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JP2011119445A - Backside illuminated solid-state imaging device - Google Patents

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JP2011119445A
JP2011119445A JP2009275365A JP2009275365A JP2011119445A JP 2011119445 A JP2011119445 A JP 2011119445A JP 2009275365 A JP2009275365 A JP 2009275365A JP 2009275365 A JP2009275365 A JP 2009275365A JP 2011119445 A JP2011119445 A JP 2011119445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
semiconductor substrate
imaging device
state imaging
photoelectric conversion
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.)
Pending
Application number
JP2009275365A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoki Nakabayashi
正登喜 中林
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2009275365A priority Critical patent/JP2011119445A/en
Publication of JP2011119445A publication Critical patent/JP2011119445A/en
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Abstract

【課題】隣接する画素への光漏れによる混色の発生を低減させ、かつ光電変換素子にて取り込まれる光量の低下を抑制可能とする裏面照射型固体撮像装置を提供すること。
【解決手段】半導体基板1の裏面11側に光が照射され、被写体像を撮像する裏面照射型固体撮像装置であって、半導体基板1に設けられ、入射した光を信号電荷へ変換させる光電変換素子と、半導体基板1の裏面11側に設けられ、光電変換素子の各々に対応する開口12を備える遮光部9と、半導体基板1及び遮光部9の上に設けられ、平坦面13を構成する平坦化層3と、を有し、遮光部9の開口12は、平坦面13側から半導体基板1側に向かって狭められた形状を備える。
【選択図】図1
A back-illuminated solid-state imaging device capable of reducing the occurrence of color mixing due to light leakage to adjacent pixels and suppressing the decrease in the amount of light taken in by a photoelectric conversion element.
A back-illuminated solid-state imaging device that irradiates light to a back surface 11 side of a semiconductor substrate 1 and captures a subject image, and is provided on the semiconductor substrate 1 and photoelectric conversion that converts incident light into signal charges. The light-shielding part 9 provided on the back surface 11 side of the element and the semiconductor substrate 1 and having an opening 12 corresponding to each of the photoelectric conversion elements, and the flat surface 13 provided on the semiconductor substrate 1 and the light-shielding part 9 The opening 12 of the light shielding portion 9 has a shape that is narrowed from the flat surface 13 side toward the semiconductor substrate 1 side.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、裏面照射型固体撮像装置に関する。   The present invention relates to a backside illumination type solid-state imaging device.

半導体基板のうち配線層が形成された側とは反対の裏面側から光を入射させて被写体像を撮像する裏面照射型固体撮像装置は、入射側に配線部材が設けられない分、半導体基板の全体を光電変換領域として利用できる利点がある。その一方、裏面照射型固体撮像装置の場合、ある単位画素領域へ入射した光が、その隣の単位画素領域の光電変換素子へ漏れ出すことによる光学的な混色の発生が課題となる。混色は、ある単位画素領域のカラーフィルタを透過しその画素で取り込まれるべき電荷が、隣接する他の色光用画素へ取り込まれることで生じる現象であって、色再現性を低下させる原因となり得る。そこで従来、裏面照射型固体撮像装置における光学的な混色を低減させることを目的として、混色成分となる光を遮蔽するための遮光膜を設ける技術が提案されている。例えば、特許文献1には、カラーフィルタ同士の間に遮光層を設けた構成が開示されている。   A back-illuminated solid-state imaging device that picks up a subject image by making light incident from the back side opposite to the side on which the wiring layer is formed in the semiconductor substrate is equivalent to the fact that no wiring member is provided on the incident side. There is an advantage that the whole can be used as a photoelectric conversion region. On the other hand, in the case of a back-illuminated solid-state imaging device, there is a problem of generation of optical color mixture due to light incident on a certain unit pixel region leaking out to a photoelectric conversion element in the adjacent unit pixel region. Color mixing is a phenomenon that occurs when charges that pass through a color filter in a certain unit pixel region and are to be taken in by that pixel are taken into another adjacent pixel for color light, and can cause a decrease in color reproducibility. Therefore, conventionally, for the purpose of reducing optical color mixing in the back-illuminated solid-state imaging device, a technique for providing a light shielding film for shielding light that becomes a color mixing component has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which a light shielding layer is provided between color filters.

