(57)【要約】【課題】光学特性劣化を招くフォトリソグラフィ法および異方性ドライエッチングを用いずに光導波路を形成することが可能な固体撮像素子の製造方法を提供すること。【解決手段】半導体基板の表層に複数の受光部をマトリックス状に形成する工程（Ａ）と、前記複数の受光部を個々に包囲するように前記半導体基板上に複数の凸部を形成する工程（Ｂ）と、前記複数の凸部を覆うように前記半導体基板上に層間絶縁膜を堆積することにより、各受光部の直上の前記層間絶縁膜に凹状のシーム部を形成する工程（Ｃ）と、前記層間絶縁膜を等方性エッチングすることにより、各シーム部が拡大した光導波路形成用穴を各受光部の直上に形成する工程（Ｄ）と、各光導波路形成用穴内に透光性材料を充填することにより、各受光部の直上に光導波路を形成する工程（Ｅ）とを含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。【選択図】図３
2011119603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表層に複数の受光部をマトリックス状に形成する工程（Ａ）と、
前記複数の受光部を個々に包囲するように前記半導体基板上に複数の凸部を形成する工程（Ｂ）と、
前記複数の凸部を覆うように前記半導体基板上に層間絶縁膜を堆積することにより、各受光部の直上の前記層間絶縁膜に凹状のシーム部を形成する工程（Ｃ）と、
前記層間絶縁膜を等方性エッチングすることにより、各シーム部が拡大した光導波路形成用穴を各受光部の直上に形成する工程（Ｄ）と、
各光導波路形成用穴内に透光性材料を充填することにより、各受光部の直上に光導波路を形成する工程（Ｅ）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２】
前記工程（Ｂ）において、複数の凸部をそれぞれ同じ高さで形成する請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ｂ）において、各受光部の少なくとも中央部が四角形領域内に収まるように、前記四角形領域の各辺の外側に平面視四角形の凸部を形成して各受光部の前記中央部を包囲する請求項１または２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記四角形領域が左右方向に長い長方形であり、
長方形の四角形領域の一対の長辺側にこの長辺よりも短い２つの第１凸部が配置され、一対の短辺側に２つの第２凸部が配置され、
隣接する第１凸部と第２凸部との左右方向の間隔が、２つの第１凸部の間隔および２つの第２凸部の間隔よりも狭い請求項３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記工程（Ｂ）において、前後方向に並ぶ複数の受光部の間に凸部としての転送電極を形成し、かつ左右方向に並ぶ複数の受光部の間に別の凸部としての前後方向に延びる読出し電極を形成する請求項１〜４のいずれか１つに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記工程（Ｂ）において、前記転送電極および前記読出し電極の上に直接または絶縁膜を介して遮光膜を積層する請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程（Ｃ）と工程（Ｄ）の間に、前記層間絶縁膜を熱処理により焼結させる工程をさらに含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記工程（Ｃ）において、原料ガスとしてＴＥＯＳガスとＯ2ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成したシリコン酸化膜からなる前記層間絶縁膜を形成する請求項１〜７のいずれか１つに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記工程（Ｃ）において、原料ガスとしてＴＥＯＳガスとＯ3ガスまたはＳｉＨ4ガスとＮ2Ｏガスを用いて減圧熱ＣＶＤ法により形成したシリコン酸化膜からなる前記層間絶縁膜を形成する請求項１〜７のいずれか１つに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（Ｄ）において、濃度０．