(57)【要約】【課題】  光電変換素子の金属汚染による画質の劣化を抑制することができる構成の固体撮像素子を提供する。【解決手段】  撮像領域３１及びオプティカルブラック領域３２において、半導体層３内に光電変換素子７が形成され、撮像領域３１においては、半導体層３に対して、一方の主面側に複数の色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のカラーフィルタ１８が所定の配列規則で形成され、オプティカルブラック領域３２においては、半導体層３に対して、一方の主面側に遮光膜１９が形成された固体撮像素子３０において、遮光膜１９が、少なくとも、複数の色のカラーフィルタ１８のうち、２つ以上の異なる色のカラーフィルタ１８が積層された構成とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像領域とオプティカルブラック領域とを少なくとも有し、
前記撮像領域及び前記オプティカルブラック領域において、半導体層内に光電変換素子が形成され、
前記撮像領域においては、前記半導体層に対して、一方の主面側に複数の色のカラーフィルタが所定の配列規則で形成され、
前記オプティカルブラック領域においては、前記半導体層に対して、前記一方の主面側に遮光膜が形成され、
前記遮光膜が、少なくとも、前記複数の色のカラーフィルタのうち、２つ以上の異なる色のカラーフィルタが積層されて形成されている
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記半導体層の他方の主面側に、内部に配線層が形成された絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記半導体層の一方の主面側に、内部に配線層が形成された絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
撮像領域とオプティカルブラック領域とを少なくとも有し、前記撮像領域及び前記オプティカルブラック領域において、半導体層内に光電変換素子が形成された固体撮像素子を製造する方法であって、
前記半導体層に前記光電変換素子を形成する工程と、
前記撮像領域において、前記半導体層の一方の主面側に、複数の色のカラーフィルタを形成する工程とを有し、
前記カラーフィルタを形成する工程の際に、前記複数の色のカラーフィルタのうち、２つ以上の異なる色のカラーフィルタを、それぞれ前記オプティカルブラック領域においても同時に形成することにより、遮光膜を形成する
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
前記光電変換素子を形成する工程の後、前記半導体層の他方の主面側に配線層と前記配線層を覆う絶縁層を形成することを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
前記光電変換素子を形成する工程の後、前記半導体層の一方の主面側に配線層と前記配線層を覆う絶縁層を形成することを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固体撮像素子としては、半導体基体の表面側に回路素子や配線層等を形成し、この表面側より光を入射させて撮像する構成が採られていた。
しかしながら、このような構成の場合、表面側に形成された回路素子や配線層等で入射光が吸収、あるいは反射されてしまい、入射光に対する光電変換効率が低く、感度の低い構成となっていた。
【０００３】
そこで、このような問題を解決する構成として、半導体基体の表面側に回路素子や配線層等を形成し、半導体基体の裏面側より光を入射させて撮像できるようにすることで、受光のための開口率を高くし、また、入射光の吸収、あるいは反射を抑えるようにした、いわゆる裏面照射型の固体撮像素子が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、このような裏面照射型の固体撮像素子、例えばＣＭＯＳ型の固体撮像素子の構成を、図１２及び図１３を参照して説明する。
なお、図１２は、チップ状態とされたＣＭＯＳ型の固体撮像素子において、撮像領域、オプティカルブラック領域、パッド領域等の要部の概略平面図を示している。
また、図１３は、図１２のＡ−Ａ線の概略断面図を示している。
【０００５】
ＣＭＯＳ型の固体撮像素子５０では、画素がマトリクス状に配列された撮像領域８１と、この撮像領域８１の周囲に形成されたオプティカルブラック領域８２等から構成されている。なお、８３は、オプティカルブラック領域８２の周囲に形成されたパッド領域である。