カラーフィルタ同士の間に遮光層が設けられる場合、カラーフィルタを通過した時点で、遮光層が設けられた分に相当する開口率が低下することとなる。照射した光のうち光電変換素子へ取り込まれる光量が少なくなるほど、裏面照射型固体撮像装置の受光感度を低下させることとなる。特に、単位画素領域が微細であるほど、開口面積が小さくなることによる感度の低下は顕著となる。   When a light-shielding layer is provided between the color filters, the aperture ratio corresponding to the amount of the light-shielding layer provided is lowered when the color filter passes. The light receiving sensitivity of the backside illumination type solid-state imaging device is reduced as the amount of light taken into the photoelectric conversion element is reduced. In particular, the finer the unit pixel region, the more significant the decrease in sensitivity due to the smaller opening area.

特開平7−99297号公報JP-A-7-99297

本発明は、隣接する画素への光漏れによる混色の発生を低減させ、かつ光電変換素子にて取り込まれる光量の低下を抑制可能とする裏面照射型固体撮像装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a back-illuminated solid-state imaging device that can reduce the occurrence of color mixing due to light leakage to adjacent pixels and can suppress a decrease in the amount of light captured by a photoelectric conversion element.

本願発明の一態様によれば、半導体基板の裏面側に光が照射され、被写体像を撮像する裏面照射型固体撮像装置であって、前記半導体基板に設けられ、入射した光を信号電荷へ変換させる光電変換素子と、前記半導体基板の前記裏面側に設けられ、前記光電変換素子の各々に対応する開口を備える遮光部と、前記半導体基板及び前記遮光部の上に設けられ、平坦面を構成する平坦化層と、を有し、前記遮光部の前記開口は、前記平坦面側から前記半導体基板側に向かって狭められた形状を備えることを特徴とする裏面照射型固体撮像装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a back-illuminated solid-state imaging device that irradiates light on the back side of a semiconductor substrate and picks up a subject image, and is provided on the semiconductor substrate and converts incident light into signal charges. A photoelectric conversion element to be provided; a light shielding portion provided on the back surface side of the semiconductor substrate and having an opening corresponding to each of the photoelectric conversion elements; and a flat surface provided on the semiconductor substrate and the light shielding portion. There is provided a back-illuminated solid-state imaging device, characterized in that the opening of the light shielding portion has a shape narrowed from the flat surface side toward the semiconductor substrate side. The

本発明によれば、隣接する画素への光漏れによる混色の発生を低減させ、かつ光電変換素子にて取り込まれる光量の低下を抑制できるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of color mixing due to light leakage to adjacent pixels and to suppress the decrease in the amount of light captured by the photoelectric conversion element.

第1の実施の形態に係る裏面照射型固体撮像装置の要部断面模式図。The principal part cross-sectional schematic diagram of the back surface irradiation type solid-state imaging device which concerns on 1st Embodiment. 裏面照射型固体撮像装置へ入射した光の進行について説明する図。The figure explaining the progress of the light which injected into the back irradiation type solid-state imaging device. 裏面照射型固体撮像装置へ入射した光の進行について説明する図。The figure explaining the progress of the light which injected into the back irradiation type solid-state imaging device. 遮光部を形成する手順を説明する断面模式図。The cross-sectional schematic diagram explaining the procedure which forms a light-shielding part. 遮光部を形成する他の手順を説明する断面模式図。Sectional schematic diagram explaining the other procedure which forms a light-shielding part. 第2の実施の形態に係る裏面照射型固体撮像装置の要部断面模式図。The principal part cross-sectional schematic diagram of the backside illumination type solid-state imaging device which concerns on 2nd Embodiment.

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る裏面照射型固体撮像装置を詳細に説明する。   Hereinafter, a back-illuminated solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る裏面照射型固体撮像装置の要部断面模式図である。裏面照射型固体撮像装置は、半導体基板1の裏面11側に光が照射され、被写体像を撮像する。裏面11は、半導体基板1のうち、配線部2が設けられた側とは反対側の主面とする。半導体基板1には、例えばN型半導体からなる多数の光電変換素子(フォトダイオード)が形成されている。光電変換素子は、入射した光を信号電荷へ変換させる。光電変換素子は、例えばP型半導体からなる素子分離領域により各々区切られた単位画素領域A内にそれぞれ形成されている。図示する断面は、単位画素領域Aの中心位置付近を横断するような切断面とする。なお、半導体基板1の詳細な構成については図示を省略している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a backside illumination type solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. The back-illuminated solid-state imaging device irradiates light on the back surface 11 side of the semiconductor substrate 1 and captures a subject image. The back surface 11 is a main surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the side on which the wiring part 2 is provided. A large number of photoelectric conversion elements (photodiodes) made of, for example, an N-type semiconductor are formed on the semiconductor substrate 1. The photoelectric conversion element converts incident light into signal charges. The photoelectric conversion elements are respectively formed in the unit pixel areas A delimited by element isolation areas made of, for example, a P-type semiconductor. The cross section shown in the figure is a cut surface that crosses the vicinity of the center position of the unit pixel region A. Note that the detailed configuration of the semiconductor substrate 1 is not shown.

