(57)【要約】【課題】裏面照射型の固体撮像装置において、混色の発生を抑制する。【解決手段】半導体基板内の第１の面側に形成された複数の光電変換部３と、半導体基板の前記第１の面とは反対の第２の面側に、複数の光電変換部３のそれぞれに対応して形成された複数の読み出し回路と、半導体基板の第２の面上に形成された、複数の読み出し回路を用いて複数の光電変換部の電気信号を外部に出力するための積層配線７と、半導体基板内に形成された、各光電変換部の周囲の少なくとも一部を囲む遮光部８とを備える。【選択図】図２
2010258157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板内の第１の面側に形成された複数の光電変換部と、
前記半導体基板の前記第１の面とは反対の第２の面側に、前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して形成された複数の読み出し回路と、
前記半導体基板の第２の面上に形成された、前記複数の読み出し回路を用いて前記複数の光電変換部の電気信号を外部に出力するための積層配線と、
前記半導体基板内に形成された、各光電変換部の周囲の少なくとも一部を囲む遮光部と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記半導体基板の第２の面側に形成された、各読み出し回路の周囲を囲む素子分離領域をさらに備え、
前記遮光部は、前記半導体基板の厚み方向に、前記第１の面から前記素子分離領域に接触するまで延在している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】
前記第１の面上に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して形成された複数のカラーフィルタと、
前記複数のカラーフィルタの上に形成された透明膜と、
前記透明膜の上に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して形成された複数のマイクロレンズと
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記遮光部は金属から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記遮光部は遮光性のある樹脂から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記遮光部の断面形状は、前記第１の面から遠ざかるほど幅が狭くなるようなテーパー形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１の面上に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して形成された複数のカラーフィルタと、
前記第１の面上に形成され、各カラーフィルタの周囲を囲む遮光性グリッドと
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記遮光性グリッドの幅は前記遮光部の幅とほぼ等しいことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記複数のカラーフィルタの上に形成された透明膜と、
前記透明膜の上に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して形成された複数のマイクロレンズと
をさらに備えることを特徴とする請求項７または８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記遮光部は金属から成ることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記遮光部は遮光性のある樹脂から成ることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記遮光部の断面形状は、前記第１の面から遠ざかるほど幅が狭くなるようなテーパー形状であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記第１の面上に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して形成された複数のカラーフィルタをさらに備え、
前記遮光部は、前記カラーフィルタの上面とほぼ等しい高さまで前記第１の面から突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記複数のカラーフィルタの上に形成された透明膜と、
前記透明膜の上に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して形成された複数のマイクロレンズと
をさらに備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記遮光部は金属から成ることを特徴とする請求項１３または１４に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
前記遮光部は遮光性のある樹脂から成ることを特徴とする請求項１３または１４に記載の固体撮像装置。
【請求項１７】
前記遮光部の断面形状は、前記第１の面から遠ざかるほど幅が狭くなるようなテーパー形状であることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１８】
