(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素ごとに区分されたフォトダイオードがマトリクス状に配置された受光面を有する裏面照射型の固体撮像素子部を有するデバイス基板と、
前記デバイス基板に貼り合わされている絶縁膜と、
前記絶縁膜に貼り合わされている支持基板と、
前記デバイス基板の前記固体撮像素子部を有する第１部分とは異なる第２部分において、前記デバイス基板と前記支持基板とに固定されている、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ素子）と、
を有する、固体撮像装置であって、
前記微小電気機械素子が固定されている前記第２部分の一部に、前記デバイス基板から前記支持基板に向かって、前記デバイス基板を貫通する第１開口および当該第１開口に連続し前記絶縁膜に形成された第２開口とを有する開口部が設けられており、
前記微小電気機械素子は、前記開口部に配設された、平行平板型の静電容量素子を構成する固定電極および振動電極とを有し、
前記固定電極の両端が前記デバイス基板と前記支持基板とに固定されており、
前記振動電極の第１端部が前記デバイス基板に固定されており、
前記振動電極の第２端部の前方に位置する前記支持基板側において前記開口部に連通する空隙が形成され、前記振動電極の第２端部は当該固体撮像装置への振動により位置が可変な梁状の構造をしている、
固体撮像装置。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ素子がＸＹ軸位置センサである
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記デバイス基板から前記支持基板に向かって、前記デバイス基板を貫通する第３開口および当該第３開口に連続し前記絶縁膜に形成された第４開口とを有する、前記ＭＥＭＳ素子または前記固体撮像装置に電気的に接続するためのパッド開口部が形成されている、  請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記デバイス基板から前記支持基板に向かって、前記デバイス基板を貫通する第５開口および当該第５開口に連続し前記絶縁膜に形成された第６開口とを有する、前記ＭＥＭＳ素子または前記固体撮像装置に電気的に接続するためのコンタクトホールが形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記デバイス基板から前記支持基板に向かって、前記デバイス基板を貫通する第７開口および当該第７開口に連続し前記絶縁膜に形成された第８開口とを有する、前記ＭＥＭＳ素子または前記固体撮像装置に電気的に接続するためのビアホールが形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
固体撮像装置の製造方法であって、
当該固体撮像装置は、画素ごとに区分されたフォトダイオードがマトリクス状に配置された受光面を有する裏面照射型の固体撮像素子部を有するデバイス基板と、前記デバイス基板に貼り合わされている絶縁膜と、前記絶縁膜に貼り合わされている支持基板と、前記デバイス基板の前記固体撮像素子部を有する第１部分とは異なる第２部分において、前記デバイス基板と支持基板とに固定されている、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ素子）とを有し、前記微小電気機械素子が固定されている前記第２部分の一部に、前記デバイス基板から前記支持基板に向かって、前記デバイス基板を貫通する第１開口および当該第１開口に連続し前記絶縁膜に形成された第２開口とを有する開口部が設けられており、前記微小電気機械素子は、前記開口部に配設された平行平板型の静電容量素子を構成する固定電極および振動電極とを有し、前記固定電極の両端が前記デバイス基板と前記支持基板とに固定されており、前記振動電極の第１端部が前記デバイス基板に固定されており、前記振動電極の第２端部の前方に位置する前記支持基板側において前記開口部に連通する空隙が形成され、前記振動電極の第２端部は当該固体撮像装置への振動により位置が可変な梁状の構造をしており、
当該製造方法は、
前記デバイス基板に、画素ごとに区分されたフォトダイオードがマトリクス状に配置された受光面を形成する工程と、
前記開口部を形成する工程と、
前記支持基板側に前記空隙を形成する工程と、
当該開口部に、前記微小電気機械素子の固定電極と振動電極とを配置する工程と、
を有する、
固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と
を有し、
前記固体撮像装置は、画素ごとに区分されたフォトダイオードがマトリクス状に配置された受光面を有する裏面照射型の固体撮像素子部を有するデバイス基板と、前記デバイス基板に貼り合わされている絶縁膜と、前記絶縁膜に貼り合わされている支持基板と、前記デバイス基板の前記固体撮像素子部を有する第１部分とは異なる第２部分において、前記デバイス基板と支持基板とに固定されている、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ素子）とを有し、前記微小電気機械素子が固定されている前記第２部分の一部に、前記デバイス基板から前記支持基板に向かって前記デバイス基板を貫通する第１開口および当該第１開口に連続し前記絶縁膜に形成された第２開口とを有する開口部が設けられており、前記微小電気機械素子は、前記開口部に配設された平行平板型の静電容量素子を構成する固定電極および振動電極とを有し、前記固定電極の両端が前記デバイス基板と前記支持基板とに固定されており、前記振動電極の第１端部が前記デバイス基板に固定されており、前記振動電極の第２端部の前方に位置する前記支持基板側に前記開口部に連通する空隙が形成され、前記振動電極の第２端部は当該固体撮像装置への振動により位置が可変な梁状の構造をしている、固体撮像装置を有する、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びその製造方法と設計方法並びに電子機器に関し、特に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子を同一チップ上に混載してなる固体撮像装置及びその製造方法並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオ電子機器、デジタルスチル電子機器などの電子機器は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Silicon Transistor）イメージセンサなどの固体撮像装置を有する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上記の従来の固体撮像装置に角速度センサ部品が組み込まれてなるカメラモジュールが開示されている。具体的には、撮像系部品を収容する筐体に角速度センサ部品が実装された構成である。
【０００４】
