(57)【要約】【課題】隣接する画素領域の間で電子拡散に起因して生ずるクロストークを低減することができる固体撮像装置を得る。【解決手段】ＳＯＩ基板１０１ａ上に複数の画素１００ａを配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置１００において、該基板１０１ａの表面領域上に該各画素を構成するよう設けられ、入射光の光電変換を行う受光センサ部１１０ａと、該基板の内部に位置し、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックするＳｉＯ２膜（底部フロック層）１０２と、該基板表面領域から該ＳｉＯ２膜１０２に達し、かつ該各受光センサ部を囲むよう形成され、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックするＤＴＩ部（側部ブロック部１２０とを備えた。【選択図】図１
2010103316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の画素を配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置であって、
該基板の表面領域に該各画素を構成するよう設けられ、入射光の光電変換を行う受光センサ部と、
該基板の表面領域の下方側に位置し、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックする底部フロック層と、
該基板表面領域から該底部ブロック層に達し、かつ該各受光センサ部を囲むよう形成され、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックする側部ブロック部とを備えた固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記基板は、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコン層を形成してなるＳＯＩ基板である固体撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の固体撮像装置において、
前記シリコン酸化膜は、前記底部ブロック層を構成するものである固体撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の固体撮像装置において、
前記側部ブロック部は、
前記シリコン層に前記シリコン基板に達するよう形成されたトレンチ部に絶縁層を埋め込んでなるトレンチ埋込部である固体撮像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の固体撮像装置において、
前記トレンチ部に埋め込まれた絶縁層は、
該トレンチ部の内側面および底面部に沿ってこれらに接するよう形成された、不純物がドープされていないノンドープシリコン酸化膜と、
該ノンドープシリコン酸化膜の表面上に、該トレンチ部内を埋め込むように形成された、不純物がドープされた不純物ドープシリコン酸化膜とからなる２層構造を有する固体撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の固体撮像装置において、
前記不純物ドープシリコン酸化膜は、該不純物ドープシリコン酸化膜の溶融性が高まるよう、シリコン酸化膜にリンとボロンとを注入してなるＢＰＳＧ膜である固体撮像装置。
【請求項７】
請求項３に記載の固体撮像装置において、
前記底部ブロック層を構成するシリコン酸化膜は、０．００５ミクロン以上、かつ１０ミクロン以下の厚さを有している固体撮像装置。
【請求項８】
請求項３に記載の固体撮像装置において、
前記底部ブロック層を構成するシリコン酸化膜上に形成されたシリコン層は、２ミクロン以上かつ１０ミクロン以下の厚さを有している固体撮像装置。
【請求項９】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記各画素は、ＣＭＯＳ型イメージセンサを構成する画素構造を有している固体撮像装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記各画素は、ＣＣＤ型イメージセンサを構成する画素構造を有している固体撮像装置。
【請求項１１】
複数の画素を配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置を、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコン層を配置してなるＳＯＩ基板を用いて製造する方法であって、