半導体基板内の第１の面側に複数の光電変換部を、前記半導体基板の前記第１の面とは反対の第２の面側に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応する複数の読み出し回路を、前記第２の面上に前記複数の読み出し回路を用いて前記複数の光電変換部の電気信号を外部に出力するための積層配線を形成する第１の工程と、
前記半導体基板の第１の面から、各光電変換部の周囲の少なくとも一部を囲むように溝部を形成する第２の工程と、
前記溝部を遮光性の材料で埋める第３の工程と、
前記第１の面上に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して複数のカラーフィルタを形成する第４の工程と、
前記複数のカラーフィルタの上に透明膜を形成する第５の工程と、
前記透明膜の上に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して複数のマイクロレンズを形成する第６の工程と
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１９】
前記第１の工程は、
前記半導体基板の前記第２の面から不純物を注入して複数の光電変換部を形成し、
前記第２の面側に前記複数の光電変換部のそれぞれに対応する複数の読み出し回路を形成し、
前記第２の面上に前記複数の読み出し回路を用いて前記複数の光電変換部の電気信号を外部に出力するための積層配線を形成し、
前記複数の光電変換部が表面近くに位置するように、前記半導体基板を前記第２の面の反対側から研磨すること
を特徴とする請求項１８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２０】
前記第１の工程において、前記第２の面側に、各読み出し回路の周囲を囲む素子分離領域をさらに形成し、
前記第２の工程において、前記溝部を前記素子分離領域に達するように形成することを特徴とする請求項１８または１９に記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の裏面に光電変換部の受光面を配置した裏面照射型の固体撮像装置に関し、特にＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor)プロセスを用いて製造するＭＯＳ型イメージセンサに有効な固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサやＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像装置では、さらなる画素数増大の要求に応えるため、画素面積が縮小していく傾向にある。それに伴い、基板の表面側から光が入射される表面照射型の固体撮像装置では、基板表面側に形成された電極や配線によって光が遮られることとなり、基板内部の光電変換部（以下、「フォトダイオード」ということもある）に十分に集光させることが困難となりつつある。これを解決するため、基板の裏面側から光が入射される裏面照射型の固体撮像装置が提案されている（例えば非特許文献１、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は、従来の裏面照射型の固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の一般的な構造例を示す断面図である。半導体基板１２１内に素子分離領域１２２およびフォトダイオード１２３が形成されている。半導体基板１２１の第２の面（表面）１１６側に、フォトダイオード１２３から電気信号を読み出す複数のＭＯＳトランジスタ（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、アドレストランジスタ等）が形成されている。これらのＭＯＳトランジスタは、ソース・ドレイン領域１２４およびゲート電極１２５，１２６等により構成されている。複数のＭＯＳトランジスタの上には、配線層１３１が形成されている。また、半導体基板１２１の第１の面（裏面）１１７上には、保護用絶縁膜１３５、カラーフィルタ１３６、マイクロレンズ１３７が形成されている。また、裏面照射型の固体撮像装置は薄膜化された半導体基板１２１と配線層１３１とだけでは強度が不十分なため、支持基板１３３に固着されている。
【０００４】
裏面照射型の固体撮像装置では、光が入射される第１の面（裏面）１１７側にＭＯＳトランジスタの電極や配線層が形成されていないので、画素の開口率を大きくすることができる。また、フォトダイオード１２３からカラーフィルタ１３６までの厚み方向の距離が短く、これらの途中に入射光を遮る配線層もない為、高い集光率を得ることができる。これらにより、表面照射型固体撮像装置に比較して、集光特性の良い、高い感度の固体撮像装置を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２８３９２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】T.Joy.,et al, ”Development of a Production - Ready, Back - Illuminated CMOS Image Sensor with Small Pixels” ,  IEDM2007 , pp1007 - 1010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このような裏面照射型の固体撮像装置では、基板に対して斜めに入射された光が、一つの画素の光電変換部１２３内で完全には吸収されず、隣接画素の光電変換部１２３に漏れ出す場合がある。この場合、隣接画素では漏れ込んできた光により電荷が発生して、いわゆる混色という色解像度の低下をもたらすという課題がある。