特許文献１のカメラモジュールにおいては、撮像系部品と角速度センサ部品がカメラモジュールとして一体化されているが、同一チップ上に設けられていないので、実装面積及び実装体積が増大し、装置の縮小化が困難である。
【０００５】
例えば、特許文献２には、ＣＭＯＳ回路と静電容量型のＭＥＭＳ素子を同一チップ化した半導体装置が開示されている。ＣＭＯＳ回路と静電容量型ＭＥＭＳ素子を同一チップ化しているが、固体撮像装置にＭＥＭＳ素子を同一チップ化した構成ではない。
【０００６】
例えば、特許文献３には、ウェハ貼り合わせによってＭＥＭＳ素子による２軸半導体加速度センサを作成した構成が示されている。
特許文献３においては、例えば、２軸半導体加速度センサの製造方法であって、半導体基板の裏面と支持基板の主表面との少なくとも一方に凹所を形成した後に、半導体基板の裏面側と支持用基板の主表面側とを貼り合わせる。次に、半導体基板にエッチングを行うことによって該半導体基板の一部よりなる支持部、重り部、ビーム、固定電極を形成する。
半導体基板または支持基板に凹所を形成する工程、半導体基板と支持基板とを貼り合わせる工程、半導体基板にエッチングを行う工程などの比較的簡単な製造工程で高感度の２軸半導体加速度センサを提供することができる。
ＭＥＭＳ素子による２軸半導体加速度センサをウェハ貼り合わせによって形成しているが、固体撮像装置にＭＥＭＳ素子を同一チップ化した構成ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１５３５０３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３９２０２号公報
【特許文献３】特開２００１−４６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする課題は、固体撮像装置において、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に設けることが困難であることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、画素ごとに区分されたフォトダイオードがマトリクス状に配置された受光面を有する裏面照射型の固体撮像素子部を有するデバイス基板と、前記デバイス基板に貼り合わされている絶縁膜と、前記絶縁膜に貼り合わされている支持基板と、前記デバイス基板の前記固体撮像素子部を有する第１部分とは異なる第２部分において、前記デバイス基板と前記支持基板とに固定されている、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ素子）と、を有する、固体撮像装置であって、
前記微小電気機械素子が固定されている前記第２部分の一部に、前記デバイス基板から前記支持基板に向かって、前記デバイス基板を貫通する第１開口および当該第１開口に連続し前記絶縁膜に形成された第２開口とを有する開口部が設けられており、
前記微小電気機械素子は、前記開口部に配設された、平行平板型の静電容量素子を構成する固定電極および振動電極とを有し、
前記固定電極の両端が前記デバイス基板と前記支持基板とに固定されており、
前記振動電極の第１端部が前記デバイス基板に固定されており、
前記振動電極の第２端部の前方に位置する前記支持基板側において前記開口部に連通する空隙が形成され、前記振動電極の第２端部は当該固体撮像装置への振動により位置が可変な梁状の構造をしている、
固体撮像装置が提供される。
【００１０】
前記ＭＥＭＳ素子は、ＸＹ軸位置センサ、または、Ｚ軸位置センサ，または、マイクロフォンである。
【００１１】
本発明によれば、上記固体撮像装置を製造方法であって、
前記デバイス基板に、画素ごとに区分されたフォトダイオードがマトリクス状に配置された受光面を形成する工程と、
前記デバイス基板上に前記ＭＥＭＳ素子を形成する工程と、
前記開口部を形成する工程と、
前記支持基板側に前記空隙を形成する工程と、
当該開口部に、前記微小電気機械素子の固定電極と振動電極とを配置する工程と、
を有する、製造方法が提供される。
【００１４】
本発明によれば、上記固体撮像装置と、前記固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを有する電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の固体撮像装置によれば、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に設けることができ、装置の実装面積を縮小して装置の小型化を実現できる。
【００１６】
本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に容易に形成することができ、装置の実装面積を縮小して装置の小型化を実現できる。
【００１７】
本発明の電子機器によれば、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に設けた固体撮像装置を組み込むことにより、電子機器の小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の平面図であり、図１（ｂ）は模式断面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置に設けられたＭＥＭＳ素子の詳細を示す平面図であり、図２（ｂ）〜（ｅ）はそれぞれ図２（ａ）中のＢ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’及びＥ−Ｅ’における模式断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｅ）は第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図７】図７は本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置の模式断面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置に設けられたＭＥＭＳ素子の詳細を示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）中のＦ−Ｆ’における模式断面図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｃ）は第２実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は第２実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は第２実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図１２】図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は第２実