。そして、例えば原色系のカラーフィルタ
アレイを形成する場合には、グリーン、レッド、ブルー
のパターンを形成し、補色系のカラーフィルタアレイを
形成する場合には、イエロー、シアン、マゼンタ、グリ
ーンのパターンを形成する。

【００２８】そして、カラーフィルタの分光特性の調整
は、有機ポリマー例えばポリイミド系樹脂中の色素の濃
度、並びに着色膜のドライエッチング工程におけるエッ
チバックの量によって調整する。

【００２９】上述のように、有機ポリマーに色素を添加
して成る着色膜を形成することによって、導波管を構成
する高屈折率材料層とカラーフィルタとを兼用し、これ
らを同時に形成することが可能になるため、工程数の削
減を図ることができる。従って、カラーフィルタと導波
管を有する固体撮像素子を安価に実現することが可能に
なる。

【００３０】また、有機ポリマーから成る着色膜が埋め
込まれる孔部の周囲の透明膜（低屈折率材料層）に、フ
ッ素系透明樹脂等の有機膜を採用した場合には、この有
機膜上に無機系透明膜を設けて、孔部内の着色膜をエッ
チングして除去する際のエッチングストッパーとするこ
とが望ましい。

【００３１】続いて、本発明の具体的な実施の形態を説
明する。

【００３２】図１は、本発明の一実施の形態として、固
体撮像素子の概略構成図（断面図）を示す。本実施の形
態は、本発明をＣＣＤ固体撮像素子に適用し、また低屈
折率材料としてＳｉＯ₂ 系材料を用いた場合である。こ
の固体撮像素子は、半導体基体１内に受光センサ部２
と、転送チャネル３がそれぞれ形成され、これら受光セ
ンサ部２と転送チャネル３の間には、図示しないが読み
出しゲート或いはチャネルストップ領域が形成される。
転送チャネル３の上方にはゲート絶縁膜４を介して転送
電極５が形成されている。転送電極５を覆って薄い絶縁
膜６が形成され、その上を覆って層間絶縁膜７が受光セ
ンサ部２上にもわたって形成されている。さらに、層間
絶縁膜７には転送電極５への光の入射を防止するための
遮光膜８が形成されている。この遮光膜８には受光セン
サ部２上に開口が設けられており、受光センサ部２に光
が入射するようにしている。

【００３３】遮光膜８の上には、厚い透明膜９が形成さ
れている。この透明膜９は、低屈折率材料のＳｉＯ₂ 系
材料を用いて形成されている。

【００３４】また、転送チャネル３及び転送電極５によ
ってＣＣＤ構造の電荷転送部が構成される。

【００３５】本実施の形態では、特に低屈折率材料から
成る透明膜９の受光センサ部２の直上の部分に孔部１３
が形成され、この孔部１３を高屈折率材料で埋めて導波
管が構成されている。さらに、この導波管を構成する高
屈折率材料として、画素に形成するカラーフィルタの色
に対応する色素が添加された有機ポリマー（前述した高
屈折率の有機ポリマー例えばポリイミド樹脂）から成る
着色膜１０が用いられている。そして、この着色膜１０
が孔部１３に埋め込まれて導波管が形成されている。

【００３６】この場合、着色膜１０の屈折率が、透明膜
９の屈折率より高くなっており、図１１に示したと同様
に、孔部１３の壁面に入射した光は、この壁面で反射し
て受光センサ部２へ向かう。

【００３７】透明膜９及び着色膜１０の上には、透明平
坦化膜１１が形成されて表面が平坦化され、その上にオ
ンチップレンズ１２が形成されている。

【００３８】上述の本実施の形態の固体撮像素子によれ
ば、孔部１３に埋め込まれ、色素が添加された有機ポリ
マー（例えばポリイミド樹脂）から成る着色膜１０を、
固体撮像素子におけるカラーフィルタ及び導波管として
機能させることができる。即ち従来の構成において、孔
部へのプラズマＳｉＮ膜の埋め込み性悪化が生じたり、
導波管構造を形成した後にカラーフィルタ層を形成する
ために工程数が必然的に多くなり製造コストが高くなっ
たのに対して、本実施の形態では、着色膜１０を安価に
かつ孔部１３への埋め込み性やカバレッジを良好に形成
することが可能になる。

