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WO2018070262A1 - 固体撮像素子、および電子装置 - Google Patents

固体撮像素子、および電子装置 Download PDF

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WO2018070262A1
WO2018070262A1 PCT/JP2017/035193 JP2017035193W WO2018070262A1 WO 2018070262 A1 WO2018070262 A1 WO 2018070262A1 JP 2017035193 W JP2017035193 W JP 2017035193W WO 2018070262 A1 WO2018070262 A1 WO 2018070262A1
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light
solid
state imaging
shielding wall
microlens
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利彦 林
山本　篤志
洋志 田中
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Definitions

  • the present technology relates to a solid-state imaging device and an electronic apparatus, and more particularly to a solid-state imaging device and an electronic device capable of suppressing generation of a ghost image caused by receiving reflected light of incident light to be received by adjacent pixels. Relates to the device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a conventional solid-state imaging device in which a light-transmitting plate is provided between a microlens and a PD.
  • the solid-state imaging device 10 is formed with a microlens array 11, a light transmitting plate 12, a transparent insulating layer 15, and a PD layer 16 in order from the light incident side.
  • the translucent plate 12 transmits the incident light collected by the microlens array 11 for each pixel, and the light shielding wall prevents the light incident on the translucent section 13 from entering an adjacent pixel. 14.
  • this solid-state imaging device 10 by providing the translucent plate 12, it is possible to suppress crosstalk that may have occurred under the microlens array 11.
  • incident light G from outside the viewing angle of the microlens of the pixel may be reflected by the wall surface of the light shielding wall 14 and enter the PD layer 16 of the pixel. In this case, a ghost image is generated.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a conventional solid-state imaging device in which the distance between pixels is increased in order to prevent the occurrence of the ghost image.
  • the present technology has been made in view of such a situation, and can suppress generation of a ghost image without reducing area efficiency as a solid-state imaging device.
  • a solid-state imaging device includes a microlens that collects incident light, a photoelectric conversion unit that generates charges according to the collected incident light, the microlens, and the photoelectric conversion.
  • a light-transmitting portion formed between the light-transmitting portions, and a light-transmitting plate including a light-shielding wall provided between the pixels. Between the light-shielding wall and the light-transmitting portion, two or more layers are provided. An antireflection film made of the above film is formed.
  • the antireflection film can suppress reflection of incident light having a specific wavelength.
  • the light shielding wall of the translucent plate can be made of Si.
  • the antireflection film may be composed of a TiO 2 film and an SiO 2 film in order from the light shielding wall side.
  • the antireflection film may be composed of an HfO 2 film, an SiO 2 film, an Si film, and an HfO 2 film in order from the light shielding wall side.
  • the antireflection film can be formed by employing an ALD method or a thermal CVD method.
  • the solid-state imaging device may further include a transparent insulating layer between the light transmissive plate and the photoelectric conversion unit, and the radius of the light transmissive portion of the light transmissive plate may be X,
  • the radius of the microlens is Y, the radius of the photoelectric conversion unit for one pixel is Z, the distance from the lower end of the microlens to the photoelectric conversion unit is A, the thickness of the translucent plate is B, and the transparent insulating layer
  • tan ⁇ 1 (X + Y) /
  • the incident light having the specific wavelength is near infrared light having a center wavelength of 900 nm, and the solid-state imaging device can be used for a vein authentication device.
  • the electronic device is an electronic device in which a solid-state imaging element is mounted.
  • the solid-state imaging element is configured to respond to a microlens that collects incident light and the collected incident light.
  • a photoelectric conversion unit that generates electric charge, and a translucent plate that is formed between the microlens and the photoelectric conversion unit and includes a translucent unit provided for each pixel and a light-shielding wall provided between the pixels,
  • An antireflection film composed of two or more layers is formed between the light shielding wall and the light transmitting portion.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present technology.
  • FIG. 4 shows a plan view of the components of the solid-state imaging device.
  • the solid-state imaging device 30 includes a cover glass 31, a microlens array 32, a front light shield 33, a translucent plate 34, a transparent insulating layer 38, and a PD layer 39 in order from the light incident side.
  • microlenses are formed at positions in each pixel.
  • the front light shield 33 shields a region other than the microlens of each pixel, and is formed to prevent incident light from passing through the region into the substrate. Yes.