１〜５．０重量％のフッ化水素酸を用いて前記層間絶縁膜を等方性エッチングする請求項８または９に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（Ｅ）において、前記層間絶縁膜の屈折率よりも０．１以上高い屈折率の前記透光性材料を光導波路形成用穴内に充填する請求項１〜１０のいずれか１つ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】
本発明は固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子については様々な種類が存在するが、ここではＣＣＤ（電荷結合素子）を例に挙げて、簡単にその構造および原理を説明する。
図５はインターライン型と呼ばれるＣＣＤの構造および原理を説明するための概念図である。
このＣＣＤは、複数のフォトダイオードと、フォトダイオードの列の間に配置された複数の垂直転送ＣＣＤと、複数の垂直転送ＣＣＤの一方端側に配置された水平転送ＣＣＤと、出力部とから主に構成されている（例えば、特許文献１の図１４参照）。
このＣＣＤは、各フォトダイオードに入射する光を光電変換して電荷を蓄積し、垂直転送ＣＣＤから水平転送ＣＣＤへと順次転送した後、出力部から電圧に変換して出力する。
【０００３】
このようなＣＣＤの多くは、各フォトダイオード上にマイクロレンズが設けられ、マイクロレンズの焦点位置がフォトダイオードの受光面近傍となるように、層間絶縁膜の膜厚が設定されている。
しかしながら、画素寸法の縮小化、および配線の多層化が進んで層間絶縁膜の厚みが増すにつれて、フォトダイオードの感度に与える影響が大きくなってきている。
近年、この問題を避けるための方法として、集光レンズを通過した入射光を光導波路によって光を効率的にフォトダイオードに導くようにしたＣＣＤが提案されている（例えば、特許文献１の図１参照）。
【０００４】
図６は光導波路を有する従来のＣＣＤの構成を説明するための概略平面図であり、図７（Ａ）〜（Ｃ）は図６のＣＣＤの製造工程を説明するための断面図（図６のＢ−Ｂ線断面図）であり、図８（Ａ）〜（Ｃ）は図７（Ｃ）に示す工程の続きの工程を説明するための断面図である。
このＣＣＤの製造では、まず図７（Ａ）に示すように、半導体基板１０１の表層にフォトダイオード１０２を形成した後、フォトダイオード１０２の間に酸化膜１０３を介して転送電極１０４および読出し電極１０５を形成し、転送電極１０４および読出し電極１０５の上に絶縁膜１０６および遮光膜１０７を積層する。
【０００５】
次に、図７（Ｂ）に示すように、転送電極１０４および読出し電極１０５を覆うように半導体基板１０１の表面全体にリンやボロンをドープしたシリコン酸化膜を堆積し、高温の熱処理を行って層間絶縁膜１０８を形成する。
次に、図７（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜１０８上にフォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いてフォトレジスト膜をパターニングして、フォトダイオード１０２に対応する位置に開口部を有するレジストパターン１０９を形成する。
【０００６】
次に、図８（Ａ）に示すように、レジストパターン１０９をマスクとして用いて、層間絶縁膜１０８をプラズマエッチングのような異方性ドライエッチングすることにより、光導波路形成用穴１１０を形成する。
次に、図８（Ｂ）に示すように、光導波路形成用穴１１０に高屈折材料を埋め込むことにより、光導波路１１１を形成する。
