(57)【要約】【課題】画素の微細化がさらに進んだ場合であっても、隣接する受光領域への光の漏れ込みを防止することが可能な固体撮像素子、およびこの固体撮像素子の製造方法を提供する。【解決手段】基板１の表面側に複数の受光領域１１が配列形成された固体撮像素子３０であり、受光領域１１間には、内部が中空に保たれたトレンチ９が素子分離領域１６として設けられている。トレンチ９は、基板１の裏面から表面側に向けて形成され、基板１上に設けられた絶縁膜２０に達している。また、素子分離領域１６の側壁周囲には、Ｐ型不純物拡散層１０が設けられている。【選択図】        図３
2004228407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面側に複数の受光領域が配列形成された固体撮像素子であって、
前記受光領域間には、内部が中空に保たれたトレンチが素子分離領域として設けられている
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像素子において、
前記トレンチは、前記基板の裏面から表面側に向けて形成されている
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項３】
請求項２記載の固体撮像素子において、
前記トレンチは、前記基板上に設けられた絶縁膜に達している
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項４】
請求項１記載の固体撮像素子において、
前記素子分離領域の側壁周囲には、Ｐ型不純物拡散層が設けられている
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項５】
基板の表面側に複数の受光領域を配列形成する工程と、
前記基板の前記受光領域間または前記受光領域の形成予定領域間に、当該基板の裏面側からトレンチを形成し、当該トレンチの内部が中空に保たれた素子分離領域を形成する工程とを行う
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の固体撮像素子の製造方法において、
前記トレンチの形成は、前記基板の表面上に絶縁膜を形成した後、当該絶縁膜をストッパとしたパターンエッチングによって行う
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
請求項５記載の固体撮像素子の製造方法において、
前記素子分離領域を形成する工程の前または後に、前記基板の前記素子分離領域の周囲または当該素子分離領域の形成予定領域を覆う位置にＰ型不純物拡散領域を形成する工程を有する
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子およびその製造方法に関し、特には基板の表面側に複数の受光領域を配列してなる固体撮像素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、固体撮像素子の多画素化および小型化の要求にともない、画素の微細化が進展している。このように小型化が進展した固体撮像素子においては、基板の表面側に配列形成された各画素にオンチップレンズや層内レンズを介して入射した光（入射光）が、隣接する画素の受光領域へと漏れ込む現象が起こる。この現象は、入射光が、各画素の周辺上を覆う遮光膜の淵において回折されることにより、基板表面に対して大きな入射角（基板表面の法線とのなす角度）をもつ回折光を生むことに起因するものである。そして、固体撮像素子のモジュールの小型化が進み射出瞳距離が小さくなるに伴い、基板に対する入射光の入射角は益々大きくなるため、このような回折光の入射角も増加していくと考えられる。
【０００３】
そこで、半導体基板の表面側に設けられた各画素間に、半導体基板をその表面側から加工してなるトレンチを形成し、このトレンチ内を絶縁膜で埋め込んでなる素子分離層を設ける構成が提案されている（下記特許文献１参照）。この場合、絶縁膜としては、酸化シリコンが好適に用いられる。これは、酸化シリコンの屈折率が絶縁膜の中でもかなり小さいこと（Ｎ＝１．４６）に加え、酸素以外の元素を余分に含まないため、暗電流の発生の原因となる、不純物元素の基板中への拡散の問題が生じないことによる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５７３１８号公報