  • the light-transmitting plate 34 is adjacent to the light-transmitting portion 35 that transmits incident light collected by the microlens array 32 for each pixel and the light incident on the light-transmitting portion 35 as shown in FIG. 4C.
  • the light shielding wall 36 prevents the light from entering the pixel.
  • the wall surface of the light shielding wall 36 is made of an antireflection structure in which two or more predetermined materials are laminated in order to prevent incident light from outside the viewing angle of the microlens of the pixel from being reflected by the wall surface.
  • a film 37 is formed.
  • the antireflection film 37 is composed of two layers of an antireflection film first layer 371 and an antireflection film second layer 372 in order from the side closer to the light shielding wall 36.
  • the material of the first antireflection film 371 can be TiO 2 and the material of the second antireflection film 372 can be SiO 2 .
  • HfO 2 , SiO 2 , Si, and HfO 2 can be adopted in order from the side closer to the light shielding wall 36.
  • incident light collected by the microlens array 32 is received by the PD layer 39 via the light transmitting portion 35 of the light transmitting plate 34.
  • the incident light from outside the field of view of the microlens for each pixel hits the wall surface (light-shielding wall 36) inside the translucent plate 34, but the antireflection film first layer 371 and the antireflection film second layer. Reflection is suppressed by 372 and arrival at the PD layer 39 is suppressed. Therefore, generation of a ghost image can be suppressed.
  • the film thickness of the antireflection film 37 formed on the wall surface of the light shielding wall 36 is determined according to the incident angle of light from outside the field of view of the microlens and the wavelength of light to be suppressed.
  • FIG. 5 shows the relationship between the size of each part of the solid-state image sensor 30 and the incident angle of light from outside the field of view of the microlens.
  • the radius (through-hole opening radius) of the translucent portion 35 of the translucent plate 34 is X
  • the radius of the microlens is Y
  • the PD effective area radius for one pixel is Z
  • the lower end of the microlens The distance to the PD layer 39 (imaging distance) is A
  • the thickness of the light transmitting plate 34 (reflection area length) is B
  • the thickness of the transparent insulating layer 38 (non-reflection area length) is C.
  • the film thickness of the antireflection film 37 may be in the range of 8.5 ° to 15 ° as the incident angle of light from outside the field of view of the microlens.
  • the wavelength of incident light in general, in the case of visible light, a range of about 380 nm to 830 nm may be considered.
  • the wavelength may be taken into consideration.
  • the solid-state imaging device 30 is used for a vein authentication device that uses light in the near-infrared region (center wavelength: 900 nm).
  • FIG. 6 shows the relationship between the wavelength of the incident light and the reflectance at the wall surface of the light shielding wall 36 for each number of laminated antireflection films 27.
  • a curve L1 is a case where the antireflection film 27 is not formed.
  • a curve L2 is a case where the antireflection film 27 is formed of a single layer material (TiO 2 (121.55 nm)).
  • a curve L3 is a case where the antireflection film 27 is formed of two layers of materials (in order from the light shielding wall 36 side: SiO 2 (114.99 nm), TiO 2 (39.62 nm)).
  • the curve L4 is formed of a material in which the antireflection film 27 has four layers (in order from the light shielding wall 36 side, HfO 2 (53.71 nm), Si (24.20 nm), SiO 2 (204.27 nm), HfO 2 (45.20 nm)). This is the case.
  • the reflectances of the curves L3 and L4 are particularly low. That is, it can be seen that when the antireflection film 27 is formed of two or more layers, the reflection of light on the wall surface of the light shielding wall 36 can be sufficiently suppressed for incident light having a wavelength of about 900 nm.
  • FIG. 7 shows the relationship between the incident angle of incident light having a wavelength of 900 nm and the reflectance at the wall surface of the light shielding wall 36 for each number of laminated antireflection films 27.
  • a curve L11 is a case where the antireflection film 27 is not formed.
  • a curve L12 is a case where the antireflection film 27 is formed of a single layer material (TiO 2 (121.55 nm)).
  • a curve L13 is a case where the antireflection film 27 is formed of two layers of materials (in order from the light shielding wall 36 side: SiO 2 (114.99 nm), TiO 2 (39.62 nm)).