次に、図８（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜１０８および光導波路１１１を覆うように平坦化膜１１２を形成した後、平坦化膜１１２上の光導波路１１１に対応する位置にマイクロレンズ１１１を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１８２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光導波路を有する前記ＣＣＤの製造において、レジストパターン１０９の開口部の位置が適正でないと、各光導波路１１１と各フォトダイオード１０２との位置ずれが発生し、入射した光を受光部へ適正に導くことができなり、それが原因で光学特性が劣化してしまう不具合が生じる。
このため、フォトリソグラフィ法を用いたフォトレジスト膜のパターニング（開口部の位置合わせ）には高い精度が必要であった。
さらに、層間絶縁膜１０８に光導波路形成用穴を形成するための異方性ドライエッチングのプラズマパワーによって、フォトダイオード１０２がダメージを受けて光学特性が劣化する不具合が発生していた。
【０００９】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、光学特性劣化を招くフォトリソグラフィ法および異方性ドライエッチングを用いずに光導波路を形成することが可能な固体撮像素子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】
かくして、本発明によれば、半導体基板の表層に複数の受光部をマトリックス状に形成する工程（Ａ）と、前記複数の受光部を個々に包囲するように前記半導体基板上に複数の凸部を形成する工程（Ｂ）と、前記複数の凸部を覆うように前記半導体基板上に層間絶縁膜を堆積することにより、各受光部の直上の前記層間絶縁膜に凹状のシーム部を形成する工程（Ｃ）と、前記層間絶縁膜を等方性エッチングすることにより、各シーム部が拡大した光導波路形成用穴を各受光部の直上に形成する工程（Ｄ）と、各光導波路形成用穴内に透光性材料を充填することにより、各受光部の直上に光導波路を形成する工程（Ｅ）とを含む固体撮像装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受光部上に選択的にシーム部を有する層間絶縁膜を形成することができるため、層間絶縁膜を等方性エッチングすることで各受光部の直上に選択的に導波路形成用穴を形成することができる。
つまり、レジストマスクの位置ずれに起因する光学特性劣化を招くフォトリソグラフィ法、およびプラズマによる受光部へのダメージに起因する光学特性劣化を招くプラズマエッチング（異方性ドライエッチング）を用いずに、工程（Ｃ）で得られた半導体基板をエッチング液に浸漬することによって層間絶縁膜を等方性エッチングして光導波路形成用穴を形成することができるため、従来よりも光学特性が向上した固体撮像装置を低コストにて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明に係る固体撮像装置の製造方法（実施形態１）によって製造されたＣＣＤ型固体撮像装置の部分的な透視平面図である。
【図２】図２（Ａ）および（Ｂ）は図１のＣＣＤ型固体撮像装置の製造工程を説明するための断面図（図１のＡ−Ａ線断面図）である。
【図３】図３（Ａ）および（Ｂ）は図２（Ｂ）の工程後に得られた半導体基板の部分的な透視平面図および断面図である。
【図４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は図２（Ｂ）に示す工程の続きの工程を説明するための断面図である。
【図５】図５はインターライン型と呼ばれるＣＣＤの構造および原理を説明するための概念図である。