オプティカルブラック領域８２は、暗電流補正用の画素が撮像領域８１の画素の周囲に配列された構成であり、画素の一方の面が遮光膜６９により覆われている。そして、オプティカルブラック領域８２から出力された信号を基準として、撮像領域８１から出力された信号を補正することにより、暗電流等のノイズを除去するようにしている。
【０００６】
撮像領域８１では、半導体基体５３（例えば単結晶シリコン層）内に形成された素子分離領域５５により区切られた単位画素領域５６内に、高濃度のＮ型の半導体領域よりなる光電変換素子（いわゆるフォトダイオードＰＤ部）５７が形成されている。
【０００７】
単結晶シリコン層５３の一方の面、すなわち表面側（図中下側）には、各光電変換素子５７に蓄積された信号電荷を読み出す回路（読み出し回路）５８がそれぞれ形成され、これら読み出し回路５８上に配線層６５が形成されている。
【０００８】
また、半導体基体５３の他方の面、すなわち裏面側（図中上側）には、バリア膜（例えばＴｉ膜）６７を介して、各単位画素領域５６に対応する位置に、異なる色のカラーフィルタ６８が所定の配列規則でそれぞれ形成されている。
すなわち、撮像領域８１において、例えばＲ（赤）のフィルタ６８１と、Ｇ（緑）のフィルタ６８２と、Ｂ（青）のフィルタ６８３とが、各単位画素領域５６に所定の配列規則で形成されている。
そして、各カラーフィルタ６８上の各光電変換素子５７に対応する位置には、それぞれオンチップレンズ７０が形成されている。
【０００９】
読み出し回路５８は、Ｐ型の半導体領域よりなる読み出しゲート部６０と、この読み出しゲート部６０に隣接して、光電変換素子５７で蓄積された信号電荷を電圧に変換する、高濃度のＮ型の半導体領域よりなるフローティングディフュージョン部（ＦＤ部）５９と、読み出しゲート部５９上に形成された読み出し電極６３とから構成されている。
【００１０】
なお、６１はＰ型の半導体領域よりなる第２の素子分離領域である。また６２は光電変換素子５７の表面側に形成された高濃度のＰ型の半導体領域よりなる正電荷蓄積領域である。
また、図示しないが、この単位画素領域５６内においては、フローティングディフュージョン部５９に蓄積された信号電荷を掃き捨てるリセットゲート部や、フローティングディフュージョン部５９で変換された電圧を出力する出力部（出力アンプ）等が設けられている。
【００１１】
配線層６５は、４層の配線を有している。
具体的には、単結晶シリコン層５３上に形成された絶縁層６４中において、１層目の配線６５１と、この１層目の配線６５１上に絶縁層６４を介して形成された２層目の配線６５２と、この２層目の配線６５２上に絶縁層６４を介して形成された３層目の配線６５３と、この３層目の配線層６５３上に絶縁層６４を介して形成された４層目の配線６５４とから形成されている。
なお、絶縁層６４上には平坦化膜（図示せず）が形成され、この平坦化膜上に接着剤層（図示せず）を介して支持基板６６が接着されている。
【００１２】
オプティカルブラック領域８２では、単結晶シリコン層５３の裏面側にバリア膜６７を介して遮光膜６９が形成されている。なお、このオプティカルブラック領域８２では、撮像領域８１と同様に光電変換素子５７や配線層６５が形成されている。
なお、遮光膜６９は、光電変換素子５７の全てを覆うように形成されている。
【００１３】
そして、このような構成のＣＭＯＳ型の固体撮像素子５０においては、単結晶シリコン層５３の裏面側から画像光が入射される。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−３１７８５号公報（段落番号[００２７]〜[００２９]及び図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した固体撮像素子５０の場合、遮光膜６９が、例えばＡｌ等の金属材料より形成されているので、遮光膜６９から拡散した金属等が光電変換素子５７内に侵入して、光電変換素子５７が汚染されてしまう。
【００１６】
このように、光電変換素子５７が汚染された場合、光電変換素子５７内において暗電流が発生し、ノイズ（例えば白点、白キズ）等の画像欠陥が生じて画像品質が劣化してしまう。
オプティカルブラック領域８２において、このような問題が生じた場合、例えば、このオプティカルブラック領域８２から出力される基準信号が影響を受けることになるので、この基準信号を元にして行われる、撮像領域から出力された信号の補正、すなわち暗電流等のノイズの除去を良好に行うことが困難になる。
