固体撮像装置およびその製造方法
【課題】カラーフィルタの膜厚が不均一となるのを抑制することができる画像撮像装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板２１と、半導体基板２１上に形成され、画素領域３に相当する上面が周辺回路領域５に相当する上面より低い下地層（２５）と、下地層（２５）の画素領域３に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタ２７と、各カラーフィルタ２７間に配された隔壁２９とを備え、下地層（２５）における画素領域３に相当する上面に対して直交する断面において、周辺回路領域５に接する外側部分（９）に配されている隔壁２９の占有面積が、画素領域３の中央部分（１１）に配されている隔壁２９の占有面積よりも小さい。
【解決手段】半導体基板２１と、半導体基板２１上に形成され、画素領域３に相当する上面が周辺回路領域５に相当する上面より低い下地層（２５）と、下地層（２５）の画素領域３に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタ２７と、各カラーフィルタ２７間に配された隔壁２９とを備え、下地層（２５）における画素領域３に相当する上面に対して直交する断面において、周辺回路領域５に接する外側部分（９）に配されている隔壁２９の占有面積が、画素領域３の中央部分（１１）に配されている隔壁２９の占有面積よりも小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に関し、特にカラーフィルタ間に隔壁を用いた固体撮像装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板に複数形成された受光部のそれぞれに対応してカラーフィルタが形成されてなる固体撮像装置において、カラーフィルタに対して斜めに入射した光が、隣接する他のカラーフィルタや受光部に入射するのを防止する技術として、カラーフィルタ間に隔壁を用いた固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１である。）。
【０００３】
図１１は、特許文献１に記載の固体撮像装置の断面図である。
特許文献１に記載の固体撮像装置９００は、受光部９０１の上に平坦化層９０３が形成され、受光部９０１の上方に形成されたフィルタ９０７〜９１０が有機ケイ素材料層９０４によって分割された構成を有する。つまり、各受光部９０１に対応したフィルタ９０７〜９１０間に有機ケイ素材料層９０４である隔壁が配されている。
【０００４】
この構成により、受光部９０１に対して斜めから入射した光が、隔壁（９０４）により反射したり、隔壁（９０４）に入射して内部で吸収されたりして、隣の受光部９０１に達するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２８２４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の固体撮像装置９００では、均一な厚みのフィルタ９０７〜９１０を得ることができず感度が不均一となり、色ムラや感度ムラを招くという問題がある。
【０００７】
つまり、固体撮像装置は、画素領域と周辺回路領域とを有し、半導体基板上に形成された配線層の厚みが周辺回路領域の方が画素領域よりも厚くなっている。これにより、配線層の表面で画素領域と周辺回路領域とで大きな段差が生じている。なお、上述した隔壁は、配線層における画素領域の表面、或いは配線層における画素領域に形成された平坦化層の表面に形成されている。
【０００８】
有機材料を塗布してフィルタを形成するとき上記段差の影響により、フィルタの表面が周辺回路領域から画素領域にかけて有機材料の上面が傾斜してしまう。その結果、画素領域におけるフィルタの厚みが周辺回路領域付近で厚くなる。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、カラーフィルタの膜厚が不均一となるのを抑制することができる画像撮像装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成され、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い下地層と、前記下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと、前記各カラーフィルタ間に配された隔壁とを備え、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に対して直交する断面において、前記周辺回路領域に接する外側部分に配されている隔壁の占有面積が、前記画素領域の中央部分に配されている隔壁の占有面積よりも小さいことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い構成の下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと隔壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に対して直交する断面において、前記周辺回路領域に接する外側部分に配される隔壁の占有面積が、前記画素領域の中央部分に配される隔壁の占有面積よりも小さい状態に、前記隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁間にカラーフィルタを形成するフィルタ形成工程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
あるいは、本発明に係る固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成され、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い下地層と、前記下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと、前記周辺回路領域に接する外側部分を除いた中央部分に存する各カラーフィルタ間に配された隔壁とを備えることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い構成の下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと隔壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、前記周辺回路領域に接する外側部分を除いた中央部分に複数の隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記外側部分と前記中央部分の各隔壁間とにカラーフィルタを形成するフィルタ形成工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る固体撮像装置およびその製造方法は、隔壁の体積を外側部分で中央部分よりも小さくすることで、画素領域の外側部分でカラーフィルム用の成形材料を貯留する空間が確保できる。これにより、外側部分から中央部分にかけてのカラーフィルタ表面の傾斜が小さくなり、カラーフィルタの膜厚が不均一となるのを抑制できる。
【００１５】
また、前記断面において、前記外側部分の隔壁面積は、前記中央部分の隔壁面積よりも小さいことを特徴とし、前記隔壁は、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に立設し、前記断面において、前記外側部分の隔壁の立設幅は、前記中央部分の隔壁の立設幅よりも狭いことを特徴とする。あるいは、前記隔壁は、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に立設し、前記断面において、前記外側部分の隔壁の立設高さは、前記中央部分の隔壁の立設高さよりも低いことを特徴とする。
【００１６】
また、前記断面において、前記外側部分の隔壁面積は、前記周辺回路領域に近づくに従って小さくなることを特徴とする。あるいは、前記外側部分は、前記周辺回路領域に沿って延伸し、その幅が、１μｍ以上、１００μｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の平面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図であり、（ａ）はマイクロレンズを取り外した状態での平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る固体撮像装置において図１のＡ部に相当する部分の拡大図であり、（ａ）はマイクロレンズを取り外した状態での平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係る固体撮像装置の１画素部を拡大した図である。
【図８】変形例１に係る固体撮像装置の断面図である。
【図９】変形例２に係る固体撮像装置の断面図である。
【図１０】変形例３に係る固体撮像装置の断面図である。
【図１１】特許文献１に記載の固体撮像装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る固体撮像装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態では、本発明で使用している、材料、数値は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。また、他の実施の形態との組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。
＜第１の実施の形態＞
本実施の形態に係る固体撮像装置１は、半導体基板２１と、半導体基板２１上に形成され、画素領域３に相当する上面が周辺回路領域５に相当する上面より低い下地層である配線層２５と、下地層である配線層２５の画素領域３に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタ２７と、各カラーフィルタ２７間に配された隔壁２９とを備え、下地層である配線層２５における画素領域３に相当する上面に対して直交する断面において、周辺回路領域５に接する外側部分である無効画素領域９に配されている隔壁２９の占有面積が、画素領域３の中央部分である有効画素領域１１に配されている隔壁２９の占有面積よりも小さい。
１．全体構成
図１は、第１の実施の形態に係る固体撮像装置１の平面図である。
【００１９】
固体撮像装置１は、図１に示すように、平面視形状が例えば四角形状（ここでは、長方形状である。）をしている。固体撮像装置１は、その中央に画素領域３を、画素領域３の周辺に周辺回路領域５をそれぞれ有する。
【００２０】
なお、ここでは、周辺回路領域５は、四角形状の画素領域３の全周に添ってその外側に存在しているが、画素領域３の周辺の一部の範囲に設けられても良い。
画素領域３には複数の画素部７が２次元状に形成されている。画素領域３には、その外周部分の無効画素領域９と、無効画素領域９の内側部分の有効画素領域１１とがある。
【００２１】
周辺回路領域５は、画素領域３、特に有効画素領域１１内の画素部７からの画素信号を外部装置に出力したり、画素領域３内の画素部７に給電したりするための回路を備える。
ここでは、複数の画素部７は画素領域３内を行列状に形成されている。
【００２２】
図２は、図１のＡ部の拡大図であり、（ａ）はマイクロレンズ３１を取り外した状態での平面図であり、（ｂ）は断面図である。なお、断面は、フィルタ２７等が形成されている面に直交する断面である。
【００２３】
半導体基板２１は、画素領域３の各画素部７に対応して受光部２３を２次元状に有している。半導体基板２１上には配線層２５が形成されている。配線層２５は、後述するが、多層構造をしている。配線層２５は、画素領域３では２層構造をし、周辺回路領域５では３層構造をしている。
【００２４】
配線層２５上の画素領域３においては、各画素部７に対応して複数のカラーフィルタ２７が形成され、各カラーフィルタ２７間に対応して隔壁２９が形成されている。カラーフィルタ２７と隔壁２９上には、同図の（ｂ）に示すように、各画素部７に対応してマイクロレンズ３１が形成されている。
【００２５】
配線層２５上の周辺回路領域５においては、層間絶縁膜３３が形成されている。層間絶縁膜３３上には、周辺回路の構成要素が形成されている。層間絶縁膜３３におけるパッド配線３５が形成されていない領域上およびパッド配線３５上には保護膜３７が形成されている。ここでは、構成要素はパッド配線３５である。
２．各構成
（１）半導体基板
半導体基板２１は、例えばシリコン基板が利用され、各画素部７に対応して受光部２３であるフォトダイオードＰＤが形成されている。固体撮像装置１が、所謂、ＣＭＯＳタイプである場合、さらに、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ等を有する。
【００２６】
