(57)【要約】【課題】半導体基板を透過した光に起因する混色を充分に抑制することが可能な固体撮像素子を提供する。【解決手段】入射光を光電変換するフォトダイオードＰＤを有する半導体基板２２と、半導体基板の裏面（受光面）とは逆の面側に設けられると共に、半導体基板のフォトダイオードＰＤが形成された領域に対応する領域の全面に形成された赤外線カットフィルタ層１８と、赤外線カットフィルタ層１８の上層に設けられた多層配線層３３を備える。【選択図】図２
2012018951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を光電変換する受光部を有する半導体基板と、
該半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、前記半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層と、
該赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に設けられた配線層とを備える
固体撮像素子。
【請求項２】
前記赤外線カットフィルタ層は、屈折率が異なる２層が積層されて構成されている
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記赤外線カットフィルタ層は、二酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、若しくは、これらの化合物の少なくとも１つを含んでいる
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記赤外線カットフィルタ層は、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、シアニン系化合物、ポリメチレン系化合物、アルミニウム系化合物、ジイモニウム系化合物、イモニウム系化合物、アゾ系化合物の少なくとも１つを含んでいる
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層は、前記半導体基板や前記半導体基板に設けられたトランジスタ素子のゲート電極と前記配線層とを接続するための接続孔が設けられている
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
入射光を光電変換する受光部を有する半導体基板の受光面とは逆側面であり、前記受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層を形成する工程と、
該赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に配線層を形成する工程とを備える
固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
前記赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層は、前記半導体基板のトランジスタ素子を形成した後に形成する
請求項６に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】
入射光を光電変換する受光部を含む半導体基板と、該半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、前記半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層と、該赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に設けられた配線層とを有する固体撮像素子と、
前記受光部に入射光を集光する光学系とを備える
固体撮像装置。
【請求項９】
入射光を光電変換する受光部を含む半導体基板と、該半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、前記半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層と、該赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に設けられた配線層とを有する固体撮像素子と、
前記受光部に入射光を集光する光学系と、
前記受光部で光電変換された信号電荷を処理する信号処理部とを備える
撮像装置。
【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、並びに固体撮像装置及び撮像装置に関する。詳しくは、裏面照射型の固体撮像素子及びその製造方法、並びにこうした固体撮像素子を用いた固体撮像装置及び撮像装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどにおいて、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳイメージセンサで構成された固体撮像装置が広く使用されている。近年は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機の小型化、低消費電力化に伴って、ＣＭＯＳ型固体撮像装置が用いられることが多くなってきた。なお、ＣＭＯＳ型固体撮像装置には、図１８に示す表面照射型と、図１９に示す裏面照射型が知られている。
【０００３】
表面照射型固体撮像装置１１１は、図１８の模式的構成図で示す様に、半導体基板１１２に光電変換部となるフォトダイオードＰＤと複数の画素トランジスタからなる単位画素１１６が複数形成された画素領域１１３を有して構成されている。画素トランジスタは、図示しないが、図１８ではゲート電極１１４を示して、模式的に画素トランジスタの存在を示している。
【０００４】
各フォトダイオードＰＤは不純物拡散層による素子分離領域１１５で分離されており、半導体基板１１２の画素トランジスタが形成された表面側に層間絶縁膜１１７を介して複数の配線１１８を配置した多層配線層１１９が形成されている。配線１１８は、フォトダイオードＰＤの位置に対応する部分を除いて形成されている。
【０００５】
多層配線層１１９上には、平坦化膜１２０を介して順次オンチップカラーフィルタ１２１及びオンチップマイクロレンズ１２２が形成されている。オンチップカラーフィルタ１２１は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色フィルタを配列して構成されている。
【０００６】
表面照射型の固体撮像装置１１１では、多層配線層１１９が形成された基板表面を受光面１２３として、光Ｌがこの基板表面側から入射することとなる。
【０００７】
一方、裏面照射型固体撮像装置１３１は、図１９の模式的構成図に示す様に、半導体基板１１２に光電変換部となるフォトダイオードＰＤと複数の画素トランジスタからなる単位画素１１６が複数形成された画素領域１１３を有して構成されている。画素トランジスタは、図示しないが、基板表面側に形成され、図１９ではゲート電極１１４を示して、模式的に画素トランジスタの存在を示している。