【００１７】
また、これ以外にも、遮光膜６９から拡散した金属等が、オプティカルブラック領域８２に隣接する撮像領域８１の光電変換素子５７内に侵入し、撮像領域８１の光電変換素子５７が汚染される。この場合においても、光電変換素子５７内において暗電流が発生し、ノイズ（例えば白点、白キズ）等の画像欠陥が生じて画像品質が劣化してしまう。
【００１８】
なお、このような問題は、裏面照射型の固体撮像素子５０だけではなく、例えば、前述したような表面照射型の固体撮像素子においても生じることが考えられる。
【００１９】
上述した点に鑑み、本発明は、光電変換素子の金属汚染による画質の劣化を抑制することができる構成の固体撮像素子及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る固体撮像素子は、撮像領域とオプティカルブラック領域とを少なくとも有し、撮像領域及びオプティカルブラック領域において、半導体層内に光電変換素子が形成され、撮像領域においては、半導体層に対して、一方の主面側に複数の色のカラーフィルタが所定の配列規則で形成され、オプティカルブラック領域においては、半導体層に対して、一方の主面側に遮光膜が形成され、遮光膜が、少なくとも、複数の色のカラーフィルタのうち、２つ以上の異なる色のカラーフィルタが積層されて形成されている構成とする。
【００２１】
本発明に係る固体撮像素子によれば、遮光膜が、少なくとも、複数の色のカラーフィルタのうち、２つ以上の異なる色のカラーフィルタが積層されて形成されているので、樹脂等により形成され、金属の含有量が少ないカラーフィルタによって遮光膜が形成されていることになる。このため、遮光膜が金属等により形成された場合と比較して、オプティカルブック領域や撮像領域の光電変換素子が金属等に汚染されることを抑えることが可能になる。これにより、オプティカルブラック領域や撮像領域の光電変換素子において、暗電流等の発生を抑えることができ、この暗電流等に起因する画像欠陥を低減することが可能になる。
また、オプティカルブラック領域において、画像欠陥を低減することが可能になるので、オプティカルブラック領域から出力された基準信号を元にして行われる、撮像領域から出力された信号の補正を良好に行うことが可能になる。
また、カラーフィルタと遮光膜とが、それぞれ共通のカラーフィルタで形成されるので、製造時に、カラーフィルタと遮光膜とを同時に形成することができる。
【００２２】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、撮像領域とオプティカルブラック領域とを少なくとも有し、撮像領域及びオプティカルブラック領域において、半導体層内に光電変換素子が形成された固体撮像素子を製造する方法であって、半導体層に光電変換素子を形成する工程と、撮像領域において、半導体層の一方の主面側に、複数の色のカラーフィルタを形成する工程とを有し、カラーフィルタを形成する工程の際に、複数の色のカラーフィルタのうち、２つ以上の異なる色のカラーフィルタを、それぞれオプティカルブラック領域においても同時に形成することにより、遮光膜を形成するようにする。
【００２３】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法によれば、カラーフィルタを形成する工程の際に、複数の色のカラーフィルタのうち、２つ以上の異なる色のカラーフィルタを、それぞれオプティカルブラック領域においても同時に形成することにより、遮光膜を形成するようにしたので、遮光膜とカラーフィルタとを同じ材料で形成することができる。このため、カラーフィルタと遮光膜とを同時に形成することが可能になり、カラーフィルタと遮光膜とを別々に形成する場合と比較して、工程を簡略化することができる。
また、樹脂等により形成され、金属等の含有量の少ないカラーフィルタにより遮光膜を形成しているので、例えば、金属等から形成される遮光膜の場合と比較して、遮光膜からの金属等の拡散を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る固体撮像素子によれば、オプティカルブラック領域において画像欠陥を低減することができるので、撮像領域から出力された信号の補正を良好に行うことが可能になる。
したがって、画像品質が向上され、高い信頼性を有する固体撮像素子を実現することができる。