そこで、本発明は、裏面照射型の固体撮像装置において、混色の発生を抑制することができる技術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】
【０００８】
本発明に係る固体撮像装置は、半導体基板内の第１の面側に形成された複数の光電変換部と、前記半導体基板の前記第１の面とは反対の第２の面側に、前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して形成された複数の読み出し回路と、前記半導体基板の第２の面上に形成された、前記複数の読み出し回路を用いて前記複数の光電変換部の電気信号を外部に出力するための積層配線と、前記半導体基板内に形成された、各光電変換部の周囲の少なくとも一部を囲む遮光部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、光電変換部の受光面を半導体基板の第１の面（裏面）側に配置した裏面照射型の固体撮像装置において、各光電変換部の周囲の少なくとも一部を囲む遮光部を設けることによって、一つの画素の光電変換部に斜めに入射された光が隣接画素の光電変換部に漏れ出すことを抑制できるため、いわゆる混色という課題を解決することができる。これは、本来、裏面照射型の固体撮像装置が有する、光線の入射角が大きくなっても、表面照射型の固体撮像装置に比較して感度低下が小さいという利点を最大限に引き出すことができるという点で、大きな効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の画素の平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の画素の断面図であり、図１の平面図のＡ−Ａ’断面を示している。
【図３】遮光部の構造を例示する断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の画素の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の画素の断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】従来の裏面照射型の固体撮像装置の一般的な構造例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
（構成の説明）
本発明の第１実施形態に係る裏面照射型の固体撮像装置の構成について、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の画素の平面図であり、半導体基板の第２の面（表面）側から観察したものである。５０は単位画素の領域を示す。半導体基板内には、フォトダイオード３、ＦＤ（フローティングデフュージョン）４および遮光部８が形成されている。とくにフォトダイオード３のうち、半導体基板の第２の面側の領域を３ａで示す。遮光部８は、フォトダイオード３の周囲を囲むように形成されている。半導体基板の第２の面には、ゲート絶縁膜を介して転送トランジスタゲート電極５、リセットトランジスタゲート電極４１、増幅トランジスタゲート電極４２、アドレストランジスタゲート電極４３が形成されている。ゲート電極および半導体基板内部のソース・ドレイン領域によりＭＯＳトランジスタが構成され、これらのＭＯＳトランジスタにより読み出し回路が構成される。半導体基板の第２の面の上には、読み出し回路を用いてフォトダイオード３の電気信号を外部に出力するための積層配線が形成されており、積層配線に含まれる各配線とゲート電極または半導体基板の所定箇所とがコンタクト６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｆ，６ｅ，６ｇにより電気的に接続されている。
【００１３】
図２は、本発明の第１実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の画素の断面図であり、図１の平面図のＡ−Ａ’断面を示している。ここで、２０は、半導体基板（シリコン基板）領域、３０は配線領域、４０はオンチップフィルタ領域である。ｐ型の半導体基板１の第２の面２０ｂ（表面）側には、読み出し回路を囲む素子分離領域２が形成されている。半導体基板１の第１の面２０ａ（裏面）には、フォトダイオード３が形成されている。半導体基板１の第２の面２０ｂ（表面）上には、層間絶縁膜３６を介して積層配線７が形成されている。層間絶縁膜３６上には、支持基板６０が固着されている。
【００１４】
半導体基板１の第２の面２０ａ（裏面）上には、各フォトダイオード３に対応して複数のカラーフィルタ９が形成され、複数のカラーフィルタの上には透明膜（図示せず）が形成され、透明膜上には各フォトダイオード３に対応してマイクロレンズ１０が形成されている。
遮光部８は、半導体基板１の厚み方向に、第１の面２０ａから素子分離領域２に接触するまで延在している。この例では、遮光部８の断面形状は第１の面２０ａから遠ざかっても幅が一定の矩形であるが、第１の面２０ａから遠ざかるほど幅が狭くなるようなテーパー形状としてもよい。このような構成により、遮光部８は、フォトダイオード３の周囲を囲む壁状の構造体であるといえる。また、遮光部８は、隣接画素の境界領域に存在して各画素を区画する平面視格子状の構造体であるともいえる。
