(57)【要約】【課題】裏面照射型の固体撮像装置において、暗電流の増加を低減しつつ、隣接画素間の混色を抑制することができる固体撮像装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る固体撮像装置は、半導体層上に設けられた複数の画素であって、それぞれが前記半導体層の第１面側から入射する光を信号電荷に変換し蓄積する受光部を有する複数の画素と、前記半導体層の前記第１面と反対の第２面側に設けられ、前記画素に蓄積された信号電荷を読み出すための電極と、隣接する前記画素間に設けられ、前記半導体層の前記第１面側から前記第２面側に向かう深さ方向に設けられたトレンチを有する画素分離構造とを備え、赤色の画素と赤色以外の画素との間における前記画素分離構造のトレンチの深さが、赤色以外の画素間における前記画素分離構造のトレンチの深さよりも深い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層上に設けられた複数の画素であって、それぞれが前記半導体層の第１面側から入射する光を信号電荷に変換し蓄積する受光部を有する複数の画素と、
前記半導体層の前記第１面と反対の第２面側に設けられ、前記画素に蓄積された信号電荷を読み出すための電極と、
隣接する前記画素間に設けられ、前記半導体層の前記第１面側から前記第２面側に向かう深さ方向に設けられたトレンチを有する画素分離構造と
を備え、
赤色の画素と赤色以外の画素との間における前記画素分離構造のトレンチの深さが、赤色以外の画素間における前記画素分離構造のトレンチの深さよりも深い
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記画素分離構造は、前記トレンチ内に埋め込まれた、遮光膜と絶縁膜を含む
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】
前記遮光膜は、シリコン、チタニウム、タングステン、アルミニウム、ハフニウムのいずれかを含む金属から形成される
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記遮光膜は、負の電圧が印加される
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の固体撮像装置。 
【請求項５】
前記画素分離構造は、Ｐ型シリコン層を含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記画素分離構造は、負の固定電荷膜を備えている絶縁膜を含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
赤色の画素と赤色以外の画素との間における前記画素分離構造のトレンチの幅は、赤色以外の画素間における前記画素分離構造のトレンチの幅よりも広い
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
半導体層上に、複数の画素と、隣接する前記画素間に画素分離構造を有する固体撮像装置の製造方法であって、
赤色以外の画素間における前記画素分離構造のトレンチを第１の深さまで形成する工程と、
赤色の画素と赤色以外の画素との間における前記画素分離構造のトレンチを、第１の深さよりも深い第２の深さまで形成する工程と
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９】
前記トレンチ内に、絶縁膜を形成する工程と、
前記トレンチ内に、遮光膜を形成する工程と
を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
半導体層上に、複数の画素と、隣接する前記画素間に画素分離構造を有する固体撮像装置の製造方法であって、
赤色以外の画素間の前記画素分離構造における第１の幅のトレンチと、赤色の画素と赤色以外の画素との間の前記画素分離構造における第１の幅よりも広い第２の幅のトレンチを、リソグラフィーでパターニングする工程と、
前記パターニングの工程で形成されたパターンに従ってシリコンをエッチングする工程と
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