【０００８】
各フォトダイオードＰＤは不純物拡散層による素子分離領域１１５で分離されており、半導体基板１１２の画素トランジスタが形成された表面側に層間絶縁膜１１７を介して複数の配線１１８を形成した多層配線層１１９が形成されている。裏面照射型では、配線１１８はフォトダイオードＰＤの位置に関係なく形成することができる。
【０００９】
また、半導体基板１１２のフォトダイオードＰＤが臨む裏面上に、順次絶縁層１２８、オンチップカラーフィルタ１２１及びオンチップマイクロレンズ１２２が形成されている。
【００１０】
裏面照射型の固体撮像装置１３１では、多層配線層及び画素トランジスタが形成された基板表面とは反対側の基板裏面を受光面１３２として、光Ｌがこの基板裏面側から入射することとなる。
【００１１】
ところで、画素を微細化して素子を高集積化することが求められている。ところが、上述した表面照射型固体撮像装置１１１では、多層配線層１１９の間を通してフォトダイオードＰＤで受光する構造となっている。そのために、高集積化が進み、画素が微細化するに伴い、配線等の障害物により受光部領域を充分に確保することが困難になってきており、感度が低下したり、シェーディングが大きくなったりするといった問題が懸念されている。
【００１２】
一方で、裏面照射型の固体撮像装置１３１では、光Ｌは多層配線層１１９の制約を受けることなく、フォトダイオードＰＤに入射されることとなるので、フォトダイオードＰＤの開口を広く取ることができ、高感度化が実現することとなる。
【００１３】
しかし、裏面照射型の固体撮像装置１３１は、受光面側から反対面側に形成された信号処理回路へと信号電荷を読み出して処理する必要性から、半導体基板１１２の厚さを薄くする必要がある。そのため、赤外光等の長波長光が入射してきた場合には、容易に多層配線層１１９へと透過し、多層配線層１１９で反射した光が隣接画素のフォトダイオードＰＤに入射して混色を起こす可能性がある。
【００１４】
そのため、特許文献１では、図２０で示す様に、フォトダイオードと配線層との間に部分的に赤外線カットフィルタ層１５０を設ける技術が提案されている。特許文献１に記載された技術によって、半導体基板１１２を透過し、多層配線層１１９で反射した赤外光をカットすることが可能となり、混色を防止することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９−２５９９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１に記載された技術は、半導体基板１１２の途中に赤外線カットフィルタ層を形成することが特徴とされており、赤外線カットフィルタ層は部分的にしか形成することができない。
そのため、赤外線カットフィルタ層が形成されていない箇所においては、赤外光が透過した後に、多層配線層で反射し、混色を引き起こす懸念がある。
【００１７】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、半導体基板を透過した光に起因する混色をより一層充分に抑制することが可能な固体撮像素子及びその製造方法、並びに、固体撮像装置及び撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子では、入射光を光電変換する受光部を有する半導体基板と、該半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、前記半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層と、該赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に設けられた配線層とを備える。
【００１９】
ここで、半導体基板と配線層との間に、半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層を備えることによって、配線層で反射する光による混色を抑止することができる。
【００２０】
なお、赤外線カットフィルタ層や遮光層で反射する光が受光部に入射することも考えられるが、赤外線カットフィルタ層や遮光層は配線層よりも半導体基板側に設けられており、隣接画素に反射光が入射する割合は低いと考えられる。
【００２１】
また、赤外線カットフィルタ層としては、屈折率が異なる２層が積層されて構成される場合が挙げられる。具体的には、例えば、二酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、若しくは、これらの化合物の少なくとも１つを含んだ積層構造が挙げられる。その他にも、例えば、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、シアニン系化合物、ポリメチレン系化合物、アルミニウム系化合物、ジイモニウム系化合物、イモニウム系化合部、アゾ系化合物の少なくとも１つを含んだ赤外線カットフィルタ層が挙げられる。
【００２２】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、入射光を光電変換する受光部を有する半導体基板の受光面とは逆側面であり、前記受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層を形成する工程と、該赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に配線層を形成する工程とを備える。
【００２３】
ここで、入射光を光電変換する受光部を有する半導体基板の受光面とは逆側面であり、受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層を形成し、続いて、赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に配線層を形成することによって、結果として、半導体基板と配線層との間に、半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層を備えることとなる。そのため、配線層で反射する光による混色を抑止することができる。
【００２４】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、入射光を光電変換する受光部を含む半導体基板と、該半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、前記半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層と、該赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に設けられた配線層とを有する固体撮像素子と、前記受光部に入射光を集光する光学系とを備える。