【０００５】
このような構成の素子分離層を設けた固体撮像素子においては、トレンチ内に埋め込まれた絶縁膜と半導体基板との界面（すなわち素子分離層の側壁）において、上述した回折光を全反射させることにより、隣接する画素に当該回折光が漏れ込むことを防止できる。また、隣接する画素間が素子分離層となる絶縁膜により絶縁されるため、隣接する画素へ電荷が漏れ込むことも防止できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した固体撮像素子には、次のような課題があった。すなわち、素子分離層を構成する絶縁膜として、屈折率が小さい酸化シリコン（ｎ＝１．４６）を用いた場合であっても、例えば単結晶シリコンからなる半導体基板（ｎ＝３．４）との界面、つまり素子分離層の側壁における全反射臨界角は２５．４°程度でしかない。したがって、画素の微細化の要求にともない上述した回折光の入射角がさらに大きくなると、素子分離層の側壁に対する上記回折光の入射角（素子分離層側壁の法線とのなす角度）が、全反射臨界角２５．４°を下回ることが予想される。このため、このような構成の固体撮像素子においては、画素の微細化がさらに進んだ場合の光の漏れ込み、さらには光の漏れ込みによる混色を防止することが困難になる。
【０００７】
また、画素の微細化に伴いトレンチにも微細化が要求されることになるが、さらに微細化が進んで開口幅が狭くなるトレンチ内に絶縁膜を充填することは、非常に困難な工程となる。
【０００８】
しかも、上記固体撮像素子を得るためには、トレンチを形成した後、絶縁膜の成膜や半導体基板上における余分な絶縁膜の研磨除去を行う必要があるため、固体撮像素子の製造工程数が増加してしまうと言った問題もある。
【０００９】
そこで本発明は、画素の微細化がさらに進んだ場合であっても、隣接する受光領域への光の漏れ込みを防止することが可能な固体撮像素子、およびこの固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の固体撮像素子は、基板の表面側に複数の受光領域が配列形成された固体撮像素子であり、特には、内部が中空に保たれたトレンチが、素子分離領域として受光領域間に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成の固体撮像素子では、内部が中空に保たれたトレンチを素子分離領域としたことにより、基板と中空部との界面（すなわち素子分離領域の側壁）における全反射臨界角が最小に設定される。ここで、全反射臨界角とは、素子分離領域側壁に対する入射角度のうち、素子分離側壁で全反射可能な入射角の最小値である。このため、トレンチ内を絶縁膜で埋め込んだ構成と比較して、素子分離領域側壁で全反射される入射角の範囲が広げられることになる。したがって、基板表面に対する入射角がより大きな入射光が受光領域に入射された場合であっても、素子分離領域の側壁で全反射させることができるようになり、この素子分離領域を挟んで配置された受光領域への光の漏れ込みが防止される。
【００１２】
また本発明の固体撮像素子の製造方法は、基板の表面側に複数の受光領域を配列形成する工程と、基板の受光領域間または受光領域の形成予定領域間に当該基板の裏面側からトレンチを形成し、当該トレンチの内部が中空に保たれた素子分離領域を形成する工程とを行うことを特徴としている。トレンチの形成は、前記基板の表面上に絶縁膜を形成した後、当該絶縁膜をストッパとしたパターンエッチングによって行うことが好ましい。
【００１３】