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は第２実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜図１４（ｂ）は第２実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図１５】図１５は本発明の第３実施形態に係る固体撮像装置の模式断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は本発明の第３実施形態に係る固体撮像装置に設けられたＭＥＭＳ素子の詳細を示す平面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）中のＧ−Ｇ’における模式断面図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｂ）は第３実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図１８】図１８（ａ）〜図１８（ｂ）は第３実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【図１９】図１９は第１変形例に係る固体撮像装置を示す模式断面図である。
【図２０】図２０（ａ）及び（ｂ）は第２変形例に係る固体撮像装置を示す模式断面図である。
【図２１】図２１は本発明の第４実施形態に係る電子機器の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の固体撮像装置及びその製造方法と設計方法並びに電子機器の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
尚、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態（ＭＥＭＳ素子としてＸＹ軸位置センサを同一チップ上に有する固体撮像装置）
２．第２実施形態（ＭＥＭＳ素子としてＺ軸位置センサを同一チップ上に有する固体撮像装置）
３．第３実施形態（ＭＥＭＳ素子としてマイクロフォンを同一チップ上に有する固体撮像装置）
４．第１変形例
５．第２変形例
６．第４実施形態（電子機器への適用）
【００２１】
＜第１実施形態＞
［固体撮像装置の構成］
本実施形態に係る固体撮像装置は、ＭＥＭＳ素子としてＸＹ軸位置センサを同一チップ上に有する固体撮像装置である。
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子とは、微小電気機械素子であり、一般的にはマイクロマシンとも称せられる。例えば、慣性力または振動などにより位置が可変な梁または膜などを有し、梁または膜の位置を電気的に検出することで慣性力または振動を感知するセンサを構成することができる。
【００２２】
ＭＥＭＳ素子は、例えば、慣性力に対するＸＹ軸の検出のための位置センサ、慣性力に対するＺ軸の検出のための位置センサ、空気の振動を検知するマイクロフォンなどを構成することができる。
本実施形態においては、上記のようにＭＥＭＳ素子としてＸＹ軸位置センサを有する。
【００２３】
図１（ａ）は本実施形態に係る固体撮像装置の平面図であり、図１（ｂ）は模式的断面図である。
例えば、シリコン基板などからなるデバイス基板１０と支持基板２０が酸化シリコンなどの絶縁膜１５を介して貼り合わされており、半導体基板が構成されている。
【００２４】
半導体基板は、例えばＭＥＭＳ素子領域Ｒ１、引き出し電極領域Ｒ２、パッド電極領域Ｒ３、周辺回路領域Ｒ４及び固体撮像素子領域Ｒ５に区分されている。
【００２５】
例えば、ＭＥＭＳ素子領域１は、振動電極領域Ｒ１１と固定電極領域Ｒ１２からなる。
例えば、振動電極領域Ｒ１１には第１導電層１６ａ及び第２導電層１７ａからなる振動電極が埋め込まれている。
【００２６】
一方、固定電極領域Ｒ１２には第１導電層１６ｂ及び第２導電層１７ｂからなる固定電極が埋め込まれている。振動電極と固定電極から、平行平板型の静電容量素子が構成されている。
【００２７】
ここで、例えば、振動電極はダイヤフラムＤＦ構造の中空部に梁状に突出した形状となっている。この構造については後述する。
【００２８】
例えば、デバイス基板１０の絶縁膜１５側の表面には、パッド電極領域Ｒ３、周辺回路領域Ｒ４、固体撮像素子領域Ｒ５などを区分するためのＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）素子分離絶縁膜１１が形成されている。さらにデバイス基板１０の必要な領域に導電性不純物の拡散層１２が形成されている。
【００２９】
例えば、周辺回路領域Ｒ４及び固体撮像素子領域Ｒ５などにおいて、デバイス基板１０の絶縁膜１５側に不図示のゲート絶縁膜を介してゲート電極１３が形成されており、その両側部にサイドウォール絶縁膜１４が形成されている。
【００３０】
また、例えば、サイドウォール絶縁膜１４の形成領域及びその両側部におけるデバイス基板１０中に不図示のソースドレインが形成されている。上記のようにしてＭＯＳトランジスタが構成されている。
【００３１】
例えば、固体撮像素子領域Ｒ５においては、デバイス基板１０の絶縁膜１５と反対側の表面に不図示のフォトダイオードが画素ごとに区分されて形成されている。フォトダイオードを含む画素がマトリクス状に配置されて受光面が構成されている。
【００３２】
例えば、デバイス基板１０の受光面側の表面には、画素の光入射領域を除いて遮光膜２１が形成されている。画素の光入射領域においては、必要に応じて、赤、緑及び青色のカラーフィルタ２２が画素ごとに形成されている。
【００３３】
例えば、カラーフィルタ２２の上層に光透過性の樹脂からなるオンチップレンズ２３ａが形成されており、遮光膜２１上にはオンチップレンズ２３ａを構成する材料からなる樹脂層２３が形成されている。
【００３４】
例えば、パッド電極領域Ｒ３、周辺回路領域Ｒ４及び固体撮像素子領域Ｒ５において、ＭＯＳトランジスタのゲート電極などに接続する上層配線１６及びパッド電極１７が絶縁膜１５中に埋め込まれて形成されている。
【００３５】
パッド電極領域Ｒ３において、パッド電極１７を露出するようにパッド開口部Ｐが形成されている。
【００３６】
また、振動電極領域Ｒ１１において、パッド開口部Ｐと同様に開口部が形成され、ダイヤフラム構造が形成されている。
【００３７】
図２（ａ）は本実施形態に係る固体撮像装置に設けられたＭＥＭＳ素子の詳細を示す平面図であり、図２（ｂ）〜（ｅ）はそれぞれ図２（ａ）中のＢ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’及びＥ−Ｅ’における模式断面図である。
デバイス基板１０と支持基板２０が絶縁膜１５を介して貼り合わされている。
【００３８】
平板状の振動電極を構成する第１導電層１６ａ及び第２導電層１７ａと、固定電極を構成する平板状に第１導電層１６ｂ及び第２導電層１７ｂとが平行に交互に配置されている。図面上は３つの固定電極とその間に配置された２つの振動電極を示しているが、これに限られたものではない。