配線部2は、光電変換素子での光電変換により生じた信号電荷を転送するための配線層8と、配線層8同士の絶縁のための絶縁性部材7とを備える。遮光部9は、半導体基板1の裏面11上に設けられている。遮光部9は、光電変換素子の各々に対応する開口12を備え、開口12を縁取るような格子をなして設けられている。遮光部9は、図示する断面において三角形をなしている。開口12は、かかる三角形の斜辺に相当する面から構成されたテーパ形状をなしている。開口12がなすテーパ形状は、平坦面13側から半導体基板1側に向かって狭められた形状とされている。なお、遮光部9は、開口12がテーパ形状をなすように構成されていれば良く、断面が三角形である形状を基準として適宜変形が施された形状であっても良い。例えば、遮光部9は、曲面を備える形状や、平坦面13側の部分に丸みや平坦部を持たせた形状などとしても良い。   The wiring unit 2 includes a wiring layer 8 for transferring signal charges generated by photoelectric conversion in the photoelectric conversion element, and an insulating member 7 for insulating the wiring layers 8 from each other. The light shielding portion 9 is provided on the back surface 11 of the semiconductor substrate 1. The light shielding unit 9 includes openings 12 corresponding to the respective photoelectric conversion elements, and is provided in a lattice that borders the openings 12. The light shielding portion 9 has a triangular shape in the illustrated cross section. The opening 12 has a tapered shape composed of a surface corresponding to the hypotenuse of such a triangle. The tapered shape formed by the opening 12 is a shape narrowed from the flat surface 13 side toward the semiconductor substrate 1 side. In addition, the light-shielding part 9 should just be comprised so that the opening 12 may make a taper shape, and the shape suitably deform | transformed on the basis of the shape whose cross section is a triangle may be sufficient. For example, the light-shielding part 9 may have a shape with a curved surface or a shape in which a part on the flat surface 13 side is rounded or flat.

第1平坦化層3は、半導体基板1の裏面11及び遮光部9の上に設けられている。第1平坦化層3は、半導体基板1及び遮光部9の側とは反対側に平坦面13を構成する。第1平坦化層3は、アクリル樹脂等の樹脂材料を用いて構成されている。   The first planarization layer 3 is provided on the back surface 11 and the light shielding portion 9 of the semiconductor substrate 1. The first planarization layer 3 constitutes a flat surface 13 on the side opposite to the semiconductor substrate 1 and the light shielding part 9 side. The 1st planarization layer 3 is comprised using resin materials, such as an acrylic resin.

色分離層4は、第1平坦化層3の平坦面13上に設けられている。色分離層4は、アレイ状に設けられた多数のカラーフィルタ14を備える。色分離層4には、赤色(R)光を選択的に透過させるカラーフィルタ14、緑色(G)光を選択的に透過させるカラーフィルタ14、青色(B)光を選択的に透過させるカラーフィルタ14が設けられている。カラーフィルタ14は、光電変換素子の各々に対応するように設けられている。第1平坦化層3が設けられることで、遮光部9等による凹凸をなす半導体基板1側の構成と色分離層4とが強固に固定される。   The color separation layer 4 is provided on the flat surface 13 of the first flattening layer 3. The color separation layer 4 includes a number of color filters 14 provided in an array. The color separation layer 4 includes a color filter 14 that selectively transmits red (R) light, a color filter 14 that selectively transmits green (G) light, and a color filter that selectively transmits blue (B) light. 14 is provided. The color filter 14 is provided so as to correspond to each of the photoelectric conversion elements. By providing the first planarizing layer 3, the configuration on the side of the semiconductor substrate 1 that is uneven by the light-shielding portion 9 and the color separation layer 4 are firmly fixed.