【００２５】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、入射光を光電変換する受光部を含む半導体基板と、該半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、前記半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層と、該赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層の上層に設けられた配線層とを有する固体撮像素子と、前記受光部に入射光を集光する光学系と、前記受光部で光電変換された信号電荷を処理する信号処理部とを備える。
【００２６】
ここで、半導体基板と配線層との間に、半導体基板の受光面とは逆の面側に設けられると共に、半導体基板の受光部が形成された領域に対応する領域の略全面に形成された赤外線カットフィルタ層若しくは遮光層を備えることによって、配線層で反射する光による混色を抑止することができる。
【００２７】
なお、赤外線カットフィルタ層や遮光層で反射する光が受光部に入射することも考えられるが、赤外線カットフィルタ層や遮光層は配線層よりも半導体基板側に設けられており、隣接画素に反射光が入射する割合は低いと考えられる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の固体撮像素子及びその製造方法で得られる固体撮像素子、並びに固体撮像装置及び撮像装置では、半導体基板を透過した光に起因する混色を充分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の各実施の形態に適用されるＣＭＯＳ型固体撮像装置の一例の概略構成である。
【図２】本発明に係る固体撮像装置の第１の実施の形態を説明するための模式的な図である。
【図３】第１の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（１）である。
【図４】第１の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（２）である。
【図５】第１の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（３）である。
【図６】本発明に係る固体撮像装置の第２の実施の形態を説明するための模式的な図である。
【図７】第２の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（１）である。
【図８】第２の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（２）である。
【図９】第２の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（３）である。
【図１０】本発明に係る固体撮像装置の第３の実施の形態を説明するための模式的な図である。
【図１１】第３の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（１）である。
【図１２】第３の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（２）である。
【図１３】第３の実施の形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための模式的な図（３）である。
【図１４】本発明を適用した撮像装置の一例であるカメラ７７を説明するための模式図である。
【図１５】第１の実施の形態の変形例を説明するための模式図である。
【図１６】有機光電変換膜と有機カラーフィルタ層の平面的配置（コーディング）の一例を説明するための模式的な図である。
【図１７】単位画素の回路構成の一例を説明するための模式図である。
【図１８】従来の表面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像装置を説明するための模式的な図である。
【図１９】従来の裏面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像装置を説明するための模式的な図（１）である。
【図２０】従来の裏面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像装置を説明するための模式的な図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」と称する）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．ＣＭＯＳ型固体撮像装置の概略構成例
２．第１の実施の形態（赤外線カットフィルタ層の場合（１））
３．第２の実施の形態（赤外線カットフィルタ層の場合（２））
４．第３の実施の形態（遮光層の場合）
５．第４の実施の形態（撮像装置の場合）
６．変形例
【００３１】
＜１．ＣＭＯＳ型固体撮像装置の概略構成例＞
図１に、本発明の各実施の形態に適用されるＣＭＯＳ型固体撮像装置の一例の概略構成を示す。ここで示す固体撮像装置１は、図１に示す様に、半導体基板１１（例えばシリコン基板）に複数の光電変換素子を含む画素２が規則的に２次元的に配列された画素領域（いわゆる撮像領域）３と、周辺回路部とを有して構成されている。
【００３２】
画素２は、光電変換素子となる例えばフォトダイオードと、複数の画素トランジスタ（いわゆるＭＯＳトランジスタ）を有している。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。その他、選択トランジスタを追加して４つのトランジスタで構成することもできる。
【００３３】
図１７は画素２の単位画素の回路構成の一例を説明するための模式図である。
単位画素は、光電変換素子として例えばフォトダイオード５１を有し、この１個のフォトダイオード５１に対して、転送トランジスタ５２、増幅トランジスタ５３、アドレストランジスタ５４、リセットトランジスタ５５の４つのトランジスタを能動素子として有する。
【００３４】
フォトダイオード５１は、入射光をその光量に応じた量の電荷（ここでは電子）に光電変換する。転送トランジスタ５２は、フォトダイオード５１とフローティングディフュージョンＦＤとの間に接続されている。そして、駆動配線５６を通じて転送トランジスタのゲート（転送ゲート）に駆動信号が与えられることで、フォトダイオード５１で光電変換された電子をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。
【００３５】
フローティングディフュージョンＦＤには、増幅トランジスタ５３のゲートが接続されている。増幅トランジスタ５３は、アドレストランジスタ５４を介して垂直信号線５７に接続され、画素部外の定電流源Ｉとソースフォロアを構成している。駆動配線５８を通してアドレス信号がアドレストランジスタ５４のゲートに与えられ、アドレストランジスタ５４がオンすると、増幅トランジスタ５３はフローティングディフュージョンＦＤの電位を増幅してその電位に応じた電圧を垂直信号線５７に出力する。垂直信号線５７を通じて、各画素から出力された電圧はＳ／Ｈ・ＣＤＳ回路に出力される。