  • a curve L14 is formed of a material in which the antireflection film 27 has four layers (in order from the light shielding wall 36 side, HfO 2 (53.71 nm), Si (24.20 nm), SiO 2 (204.27 nm), HfO 2 (45.20 nm)). This is the case.
  • FIG. 8 shows a method of manufacturing the translucent plate 34 constituting the element 30.
  • a light shielding wall 36 is formed by making a through hole in a substrate of a light shielding material such as Si.
  • a light shielding material such as Si.
  • an antireflection film first layer 371 is formed on the surface of the light shielding wall 36, and an antireflection film second layer 372 is formed on the antireflection film first layer 371.
  • an ALD method or a thermal CVD method may be employed depending on the material.
  • the ALD method is adopted.
  • Si or SiO 2 is used as the material, the ALD method is adopted.
  • the ALD method and the thermal CVD method are excellent in step coverage and can form a thin film with good controllability on the side wall surface and can form a uniform antireflection film 37 as compared with a general coating method or vapor deposition method. it can. As a result, it is possible to obtain an imaging performance that stably suppresses a ghost image.
  • the translucent plate 34 is formed by polishing the high-pressure glass protruding above and below the through hole.
  • the light shielding plate 33 and the microlens array 32 are formed on one surface of the translucent plate 34 formed as described above, and the PD layer 39 is laminated on the other surface via the transparent insulating layer 38. As a result, the solid-state imaging device 30 is formed.
  • the translucent plate 34 includes an antireflection film 37 having two or more layers, so that light of a specific wavelength is reflected on the side wall of the translucent plate 34. Deterred.
  • the antireflection film 37 can be thinly and uniformly haired, so that stable antireflection performance can be obtained. . Therefore, even if the interval between pixels is narrowed, the generation of a ghost image is suppressed, so that the area efficiency of the solid-state imaging device 30 can be increased.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a usage example in which the above-described solid-state imaging device is used.
  • the solid-state imaging device described above can be used in various cases for sensing light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-ray as follows.
  • Devices for taking images for viewing such as digital cameras and mobile devices with camera functions
  • Devices used for traffic such as in-vehicle sensors that capture the back, surroundings, and interiors of vehicles, surveillance cameras that monitor traveling vehicles and roads, and ranging sensors that measure distances between vehicles, etc.
  • Equipment used for home appliances such as TVs, refrigerators, air conditioners, etc. to take pictures and operate the equipment according to the gestures ⁇ Endoscopes, equipment that performs blood vessel photography by receiving infrared light, etc.
  • Equipment used for medical and health care ⁇ Security equipment such as security surveillance cameras and personal authentication cameras ⁇ Skin measuring instrument for photographing skin and scalp photography Such as a microscope to do beauty Equipment used for sports such as action cameras and wearable cameras for sports applications etc.
  • Equipment used for agriculture such as cameras for monitoring the condition of fields and crops
  • the present technology can also have the following configurations.
  • the solid-state imaging device according to any one of (1) to (3), wherein the antireflection film includes a TiO 2 film and a SiO 2 film in order from the light shielding wall side.
  • the antireflection film is formed of an HfO 2 film, an SiO 2 film, an Si film, and an HfO 2 film in this order from the light shielding wall side.
  • the radius of the translucent part of the translucent plate is X
  • the radius of the microlens is Y
  • the radius of the photoelectric conversion part for one pixel is Z
  • the distance from the microlens lower end to the photoelectric conversion part is A
  • the thickness of the translucent plate is B
  • the thickness of the transparent insulating layer is C
  • the maximum incident angle of light from outside the field of view of the microlens that can be reflected by the light shielding wall is ⁇ 1
  • incident light that is reflected by the light shielding wall of incident light can enter the end of the effective radius of the photoelectric conversion unit.
  • the solid-state imaging device is A microlens that collects incident light; A photoelectric conversion unit that generates a charge according to the collected incident light; A translucent plate formed between the microlens and the photoelectric conversion unit, and formed of a translucent unit provided for each pixel and a light shielding wall provided between the pixels; An electronic device in which an antireflection film composed of two or more layers is formed between the light shielding wall and the light transmitting portion.