【００２５】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法によれば、カラーフィルタと遮光膜とを同時に形成することができ、製造工程を容易に行うことができる。
また、金属等により光電変換素子が汚染されることを抑えることができるので、歩留まりを向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
まず、本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態、例えばＣＭＯＳ型の固体撮像素子の概略構成図を、図１及び図２を参照して説明する。
なお、図１は、チップ状態とされたＣＭＯＳ型の固体撮像素子において、撮像領域、オプティカルブラック領域、パッド領域等の要部の概略平面図を示している。
また、図２は、図１のＡ−Ａ線の概略断面図を示している。
【００２８】
ＣＭＯＳ型の固体撮像素子３０では、画素がマトリクス状に配列された撮像領域３１と、この撮像領域３１の周囲に形成されたオプティカルブラック領域３２等から構成されている。なお、３３は、オプティカルブラック領域３２の周囲に形成されたパッド領域である。
オプティカルブラック領域３２は、暗電流補正用の画素が撮像領域３１の画素の周囲に配列された構成であり、画素の一方の面が遮光膜１９により覆われている。そして、オプティカルブラック領域３２から出力された信号を基準として、撮像領域３１から出力された信号を補正することにより、暗電流等のノイズを除去するようにしている。
【００２９】
撮像領域３１では、半導体基体（例えば単結晶シリコン層）３内に形成された素子分離領域５により区切られた単位画素領域６内に、高濃度のＮ型の半導体領域よりなる光電変換素子（いわゆるフォトダイオードＰＤ部）７が形成されている。
【００３０】
単結晶シリコン層３の一方の面、すなわち裏面側（図中上側）には、バリア膜（Ｔｉ膜）１７上の各単位画素領域６に対応する位置に、異なる色のカラーフィルタ１８が所定の配列規則でそれぞれ形成されている。
すなわち、撮像領域３１において、Ｒ（赤）のカラーフィルタ（Ｒ）１８１と、Ｇ（緑）のカラーフィルタ（Ｇ）１８２と、Ｂ（青）のカラーフィルタ（Ｂ）１８３との、３つの色のカラーフィルタ１８が所定の配列規則で形成されている。
そして、各カラーフィルタ１８上の各光電変換素子７に対応する位置には、それぞれオンチップレンズ２０が形成されている。
【００３１】
また、単結晶シリコン層３の他方の面、すなわち表面側（図中下側）には、各光電変換素子７に蓄積された信号電荷を読み出す回路（読み出し回路）８がそれぞれ形成され、これら読み出し回路８上に配線層１５が形成されている。
【００３２】
読み出し回路８は、Ｐ型の半導体領域よりなる読み出しゲート部１０と、この読み出しゲート部１０に隣接して、光電変換素子７で蓄積された信号電荷を電圧に変換する、高濃度のＮ型の半導体領域よりなるフローティングディフュージョン部（ＦＤ部）９と、読み出しゲート部１０上に形成された読み出し電極１３とから構成されている。
なお、１１はＰ型の半導体領域よりなる第２の素子分離領域である。また１２は光電変換素子７の表面側に形成された高濃度のＰ型の半導体領域よりなる正電荷蓄積領域である。
また、図示しないが、この単位画素領域６内においては、フローティングディフュージョン部９に蓄積された信号電荷を掃き捨てるリセットゲート部や、フローティングディフュージョン部９で変換された電圧を出力する出力部（出力アンプ）等が設けられている。
【００３３】
配線層１５は、４層の配線を有している。
具体的には、単結晶シリコン層３上に形成された絶縁層１４中において、１層目の配線１５１と、この１層目の配線１５１上に絶縁層１４を介して形成された２層目の配線１５２と、この２層目の配線１５２上に絶縁層１４を介して形成された３層目の配線１５３と、この３層目の配線１５３上に絶縁層１４を介して形成された４層目の配線１５４とから形成されている。
なお、絶縁層１４上には、図示しないが、パッシベーション膜からなる平坦化膜が形成され、この平坦化膜上に接着剤層を介して支持基板１６が接着されている。
【００３４】
オプティカルブラック領域３２では、単結晶シリコン層３の裏面側にバリア膜１７を介して遮光膜１９が形成されている。なお、このオプティカルブラック領域３２では、撮像領域３１と同様に光電変換素子７や配線層１５が形成されている。遮光膜１９は、オプティカルブラック領域３２の光電変換素子７の全てを覆うように形成されている。
【００３５】