【図６】図６は光導波路を有する従来のＣＣＤの構成を説明するための概略平面図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は図６のＣＣＤの製造工程を説明するための断面図（図６のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｃ）は図７（Ｃ）に示す工程の続きの工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の表層に複数の受光部をマトリックス状に形成する工程（Ａ）と、前記複数の受光部を個々に包囲するように前記半導体基板上に複数の凸部を形成する工程（Ｂ）と、前記複数の凸部を覆うように前記半導体基板上に層間絶縁膜を堆積することにより、各受光部の直上の前記層間絶縁膜に凹状のシーム部を形成する工程（Ｃ）と、前記層間絶縁膜を等方性エッチングすることにより、各シーム部が拡大した光導波路形成用穴を各受光部の直上に形成する工程（Ｄ）と、各光導波路形成用穴内に透光性材料を充填することにより、各受光部の直上に光導波路を形成する工程（Ｅ）とを含む。
【００１４】
本発明は、少なくとも、表層に複数の受光部がマトリックス状に形成された半導体基板と、半導体基板上に形成されて受光部で発生した電荷を移動させる電極と、電極を覆うように半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、各受光部の直上の層間絶縁膜に形成された光導波路とを備え、各光導波路上に任意にカラーフィルターおよびマイクロレンズを具備するＣＣＤ型の固体撮像装置の製造に適用可能である。
【００１５】
この固体撮像装置の製造方法において、凸部とは、各受光部を個々に包囲するように半導体基板上に形成され、かつ固体撮像装置としての機能を阻害しないものであればよいが、固体撮像装置が備えている電極、配線、遮光膜等を凸部として利用して各受光部を個別に包囲するパターンにレイアウトすることが、画素を高密度化できる上で好ましい。
【００１６】
この固体撮像装置の製造方法は、次のように行ってもよい。
（１）工程（Ｂ）において、複数の凸部をそれぞれ同じ高さで形成する。
このようにすれば、各受光部を個々に包囲する複数の凸部上には同じ高さで層間絶縁膜が堆積するため、各受光部上の層間絶縁膜は均一な膜厚で形成され、それによって各受光部上のシーム部も均一な深さで形成される。
この結果、層間絶縁膜の等方性エッチングにより均一な形状および大きさの光導波路形成用穴および光導波路が形成される。
【００１７】
（２）前記工程（Ｂ）において、各受光部の少なくとも中央部が四角形領域内に収まるように、前記四角形領域の各辺の外側に平面視四角形の凸部を形成して各受光部の前記中央部を包囲する。
このようにすれば、円または楕円に近い平面視形状のシーム部を各受光部上に形成することができるため、それによって円または楕円に近い平面視形状の光導波路形成用穴および光導波路を各受光部上に形成することができる。
この結果、各受光部に対応するマイクロレンズを有する固体撮像装置を製造する場合に、マイクロレンズによる集束光を光導波路へ導き易くなる。
【００１８】
（３）前記（２）の場合、四角形領域が左右方向に長い長方形であり、長方形の四角形領域の一対の長辺側にこの長辺よりも短い２つの第１凸部が配置され、一対の短辺側に２つの第２凸部が配置され、隣接する第１凸部と第２凸部との左右方向の間隔が、２つの第１凸部の間隔および２つの第２凸部の間隔よりも狭い。
このようにすれば、層間絶縁膜における各受光部の中央位置にのみ容易かつ確実にシーム部を形成することができる。
【００１９】
（４）工程（Ｂ）において、前後方向に並ぶ複数の受光部の間に凸部（第１凸部）としての読出し電極を形成し、かつ左右方向に並ぶ複数の受光部の間に別の凸部（第２凸部）としての前後方向に延びる読出し電極を形成する。
このようにすれば、固体撮像装置としてＣＣＤを製造する場合に、読出し電極および読出し電極を凸部として利用することができるため、凸部によって画素面積が縮小されず、受光部の感度を維持することができる。
【００２０】
（５）前記（３）の場合、前記転送電極および前記読出し電極の上に絶縁膜を介して遮光膜を積層する。
前記電極として、ポリシリコン膜を使用した場合、電極は射光膜の機能を果たさないため、電極を覆うように遮光膜（例えば、タングステン膜）を形成しないと、電極下の半導体基板で光電変換が行われ、電極下で光電変換された電子と、受光部（例えば、フォトダイオード）から読み出した電子とが合わさることになり、感度低下に繋がる。