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Abstract

本技術は、固体撮像素子としての面積効率を低下させることなく、ゴースト像の発生を抑止することができるようにする固体撮像素子、および電子装置に関する。 本技術の一側面である固体撮像素子は、入射光を集光するマイクロレンズと、集光された前記入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に形成され、画素毎に設けられた透光部および画素間に設けられた遮光壁から成る透光板とを備え、前記遮光壁と前記透光部の間には、２層以上の膜から成る反射防止膜が形成されている。本技術は、例えば、静脈認証装置に適用できる。

Description

固体撮像素子、および電子装置
　本技術は、固体撮像素子、および電子装置に関し、特に、隣接する画素に受光されるべき入射光の反射光を受光することによって生じるゴースト像の発生を抑止できるようにした固体撮像素子、および電子装置に関する。
　従来、固体撮像素子に生じ得る問題として、マイクロレンズによって集光された入射光が隣の画素のＰＤ（フォトダイオード）に検知されてしまうクロストークが知られている。そして、このクロストークを防止するための構造として、マイクロレンズとＰＤとの間に透光板を設ける構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　図１は、マイクロレンズとＰＤとの間に透光板が設けられた従来の固体撮像素子の構成の一例を示す断面図である。
　この固体撮像素子１０は、光の入射側から順に、マイクロレンズアレイ１１、透光板１２、透明絶縁層１５、およびＰＤ層１６が形成されている。透光板１２は、画素毎にマイクロレンズアレイ１１によって集光された入射光を透過させる透光部１３と、透光部１３に入射した光が隣接する画素に進入することを防止する遮光壁１４から構成される。
　この固体撮像素子１０によれば、透光板１２を設けたことにより、マイクロレンズアレイ１１下方において生じ得ていたクロストークを抑止することができる。
　ただし、透光板１２を設けたことにより、該画素のマイクロレンズの視野角外からの入射光Ｇが遮光壁１４の壁面で反射して該画素のＰＤ層１６に入射することがあり、この場合、ゴースト像が生じてしまうことになる。該ゴースト像の発生を防ぐためには画素間の距離を広げる方法がある。
　図２は、該ゴースト像の発生を防ぐために、画素間の距離を広げた従来の固体撮像素子の構成の一例を示す断面図である。
特開２００５－７２６６２号公報
　図２に示された固体撮像素子２０によれば、固体撮像素子１０に比較してゴースト像の発生を抑止することができる。ただし、画素間の距離を広げた場合、固体撮像素子としての面積効率が低くなり、その結果として、所望の性能や機能（解像度、画素数等）を得るためには固体撮像素子全体の面積を拡げる必要があり、コストアップの要因となってしまう。
　本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子としての面積効率を低下させることなく、ゴースト像の発生を抑止できるようにするものである。
　本技術の第１の側面である固体撮像素子は、入射光を集光するマイクロレンズと、集光された前記入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に形成され、画素毎に設けられた透光部および画素間に設けられた遮光壁から成る透光板とを備え、前記遮光壁と前記透光部の間には、２層以上の膜から成る反射防止膜が形成されている。
　前記反射防止膜は、特定の波長の入射光の反射を抑止するようにすることができる。
　前記透光板の前記遮光壁は、Ｓｉから成るようにすることができる。
　前記反射防止膜は、前記遮光壁側から順にＴｉＯ2の膜と、ＳｉＯ2の膜から成るようにすることができる。
　前記反射防止膜は、前記遮光壁側から順にＨｆＯ2の膜と、ＳｉＯ2の膜と、Ｓｉの膜と、ＨｆＯ2の膜から成るようにすることができる。
　前記反射防止膜は、ALD法または熱CVD法を採用して形成することができる。
　本技術の第１の側面である固体撮像素子は、前記透光板と前記光電変換部の間に透明絶縁層をさらに備えることができ、前記透光板の前記透光部の半径をＸ、前記マイクロレンズの半径をＹ、１画素分の前記光電変換部の半径をＺ、前記マイクロレンズ下端から前記光電変換部までの距離をＡ、前記透光板の厚さをＢ、前記透明絶縁層の厚さをＣとし、前記遮光壁で反射し得る前記マイクロレンズの視野外からの光の入射角の最大値をθ１、入射光の前記遮光壁での反射光が前記光電変換部の有効半径の端に入射し得る入射角（＝反射角）の最小値をθ２とした場合、次式の関係が成立し、tanθ１＞tanθ２であるようにすることができる。