なお、画素部７が所謂ｎ画素１セル構造（ｎは、自然数である。）である場合、各画素部７は、ｎ個のフォトダイオードＰＤと、ｎ個の転送トランジスタと、１個のリセットトランジスタと１個の増幅トランジスタを有する。
【００２７】
フォトダイオードＰＤは受けた光に応じて光電変換により電荷を蓄積する。転送トランジスタはフォトダイオードＰＤに蓄えられた電荷を転送制御信号に応じて電荷蓄積部（フローティングディフュージョン）に転送する。リセットトランジスタはリセット信号に応じて電荷蓄積部を初期化する。増幅トランジスタは電荷蓄積部に蓄積された電荷のレベルに応じた信号を出力する。
（２）配線層
配線層２５は、各画素部７と周辺回路（図示省略）とを電気的に接続する配線等が配されている。画素領域３の配線層２５は第１層２５ａと第２層２５ｂとの２層構造であり、周辺回路領域５の配線層２５は第１層２５ａと第２層２５ｂと第３層２５ｃとの３層構造である。
【００２８】
なお、半導体基板２１に近い層が第１層２５ａである。また、言うまでもなく、配線層は１層でも良く、また、画素領域３と周辺回路領域５とで同じ層数であっても良い。
各層２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、例えば、絶縁膜３２と、絶縁膜３２内の配線３４とを備え、必要がある場合には配線３４用の拡散防止膜を備える。なお、配線３４は金属配線である。このため、配線３４は、フォトダイオードＰＤへの入射光を遮断しないように、隣接するフォトダイオードＰＤ間に形成されている。
（３）カラーフィルタ
カラーフィルタ２７は、フォトダイオードＰＤへの入射光を波長により選択する。カラーフィルタ２７は、島状（各画素部に対応して個別に形成された状態である。）に形成されている。
（４）隔壁
隔壁２９は、マイクロレンズ３１やカラーフィルタ２７から入射した光が、隣の画素部７に入射するのを防止する。
【００２９】
隔壁２９は、平面視において、カラーフィルタ２７に相当する部分が開口する格子状（網の目状）をしている。但し、後述するが、隔壁２９の断面における幅が有効画素領域１１と無効画素領域９とで異なるため、場所によって開口の大きさが異なる格子状をしている。なお、図２の（ｂ）の断面図では、各隔壁２９は独立したように見える。
【００３０】
隔壁２９の断面形状は、ここでは、全体として長方形状をしている。有効画素領域１１における隔壁２９の幅は、図２に示すように、無効画素領域９における隔壁２９の幅よりも大きくなっている。
【００３１】
つまり、横断面において、無効画素領域９の隔壁２９の占有面積が、有効画素領域１１の隔壁２９の占有面積を小さくなっている。
隔壁２９は、カラーフィルタ２７を構成する材料よりも屈折率が低い材料で構成されている。このため、カラーフィルタ２７内を斜め方向に進行する光は、隔壁２９の表面に達した際に反射する。
（５）マイクロレンズ
マイクロレンズ３１は、上方から入射する光を対応する画素部７のフォトダイオードＰＤに集光させるものである。
【００３２】
マイクロレンズ３１は、ここでは、半導体基板２１から離れる方向に突出する凸レンズである。ここでは、マイクロレンズ３１は、フォトダイオードＰＤ上に配されたレンズ部と、各レンズ部を隔壁２９上で連結する連結部とを有する一体品となっている。なお、マイクロレンズは、少なくとも、集光機能を有する部分（レンズ部）がフォトダイオードＰＤ上に形成されていれば良く、レンズ部が孤立した構成であっても良い。
３．実施例
（１）半導体基板および配線層
半導体基板２１および配線層２５は従来と同じ構成であり、簡単に説明する。
【００３３】
半導体基板２１には、例えばシリコン基板が利用される。配線層２５は、絶縁膜３２として、例えば絶縁材料である酸化シリコンを利用することができる。配線３４として、例えばアルミニウム線を利用することができる。
【００３４】
配線層２５における画素領域３の表面と周辺回路領域５の表面との段差は、１００［ｎｍ］〜４００[μｍ］である。
なお、半導体基板２１に形成されている複数のフォトダイオードＰＤは、その間隔が１．８［μｍ］以下であり、セルサイズが１．４［μｍ］である。また、無効画素領域９は、有効画素領域１１の外周に、少なくとも１つ画素部７が形成されておれば良く、ここでは１０個の画素部７が形成されている。つまり、無効画素領域９の幅、換言すると、有効画素領域１１と周辺回路領域５との距離は、１５［μｍ］〜２０［μｍ］である。
（２）層間絶縁膜、パッド配線、保護膜
層間絶縁膜３３は、例えばシリコン酸化膜であり、その膜厚は、５０［ｎｍ］〜４００［ｎｍ］である。パッド配線３５は、例えばアルミニウム線であり、その膜厚は、２００［ｎｍ］〜８００［ｎｍ］である。保護膜３７は、例えばシリコン酸化膜であり、その膜厚は４００［ｎｍ］〜１１００［ｎｍ］である。
【００３５】
なお、保護膜３７の表面と、配線層２５における画素領域３の表面との段差は、７５０［ｎｍ］〜２７００［ｎｍ］であり、本実施の形態では、層間絶縁膜３３が形成されていることから段差が大きく、２０００［ｎｍ］である。
（３）カラーフィルタ
カラーフィルタ２７は、ここでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類あり、例えば、ベイヤー配列されている。各色用のカラーフィルタ２７は、例えば各色用の顔料がアクリル樹脂材料に混入されてなる。この場合のカラーフィルタ２７の屈折率は、１．５〜１．７である。カラーフィルタ２７の膜厚は３００［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］である。
（４）隔壁
隔壁２９は、例えば酸化シリカを含有するアクリル樹脂を利用している。隔壁２９としての高さは３００［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］で、幅は５０［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］である。アクリル樹脂を利用した場合、屈折率は、１．５以下である。
【００３６】
詳細に説明すると、隔壁２９の高さは、８００［ｎｍ］であり、画素領域３のすべての範囲で同じである。隔壁２９の幅は、有効画素領域１１における幅が２００［ｎｍ］〜２５０［ｎｍ］であり、無効画素領域９の幅が５０［ｎｍ］〜２００［ｎｍ］であり、有効画素領域１１の隔壁２９の方が無効画素領域９の隔壁２９より大きくなっている。
（５）効果
画素領域３内の隔壁２９の幅の相違より、後述の理由により、カラーフィルタ２７の膜厚を均一にできる効果が得られる。
【００３７】
具体的に説明すると、画素領域内の隔壁の幅（占有面積）を一定にした場合、有効画素領域（１１）と周辺回路領域（５）の間の無効画素領域（９）の画素部（７）が１００個より多くなると、配線層（２５）における画素領域（３）と周辺回路領域（５）との段差の影響によるカラーフィルタ（２７）の膜厚のムラは無くなる（均一な膜厚が得られる。）。
【００３８】
これに対して、無効画素領域９内の隔壁２９の幅（占有面積）を有効画素領域１１内の隔壁２９の幅（占有面積）よりも小さくした場合、有効画素領域１１と周辺回路領域５の間の無効画素領域９の画素部７が１０個程度で均一な膜厚のカラーフィルタ２７が得られる。
４．製造方法
図３〜図５は、本実施の形態に係る固体撮像装置１の製造方法を説明する断面図である。なお、ここでの説明は、上記の実施例で説明した固体撮像装置１の製造方法に関するものであり、本発明の製造方法の一例である。
（ａ）図３の（ａ）に示すように、シリコン基板等に複数のフォトダイオードＰＤ等を形成してなる半導体基板２１の上面に配線層２５を積層（形成）し、その後、層間絶縁膜３３、パッド配線３５、保護膜３７を形成する。
【００３９】
なお、層間絶縁膜３３、パッド配線３５および保護膜３７は、例えば、層間絶縁膜３３用の絶縁膜、パッド配線３５用の金属膜を形成した後、パッド配線３５に対応した金属膜、層間絶縁膜３３に対応した絶縁膜をエッチング等により除去した後、保護膜３７用の絶縁膜を形成した後、保護膜３７に対応した絶縁膜をエッチング等により除去することで得られる。
（ｂ）図３の（ｂ）に示すように、配線層２５上の画素領域３には隔壁２９の材料である酸化シリカが混入されたアクリル樹脂の媒質を有する隔壁成形用材料５１を塗布する。隔壁成形用材料５１の塗布は、例えば回転塗布（スピンコート）により行われる。なお、アクリル樹脂は、アルカリ現象により溶解するポジ型感光性樹脂である。
（ｃ）図３の（ｃ）に示すように、配線層２５上に塗布された隔壁成形用材料５１に対して、隔壁（２９）に相当する部分以外が開口するマスク（ネガフィルム）５３を設けた状態で露光・現像を行う。これにより、図４の（ａ）に示すように、マスクの開口に対応した部分の隔壁成形用材料５１を除去することで、隔壁２９が形成される。
（ｄ）図４の（ｂ）に示すように、カラーフィルタ用の顔料入りアクリル樹脂（フィルタ成形用材料ともいう。）５５を配線層２５の画素領域３および保護膜３７の上面に塗布する。なお、顔料は各色に対応したものである。
【００４０】
この際、保護膜３７の上面、つまり、周辺回路領域５の上面の方が、配線層２５の画素領域３よりも高くなっているため、保護膜３７上のアクリル樹脂５５が配線層２５の画素領域３上に流れ込み、アクリル樹脂５５の表面が周辺回路領域５から画素領域３にかけて傾斜する。
【００４１】
画素領域３における周辺回路領域５に近い領域、つまり、配線層２５の無効画素領域９に形成されている隔壁２９は、配線層２５の有効画素領域１１に形成されている隔壁２９よりも幅が小さくなっている。
【００４２】
このため、無効画素領域９では、配線層２５上の画素領域３の全範囲に有効画素領域１１の隔壁２９の幅と同じ隔壁を形成した場合よりも、アクリル樹脂５５を貯留できる空間が大きくなる。
【００４３】
これにより、無効画素領域９における周辺回路領域５に近い領域では、無効画素領域９の隔壁２９が小さくなった分、より多くのアクリル樹脂５５を貯留することができる。より多くのアクリル樹脂５５が貯留可能となることで、アクリル樹脂５５の厚くなっていた余分な樹脂が隔壁２９間に貯留される。したがって、無効画素領域９における周辺回路領域５に近い領域からアクリル樹脂５５の膜厚を一定にすることができる。
（ｅ）図５の（ａ）に示すように、各色に合わせて塗布されたアクリル樹脂５５を所定の隔壁２９間に配置する（形成する）。具体的には、各色の対応する位置以外が開口するマスクを用いて、露光・現像を行うことで実施できる（図示等省略）。
（ｆ）図５の（ｂ）に示すように、最後に、カラーフィルタ２７および隔壁２９の上面にマイクロレンズ３１を形成する。これにより、上記実施例で説明した固体撮像装置１を製造することができる。
【００４４】
マイクロレンズ３１は、レンズ成形用材料を塗布し、露光、現像により画素部ごとに成形する。レンズは１５０［℃］以上３００［℃］以下の加熱により球面を形成している。なお、球面は、グレースケールマスクを用いた露光やエッチングバック技術を用いても形成することができる。
５．その他
本実施の形態では、隔壁２９に感光性を有する樹脂により形成していたが、例えば、感光性を有しない、所謂、非感光性材料を用いて形成する場合には、例えば、ドライエッチング等により所定の形状・大きさに形成することができる。
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、隔壁２９を樹脂材料（５５）により構成し、さらに、隔壁２９は、有効画素領域１１と無効画素領域９とで横断面での幅が異なっている。
【００４５】
しかしながら、隔壁の材料は樹脂材料に限定するものでなく、他の材料、例えば無機材料を利用しても良い。さらに、隔壁は、少なくとも有効領域に形成されておれば良く、無効画素領域の隔壁は、カラーフィルタの形成時に、画素領域と周辺回路領域との間の段差に起因したフィルタ形成用樹脂のフローによる膜厚ムラを抑制できれば良く、必ずしも必要ではない。
【００４６】
第２の実施の形態に係る固体撮像装置１０１は、半導体基板２１と、半導体基板２１上に形成され、画素領域３に相当する上面が周辺回路領域５に相当する上面より低い下地層である配線層２５と、下地層である配線層２５の画素領域３に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタ１０３と、周辺回路領域５に接する外側部分である無効画素領域９を除いた中央部分である有効画素領域に存する各カラーフィルタ１０３間に配された隔壁１０５とを備える。
【００４７】
第２の実施の形態では、隔壁１０５を無機材料により構成し、無効画素領域９に隔壁を形成していない固体撮像装置１０１について説明する。
図６は、第２の実施の形態に係る固体撮像装置１０１において図１のＡ部に相当する部分の拡大図であり、（ａ）はマイクロレンズを取り外した状態での平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【００４８】
固体撮像装置１０１は、第１の実施の形態と同様に、画素領域３と周辺回路領域５とを有し、画素領域３には有効画素領域１１と無効画素領域９とがある。
固体撮像装置１０１は、第１の実施の形態と同様の半導体基板２１と、半導体基板の上面に形成された配線層２５を有している。