該ＳＯＩ基板の該シリコン層を選択的にエッチングして、該シリコン層の、該各画素を構成する受光センサ部が配置されるべき受光領域を囲む、該シリコン酸化膜に達するトレンチを形成する工程と、
該トレンチ内を酸化シリコンにより埋め込む工程と、
該受光領域に前記受光センサとしてフォトダイオードが形成されるよう拡散層を選択的に形成する工程とを含む、固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記トレンチにシリコン酸化膜を埋め込む工程は、
該トレンチの内側面および底面上に、これらを覆うように、不純物がドープされていないノンドープシリコン酸化膜を形成する工程と、
該ノンドープシリコン酸化膜の表面上に、不純物がドープされた不純物ドープシリコン酸化膜を、該トレンチが埋め込まれるように全面に堆積する工程とを含む、固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記トレンチにシリコン酸化膜を埋め込む工程は、さらに、
前記堆積された不純物ドープシリコン酸化膜を熱処理により溶融させる工程を含む、固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記トレンチにシリコン酸化膜を埋め込む工程は、前記堆積された不純物ドープシリコン酸化膜を熱処理した後に、該不純物ドープシリコン酸化膜を、化学的機械的研磨法により全面をエッチバックして前記トレンチ部以外の領域で、前記基板の表面領域を露出させる工程を含む、固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記受光センサとしてフォトダイオードが形成されるよう拡散層を形成した後、層間絶縁膜を介して配線層を形成する処理を、所定回数繰り返して、前記基板上に多層配線構造を形成する工程と、
最上層の配線層上にさらなる層間絶縁膜を介してカラーフィルタを、前記各画素に対応するよう形成する工程と、
該カラーフィルタ上に、該各画素に対応するようマイクロレンズを形成する工程とを含む、固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項１に記載の固体撮像装置である電子情報機器。
【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、並びに電子情報機器に関し、特に、隣接する画素領域の間で信号電荷（電子）が拡散することに起因するクロストークを低減する構造を有する固体撮像装置、およびこのような固体撮像装置を製造する方法、並びに、上記のような固体撮像装置を含む電子情報機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置においては、多画素化や小型化の要求に伴い、画素を微細化する必要が生じており、隣接する画素（受光センサ）の間での電子拡散を主な原因とするクロストークが問題となってきている。
【０００３】
このため、従来の固体撮像装置では、電子の拡散に起因するクロストークについては基板深部で光電変換成分を表面に拡散させないようにＮ基板を用いたり、基板や、該基板内に形成されたウエルの不純物濃度を制御したりして、電子の拡散長を短くさせるといった工夫がなされている。
【０００４】
また、基板深くに発生した電子を効率よく集めるために、深いウエルを形成するといった工夫もなされている。つまり、ウエルを深くすることにより、表面で発生した信号電荷（電子）が隣接する画素の光電変換部に回り込みにくくなる。
【０００５】
図５は、従来の固体撮像装置を説明する図であり、図５（ａ）は、該固体撮像装置の１つの画素を構成する部材のレイアウトパターンを示し、図５（ｂ）は、そのＶａ−Ｖａ線断面の構造を示している。
【０００６】
この固体撮像装置２００は、基板上に複数の画素を配列してなる画素アレイを有するＣＭＯＳイメージセンサであり、図５（ａ）には、このＣＭＯＳイメージセンサにおける１つの画素に相当する部分（以下、画素部ともいう。）２００ａが示されている。
【０００７】
ここで、該画素部２００ａは、入射光を光電変換するフォトダイオード（光電変換部）からなる受光センサ部２１０ａと、該受光センサ部で得られた信号電荷を蓄積する電荷蓄積部２１０ｂと、該電荷蓄積部２１０ｂに蓄積された信号電荷を読み出すためのトランジスタを含むトランジスタ部２１０ｃとを有している。
【０００８】