前記（５）によれば、このような不具合を防止することができる。
【００２１】
（６）工程（Ｃ）と工程（Ｄ）の間に、前記層間絶縁膜を熱処理により焼結させる工程をさらに含む。
このようにすれば、層間絶縁膜を等方性エッチングする際のエッチングコントロールが容易となる。
【００２２】
（７）工程（Ｃ）において、原料ガスとしてＴＥＯＳガスとＯ2ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成したシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜を形成する。
このようにすれば、低温で層間絶縁膜を形成することが可能となるため、受光部の熱ダメージを軽減することができ、画素感度の低下を防止することができる。
【００２３】
（８）工程（Ｃ）において、原料ガスとしてＴＥＯＳガスとＯ3ガスまたはＳｉＨ4ガスとＮ2Ｏガスを用いて減圧熱ＣＶＤ法により形成したシリコン酸化膜からなる前記層間絶縁膜を形成する。
このようにすれば、受光部にプラズマダメージを与えることなく層間絶縁膜を形成することが可能となる。
また、ＳｉＨ4ガスとＮ2Ｏガスを用いた減圧熱ＣＶＤ法により形成された層間絶縁膜の等方性エッチングに際して、エッチング速度を遅くすることができるため、光導波路形成用穴の開口面積（断面積）を調整するエッチングコントロールが容易となり、ウェハ面内での開口面積のバラツキを抑えることができる。
【００２４】
（９）前記（７）または（８）の場合、工程（Ｄ）において、濃度０．１〜５．０重量％のフッ化水素酸を用いて前記層間絶縁膜を等方性エッチングする。
このようにすれば、特に、ＳｉＨ4ガスとＮ2Ｏガスを用いた減圧熱ＣＶＤ法により形成された層間絶縁膜の等方性エッチングに際して、エッチング速度を遅くすることができるため、光導波路形成用穴の開口面積（断面積）を調整するエッチングコントロールがより容易となり、ウェハ面内での開口面積のバラツキを抑えることができる。
【００２５】
（１０）工程（Ｅ）において、前記層間絶縁膜の屈折率よりも０．１以上高い屈折率の前記透光性材料を光導波路形成用穴内に充填する。
このようにすれば、光導波路内に入射した光が、光導波路に充填された透光性材料と層間絶縁膜の界面にて反射し、より多くの光が受光部へ到達することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２６】
（実施形態１）
図１は本発明に係る固体撮像装置の製造方法（実施形態１）によって製造されたＣＣＤ型固体撮像装置の部分的な透視平面図であり、図２（Ａ）および（Ｂ）は図１のＣＣＤ型固体撮像装置の製造工程を説明するための断面図（図１のＡ−Ａ線断面図）である。
また、図３（Ａ）および（Ｂ）は図２（Ｂ）の工程後に得られた半導体基板の部分的な透視平面図および断面図であり、図４（Ａ）〜（Ｃ）は図２（Ｂ）に示す工程の続きの工程を説明するための断面図である。
【００２７】
＜固体撮像装置の構成について＞
この製造方法によって得られたＣＣＤ型固体撮像装置は、図１および図４（Ｃ）に示すように、表層に複数の受光部１０ａがマトリックス状に形成された半導体基板１０と、前後方向（矢印Ｘ方向）に並ぶ複数の受光部１０ａの間の半導体基板１０上に形成された転送電極凸部２１と、左右方向（矢印Ｙ方向）に並ぶ複数の受光部１０ａの間の半導体基板１０上に前後方向に延びて形成された読出し電極凸部２２と、転送電極凸部２１と読出し電極凸部２２と受光部１０ａとを覆うように半導体基板１０上に積層された層間絶縁膜３０と、各受光部１０ａ上に層間絶縁膜３０を貫通して形成された光導波路４０と、各光導波路４０および層間絶縁膜３０を覆うように積層された平坦化膜５０と、各光導波路４０を覆うように平坦化膜５０上に形成されたマイクロレンズ６０とを備えている。
なお、層間絶縁膜３０と平坦化膜５０との間に、カラーフィルター膜が形成されていてもよい。