　tanθ１＝（Ｘ＋Ｙ）／Ｂ
　tanθ２＝（Ｘ－Ｚ）／（Ａ－Ｂ）
　前記特定の波長の入射光は、中心波長９００ｎｍの近赤外線光であり、前記固体撮像素子は、静脈認証装置に用いられるようにすることができる。
　本技術の第２の側面である電子装置は、固体撮像素子が搭載された電子装置において、前記固体撮像素子は、入射光を集光するマイクロレンズと、集光された前記入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に形成され、画素毎に設けられた透光部および画素間に設けられた遮光壁から成る透光板とを備え、前記遮光壁と前記透光部の間には、２層以上の膜から成る反射防止膜が形成されている。
　本技術の第１および第２の側面によれば、入射光の透光板の遮光壁面での反射が抑止されるので、ゴースト像の発生を抑止できる。
マイクロレンズとＰＤとの間に透光板が設けられた従来の固体撮像素子の構成の一例を示す断面図である。 画素間の距離を広げた従来の固体撮像素子の構成の一例を示す断面図である。 本技術を適用した固体撮像素子の構成例を示す断面図である。 図３の固体撮像素子の構成要素の平面図である。 固体撮像素子の各部のサイズと光の入射角の関係を示す図である。 入射光の波長と反射率の関係を示す図である。 入射光の入射角と反射率の関係を示す図である。 固体撮像素子の透光板の製造方法を説明するための図である。 本技術を適用した電子装置の使用例を示す図である。
　以下、本技術を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について、図面を参照しながら詳細に説明する。
　＜本技術の実施の形態である固体撮像素子の構成例＞
　図３は、本技術の実施の形態である固体撮像素子の構成例を示す断面図である。図４は、該固体撮像素子の構成要素の平面図を示している。
　この固体撮像素子３０は、光の入射側から順に、カバーガラス３１、マイクロレンズアレイ３２、前方遮光体３３、透光版３４、透明絶縁層３８、およびＰＤ層３９が形成されている。
　マイクロレンズアレイ３２は、図４のＡに示されるように、各画素に位置に円形のマイクロレンズが形成されている。
　前方遮光体３３は、図４のＢに示されるように、各画素のマイクロレンズ以外の領域を遮光しており、該領域から入射光が基板内に透過することを防止するために形成されている。
　透光板３４は、画素毎にマイクロレンズアレイ３２によって集光された入射光を透過させる透光部３５と、図４のＣに示されるように、透光部３５に入射した光が隣接する画素に進入することを防止する遮光壁３６から構成される。
　さらに、遮光壁３６の壁面には、該画素のマイクロレンズの視野角外からの入射光が該壁面にて反射することを抑止するために、所定の材料が２層以上積層されて成る反射防止膜３７が形成されている。
　図３の場合、反射防止膜３７は、遮光壁３６に近い方から順に反射防止膜第１層３７１と反射防止膜第２層３７２の２層から成る。例えば、反射防止膜第１層３７１の材料はＴｉＯ2とし、反射防止膜第２層３７２の材料はＳｉＯ2とすることできる。
　また例えば、反射防止膜３７を４層から形成する場合、材料として、遮光壁３６に近い方から順に、ＨｆＯ2，ＳｉＯ2，Ｓｉ，ＨｆＯ2を採用することができる。
　固体撮像素子３０においては、マイクロレンズアレイ３２によって集光された入射光が透光板３４の透光部３５を介してＰＤ層３９に受光される。なお、画素毎のマイクロレンズの視野外からの入射光は、透光板３４の内部においてその壁面（遮光壁３６）に当たることになるが、反射防止膜第１層３７１および反射防止膜第２層３７２によって反射が抑止され、ＰＤ層３９への到達が抑止される。よって、ゴースト像の発生を抑止することができる。
　＜反射防止膜３７の膜厚について＞
　ここで、遮光壁３６の壁面に形成される反射防止膜３７について説明する。
　遮光壁３６の壁面に形成される反射防止膜３７の膜厚は、マイクロレンズの視野外からの光の入射角と、抑制したい光の波長に応じて決定される。
　図５は、固体撮像素子３０の各部のサイズと、マイクロレンズの視野外からの光の入射角の関係を示している。
　図５に示されるように、透光板３４の透光部３５の半径（貫通穴開口半径）をＸ、マイクロレンズの半径をＹ、１画素分のＰＤ有効領域半径をＺ、マイクロレンズ下端からＰＤ層３９までの距離（結像距離）をＡ、透光板３４の厚さ（反射領域長）をＢ、透明絶縁層３８の厚さ（非反射領域長）をＣとする。また、遮光壁３６で反射し得るマイクロレンズの視野外からの光の入射角の最大値をθ１、入射光の遮光壁３６での反射光がＰＤ有効半径の端に入射し得る入射角（＝反射角）の最小値をθ２とした場合、次式（１）の関係が成立し、tanθ１＞tanθ２となるときに本技術が有効となる。