このような構成の製造方法では、基板の裏面側からトレンチを形成することにより、基板の表面側が塞がれたトレンチが形成される。このため、基板の上方に設けられる部材や基板の表面上において施される成膜やパターニングなどの工程に、トレンチ形成の影響がおよぶことを防止できる。特に、基板上に絶縁膜を形成した後、当該絶縁膜をストッパとしたパターンエッチングによってトレンチを形成する場合、基板の表面側が絶縁膜で塞がれ、かつ基板の表面側に貫通したトレンチを形成でき、しかも、絶縁膜を中空のトレンチ内に弛ませることなく、すなわち絶縁膜の表面を平坦に保つことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の固体撮像素子およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、ここでは、本発明をインターライントランスファー型のＣＣＤ固体撮像素子に適用した場合の実施の形態を説明する。
【００１５】
＜固体撮像素子＞
図１〜図４は、本発明を適用した実施形態の固体撮像素子の概略構成図を示す。このうち、図１は固体撮像素子の概略平面図であり、図２は図１におけるＡ部の拡大平面図であり、図３は図２におけるｘ−ｘ’断面図であり、図４はｙ−ｙ’断面図である。
【００１６】
図１に示す固体撮像素子３０は、インタートランスファー型のＣＣＤ固体撮像素子であり、次のように構成されている。すなわち、この固体撮像素子３０においては、入射した光を電子に変換して蓄積する光電変換・電荷蓄積領域（以下、受光領域と記す）１１が、基板１の表面側にマトリックス状に配置されている。そして、これらの各受光領域１１が配置された各部分が各画素となる。また、受光領域１１の水平方向（図面上における左右方向）脇には、読出領域１２を介して垂直転送領域１３が配置されている。この垂直転送領域１３は、受光領域１１に沿って垂直方向（図面上における上下方向）に延設されており、この最終段に接続させて水平転送電極１４が配置され、さらに水平転送電極１４の最終段に接続させて出力部１５が配置されている。そして、各受光領域１１間および垂直転送領域１３との間には、素子分離領域１６が配置されている。
【００１７】
図２の拡大図に示すように、垂直転送領域１３における基板１上には、２層構造の転送電極２１（２１ａ，２１ｂ）が、絶縁膜（図示省略）を介してそれぞれの端部を積層させた状態で、垂直方向に沿って交互に配置されている。そして、水平方向に配置された転送電極２１ａ−２１ａ間および転送電極２１ｂ−２１ｂ間は、垂直方向に配置された受光領域１１間において接続されている。この接続部分においては、第１層の転送電極２１ａ上に第２層の転送電極２１ｂが積層されている。尚、ここでの図示は省略したが、垂直転送領域１３の垂直方向の最終段に配置された転送電極２１は水平転送領域の転送電極に接続された構成となっている。
【００１８】
また、図３および図４に示すように、この固体撮像素子３０における基板１の内部構造は、例えば単結晶シリコンからなるＮ型の基板１の内部深くにオーバーフローバリアとなる第１のＰ型半導体ウエル領域（Ｐｗｅｌｌ）２が形成され、この上方の基板１の表面側にはＮ型半導体ウエル領域（Ｎｗｅｌｌ）３が形成されている。そして、Ｎ型半導体ウエル領域３の表面側に、Ｎ型の不純物拡散層４が形成され、その上にＰ型の不純物拡散層５が形成されている。これらにより、Ｐ型の不純物拡散層５から、Ｐ型半導体ウエル領域（Ｐｗｅｌｌ）２までの信号電荷生成領域を有する受光領域１１が構成されている。
【００１９】
さらに、各受光領域１１に隣接させてＭＯＳ構造の読出領域１２が設けられており、この読出領域１２を介した受光領域１１脇に、上述した垂直転送領域１３が設けられている（図４参照）。このうち読出領域１２は、基板１の表面側のＮ型半導体ウエル領域３と、その上部に絶縁膜２０を介して設けられた読出電極２１によって構成される。さらに、垂直転送領域１３は、基板１の表面層に設けられたＮ型の転送チャネル領域７と、その上部に絶縁膜２０を介して設けられた転送電極２１とによって構成され、図示したように読出電極２１と転送電極２１とが一体に形成されていても良い。尚、転送チャネル領域７の下部には、第２のＰ型半導体ウエル領域８が形成されている。
【００２０】