このような構成のＣＭＯＳ型の固体撮像素子３０においては、単結晶シリコン層３の裏面側からオンチップレンズ２０を通じてフォトダイオードＰＤに光が照射される。
【００３６】
そして、本実施の形態においては、特に、遮光膜１９が、カラーフィルタ１８１，１８２，１８３が順に積層されて形成されている。
【００３７】
遮光膜１９の厚さは、良好な遮光性を得られるように、任意の厚さに選定される。
例えば、３色のカラーフィルタ１８１，１８２，１８３の膜厚をそれぞれ５００ｎｍ〜７００ｎｍとした場合は、最終的に積層された遮光膜１９の厚さは１５００ｎｍ〜２１００ｎｍ程度の厚さとなる。
また、例えば、２色のカラーフィルタを積層して遮光膜１９を形成した場合において、カラーフィルタの膜厚をそれぞれ５００ｎｍ〜７００ｎｍとした場合は、最終的に積層された遮光膜１９の厚さは１０００ｎｍ〜１４００ｎｍ程度の厚さとなる。
【００３８】
このように、本実施の形態のＣＭＯＳ型の固体撮像素子３０によれば、オプティカルブラック領域３２の遮光膜１９が、撮像領域３１において形成されたカラーフィルタ１８と共通の、３つのカラーフィルタ１８１，１８２，１８３とから形成されているので、カラーフィルタ１８と遮光膜１９が同様の材料から形成されていることになる。このため、製造時において、カラーフィルタ１８を形成する工程と遮光膜１９を形成する工程とを１回の工程で行うことが可能になる。
また、樹脂等により形成され、金属の含有量が少ないカラーフィルタ１８によって遮光膜１９が形成されているので、金属等によるオプティカルブラック領域３２や撮像領域３１の光電変換素子７の汚染を低減することができる。このため、オプティカルブラック領域３２や撮像領域３１の光電変換素子７において暗電流の発生を抑えることができ、この暗電流に起因するノイズ（例えば白点、白キズ）等の画像欠陥を低減することが可能になる。これにより、画像品質の劣化を防ぐことができる。
【００３９】
また、このように、オプティカルブラック領域３２において、ノイズ等の画像欠陥を低減することが可能になるので、オプティカルブラック領域３２では、画像欠陥に起因する基準信号への影響を少なくすることができる。このため、オプティカルブラック領域３２からの基準信号を元にして行われるノイズの除去を良好に行うことが可能になる。
また、このような作用は、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のカラーフィルタ１８１，１８２，１８３の全てを用いて遮光膜１９を形成したことで、黒レベルを良好に決められる点からもいえることである。
【００４０】
また、従来の固体撮像素子においては、カラーフィルタにおける金属の含有量と遮光膜における金属の含有量との間に大きな差が生じていたので、撮像領域及びオプティカルブラック領域のそれぞれの光電変換素子に与える汚染の度合いが大きく異なっていた。
しかしながら、本実施の形態の固体撮像素子３０においては、カラーフィルタ１８と遮光膜１９とが同じ材料で形成されているので、金属の含有量の差が少なく、撮像領域３１及びオプティカルブラック領域３２のそれぞれの光電変換素子７に与える汚染の度合いが略同じとなる。このため、撮像領域３１及びオプティカルブラック領域３２から出力される信号が略同じレベルとなるので、オプティカルブラック領域３２から出力される基準信号を元にして行われるノイズの除去を容易に行うことが可能になる。
【００４１】
次に、このような構成の固体撮像素子３０を製造する方法を、図３〜図１１及び図２を参照して説明する。なお、図１及び図２と対応する部分には同一符号を付している。
【００４２】
先ず、図３に示すように、例えばシリコン基板１上に、埋め込み酸化膜（所謂ＢＯＸ層）２を介して、単結晶シリコン層３が形成されたＳＯＩ基板４を用意する。
【００４３】
次に、撮像領域３１及びオプティカルブラック領域３２において、単結晶シリコン層３の所定の位置に素子分離領域５をそれぞれ形成することにより、単結晶シリコン層３中に、素子分離領域５によりそれぞれ分離された単位画素領域６を形成する。
そして、公知の方法にしたがい、撮像領域３１及びオプティカルブラック領域３２において、単位画素領域６内の所定の位置に光電変換素子７を形成する。
そして、さらに、光電変換素子７の表面側（図中上側）に、光電変換素子７に蓄積された信号電荷を読み出す読み出し回路８を形成することにより、図４に示す状態にする。
【００４４】