　tanθ１＝（Ｘ＋Ｙ）／Ｂ
　tanθ２＝（Ｘ－Ｚ）／（Ａ－Ｂ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　例えば、Ｘ＝５５μｍ，Ｙ＝５０μｍ，Ｚ＝４０μｍ，Ａ＝５００μｍ，Ｂ＝４００μｍ，Ｃ＝１００μｍである場合、入射角の最大値θ１は１５°、入射角（=反射角）の最小値θ２は８．５°となる。これは、入射角が１５°以上の場合と、入射角が８．５°以下の場合には、入射光が遮光壁３６の壁面で反射してもＰＤ有効半径に到達しなかったり、複次反射により減衰したりすることを意味する。
　したがって、反射防止膜３７の膜厚は、マイクロレンズの視野外からの光の入射角として８．５°から１５°の範囲を考慮すればよい。
　入射光の波長については、通常、可視光であれば、３８０ｎｍから８３０ｎｍ程度の範囲を考慮すればよい。また、固体撮像素子３０を特定の波長の光を検出する用途、例えば近赤外領域（中心波長９００ｎｍ）の光を利用する静脈認証装置等に用いる場合には、その波長を考慮すればよい。以下、固体撮像素子３０を近赤外領域（中心波長９００ｎｍ）の光を利用する静脈認証装置等に用いるものとする。
　＜入射光の波長と遮光壁３６の壁面における反射率の関係＞
　次に、図６は、入射光の波長と遮光壁３６の壁面における反射率の関係を反射防止膜２７の積層数毎に示している。
　同図の横軸は入射光の波長を示し、縦軸は反射率を示している。曲線Ｌ１は、反射防止膜２７が形成されていない場合である。曲線Ｌ２は、反射防止膜２７が単層の材料（ＴｉＯ2（121.55ｎｍ））により形成されている場合である。曲線Ｌ３は、反射防止膜２７が２層の材料（遮光壁３６側から順に、ＳｉＯ2（114.99ｎｍ）、ＴｉＯ2（39.62ｎｍ））により形成されている場合である。曲線Ｌ４は、反射防止膜２７が４層の材料（遮光壁３６側から順に、ＨｆＯ2（53.71ｎｍ）、Ｓｉ（24.20ｎｍ）、ＳｉＯ2（204.27ｎｍ）、ＨｆＯ2（45.20ｎｍ））により形成されている場合である。
　同図の横軸、波長９００ｎｍ付近に着目した場合、特に、曲線Ｌ３およびＬ４の反射率が低いことが分かる。すなわち、反射防止膜２７を２層以上で形成した場合、波長９００ｎｍ付近の入射光については、遮光壁３６の壁面における反射を十分に抑止できることが分かる。
　図７は、波長９００ｎｍの入射光の入射角と遮光壁３６の壁面における反射率の関係を反射防止膜２７の積層数毎に示している。
　同図の横軸は入射光の入射角を示し、縦軸は反射率を示している。曲線Ｌ１１は、反射防止膜２７が形成されていない場合である。曲線Ｌ１２は、反射防止膜２７が単層の材料（ＴｉＯ2（121.55ｎｍ））により形成されている場合である。曲線Ｌ１３は、反射防止膜２７が２層の材料（遮光壁３６側から順に、ＳｉＯ2（114.99ｎｍ）、ＴｉＯ2（39.62ｎｍ））により形成されている場合である。曲線Ｌ１４は、反射防止膜２７が４層の材料（遮光壁３６側から順に、ＨｆＯ2（53.71ｎｍ）、Ｓｉ（24.20ｎｍ）、ＳｉＯ2（204.27ｎｍ）、ＨｆＯ2（45.20ｎｍ））により形成されている場合である。
　同図の横軸、入射角１５°付近に着目した場合、特に、曲線Ｌ１３およびＬ１４の反射率が低いことが分かる。すなわち、反射防止膜２７を２層以上で形成した場合、入射角１５°の入射光については、遮光壁３６の壁面における反射を十分に抑止できることが分かる。
　＜製造方法＞
　次に、図８は、素子３０を構成する透光版３４の製造方法を示している。
　始めに、同図Ａに示されるように、Ｓｉ等の遮光性材料の基板に貫通穴を開けることによって遮光壁３６を形成する。次に、同図Ｂに示されるように、遮光壁３６の表面に反射防止膜第１層３７１を形成し、反射防止膜第１層３７１の上に反射防止膜第２層３７２を形成する。
　反射防止膜第１層３７１および反射防止膜第２層３７２の形成には、その材料に応じてALD法または熱CVD法を採用すればよい。例えば、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＨｆＯ2を材料とする場合にはALD法を採用する。また例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ2を材料とする場合にはALD法を採用する。