CCD（Charge Coupled Device）やCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像装置には、表面照射型と裏面照射型があり、信号読み出し回路等のCMOS部分が形成された半導体層表面側と反対の面、すなわち裏面側から光を受光する構造を有するのが裏面照射型と呼ばれている。裏面照射型は、表面照射型と比較して、半導体層に形成された金属配線等の回路が受光面に形成されていないため、光利用効率が高く、感度がよいという利点がある。
【０００３】
しかしながら、裏面照射型の固体撮像装置においても、近年、画素数の著しい増大に伴う画素の微細化が進み、隣接画素間での混色が問題となってきている。この隣接画素間での混色を抑制する構造として、画素間に遮光膜を形成した構造がある。遮光膜により、隣接画素からの入射光を遮光し、隣接画素間での混色を抑制する。例えば、特許文献１に開示されているように、画素間にトレンチを形成し、タングステンといった導電性部材を埋め込むことで、遮光膜を形成する。このとき、画素間のシリコン(Si)中にトレンチが形成されることで、暗電流が増加してしまう現象があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８８０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態の目的は、裏面照射型の固体撮像装置において、暗電流の増加を低減しつつ、隣接画素間の混色を抑制することができる固体撮像装置およびそ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】
【０００６】
実施形態に係る固体撮像装置は、半導体層上に設けられた複数の画素であって、それぞれが前記半導体層の第１面側から入射する光を信号電荷に変換し蓄積する受光部を有する複数の画素と、前記半導体層の前記第１面と反対の第２面側に設けられ、前記画素に蓄積された信号電荷を読み出すための電極と、隣接する前記画素間に設けられ、前記半導体層の前記第１面側から前記第２面側に向かう深さ方向に設けられたトレンチを有する画素分離構造とを備え、赤色の画素と赤色以外の画素との間における前記画素分離構造のトレンチの深さが、赤色以外の画素間における前記画素分離構造のトレンチの深さよりも深い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る固体撮像装置を表す模式図である。
【図２】図１のＡ線に沿った断面図である。
【図３】同実施形態に係る固体撮像装置を上面から見た場合の、各色の画素と画素分離構造の配置例である。
【図４】図３のＣ線に沿った断面図である。
【図５】図３のＤ線に沿った断面図である。
【図６】トレンチの深さに対する、赤色画素における緑領域である５３０ｎｍの光の吸収効率である。
【図７】トレンチの深さに対する暗電流の量である。
【図８】第２の実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。
【図９】トレンチ幅を変えて同一時間長でエッチングした際のトレンチ深さのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る固体撮像装置を表す模式図である。また図２に、図１のＡ線に沿った断面図を示す。言い換えると、図１は、図２のＢ線に沿った断面図である。
【００１０】
本実施形態に係る固体撮像装置は、半導体層１０と、半導体層１０に設けられた複数の画素２０と、電極３０と、画素分離構造４０とを備える。複数の画素２０は、赤色画素２１と赤色以外の画素２２とを含む。赤色以外の画素２２とは、例えば、青色画素や緑色画素である。
【００１１】
半導体層１０は、例えば、シリコン層であり、その導電形はｐ形である。画素２０は、半導体層１０に入射する光を検出する。各画素２０は、それぞれ、半導体層１０の第１面側から入射する光を信号電荷に変換し蓄積する受光部１３を有する。電極３０は、半導体層１０の第１面と反対の第２面側に設けられている。電極３０は、画素２０に蓄積された信号電荷を読み出すために用いられる。
【００１２】
画素分離構造４０は、隣接する画素間に設けられ、半導体層１０の第１面側から第２面側に向かう深さ方向に設けられたトレンチを有する。トレンチは、例えば、底および側面に、絶縁膜と遮光膜が形成されている。画素分離構造４０は、隣接画素からの入射光を遮光し、隣接画素間での混色を抑制する。一方で、半導体層１０にトレンチを形成することで、暗電流が生じる。
【００１３】