またさらに、この基板１内には、受光領域１１間となる位置に、上述した素子分離領域１６が設けられている。素子分離領域１６は、読出領域１２が配置された側を除いて受光領域１１を囲む位置に配置されることとする（図１および図２の平面図参照）。ただし、素子分離領域１６の配置状態は、図１および図２の平面図に示す位置に限定されることはなく、受光領域１１と読出領域１２との間を除く位置で、少なくとも垂直方向に配置された受光領域１１間に設けられていることとする。また、この素子分離領域１６の上部にも、転送電極２１が設けられる。
【００２１】
そして特に、この素子分離領域１６は、内部が中空に保たれたトレンチ９からなることを特徴としている。このトレンチ９は、０．１μｍ〜０．２μｍ程度の幅を有していることとする。
【００２２】
また、トレンチ９は、少なくともＰ型半導体ウエル領域（Ｐｗｅｌｌ）２と同程度の深さ位置に配置されることとし、例えば基板１の裏面側から表面側に向かって設けられていることとする。
【００２３】
図５には、図３におけるＡ部の拡大図を示す。この図５に示すように、素子分離領域１６は、基板１の表面を覆う絶縁膜２０に達する状態で、基板１を貫通して設けられていることが好ましい。この場合、後の製造方法でさらに詳しく説明するが、基板１のエッチングにおいてストッパとなる材料を用いて絶縁膜２０を構成することで、表面平坦な絶縁膜２０によってトレンチ９が塞がれた素子分離領域１６を設ける。このため、例えば基板１が単結晶シリコンからなる場合、基板１上に、酸化シリコン膜２０ａ、窒化シリコン膜２０ｂおよび酸化シリコン膜２０ｃをこの順に積層した絶縁膜２０を設け、窒化シリコン膜２０ｂをストッパにして基板１を裏面側からパターンエッチングすることによってトレンチ９が設けられていることとする。
【００２４】
尚、トレンチ９は、上述したように、少なくともＰ型半導体ウエル領域（Ｐｗｅｌｌ）２と同程度の深さ位置に配置されることが好ましいが、基板１の表面側に貫通していなくても良く、基板１の表面側から数μｍ程度の深さを残して設けられても良い。
【００２５】
このような構成の素子分離領域１６は、トレンチの内壁に接する部分、特に受光可能な最大深さに相当するＰ型半導体ウエル領域（Ｐｗｅｌｌ）２と同程度の深さ位置においてトレンチの内壁に接する部分が中空であれば、トレンチの内部が完全に中空である必要はない。したがって、このような状態に保たれていれば、例えば、絶縁膜２０の底面側が弛んだ状態で、素子分離領域１６を構成するトレンチ９の内部に入り込んでいても良い。
【００２６】
そして、先の図３，図４に示すように、この素子分離領域１６の側面を囲む位置には、Ｐ型不純物拡散層１０が設けられている。このＰ型不純物拡散層１０は、オーバーフローバリアとなる第１のＰ型半導体ウエル領域２から基板１の表面側にかけて、素子分離領域１６の側壁周囲に設けられていることとする。ただし、この部分に加えて、第１のＰ型半導体ウエル領域２よりも基板１の裏面側における素子分離領域１６の側壁周囲に、Ｐ型不純物拡散層１０が設けられていても良い。
【００２７】
以上のように内部が構成された基板１上には、絶縁膜２０を介して形成された転送電極２１ａ，２１ｂを覆う状態で、層間絶縁膜２２が設けられている。この層間絶縁膜２２上には、受光領域１１を開口させてアルミニウムやタングステンなどからなる遮光膜２３が設けられている。また、さらに全体を覆ってリフロー膜２４および、表面が平坦化された高屈折率膜２５がこの順に形成されている。リフロー膜２４は、下地の各層による段差に応じて凹凸を有しており、このリフロー膜２４と高屈折率膜２５とによって、受光領域１１上に層内レンズ２６が構成されている。これにより、受光領域１１に光を集光して感度を向上させることが可能になる。またさらに、ここでの図示を省略したが、高屈折率膜２５上には、フィルタ層やオンチップレンズが設けられていることとする。
【００２８】
以上のように構成された固体撮像素子３０においては、内部が中空に保たれたトレンチ９からなる素子分離領域１６を、受光領域１１間に設けた構成となっている。このような素子分離領域１６においては、中空部の屈折率ｎがほぼｎ＝１と最小値であることから、基板１と中空部との界面（すなわち素子分離領域１６の側壁）における全反射臨界角が最小に設定される。ここで、全反射臨界角とは、受光面（ここでは素子分離領域１６の側壁）の法線と入射光とがなす角度を入射角とした場合、この受光面（素子分離領域１６の側壁）で全反射可能な入射角の最小値である。そして、基板１１が単結晶シリコンからなる場合、その全反射臨界角は１７．１°になる。