【００３９】
固定電極及び振動電極はいずれも絶縁膜１５中に埋め込まれている。固定電極及び振動電極の領域において、デバイス基板１０側から支持基板２０の表面まで開口部が形成されており、ダイヤフラム構造ＤＦとなっている。
【００４０】
ここで、図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示すように、振動電極の支持基板２０側に空隙１５ｖがダイヤフラム構造ＤＦを構成する開口部に連通して形成されている。これにより、振動電極は慣性力または振動などにより位置が可変な梁状の構造となっている。
【００４１】
固定電極の支持基板２０側には上記の空隙１５ｖがないので、固定電極は支持基板２０に十分固定された状態となっている。
【００４２】
上記の振動電極と固定電極から平行平板型の静電容量素子が構成されており、振動電極は慣性力または振動などにより位置が可変となっている。このため、静電容量素子の静電容量を検出することで、振動電極の変位を検知し、慣性力または振動を測定することが可能となっている。
本実施形態においては、ＭＥＭＳ素子がＸＹ軸位置センサを構成している。
【００４３】
例えば、上記の固体撮像素子領域Ｒ５における各画素のフォトダイオードで光を受光して得られる光信号は、フローティングディフュージョンなどを介して電圧信号などに変換され、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路などを経て画素信号として出力される。各画素から出力される画素信号から、画像データが構成される。
周辺回路領域Ｒ４には、必要に応じて各種の画像処理回路が形成されており、上記で得られた画素信号からなる画像データを画像処理することができる。
【００４４】
上記の本実施形態の固体撮像装置は、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に設けることができ、装置の実装面積を縮小して装置の小型化を実現できる。
【００４５】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
図３〜図６は本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【００４６】
まず、図３（ａ）に示すように、例えばデバイス基板１０のパッド電極領域Ｒ３、周辺回路領域Ｒ４、固体撮像素子領域Ｒ５などを区分するために、ＳＴＩ素子分離絶縁膜１１を形成する。ＳＴＩ素子分離用の溝の深さは０．２〜０．５μｍ程度であり、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などにより酸化シリコンなどで埋め込んで形成する。
【００４７】
次に、図３（ｂ）に示すように、例えばＭＥＭＳ素子領域Ｒ１（振動電極領域Ｒ１１と固定電極領域Ｒ１２）及び固体撮像素子領域Ｒ５などにおいて、デバイス基板１０の必要な領域に導電性不純物の拡散層１２を形成する。例えば、画素形成用、周辺回路形成用、及び、振動電極形成用のイオン注入を行う。
ここで、工程削減のために、振動電極用のイオン注入は画素形成用及び周辺回路形成用のイオン注入と兼ねても良い。ただし、振動電極は同一の極性を持った不純物のみがイオン注入されるようにする。
ここで、導電性不純物はＮ型とＰ型のどちらでも良いが、なるべく高濃度のイオン注入がなされるように導電性不純物を選択するのが望ましい。
【００４８】
次に、図３（ｃ）に示すように、例えば周辺回路領域Ｒ４及び固体撮像素子領域Ｒ５などにおいて、不図示のゲート絶縁膜とゲート電極１３を形成し、ゲート電極１３をマスクとして導電性不純物をイオン注入して不図示のエクステンション領域を形成する。
次に、ゲート電極１３の両側部にサイドウォール絶縁膜１４を形成し、サイドウォール絶縁膜１４をマスクとして導電性不純物をイオン注入してソースドレイン領域を形成する。
必要に応じて適宜ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）処理などの不純物活性化処理を行い、上記のようにしてＭＯＳトランジスタを形成する。
【００４９】
次に、図３（ｄ）に示すように、例えばＭＯＳトランジスタを被覆して全面に酸化シリコンなどの絶縁膜１５ａを形成する。
絶縁膜１５中には、パッド電極領域Ｒ３、周辺回路領域Ｒ４及び固体撮像素子領域Ｒ５において、適宜上層配線１６を埋め込み、これに接続してパッド電極１７を形成する。
また、振動電極領域Ｒ１１と固定電極領域Ｒ１２においては、上層配線の形成工程と同様に第１導電層１６ａ，１６ｂを形成し、パッド電極１７の形成工程と同様に第２導電層１７ａ，１７ｂを形成する。
上記において、第１導電層１６ａ，１６ｂと第２導電層１７ａ，１７ｂは、図２に示すように平行平板型の静電容量素子の電極となるようにレイアウトする。
【００５０】
次に、図３（ｅ）に示すように、例えばパッド電極１７、第２導電層１７ａ，１７ｂの上層に酸化シリコンなどを形成する。図３（ｅ）では、上記の絶縁膜１５ａと一体化して絶縁膜１５ｂとして示している。
次に、例えば絶縁膜１５ｂの上面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理により平坦化する。
【００５１】
次に、図４（ａ）に示すように、例えば振動電極領域Ｒ１１を開口するレジスト膜ＰＲ１をパターン形成し、これをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などの異方性エッチング処理を行い、第２導電層１７ａの上部を露出させる空隙１５ｖを形成する。
上記のエッチング量は、デバイス基板と支持基板とを接合したときに、振動電極上が接合されない十分な量とする。
【００５２】
次に、図４（ｂ）に示すように、例えば絶縁膜１５ｂの上面に別途準備した支持基板２０を貼り合わせる。支持基板２０の貼り合わせ面には、表面を平坦化された酸化シリコンの絶縁膜１５ｃが予め形成されている。
【００５３】
次に、図４（ｃ）に示すように、例えば室温〜４００℃の範囲のプラズマ接合処理を行い、絶縁膜１５ｂと絶縁膜１５ｃを一体化する。図４（ｃ）では、絶縁膜１５ｂと絶縁膜１５ｃを一体化して絶縁膜１５として示している。プラズマ接合処理は、例えば配線が溶融などのダメージを受けない程度の温度範囲で行う。
ここで、上記の空隙１５ｖは絶縁膜１５ｂと絶縁膜１５ｃの界面部分に残されたままである。
【００５４】
次に、図５（ａ）に示すように、例えばデバイス基板１０の絶縁膜１５とは反対側の表面から研磨及びエッチングなどを行い、７００〜８００μｍ程度の板厚であったデバイス基板１０をイメージセンサに必要十分な膜厚である２〜４μｍ程度にまで薄膜化する。
【００５５】
図５（ｂ）以降の工程は、図５（ａ）までの工程と上下を反転して示している。
次に、図５（ｂ）に示すように、例えばスパッタリングなどによりデバイス基板１０の絶縁膜１５とは反対側の表面にＷあるいはＡｌなどを堆積して遮光膜２１を形成する。