【００４９】
配線層２５の有効画素領域１１には、隔壁１０５が形成されている。隔壁１０５の形状・寸法は、第１の実施の形態で説明した有効画素領域１１に形成された隔壁２９と同じである。なお、第２の実施の形態では、上述したように、無効画素領域９には隔壁は形成されていない。
【００５０】
隔壁１０５は、無機材料により構成され、例えば、酸化ケイ素を含む無機材料により形成されている。隔壁１０５は、配線層２５上の画素領域３にシリコン酸化膜を略全面に形成し、隔壁に対応する部分以外をエッチングすることで得ることができる。
【００５１】
より具体的に説明すると、ＴＥＯＳ（テオス：Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料としたプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法にて堆積したシリコン酸化膜（テオス膜）である。その後、シリコン酸化膜上にリソグラフィ技術にて隔壁１０５に対応したレジストパターンを形成し、例えばプラズマエッチングなどにより隔壁１０５以外の部分を除去し、これにより隔壁１０５が形成される。
【００５２】
カラーフィルタ１０３は、有効画素領域１１においては第１の実施の形態と同様に、半導体基板２１の受光部２３に対応して受光部２３上であって隔壁１０５間に形成されている。なお、無効画素領域９の全体にカラーフィルタと同じ材料の膜が形成されている。
【００５３】
カラーフィルタ１０３は、第１の実施の形態と同様に、顔料が混入されたアクリル樹脂を利用し、第１の実施の形態で説明した方法で形成される。なお、カラーフィルタ１０３および隔壁１０５上には、第１の実施の形態と同様に、マイクロレンズ３１が形成されている。
【００５４】
第２の実施の形態においても、無効画素領域９では、配線層２５上の画素領域３の全範囲に有効画素領域１１の隔壁２９の幅が同じ隔壁を形成した場合よりも、フィルタ成形用材料（例えばアクリル樹脂である。）を貯留できる空間が大きくなる。
【００５５】
これにより、無効画素領域９における周辺回路領域５に近い領域では、無効画素領域９の隔壁１０５がない分、より多くのフィルタ成形用材料を貯留することができ、無効画素領域９における周辺回路領域５に近い領域からカラーフィルタ１０３の膜厚を均一にすることができる。
＜第３の実施の形態＞
第１および第２の実施の形態では、半導体基板２１の受光部２３の上方には配線層２５が配されていたが、マイクロレンズに入射した光のフォトダイオードへの光伝播効率を高めるために、配線層におけるフォトダイオードの上方に位置する部分に、配線層の層間絶縁膜よりも高屈折率の材料からなるコア部を持つ光導波路を備えた構成としても良い。
【００５６】
以下、光導波路を備えた固体撮像装置２０１を第３の実施の形態として説明する。
図７は、第３の実施の形態に係る固体撮像装置２０１の１画素部を拡大した図である。
固体撮像装置２０１は、半導体基板２１上に配線層２０３を有する。配線層２０３は、画素領域３において第１層２０３ａと第２層２０３ｂとを有する２層構造を有し、各層２０３ａ，２０３ｂは、絶縁膜２０５、配線２０７、拡散防止膜２０９を備える。
【００５７】
ここでは、配線２０７として銅線を利用しており、拡散防止膜２０９は銅線から銅原子が絶縁膜２０５等へ拡散するのを防止する。
配線層２０３におけるフォトダイオードＰＤ上には導波路用の凹部２１１が形成されている。
【００５８】
なお、配線層２０３は、凹部２１１の底に相当する部分に凹部２１１の形成時の基準となる膜（２１３）が形成されている。具体的には、凹部２１１をエッチングにより形成する際のエッチングを規制するエッチングストップ膜２１３が形成されている。
【００５９】
配線層２０３の凹部２１１内には、絶縁層２１５が形成されている。絶縁層２１５は、層構造を有している。具体的には、配線層２０３の表面および凹部２１１を構成する底面と側面を覆うように形成された第１絶縁膜２１７と、凹部２１１内の第１絶縁膜２１７の上面に形成された第２絶縁膜２１９と、第１および第２絶縁膜２１７，２１９が形成された凹部２１１内に配された第３絶縁部２２１とを有する。
【００６０】
第１絶縁膜２１７、第２絶縁膜２１９および第３絶縁部２２１における屈折率は、第１絶縁膜２１７よりも第２絶縁膜２１９の方が低く、第２絶縁膜２１９よりも第３絶縁部２２１の方が高くなっている。
【００６１】
これにより、第３絶縁部２２１から第２絶縁膜２１９に入射した光は、第１絶縁膜２１７と第２絶縁膜２１９の屈折率の関係で、第１絶縁膜２１７内を伝わり、フォトダイオードＰＤ側で出射される。
【００６２】
フォトダイオードＰＤ上に配されたカラーフィルタ２２５は、上面２２７が半導体基板２１側に凹入し、下面２２９がマイクロレンズ２３１側に凹入している。つまり、カラーフィルタ２２５は、凹レンズ状をしている。これにより、マイクロレンズ２３１により屈折された光がよりフォトダイオードＰＤに向かって進行するように、カラーフィルタ２２５で屈折される。
【００６３】
なお、第３絶縁部２２１はカラーフィルタ２２５の下面２２９の凸状に沿って、マイクロレンズ３１側に突出する形状をしている。また、カラーフィルタ２２５の上面２２７には平坦化を目的とする平坦化膜２３３が形成されている。
【００６４】
隔壁２３５は、同図に示すように、横断面形状においてマイクロレンズ２３１側の幅が半導体基板２１側の幅よりも小さい台形状をしている。つまり、半導体基板２１側からマイクロレンズ２３１側に移るに従って幅が狭くなる台形状をしている。
【００６５】
隔壁２３５は、例えば、多層構造、ここでは、２層構造をしている。つまり、半導体基板２１に近い下層部２３７と、マイクロレンズ２３１に近い上層部２３９とを有する。上層部２３９の屈折率は、下層部２３７の屈折率よりも高くなっている。
【００６６】
隔壁２３５は、上述したように、第１の実施の形態で説明したように、カラーフィルタ２２５の屈折率よりも低くなっており、カラーフィルタ２２５から隔壁２３５に光が入射するのを抑制しているが、光の入射を完全に抑制することはできない。つまり、隔壁２３５内に侵入し、隔壁２３５の上部から下部へと進行する光が存在する。
【００６７】
隔壁２３５内を上部から下部へと進む光、つまり、上層部２３９内を下層部２３７に向かって進行する光は、下層部２３７と上層部２３９との界面２４１でマイクロレンズ２３１側へと光を反射させ、隔壁２３５を通過して隣の画素部へ光が入射するのを抑制することができる。
【００６８】
界面２４１は、半導体基板２１の主面（配線層側の面である。）に沿って形成されているが、上層部２３９から下層部２３７へと光の入射を抑制することができれば良い。つまり、界面２４１は、半導体基板２１の主面と平行、もしくは、周面に対して±５（度）程度傾斜していても良い。
【００６９】
なお、界面２４１は、下層部２３７と上層部２３９とで材料が異なる場合は両者の間に形成される。また、下層部２３７と上層部２３９とが同じ材料であっても、例えば、下層部２３７の上面（上層部２３９側の面）をプラズマエッチング等により改質することで改質した層と上層部との間に形成される。
【００７０】
隔壁２３５とカラーフィルタ２２５、絶縁層２１５の第３絶縁部２２１とカラーフィルタ２２５との間には、両者の密着性を向上させるための密着層２４３が形成されている。特に、隔壁２３５と絶縁層２１５（特に第３絶縁部２２１）とが無機材料で構成され、カラーフィルタ２２５を無機材料との結合力が低い有機材料で構成した場合、無機材料と有機材料との結合力が低く、無機材料との結合力が高い有機材料を用いることで、隔壁２３５とカラーフィルタ２２５や絶縁層２１５とカラーフィルタ２２５との結合力を高めることかできる。密着層２４３は、具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等がある。
【００７１】
また、カラーフィルタ２２５は、隔壁２３５の上面において、隣接する他のカラーフィルタ（２２５）と間隔をおいて隔壁２３５の上面にまで張り出しており（張出部２４５）、カラーフィルタ２２５と隔壁２３５との結合面積を広くしている。
＜変形例＞
上記第１から第３の実施の形態では、代表的な形態について説明したが、本発明は上記構成に限定されることはなく、例えば以下のような形態でもあっても良い。
１．配線層
実施の形態における配線層は、画素領域では２層であり、周辺回路領域では３層であったが、半導体基板のサイズ、１画素のサイズ等により適宜決定しても良い。つまり、配線するスペースに余裕がある場合は、画素領域および周辺回路領域を２層構造にしても良い（但し、この場合、画素領域と周辺回路領域との段差が小さくなり、カラーフィルタの膜厚ムラは小さくなる。）。１画素のサイズが小さく画素間に配線スペースがない場合は、画素領域を３層以上の多層構造としても良い。なお、配線層の材料等は、実施の形態で説明した以外の材料を用いても良い。
２．層間絶縁膜および保護膜
第１の実施の形態では、層間絶縁膜および保護膜は同じ材料、つまり、シリコン酸化膜で構成していたが、それぞれ別の材料で構成しても良い。例えば、層間絶縁膜をシリコン酸化膜、保護膜をシリコン酸窒化膜でそれぞれ構成しても良いし、層間絶縁膜をシリコン酸窒化膜、保護膜をシリコン酸化膜でそれぞれ構成しても良い。
【００７２】
第３の実施の形態で説明した隔壁２３５では、下層部２３７と上層部２３９との２層構造としている。この際、下部層を層間絶縁膜と同じ材料で、上部層を保護膜と同じ材料でそれぞれ構成することにより、層間絶縁膜および保護膜の成形を利用して隔壁のベースとなる２層構造を成形することができる。
３．隔壁
（１）材料
第１の実施の形態では、隔壁を構成する有機材料として、感光性樹脂であるアクリル樹脂を利用したが、他の有機材料により構成しても良い。他の有機材料は、例えば、酸化シリカ、フッ素を含有した有機高分子樹脂でも良く、高分子樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂等がある。なお、これらの材料の屈折率が１．５より低い。
【００７３】
第２の実施の形態では、隔壁を構成する無機材料として、酸化ケイ素（酸化シリコン膜）を利用したが、他の無機材料に構成しても良い。他の無機材料は、例えば、窒化ケイ素（窒化シリコン膜）、酸窒化ケイ素（酸窒化シリコン膜）等がある。
【００７４】
但し、カラーフィルタ側からの光を受光部側に反射させる本来の機能を有する必要があり、カラーフィルタの屈折率よりも低い材料を用いることが好ましい。カラーフィルタの屈折率を考慮すると、隔壁の屈折率は１．６以下が好ましく、さらには、１．５以下がより好ましい。
（２）層数
第１および第２の実施の形態では、隔壁２９，１０５は単層構造であり、第３の実施の形態では、隔壁２３５は下層部２３７と上層部２３９との２層構造（下層部２３７の上面を改質する場合は、全体で３層構造ともいえる。）であったが、隔壁は３層以上の構成としても良い。例えば、下層部、中層部、上層部の３層構造とし、中層部を反射層としても良い。また、下層部から上層部に移るに従って屈折率が高くなるようにしても良い。逆に、下層部から上層部に移るに従って屈折率が低くなるようにし、その中間層で反射面（反射層）を設けるようにしても良い。
（３）形状
第１および第２の実施の形態では、隔壁の横断面形状が長方形状をし、第３の実施の形態では台形状をしていたが、隔壁の横断面形状は他の形状であっても良い。他の断面形状としては、三角形状、長円を半分にした形状等がある。
【００７５】
さらに、隔壁を平面視したときに格子状をし、正方形状の開口にカラーフィルタが形成されていたが、開口は正方形状以外の形状、例えば、長方形状、円形状、楕円形状、多角形状等であっても良い。また、開口の平面形状が、長方形状、多角形をしている場合、角部を丸くしても良い。
（４）大きさ
第１の実施の形態における無効画素領域９の隔壁２９は、横断面形状が同じ形状であり、また、同じ大きさであった。しかしながら、無効画素領域の隔壁は、横断面において、占有面積が有効画素領域の隔壁の占有面積よりも小さければ良く、その形状・大きさが同じである必要はない。
【００７６】
以下、形状・大きさが異なる隔壁を備える固体撮像装置３０１，３５１を変形例１，２としてそれぞれ説明する。
図８は、変形例１に係る固体撮像装置３０１の断面図であり、図９は、変形例２に係る固体撮像装置３５１の断面図である。
【００７７】
なお、変形例１に係る固体撮像装置３０１と変形例２に係る固体撮像装置３５１において、第１の実施の形態に係る固体撮像装置１、第２の実施の形態に係る固体撮像装置１０１、第３の実施の形態に係る固体撮像装置２０１のそれぞれについて説明した構成と同じ符号を用いて説明している場合は、変形例に係る構成は、第１〜第３の実施の形態で説明した同じ符号の構成と同じである。
【００７８】
固体撮像装置３０１は、半導体基板２１、配線層２５を備える。画素領域３では、さらに、カラーフィルタ３０３、隔壁３０５、マイクロレンズ３０７を有し、周辺回路領域５では、実施の形態と同様に、層間絶縁膜３３、パッド配線３５、保護膜３７を有する。
【００７９】