つまり、該画素部２００ａを構成する拡散層は、フォトダイオードとしての受光センサ部２１０ａを構成する矩形拡散層２１１ａと、該受光センサ部２１０ａの長方形形状拡散層２１１ａの長辺に沿って延びる、トランジスタ部２１０ｃを構成する帯状拡散層２１０ｃと、該トランジスタ部の拡散層２１１ｃの一端側と、これに対応する上記光電変換部の拡散層２１１ａの一端側とをつなぐ、該信号電荷を蓄積する電荷蓄積部２１０ｂを構成する蓄積拡散層２１１ｂとから構成されている。
【０００９】
ここで、上記各拡散層２１１ａ〜２１１ｃは、基板２０１上にＰウエル２０２を介して形成されたＮウエル２０３の表面領域に形成されており、上記３つの拡散層２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃの周囲には、図５（ｂ）に示すように、各拡散層の周囲を囲むよう、絶縁材料が埋め込まれたトレンチ２２０が形成されており、上記受光センサ部の拡散層２１１ａで発生した信号電荷（電子）が隣接する受光センサの拡散層２１１ａに入り込まないようにしている。
【００１０】
このトレンチ２２０の深さは、Ｎウエルの深さより浅く、従って、３つの拡散層２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃの下端部は、上記Ｎウエル２０３の下側のＰウエル２０２には達していない。
【００１１】
また、上記蓄積拡散層２１１ｂ上には、受光センサ部で発生した信号電荷を電荷蓄積部２１０ｂに転送する転送トランジスタのゲート電極（転送ゲート）Ｇ１が配置されており、また、帯状拡散層２１１ｃ上には、リセットトランジスタのゲート電極（リセットゲート）Ｇ２、増幅トランジスタのゲート電極（増幅ゲート）Ｇ３、および選択トランジスタのゲート電極（選択ゲート）Ｇ４が配置されている。
【００１２】
そして、電荷蓄積部２１０ｂの拡散層２１１ｂにはコンタクトホールＣ１を介して金属配線層Ｗ２の一端が接続され、さらに金属配線層Ｗ２の他端が、増幅トランジスタのゲートＧ３にコンタクトホールＣ２を介して接続されている。また、各画素の列に沿って金属配線層Ｗ１が配置されており、この金属配線層Ｗ１の一部は、コンタクトホールＣ３を介して上記増幅トランジスタのソースに接続されている。
【００１３】
次に動作について説明する。
【００１４】
このような固体撮像装置２００では、入射光の光電変換が各画素の受光センサ部２１０ａで行われ、該光電変換により得られた信号電荷が転送ゲートＧ１により電荷蓄積部２１０ｂに転送される。そして、電荷蓄積部２１０ｂでの信号電荷に蓄積により生成された信号電圧が増幅トランジスタにより増幅され、選択トランジスタを介して、読み出し信号である金属配線層Ｗ１に読み出される。
【００１５】
また、特許文献１には、基板深くに発生した電子を効率よく集めるために、深いウエルを形成するといった工夫もなされている。つまり、ウエルを深くすることにより、表面で発生した信号電荷（電子）が隣接する画素の光電変換部に回り込みにくくなる。
【特許文献１】特開２００２−５７３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来の固体撮像装置２００では、隣接する画素領域（画素部）間で信号電荷（電子）が、その拡散等により埋め込みトレンチ２２０の下側を回り込んで、その一方側から他方側に漏れ込むこととなる。また、特許文献１に記載のように、基板深くに発生した電子を効率よく集めるために、深いウエルを形成したものにおいても、画素領域で発生した信号電荷（電子）がウエルの底部を回り込んで隣接する画素領域に拡散することとなる。この結果、従来の固体撮像装置では、画素領域間で電子拡散に起因して生ずるクロストークを十分に防ぐことはできないという問題がある。
【００１７】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、隣接する画素部の間で、光電変換により得られた信号電荷（電子）が拡散することに起因するクロストークを十分に低減することができる固体撮像装置およびその製造方法、並びにこのような固体撮像装置を用いた電子情報機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る固体撮像装置は、基板上に複数の画素を配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置であって、該基板の表面領域に該各画素を構成するよう設けられ、入射光の光電変換を行う受光センサ部と、該基板の表面領域の下方側に位置し、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックする底部フロック層と、該基板表面領域から該底部ブロック層に達し、かつ該各受光センサ部を囲むよう形成され、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックする側部ブロック部とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記基板は、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコン層を形成してなるＳＯＩ基板であることが好ましい。