第2平坦化層5は、色分離層4の上に設けられている。第2平坦化層5は、第1平坦化層の側とは反対側に平坦面15を構成する。色分離層4のうちカラーフィルタ14同士の間隙には、第2平坦化層5と同じ材料が充填されて構成された間隙層10が設けられている。第2平坦化層5は、アクリル樹脂等の樹脂材料を用いて構成されている。マイクロレンズアレイ6は、第2平坦化層5の平坦面15上に設けられている。マイクロレンズアレイ6は、アレイ状に設けられた多数のマイクロレンズ素子16を備える。マイクロレンズ素子16は、光電変換素子の各々に対応するように設けられている。第2平坦化層5が設けられることで、色分離層4とマイクロレンズアレイ6とが強固に固定される。   The second planarization layer 5 is provided on the color separation layer 4. The second planarizing layer 5 constitutes a planar surface 15 on the side opposite to the first planarizing layer side. In the color separation layer 4, the gap between the color filters 14 is provided with a gap layer 10 configured to be filled with the same material as that of the second planarization layer 5. The 2nd planarization layer 5 is comprised using resin materials, such as an acrylic resin. The microlens array 6 is provided on the flat surface 15 of the second flattening layer 5. The microlens array 6 includes a number of microlens elements 16 provided in an array. The microlens element 16 is provided so as to correspond to each of the photoelectric conversion elements. By providing the second planarization layer 5, the color separation layer 4 and the microlens array 6 are firmly fixed.

本実施の形態では、第1平坦化層3の半導体基板1側に遮光部9を設けることで、裏面照射型固体撮像装置の入射側表面から光分離層4を経て第1平坦化層3へ到達するまで、開口面積を減少させずに維持可能となる。従って、裏面照射型固体撮像装置の入射側表面や色分離層4に遮光層を設ける場合に比較して、半導体基板1に向けて効率良く光を進行させることが可能となる。   In the present embodiment, by providing the light shielding portion 9 on the semiconductor substrate 1 side of the first planarization layer 3, from the incident side surface of the backside illumination type solid-state imaging device to the first planarization layer 3 through the light separation layer 4. Until it reaches, it can be maintained without decreasing the opening area. Therefore, it is possible to efficiently advance light toward the semiconductor substrate 1 as compared with the case where a light shielding layer is provided on the incident-side surface of the back-illuminated solid-state imaging device or the color separation layer 4.

図2及び図3は、裏面照射型固体撮像装置へ入射した光の進行について説明する図である。図2では、マイクロレンズ素子16の光軸に主光線が平行な光の例を示している。光軸に平行に進行した光は、マイクロレンズ素子16で集光され、遮光部9の開口12を通過して光電変換素子へ入射する。遮光部9は、開口12をテーパ形状として単位画素領域A同士の境界付近に設置されることで、マイクロレンズ素子16で集光された光を遮らないように配置されている。これにより、遮光部9で遮られる光をできるだけ抑制させ、光電変換素子へ効率良く光を進行させることができる。光電変換素子で取り込まれる光量を多く確保可能とすることにより、高い受光感度を得ることが可能となる。   2 and 3 are diagrams for explaining the progress of light incident on the back-illuminated solid-state imaging device. FIG. 2 shows an example in which the principal ray is parallel to the optical axis of the microlens element 16. The light traveling parallel to the optical axis is collected by the microlens element 16, passes through the opening 12 of the light shielding unit 9, and enters the photoelectric conversion element. The light shielding unit 9 is disposed so as not to block the light collected by the microlens element 16 by installing the opening 12 in the vicinity of the boundary between the unit pixel regions A with a tapered shape. Thereby, the light blocked by the light shielding unit 9 can be suppressed as much as possible, and the light can be efficiently advanced to the photoelectric conversion element. By making it possible to secure a large amount of light captured by the photoelectric conversion element, it is possible to obtain high light receiving sensitivity.