配線層２５における無効画素領域９の一部に遮光膜３０９が形成された領域、所謂オプティカルブラック領域を有する。このオプティカルブラック領域は、黒基準信号を検出するためのものである。
【００８０】
カラーフィルタ３０３は、フォトダイオードＰＤに対応してそれぞれ形成されており、各カラーフィルタ３０３間に隔壁３０５が形成されている。各カラーフィルタ３０３および隔壁３０５にはマイクロレンズ３０７が形成されている。
【００８１】
有効画素領域１１の隔壁３０５は、その横断面形状および大きさが同じである。無効画素領域９の隔壁３０５は、有効画素領域１１の隔壁よりも占有面積が小さい。つまり、隔壁３０５の断面形状は、両領域９，１１とも長方形状としては同じであるが、無効画素領域９の隔壁３０５の幅が有効画素領域１１の隔壁３０５の幅よりも小さな長方形状をしている。
【００８２】
無効画素領域９の隔壁３０５は、周辺回路領域５に近づくに従って、隔壁の幅が小さくなる。つまり、カラーフィルタ３０３を成形するためのフィルタ成形用材料の貯留する空間が周辺回路領域５に近づくに従って大きくなっている。
【００８３】
固体撮像装置３５１は、半導体基板３５３、配線層３５５を備える。画素領域３では、さらに、カラーフィルタ３５７、隔壁３５９、マイクロレンズ３６１を有し、周辺回路領域５では、実施の形態と同様に、層間絶縁膜３３、パッド配線３５、保護膜３７を有する。
【００８４】
半導体基板３５３は、有効画素領域１１と、無効画素領域９における有効画素領域１１側の領域とに複数の受光部（フォトダイオードＰＤ）を有している。配線層３５５は、半導体基板３５３に形成された各フォトダイオードＰＤ間に配線３６３を絶縁膜３６５内に有する。なお、本変形例２においても、配線層３５５は多層構造をしている。
【００８５】
カラーフィルタ３５７は、半導体基板３５３上であってフォトダイオードＰＤ上に形成され、また無効画素領域９のフォトダイオードＰＤのない領域では、有効画素領域１１でのカラーフィルタ３５７が形成されているピッチと同じピッチで同じ材料でダミーフィルタ３６７が形成されている。
【００８６】
各カラーフィルタ３５７間には隔壁３５９が形成され、各ダミーフィルタ３６７間にはダミー隔壁３６９が形成されている。
各カラーフィルタ３５７と隔壁３５９上にはマイクロレンズ３６１が、ダミーフィルタ３６７とダミー隔壁３６９上にはダミーのマイクロレンズ３７１が形成されている。なお、ダミーのマイクロレンズ３７１は、マイクロレンズ３６１と同じ大きさ・材料・工程で形成される。
【００８７】
有効画素領域１１の隔壁３５９は、その横断面形状および大きさが同じである。無効画素領域９の隔壁３５９およびダミー隔壁３６９は、有効画素領域１１の隔壁３５９よりも占有面積が小さい。つまり、隔壁３５９とダミー隔壁３６９との断面形状は、両領域９，１１とも長方形状としては同じであるが、無効画素領域９の隔壁３５９の高さが有効画素領域１１の隔壁３０５の高さよりも低い長方形状をしている。
【００８８】
無効画素領域９の隔壁３５９およびダミー隔壁３６９は、周辺回路領域５に近づくに従って、高さが小さくなる。つまり、カラーフィルタ３５７およびダミーフィルタ３６７を成形するためのフィルタ成形用材料の貯留する空間が周辺回路領域５に近づくに従って大きくなっている。
（５）ピッチ
各実施の形態および上記の変形例では、隣接する隔壁のピッチは同じであったが、例えば、周辺回路領域５に近づくに従って隔壁のピッチを大きくしても良い。このようにしても、カラーフィルタを成形するためのフィルタ成形用材料の貯留する空間が周辺回路領域５に近づくに従って大きくできる。
（６）その他
図１０は、変形例３に係る固体撮像装置４０１の断面図である。
【００８９】
本変形例３に係る固体撮像装置４０１において、第１〜第３の実施の形態に係る固体撮像装置１，１０１，２０１、変形例１，２固体撮像装置３０１，３５１のそれぞれについて説明した構成と同じ符号を用いて説明している場合は、変形例３に係る構成は、第１〜第３の実施の形態や変形例１，２で説明した同じ符号の構成と同じである。
【００９０】
固体撮像装置４０１は、半導体基板２１、配線層２５を備える。画素領域３では、さらに、カラーフィルタ２７，４０３、隔壁２９，４０５、マイクロレンズ３１を有し、周辺回路領域５では、実施の形態と同様に、層間絶縁膜３３、パッド配線３５、保護膜３７を有する。
【００９１】
図１０では、有効画素領域１１を省略しているが、有効画素領域１１におけるカラーフィルタ、隔壁は、第１の実施の形態のカラーフィルタ２７、隔壁２９と同じ構成である。つまり、無効画素領域９におけるカラーフィルタ４０３および隔壁４０５が異なる。
【００９２】
無効画素領域９において有効画素領域に近い領域９ａでは、有効画素領域１１と同じカラーフィルタ２７、隔壁２９を有する。無効画素領域９において周辺回路領域５に近い領域９ｂでは、第２の実施の形態で説明したように、隔壁が形成されておらず、カラーフィルタ４０３だけが形成されている。これにより、周辺回路領域５に近いカラーフィルタ２７の膜厚ムラを抑制することができる。
【００９３】
無効画素領域９における中央の領域９ｃでは、複数の画素部、ここでは２個の画素部に跨って隔壁４０５（この隔壁４０５は、有効画素領域１１の隔壁よりも横断面の面積が大きければ良い。）が形成されている。これは、周辺回路領域５に近いカラーフィルタ２７の膜厚ムラは、周辺回路領域５に近い領域９ｂでの隔壁をなくすることでフィルタ用成形材料を多く貯留することで抑制している。このため、周辺回路領域５に近い領域９ｂではフィルタ用成形材料をより多く使用することとなる。
【００９４】
しかしながら、複数の画素部に跨って隔壁４０５を形成することで、この領域９ｃのフィルタ用成形材料の使用量を少なくすることができ、結果的に、カラーフィルタの膜厚ムラを抑制でき、さらに、フィルタ用成形材料の使用量も抑えることができる。
４．画素領域
実施の形態等では、画素部が２次元配置、例えば、行列状に配置されている。無効画素領域の幅等について詳細に説明していなかったが、無効画素領域の幅は、行方向、列方向とも同じであっても良いし、行方向・列方向のどちらかが長くでも良い。
【００９５】
例えば、平面視における画素領域が四角形状をしている場合、各辺に対応する無効画素領域の幅がすべて同じでも良いし、すべて異なっても良いし、列方向に沿う辺に対応した無効画素領域同士が同じであっても良いし、ある角を挟む２辺に対応する無効画素領域同士が同じであっても良い。
【００９６】
なお、半導体基板上に受光部が形成されていても、当該受光部からの画素信号が画像情報と使用されない場合は、当該受光部は無効画素領域内にある。また、画像信号等の補正のための信号、例えば、黒基準信号を検出する受光部も無効画素領域にあるものとする。つまり、無効画素領域とは、画像として出力または出力のための演算処理に関わらない受光部が存在する領域である。
５．固体撮像装置
実施の形態では、所謂ＣＭＯＳタイプであったが、ＣＣＤタイプでも良いし、さらには、光電変換膜を上部・下部電極で挟むようにして受光部を構成したものであっても良い。
６．その他
（１）下地層
本発明に係る下地層は、カラーフィルタおよび隔壁を形成している、カラーフィルタおよび隔壁の下地に存する層をいい、実施の形態等で説明した配線層２５、絶縁層２１５が相当する。
【００９７】
しかしながら、配線層の上層に平坦化膜（層）が形成され、当該平坦化膜（層）上にカラーフィルタおよび隔壁が形成されている場合は、当該平坦膜（層）が下地層に該当する。配線層の上層に他の層が形成され、当該層上にカラーフィルタおよび隔壁が形成されている場合は、当該層が下地層に該当する。
【００９８】
なお、下地層には、第１の実施の形態で説明した、層間絶縁膜３３、パッド配線３５および保護層３７が含まれるものとしても良いし、含まれないものとしても良い。つまり、カラーフィルタを形成する際に、カラーフィルム用の成形材料が周辺回路領域から画素領域に向かって傾斜するような構成であれば、下地層における周辺回路領域の構造は問わない。
（２）画素領域
本発明に係る画素領域は、必ずしも領域内すべての範囲に受光部を有する必要はない。画素領域のすべての範囲に受光部が形成されている一例が第１の実施の形態である。また、画素領域のすべての範囲に受光部が形成されていない一例が変形例２である。
【００９９】
さらに、画素領域内のすべての受光部からの画像信号は、すべて画像を形成するための映像情報として使用される必要はない。画像情報として使用されない一例が変形例１である。
（３）占有面積
本発明に係る占有面積は、隔壁を含んだ所定の範囲の面積における当該隔壁の面積をいう。所定の範囲は、外側部分の隔壁の面積が一定の場合（この一例が第１の実施の形態である。）は、少なくとも隔壁が１個含まれる領域であれば良い。
【０１００】
所定の範囲は、外側部分の隔壁の面積が一定でない場合（この例が変形例１および変形例２である。）は、外側部分に相当する領域であっても良いし、外側部分に配されている隔壁のうち、最も面積が小さい隔壁が１個含まれる領域であっても良い。
【０１０１】
但し、１個の隔壁の面積が同じであり、外側部分の隔壁のピッチが中央部分の各壁のピッチより大きい場合は、外側部分の隔壁であってピッチの異なっている少なくとも２個の隔壁を含む領域である必要がある。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、カラーフィルタ間に設けられた隔壁を有する固体撮像装置において、カラーフィルタの厚みムラを防止するのに広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 固体撮像装置
３ 画素領域
５ 周辺回路領域
２１ 半導体基板
２３ 受光部
２５ 配線層
２７ カラーフィルタ
２９ 隔壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に関し、特にカラーフィルタ間に隔壁を用いた固体撮像装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板に複数形成された受光部のそれぞれに対応してカラーフィルタが形成されてなる固体撮像装置において、カラーフィルタに対して斜めに入射した光が、隣接する他のカラーフィルタや受光部に入射するのを防止する技術として、カラーフィルタ間に隔壁を用いた固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１である。）。
【０００３】
図１１は、特許文献１に記載の固体撮像装置の断面図である。
特許文献１に記載の固体撮像装置９００は、受光部９０１の上に平坦化層９０３が形成され、受光部９０１の上方に形成されたフィルタ９０７〜９１０が有機ケイ素材料層９０４によって分割された構成を有する。つまり、各受光部９０１に対応したフィルタ９０７〜９１０間に有機ケイ素材料層９０４である隔壁が配されている。
【０００４】
この構成により、受光部９０１に対して斜めから入射した光が、隔壁（９０４）により反射したり、隔壁（９０４）に入射して内部で吸収されたりして、隣の受光部９０１に達するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２８２４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の固体撮像装置９００では、均一な厚みのフィルタ９０７〜９１０を得ることができず感度が不均一となり、色ムラや感度ムラを招くという問題がある。
【０００７】
つまり、固体撮像装置は、画素領域と周辺回路領域とを有し、半導体基板上に形成された配線層の厚みが周辺回路領域の方が画素領域よりも厚くなっている。これにより、配線層の表面で画素領域と周辺回路領域とで大きな段差が生じている。なお、上述した隔壁は、配線層における画素領域の表面、或いは配線層における画素領域に形成された平坦化層の表面に形成されている。
【０００８】
有機材料を塗布してフィルタを形成するとき上記段差の影響により、フィルタの表面が周辺回路領域から画素領域にかけて有機材料の上面が傾斜してしまう。その結果、画素領域におけるフィルタの厚みが周辺回路領域付近で厚くなる。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、カラーフィルタの膜厚が不均一となるのを抑制することができる画像撮像装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成され、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い下地層と、前記下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと、前記各カラーフィルタ間に配された隔壁とを備え、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に対して直交する断面において、前記周辺回路領域に接する外側部分に配されている隔壁の占有面積が、前記画素領域の中央部分に配されている隔壁の占有面積よりも小さいことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い構成の下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと隔壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に対して直交する断面において、前記周辺回路領域に接する外側部分に配される隔壁の占有面積が、前記画素領域の中央部分に配される隔壁の占有面積よりも小さい状態に、前記隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁間にカラーフィルタを形成するフィルタ形成工程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