【００１５】
図３は、遮光部の構造を例示する断面図であり、図２のＢ領域を示している。遮光部８は、一つの画素のフォトダイオードに入射された光が隣接画素のフォトダイオードに漏れ出すのを抑制する機能と共に、隣接画素間のフォトダイオードを電気的に分離する機能を果たすものである。
図３（ａ）の例では、遮光部８は単一材料から構成されている。この場合、両者の機能を果たすために、遮光部８は、遮光性のある樹脂（黒フィルタ材料）から成る。遮光性のある樹脂とは、例えば、黒色の色材を分散した樹脂であり、黒色の色材としては、カーボンブラック等が挙げられる。
【００１６】
図３（ｂ）の例では、遮光部８は、絶縁層８ａ、遮光層８ｂおよび充填層８ｃの３層構造からなる。絶縁層８ａの存在により、遮光層８ｂに導電性の材料を採用することができる。導電性の材料としては、例えば、タングステンや窒化チタンが挙げられる。絶縁層８ａには、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンを採用することができる。また、充填層８ｃには、導電性であるか絶縁性であるかを問わず採用でき、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、タングステン、窒化チタン等が挙げられる。
【００１７】
図３（ｃ）の例では、遮光部８は、絶縁層８ｄおよび遮光層８ｅの２層構造からなる。図３（ｂ）の充填層８ｃに遮光層８ｂと同じ材料を採用すると、図３（ｃ）のような構造になる。
（効果）
本実施形態によれば、フォトダイオードの受光面を半導体基板の第１の面（裏面）に配置した裏面照射型の固体撮像装置において、各光電変換部の周囲を囲む遮光部を設けることによって、一つの画素のフォトダイオードに斜めに入射された光が隣接画素のフォトダイオードに漏れ出すことを抑制できるため、いわゆる混色という課題を解決することができる。
【００１８】
なお、遮光部を構成する材料は、少しでも光の透過を抑制できる材料であればよく、また、遮光部はフォトダイオードの周囲の少なくとも一部を囲めばよい。これらにより、少なくとも遮光部を設けない場合よりも混色抑制の効果を得ることができる。
（製造方法の説明）
次に、図４，５，６を用いて、本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を簡単に説明する。
【００１９】
はじめに、図４（ａ）を用いて、半導体基板領域２０にトランジスタを形成するまでを説明する。半導体基板１（ここで、半導体基板の不純物濃度は、例えば２×１０１５ｃｍ−３程度である）にドライエッチングで約０．３ｕｍの深さのシャロートレンチを形成し、シリコン酸化膜を埋め込んで、最小分離幅０．１ｕｍ以細の素子分離領域２を形成する。次に、半導体基板１の第２の面（表面）側から５００ＫｅＶ以上の高加速エネルギーでのＡｓ（ヒ素）やＰ（リン）のイオン注入により３ｕｍ〜５ｕｍの深さのフォトダイオード３を形成する。ここで、フォトダイオード３のｎ型不純物濃度は、例えば１×１０１５ｃｍ−３ 〜 ２×１０１６ｃｍ−３ 程度である。次に、画素領域、及び周辺回路領域（図示せず）の各種トランジスタのソース領域、ドレイン領域、及びゲート電極を通常のパターン形成、イオン注入やポリシリコンのドライエッチングで形成する。画素領域においては、図４（ａ）に示すように、フォトダイオード３からの信号電荷を一時的に蓄積するフローティングデフュージョン４をＡｓやＰのイオン注入により形成し、その後、ポリシリコンを堆積し、リソグラフィーとドライエッチングで所望のパターンを形成し、フォトダイオード３からの信号電荷をフローティングデフュージョン４に転送する転送トランジスタゲート電極５を形成する（図４（ａ））。
【００２０】
次に、図４（ｂ）を用いて、配線領域３０を形成するまでを説明する。半導体基板領域２０に形成されたトランジスタのソース、ドレイン領域やポリシリコンのゲート電極との電気的接続をとるために、層間絶縁膜にドライエッチングで開口し、その内部に金属のＷ（タングステン）を埋め込んでコンタクト６ａを形成する。そして、層間絶縁膜を堆積し、その上にＡｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）からなる導電層を形成し、この導電層をリソグラフィーとドライエッチングで所望の配線パターンを形成することにより、層間絶縁膜上に配線を形成する。この工程を繰り返すことで複数の配線が積層された積層配線７が形成される。画素領域においては、フローティングデフュージョン４と積層配線７に含まれる配線とがコンタクト６ａで電気的に接続されている（図４（ｂ））。
【００２１】
次に、図５（ａ）を用いて、配線領域３０上に支持基板６０を形成した後にウェーハを裏返しして半導体基板１をフォトダイオード３の深さ近くまで削る（薄膜化する）までを説明する。配線領域３０上の表面に数１０ｎｍ〜数１００ｎｍのシリコン酸化膜を形成した厚さ３００ｕｍ〜５００ｕｍのシリコンウェーハからなる支持基板６０を貼り付ける。貼り付けは２００℃〜３００℃の窒素雰囲気中で圧力を加えながら行い、配線領域３０上のシリコン酸化膜と支持基板６０上のシリコン酸化膜のファンデルワールス力の原理で接着する。次に、支持基板６０を貼り付けた状態でトランジスタや配線層が形成されているウェーハを裏返しして、半導体基板１を裏側からバックグラインドやＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)で、フォトダイオード３の深さ近くまで研磨する（図５（ａ））。