　ALD法および熱CVD法は、一般的な塗布法や蒸着法に比較して、段差被覆性に優れ側壁面に制御性良く薄膜形成が可能であって均一な反射防止膜３７を形成することができる。この結果として、安定してゴースト像を抑制した撮像性能を得ることができる。
　次に、同図Ｃに示されるように、反射防止膜第１層３７１および反射防止膜第２層３７２が形成された貫通穴に、透光部３５となる高圧ガラスを封入する、この後、同図Ｄに示されるように、貫通穴の上下にはみ出した高圧ガラスを研磨することにより、透光板３４を形成する。
　以上にようにして形成された透光板３４の一方の面には、前方遮光体３３およびマイクロレンズアレイ３２が形成され、他方の面には、透明絶縁層３８を介してＰＤ層３９が積層されて、固体撮像素子３０が形成される。
　＜まとめ＞
　本実施の形態である固体撮像素子３０は、透光板３４が２層以上から成る反射防止膜３７を有することにより、特定の波長の光に対して、透光板３４の側壁での反射が抑止される。また、２層以上から成る反射防止膜３７の形成にALD法または熱CVD法を採用することにより、反射防止膜３７を薄くかつ均一に毛精できるので、安定した反射防止性能を得ることができる。したがって、画素間の間隔を狭めてもゴースト像の発生が抑制されるので固体撮像素子３０の面積効率を上げることができる。
　＜固体撮像素子の使用例＞
　図９は、上述の固体撮像素子を使用する使用例を示す図である。
　上述した固体撮像素子は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
　・デジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
　・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
　・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
　・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
　・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
　・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
　・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
　・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
　なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　入射光を集光するマイクロレンズと、
　集光された前記入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、
　前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に形成され、画素毎に設けられた透光部および画素間に設けられた遮光壁から成る透光板と
　を備え、
　前記遮光壁と前記透光部の間には、２層以上の膜から成る反射防止膜が形成されている
　固体撮像素子。
（２）
　前記反射防止膜は、特定の波長の入射光の反射を抑止する
　前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
　前記透光板の前記遮光壁は、Ｓｉから成る
　前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
　前記反射防止膜は、前記遮光壁側から順にＴｉＯ2の膜と、ＳｉＯ2の膜から成る
　前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
　前記反射防止膜は、前記遮光壁側から順にＨｆＯ2の膜と、ＳｉＯ2の膜と、Ｓｉの膜と、ＨｆＯ2の膜から成る
　前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）
　前記反射防止膜は、ALD法または熱CVD法を採用して形成される
　前記（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
　前記透光板と前記光電変換部の間に透明絶縁層をさらに備え、
　前記透光板の前記透光部の半径をＸ、前記マイクロレンズの半径をＹ、１画素分の前記光電変換部の半径をＺ、前記マイクロレンズ下端から前記光電変換部までの距離をＡ、前記透光板の厚さをＢ、前記透明絶縁層の厚さをＣとし、