次に、例えば、遮光膜として残す領域を保護するパターンのレジスト膜ＰＲ２をパターン形成し、レジスト膜ＰＲ２をマスクとしてエッチング加工し、遮光膜２１をパターン加工する。
ここで、遮光膜２１のパターンは、固体撮像素子領域Ｒ５においては画素の光入射領域を開口するパターンとする。
また、例えば、パッド電極領域Ｒ３においても開口するパターンとする。また、振動電極領域Ｒ１１においては振動電極を挟む両側の領域を開口するパターンとする。
【００５６】
次に、図５（ｃ）に示すように、レジスト膜ＰＲ２を除去し、例えば、固体撮像素子領域Ｒ５において、遮光膜が除去された画素の光入射領域において、赤、緑及び青色のカラーフィルタ２２を画素ごとに形成する。カラーフィルタ２２は、例えばカラーフィルタ材料を塗布し、パターン露光して所定のパターンとする。
【００５７】
次に、図６（ａ）に示すように、例えば光透過性の樹脂層２３を塗布し、オンチップレンズ形成用のレジスト膜ＰＲ３を形成する。
レジスト膜ＰＲ３は、例えば通常のレジスト膜を形成した後、オンチップレンズ領域を残すようにパターン加工し、熱処理で溶融させて表面張力により球面形状の表面となるようにして形成することができる。
【００５８】
次に、図６（ｂ）に示すように、ドライエッチング処理により全面にエッチバックし、レジスト膜ＰＲ３の形状を樹脂層２３の表面に転写し、オンチップレンズ２３ａを形成する。
【００５９】
次に、図６（ｃ）に示すように、パッド開口部を開口するパターンのレジスト膜ＰＲ４をパターン形成し、ドライエッチング処理を行ってパッド開口部Ｐを形成し、パッド電極１７を露出させる。
ここで、レジスト膜ＰＲ４としては、振動電極領域Ｒ１１においては振動電極を挟む両側の領域を開口するパターンとする。これにより、上記のエッチング処理で振動電極領域Ｒ１１において空隙１５ｖに連通する開口部が形成され、ダイヤフラム構造ＤＦが形成される。
上記のエッチングは、パッド電極を除去せず、かつ、空隙１５ｖに達するようにして行う。
【００６０】
パッド開口用のレジストＰＲ４を除去する。
以降は、通常の固体撮像装置の製造方法と同様にして製造する。
以上により、図１に示す同一基板上にＭＥＭＳ素子を混載する固体撮像装置を製造することができる。
【００６１】
本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に容易に形成することができ、装置の実装面積を縮小して装置の小型化を実現できる。
【００６２】
例えば、特許文献１の構成のカメラモジュールでは、固体撮像装置と位置センサなどのＭＥＭＳ素子を別々に作成し、それぞれを実装してカメラモジュールを作成しており、各チップを実装する際に歩留まり低下が発生してしまう。また、位置センサ用の位置制御回路と、固体撮像装置の画像処理用回路を各チップに別々に設ける必要があり、それぞれのチップ面積が大きくなってしまい、製造コストが高くなる。
固体撮像装置による画像データを位置センサによる位置情報によってカメラモジュールの手ぶれ補正用位置制御をしようとすると、固体撮像装置と位置センサ間に情報を伝送するための配線が必要になり、モジュールの製造コストが増大してしまう。
【００６３】
本実施形態の固体撮像装置は、同一チップ上にＭＥＭＳ素子を混載しており、固体撮像装置と位置センサなどのＭＥＭＳ素子を別々に作成して、実装によってモジュール化した場合よりも、歩留まり低下を抑制できる。
また、チップ面積を縮小して製造コストを低減できる。
また、固体撮像装置と位置センサであるＭＥＭＳ素子間に情報を伝送するための配線を同一チップ内に収容でき、製造コストを低減できる。
【００６４】
＜第２実施形態＞
［固体撮像装置の構成］
本実施形態に係る固体撮像装置は、ＭＥＭＳ素子としてＺ軸位置センサを同一チップ上に有する固体撮像装置である。
実質的に第１実施形態と同様の構成であるが、ＭＥＭＳ素子がＺ軸位置センサであることが異なる。
【００６５】
図７は本実施形態に係る固体撮像装置の模式的断面図である。
例えば、シリコン基板などからなるデバイス基板１０と支持基板２０が酸化シリコンなどの絶縁膜１５を介して貼り合わされており、半導体基板が構成されている。
【００６６】
半導体基板は、例えばＭＥＭＳ素子領域Ｒ１、引き出し電極領域Ｒ２、パッド電極領域Ｒ３、周辺回路領域Ｒ４及び固体撮像素子領域Ｒ５に区分されている。
【００６７】
例えば、ＭＥＭＳ素子領域Ｒ１には振動電極１７ｃ及び固定電極１８ａ基板と平行になるように埋め込まれている。
振動電極１７ｃと固定電極１８ａから、平行平板型の静電容量素子が構成されている。
【００６８】
引き出し電極領域Ｒ２には、振動電極１７ｃに接続する導電層１６ｃが絶縁膜１５中に埋め込まれている。
【００６９】
ここで、例えば、振動電極１７ｃはダイヤフラムＤＦ構造の中空部に梁状に突出した形状となっている。
【００７０】
図８（ａ）は本実施形態に係る固体撮像装置に設けられたＭＥＭＳ素子の詳細を示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）中のＦ−Ｆ’における模式断面図である。
デバイス基板と支持基板を貼り合わせる絶縁膜１５中に、振動電極１７ｃと固定電極１８ａが埋め込まれている。振動電極１７ｃの側から固定電極１８ａ近傍まで開口部が形成されており、ダイヤフラム構造ＤＦとなっている。
【００７１】
ここで、図８（ｂ）に示すように、振動電極１７ｃと固定電極１８ａの間に空隙１５ｖがダイヤフラム構造ＤＦに連通して形成されている。これにより、振動電極１７ｃは慣性力または振動などにより位置が可変な梁状の構造となっている。
振動電極１７ｃの側から固定電極１８ａはそれぞれ配線などで接続されている。
【００７２】
上記の振動電極と固定電極から平行平板型の静電容量素子が構成されており、振動電極は慣性力または振動などにより位置が可変となっている。このため、静電容量素子の静電容量を検出することで、振動電極の変位を検知し、慣性力または振動を測定することが可能となっている。
本実施形態においては、ＭＥＭＳ素子がＺ軸位置センサを構成している。
【００７３】
上記の本実施形態の固体撮像装置は、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に設けることができ、装置の実装面積を縮小して装置の小型化を実現できる。
【００７４】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
図９〜図１４は本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【００７５】
まず、図９（ａ）に示す工程までは、第１実施形態と同様に行う。
但し、ＭＥＭＳ素子領域Ｒ１には振動電極１７ｃを形成し、引き出し電極領域Ｒ２に、振動電極１７ｃに接続する導電層１６ｃを形成する。
【００７６】
次に、図９（ｂ）に示すように、例えばパッド電極１７及び振動電極１７ｃの上層に酸化シリコンなどを形成する。図９（ｂ）では、図９（ａ）中の絶縁膜１５ａと一体化して絶縁膜１５ｂとして示している。
次に、例えば絶縁膜１５ｂの上面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理により平坦化する。