図１に、トレンチの深さをｄで示す。発明者らは、後述する実験により、トレンチの深さｄが深いほど、暗電流の増加が大きいという知見を得た。すなわち、暗電流の増加を抑制するという点からは、トレンチの深さｄは浅い方が好ましい。
【００１４】
また、光の吸収係数は波長依存を持ち、シリコンの吸収係数は、波長４００ｎｍ（青）、５００ｎｍ（緑）、７００ｎｍ（赤）ではそれぞれ、８×１０4（ｃｍ-1）、６×１０3（ｃｍ-1）、２×１０3（ｃｍ-1）となる。すなわち、波長が長い赤色の光は、シリコンへの吸収率が悪く、次いで、緑色、青色の順で吸収されやすくなる。言い換えると、青色の光は半導体層の浅いところで吸収され、緑色の光は半導体層の中ほど、赤色の光は半導体層の深いところで吸収される。つまり、青色の光はトレンチの深さｄが浅くても隣接画素間の混色を抑制することができるが、赤色の光についてはトレンチの深さｄを深くすることが好ましい。
【００１５】
そこで、本実施形態に係る固体撮像装置においては、赤色画素２１と赤色以外の画素２２との間における画素分離構造４０のトレンチの深さが、赤色以外の画素２２間における画素分離構造４０のトレンチの深さよりも深い。このようにすることで、暗電流の増加を低減しつつ、隣接画素間の混色を抑制することができる。
【００１６】
次に、図１および図２を参照して、本実施形態に係る固体撮像装置を詳細に説明する。以下の説明では、半導体層１０の導電形をｐ形として説明するが、これに限定される訳ではない。すなわち、半導体層１０は、ｎ形であっても良い。
【００１７】
図１に示すように、半導体層１０の内部には、複数の受光部１３が設けられている。受光部１３の導電形は、半導体層１０とは異なるｎ形である。受光部１３は、半導体層１０に入射する光を吸収し、フォトキャリアを発生する。
【００１８】
図２に表すように、受光部１３は、それぞれ画素分離構造４０に囲まれ、１つの画素２０は、１つの受光部１３を含む。画素分離構造４０は、半導体層１０の一部であり、その導電形はｐ形である。
【００１９】
半導体層１０の第２面側において、個々の画素２０に対応する部分にｐ＋層１９が選択的に設けられる。ｐ＋層１９は、半導体層１０よりも高濃度のｐ形不純物を含む。そして、ｐ＋層１９と受光部１３との間には、ｎ＋層１７が設けられる。ｎ＋層１７は、受光部１３よりも高濃度のｎ形不純物を含む。
【００２０】
ｎ＋層１７の一部は、第２面まで延在し、絶縁膜３３を介して電極３０に向き合う。さらに、ｎ＋層１７の延在部１７ａに隣接する位置にｐ層１５が設けられる。ｐ層１５は、例えば、半導体層１０よりも高濃度、且つ、ｐ＋層１９よりも低濃度のｐ形不純物を含む。また、ｐ層１５は、絶縁膜３３を介して電極３０に向き合う。
【００２１】
例えば、電極３０にプラスのゲートバイアスを印加すると、ｐ層１５と絶縁膜３３との界面に反転チャネルが形成される。そして、受光部１３において光電変換されたフォトキャリアは、その反転チャネル、および、図示しないソースドレイン領域を介して光電流として出力される。
【００２２】
一方、第１面側では、半導体層１０の上に、反射防止膜５０が設けられる。反射防止膜５０は、絶縁膜である。反射防止膜５０には、単層膜もしくは多層膜を用いることができる。そして、反射防止膜５０の屈折率（もしくは等価屈折率）は、その上に直接設けられる膜あるいは層の屈折率よりも高い。例えば、反射防止膜５０の屈折率は、可視光領域において、半導体層１０の屈折率と、反射防止膜５０の上に直接設けられる膜あるいは層の屈折率と、の間の値を有する。そして、入射光の反射を低減する。
【００２３】
図１に示すように、反射防止膜５０の上には、平坦化膜５１を介してカラーフィルタ５３およびマイクロレンズ５５が設けられる。平坦化膜５１は、反射防止膜５０の表面の凹凸を緩和する。また、その屈折率は、反射防止膜５０の屈折率よりも小さい。平坦化膜５１には、例えば、シリコン酸化膜を用いることができる。
【００２４】
カラーフィルタ５３およびマイクロレンズ５５は、画素ごとに設けられる。すなわち、マイクロレンズ５５は、各画素に入射する光を集光し、受光部１３に効率良く入射させる。カラーフィルタは、画素ごとに入射光の波長を選別する。
【００２５】
本実施形態に係る固体撮像装置は、各画素の境界を画する画素分離構造４０をさらに備える。画素分離構造４０は、隣接する前記画素間に設けられる。上面から見ると、図２に示すように、画素分離構造４０は、各画素を囲うように、格子状に設けられる。
【００２６】