　前記遮光壁で反射し得る前記マイクロレンズの視野外からの光の入射角の最大値をθ１、入射光の前記遮光壁での反射光が前記光電変換部の有効半径の端に入射し得る入射角（＝反射角）の最小値をθ２とした場合、次式の関係が成立し、tanθ１＞tanθ２である
　tanθ１＝（Ｘ＋Ｙ）／Ｂ
　tanθ２＝（Ｘ－Ｚ）／（Ａ－Ｂ）
　前記（１）から（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）
　前記特定の波長の入射光は、中心波長９００ｎｍの近赤外線光であり、
　前記固体撮像素子は、静脈認証装置に用いられる
　前記（２）から（７）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（９）
　固体撮像素子が搭載された電子装置において、
　前記固体撮像素子は、
　　入射光を集光するマイクロレンズと、
　　集光された前記入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、
　　前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に形成され、画素毎に設けられた透光部および画素間に設けられた遮光壁から成る透光板とを備え、
　前記遮光壁と前記透光部の間には、２層以上の膜から成る反射防止膜が形成されている
　電子装置。
　３０　固体撮像素子，　３１　カバーガラス，　３２　マイクロレンズアレイ，　３３　前方遮光体，　３４　透光板，　３５　透光部，　３６　遮光壁，　３７　反射防止膜，　３７１　反射防止膜第１層，　３７２　反射防止膜第２

Claims (9)

  1. 　入射光を集光するマイクロレンズと、
    　集光された前記入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、
    　前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に形成され、画素毎に設けられた透光部および画素間に設けられた遮光壁から成る透光板と
    　を備え、
    　前記遮光壁と前記透光部の間には、２層以上の膜から成る反射防止膜が形成されている
    　固体撮像素子。
  2. 　前記反射防止膜は、特定の波長の入射光の反射を抑止する
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  3. 　前記透光板の前記遮光壁は、Ｓｉから成る
    　請求項２に記載の固体撮像素子。
  4. 　前記反射防止膜は、前記遮光壁側から順にＴｉＯ2の膜と、ＳｉＯ2の膜から成る
    　請求項２に記載の固体撮像素子。
  5. 　前記反射防止膜は、前記遮光壁側から順にＨｆＯ2の膜と、ＳｉＯ2の膜と、Ｓｉの膜と、ＨｆＯ2の膜から成る
    　請求項２に記載の固体撮像素子。
  6. 　前記反射防止膜は、ALD法または熱CVD法を採用して形成される
    　請求項２に記載の固体撮像素子。
  7. 　前記透光板と前記光電変換部の間に透明絶縁層をさらに備え、
    　前記透光板の前記透光部の半径をＸ、前記マイクロレンズの半径をＹ、１画素分の前記光電変換部の半径をＺ、前記マイクロレンズ下端から前記光電変換部までの距離をＡ、前記透光板の厚さをＢ、前記透明絶縁層の厚さをＣとし、
    　前記遮光壁で反射し得る前記マイクロレンズの視野外からの光の入射角の最大値をθ１、入射光の前記遮光壁での反射光が前記光電変換部の有効半径の端に入射し得る入射角（＝反射角）の最小値をθ２とした場合、次式の関係が成立し、tanθ１＞tanθ２である
    　tanθ１＝（Ｘ＋Ｙ）／Ｂ
    　tanθ２＝（Ｘ－Ｚ）／（Ａ－Ｂ）
    　請求項２に記載の固体撮像素子。
  8. 　前記特定の波長の入射光は、中心波長９００ｎｍの近赤外線光であり、
    　前記固体撮像素子は、静脈認証装置に用いられる
    　請求項２に記載の固体撮像素子。
  9. 　固体撮像素子が搭載された電子装置において、
    　前記固体撮像素子は、
    　　入射光を集光するマイクロレンズと、
    　　集光された前記入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、
    　　前記マイクロレンズと前記光電変換部の間に形成され、画素毎に設けられた透光部および画素間に設けられた遮光壁から成る透光板と
    　　を備え、
    　前記遮光壁と前記透光部の間には、２層以上の膜から成る反射防止膜が形成されている
    　電子装置。
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