【００３９】従って、本実施の形態によれば、製造コス
トを抑制すると共に、信頼性の高い固体撮像素子を実現
することができる。

【００４０】次に、上述の本実施の形態の固体撮像素子
の製造方法を説明する。まず、半導体基体１１内の受光
センサ２部及び転送チャネル３等の各領域、並びに転送
電極５から遮光膜８までの各層、並びにその他パッシベ
ーション膜等必要な層を形成する。

【００４１】次に、図２Ａに示すように、下層（例えば
基板から遮光膜までの各層を含む）２１の表面を覆って
ＳｉＯ₂ 系材料から成る透明膜２２を全面的に形成す
る。尚、図２Ａ以降では、各画素の転送電極５や遮光膜
８等の細部については記載を省略して３画素分の領域を
表示した模式的断面図を示す。続いて、図２Ｂに示すよ
うに、透明膜２２上に、所定のパターンのフォトレジス
ト２３を形成する。次に、図２Ｃに示すように、フォト
レジスト２３をマスクとして、透明膜２２に対してドラ
イエッチングを行う。そして、図２Ｄに示すように、フ
ォトレジスト２３を除去して、受光センサ部（図示せ
ず）上に導波管となる孔部２４を形成する。

【００４２】この図２Ｄに示す状態から、所定のカラー
フィルタアレイを形成するために、カラーフィルタアレ
イを構成する各色に対応した色素が添加された有機ポリ
マーから成る各色の着色膜を孔部２４内に形成する。以
下、図示した３つの画素に３色（例えばレッド、グリー
ン、ブルー）のカラーフィルタを形成する場合で説明す
る。

【００４３】次に、図２Ｅに示すように、スピンコート
法により、孔部２４を覆って全面的に、第１色の色素
（例えばレッド）が添加された有機ポリマー例えばポリ
イミド樹脂から成る第１の着色膜２５を形成する。続い
て、図３Ｆに示すように、第１の着色膜２５を、上面が
ほぼ平坦面となるように、ドライエッチングにより全面
エッチバックを行う。これにより、各孔部２４に第１の
着色膜２５が埋め込まれた状態で残る。

【００４４】次に、図３Ｇに示すように、孔部２４に埋
め込まれた第１の着色膜２５のうち、一部の画素、図３
Ｇでは一番左の画素を覆い、かつその周辺の透明膜２２
とオーバーラップするパターンにフォトレジスト２６を
形成する。続いて、図３Ｈに示すように、フォトレジス
ト２６をマスクとして、残りの画素即ち図３Ｈでは中央
の画素及び一番右の画素の孔部２４に埋め込まれた第１
の着色膜２５に対してドライエッチングを行う。このと
き、ドライエッチング後もフォトレジスト２６が膜厚Ｔ
´（＜Ｔ）程度残るように、図３Ｇで示したフォトレジ
スト２６の膜厚Ｔを選定する。その後、図３Ｉに示すよ
うに、フォトレジスト２６を除去する。

【００４５】次に、図３Ｊに示すように、スピンコート
法により、表面を覆って全面的に、第２の色素（例えば
グリーン）が添加された有機ポリマー例えばポリイミド
樹脂から成る第２の着色膜２７を形成する。続いて、図
４Ｋに示すように、第２の着色膜２７を、上面がほぼ平
坦面となるように、ドライエッチングにより全面エッチ
バックを行う。これにより、中央の画素及び一番右の画
素の孔部２４内に第２の着色膜２７が残る。