【００７７】
次に、図９（ｃ）に示すように、例えばＭＥＭＳ素子領域Ｒ１を開口するレジスト膜ＰＲ５をパターン形成し、これをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などの異方性エッチング処理を行い、振動電極１７ｃの上部を露出させる空隙１５ｖ１を形成する。
また、同様にＭＥＭＳ素子領域Ｒ１中における振動電極１７ｃが形成されていない領域の一部を開口し、空隙１５ｖ２を形成する。空隙１５ｖ２の位置は、後述の空隙１５ｖ３に合わせて形成する。
上記のエッチング量は、デバイス基板と支持基板とを接合したときに、振動電極上が接合されない十分な量とする。
【００７８】
一方、別途支持基板を作成する。
例えば、図１０（ａ）に示すように、支持基板２上にＣＶＤ法などにより酸化シリコンを堆積して絶縁膜１５ｄを形成する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、例えばスパッタリング法により絶縁膜１５ｄ上にＡｌ、ＡｌＳｉ、ＡｉＣｕなどの導電層１８を形成する。
次に、図１０（ｃ）に示すように、例えば固定電極として残す領域を保護するパターンのレジスト膜ＰＲ６をパターン形成し、導電層１８をパターン加工して固定電極１８ａを形成する。
次に、図１０（ｄ）に示すように、例えば固定電極１８ａの上層に酸化シリコンなどを形成する。図１０（ｄ）では、図１０（ｃ）中の絶縁膜１５ｄと一体化して絶縁膜１５ｃとして示している。
次に、図１１（ａ）に示すように、例えば絶縁膜１５ｃの上面をＣＭＰ処理により平坦化する。
【００７９】
次に、図１１（ｂ）に示すように、例えば上記の空隙１５ｖ２に合わせた位置を開口するレジスト膜ＰＲ７をパターン形成し、これをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などの異方性エッチング処理を行う。これにより、固定電極１８ａの一部を露出させる空隙１５ｖ３を形成する。
次に、図１１（ｃ）に示すように、レジスト膜ＰＲ７を除去する。
【００８０】
次に、図１２（ａ）に示すように、例えば絶縁膜１５ｂの上面に、上記の支持基板２０を絶縁膜１５ｃ側から貼り合わせる。
【００８１】
次に、図１２（ｂ）に示すように、例えば室温〜４００℃の範囲のプラズマ接合処理を行い、絶縁膜１５ｂと絶縁膜１５ｃを一体化する。図１２（ｂ）では、絶縁膜１５ｂと絶縁膜１５ｃを一体化して絶縁膜１５として示している。プラズマ接合処理は、例えば配線が溶融などのダメージを受けない程度の温度範囲で行う。
ここで、上記の空隙１５ｖ１は絶縁膜１５ｂと絶縁膜１５ｃの界面部分に残されたままである。また、位置合わせして形成された空隙１５ｖ２と空隙１５ｖ３は、一体化して１つの空隙１５ｖ２となる。
【００８２】
次に、図１２（ｃ）に示すように、例えばデバイス基板１０の絶縁膜１５とは反対側の表面から研磨及びエッチングなどを行い、７００〜８００μｍ程度の板厚であったデバイス基板１０をイメージセンサに必要十分な膜厚である２〜４μｍ程度にまで薄膜化する。
【００８３】
図１３（ａ）以降の工程は、図１２（ｃ）までの工程と上下と反転して示している。
次に、図１３（ａ）に示すように、例えばスパッタリングなどによりデバイス基板１０の絶縁膜１５とは反対側の表面にＷあるいはＡｌなどを堆積して遮光膜２１を形成する。
次に、例えば、遮光膜として残す領域を保護するパターンのレジスト膜ＰＲ２をパターン形成し、レジスト膜ＰＲ２をマスクとしてエッチング加工し、遮光膜２１をパターン加工する。
ここで、遮光膜２１のパターンは、固体撮像素子領域Ｒ５においては画素の光入射領域を開口するパターンとする。
また、例えば、パッド電極領域Ｒ３においても開口するパターンとする。また、ＭＥＭＳ素子領域Ｒ１においては振動電極１７ｃの領域と空隙１５ｖ２の領域を開口するパターンとする。
【００８４】
次に、図１３（ｂ）に示すように、レジスト膜ＰＲ２を除去し、例えば、固体撮像素子領域Ｒ５において、遮光膜が除去された画素の光入射領域において、赤、緑及び青色のカラーフィルタ２２を画素ごとに形成する。カラーフィルタ２２は、例えばカラーフィルタ材料を塗布し、パターン露光して所定のパターンとする。
【００８５】
次に、図１３（ｃ）に示すように、例えば光透過性の樹脂層２３を塗布し、オンチップレンズ形成用のレジスト膜ＰＲ３を形成する。
レジスト膜ＰＲ３は、例えば通常のレジスト膜を形成した後、オンチップレンズ領域を残すようにパターン加工し、熱処理で溶融させて表面張力により球面形状の表面となるようにして形成することができる。
【００８６】
次に、図１４（ａ）に示すように、ドライエッチング処理により全面にエッチバックし、レジスト膜ＰＲ３の形状を樹脂層２３の表面に転写し、オンチップレンズ２３ａを形成する。
【００８７】
次に、図１４（ｂ）に示すように、パッド開口部を開口するパターンのレジスト膜ＰＲ８をパターン形成し、ドライエッチング処理を行ってパッド開口部Ｐ１を形成し、パッド電極１７を露出させる。
ここで、レジスト膜ＰＲ８としては、ＭＥＭＳ素子領域Ｒ１においては振動電極１７ｃの領域と空隙１５ｖ２の領域を開口するパターンとする。これにより、上記のエッチング処理でＭＥＭＳ領域Ｒ１において空隙１５ｖ１に連通する開口部が形成され、ダイヤフラム構造ＤＦが形成される。
また、空隙１５ｖ２に達する固定電極１８ａのためのパッド開口部Ｐ２が形成される。
上記のエッチングは、パッド電極１７及び振動電極１６ｃを除去せず、かつ、空隙１５ｖ１，１５ｖ２に達するようにして行う。
【００８８】
パッド開口用のレジストＰＲ８を除去する。
以降は、通常の固体撮像装置の製造方法と同様にして製造する。
以上により、図７に示す同一基板上にＭＥＭＳ素子を混載する固体撮像装置を製造することができる。
【００８９】
本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に容易に形成することができ、装置の実装面積を縮小して装置の小型化を実現できる。
【００９０】
＜第３実施形態＞
［固体撮像装置の構成］
本実施形態に係る固体撮像装置は、ＭＥＭＳ素子としてマイクロフォンを同一チップ上に有する固体撮像装置である。
実質的に第１実施形態と同様の構成であるが、ＭＥＭＳ素子がマイクロフォンであることが異なる。
【００９１】
図１５は本実施形態に係る固体撮像装置の模式的断面図である。
例えば、シリコン基板などからなるデバイス基板１０と支持基板２０が酸化シリコンなどの絶縁膜１５を介して貼り合わされており、半導体基板が構成されている。
【００９２】
半導体基板は、例えばＭＥＭＳ素子領域Ｒ１、引き出し電極領域Ｒ２、パッド電極領域Ｒ３、周辺回路領域Ｒ４及び固体撮像素子領域Ｒ５に区分されている。
【００９３】
例えば、ＭＥＭＳ素子領域Ｒ１には振動電極１７ｃ及び固定電極１８ａ基板と平行になるように埋め込まれている。
振動電極１７ｃと固定電極１８ａから、平行平板型の静電容量素子が構成されている。
【００９４】