図3は、光軸に対して大きく傾いた方向へ進行する光の例を示している。間隙層10とカラーフィルタ14とで屈折率を異ならせることにより、間隙層10は、カラーフィルタ14との界面における全反射により光を前進させる、いわゆる導波路構造を構成する。ある単位画素領域Aのマイクロレンズ素子16の外縁近傍へ入射し、その隣接する単位画素領域Aへ向かって進行した光は、間隙層10での導波路効果により、間隙層10の下の遮光部9へ進行する。このようにして、図中破線矢印で示すような、隣接する画素への光漏れを抑制させ、光学的な混色の発生を低減させることができる。   FIG. 3 shows an example of light traveling in a direction greatly inclined with respect to the optical axis. By making the refractive index different between the gap layer 10 and the color filter 14, the gap layer 10 forms a so-called waveguide structure in which light is advanced by total reflection at the interface with the color filter 14. Light that enters the vicinity of the outer edge of the microlens element 16 in a certain unit pixel region A and travels toward the adjacent unit pixel region A is blocked by a light shielding portion below the gap layer 10 due to the waveguide effect in the gap layer 10. Proceed to 9. In this way, it is possible to suppress light leakage to adjacent pixels as indicated by broken line arrows in the drawing and reduce the occurrence of optical color mixing.

各カラーフィルタ14は、間隙層10に相当する間隙ができる程度のサイズとなるようにパターニングされる。第2平坦化層5の形成の際に、カラーフィルタ14同士の間隙に第2平坦化層5の材料を埋め込むことにより、導波路構造として機能可能な間隙層10を形成することができる。カラーフィルタ14を形成する段階で間隙ができるようなパターニングを実施することで、間隙層10に相当する間隙を形成するための別工程が不要となる。   Each color filter 14 is patterned so that a gap corresponding to the gap layer 10 is formed. When the second planarization layer 5 is formed, the gap layer 10 that can function as a waveguide structure can be formed by embedding the material of the second planarization layer 5 in the gap between the color filters 14. By performing patterning so that a gap is formed at the stage of forming the color filter 14, a separate process for forming a gap corresponding to the gap layer 10 becomes unnecessary.

図4は、本実施の形態に係る固体撮像装置の製造工程のうち、遮光部9を形成する手順を説明する断面模式図である。(a)に示す工程では、配線部2に積層された半導体基板1の裏面11全体に、黒色の感光性樹脂17を塗布する。(b)に示す工程では、フォトマスク18を介して黒色の感光性樹脂17を露光する。(c)に示す工程では、黒色の感光性樹脂17の現像処理により、所望の形状の遮光部9を得る。さらに、第1平坦化層3、色分離層4、第2平坦化層5、マイクロレンズアレイ6を順次形成することにより、図1に示す構成が得られる。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a procedure for forming the light-shielding portion 9 in the manufacturing process of the solid-state imaging device according to the present embodiment. In the step shown in (a), a black photosensitive resin 17 is applied to the entire back surface 11 of the semiconductor substrate 1 stacked on the wiring portion 2. In the step shown in (b), the black photosensitive resin 17 is exposed through the photomask 18. In the step shown in (c), the light-shielding portion 9 having a desired shape is obtained by developing the black photosensitive resin 17. Furthermore, the structure shown in FIG. 1 is obtained by sequentially forming the first planarization layer 3, the color separation layer 4, the second planarization layer 5, and the microlens array 6.

図5は、遮光部9を形成する他の手順を説明する断面模式図である。(a)に示す工程では、裏面11全体に黒色の樹脂20を塗布し、その上に感光レジスト(ポジ型フォトレジスト)19を塗布する。黒色の樹脂20としては、例えば黒色の感光性樹脂を使用する。(b)に示す工程では、フォトマスク18を介して感光レジスト19を露光する。(c)に示す工程では、現像処理により感光レジスト19をパターニングする。(d)に示す工程では、パターニングされた感光レジスト19の形状をエッチングにより黒色の樹脂20へ転写することで、所望の形状の遮光部9を得る。遮光部9は、所望の形状に形成可能であれば、本実施の形態で説明する以外の手法により形成することとしても良い。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another procedure for forming the light shielding portion 9. In the step shown in FIG. 5A, a black resin 20 is applied to the entire back surface 11, and a photosensitive resist (positive photoresist) 19 is applied thereon. As the black resin 20, for example, a black photosensitive resin is used. In the step shown in (b), the photosensitive resist 19 is exposed through the photomask 18. In the step shown in (c), the photosensitive resist 19 is patterned by a development process. In the step shown in (d), the shape of the patterned photosensitive resist 19 is transferred to the black resin 20 by etching to obtain the light-shielding portion 9 having a desired shape. The light shielding portion 9 may be formed by a method other than that described in this embodiment as long as it can be formed in a desired shape.