【００４６】次に、図４Ｌに示すように、孔部２４に埋
め込まれた第１の着色膜２５と、孔部２４に埋め込まれ
た第２の着色膜２７のうち一部の画素、図４Ｌでは中央
の画素を覆い、かつその周辺の透明膜２２とオーバーラ
ップするパターンにフォトレジスト２８を形成する。続
いて、図４Ｍに示すように、フォトレジスト２８をマス
クとして、残りの画素、図４Ｍでは一番右の画素の孔部
２４に埋め込まれた第２の着色膜２７に対してドライエ
ッチングを行う。このときも、ドライエッチング後もフ
ォトレジスト２８が残るように、フォトレジスト２８を
形成する際の膜厚を選定する。その後、図４Ｎに示すよ
うに、フォトレジスト２８を除去する。

【００４７】次に、図４Ｏに示すように、スピンコート
法により表面を覆って全面的に、第３の色素（例えばブ
ルー）が添加された有機ポリマー例えばポリイミド樹脂
から成る第３の着色膜２９を形成する。続いて、図５Ｐ
に示すように、第３の着色膜２９を、上面がほぼ平坦面
となるように、ドライエッチングにより全面エッチバッ
クを行う。これにより、一番右の画素の孔部２４内に第
３の着色膜２９が残り、３つの画素にそれぞれ３色の着
色膜２５，２７，２９が埋められて、カラーフィルタを
兼ねた導波管が形成される。

【００４８】その後、図５Ｑに示すように、表面を覆っ
て樹脂から成る透明平坦化膜３０を成膜する。続いて、
図５Ｒに示すように、オンチップレンズ３１を形成す
る。尚、図５Ｒにおいて（）内の符号は図１の同じ符号
９，１１，１２，１３と対応する。このようにして、図
１に示した本実施の形態の固体撮像素子を製造すること
ができる。

【００４９】続いて、本発明の他の実施の形態として、
固体撮像素子の概略構成図（断面図）を図６に示す。上
述した実施の形態では低屈折率の透明膜にＳｉＯ₂ 系材
を用いた場合であったが、本実施の形態では低屈折率の
透明膜にフッ素系樹脂を用いた場合である。

【００５０】本実施の形態の固体撮像素子は、特に導波
管の孔部１３の外壁を構成する透明膜を、フッ素系樹脂
から成る第１の透明膜１５と、その上の無機系材料膜
（例えばプラズマＳｉＯ膜等）から成る第２の透明膜１
６との積層膜により構成している。その他の構成は図１
に示した先の実施の形態の固体撮像素子と同様となって
いるので、同一符号を付して重複説明を省略する。

【００５１】本実施の形態の固体撮像素子によれば、先
の実施の形態の固体撮像素子と同様に、色素が添加され
た有機ポリマー（例えばポリイミド樹脂）から成る着色
膜１０を、固体撮像素子におけるカラーフィルタ及び導
波管として機能させることができ、着色膜１０を安価に
かつ孔部１３への埋め込み性やカバレッジを良好に形成
することが可能になる。従って、製造コストを抑制する
と共に、信頼性の高い固体撮像素子を実現することがで
きる。

【００５２】本実施の形態の固体撮像素子は、次のよう
に製造することができる。まず、半導体基体内の受光セ
ンサ部及び転送チャネル等の各領域、並びに転送電極、
遮光膜、その他パッシベーション膜までの各層を形成す
る。次に、図７Ａに示すように、下層（例えば基板から
遮光膜までの各層を含む）２１の表面を覆ってフッ素系
樹脂から成る第１の透明膜４１を全面的に形成し、さら
に第１の透明膜４１上に無機系材料膜（例えばプラズマ
ＳｉＯ膜等）から成る第２の透明膜４２を全面に成膜す
る。尚、図７Ａ以降では、各画素の転送電極や遮光膜等
の細部については記載を省略して３画素分の領域を表示
した模式的断面図を示す。続いて、図７Ｂに示すよう
に、第２の透明膜４２上に所定のパターンのフォトレジ
スト２３を形成する。さらに、図７Ｃに示すように、フ
ッ素系樹脂から成る第１の透明膜４１と無機系材料から
成る第２の透明膜４２とを同時にドライエッチングで加
工する。そして、図７Ｄに示すように、フォトレジスト
２３を除去する。