読み出し回路８は、単結晶シリコン層３内の所定の位置に、フローティングディフュージョン部９、読み出しゲート部１０、第２の素子分離領域１１、表面電荷蓄積領域１２を形成し、単結晶シリコン層３上の所定の位置に読み出し電極１３を形成することで、形成している。
【００４５】
次に、図５に示すように、単結晶シリコン層３上に絶縁層１４を介して多層の配線層１５を形成する。
【００４６】
具体的には、先ず、単結晶シリコン層３上に絶縁層１４を形成して平坦化処理を行った後、１層目となる配線１５１を所定のパターンに形成する。
次に、１層目の配線１５１及び電極層１６を含んで全面に再び絶縁層１４を形成して平坦化処理を行った後、２層目となる配線１５２を所定のパターンに形成する。
次に、２層目の配線１５２を含んで全面に再び絶縁層１４を形成して平坦化処理を行った後、３層目となる配線１５３を所定のパターンに形成する。
次に、３層目の配線１５３を含んで全面に再び絶縁層１４を形成して平坦化処理を行った後、４層目となる配線１５４を所定のパターンに形成する。
そして、この後、図示しないが、絶縁層１４上に例えばＳｉＮ膜やＳｉＯＮ膜等からなる平坦化膜を形成する。
なお、図５に示す場合では配線層１５が４層である場合を示したが、４層以上の場合はこのような工程が繰り返される。
【００４７】
次に、図６に示すように、絶縁層１４上に接着剤層（図示せず）を塗布して、支持基板１６を貼り合わせる。
なお、ＳＯＩ基板４の表面側に支持基板１６を貼り合わせるのは、後述する工程において、ＳＯＩ基板４を薄膜化させる際に機械的な強度を確保するためである。
【００４８】
次に、上下を反転させることにより、ＳＯＩ基板４の裏面側、すなわちシリコン基板１を露出する。次いで、シリコン基板１及び埋め込み酸化膜２を順に除去することにより、図７に示すように、単結晶シリコン層３が露出された状態にする。
【００４９】
次に、図８に示すように、単結晶シリコン層３の裏面側（図中上側）にバリア膜１７を形成する。
【００５０】
次に、本実施の形態においては、特に、カラーフィルタ１８と遮光膜１９とを同時に形成する。すなわち、撮像領域３１においては、カラーフィルタ（Ｒ）１８１、カラーフィルタ（Ｇ）１８２、カラーフィルタ（Ｂ）１８３を、所定の光電変換素子７上にそれぞれ形成する。また、オプティカルブラック領域３２においては、カラーフィルタ（Ｒ）１８１、カラーフィルタ（Ｇ）１８２、カラーフィルタ（Ｂ）１８３を順に積層する。
【００５１】
具体的には、バリア膜１７上に、図示しない、Ｒ（赤）の顔料が分散されたレジスト（感光性樹脂）を塗布し、公知の方法により露光・現像を行うことにより、図９に示すように、撮像領域３１においては、所定の光電変換素子７上にカラーフィルタ（Ｒ）１８１を形成し、オプティカルブラック領域３２においては、バリア層１７上にカラーフィルタ（Ｒ）１８１を形成する。
【００５２】
次いで、Ｇ（緑）の場合においても、Ｒ（赤）の場合のように、塗布・露光・現像を行うことにより、図１０に示すように、撮像領域３１においては、所定の光電変換素子７上にカラーフィルタ（Ｇ）１８２を形成し、オプティカルブラック領域３２においては、カラーフィルタ（Ｒ）１８１上にカラーフィルタ（Ｇ）１８２を形成する。
【００５３】
さらに、Ｂ（青）の場合においても、Ｒ（赤）の場合のように、塗布・露光・現像を行うことにより、図１１に示すように、撮像領域３１においては、所定の光電変換素子７上にカラーフィルタ（Ｂ）１８２を形成し、オプティカルブラック領域３２においては、カラーフィルタ（Ｇ）１８２上にカラーフィルタ（Ｂ）１８３を形成する。
【００５４】
これにより、図１１に示すように、撮像領域３１では、各光電変換素子７に対応して、カラーフィルタ（Ｒ）１８１、カラーフィルタ（Ｇ）１８２、カラーフィルタ（Ｂ）１８３からなるカラーフィルタ１８を形成することができる。また、オプティカルブラック領域３２では、各光電変換素子７上に、カラーフィルタ（Ｒ）１８１、カラーフィルタ（Ｇ）１８２、カラーフィルタ（Ｂ）１８３が積層された遮光膜１９を同時に形成することができる。
【００５５】
この後は、撮像領域３１において、各カラーフィルタ１８上の各光電変換素子７に対応する位置にそれぞれオンチップレンズ２０を形成することにより、図２に示したような、裏面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像素子３０を製造することができる。
【００５６】