あるいは、本発明に係る固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成され、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い下地層と、前記下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと、前記周辺回路領域に接する外側部分を除いた中央部分に存する各カラーフィルタ間に配された隔壁とを備えることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い構成の下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと隔壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、前記周辺回路領域に接する外側部分を除いた中央部分に複数の隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記外側部分と前記中央部分の各隔壁間とにカラーフィルタを形成するフィルタ形成工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る固体撮像装置およびその製造方法は、隔壁の体積を外側部分で中央部分よりも小さくすることで、画素領域の外側部分でカラーフィルム用の成形材料を貯留する空間が確保できる。これにより、外側部分から中央部分にかけてのカラーフィルタ表面の傾斜が小さくなり、カラーフィルタの膜厚が不均一となるのを抑制できる。
【００１５】
また、前記断面において、前記外側部分の隔壁面積は、前記中央部分の隔壁面積よりも小さいことを特徴とし、前記隔壁は、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に立設し、前記断面において、前記外側部分の隔壁の立設幅は、前記中央部分の隔壁の立設幅よりも狭いことを特徴とする。あるいは、前記隔壁は、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に立設し、前記断面において、前記外側部分の隔壁の立設高さは、前記中央部分の隔壁の立設高さよりも低いことを特徴とする。
【００１６】
また、前記断面において、前記外側部分の隔壁面積は、前記周辺回路領域に近づくに従って小さくなることを特徴とする。あるいは、前記外側部分は、前記周辺回路領域に沿って延伸し、その幅が、１μｍ以上、１００μｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の平面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図であり、（ａ）はマイクロレンズを取り外した状態での平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る固体撮像装置において図１のＡ部に相当する部分の拡大図であり、（ａ）はマイクロレンズを取り外した状態での平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係る固体撮像装置の１画素部を拡大した図である。
【図８】変形例１に係る固体撮像装置の断面図である。
【図９】変形例２に係る固体撮像装置の断面図である。
【図１０】変形例３に係る固体撮像装置の断面図である。
【図１１】特許文献１に記載の固体撮像装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る固体撮像装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態では、本発明で使用している、材料、数値は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。また、他の実施の形態との組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。
＜第１の実施の形態＞
本実施の形態に係る固体撮像装置１は、半導体基板２１と、半導体基板２１上に形成され、画素領域３に相当する上面が周辺回路領域５に相当する上面より低い下地層である配線層２５と、下地層である配線層２５の画素領域３に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタ２７と、各カラーフィルタ２７間に配された隔壁２９とを備え、下地層である配線層２５における画素領域３に相当する上面に対して直交する断面において、周辺回路領域５に接する外側部分である無効画素領域９に配されている隔壁２９の占有面積が、画素領域３の中央部分である有効画素領域１１に配されている隔壁２９の占有面積よりも小さい。
１．全体構成
図１は、第１の実施の形態に係る固体撮像装置１の平面図である。
【００１９】
固体撮像装置１は、図１に示すように、平面視形状が例えば四角形状（ここでは、長方形状である。）をしている。固体撮像装置１は、その中央に画素領域３を、画素領域３の周辺に周辺回路領域５をそれぞれ有する。
【００２０】
なお、ここでは、周辺回路領域５は、四角形状の画素領域３の全周に添ってその外側に存在しているが、画素領域３の周辺の一部の範囲に設けられても良い。
画素領域３には複数の画素部７が２次元状に形成されている。画素領域３には、その外周部分の無効画素領域９と、無効画素領域９の内側部分の有効画素領域１１とがある。
【００２１】
周辺回路領域５は、画素領域３、特に有効画素領域１１内の画素部７からの画素信号を外部装置に出力したり、画素領域３内の画素部７に給電したりするための回路を備える。
ここでは、複数の画素部７は画素領域３内を行列状に形成されている。
【００２２】
図２は、図１のＡ部の拡大図であり、（ａ）はマイクロレンズ３１を取り外した状態での平面図であり、（ｂ）は断面図である。なお、断面は、フィルタ２７等が形成されている面に直交する断面である。
【００２３】
半導体基板２１は、画素領域３の各画素部７に対応して受光部２３を２次元状に有している。半導体基板２１上には配線層２５が形成されている。配線層２５は、後述するが、多層構造をしている。配線層２５は、画素領域３では２層構造をし、周辺回路領域５では３層構造をしている。
【００２４】
配線層２５上の画素領域３においては、各画素部７に対応して複数のカラーフィルタ２７が形成され、各カラーフィルタ２７間に対応して隔壁２９が形成されている。カラーフィルタ２７と隔壁２９上には、同図の（ｂ）に示すように、各画素部７に対応してマイクロレンズ３１が形成されている。
【００２５】
配線層２５上の周辺回路領域５においては、層間絶縁膜３３が形成されている。層間絶縁膜３３上には、周辺回路の構成要素が形成されている。層間絶縁膜３３におけるパッド配線３５が形成されていない領域上およびパッド配線３５上には保護膜３７が形成されている。ここでは、構成要素はパッド配線３５である。
２．各構成
（１）半導体基板
半導体基板２１は、例えばシリコン基板が利用され、各画素部７に対応して受光部２３であるフォトダイオードＰＤが形成されている。固体撮像装置１が、所謂、ＣＭＯＳタイプである場合、さらに、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ等を有する。
【００２６】
なお、画素部７が所謂ｎ画素１セル構造（ｎは、自然数である。）である場合、各画素部７は、ｎ個のフォトダイオードＰＤと、ｎ個の転送トランジスタと、１個のリセットトランジスタと１個の増幅トランジスタを有する。
【００２７】
フォトダイオードＰＤは受けた光に応じて光電変換により電荷を蓄積する。転送トランジスタはフォトダイオードＰＤに蓄えられた電荷を転送制御信号に応じて電荷蓄積部（フローティングディフュージョン）に転送する。リセットトランジスタはリセット信号に応じて電荷蓄積部を初期化する。増幅トランジスタは電荷蓄積部に蓄積された電荷のレベルに応じた信号を出力する。
（２）配線層
配線層２５は、各画素部７と周辺回路（図示省略）とを電気的に接続する配線等が配されている。画素領域３の配線層２５は第１層２５ａと第２層２５ｂとの２層構造であり、周辺回路領域５の配線層２５は第１層２５ａと第２層２５ｂと第３層２５ｃとの３層構造である。
【００２８】
なお、半導体基板２１に近い層が第１層２５ａである。また、言うまでもなく、配線層は１層でも良く、また、画素領域３と周辺回路領域５とで同じ層数であっても良い。
各層２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、例えば、絶縁膜３２と、絶縁膜３２内の配線３４とを備え、必要がある場合には配線３４用の拡散防止膜を備える。なお、配線３４は金属配線である。このため、配線３４は、フォトダイオードＰＤへの入射光を遮断しないように、隣接するフォトダイオードＰＤ間に形成されている。
（３）カラーフィルタ
カラーフィルタ２７は、フォトダイオードＰＤへの入射光を波長により選択する。カラーフィルタ２７は、島状（各画素部に対応して個別に形成された状態である。）に形成されている。
（４）隔壁
隔壁２９は、マイクロレンズ３１やカラーフィルタ２７から入射した光が、隣の画素部７に入射するのを防止する。
【００２９】
隔壁２９は、平面視において、カラーフィルタ２７に相当する部分が開口する格子状（網の目状）をしている。但し、後述するが、隔壁２９の断面における幅が有効画素領域１１と無効画素領域９とで異なるため、場所によって開口の大きさが異なる格子状をしている。なお、図２の（ｂ）の断面図では、各隔壁２９は独立したように見える。
【００３０】
隔壁２９の断面形状は、ここでは、全体として長方形状をしている。有効画素領域１１における隔壁２９の幅は、図２に示すように、無効画素領域９における隔壁２９の幅よりも大きくなっている。
【００３１】
つまり、横断面において、無効画素領域９の隔壁２９の占有面積が、有効画素領域１１の隔壁２９の占有面積を小さくなっている。
隔壁２９は、カラーフィルタ２７を構成する材料よりも屈折率が低い材料で構成されている。このため、カラーフィルタ２７内を斜め方向に進行する光は、隔壁２９の表面に達した際に反射する。
（５）マイクロレンズ
マイクロレンズ３１は、上方から入射する光を対応する画素部７のフォトダイオードＰＤに集光させるものである。
【００３２】
マイクロレンズ３１は、ここでは、半導体基板２１から離れる方向に突出する凸レンズである。ここでは、マイクロレンズ３１は、フォトダイオードＰＤ上に配されたレンズ部と、各レンズ部を隔壁２９上で連結する連結部とを有する一体品となっている。なお、マイクロレンズは、少なくとも、集光機能を有する部分（レンズ部）がフォトダイオードＰＤ上に形成されていれば良く、レンズ部が孤立した構成であっても良い。
３．実施例
（１）半導体基板および配線層
半導体基板２１および配線層２５は従来と同じ構成であり、簡単に説明する。
【００３３】
半導体基板２１には、例えばシリコン基板が利用される。配線層２５は、絶縁膜３２として、例えば絶縁材料である酸化シリコンを利用することができる。配線３４として、例えばアルミニウム線を利用することができる。
【００３４】
配線層２５における画素領域３の表面と周辺回路領域５の表面との段差は、１００［ｎｍ］〜４００[μｍ］である。
なお、半導体基板２１に形成されている複数のフォトダイオードＰＤは、その間隔が１．８［μｍ］以下であり、セルサイズが１．４［μｍ］である。また、無効画素領域９は、有効画素領域１１の外周に、少なくとも１つ画素部７が形成されておれば良く、ここでは１０個の画素部７が形成されている。つまり、無効画素領域９の幅、換言すると、有効画素領域１１と周辺回路領域５との距離は、１５［μｍ］〜２０［μｍ］である。
（２）層間絶縁膜、パッド配線、保護膜
層間絶縁膜３３は、例えばシリコン酸化膜であり、その膜厚は、５０［ｎｍ］〜４００［ｎｍ］である。パッド配線３５は、例えばアルミニウム線であり、その膜厚は、２００［ｎｍ］〜８００［ｎｍ］である。保護膜３７は、例えばシリコン酸化膜であり、その膜厚は４００［ｎｍ］〜１１００［ｎｍ］である。
【００３５】
なお、保護膜３７の表面と、配線層２５における画素領域３の表面との段差は、７５０［ｎｍ］〜２７００［ｎｍ］であり、本実施の形態では、層間絶縁膜３３が形成されていることから段差が大きく、２０００［ｎｍ］である。