引き出し電極領域Ｒ２には、振動電極１７ｃに接続する導電層１６ｃが絶縁膜１５中に埋め込まれている。
【００９５】
ここで、例えば、振動電極１７ｃはダイヤフラムＤＦ構造の中空部の底部からある間隙をもって張られた膜により形成されている。
【００９６】
図１６（ａ）は本実施形態に係る固体撮像装置に設けられたＭＥＭＳ素子の詳細を示す平面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）中のＧ−Ｇ’における模式断面図である。
デバイス基板と支持基板を貼り合わせる絶縁膜１５中に、振動電極１７ｃと固定電極１８ａが埋め込まれている。振動電極１７ｃの側から固定電極１８ａ近傍まで開口部が形成されており、ダイヤフラム構造ＤＦとなっている。
【００９７】
ここで、図１６（ｂ）に示すように、振動電極１７ｃの一部に例えば円形形状の開口１７ｄが形成されており、振動電極１７ｃと固定電極１８ａの間に空隙１５ｖがダイヤフラム構造ＤＦに連通して形成されている。これにより、振動電極１７ｃは振動などにより位置が可変な膜状の構造となっている。
振動電極１７ｃの側から固定電極１８ａはそれぞれ配線などで接続されている。
【００９８】
上記の振動電極と固定電極から平行平板型の静電容量素子が構成されており、振動電極は振動などにより位置が可変となっている。このため、静電容量素子の静電容量を検出することで、振動電極の変位を検知し、空気の振動を測定することが可能となっている。
上記のようにして、本実施形態においてはＭＥＭＳ素子がマイクロフォンを構成している。
【００９９】
上記の本実施形態の固体撮像装置は、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に設けることができ、装置の実装面積を縮小して装置の小型化を実現できる。
【０１００】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
図１７〜図１８は本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す模式断面図である。
【０１０１】
まず、図１７（ａ）に示す工程までは、第１実施形態と同様に行う。
但し、ＭＥＭＳ素子領域Ｒ１には振動電極１７ｃを形成し、引き出し電極領域Ｒ２に、振動電極１７ｃに接続する導電層１６ｃを形成する。
【０１０２】
次に、図１７（ｂ）に示すように、例えばパッド電極１７及び振動電極１７ｃの上層に酸化シリコンなどを形成する。図１７（ｂ）では、図１７（ａ）中の絶縁膜１５ａと一体化して絶縁膜１５ｂとして示している。
次に、例えば絶縁膜１５ｂの上面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理により平坦化する。
次に、例えばＭＥＭＳ素子領域Ｒ１を開口するレジスト膜ＰＲ５をパターン形成し、これをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などの異方性エッチング処理を行い、振動電極１７ｃの上部を露出させる空隙１５ｖ１を形成する。
また、同様にＭＥＭＳ素子領域Ｒ１中における振動電極１７ｃが形成されていない領域の一部を開口し、空隙１５ｖ２を形成する。空隙１５ｖ２の位置は、後述の空隙１５ｖ３に合わせて形成する。
上記のエッチング量は、デバイス基板と支持基板とを接合したときに、振動電極上が接合されない十分な量とする。
【０１０３】
一方、第２実施形態と同様にして、別途支持基板２０を作成する。
例えば、支持基板２０には絶縁膜が形成され、固定電極１８ａが埋め込まれ、さらに空隙１５ｖ３が形成されている構成である。
【０１０４】
次に、図１８（ａ）に示すように、例えば絶縁膜１５ｂの上面に、上記の支持基板２０を絶縁膜１５ｃ側から貼り合わせ、室温〜４００℃の範囲のプラズマ接合処理を行い、絶縁膜１５ｂと絶縁膜１５ｃを一体化し、絶縁膜１５とする。位置合わせして形成された空隙１６ｖ２と空隙１５ｖ３は、一体化して１つの空隙１５ｖ２となる。
さらに、例えばデバイス基板１０の絶縁膜１５とは反対側の表面から薄膜化し、デバイス基板１０の絶縁膜１５とは反対側の表面にＷあるいはＡｌなどを堆積して遮光膜２１をパターン形成する。次に、カラーフィルタ２２及びオンチップレンズ２３ａを形成する。
【０１０５】
次に、図１８（ｂ）に示すように、パッド開口部を開口するパターンのレジスト膜ＰＲ８をパターン形成し、ドライエッチング処理を行ってパッド開口部Ｐ１を形成し、パッド電極１７を露出させる。
ここで、レジスト膜ＰＲ８としては、ＭＥＭＳ素子領域Ｒ１においては振動電極１７ｃの領域と空隙１５ｖ２の領域を開口するパターンとする。これにより、上記のエッチング処理でＭＥＭＳ領域Ｒ１において空隙１５ｖ１に連通する開口部が形成され、ダイヤフラム構造ＤＦが形成される。
また、空隙１５ｖ２に達する固定電極１８ａのためのパッド開口部Ｐ２が形成される。
上記のエッチングは、パッド電極１７及び振動電極１６ｃを除去せず、かつ、空隙１５ｖ１，１５ｖ２に達するようにして行う。
【０１０６】
パッド開口用のレジストＰＲ８を除去する。
以降は、通常の固体撮像装置の製造方法と同様にして製造する。
以上により、図１５に示す同一基板上にＭＥＭＳ素子を混載する固体撮像装置を製造することができる。
【０１０７】
本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、ＭＥＭＳ素子を固体撮像装置と同一のチップ上に容易に形成することができ、装置の実装面積を縮小して装置の小型化を実現できる。
【０１０８】
＜第１変形例＞
［固体撮像装置の構成］
図１９は第１変形例に係る固体撮像装置を示す模式断面図である。
本実施形態に係る固体撮像装置は、第１実施形態の固体撮像装置と同様の構成である。但し、パッド開口部の代わりにパッド電極に達するコンタクトホールＣＨが形成されており、コンタクトホールＣＨ内にプラグ２４が埋め込まれており、上層配線２５が接続して形成されている。
上記の第１実施形態から第３実施形態においてパッド開口部Ｐは必ずしも必要ではなく、コンタクトホールＣＨの開口工程と合わせてＭＥＭＳ素子のダイヤフラム構造を形成することができる。
上記のほか、コンタクトホールの代わりにビアホールが形成されていてもよい。
【０１０９】
＜第２変形例＞
［固体撮像装置の構成］
図２０（ａ）及び（ｂ）は第２変形例に係る固体撮像装置を示す模式断面図である。
本実施形態に係る固体撮像装置は、第１実施形態の固体撮像装置と同様の構成である。但し、ＭＥＭＳ素子が平行平板型の静電容量素子ではなく、圧電素子またはＭＯＳ型位置センサである。
図２０（ａ）に示すＭＥＭＳ素子は、振動電極として圧電膜１６ｘを用いたＭＥＭＳ素子である。
図２０（ａ）は第１実施形態の図２（ｄ）の断面に相当し、振動電極は慣性力または振動などにより位置が可変となっている。このため、振動電極１６ｘが振動することで圧電膜に起電力が生じ、これを検出回路２６で検出することで振動電極の変位を検知し、慣性力または振動を測定することが可能となっている。
【０１１０】