このような製造方法によれば、撮像領域３１のカラーフィルタ１８と、オプティカルブラック領域３２の遮光膜１９を、撮像領域３１のカラーフィルタ１８を形成する際に、同時に形成するようにしたので、従来のように、カラーフィルタと遮光膜とを別々の工程で形成していた場合に比較して、カラーフィルタ１８を形成する工程と遮光膜１９を形成する工程とを１回の工程で行うことができる。これにより、製造工程を簡略化することができる。
また、遮光膜１９を、カラーフィルタ１８１，１８２，１８３を積層することにより形成しているので、例えば、従来のように金属材料から形成された遮光膜１９の場合と比較して、遮光膜１９から金属等が拡散することを抑えることができる。これにより、光電変換素子７において、暗電流が発生すことを抑えることができるので、この暗電流に起因するノイズ（例えば白点、白キズ）等の画像欠陥を低減することができる。
【００５７】
なお、図６〜図７に示す工程では、シリコン基板１、埋め込み酸化膜２を除去して、ＳＯＩ基板４の単結晶シリコン層３を露出する場合を示したが、シリコン基板１のみを除去して、埋め込み酸化膜２を残すことも可能である。
【００５８】
本実施の形態では、撮像領域３１に形成された、カラーフィルタ１８を構成する全ての色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のカラーフィルタ１８１，１８２，１８３を積層させて遮光膜１９を形成したが、これ以外にも、カラーフィルタ１８を構成する全ての色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、例えば２つの異なる色のカラーフィルタ１８を用いて遮光膜２１を形成することもできる。
この場合は、３つの色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）より、任意の２つの異なる色（例えばＲ，Ｇ）を選定し、この２つの異なる色（Ｒ，Ｇ）のカラーフィルタ１８１，１８２を積層することにより遮光膜１９を形成する。
【００５９】
このように、２つの異なる色（Ｒ，Ｇ）のカラーフィルタを積層することにより遮光膜１９を形成する場合は、例えば、図１１に示した、カラーフィルタ（Ｂ）１８３の形成工程において、撮像領域３１では、所定の光電変換素子７に対応してカラーフィルタ（Ｂ）１８３を形成し、オプティカルブラック領域３２では、カラーフィルタ（Ｇ）１８２上にマスクをして、カラーフィルタ（Ｂ）１８３が形成されないようにすればよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、遮光膜１９を、カラーフィルタ（Ｒ）１８１、カラーフィルタ（Ｇ）１８２、カラーフィルタ（Ｂ）１８３を、光電変換素子７側から順に積層して形成した場合を示したが、各色フィルタ（１８１，１８２，１８３）の積層順序は、このような順序に限定されず様々な場合が考えられる。
【００６１】
また、本実施の形態では、撮像領域３１に、原色系の３つの色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のカラーフィルタ１８１，１８２，１８３を形成した場合を示したが、これ以外にも、補色系の４つの色（Ｃｙ，Ｙｅ，Ｍｇ，Ｇ）のカラーフィルタを形成することもできる。
この場合は、例えば、４つの色全てのカラーフィルタを積層して遮光膜を形成することもできるし、任意に選定した３つの色や２つの色のフィルタをそれぞれ積層して遮光膜を形成することもできる。
【００６２】
また、本実施の形態では、遮光膜１９を、撮像領域３１に形成されたカラーフィルタ１８１，１８２，１８３により形成した場合を示したが、例えば、遮光性をさらに高くしたい場合は、撮像領域３１に形成されていない色のカラーフィルタをさらに積層しても構わない。また、例えば同じ色のカラーフィルタを再度積層しても構わない。
【００６３】
また、本実施の形態では、遮光膜１８は、オプティカルブラック領域３２の光電変換素子７の全てを覆って形成する場合を説明したが、オプティカルブラック領域３２とパッド領域３３との間に形成された周辺回路（図示せず）までを覆って形成することもできる。
これは、例えば、周辺回路（図示せず）を構成しているトランジスタ等に光が入り込んで、特性が変化することを防ぐためである。
【００６４】
また、本実施の形態においては、シリコン基板１上に埋め込み酸化膜２を介して単結晶シリコン層３が積層された、複数の層からなるＳＯＩ基板４から固体撮像素子を製造する場合を説明したが、単層の半導体層から、上述したような固体撮像素子を製造する場合にも、本発明を適用することが可能である。