（３）カラーフィルタ
カラーフィルタ２７は、ここでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類あり、例えば、ベイヤー配列されている。各色用のカラーフィルタ２７は、例えば各色用の顔料がアクリル樹脂材料に混入されてなる。この場合のカラーフィルタ２７の屈折率は、１．５〜１．７である。カラーフィルタ２７の膜厚は３００［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］である。
（４）隔壁
隔壁２９は、例えば酸化シリカを含有するアクリル樹脂を利用している。隔壁２９としての高さは３００［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］で、幅は５０［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］である。アクリル樹脂を利用した場合、屈折率は、１．５以下である。
【００３６】
詳細に説明すると、隔壁２９の高さは、８００［ｎｍ］であり、画素領域３のすべての範囲で同じである。隔壁２９の幅は、有効画素領域１１における幅が２００［ｎｍ］〜２５０［ｎｍ］であり、無効画素領域９の幅が５０［ｎｍ］〜２００［ｎｍ］であり、有効画素領域１１の隔壁２９の方が無効画素領域９の隔壁２９より大きくなっている。
（５）効果
画素領域３内の隔壁２９の幅の相違より、後述の理由により、カラーフィルタ２７の膜厚を均一にできる効果が得られる。
【００３７】
具体的に説明すると、画素領域内の隔壁の幅（占有面積）を一定にした場合、有効画素領域（１１）と周辺回路領域（５）の間の無効画素領域（９）の画素部（７）が１００個より多くなると、配線層（２５）における画素領域（３）と周辺回路領域（５）との段差の影響によるカラーフィルタ（２７）の膜厚のムラは無くなる（均一な膜厚が得られる。）。
【００３８】
これに対して、無効画素領域９内の隔壁２９の幅（占有面積）を有効画素領域１１内の隔壁２９の幅（占有面積）よりも小さくした場合、有効画素領域１１と周辺回路領域５の間の無効画素領域９の画素部７が１０個程度で均一な膜厚のカラーフィルタ２７が得られる。
４．製造方法
図３〜図５は、本実施の形態に係る固体撮像装置１の製造方法を説明する断面図である。なお、ここでの説明は、上記の実施例で説明した固体撮像装置１の製造方法に関するものであり、本発明の製造方法の一例である。
（ａ）図３の（ａ）に示すように、シリコン基板等に複数のフォトダイオードＰＤ等を形成してなる半導体基板２１の上面に配線層２５を積層（形成）し、その後、層間絶縁膜３３、パッド配線３５、保護膜３７を形成する。
【００３９】
なお、層間絶縁膜３３、パッド配線３５および保護膜３７は、例えば、層間絶縁膜３３用の絶縁膜、パッド配線３５用の金属膜を形成した後、パッド配線３５に対応した金属膜、層間絶縁膜３３に対応した絶縁膜をエッチング等により除去した後、保護膜３７用の絶縁膜を形成した後、保護膜３７に対応した絶縁膜をエッチング等により除去することで得られる。
（ｂ）図３の（ｂ）に示すように、配線層２５上の画素領域３には隔壁２９の材料である酸化シリカが混入されたアクリル樹脂の媒質を有する隔壁成形用材料５１を塗布する。隔壁成形用材料５１の塗布は、例えば回転塗布（スピンコート）により行われる。なお、アクリル樹脂は、アルカリ現象により溶解するポジ型感光性樹脂である。
（ｃ）図３の（ｃ）に示すように、配線層２５上に塗布された隔壁成形用材料５１に対して、隔壁（２９）に相当する部分以外が開口するマスク（ネガフィルム）５３を設けた状態で露光・現像を行う。これにより、図４の（ａ）に示すように、マスクの開口に対応した部分の隔壁成形用材料５１を除去することで、隔壁２９が形成される。
（ｄ）図４の（ｂ）に示すように、カラーフィルタ用の顔料入りアクリル樹脂（フィルタ成形用材料ともいう。）５５を配線層２５の画素領域３および保護膜３７の上面に塗布する。なお、顔料は各色に対応したものである。
【００４０】
この際、保護膜３７の上面、つまり、周辺回路領域５の上面の方が、配線層２５の画素領域３よりも高くなっているため、保護膜３７上のアクリル樹脂５５が配線層２５の画素領域３上に流れ込み、アクリル樹脂５５の表面が周辺回路領域５から画素領域３にかけて傾斜する。
【００４１】
画素領域３における周辺回路領域５に近い領域、つまり、配線層２５の無効画素領域９に形成されている隔壁２９は、配線層２５の有効画素領域１１に形成されている隔壁２９よりも幅が小さくなっている。
【００４２】
このため、無効画素領域９では、配線層２５上の画素領域３の全範囲に有効画素領域１１の隔壁２９の幅と同じ隔壁を形成した場合よりも、アクリル樹脂５５を貯留できる空間が大きくなる。
【００４３】
これにより、無効画素領域９における周辺回路領域５に近い領域では、無効画素領域９の隔壁２９が小さくなった分、より多くのアクリル樹脂５５を貯留することができる。より多くのアクリル樹脂５５が貯留可能となることで、アクリル樹脂５５の厚くなっていた余分な樹脂が隔壁２９間に貯留される。したがって、無効画素領域９における周辺回路領域５に近い領域からアクリル樹脂５５の膜厚を一定にすることができる。
（ｅ）図５の（ａ）に示すように、各色に合わせて塗布されたアクリル樹脂５５を所定の隔壁２９間に配置する（形成する）。具体的には、各色の対応する位置以外が開口するマスクを用いて、露光・現像を行うことで実施できる（図示等省略）。
（ｆ）図５の（ｂ）に示すように、最後に、カラーフィルタ２７および隔壁２９の上面にマイクロレンズ３１を形成する。これにより、上記実施例で説明した固体撮像装置１を製造することができる。
【００４４】
マイクロレンズ３１は、レンズ成形用材料を塗布し、露光、現像により画素部ごとに成形する。レンズは１５０［℃］以上３００［℃］以下の加熱により球面を形成している。なお、球面は、グレースケールマスクを用いた露光やエッチングバック技術を用いても形成することができる。
５．その他
本実施の形態では、隔壁２９に感光性を有する樹脂により形成していたが、例えば、感光性を有しない、所謂、非感光性材料を用いて形成する場合には、例えば、ドライエッチング等により所定の形状・大きさに形成することができる。
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、隔壁２９を樹脂材料（５５）により構成し、さらに、隔壁２９は、有効画素領域１１と無効画素領域９とで横断面での幅が異なっている。
【００４５】
しかしながら、隔壁の材料は樹脂材料に限定するものでなく、他の材料、例えば無機材料を利用しても良い。さらに、隔壁は、少なくとも有効領域に形成されておれば良く、無効画素領域の隔壁は、カラーフィルタの形成時に、画素領域と周辺回路領域との間の段差に起因したフィルタ形成用樹脂のフローによる膜厚ムラを抑制できれば良く、必ずしも必要ではない。
【００４６】
第２の実施の形態に係る固体撮像装置１０１は、半導体基板２１と、半導体基板２１上に形成され、画素領域３に相当する上面が周辺回路領域５に相当する上面より低い下地層である配線層２５と、下地層である配線層２５の画素領域３に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタ１０３と、周辺回路領域５に接する外側部分である無効画素領域９を除いた中央部分である有効画素領域に存する各カラーフィルタ１０３間に配された隔壁１０５とを備える。
【００４７】
第２の実施の形態では、隔壁１０５を無機材料により構成し、無効画素領域９に隔壁を形成していない固体撮像装置１０１について説明する。
図６は、第２の実施の形態に係る固体撮像装置１０１において図１のＡ部に相当する部分の拡大図であり、（ａ）はマイクロレンズを取り外した状態での平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【００４８】
固体撮像装置１０１は、第１の実施の形態と同様に、画素領域３と周辺回路領域５とを有し、画素領域３には有効画素領域１１と無効画素領域９とがある。
固体撮像装置１０１は、第１の実施の形態と同様の半導体基板２１と、半導体基板の上面に形成された配線層２５を有している。
【００４９】
配線層２５の有効画素領域１１には、隔壁１０５が形成されている。隔壁１０５の形状・寸法は、第１の実施の形態で説明した有効画素領域１１に形成された隔壁２９と同じである。なお、第２の実施の形態では、上述したように、無効画素領域９には隔壁は形成されていない。
【００５０】
隔壁１０５は、無機材料により構成され、例えば、酸化ケイ素を含む無機材料により形成されている。隔壁１０５は、配線層２５上の画素領域３にシリコン酸化膜を略全面に形成し、隔壁に対応する部分以外をエッチングすることで得ることができる。
【００５１】
より具体的に説明すると、ＴＥＯＳ（テオス：Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料としたプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法にて堆積したシリコン酸化膜（テオス膜）である。その後、シリコン酸化膜上にリソグラフィ技術にて隔壁１０５に対応したレジストパターンを形成し、例えばプラズマエッチングなどにより隔壁１０５以外の部分を除去し、これにより隔壁１０５が形成される。
【００５２】
カラーフィルタ１０３は、有効画素領域１１においては第１の実施の形態と同様に、半導体基板２１の受光部２３に対応して受光部２３上であって隔壁１０５間に形成されている。なお、無効画素領域９の全体にカラーフィルタと同じ材料の膜が形成されている。
【００５３】
カラーフィルタ１０３は、第１の実施の形態と同様に、顔料が混入されたアクリル樹脂を利用し、第１の実施の形態で説明した方法で形成される。なお、カラーフィルタ１０３および隔壁１０５上には、第１の実施の形態と同様に、マイクロレンズ３１が形成されている。
【００５４】
第２の実施の形態においても、無効画素領域９では、配線層２５上の画素領域３の全範囲に有効画素領域１１の隔壁２９の幅が同じ隔壁を形成した場合よりも、フィルタ成形用材料（例えばアクリル樹脂である。）を貯留できる空間が大きくなる。
【００５５】
これにより、無効画素領域９における周辺回路領域５に近い領域では、無効画素領域９の隔壁１０５がない分、より多くのフィルタ成形用材料を貯留することができ、無効画素領域９における周辺回路領域５に近い領域からカラーフィルタ１０３の膜厚を均一にすることができる。
＜第３の実施の形態＞
第１および第２の実施の形態では、半導体基板２１の受光部２３の上方には配線層２５が配されていたが、マイクロレンズに入射した光のフォトダイオードへの光伝播効率を高めるために、配線層におけるフォトダイオードの上方に位置する部分に、配線層の層間絶縁膜よりも高屈折率の材料からなるコア部を持つ光導波路を備えた構成としても良い。
【００５６】
以下、光導波路を備えた固体撮像装置２０１を第３の実施の形態として説明する。
図７は、第３の実施の形態に係る固体撮像装置２０１の１画素部を拡大した図である。
固体撮像装置２０１は、半導体基板２１上に配線層２０３を有する。配線層２０３は、画素領域３において第１層２０３ａと第２層２０３ｂとを有する２層構造を有し、各層２０３ａ，２０３ｂは、絶縁膜２０５、配線２０７、拡散防止膜２０９を備える。
【００５７】
ここでは、配線２０７として銅線を利用しており、拡散防止膜２０９は銅線から銅原子が絶縁膜２０５等へ拡散するのを防止する。
配線層２０３におけるフォトダイオードＰＤ上には導波路用の凹部２１１が形成されている。
【００５８】
なお、配線層２０３は、凹部２１１の底に相当する部分に凹部２１１の形成時の基準となる膜（２１３）が形成されている。具体的には、凹部２１１をエッチングにより形成する際のエッチングを規制するエッチングストップ膜２１３が形成されている。
【００５９】
配線層２０３の凹部２１１内には、絶縁層２１５が形成されている。絶縁層２１５は、層構造を有している。具体的には、配線層２０３の表面および凹部２１１を構成する底面と側面を覆うように形成された第１絶縁膜２１７と、凹部２１１内の第１絶縁膜２１７の上面に形成された第２絶縁膜２１９と、第１および第２絶縁膜２１７，２１９が形成された凹部２１１内に配された第３絶縁部２２１とを有する。
【００６０】
第１絶縁膜２１７、第２絶縁膜２１９および第３絶縁部２２１における屈折率は、第１絶縁膜２１７よりも第２絶縁膜２１９の方が低く、第２絶縁膜２１９よりも第３絶縁部２２１の方が高くなっている。
【００６１】
これにより、第３絶縁部２２１から第２絶縁膜２１９に入射した光は、第１絶縁膜２１７と第２絶縁膜２１９の屈折率の関係で、第１絶縁膜２１７内を伝わり、フォトダイオードＰＤ側で出射される。
【００６２】
フォトダイオードＰＤ上に配されたカラーフィルタ２２５は、上面２２７が半導体基板２１側に凹入し、下面２２９がマイクロレンズ２３１側に凹入している。つまり、カラーフィルタ２２５は、凹レンズ状をしている。これにより、マイクロレンズ２３１により屈折された光がよりフォトダイオードＰＤに向かって進行するように、カラーフィルタ２２５で屈折される。