【００５３】本実施の形態においては、２層の透明膜４
１（１５），４２（１６）を積層させた構成としてい
る。これは、有機ポリマー例えばポリイミド樹脂から成
る着色膜のドライエッチング工程において、第１の透明
膜４１（１５）を構成するフッ素系樹脂のエッチング特
性が着色膜の有機ポリマーに近いため、エッチング選択
比を確保して第２の透明膜４２（１６）をエッチングス
トッパーとして作用させるためである。

【００５４】その後は、図７Ｅ〜図１０Ｒに示すよう
に、図２Ｅ〜図５Ｒに示した先の実施の形態と同様にし
て、孔部２４内を埋めるようにそれぞれ３色の色素が添
加された着色膜２５，２７，２９を形成して導波管を構
成し、固体撮像素子を製造することができる。尚、図１
０Ｒにおいて（）内の符号は図６の同じ符号１１，１
２，１３，１５，１６と対応する。

【００５５】尚、上述の各実施の形態において、受光セ
ンサ部２が形成された半導体基体１の表面と、導波管の
孔部１３の底との間には、ゲート絶縁膜４及び層間絶縁
膜７があるが、基体の表面と孔部の底との間の層の構成
はこの限りではない。例えばゲート絶縁膜４のみとした
構成や、エッチングストッパー膜（例えばＳｉＮ膜）が
設けられた構成も可能である。また、遮光膜８の受光セ
ンサ部２上の開口が孔部１３の壁面と一致しているが、
これに限定されず、遮光膜の開口が孔部の壁面より外側
にあってもよい。遮光膜の開口が孔部の壁面と一致して
いると、同じマスクを用いてエッチングすることにより
開口と孔部を形成することが可能になる利点を有する。

【００５６】さらに、上述の各実施の形態では、ＣＣＤ
固体撮像素子に本発明を適用しているが、その他の構成
の固体撮像素子にも本発明を適用することができる。例
えばＣＣＤ構造以外の電荷転送部を有する構成の固体撮
像素子や、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子又はＭＯＳ型の固
体撮像素子においても、同様に本発明を適用することが
できる。このような構成の固体撮像素子でも、本発明を
適用して受光センサ部の直上に孔部を形成すると共に孔
部を埋める高屈折率材料として有機ポリマーを用いるこ
とにより、感度の向上及び固体撮像素子の微細化を実現
することができる。そして、これら他の構成の個体撮像
素子においても、有機ポリマーにさらに色素を添加して
着色膜とした構成とすれば、着色膜によりカラーフィル
タを兼用して工程数を削減し、製造コストを低減するこ
とが可能になる。

【００５７】さらに、本発明においては、導波管の孔部
を埋める高屈折率材料として、上述した各実施の形態の
ように色素を添加した着色膜を用いた構成に限らず、色
素を含まない有機ポリマーを用いた構成も含むものであ
る。このような構成とすれば、カラーフィルタアレイを
設けない固体撮像素子にも本発明を適用することができ
る。そして、孔部の埋め込み性とカバレッジを改善する
ことができ、感度の向上と信頼性の向上を実現すること
ができ、素子の微細化を図っても信頼性の高い固体撮像
素子を構成することができる。この場合には、従来と同
様にカラーフィルタを導波管とは別に形成することも可
能であるため、例えば従来の製造工程をそのまま利用す
ることができ、その上で固体撮像素子の信頼性の向上を
図ることもできる。