【００６５】
また、本実施の形態では、本発明を、裏面照射型のＣＭＯＳ型の固体撮像素子に適用した場合を示したが、例えば表面照射型のＣＭＯＳ型の固体撮像素子においても本発明を適用することができる。
【００６６】
このような場合は、図示しないが、上述した裏面照射型の固体撮像素子３０と同様に
オプティカルブラック領域の遮光膜が、撮像領域に形成された複数の色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のカラーフィルタのうち、少なくとも、共通する２つの異なる色のカラーフィルタが積層されて形成されている構成とする。すなわち、カラーフィルタと遮光膜とが、それぞれ共通（同一）の色のカラーフィルタを含んで形成された構成とする。
【００６７】
このように構成することにより、上述した裏面照射型の固体撮像素子３０と同様に、製造時に、カラーフィルタを形成する工程と遮光膜を形成する工程とを１回の工程で行うことができる。
また、遮光膜がカラーフィルタにより形成されているため、金属等による、オプティカルブラック領域や撮像領域の光電変換素子の汚染を抑えることが可能になるので、暗電流に起因するノイズ等の画像欠陥を低減することが可能になる。
したがって、オプティカルブラック領域から出力される信号を基準として行われる、撮像領域から出力された信号の補正を良好に行うことが可能になる。
【００６８】
また、表面照射型の固体撮像素子の場合、従来は、オプティカルブラック領域において、例えば、半導体層の一方の主面側（表面側）の絶縁層の内部に形成された配線層で遮光膜を兼ねるようにしている。これに対して、本発明を適用することにより、遮光膜が、撮像領域に形成された複数の色のカラーフィルタにより形成されているので、絶縁層の内部に形成された配線層を遮光膜として用いなくても済み、配線層を他の用途に用いることが可能になる。
【００６９】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の固体撮像素子の一実施の形態を示す概略平面図である。
【図２】図１の要部の概略断面図（拡大図）である。
【図３】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その１）である。
【図４】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その２）である。
【図５】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その３）である。
【図６】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その４）である。
【図７】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その５）である。
【図８】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その６）である。
【図９】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その７）である。
【図１０】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その８）である。
【図１１】図１及び図２の固体撮像素子の製造方法を示す製造工程図（その９）である。
【図１２】従来の固体撮像素子の概略平面図である。
【図１３】図１２の要部の概略断面図（拡大図）である。
【符号の説明】
【００７１】
３０・・・ＣＭＯＳ型の固体撮像素子、１・・・シリコン基板、２・・・埋め込み酸化膜、３・・・単結晶シリコン層、４・・・ＳＯＩ基板、５・・・素子分離領域、６・・・単位画素領域、７・・・光電変換素子、８・・・読み出し回路、９・・・フローティングディフュージョン部、１０・・・読み出しゲート部、１１・・・第２の素子分離領域、１３・・・ゲート電極、１４・・・絶縁層、１５（１５１，１５２，１５３，１５４）・・・配線層、１６・・・支持基板、１７・・・バリア膜、１８（１８１，１８２，１８３）・・・カラーフィルタ、１９・・・遮光膜、２０・・・オンチップレンズ、３１・・・撮像領域、３２・・・オプティカルブラック領域
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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