【００６３】
なお、第３絶縁部２２１はカラーフィルタ２２５の下面２２９の凸状に沿って、マイクロレンズ３１側に突出する形状をしている。また、カラーフィルタ２２５の上面２２７には平坦化を目的とする平坦化膜２３３が形成されている。
【００６４】
隔壁２３５は、同図に示すように、横断面形状においてマイクロレンズ２３１側の幅が半導体基板２１側の幅よりも小さい台形状をしている。つまり、半導体基板２１側からマイクロレンズ２３１側に移るに従って幅が狭くなる台形状をしている。
【００６５】
隔壁２３５は、例えば、多層構造、ここでは、２層構造をしている。つまり、半導体基板２１に近い下層部２３７と、マイクロレンズ２３１に近い上層部２３９とを有する。上層部２３９の屈折率は、下層部２３７の屈折率よりも高くなっている。
【００６６】
隔壁２３５は、上述したように、第１の実施の形態で説明したように、カラーフィルタ２２５の屈折率よりも低くなっており、カラーフィルタ２２５から隔壁２３５に光が入射するのを抑制しているが、光の入射を完全に抑制することはできない。つまり、隔壁２３５内に侵入し、隔壁２３５の上部から下部へと進行する光が存在する。
【００６７】
隔壁２３５内を上部から下部へと進む光、つまり、上層部２３９内を下層部２３７に向かって進行する光は、下層部２３７と上層部２３９との界面２４１でマイクロレンズ２３１側へと光を反射させ、隔壁２３５を通過して隣の画素部へ光が入射するのを抑制することができる。
【００６８】
界面２４１は、半導体基板２１の主面（配線層側の面である。）に沿って形成されているが、上層部２３９から下層部２３７へと光の入射を抑制することができれば良い。つまり、界面２４１は、半導体基板２１の主面と平行、もしくは、周面に対して±５（度）程度傾斜していても良い。
【００６９】
なお、界面２４１は、下層部２３７と上層部２３９とで材料が異なる場合は両者の間に形成される。また、下層部２３７と上層部２３９とが同じ材料であっても、例えば、下層部２３７の上面（上層部２３９側の面）をプラズマエッチング等により改質することで改質した層と上層部との間に形成される。
【００７０】
隔壁２３５とカラーフィルタ２２５、絶縁層２１５の第３絶縁部２２１とカラーフィルタ２２５との間には、両者の密着性を向上させるための密着層２４３が形成されている。特に、隔壁２３５と絶縁層２１５（特に第３絶縁部２２１）とが無機材料で構成され、カラーフィルタ２２５を無機材料との結合力が低い有機材料で構成した場合、無機材料と有機材料との結合力が低く、無機材料との結合力が高い有機材料を用いることで、隔壁２３５とカラーフィルタ２２５や絶縁層２１５とカラーフィルタ２２５との結合力を高めることかできる。密着層２４３は、具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等がある。
【００７１】
また、カラーフィルタ２２５は、隔壁２３５の上面において、隣接する他のカラーフィルタ（２２５）と間隔をおいて隔壁２３５の上面にまで張り出しており（張出部２４５）、カラーフィルタ２２５と隔壁２３５との結合面積を広くしている。
＜変形例＞
上記第１から第３の実施の形態では、代表的な形態について説明したが、本発明は上記構成に限定されることはなく、例えば以下のような形態でもあっても良い。
１．配線層
実施の形態における配線層は、画素領域では２層であり、周辺回路領域では３層であったが、半導体基板のサイズ、１画素のサイズ等により適宜決定しても良い。つまり、配線するスペースに余裕がある場合は、画素領域および周辺回路領域を２層構造にしても良い（但し、この場合、画素領域と周辺回路領域との段差が小さくなり、カラーフィルタの膜厚ムラは小さくなる。）。１画素のサイズが小さく画素間に配線スペースがない場合は、画素領域を３層以上の多層構造としても良い。なお、配線層の材料等は、実施の形態で説明した以外の材料を用いても良い。
２．層間絶縁膜および保護膜
第１の実施の形態では、層間絶縁膜および保護膜は同じ材料、つまり、シリコン酸化膜で構成していたが、それぞれ別の材料で構成しても良い。例えば、層間絶縁膜をシリコン酸化膜、保護膜をシリコン酸窒化膜でそれぞれ構成しても良いし、層間絶縁膜をシリコン酸窒化膜、保護膜をシリコン酸化膜でそれぞれ構成しても良い。
【００７２】
第３の実施の形態で説明した隔壁２３５では、下層部２３７と上層部２３９との２層構造としている。この際、下部層を層間絶縁膜と同じ材料で、上部層を保護膜と同じ材料でそれぞれ構成することにより、層間絶縁膜および保護膜の成形を利用して隔壁のベースとなる２層構造を成形することができる。
３．隔壁
（１）材料
第１の実施の形態では、隔壁を構成する有機材料として、感光性樹脂であるアクリル樹脂を利用したが、他の有機材料により構成しても良い。他の有機材料は、例えば、酸化シリカ、フッ素を含有した有機高分子樹脂でも良く、高分子樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂等がある。なお、これらの材料の屈折率が１．５より低い。
【００７３】
第２の実施の形態では、隔壁を構成する無機材料として、酸化ケイ素（酸化シリコン膜）を利用したが、他の無機材料に構成しても良い。他の無機材料は、例えば、窒化ケイ素（窒化シリコン膜）、酸窒化ケイ素（酸窒化シリコン膜）等がある。
【００７４】
但し、カラーフィルタ側からの光を受光部側に反射させる本来の機能を有する必要があり、カラーフィルタの屈折率よりも低い材料を用いることが好ましい。カラーフィルタの屈折率を考慮すると、隔壁の屈折率は１．６以下が好ましく、さらには、１．５以下がより好ましい。
（２）層数
第１および第２の実施の形態では、隔壁２９，１０５は単層構造であり、第３の実施の形態では、隔壁２３５は下層部２３７と上層部２３９との２層構造（下層部２３７の上面を改質する場合は、全体で３層構造ともいえる。）であったが、隔壁は３層以上の構成としても良い。例えば、下層部、中層部、上層部の３層構造とし、中層部を反射層としても良い。また、下層部から上層部に移るに従って屈折率が高くなるようにしても良い。逆に、下層部から上層部に移るに従って屈折率が低くなるようにし、その中間層で反射面（反射層）を設けるようにしても良い。
（３）形状
第１および第２の実施の形態では、隔壁の横断面形状が長方形状をし、第３の実施の形態では台形状をしていたが、隔壁の横断面形状は他の形状であっても良い。他の断面形状としては、三角形状、長円を半分にした形状等がある。
【００７５】
さらに、隔壁を平面視したときに格子状をし、正方形状の開口にカラーフィルタが形成されていたが、開口は正方形状以外の形状、例えば、長方形状、円形状、楕円形状、多角形状等であっても良い。また、開口の平面形状が、長方形状、多角形をしている場合、角部を丸くしても良い。
（４）大きさ
第１の実施の形態における無効画素領域９の隔壁２９は、横断面形状が同じ形状であり、また、同じ大きさであった。しかしながら、無効画素領域の隔壁は、横断面において、占有面積が有効画素領域の隔壁の占有面積よりも小さければ良く、その形状・大きさが同じである必要はない。
【００７６】
以下、形状・大きさが異なる隔壁を備える固体撮像装置３０１，３５１を変形例１，２としてそれぞれ説明する。
図８は、変形例１に係る固体撮像装置３０１の断面図であり、図９は、変形例２に係る固体撮像装置３５１の断面図である。
【００７７】
なお、変形例１に係る固体撮像装置３０１と変形例２に係る固体撮像装置３５１において、第１の実施の形態に係る固体撮像装置１、第２の実施の形態に係る固体撮像装置１０１、第３の実施の形態に係る固体撮像装置２０１のそれぞれについて説明した構成と同じ符号を用いて説明している場合は、変形例に係る構成は、第１〜第３の実施の形態で説明した同じ符号の構成と同じである。
【００７８】
固体撮像装置３０１は、半導体基板２１、配線層２５を備える。画素領域３では、さらに、カラーフィルタ３０３、隔壁３０５、マイクロレンズ３０７を有し、周辺回路領域５では、実施の形態と同様に、層間絶縁膜３３、パッド配線３５、保護膜３７を有する。
【００７９】
配線層２５における無効画素領域９の一部に遮光膜３０９が形成された領域、所謂オプティカルブラック領域を有する。このオプティカルブラック領域は、黒基準信号を検出するためのものである。
【００８０】
カラーフィルタ３０３は、フォトダイオードＰＤに対応してそれぞれ形成されており、各カラーフィルタ３０３間に隔壁３０５が形成されている。各カラーフィルタ３０３および隔壁３０５にはマイクロレンズ３０７が形成されている。
【００８１】
有効画素領域１１の隔壁３０５は、その横断面形状および大きさが同じである。無効画素領域９の隔壁３０５は、有効画素領域１１の隔壁よりも占有面積が小さい。つまり、隔壁３０５の断面形状は、両領域９，１１とも長方形状としては同じであるが、無効画素領域９の隔壁３０５の幅が有効画素領域１１の隔壁３０５の幅よりも小さな長方形状をしている。
【００８２】
無効画素領域９の隔壁３０５は、周辺回路領域５に近づくに従って、隔壁の幅が小さくなる。つまり、カラーフィルタ３０３を成形するためのフィルタ成形用材料の貯留する空間が周辺回路領域５に近づくに従って大きくなっている。
【００８３】
固体撮像装置３５１は、半導体基板３５３、配線層３５５を備える。画素領域３では、さらに、カラーフィルタ３５７、隔壁３５９、マイクロレンズ３６１を有し、周辺回路領域５では、実施の形態と同様に、層間絶縁膜３３、パッド配線３５、保護膜３７を有する。
【００８４】
半導体基板３５３は、有効画素領域１１と、無効画素領域９における有効画素領域１１側の領域とに複数の受光部（フォトダイオードＰＤ）を有している。配線層３５５は、半導体基板３５３に形成された各フォトダイオードＰＤ間に配線３６３を絶縁膜３６５内に有する。なお、本変形例２においても、配線層３５５は多層構造をしている。
【００８５】
カラーフィルタ３５７は、半導体基板３５３上であってフォトダイオードＰＤ上に形成され、また無効画素領域９のフォトダイオードＰＤのない領域では、有効画素領域１１でのカラーフィルタ３５７が形成されているピッチと同じピッチで同じ材料でダミーフィルタ３６７が形成されている。
【００８６】
各カラーフィルタ３５７間には隔壁３５９が形成され、各ダミーフィルタ３６７間にはダミー隔壁３６９が形成されている。
各カラーフィルタ３５７と隔壁３５９上にはマイクロレンズ３６１が、ダミーフィルタ３６７とダミー隔壁３６９上にはダミーのマイクロレンズ３７１が形成されている。なお、ダミーのマイクロレンズ３７１は、マイクロレンズ３６１と同じ大きさ・材料・工程で形成される。
【００８７】
有効画素領域１１の隔壁３５９は、その横断面形状および大きさが同じである。無効画素領域９の隔壁３５９およびダミー隔壁３６９は、有効画素領域１１の隔壁３５９よりも占有面積が小さい。つまり、隔壁３５９とダミー隔壁３６９との断面形状は、両領域９，１１とも長方形状としては同じであるが、無効画素領域９の隔壁３５９の高さが有効画素領域１１の隔壁３０５の高さよりも低い長方形状をしている。
【００８８】
無効画素領域９の隔壁３５９およびダミー隔壁３６９は、周辺回路領域５に近づくに従って、高さが小さくなる。つまり、カラーフィルタ３５７およびダミーフィルタ３６７を成形するためのフィルタ成形用材料の貯留する空間が周辺回路領域５に近づくに従って大きくなっている。
（５）ピッチ
各実施の形態および上記の変形例では、隣接する隔壁のピッチは同じであったが、例えば、周辺回路領域５に近づくに従って隔壁のピッチを大きくしても良い。このようにしても、カラーフィルタを成形するためのフィルタ成形用材料の貯留する空間が周辺回路領域５に近づくに従って大きくできる。
（６）その他
図１０は、変形例３に係る固体撮像装置４０１の断面図である。
【００８９】
本変形例３に係る固体撮像装置４０１において、第１〜第３の実施の形態に係る固体撮像装置１，１０１，２０１、変形例１，２固体撮像装置３０１，３５１のそれぞれについて説明した構成と同じ符号を用いて説明している場合は、変形例３に係る構成は、第１〜第３の実施の形態や変形例１，２で説明した同じ符号の構成と同じである。
【００９０】
固体撮像装置４０１は、半導体基板２１、配線層２５を備える。画素領域３では、さらに、カラーフィルタ２７，４０３、隔壁２９，４０５、マイクロレンズ３１を有し、周辺回路領域５では、実施の形態と同様に、層間絶縁膜３３、パッド配線３５、保護膜３７を有する。
【００９１】
図１０では、有効画素領域１１を省略しているが、有効画素領域１１におけるカラーフィルタ、隔壁は、第１の実施の形態のカラーフィルタ２７、隔壁２９と同じ構成である。つまり、無効画素領域９におけるカラーフィルタ４０３および隔壁４０５が異なる。
【００９２】
無効画素領域９において有効画素領域に近い領域９ａでは、有効画素領域１１と同じカラーフィルタ２７、隔壁２９を有する。無効画素領域９において周辺回路領域５に近い領域９ｂでは、第２の実施の形態で説明したように、隔壁が形成されておらず、カラーフィルタ４０３だけが形成されている。これにより、周辺回路領域５に近いカラーフィルタ２７の膜厚ムラを抑制することができる。