画素分離構造４０としては、半導体層１０の第１面側から第２面側に向かう深さ方向にトレンチが形成されている。トレンチには何らかの物質が埋め込まれていてもよいし、空洞でもよい。ここでは、画素分離構造４０として、トレンチの底および側面に、絶縁膜４１が設けられ、絶縁膜４１の内側に遮光膜４２が埋め込まれている場合を考える。
【００２７】
遮光膜４２は、画素２０の中に入射した光の隣接した画素への漏れを抑制する。すなわち、遮光膜４２は、画素２０の入射光を吸収もしくは反射する。遮光膜４２は、導電膜であってもよいし、絶縁膜であってもよい。例えば、遮光膜４２には、金属などの導電膜を用いることができる。例えば、遮光膜４２には、シリコン、チタニウム、タングステン、アルミニウム、およびハフニウムのうちの少なくとも１つを含む導電膜を用いることができる。
【００２８】
また、遮光膜４２は、可視光領域の反射率が高いことが望ましい。これにより、受光部１３に入射する光を増やし、画素２０の光感度を向上させることができる。この観点からは、遮光膜４２として、例えば、アルミニウムを用いることが好ましい。また、遮光膜４２として、可視光を反射する多層誘電体膜を用いても良い。
【００２９】
また、遮光膜４２に、グランドあるいは負の電圧を印加してもよい。こうすることで、半導体層のシリコンとトレンチとの界面にホールが発生し、暗電流を低減できる。
【００３０】
絶縁膜４１には、例えば、シリコン酸化物や酸化ハフニウムを用いることができる。また、絶縁膜４１として、例えば、酸化ジルコニウム等の、負の固定電荷膜をもった絶縁膜を用いてもよい。負の固定電荷膜をもった絶縁膜を用いることで、暗電流を低減することができる。
【００３１】
また、画素分離構造４０は、トレンチの底および側面に、Ｐ型シリコン層が設けられ、その内側に絶縁膜４１が設けられ、さらに絶縁膜４１の内側に遮光膜４２が埋められている構造であってもよい。このような構造にすることで、半導体層のシリコンとトレンチとの界面にホールが発生し、暗電流を低減できる。
【００３２】
図１に示すように、画素分離構造４０のトレンチの深さは、赤色の画素２１と赤色以外の画素２２との間における画素分離構造４０のトレンチの方が、赤色以外の画素２２間における画素分離構造４０のトレンチよりも深い。
【００３３】
図３に、本実施形態に係る固体撮像装置を上面から見た場合の、各色の画素２０の配置例と、画素分離構造４０の様子を示す。また、図４に、図３のＣ線に沿った断面図を示す。また、図５に、図３のＤ線に沿った断面図を示す。図３乃至図５では、赤色以外の画素２２として、緑色画素２３と、青色画素２４が存在する。図３乃至図５に示すように、赤色画素２１周辺の画素分離構造４０は、赤色以外の画素２２周辺の画素分離構造４０よりも深い。
【００３４】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する。赤色画素２１と赤色以外の画素２２とで周辺のトレンチ深さを変えるために、赤色以外の画素２２間における画素分離構造４０のトレンチを第１の深さまで形成する工程と、赤色の画素２１と赤色以外の画素２２との間における画素分離構造４０のトレンチを、第１の深さよりも深い第２の深さまで形成する工程とを実施する。まず、赤色画素２１周辺をリソグラフィーでパターニングし、第１の深さまで半導体層１０をエッチングしてトレンチを形成する。次に、赤色以外の画素２２周辺をリソグラフィーでパターニングし、第２の深さまで半導体層１０をエッチングしてトレンチを形成する。半導体層１０のエッチング時間を変えることで、異なる深さのトレンチを形成することができる。上記説明では、赤色画素２１周辺のトレンチを先にエッチングしたが、この順序は逆でもよい。
【００３５】
その後、前記トレンチ内に、絶縁膜４１を形成する工程と、遮光膜４２を形成する工程とを実施することで、画素分離構造４０が形成される。
【００３６】
次に、本実施形態の具体例を説明する。以下の具体的数値や材料は一例であり、これらの数値や材料に限定されるものではない。
【００３７】
ここでは、赤色画素２１と緑色画素２３を隣接させた素子において、赤色画素２１と緑色画素２３との間に画素分離構造４０を形成した。具体的には、半導体層１０にトレンチを形成し、そのトレンチ内部に絶縁膜４１としてシリコン酸化物を形成後、遮光膜４２としてタングステンを埋め込むことで、画素分離構造４０を形成した。そして、トレンチの深さを変えた場合の、２次元における混色の分光計算を行った。画素ピッチは１．１ｕｍ、フォトダイオードの深さは２．５ｕｍである。
【００３８】