【００２９】
このため、このような素子分離領域１６は、従来の技術において説明したようなトレンチ９内を絶縁膜で埋め込んでなる素子分離層（全反射臨界角２５．４°）と比較して、素子分離領域１６の側壁で全反射される入射角の範囲が広げられることになる。したがって、基板１の表面に対する入射角がより大きな入射光が受光領域１１に入射された場合であっても、素子分離領域１６の側壁で全反射させることができるようになる。この結果、固体撮像素子３０の微細化が進行して射出瞳距離がさらに小さくなり、これによって基板１表面に対する入射角が大きくなることで、遮光膜１６の淵において回折した回折光の素子分離領域１６の側壁に対する回折光の入射角が小さくなっても、素子分離領域１６を挟んで配置された受光領域１１への光の漏れ込みを防止することが可能になり、混色の発生を抑えることができる。
【００３０】
また、この固体撮像素子３０において、素子分離領域１６を構成するトレンチ９を、基板１上に設けられた絶縁膜２０に達する状態で設けた場合、基板１の表面側を貫通してトレンチ９（すなわち素子分離領域１６）が配置されることになる。このため、素子分離領域１６とその上部の転送電極２１との間の間隔をより狭くすることが可能になり、この間隔部分から隣接する受光領域１１への光の漏れ込みを抑えることが可能になる。
【００３１】
しかも、素子分離領域１６によって、隣接する表示領域１１への電荷の漏れ込みをも防止することができる。
【００３２】
また、この固体撮像素子３０には、素子分離領域１６の側壁周囲にＰ型不純物拡散層１０が設けられている。このため、トレンチ９との界面における基板１１面において暗電流が発生した場合であっても、このＰ型不純物拡散層１０内のホールによって暗電流を吸収することができる。このＰ型不純物拡散層１０は、素子分離領域１６の側壁周囲のＰ型不純物濃度が暗電流の吸収に十分な濃度であれば、特別に設けた層とする必要はない。
【００３３】
尚、以上の固体撮像素子３０は、例えば図６に示すように構成されていても良い。すなわち、この固体撮像素子３０は、支持枠５１と、この支持枠５１内に張設された状態で支持された半導体薄膜部分５２とで構成されている。そして、この半導体薄膜部分５２に、図２〜図４を用いて説明した固体撮像素子の各領域、すなわち受光領域１１，読出領域１２，垂直転送領域１３、および素子分離領域１６を配置した構成とする。この場合、半導体薄膜部分５２が上述した基板１となる。
【００３４】
このような構成とすることにより、垂直転送領域１３に沿って配置される素子分離領域１６が、トレンチ９内を中空に保ってなるもので、このトレンチ９が基板１（すなわち半導体薄膜５２）の裏面に連通していたとしても、この支持枠５１によって、トレンチ９部分での基板１の折れ曲がりを防止することができる。
【００３５】
尚、このような構成の固体撮像素子３０においては、素子分離領域１６が配置される部分のみが半導体薄膜５２部分に配置されれば良い。このため、図１を用いて説明した水平転送領域１４および出力部１５等は、支持枠５１の表面側に設けられていても良い。
【００３６】
また、このほかにも、基板１の裏面側に、支持基板を貼り合わせた構成とすることで、トレンチ９部分での基板の折れ曲がりを防止することもできる。この場合であっても、トレンチ９内の所定部（受光領域１１と同程度の深さ部分）を中空に保つことで、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
＜固体撮像素子の製造方法＞
次に、上述した構成の固体撮像素子の製造方法を、図２〜図５を用いて説明する。
【００３８】
先ず、単結晶シリコンからなる基板１の所定深さに、Ｐ型の不純物をイオン注入によって導入してオーバーフローバリアとなる第１のＰ型半導体ウエル領域２を形成する。
【００３９】
次に、基板１の表面層における垂直転送領域１３に、イオン注入によって、Ｎ型の転送チャネル領域７とこの下部の第２のＰ型半導体ウエル領域８を形成する。
【００４０】
その後、基板１上に酸化シリコン膜２０ａ、窒化シリコン膜２０ｂ、酸化シリコン膜２０ｃをこの順に積層してなる絶縁膜２０を形成する（図５参照）。