【００２０】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記シリコン酸化膜は、前記底部ブロック層を構成するものであることが好ましい。
【００２１】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記側部ブロック部は、前記シリコン層に前記シリコン基板に達するよう形成されたトレンチ部に絶縁層を埋め込んでなるトレンチ埋込部であることが好ましい。
【００２２】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記トレンチ部に埋め込まれた絶縁層は、該トレンチ部の内側面および底面部に沿ってこれらに接するよう形成された、不純物がドープされていないノンドープシリコン酸化膜と、該ノンドープシリコン酸化膜の表面上に、該トレンチ部内を埋め込むように形成された、不純物がドープされた不純物ドープシリコン酸化膜とからなる２層構造を有することが好ましい。
【００２３】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記不純物ドープシリコン酸化膜は、該不純物ドープシリコン酸化膜の溶融性が高まるよう、シリコン酸化膜にリンとボロンとを注入してなるＢＰＳＧ膜であることが好ましい。
【００２４】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記底部ブロック層を構成するシリコン酸化膜は、０．００５ミクロン以上かつ１０ミクロン以下の厚さを有していることが好ましい。
【００２５】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記底部ブロック層を構成するシリコン酸化膜上に形成されたシリコン層は、２ミクロン以上かつ１０ミクロン以下の厚さを有していることが好ましい。
【００２６】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記各画素は、ＣＭＯＳ型イメージセンサを構成する画素構造を有していることが好ましい。
【００２７】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記各画素は、ＣＣＤ型イメージセンサを構成する画素構造を有していることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、複数の画素を配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置を、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコン層を配置してなるＳＯＩ基板を用いて製造する方法であって、該ＳＯＩ基板の該シリコン層を選択的にエッチングして、該シリコン層の、前記各画素を構成する受光センサ部が配置されるべき受光領域を囲む、該シリコン酸化膜に達するトレンチを形成する工程と、該トレンチ内を酸化シリコンにより埋め込む工程と、該受光領域に前記受光センサとしてフォトダイオードが形成されるよう拡散層を選択的に形成する工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記トレンチにシリコン酸化膜を埋め込む工程は、該トレンチの内側面および底面上に、これらを覆うように、不純物がドープされていないノンドープシリコン酸化膜を形成する工程と、該ノンドープシリコン酸化膜の表面上に、不純物がドープされた不純物ドープシリコン酸化膜を、該トレンチが埋め込まれるように全面に堆積する工程とを含むことが好ましい。
【００３０】
本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記トレンチにシリコン酸化膜を埋め込む工程は、さらに、前記堆積された不純物ドープシリコン酸化膜を熱処理により溶融させる工程を含むことが好ましい。
【００３１】
本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記トレンチにシリコン酸化膜を埋め込む工程は、前記堆積された不純物ドープシリコン酸化膜を熱処理した後に、該不純物ドープシリコン酸化膜を、化学的機械的研磨法により全面をエッチバックして前記トレンチ部以外の領域で、前記基板の表面領域を露出させる工程を含むことが好ましい。