図６に、トレンチの深さに対する、赤色画素２１における緑領域である５３０ｎｍの光の吸収効率を示す。つまり、トレンチの深さに対する混色の様子を見ることができる。図６より、トレンチの深さが０ｕｍ、すなわち遮光膜４２が無い場合は、混色が多いことがわかる。そして、トレンチが深くなるに従い、混色は低減していることがわかる。
【００３９】
図７に、トレンチの深さに対する暗電流の量を示す。図７より、トレンチが深くなるに従い、暗電流が増加していることがわかる。
【００４０】
図６および図７より、トレンチが深くなると、画素間の混色は低減するが、暗電流が増加することがわかる。すなわち、トレンチの深さに対して、暗電流と混色がトレードオフとなる。
【００４１】
ここで、図３、図４、図５で示したような画素レイアウトの場合を考えると、赤色画素２１に入射した光は、波長が長いためにシリコン層への吸収効率が悪く、隣接する緑色画素２３への混色が多い。一方で、青色画素２４へ入射した光は、波長が短いためシリコン層への吸収効率が高く、隣接する緑色画素２３への混色は少ない。このようにシリコン層への光吸収効率は、波長依存性を持つ。従って、青色画素２４と緑色画素２３間のトレンチ深さは、浅くても、混色を劣化することなく暗電流を低減することができる。
【００４２】
また、全ての画素間のトレンチの深さを１ｕｍとした場合、トレンチが無い場合と比較し、暗電流は１００（任意乗数）増加する。一方で、赤色画素２１周囲のトレンチ深さを１ｕｍ、赤色以外の画素２２周囲のトレンチ深さを０．５ｕｍとした場合、暗電流の増加は７４となる。このように、全ての画素周辺のトレンチ深さを1umとした場合よりも、赤色以外の画素２２周囲のトレンチ深さを０．５ｕｍと浅くすることで、半導体層１０にトレンチを形成することによって生じる暗電流の増加を低減することができる。
【００４３】
また、赤色画素２１周囲のトレンチ深さを１ｕｍ、赤色以外の画素２２周囲のトレンチ深さを０．２ｕｍとした場合は、暗電流の増加は６３となる。次に、全ての画素間のトレンチの深さを０．７ｕｍとした場合は、暗電流は９０増加する。一方、赤色画素２１周囲のトレンチ深さを０．７ｕｍ、赤色以外の画素２２周囲のトレンチ深さを０．５ｕｍとした場合は、暗電流は７１増加となる。このように、赤色画素２１周囲のトレンチ深さに対して、赤色以外の画素２２周囲のトレンチ深さを１０〜９０％程度浅くすることで、暗電流を大幅に増加させることなく混色を抑制することができる。
【００４４】
本実施形態によれば、本実施形態に係る固体撮像装置は、赤色の画素と赤色以外の画素との間における画素分離構造のトレンチの深さが、赤色以外の画素間における画素分離構造のトレンチの深さよりも深い。このようにすることで、暗電流の増加を低減しつつ、トレンチを有する画素分離構造によって隣接画素間の混色を抑制することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る固体撮像装置を以下に説明する。図８に本実施形態に係る固体撮像装置の断面図を示す。図８に示すように、第２の実施形態に係る固体撮像装置は、ほぼ第１の実施形態に係る固体撮像装置と同様である。図８の第２の実施形態に係る固体撮像装置において、図１に示す第１の実施形態に係る固体撮像装置と同じ構成部分については、図１と同じ番号を付して、説明は省略する。
【００４６】
第２の実施形態に係る固体撮像装置において、画素分離構造４５が、第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素分離構造４０とは異なる。第２の実施形態に係る固体撮像装置では、赤色画素２１と赤色以外の画素２２との間における画素分離構造４５のトレンチの幅が、赤色以外の画素２２間における画素分離構造４５のトレンチの幅よりも広い。赤色の画素２１と赤色以外の画素２２との間における画素分離構造４５のトレンチの深さが、赤色以外の画素２２間における画素分離構造４５のトレンチの深さよりも深いという点については、第１の実施形態に係る固体撮像装置と同じである。
【００４７】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する。第１の実施形態においては、赤色画素２１周辺のトレンチと、赤色以外の画素２２周辺のトレンチを異なる工程で形成したが、本実施形態においては、赤色画素２１周辺のトレンチと、赤色以外の画素２２周辺のトレンチとを同一の工程で形成する。つまり、第１の実施形態では、リソグラフィーを２回実施していたが、本実施形態では、１回のリソグラフィーで、赤色以外の画素２２周辺のトレンチと、それよりも深い深さを持つ赤色画素２１周辺のトレンチとを形成する。