【００４１】
次いで、素子分離領域１６を形成する予定の領域とこれを含む一回り外側の領域に掛けて、イオン注入によってＰ型不純物を拡散させ、Ｐ型不純物拡散層１０を形成する。この際、Ｐ型不純物の拡散深さは、基板１の表面から第１のＰ型半導体ウエル領域２までを目安として良い。
【００４２】
以上の工程を、従来と同様の手順で行った後、基板１の裏面側からパターンエッチングを行うことで、読出領域１２が配置された側を除いた３方向から受光領域１１を囲む配置形状のトレンチ９を形成する。尚、この３方向とは、基板１を平面視的に見た場合において、読出領域１２が四角形状である場合の、読出領域１２が配置された側の面を除く３方向であることとする。このため、基板１を平面視的に見た場合において、読出領域１２が四角形状でない場合には、読出領域１２が配置された側の面を除く、その他の全方向となる。このトレンチ９の形成においては、絶縁膜２０を構成する窒化シリコン膜２０ｂをストッパとしたエッチングを行う（図５参照）。また、異方性の良好な条件でエッチングを行うことで、０．１μｍ〜０．２μｍ程度の幅のトレンチ９を形成することとする。
【００４３】
ここで、上記トレンチ９の形成においては、予め、基板１を裏面側からエッチング、または研磨することによって基板１を十分に薄型化しておくことで、十分に線幅の狭い（０．１μｍ〜０．２μｍ程度）のトレンチ９を異方性形状良好に形成することが好ましい。このような基板１の薄型化に際しては、先ず、基板１の裏面側に、トレンチ９が形成される領域を囲むレジストパターンを設け、このレジストパターンをマスクにして基板１を裏面側からエッチングすることで、トレンチ９を形成する領域を薄型化する。これにより、図６に示したような支持枠５１の内側に薄型化した基板１部分（半導体薄膜部分５２）を支持させた形状とし、その後、この半導体薄膜部分５２を裏面側からパターンエッチングすることにより、良好な異方性形状を有するトレンチ９を形成する。
【００４４】
以上の後、従来と同様の手順で、絶縁膜２０上に第１層の転送電極２１ａを形成し、さらに絶縁膜２０を介して第２層の転送電極２１ｂを形成する。その後、基板１の表面層における転送電極２１ａ、２１ｂの開口部に、Ｎ型の不純物拡散層４とこの上部のＰ型の不純物拡散層５とを形成して受光領域１１を形成する。次いで、受光領域１１を露出するような開口部を有する遮光膜２３を形成し、さらにリフロー膜２４、高屈折率膜２５、および必要に応じてさらに上層の部材（フィルタ、オンチップレンズ等）を形成することにより、上述した構成の固体撮像素子３０を完成させる。
【００４５】
以上の製造方法によれば、基板１の裏面側から素子分離領域１６となるトレンチ９を形成することにより、基板１の表面側が塞がれたトレンチ９が形成される。この際、特に、基板１上に形成した絶縁膜２０（詳しくは窒化シリコン膜２０ｂ）をストッパとしたパターンエッチングを行うことで、基板１の表面側に貫通したトレンチ９を形成でき、なおかつ絶縁膜２０を中空のトレンチ内に弛ませることなく、すなわち絶縁膜２０の表面を平坦に保つことができる。したがって、以降の工程でこの絶縁膜２０上おいて施される成膜やパターニングなどの工程に、トレンチ９形成の影響がおよぶことを防止できる。この結果、絶縁膜２０上に形成される各構成部材を、平坦な絶縁膜２０上に精度良く形成することが可能になる。
【００４６】
しかも、トレンチ９内を中空に保つため、トレンチ９内に絶縁膜を充填する従来の方法と比較して、製造工程数の削減を図ることができる。また、トレンチ９内に絶縁膜を充填する場合には、その充填の精度が問題となっていたが、このような問題が生じることもない。
【００４７】
以上の手順においては、絶縁膜２０を形成した直後に、素子分離領域１６となるトレンチ９を形成する構成とした。しかし、トレンチ９の形成は、絶縁膜２０を形成した後、さらに詳しくは絶縁膜２０を構成する窒化シリコン膜２０ｂを形成した後であれば、いずれの工程で行っても良く、上述した製造方法と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