【００３２】
本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記受光センサとしてフォトダイオードが形成されるよう拡散層を形成した後、層間絶縁膜を介して配線層を形成する処理を、所定回数繰り返して、前記基板上に多層配線構造を形成する工程と、最上層の配線層上にさらなる層間絶縁膜を介してカラーフィルタを、前記各画素に対応するよう形成する工程と、該カラーフィルタ上に、該各画素に対応するようマイクロレンズを形成する工程とを含むことが好ましい。
【００３３】
本発明に係る電子情報機器は、被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部は、上述した固体撮像装置であり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３４】
以下、本発明の作用について説明する。
【００３５】
本発明においては、基板の表面領域上に各画素を構成するよう設けられ、入射光の光電変換を行う受光センサ部と、該基板の該表面領域の下方に位置し、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックする底部フロック層と、該基板表面領域から該底部ブロック層に達し、かつ該各受光センサ部を囲むよう形成され、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックする側部ブロック部とを備えたので、受光センサ部が信号電荷をブロックするブロック層で囲まれることとなり、受光センサ部をこれに隣接する他の受光センサ部と電気的に分離することができる。これにより、有効画素全領域での基板内の電子拡散等によるクロストークを低減にすることができる。
【００３６】
また、トレンチ部に埋め込まれた絶縁層は、該トレンチ部の内側面および底面部に沿ってこれらに接するよう形成された、不純物がドープされていないノンドープシリコン酸化膜と、該ノンドープシリコン酸化膜の表面上に、該トレンチ部内を埋め込むように形成された、不純物がドープされた不純物ドープシリコン酸化膜とからなる２層構造とし、前記不純物ドープシリコン酸化膜を、該不純物ドープシリコン酸化膜の溶融性が高まるよう、シリコン酸化膜にリンとボロンとを注入してなるＢＰＳＧ膜としているので、溶融性の高いＢＰＳＧ膜を上記トレンチ部内に隙間なく埋め込むことができ、しかも、ＢＰＳＧ膜内の不純物がエピタキシャル層に漏れ出すのを、ノンドープシリコン酸化膜により阻止することができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明によれば、基板の表面領域上に各画素を構成するよう設けられ、入射光の光電変換を行う受光センサ部と、該基板の該表面領域の下方に位置し、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックする底部フロック層と、該基板表面領域から該底部ブロック層に達し、かつ該各受光センサ部を囲むよう形成され、該受光センサ部で生成された信号電荷をブロックする側部ブロック部とを備えたので、該ブロック部としての酸化膜層等の素子分離層により、隣接する画素部の間が分離されることによって、電子拡散を主な要因とするクロストークを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３９】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１による固体撮像装置を説明する図であり、図１（ａ）は、１つの画素を構成する部材のレイアウトパターンを示し、図１（ｂ）は、そのＩａ−Ｉａ線断面の構造を示している。
【００４０】
この実施形態１による固体撮像装置１００は、ＳＯＩ基板１０１ａ上に画素を複数配列してなる画素アレイを有するＣＭＯＳイメージセンサであり、図１（ａ）には、このＣＭＯＳイメージセンサ１００における１つの画素に相当する部分（以下、画素部ともいう。）１００ａが示されている。このＳＯＩ基板１０１ａは、Ｎ型シリコン基板１０１と、該Ｎ型シリコン基板上に形成されたシリコン酸化膜１０２と、該シリコン酸化膜１０２上にエピタキシャル成長により形成されたＮ型シリコン層１０３とを有している。
【００４１】