【００９３】
無効画素領域９における中央の領域９ｃでは、複数の画素部、ここでは２個の画素部に跨って隔壁４０５（この隔壁４０５は、有効画素領域１１の隔壁よりも横断面の面積が大きければ良い。）が形成されている。これは、周辺回路領域５に近いカラーフィルタ２７の膜厚ムラは、周辺回路領域５に近い領域９ｂでの隔壁をなくすることでフィルタ用成形材料を多く貯留することで抑制している。このため、周辺回路領域５に近い領域９ｂではフィルタ用成形材料をより多く使用することとなる。
【００９４】
しかしながら、複数の画素部に跨って隔壁４０５を形成することで、この領域９ｃのフィルタ用成形材料の使用量を少なくすることができ、結果的に、カラーフィルタの膜厚ムラを抑制でき、さらに、フィルタ用成形材料の使用量も抑えることができる。
４．画素領域
実施の形態等では、画素部が２次元配置、例えば、行列状に配置されている。無効画素領域の幅等について詳細に説明していなかったが、無効画素領域の幅は、行方向、列方向とも同じであっても良いし、行方向・列方向のどちらかが長くでも良い。
【００９５】
例えば、平面視における画素領域が四角形状をしている場合、各辺に対応する無効画素領域の幅がすべて同じでも良いし、すべて異なっても良いし、列方向に沿う辺に対応した無効画素領域同士が同じであっても良いし、ある角を挟む２辺に対応する無効画素領域同士が同じであっても良い。
【００９６】
なお、半導体基板上に受光部が形成されていても、当該受光部からの画素信号が画像情報と使用されない場合は、当該受光部は無効画素領域内にある。また、画像信号等の補正のための信号、例えば、黒基準信号を検出する受光部も無効画素領域にあるものとする。つまり、無効画素領域とは、画像として出力または出力のための演算処理に関わらない受光部が存在する領域である。
５．固体撮像装置
実施の形態では、所謂ＣＭＯＳタイプであったが、ＣＣＤタイプでも良いし、さらには、光電変換膜を上部・下部電極で挟むようにして受光部を構成したものであっても良い。
６．その他
（１）下地層
本発明に係る下地層は、カラーフィルタおよび隔壁を形成している、カラーフィルタおよび隔壁の下地に存する層をいい、実施の形態等で説明した配線層２５、絶縁層２１５が相当する。
【００９７】
しかしながら、配線層の上層に平坦化膜（層）が形成され、当該平坦化膜（層）上にカラーフィルタおよび隔壁が形成されている場合は、当該平坦膜（層）が下地層に該当する。配線層の上層に他の層が形成され、当該層上にカラーフィルタおよび隔壁が形成されている場合は、当該層が下地層に該当する。
【００９８】
なお、下地層には、第１の実施の形態で説明した、層間絶縁膜３３、パッド配線３５および保護層３７が含まれるものとしても良いし、含まれないものとしても良い。つまり、カラーフィルタを形成する際に、カラーフィルム用の成形材料が周辺回路領域から画素領域に向かって傾斜するような構成であれば、下地層における周辺回路領域の構造は問わない。
（２）画素領域
本発明に係る画素領域は、必ずしも領域内すべての範囲に受光部を有する必要はない。画素領域のすべての範囲に受光部が形成されている一例が第１の実施の形態である。また、画素領域のすべての範囲に受光部が形成されていない一例が変形例２である。
【００９９】
さらに、画素領域内のすべての受光部からの画像信号は、すべて画像を形成するための映像情報として使用される必要はない。画像情報として使用されない一例が変形例１である。
（３）占有面積
本発明に係る占有面積は、隔壁を含んだ所定の範囲の面積における当該隔壁の面積をいう。所定の範囲は、外側部分の隔壁の面積が一定の場合（この一例が第１の実施の形態である。）は、少なくとも隔壁が１個含まれる領域であれば良い。
【０１００】
所定の範囲は、外側部分の隔壁の面積が一定でない場合（この例が変形例１および変形例２である。）は、外側部分に相当する領域であっても良いし、外側部分に配されている隔壁のうち、最も面積が小さい隔壁が１個含まれる領域であっても良い。
【０１０１】
但し、１個の隔壁の面積が同じであり、外側部分の隔壁のピッチが中央部分の各壁のピッチより大きい場合は、外側部分の隔壁であってピッチの異なっている少なくとも２個の隔壁を含む領域である必要がある。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、カラーフィルタ間に設けられた隔壁を有する固体撮像装置において、カラーフィルタの厚みムラを防止するのに広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 固体撮像装置
３ 画素領域
５ 周辺回路領域
２１ 半導体基板
２３ 受光部
２５ 配線層
２７ カラーフィルタ
２９ 隔壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い下地層と、
前記下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと、
前記各カラーフィルタ間に配された隔壁と
を備え、
前記下地層における前記画素領域に相当する上面に対して直交する断面において、前記周辺回路領域に接する外側部分に配されている隔壁の占有面積が、前記画素領域の中央部分に配されている隔壁の占有面積よりも小さい
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記断面において、前記外側部分の隔壁面積は、前記中央部分の隔壁面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記隔壁は、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に立設し、
前記断面において、前記外側部分の隔壁の立設幅は、前記中央部分の隔壁の立設幅よりも狭い
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記隔壁は、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に立設し、
前記断面において、前記外側部分の隔壁の立設高さは、前記中央部分の隔壁の立設高さよりも低い
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記断面において、前記外側部分の隔壁面積は、前記周辺回路領域に近づくに従って小さくなる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い下地層と、
前記下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと、
前記周辺回路領域に接する外側部分を除いた中央部分に存する各カラーフィルタ間に配された隔壁と
を備える
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】
前記外側部分は、前記周辺回路領域に沿って延伸し、その幅が、１μｍ以上、１００μｍ以下の範囲である
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い構成の下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと隔壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、
前記下地層における前記画素領域に相当する上面に対して直交する断面において、前記周辺回路領域に接する外側部分に配される隔壁の占有面積が、前記画素領域の中央部分に配される隔壁の占有面積よりも小さい状態に、前記隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁間にカラーフィルタを形成するフィルタ形成工程と
を含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い構成の下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと隔壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、
前記周辺回路領域に接する外側部分を除いた中央部分に複数の隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記外側部分と前記中央部分の各隔壁間とにカラーフィルタを形成するフィルタ形成工程とを含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い下地層と、
前記下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと、
前記各カラーフィルタ間に配された隔壁と
を備え、
前記下地層における前記画素領域に相当する上面に対して直交する断面において、前記周辺回路領域に接する外側部分に配されている隔壁の占有面積が、前記画素領域の中央部分に配されている隔壁の占有面積よりも小さい
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記断面において、前記外側部分の隔壁面積は、前記中央部分の隔壁面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記隔壁は、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に立設し、
前記断面において、前記外側部分の隔壁の立設幅は、前記中央部分の隔壁の立設幅よりも狭い
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記隔壁は、前記下地層における前記画素領域に相当する上面に立設し、
前記断面において、前記外側部分の隔壁の立設高さは、前記中央部分の隔壁の立設高さよりも低い
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記断面において、前記外側部分の隔壁面積は、前記周辺回路領域に近づくに従って小さくなる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い下地層と、
前記下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと、
前記周辺回路領域に接する外側部分を除いた中央部分に存する各カラーフィルタ間に配された隔壁と
を備える
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】
前記外側部分は、前記周辺回路領域に沿って延伸し、その幅が、１μｍ以上、１００μｍ以下の範囲である
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い構成の下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと隔壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、
前記下地層における前記画素領域に相当する上面に対して直交する断面において、前記周辺回路領域に接する外側部分に配される隔壁の占有面積が、前記画素領域の中央部分に配される隔壁の占有面積よりも小さい状態に、前記隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁間にカラーフィルタを形成するフィルタ形成工程と
を含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
画素領域に相当する上面が周辺回路領域に相当する上面より低い構成の下地層の前記画素領域に相当する上面に二次元配置された複数のカラーフィルタと隔壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、
前記周辺回路領域に接する外側部分を除いた中央部分に複数の隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記外側部分と前記中央部分の各隔壁間とにカラーフィルタを形成するフィルタ形成工程とを含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２７４７４（Ｐ２０１２−２２７４７４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６１６６（Ｐ２０１１−９６１６６）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【特許番号】特許第４８７２０２３号（Ｐ４８７２０２３）
【特許公報発行日】平成２４年２月８日（２０１２．２．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【特許番号】特許第４８７２０２３号（Ｐ４８７２０２３）
【特許公報発行日】平成２４年２月８日（２０１２．２．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]