【００２８】
半導体基板１０として代表的にシリコン基板を用いることができ、シリコン基板の表層に受光部１０ａとしてフォトダイオードが形成されている。
受光部１０ａの平面的に見た領域の形状は、特に限定されないが、四角形（正方形）が好ましい。
なお、図示省略するが、半導体基板１０の表層の受光部間には素子分離領域が形成されていてもよく、さらに、半導体基板１０上の少なくとも受光部１０ａ上には、例えばＳｉＮ膜もしくはＳｉＯＮ膜からなる平坦化膜が膜厚100〜500ｎｍ程度形成されていてもよい。
【００２９】
転送電極凸部２１は、半導体基板１０上に酸化膜１０ｂを介して形成された短い四角柱形の転送電極２１ａと、転送電極２１ａを覆う絶縁膜２１ｂと、絶縁膜２１ｂを覆う遮光膜２１ｃとからなる。
転送電極２１ａとしては、例えば、リンドープポリシリコン膜、タングステンシリサイド膜等を用いることができ、その矢印Ｘ方向の寸法ａは100〜500ｎｍ程度、矢印Ｙ方向の寸法ｂは100〜500ｎｍ程度、厚みｃは50〜400ｎｍ程度である。
絶縁膜２１ｂとしては、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等を用いることができ、厚みは10〜100ｎｍ程度である。
遮光膜２１としては、例えば、タングステンシリサイド膜を用いることができ、その厚みは50〜200ｎｍ程度である。
【００３０】
読出し電極凸部２２は、図示しないが、半導体基板上に酸化膜を介して形成された横に長い四角柱形の読出し電極と、読出し電極を覆う絶縁膜と、絶縁膜を覆う遮光膜とからなり、これらは転送電極凸部２１と同じ材料および同じ厚みからなる。なお、読出し電極の矢印Ｙ方向の幅寸法ｄは50〜300ｎｍ程度である。
図３に示すように、転送電極凸部２１と読出し電極凸部２２との矢印Ｙ方向の間隔Ｌ３は、隣接する２つの転送電極凸部２１の間隔Ｌ１および隣接する２つの読出し電極凸部２２の間隔Ｌ２よりも狭く、具体的には、間隔Ｌ１は300〜1000ｎｍ程度であり、間隔Ｌ２は300〜1000ｎｍ程度であり、間隔Ｌ３は50〜150ｎｍ程度である。
各受光部１０ａの少なくとも中央部は、一対の転送電極凸部２１と一対の読出し電極凸部２２とで囲まれた点線で示す四角形領域Ｒ内で、一対の転送電極凸部２１および一対の読出し電極凸部２２によって囲まれている。
【００３１】
層間絶縁膜３０は、例えば、原料ガスとしてＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）ガスとＯ2ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により形成したシリコン酸化膜、あるいは原料ガスとしてＴＥＯＳガスとＯ3ガスまたはＳｉＨ4ガスとＮ2Ｏガスを用いて減圧熱ＣＶＤ法により形成したシリコン酸化膜からなる。
層間絶縁膜３０の転送電極凸部２１および読出し電極凸部２２上に積層した部分の膜厚Ｔとしては、300〜1000ｎｍ程度である。
【００３２】
光導波路４０は、層間絶縁膜３０の屈折率よりも０．１以上高い屈折率の透光性材料にて形成されればよい。
層間絶縁膜３０が屈折率1.45のシリコン酸化膜からなる場合は、例えば、SiON膜（屈折率1.8）、SiN膜（屈折率2.02）、有機ポリミイド材料（屈折率1.8）等を光導波路４０の材料として用いることができる。
平坦化膜５０は、例えば、SiN膜からなり、膜厚としては100〜300ｎｍ程度である。
【００３３】
＜固体撮像装置の製造方法について＞
次に、固体撮像装置の製造方法について説明する。
この製造方法は、半導体基板１０の表層に複数の受光部１０ａをマトリックス状に形成する工程（Ａ）と、複数の受光部１０ａを個々に包囲するように半導体基板１０上に複数の凸部を形成する工程（Ｂ）と、複数の凸部を覆うように半導体基板１０上に層間絶縁膜３０を堆積することにより、各受光部１０ａの直上の層間絶縁膜３０に凹状のシーム部Ｓを形成する工程（Ｃ）と、層間絶縁膜３０を熱処理により焼結させる工程（Ｃｘ）と、層間絶縁膜３０を等方性エッチングすることにより、各シーム部Ｓが拡大した光導波路形成用穴３１を各受光部１０ａの直上に形成する工程（Ｄ）と、各光導波路形成用穴３１内に透光性材料を充填することにより、各受光部１０ａの直上に光導波路４０を形成する工程（Ｅ）とを含む。