ここで、該画素部１００ａは、入射光を光電変換するフォトダイオード（光電変換部）からなる受光センサ部１１０ａと、該受光センサ部１１０ａで得られた信号電荷を蓄積する電荷蓄積部１１０ｂと、該電荷蓄積部１１０ｂに蓄積された信号電荷を読み出すためのトランジスタを含むトランジスタ部１１０ｃとを有している。
【００４２】
また、上記画素部１００ａを構成する拡散層は、フォトダイオードとしての受光センサ部１１０ａを構成する矩形拡散層１１１ａと、該受光センサ部１１０ａの長方形形状拡散層１１１ａの長辺に沿って延びる、トランジスタ部１１０ｃを構成する帯状拡散層１１１ｃと、該トランジスタ部１１０ｃの拡散層１１１ｃの一端側とこれに対応する上記受光センサ部１１０ａの拡散層１１１ａの一端側とをつなぐ、該信号電荷を蓄積する電荷蓄積部１１０ｂを構成する蓄積拡散層１１１ｂとから構成されている。
【００４３】
また、上記各拡散層１１１ａ〜１１１ｃは、ＳＯＩ基板１０１のエピタキシャル層１０３ａの表面領域に形成されており、上記３つの拡散層１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの周囲には、図１（ｂ）に示すように、これらの３つの拡散層を囲むよう、絶縁材料が埋め込まれたトレンチ（ディープトレンチアイソレーション部（ＤＴＩ部））１２０が形成されており、１つの受光センサ部１１０ａの拡散層１１１ａで発生した信号電荷（電子）が、隣接する受光センサ部の拡散層に入り込まないようにしている。
【００４４】
上記トレンチ部１２０は、ＳＯＩ基板の絶縁層（ＳｉＯ２膜）１０２に達しており、従って、３つの拡散層１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、上記トレンチ１２０およびＳｉＯ２膜１０２により完全に、隣接する画素部におけるものと電気的に分離されている。
【００４５】
また、上記蓄積拡散層１１１ｂ上には、受光センサ部で発生した信号電荷を電荷蓄積部ＦＤに転送する転送トランジスタのゲート電極（転送ゲート）Ｇ１が配置されており、また、帯状拡散層１１１ｃ上には、リセットトランジスタのゲート電極（リセットゲート）Ｇ２、増幅トランジスタのゲート電極（増幅ゲート）Ｇ３、および選択トランジスタのゲート電極（選択ゲート）Ｇ４が配置されている。
【００４６】
そして、電荷蓄積部１１０ｂの拡散層１１１ｂにはコンタクトホールＣ１を介して金属配線層Ｗ２の一端が接続され、さらに金属配線層Ｗ２の他端が、増幅トランジスタのゲートＧ３にコンタクトホールＣ２を介して接続されている。また、各画素の列に沿って信号配線（金属配線層）Ｗ１が配置されており、この信号配線Ｗ１の一部は、コンタクトホールＣ３を介して上記増幅トランジスタのソースに接続されている。
【００４７】
次に動作について説明する。
【００４８】
このような固体撮像装置１００では、入射光の光電変換が各画素の受光センサ部１１０ａで行われ、該光電変換により得られた信号電荷が転送ゲートＧ１により電荷蓄積部１１０ｂに転送される。そして、この電荷蓄積部１１０ｂでの信号電荷に蓄積により生成された信号電圧が増幅トランジスタにより増幅され、選択トランジスタを介して、読み出し信号である金属配線層Ｗ１に読み出される。
【００４９】
次に製造方法について説明する。
【００５０】
図２は、上記実施形態１の固体撮像装置を製造する方法を説明する断面図であり、図２（ａ）〜（ｆ）は、ＳＯＩ基板上にトレンチを形成する工程から、第１層金属層上に第２の層間絶縁膜を形成する工程までを示している。
【００５１】
図３は、上記実施形態１の固体撮像装置を製造する方法を説明する断面図であり、図３（ａ）〜（ｃ）は、第２の層間絶縁膜上に第２層金属層を形成する工程からカラーフィルタおよびマイクロレンズを形成する工程までを示している。
【００５２】
まず、ＳＯＩ基板１０１ａ、つまりシリコン基板１０１上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１０２を形成し、該シリコン酸化膜１０２上にエピタキシャル成長によりシリコン層（以下、エピタキシャル成長層ともいう。）１０３を形成してなる基板１０１ａを準備する（図２（ａ）参照）。ここで、シリコン酸化膜１０２の膜厚ｔＳｉＯ２は１μｍ（ミクロン）であり、エピタキシャル成長層１０３の膜厚ｔＮ−Ｅｐの膜厚は２μｍ（ミクロン）である。ただし、シリコン酸化膜１０２の膜厚ｔＳｉＯ２は０．００５μｍ（ミクロン）以上でかつ１０μｍ（ミクロン）以下であればよい。また、エピタキシャル成長層１０３の膜厚ｔＮ−Ｅｐの膜厚は２μｍ（ミクロン）以上でかつ１０μｍ（ミクロン）以下であればよい。
【００５３】