尚、絶縁膜２０のトレンチ９内への弛み込みの問題がない場合や、このように弛んだ絶縁膜２０上への各構成部材の形成に問題がない場合には、基板１の表面側からのエッチングによってトレンチ９を形成した後、絶縁膜２０の形成以降の工程を行う様にしても良い。
【００４９】
また、基板１の表面側にトレンチ９を貫通させない場合、すなわち基板１を裏面側からパターンエッチングしてトレンチ９を形成する際に、表面側のトレンチ９底部に基板１を残す場合には、トレンチ９の形成はどの工程で行っても良い。
【００５０】
さらに、上述した実施形態においては、インターライントランスファー型のＣＣＤ固体撮像素子に本発明を適用した実施の形態を説明した。しかし本発明は、このような固体撮像素子への適用に限定されることはなく、フレームトランスファー型のＣＣＤ固体撮像素子、フレームインターライントランスファー型のＣＣＤ固体撮像素子、フルフレームトランスファー型のＣＣＤ固体撮像素子、さらにはＣＭＯＳセンサーを用いた固体撮像素子への適用が可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００５１】
尚、上述した実施形態においては、素子分離領域１１が、読出領域１２が配置された側を除いた３方向から受光領域１１を囲む部分のみに設けられている構成を説明した。しかし、素子分離領域１１は、さらに垂直転送領域１３における第２のＰ型半導体ウェル領域８の下方側に延設されても良い。このような構成にした場合、第２のＰ型半導体ウェル領域８の下方側から隣接する画素の受光領域への光の漏れ込みを防止することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の固体撮像素子によれば、内部が中空に保たれたトレンチを素子分離領域としたことにより、素子分離領域の側壁における全反射臨界角を最小にすることができる。したがって、固体撮像素子の微細化が進展して射出瞳距離がさらに小さくなり、各画素の受光領域に素子分離領域の側壁に対してより入射角の小さい入射光が入射された場合であっても、素子分離領域の側壁においてこの入射光を全反射させることができるようになり、この素子分離領域を挟んで配置された受光領域への光の漏れ込みが防止され、混色を抑えた撮像が可能になる。
【００５３】
また、本発明の固体撮像素子の製造方法によれば、基板の裏面側からトレンチを形成することによって、基板の表面側を塞いだ状態でトレンチを形成することができる。このため、基板の上方に設けられる部材や基板の表面上において施される成膜やパターニングなどの工程に、トレンチ形成の影響がおよぶことを防止できる。特に、基板の表面側に形成した絶縁膜をストッパとしたパターンエッチングによってトレンチを形成することで、絶縁膜を中空のトレンチ内に弛ませることなく、すなわち絶縁膜の表面を平坦に保ちつつも、基板の表面側に貫通させたトレンチを形成し、より高い位置にまで達する素子分離領域を形成することができる。このため、基板上の各部材の形成精度を保ちかつ、素子分離によってより確実に光漏れを防止できる固体撮像素子を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した固体撮像素子の概略平面図である。
【図２】図１のＡ部拡大平面図である。
【図３】図２の拡大平面図におけるｘ−ｘ’断面図である。
【図４】図２の格段平面図におけるｙ−ｙ’断面図である。
【図５】図３のＡ部拡大断面図である。
【図６】本発明を適用した固体撮像素子の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…基板、９…トレンチ、１０…Ｐ型不純物拡散層、１１…受光領域、１６…素子分離領域、２０…絶縁膜、３０…固体撮像素子
【図１】
2004228407.tif 000003
【図２】
2004228407.tif 000004
【図３】
2004228407.tif 000005
【図４】
2004228407.tif 000006
【図５】
2004228407.tif 000007
【図６】
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