なお、遮光部9は、半導体基板1の裏面11上に設けられたものである場合に限られず、半導体基板1の裏面11側であって、色分離層4の下にて第1平坦化層3で覆われるように設けられたものであれば良い。例えば、裏面11及び遮光部9の間に、反射防止膜等の他の層を設けることとしても良い。   The light shielding portion 9 is not limited to the one provided on the back surface 11 of the semiconductor substrate 1, and is on the back surface 11 side of the semiconductor substrate 1 and below the color separation layer 4. 3 is sufficient if it is provided so as to be covered with 3. For example, another layer such as an antireflection film may be provided between the back surface 11 and the light shielding portion 9.

(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る裏面照射型固体撮像装置の要部断面模式図である。本実施の形態は、色分離層4上にマイクロレンズアレイ30が形成されたことを特徴とする。第1の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a backside illumination type solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that a microlens array 30 is formed on the color separation layer 4. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

マイクロレンズアレイ30は、アレイ状に設けられた多数のマイクロレンズ素子16を備える。色分離層4のうちカラーフィルタ14同士の間隙には、マイクロレンズアレイ30と同じ材料が充填されて構成された間隙層10が設けられている。マイクロレンズアレイ30の形成の際に、カラーフィルタ14同士の間隙にマイクロレンズアレイ30の材料を埋め込むことにより、導波路構造として機能可能な間隙層10を形成することができる。   The microlens array 30 includes a large number of microlens elements 16 provided in an array. In the color separation layer 4, the gap between the color filters 14 is provided with a gap layer 10 that is filled with the same material as the microlens array 30. When the microlens array 30 is formed, the gap layer 10 that can function as a waveguide structure can be formed by embedding the material of the microlens array 30 in the gap between the color filters 14.

本実施の形態も、第1の実施の形態と同様に、隣接する画素への光漏れによる混色の発生を低減させ、かつ光電変換素子にて取り込まれる光量の低下を抑制できる。また、本実施の形態の構成は、第1の実施の形態における第2平坦化層5(図1参照)が不要となる分、少ない製造工程で製造することが可能となる。   In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the occurrence of color mixture due to light leakage to adjacent pixels can be reduced, and the decrease in the amount of light captured by the photoelectric conversion element can be suppressed. In addition, the configuration of the present embodiment can be manufactured with fewer manufacturing steps because the second planarization layer 5 (see FIG. 1) in the first embodiment is unnecessary.

1 半導体基板、3 第1平坦化層、4 色分離層、5 第2平坦化層、6、30 マイクロレンズアレイ、9 遮光部、10 間隙層、11 裏面、12 開口、13、15 平坦面、14 カラーフィルタ、16 マイクロレンズ素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate, 3 1st planarization layer, 4 color separation layer, 5 2nd planarization layer, 6, 30 micro lens array, 9 light-shielding part, 10 gap layer, 11 back surface, 12 opening, 13, 15 flat surface, 14 color filters, 16 microlens elements.

Claims (5)