なお、ここでは、ＳＯＩ基板として、シリコン基板１０１上のシリコン酸化膜１０２上にＮ型エピタキシャル層（Ｎ−Ｅｐｉ層）１０３を形成したものを用いているが、ＳＯＩ基板は、シリコン基板１０１上のシリコン酸化膜１０２上にＮ型エピタキシャル層（Ｎ−Ｅｐｉ層）１０３を形成したものを用いているが、ＳＯＩ基板は、Ｎ型エピタキシャル層（Ｎ−Ｅｐｉ層）１０３に代えてＰ型エピタキシャル層（Ｐ−Ｅｐｉ層）を用いたものでもよい。
【００５４】
次に、上記エピタキシャル層１０３上でフォトレジスト膜のパターニングを行ってエッチングマスクを作製した後、該エッチングマスクを用いて該エピタキシャル成長層１０３を選択的にエッチングして、該エピタキシャル成長層１０３の各画素を形成すべき領域（受光領域）を囲むように、該エピタキシャル層１０３ｂの下側のシリコン酸化膜１０２に達するトレンチ１２１を形成する（図２（ｂ））。
【００５５】
次に、基板全面に絶縁材料としてシリコン酸化膜を堆積して該トレンチ１２１に絶縁材料を埋め込む。具体的には、該トレンチ１２１の内側面および底面上に、これらを覆うように、不純物がドープされていないノンドープシリコン酸化膜１２０ａを形成し、その後、該ノンドープシリコン酸化膜１２０ａの表面上に、不純物がドープされた不純物ドープシリコン酸化膜１２０ｂを、該トレンチ１２１が埋め込まれるように全面に堆積する。
【００５６】
ここで、不純物がドープされた不純物ドープシリコン酸化膜１２０ｂには、溶融性が高まるよう、シリコンガラスにリンとボロンとを注入したＰＢＳＧ膜を用いる。なお、ここでは、トレンチに埋め込む溶融性の高い絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を用いているがこれに限るものではなく、溶融性の高いものであれば、他の絶縁性材料であってもよい。
【００５７】
続いて、熱処理により、該トレンチ内に埋め込まれた不純物ドープシリコン酸化膜を溶融させる。その後、堆積された不純物ドープシリコン酸化膜を熱処理した後に、該不純物ドープシリコン酸化膜を、化学的機械的研磨法により全面をエッチバックして前記トレンチ以外の領域で、前記基板のエピタキシャル層１０３ａおよび１０３ｂを露出させる。
【００５８】
これにより、エピタキシャル層１０３の、画素が形成されるべき領域１０３ａが、その周囲の領域１０３ｂに対して、トレンチ分離部１２０により電気的に分離される（図２（ｃ））。
【００５９】
次に、該エピタキシャル層１０３の、トレンチ分離部１２０により囲まれた部分１０３ａに、選択的なイオン注入を行って、フォトダイオードを構成するＮ型拡散層１１１ａを形成する（図２（ｄ））。
【００６０】
その後、該エピタキシャル層１０３上に第１の層間絶縁膜（ＳｉＯ２膜）１３１を介して、ゲート電極などを構成する第１層目の金属配線層１４１を形成し（図２（ｅ））、さらに、該第１の層間絶縁膜１３１上に第２の層間絶縁膜（ＳｉＯ２膜）１３２を形成した後（図２（ｆ））、該第２の層間絶縁膜１３２上に、第２層目の金属配線層１４２を形成する（図３（ａ））。続いて、該第２の金属配線層４２上に第３の層間絶縁膜を形成する（図３（ｂ））。ここでは、層間絶縁膜を介して金属配線層を形成する処理を所定回数繰り返して、固体撮像装置における配線構造を３層以上の多層配線構造としてもよい。
【００６１】
そして、該第３の層間絶縁膜１３３上に第４の層間絶縁膜１５１を介してカラーフィルタ１５２を上記各画素に対応するよう形成し、さらに該カラーフィルタ上に、該各画素に対応するようマイクロレンズ１５３を形成して、固体撮像装置を完成する（図３（ｃ））。
【００６２】
このように、本実施形態１では、ＳＯＩ基板１０１ａを用い、ＳＯＩ基板１０１ａのエピタキシャル層に形成されている受光センサー部１１０ａを、該ＳＯＩ基板の表面から基板内部のＳｉＯ膜１０２に達するトレンチ部（ディープトレンチアイソレーション）１２０により囲むので、受光センサー部をこれに隣接する他の受光センサー部と電気的に分離することができ、これにより有効画素全領域における基板内部での電子拡散等によるクロストークを低減にすることができる。
【００６３】