【００４８】
本実施形態に係る製造方法は、赤色以外の画素２２間の画素分離構造４５における第１の幅のトレンチと、赤色の画素２１と赤色以外の画素２２との間の前記画素分離構造４５における第１の幅よりも広い第２の幅のトレンチを、リソグラフィーでパターニングする工程と、パターニングの工程で形成されたパターンに従ってシリコンをエッチングする工程とを備える。その後、トレンチ内に、絶縁膜４１を形成する工程と、遮光膜４２を形成する工程とを実施することで、画素分離構造４５が形成される。
【００４９】
本実施形態に係る固体撮像装置は、赤色の画素２１と赤色以外の画素２２との間における画素分離構造４５のトレンチの幅が、赤色以外の画素２２間における画素分離構造４５のトレンチの幅よりも広いので、シリコンをエッチングする際のマイクロローディング効果を利用することができる。
【００５０】
図９に、トレンチ幅を変えて同一時間長でエッチングした際のトレンチ深さのグラフを示す。図９より、トレンチ幅が広くなるとエッチングされる深さが深くなることがわかる。本実施形態では、このマイクロローディング効果を用いて、赤色画素２１周辺のトレンチ幅を、赤色以外の画素２２のトレンチ幅よりも広くすることで、リソグラフィーは1回で、シリコンのエッチングも1回で、赤色画素２１周辺のトレンチの深さを深くすることができる。
【００５１】
例えば、赤色画素２１周辺のトレンチ深さを０．７ｕｍとし、赤色以外の画素２２周辺に０．５ｕｍのトレンチを形成するには、赤色画素２１周辺のトレンチ幅は２２０ｎｍ、赤色以外の画素２２周辺のトレンチ幅を１５０ｎｍとなるマスクを用いて、図９で用いたエッチング条件で加工することで実現できる。今回、赤色画素２１周辺とそれ以外のトレンチ幅の差が７０ｎｍとすることで、トレンチ深さを制御したが、このトレンチ幅の７０ｎｍという差分はシリコンをエッチングする条件を変えることで変えることができる。トレンチ幅の差を少なくしたい場合は、ローディング効果が大きい、すなわち、図９を取得した実験のエッチングよりもトレンチ幅に対する深さの依存性が大きいエッチング条件を用いればよい。一方、トレンチ幅の差を大きくしたい場合は、ローディング効果が少ないエッチング条件を用いればよい。シリコンのドライエッチングにおけるローディング効果は、イオンエネルギー、圧力、ガス総流量、添加ガス等の影響で変化する。例えば、圧力を小さくしたり、ガス総流量を増加したりするとローディング効果を少なくすることができる。このように、赤色画素２１周辺のトレンチ寸法を赤色以外の画素２２周辺のトレンチよりも広くすることで、シリコンのドライエッチングによるローディング効果により、一度のドライエッチングで、赤色画素２１周辺のトレンチ深さを、赤色以外の画素２２周辺のトレンチよりも深くすることができる。
【００５２】
本実施形態によれば、本実施形態に係る固体撮像装置は、赤色の画素と赤色以外の画素との間における画素分離構造のトレンチの深さが、赤色以外の画素間における画素分離構造のトレンチの深さよりも深い。このようにすることで、暗電流の増加を低減しつつ、トレンチを有する画素分離構造によって隣接画素間の混色を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係る固体撮像装置は、赤色の画素と赤色以外の画素との間における画素分離構造のトレンチの幅が、赤色以外の画素間における画素分離構造のトレンチの幅よりも広い。これにより、同一の工程で、赤色以外の画素周辺のトレンチと、それよりも深い深さを持つ赤色画素周辺のトレンチとを形成することができる。
【００５４】
本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１０：半導体層、１３：受光部、１５：ｐ層、１７：ｎ＋層、１７ａ：ｎ＋層１７の延在部、１９：ｐ＋層、２０：画素、２１：赤色画素、２２：赤色以外の画素、２３：緑色画素、２４：青色画素、３０：電極、３３：絶縁膜、４０：画素分離構造、４１：絶縁膜、４２：遮光膜、４５：画素分離構造、５０：反射防止膜、５１：平坦化膜、５３：カラーフィルタ、５５：マイクロレンズ
【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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