【００２２】
次に、図５（ｂ）を用いて、遮光部８に相当する領域２８に溝を形成するまでを説明する。半導体基板１の第１の面（裏面）にリソグラフィーでパターンを形成し、その後、第１の面からドライエッチングすることにより、フォトダイオード３の周囲を囲み、かつ、フォトダイオード３の深さ３ｕｍ〜５ｕｍと同じ深さの溝１８を形成する（図５（ｂ））。
【００２３】
次に、図６（ａ）を用いて、領域２８に形成された溝１８に遮光性のある材料を埋め込むまでを説明する。溝１８に遮光性のある樹脂（黒フィルタ材料等）を塗布で埋め込む。あるいは、溝１８の内壁および底面にＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)でシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を堆積し（図示せず）、次に、このシリコン酸化膜やシリコン窒化膜上にＰＶＤ(Physical Vapor Deposition)やＣＶＤによりＷ（タングステン）やＴｉＮ（窒化チタン）等の数１０ｎｍ以上の金属の薄膜を堆積し、そして、この金属薄膜上にＣＶＤによりシリコン酸化膜を堆積することにより溝１８を埋め込む。また、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜が堆積された溝１８にＣＶＤでＷ等の金属を堆積することにより溝１８を埋め込むことも可能である。これにより遮光部８が形成される（図６（ａ））。
【００２４】
次に、図６（ｂ）を用いて、半導体基板領域２０上にオンチップフィルタ領域４０を形成し、デバイスが完成するまでを説明する。遮光部８が形成されている半導体基板上に、カラーフィルタ材料の下地となるレジスト材料等の有機膜を塗布等により形成する（図示せず）。次に、有機膜上に、カラーフィルタ９を塗布で形成する。このとき、画素毎に色の異なるカラーフィルタ（具体的には原色カラーフィルタの場合はＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、補色カラーフィルタの場合はイエロー、マゼンタ、シアン）を、通常のフォトリソグラフィーと同様な方法でパターン形成することにより形成する。次に、カラーフィルタ９上に、マイクロレンズ１０の下地となるレジスト材料等の有機膜を塗布等により形成する（図示せず）。次に、有機膜上に、マイクロレンズ１０をレジスト材料等の有機膜をドライエッチングによってレンズ形状に加工し、形成する。または、レジスト材料等の有機膜を熱フローすることによってレンズ形状に形成する（図６（ｂ））。
［第２実施形態］
（構成の説明）
本発明の第２実施形態に係る裏面照射型の固体撮像装置の構成について、図７を用いて説明する。
【００２５】
図７は、本発明の第２実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の画素の断面図である。本実施形態では、半導体基板１の第１の面２０ａ上に、各カラーフィルタ９の周囲を囲む遮光性グリッド５０が形成されている。これ以外の構成は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と同一の構成要素には同一の番号を用い、説明を省略する。
遮光性グリッド５０は、遮光性の材料からなる格子状の構造体であり、具体的には、金属（タングステン、窒化チタン等）または遮光性の樹脂（黒フィルタ材料、青フィルタ材料等）からなる。遮光性グリッド５０はカラーフィルタ９の厚みと同等の高さで、例えば、数１００ｎｍ〜１ｕｍ程度である。また、遮光性グリッド５０の幅は、遮光部８の幅とほぼ等しい。カラーフィルタ９は遮光性グリッド５０により画素毎に分離されている。
（効果）
本実施形態によれば、フォトダイオードの受光面を半導体基板の第１の面（裏面）に配置した裏面照射型の固体撮像装置において、各光電変換部の周囲を囲む遮光部を設け、更に、各カラーフィルタの周囲を囲む遮光性グリッドを設けることによって、一つの画素のフォトダイオードに斜めに入射された光が隣接画素のフォトダイオードに漏れ出すことを抑制できるだけでなく、一つの画素のカラーフィルタに斜めに入射された光が隣接画素のカラーフィルタに漏れ出すことを抑制できるため、いわゆる混色という課題を解決することができる。
（製造方法の説明）
次に、図８を用いて、本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を簡単に説明する。第１実施形態の図４，５に表された工程までは本実施形態でも共通である。図８（ａ）は、溝１８に遮光性のある材料が埋め込まれた状態を示している。これにより遮光部８が形成される。
【００２６】
次に、図８（ｂ）に示すように、遮光部８が形成された半導体基板領域２０上に、金属または遮光性のある樹脂からなる遮光性グリッド５０を形成する。遮光性グリッド５０が金属の場合は、ＣＶＤやＰＶＤによりＷ（タングステン）等の金属膜を堆積し、フォトリソグラフィーとドライエッチングでパターン形成する。また、遮光性グリッド５０が遮光性のある樹脂（黒フィルター材料、青フィルター材料）の場合は、遮光性のある樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィーでパターン形成する。ここで、遮光性グリッド５０はカラーフィルタ９の厚みと同等の高さで、例えば、数１００ｎｍ〜１ｕｍ程度である。