【００５８】尚、上述した有機ポリマーが色素を含まな
い場合や、カラーフィルタが単色の場合（例えばカラー
用ラインセンサの各色のラインを形成する場合）には、
孔部内の有機ポリマー又は着色膜をエッチングで除去す
る工程（図３Ｇ〜図３Ｈに相当する工程）が不要とな
り、図２Ｆに相当する最初のエッチバック工程で導波管
が完成するため、孔部の外側の透明膜を有機膜により形
成してもエッチングストッパー用の透明膜を必要としな
い。

【００５９】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。

【００６０】

【発明の効果】上述の本発明によれば、導波管として機
能させる高屈折率材料層に有機ポリマーを用いることに
より、感度を向上することができると共に、固体撮像素
子を信頼性よく製造することが可能になる。

【００６１】さらに、有機ポリマーに色素を添加して着
色膜とした構成とすれば、着色膜により導波管とカラー
フィルタとを兼用する構成として、カラーフィルタを有
する固体撮像素子を安価に製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の固体撮像素子の概略構
成図（断面図）である。

【図２】Ａ〜Ｅ 図１の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。

【図３】Ｆ〜Ｊ 図１の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。

【図４】Ｋ〜Ｏ 図１の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。

【図５】Ｐ〜Ｒ 図１の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。

【図６】本発明の他の実施の形態の固体撮像素子の概略
構成図（断面図）である。

【図７】Ａ〜Ｅ 図６の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。

【図８】Ｆ〜Ｊ 図６の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。

【図９】Ｋ〜Ｏ 図６の固体撮像素子の製造工程を示す
工程図である。

【図１０】Ｐ〜Ｒ 図６の固体撮像素子の製造工程を示
す工程図である。

【図１１】導波管の作用を説明する図である。

【符号の説明】 ２ 受光センサ部、３ 転送チャネル、５ 転送電極、
７ 層間絶縁膜、８ 遮光膜、９，２２ 透明膜、１０
着色膜、１１，３０ 透明平坦化膜、１２，３１ オ
ンチップレンズ、１３，２４ 孔部、１５，４１ 第１
の透明膜、１６，４２ 第２の透明膜、２５ 第１の着
色膜、２７ 第２の着色膜、２９ 第３の着色膜

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素を構成する受光センサ部が多数形成
   され、各画素において受光センサ部よりも上方に透明膜
   が形成されて成り、 上記透明膜の上記受光センサ部の直上の位置に孔部が形
   成され、 上記透明膜よりも屈折率の高い有機ポリマーが、上記孔
   部に埋め込まれて、導波管が構成されていることを特徴
   とする固体撮像素子。
2. 【請求項２】 上記有機ポリマーに色素が添加されて着
   色膜が形成され、該着色膜により各画素の上記受光セン
   サ部に対してカラーフィルタが形成されていることを特
   徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
3. 【請求項３】 上記有機ポリマーの屈折率が１．５以上
   であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素
   子。
4. 【請求項４】 上記透明膜が、有機膜上に無機系透明膜
   が形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の固
   体撮像素子。
5. 【請求項５】 画素を構成する受光センサ部が多数形成
   され、各画素において受光センサ部よりも上方に透明膜
   が形成されて成る固体撮像素子を製造する方法であっ
   て、 上記透明膜を形成し、その後該透明膜の上記受光センサ
   部の直上の部分に孔部を形成する工程と、 上記孔部を埋めて全面的に、上記透明膜よりも屈折率の
   高い有機ポリマーを形成する工程と、 上記有機ポリマーに対してエッチバックを行って、表面
   を平坦化する工程とを少なくとも有することを特徴とす
   る固体撮像素子の製造方法。
6. 【請求項６】 上記有機ポリマーに色素が添加されてい
   ることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子の製
   造方法。
7. 【請求項７】 上記透明膜を形成する工程において、有
   機膜を形成し、該有機膜上に無機系透明膜を形成するこ
   とを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子の製造方
   法。