また、トレンチ部１２０に埋め込まれた絶縁層は、該トレンチ部の内側面および底面部に沿ってこれらに接するよう形成された、不純物がドープされていないノンドープシリコン酸化膜１２０ａと、該ノンドープシリコン酸化膜の表面上に、該トレンチ部内を埋め込むように形成された、不純物がドープされた不純物ドープシリコン酸化膜１２０ｂとからなる２層構造とし、前記不純物ドープシリコン酸化膜１２０ｂを、該不純物ドープシリコン酸化膜の溶融性が高まるよう、シリコン酸化膜にリンとボロンとを注入してなるＢＰＳＧ膜としているので、溶融性の高いＢＰＳＧ膜を上記トレンチ１２１に隙間なくシリコン酸化膜を埋め込むことができ、しかも、ＢＰＳＧ膜内の不純物がエピタキシャル層に漏れ出すのを、ノンドープシリコン酸化膜１２０ａにより阻止することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、固体撮像装置の一例としてＣＭＯＳ型イメージセンサ（各画素がＣＭＯＳ型イメージセンサを構成する画素構造を有する固体撮像装置）を示しているが、固体撮像装置はＣＣＤ型イメージセンサ（各画素がＣＣＤ型イメージセンサを構成する画素構造を有する固体撮像装置）であってもよく、このような固体撮像装置においても、本発明の基本原理である、固体撮像装置を構成する基板としてＳＯＩ基板を用い、画素を構成する受光センサ部を、その周りに形成した、該ＳＯＩ基板内部のＳｉＯ２膜に達するトレンチ部により囲むことにより、基板内部での電子拡散等によるクロストークを低減する技術を適用することができる。
【００６５】
さらに、上記実施形態１では、特に説明しなかったが、上記実施形態１の固体撮像装置を撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２として、実施形態１の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【００６６】
図４に示す本発明の実施形態２による電子情報機器９０は、本発明の上記実施形態１の固体撮像装置を、被写体の撮影を行う撮像部９１として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部９２と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部９３と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部９４と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００６７】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、固体撮像装置及びその製造方法、並びに電子情報機器の分野において、隣接する画素領域の間で、光電変換により得られた信号電荷（電子）の拡散により生ずるクロストークを低減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は本発明の実施形態１による固体撮像装置を説明する図であり、図１（ａ）は、１つの画素を構成する部材のレイアウトパターンを示し、図１（ｂ）は、そのＩａ−Ｉａ線断面の構造を示している。
【図２】図２は、上記実施形態１の固体撮像装置を製造する方法を説明する断面図であり、図２（ａ）〜（ｆ）は、ＳＯＩ基板上にトレンチを形成する工程から、第１層金属層上に第２の層間絶縁膜を形成する工程までを示している。
【図３】図３は、上記実施形態１の固体撮像装置を製造する方法を説明する断面図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、第２の層間絶縁膜上に第２層金属層を形成する工程からカラーフィルタおよびマイクロレンズを形成する工程までを示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態２として、実施形態１の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は従来の固体撮像装置を説明する図であり、図５（ａ）は、１つの画素を構成する部材のレイアウトパターンを示し、図５（ｂ）は、そのＶａ−Ｖａ線断面の構造を示している。
【符号の説明】
【００７０】
９０  電子情報機器
９１  撮像部
９２  メモリ部
９３  表示手段
９４  通信手段
９５  画像出力手段
１００  固体撮像装置
１００ａ  画素部
１０２  ＳＯＩ基板の絶縁層（ＳｉＯ２膜）
１０３ａ  エピタキシャル層
１１０ａ  受光センサ部
１１０ｂ  電荷蓄積部
１１０ｃ  トランジスタ部
１１１ａ  矩形拡散層
１１１ｂ  蓄積拡散層
１１１ｃ  帯状拡散層
１２０  トレンチ分離部
１２１  トレンチ
ＦＤ  電荷蓄積部
Ｃ１、Ｃ２  コンタクトホール
Ｇ１  転送ゲート
Ｇ２  リセットゲート
Ｇ３  増幅ゲート
Ｇ４  選択ゲート
Ｗ１、Ｗ２  信号配線
【図１】
2010103316.tif 000003
【図２】
2010103316.tif 000004
【図３】
2010103316.tif 000005
【図４】
2010103316.tif 000006
【図５】
2010103316.tif 000007