以下、図面を参照しながら実施形態１の固体撮像装置の製造方法を具体的に説明する。
【００３４】
＜工程（Ａ）＞
図２（Ａ）に示すように、まず、前記工程（Ａ）において、シリコンウエハ等からなる半導体基板１０上に、ＬＯＣＯＳ法、Shallow Trench Isolation（ＳＴＩ）などの公知技術で素子分離を行い（図示せず）、半導体基板１０上にフォトレジストパターンを形成し、イオン注入及び熱処理を行って、複数の受光部１０ａをマトリックス状に形成する。受光部１０ａは、公知の製造技術に準じて形成することができる。
さらに、少なくとも各受光部１０ａ上に反射防止膜（図示参照）を形成してもよい。
【００３５】
＜工程（Ｂ）＞
次に、半導体基板１０上にシリコン酸化膜１１を形成した後、例えば、ＣＶＤ法もしくはスパッタ法等を用いて、リンドープポリシリコン膜、タングステンシリサイド膜等の堆積膜を堆積し、フォトリソグラフィーおよびドライエッチング技術を用いて堆積膜をパターニングすることにより、転送電極２１ａおよび読出し電極を形成する。
続いて、例えば、ＣＶＤ法もしくはスパッタ法等を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる堆積膜と、タングステンシリサイド膜からなる堆積膜との積層膜を堆積し、フォトリソグラフィーおよびドライエッチング技術を用いて積層膜をパターニングすることにより、転送電極２１ａおよび読出し電極上に絶縁膜２１ｂおよび遮光膜２１ｃを形成する。
【００３６】
これにより、転送電極２１ａと絶縁膜２１ｂと遮光膜２１ｃとが積層してなる転送電極凸部２１が矢印Ｘ方向に隣接する受光部１０ａ間に形成されると共に、読出し電極と絶縁膜と遮光膜とが積層してなる読出し電極凸部２２が矢印Ｙ方向に隣接する受光部１０ａ間に形成される（図３参照）。
これによって、各受光部１０ａの少なくとも中央部は、一対の転送電極凸部２１と一対の読出し電極凸部２２とで囲まれた点線で示す四角形領域Ｒ内に収まり、かつ一対の転送電極凸部２１および一対の読出し電極凸部２２によって囲まれる。
なお、図２（Ａ）に示すように、転送電極凸部２１において、絶縁膜２１ｂと遮光膜２１ｃはそれらの膜厚分だけ受光部１０ａの領域にはみ出していてもよい。
【００３７】
＜工程（Ｃ）＞
次に、図２（Ｂ）および図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各転送電極凸部２１および各読出し電極凸部２２を覆うように半導体基板１０上に層間絶縁膜３０を形成する。
このとき、転送電極凸部２１および読出し電極凸部２２の上に３００〜８００ｎｍ程度の膜厚Ｔまで層間絶縁膜３０を堆積することにより、各受光部１０ａの直上の層間絶縁膜３０に凹状のシーム部Ｓが形成される。
このシーム部Ｓは、一対の転送電極凸部２１間の中央位置で、かつ一対の読出し電極凸部２２間の中央位置に形成され、矢印Ｘ方向の幅Ｗが1〜50ｎｍ程度であり、矢印Ｙ方向の長さＬ４が1〜50ｎｍ程度であり、層間絶縁膜３０の表面（上面）からの深さＤが200〜500nm程度である。
【００３８】
ここで、例えば、図３（Ａ）で示した四角形領域Ｒの矢印Ｘ方向の寸法Ｌ１が800ｎｍであり、かつ矢印Ｙ方向の寸法Ｌ２が800ｎｍであるときの層間絶縁膜３０の具体的な成膜例およびその条件について説明する。
【００３９】
〔第１の成膜例〕
成膜法：プラズマＣＶＤ法
原料ガス：ＴＥＯＳ、Ｏ2
膜厚：400〜800nm（例えば600nm）
ガス流量：ＴＥＯＳ  50〜200sccm（例えば100sccm）
Ｏ2  500〜2000sccm（例えば1000sccm）
RFパワー（13.56MHz）：200〜500W（例えば300W）
真空度：300〜500Pa（例えば400Pa）