【００２７】
次に、遮光性グリッド５０が形成された半導体基板上に、開口５０ａからカラーフィルタ材料の下地となるレジスト材料等の有機膜を塗布により形成し、次に、有機膜上に、カラーフィルタ９を塗布で形成する。カラーフィルタ９の厚みは遮光性グリッド５０の厚みと同等で、遮光性グリッド５０の開口５０ａを埋め込むように形成される。あとは、第１実施形態と同様に、カラーフィルタ上にマイクロレンズを形成する。
［第３実施形態］
（構成の説明）
本発明の第３実施形態に係る裏面照射型の固体撮像装置の構成について、図９を用いて説明する。
【００２８】
図９は、本発明の第３実施形態に係る裏面照射型固体撮像装置の画素の断面図である。本実施形態では、遮光部３８以外の構成は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と同一の構成要素には同一の番号を用い、説明を省略する。遮光部３８は、カラーフィルタ９の厚み分（例えば数１００ｎｍ〜１ｕｍ程度）だけ半導体基板の第１の面２０ａから突出している。そのため、遮光部３８の上面の高さとカラーフィルタ９の上面の高さとがほぼ等しくなっている。
（効果）
本実施形態によれば、フォトダイオードの受光面を半導体基板の第１の面（裏面）に配置した裏面照射型の固体撮像装置において、各光電変換部の周囲を囲む遮光部を設け、更に、この遮光部が各カラーフィルタの周囲を囲むため、一つの画素のフォトダイオードに斜めに入射された光が隣接画素のフォトダイオードに漏れ出すことを抑制できるだけでなく、一つの画素のカラーフィルタに斜めに入射された光が隣接画素のカラーフィルタに漏れ出すことを抑制できるため、いわゆる混色という課題を解決することができる。
（製造方法の説明）
次に、図１０，１１を用いて、本発明の第３実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を簡単に説明する。第１実施形態の図４に表された工程までは本実施形態でも共通である。
【００２９】
図１０（ａ）に示すように、配線領域３０上の表面に数１０ｎｍ〜数１００ｎｍのシリコン酸化膜を形成した厚さ３００ｕｍ〜５００ｕｍのシリコンウェーハからなる支持基板６０を貼り付ける。貼り付けは２００℃〜３００℃の窒素雰囲気中で圧力を加えながら行い、配線領域３０上のシリコン酸化膜と支持基板６０上のシリコン酸化膜のファンデルワールス力の原理で接着する。次に、支持基板６０を貼り付けた状態でトランジスタや配線層が形成されているウェーハを裏返しして、半導体基板１を裏側からバックグラインドやＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)で、フォトダイオード３の深さ近くまで研磨する。この後の工程で、半導体基板１をカラーフィルタ９の厚み分（例えば数１００ｎｍ〜１ｕｍ程度）だけドライエッチングするので、その分、第１実施形態に比べて研磨量を少なくする。
【００３０】
次に、図１０（ｂ）に示すように、半導体基板１の第１の面（裏面）にリソグラフィーでパターンを形成し、その後、第１の面からフォトダイオード３の厚み（例えば、３ｕｍ〜５ｕｍ）とカラーフィルタの厚み（例えば数１００ｎｍ〜１ｕｍ程度）を加えた深さまでドライエッチングすることにより、フォトダイオード３の周囲を囲み、かつ、素子分離領域２に達する溝１８を形成する。
【００３１】
次に、図１１（ａ）に示すように、溝１８に遮光性のある材料を埋め込むことにより遮光部３８を形成する。遮光部３８の材料および形成方法は第１実施形態と同様である。
次に、図１１（ｂ）に示すように、半導体基板１におけるカラーフィルタが形成される領域１１を、カラーフィルタの厚み分（例えば数１００ｎｍ〜１ｕｍ程度）だけドライエッチングにより除去する。これにより、半導体基板１の領域１１に凹部が形成される。
【００３２】
次に、半導体基板の凹部に、カラーフィルタ材料の下地となるレジスト材料等の有機膜を塗布により形成し、次に、有機膜上に、カラーフィルタ９を塗布で形成する。カラーフィルタ９は半導体基板の凹部を埋め込むように形成される。あとは、第１実施形態と同様に、カラーフィルタ上にマイクロレンズを形成する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、固体撮像装置及びその製造方法に利用でき、特にオンチップマイクレンズ構造を有する固体撮像装置及び製造方法に有効である。
【符号の説明】
【００３４】
１    半導体基板
２    素子分離領域
３    フォトダイオード
４    フローティングデフュージョン
５    転送トランジスタゲート電極
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｆ，６ｅ，６ｇ  コンタクト
７    積層配線
８，３８    遮光部
９    カラーフィルタ
１０    マイクロレンズ
１８    溝
２０    半導体基板領域
３０    配線領域
３６    層間絶縁膜
３８    遮光部
４０    オンチップフィルタ領域
４１    リセットトランジスタゲート電極
４２    増幅トランジスタゲート電極
４３    アドレストランジスタゲート電極
５０    遮光性グリッド
６０    支持基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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