半導体基板の裏面側に光が照射され、被写体像を撮像する裏面照射型固体撮像装置であって、
前記半導体基板に設けられ、入射した光を信号電荷へ変換させる光電変換素子と、
前記半導体基板の前記裏面側に設けられ、前記光電変換素子の各々に対応する開口を備える遮光部と、
前記半導体基板及び前記遮光部の上に設けられ、平坦面を構成する平坦化層と、を有し、
前記遮光部の前記開口は、前記平坦面側から前記半導体基板側に向かって狭められた形状を備えることを特徴とする裏面照射型固体撮像装置。
A back-illuminated solid-state imaging device that irradiates light on the back side of a semiconductor substrate and captures a subject image,
A photoelectric conversion element provided on the semiconductor substrate for converting incident light into a signal charge;
A light-shielding portion provided on the back side of the semiconductor substrate and provided with an opening corresponding to each of the photoelectric conversion elements;
A flattening layer provided on the semiconductor substrate and the light-shielding portion and constituting a flat surface;
The back irradiation type solid-state imaging device, wherein the opening of the light-shielding portion has a shape narrowed from the flat surface side toward the semiconductor substrate side.
前記平坦面に設けられ、前記光電変換素子の各々に対応するカラーフィルタを備える色分離層を有し、
前記色分離層は、前記カラーフィルタ同士の間隙に設けられた間隙層を備えることを特徴とする請求項1に記載の裏面照射型固体撮像装置。
A color separation layer provided on the flat surface and provided with a color filter corresponding to each of the photoelectric conversion elements;
The back-illuminated solid-state imaging device according to claim 1, wherein the color separation layer includes a gap layer provided in a gap between the color filters.
前記半導体基板及び前記遮光部の上に設けられた前記平坦化層である第1平坦化層と、
前記色分離層の上に設けられ、平坦面を構成する第2平坦化層と、を有し、
前記間隙層は、前記第2平坦化層と同じ材料で構成されることを特徴とする請求項2に記載の裏面照射型固体撮像装置。
A first planarization layer that is the planarization layer provided on the semiconductor substrate and the light shielding portion;
A second planarization layer provided on the color separation layer and constituting a flat surface;
The back-illuminated solid-state imaging device according to claim 2, wherein the gap layer is made of the same material as the second planarization layer.
前記色分離層の上に設けられ、前記光電変換素子の各々に対応するマイクロレンズ素子を備えるマイクロレンズアレイを有し、
前記間隙層は、前記マイクロレンズアレイと同じ材料で構成されることを特徴とする請求項2に記載の裏面照射型固体撮像装置。
A microlens array that is provided on the color separation layer and includes a microlens element corresponding to each of the photoelectric conversion elements;
The backside illumination type solid-state imaging device according to claim 2, wherein the gap layer is made of the same material as the microlens array.
前記遮光部は、略三角形の断面形状をなすことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の裏面照射型固体撮像装置。   The back-illuminated solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the light shielding portion has a substantially triangular cross-sectional shape.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013046531A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 パナソニック株式会社 Solid-state image pickup device
WO2013054535A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-18 パナソニック株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method therefor
JP2014225667A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司VisEra Technologies Company Limited BSI CMOS image sensor
CN104205332A (en) * 2012-03-30 2014-12-10 富士胶片株式会社 Imaging element and imaging device
KR20160021557A (en) * 2014-08-18 2016-02-26 삼성전자주식회사 Image sensor including color filter isolation layer and method of fabricating the same
CN105938841A (en) * 2012-01-23 2016-09-14 索尼公司 Image pickup apparatus and electronic apparatus
JP2018166154A (en) * 2017-03-28 2018-10-25 凸版印刷株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
WO2021100298A1 (en) * 2019-11-21 2021-05-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging element and imaging device

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013046531A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 パナソニック株式会社 Solid-state image pickup device
US9129875B2 (en) 2011-10-13 2015-09-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solid-state imaging device and method for manufacturing the same
WO2013054535A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-18 パナソニック株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method therefor
JPWO2013054535A1 (en) * 2011-10-13 2015-03-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
CN105938841B (en) * 2012-01-23 2019-01-29 索尼公司 Imaging device and electronic equipment
CN105938841A (en) * 2012-01-23 2016-09-14 索尼公司 Image pickup apparatus and electronic apparatus
US20150015768A1 (en) * 2012-03-30 2015-01-15 Fujifilm Corporation Imaging element and imaging device
CN104205332B (en) * 2012-03-30 2016-05-18 富士胶片株式会社 Imaging apparatus and camera head
US9386206B2 (en) 2012-03-30 2016-07-05 Fujifilm Corporation Imaging element and imaging device
CN104205332A (en) * 2012-03-30 2014-12-10 富士胶片株式会社 Imaging element and imaging device
JP2014225667A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司VisEra Technologies Company Limited BSI CMOS image sensor
KR20160021557A (en) * 2014-08-18 2016-02-26 삼성전자주식회사 Image sensor including color filter isolation layer and method of fabricating the same
KR102299714B1 (en) * 2014-08-18 2021-09-08 삼성전자주식회사 Image sensor including color filter isolation layer and method of fabricating the same
JP2018166154A (en) * 2017-03-28 2018-10-25 凸版印刷株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
WO2021100298A1 (en) * 2019-11-21 2021-05-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging element and imaging device
JPWO2021100298A1 (en) * 2019-11-21 2021-05-27
CN114556573A (en) * 2019-11-21 2022-05-27 索尼半导体解决方案公司 Image sensor and imaging apparatus
JP7636339B2 (en) 2019-11-21 2025-02-26 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Image pickup device, image pickup apparatus, and method for manufacturing image pickup device
TWI882036B (en) * 2019-11-21 2025-05-01 日商索尼半導體解決方案公司 Imaging element and imaging device

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