【００４０】
〔第２の成膜例〕
成膜法：減圧熱ＣＶＤ法
原料ガス：ＴＥＯＳ、Ｏ3
膜厚：400〜800nm(例えば600nm)
ガス流量：ＴＥＯＳ  50〜200sccm（例えば100sccm）
Ｏ3  500〜2000sccm（例えば1000sccm）
真空度：300〜500Pa（例えば400Pa）
温度：350〜450℃（例えば400℃）
【００４１】
〔第３の成膜例〕
成膜法：減圧熱ＣＶＤ法
原料ガス：ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ
膜厚：300〜700nm(例えば500nm)
ガス流量：ＳｉＨ4  30〜70sccm（例えば50sccm）
Ｎ2Ｏ  1500〜3500sccm（例えば2500sccm）
真空度：50〜150Pa（例えば100Pa）
温度：750〜850℃（例えば800℃）
【００４２】
＜工程（Ｃｘ）＞
層間絶縁膜３０を成膜した後、次の工程（Ｄ）で等方性ウェットエッチングを行う際に、層間絶縁膜３０のエッチングレートを遅くして加工形状を制御し易くするために、熱処理により層間絶縁膜３０を焼結させる。
このとき、例えば、熱拡散炉にて温度900℃で処理時間30分の熱処理を行う。
【００４３】
＜工程（Ｄ）＞
次に、これまでの工程で得られた半導体基板１０を、例えば、濃度０．１〜５．０重量％のフッ化水素酸溶液中に浸漬して、等方性ウエットエッチングを行う。
ここで、濃度０．１〜５．０重量％のフッ化水素酸溶液は、ＨＦの濃度が０．１〜５．０重量％となるようにしたＮＨ4Ｆとの混液である。
この等方性ウエットエッチングにより、図４（Ａ）に示すように、層間絶縁膜３０の表面が一様にエッチングされ、各シーム部Ｓは幅Ｗ、長さＬおよび深さＤがそれぞれ同等に拡大し、その結果、受光部１０ａの受光面の中央部または受光面の中央部近傍に達する光導波路形成用穴３１が形成される（図１参照）。
このときの転送電極凸部２１および読出し電極凸部２２の上の層間絶縁膜３０の膜厚Ｔ１としては、例えば、600〜800ｎｍ程度である。
また、光導波路形成用穴３１の矢印Ｘ方向の幅Ｗ１は400〜700ｎｍ程度、矢印Ｙ方向の長さＬ５は400〜700ｎｍ程度、深さＤ１は100〜500ｎｍ程度である。
【００４４】
＜工程（Ｅ）＞
次に、光導波路形成用穴３１が完全に埋まる膜厚で透光性材料膜を層間絶縁膜３０上に堆積する。
例えば、屈折率２．０２の窒化シリコン膜を減圧ＣＶＤ法にて層間絶縁膜３０上に堆積する。なお、透光性材料は層間絶縁膜３０の屈折率よりも０．１以上高い材料であれば特に限定されない。
続いて、例えば、ＣＭＰ法、エッチバック法等の公知の平坦化技術を用いて層間絶縁膜３０上の透光性材料膜を除去し、図４（Ｂ）に示すように、光導波路形成用穴３１内のみに透光性材料膜を残すことにより光導波路４０を形成する。
【００４５】
＜その他の工程＞
その後、図４（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜３０および各光導波路４０の上に、例えば、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜からなる平坦化膜５０を形成し、平坦化膜５０上の各光導波路４０の位置に公知技術を用いてマイクロレンズ６０を形成する。
【符号の説明】
【００４６】
１０  半導体基板
１０ａ  受光部
２１  転送電極凸部（第１凸部）
２１ａ  転送電極
２１ｂ  絶縁膜
２１ｃ  遮光膜
２２  読出し電極凸部（第２凸部）
３０  層間絶縁膜
３１  光導波路形成用穴
４０  光導波路
５０  平坦化膜
６０  マイクロレンズ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  間隔
Ｒ  四角形領域
Ｓ  シーム部
【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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