図２０（ｂ）に示すＭＥＭＳ素子において、支持基板２０の振動電極側表層中に、ソース２７Ｓ及びドレイン２７Ｄが形成されている。振動電極をゲート電極とするＭＯＳトランジスタが構成されている。
図２０（ｂ）は第１実施形態の図２（ｄ）の断面に相当し、振動電極は慣性力または振動などにより位置が可変となっている。このため、振動電極１６ａが振動することでＭＯＳトランジスタのドレイン電流が変化し、これを検出回路２８で検出することで振動電極の変位を検知し、慣性力または振動を測定することが可能となっている。
【０１１１】
＜第４実施形態＞
［電子機器への適用］
図２１は、本実施形態に係る電子機器である電子機器の概略構成図である。本実施形態に係る電子機器は、静止画撮影又は動画撮影可能なビデオ電子機器の例である。
本実施形態に係る電子機器は、イメージセンサ（固体撮像装置）５０と、光学系５１と、信号処理回路５３などを有する。
本実施形態において、上記のイメージセンサ５０として、上記の第１実施形態に係る固体撮像装置が組み込まれている。
【０１１２】
光学系５１は、被写体からの像光（入射光）をイメージセンサ５０の撮像面上に結像させる。これによりイメージセンサ５０内に一定期間当該信号電荷が蓄積される。蓄積された信号電荷は出力信号Ｖｏｕｔとして取り出される。
シャッタ装置は、イメージセンサ５０への光照射期間及び遮光期間を制御する。
【０１１３】
画像処理部は、イメージセンサ５０の転送動作及びシャッタ装置のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。画像処理部から供給される駆動信号（タイミング信号）により、イメージセンサ５０の信号転送を行なう。信号処理回路５３は、イメージセンサ５０の出力信号Ｖｏｕｔに対して種々の信号処理を施して映像信号として出力する。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶され、あるいはモニタに出力される。
【０１１４】
上記の本実施形態に係る電子機器によれば、例えばセルピッチが特に３μｍ以下の世代のカラー画像を撮像する固体撮像装置を有する電子機器において、受光面に入射する光の光干渉強度のばらつきを低減し、色ムラを抑制することができる。
【０１１５】
上記の実施形態では、可視光の光量に応じた信号電荷を物理量として検知する単位画素が行列状に配置されてなるイメージセンサ５０に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はイメージセンサ５０への適用に限られるものではない。画素アレイ部の画素列ごとにカラム回路を配置してなるカラム方式の固体撮像装置全般に対して適用可能である。
【０１１６】
また、本発明は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像装置への適用に限らない。赤外線やＸ線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像装置や、広義の意味として、圧力や静電容量など、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の固体撮像装置（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
【０１１７】
また、本発明は、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、デジタルスチル電子機器やビデオ電子機器、携帯電話機などの撮像機能を有する電子機器などに適用可能である。なお、電子機器に搭載される上記モジュール状の形態、即ち電子機器モジュールを撮像装置とする場合もある。
【０１１８】
ビデオ電子機器やデジタルスチル電子機器、さらには携帯電話機等のモバイル機器向け電子機器モジュールなどの撮像装置において、その固体撮像装置として先述した実施形態に係るイメージセンサ５０を用いることができる。
【０１１９】
上記の各実施形態の固体撮像装置及びその製造方法では、以下の利点がある。
イメージセンサと位置センサ／マイクロフォンを別々に作成するのではなく、１チップに統合することによって、センサチップのカメラモジュールへの実装が２／３回から１回に減少し、実装の際の歩留まり低下を低減することができる。
【０１２０】
位置センサの位置制御回路やマイクロフォンの音声変換回路と、イメージセンサの画像処理用回路で共通するモジュールを共用できるため、チップの面積が別々に作るよりも小さくなり、モジュールとしてのコストが低減できる。
【０１２１】
イメージセンサと位置センサやマイクロフォンを１チップ化することによって、実装面積及び実装体積をほとんど増大することなくカメラモジュールに手ぶれ防止機能、上下判別機能及び音声記録機能などを追加することができる。これにより、撮像機能のついた携帯機器のスリム化及びコンパクト化に寄与できる。
【０１２２】
イメージセンサと位置センサが１チップ化されると、イメージセンサによる画像と位置センサの両方の情報を1チップ内で処理できる。これにより、配線コストを増やすこと無く、低コストでイメージセンサの画像情報及び位置センサの情報の両方を利用した手ぶれ防止用位置制御を行うことができる。
【０１２３】
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、固体撮像装置としては、ＣＭＯＳイメージセンサとＣＣＤイメージセンサのいずれにも適用できる。
また、固体撮像装置としては、裏面照射型に限定されず、通常の表面照射型の固体撮像装置にも適用できる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…デバイス基板、１１…素子分離絶縁膜、１２…拡散層、１３…ゲート電極、１４…サイドウォール絶縁膜、１５…絶縁膜、１５ｖ，１５ｖ１，１５ｖ２，１５ｖ３…空隙、１６…上層配線、１６ａ，１６ｂ…第１導電層、１６ｃ…導電層、１７…パッド電極、１７ａ，１７ｂ…第２導電層、１７ｃ…振動電極、１８…導電層、１８ａ…固定電極、２０…支持基板、２１…遮光膜、２２…カラーフィルタ、２３…樹脂層、２３ａ…オンチップレンズ、２４…プラグ、２５…上層配線、２６…検出回路、２７Ｓ…ソース、２７Ｄ…ドレイン、２８…検出回路、５０…イメージセンサ、５１…光学系、５３…信号処理回路、ＰＲ１〜ＰＲ８…レジスト膜、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２…パッド開口部、ＤＦ…ダイヤフラム
【図１】
0005974425.tif 000002
【図２】
0005974425.tif 000003
【図３】
0005974425.tif 000004
【図４】
0005974425.tif 000005
【図５】
0005974425.tif 000006
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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