【００３６】
リセットトランジスタ５５は、電源ＶｄｄとフローティングディフュージョンＦＤとの間に接続されている。駆動配線５９を通してリセットトランジスタ５５のゲートにリセット信号が与えられることで、フローティングディフュージョンＦＤの電位を電源電位Ｖｄｄにリセットする。
【００３７】
これらの動作は、転送トランジスタ５２、アドレストランジスタ５４及びリセットトランジスタ５５の各ゲートが行単位で接続されていることから、１行分の各画素について同時に行われることとなる。
【００３８】
また、画素２は、共有画素構造を採用することも可能である。この共有画素構造とは、複数のフォトダイオードと、複数の転送トランジスタと、共有する１つのフローティングディフュージョンと、共有する１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。
【００３９】
周辺回路部は、垂直駆動回路４と、カラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、制御回路８等を有して構成されている。
【００４０】
制御回路８は、入力クロックと、動作モード等を指令するデータを受け取り、また固体撮像装置の内部情報等のデータを出力する。即ち、制御回路８では、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、これらの信号を垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等に入力する。
【００４１】
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素を駆動する。即ち、垂直駆動回路４は、画素領域３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線９を通して各画素２の光電変換素子となる例えばフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素信号をカラム信号処理回路５に供給する。
【００４２】
カラム信号処理回路５は、画素２の例えば列ごとに配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去等の信号処理を行う。即ち、カラム信号処理回路５は、画素２固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳや、信号増幅、ＡＤ変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１０との間に接続されて設けられる。
【００４３】
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１０に出力させる。
【００４４】
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。例えば、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子１２は、外部と信号のやりとりをする。
【００４５】
＜２．第１の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図２は本発明に係る固体撮像装置の第１の実施の形態を説明するための模式図である。本実施の形態の固体撮像装置は、裏面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像装置である。第１の実施の形態に係る固体撮像装置２１は、例えばシリコンによる半導体基板２２に複数の画素が配列された画素領域（いわゆる撮像領域）２３と、図示しないが画素領域２３の周辺に配置された周辺回路部を形成して構成されている。
【００４６】
単位画素２４は、光電変換部となるフォトダイオードＰＤと複数の画素トランジスタＴｒとから構成される。フォトダイオードＰＤは、半導体基板２２の厚み方向の全域にわたる様に形成され、ｎ型半導体領域２５と基板の表裏両面に臨むｐ型半導体領域２６とによるｐｎ接合型のフォトダイオードとして構成されている。なお、基板の表裏両面に臨むｐ型半導体領域は、暗電流抑制のための正孔電荷蓄積領域を兼ねている。
【００４７】
フォトダイオードＰＤ及び画素トランジスタＴｒからなる各画素２４は、ｐ型半導体領域で形成された素子分離領域２７により分離されている。画素トランジスタＴｒは、半導体基板２２の表面２２Ａ側に形成されたｐ型半導体ウェル領域２８に、図示しないがｎ型のソース領域及びドレイン領域を形成し、両領域間の基板表面にゲート絶縁膜１６を介してゲート電極２９を形成して構成されている。なお、同図においては、複数の画素トランジスタを１つの画素トランジスタＴｒで代表して示すと共に、ゲート電極２９で模式的に表している。
【００４８】
半導体基板２２の表面２２Ａ上には、層間絶縁膜１７が形成されており、層間絶縁膜１７の上層にはＳｉＯ２（屈折率１．４６）とＳｉＮ（屈折率２）とを交互に積層してなる赤外線カットフィルタ層１８が形成されている。なお、赤外線カットフィルタ層１８は層間絶縁膜１７上の略全面に形成されている。
【００４９】
赤外線カットフィルタ層１８上には、層間絶縁膜３１を介して複数の配線３２を配置してなる、いわゆる多層配線層３３が形成されている。多層配線層３３は光入射されないので、配線３２のレイアウトは自由に設定することができる。
【００５０】
フォトダイオードＰＤの受光面３４となる基板裏面２２Ｂ上には、界面酸化膜１３が形成されており、界面酸化膜１３上には、ＳｉＯＮからなる反射防止膜３７が形成されている。更に、反射防止膜３７上には、ＳｉＯ２からなる酸化膜３８が形成されている。
【００５１】
また、酸化膜３８上の画素境界に、即ち画素境界に対応する部分にＴｉからなる密着層１５を介してタングステン（Ｗ）からなる遮光膜３９が形成されている。なお、遮光膜３９は、光を遮光する材料であれば良いが、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度良く加工できる材料が好ましい。
【００５２】
更に、密着層１５及び遮光膜３９を含む酸化膜３８上に平坦化膜４１が形成され、この平坦化膜４１上に順次オンチップカラーフィルタ４２及びオンチップマイクロレンズ４３が形成されている。なお、平坦化膜４１は、例えば、樹脂等の有機材料で形成することができ、オンチップカラーフィルタ４２としては、例えば、ベイヤー配列のカラーフィルタを用いることができる。また、オンチップマイクロレンズ４３は、例えば、樹脂等の有機材料で形成することができる。
【００５３】
なお、光Ｌは、基板裏面２２Ｂ側から入射され、オンチップマイクロレンズ４３で集光されて各フォトダイオードＰＤで受光することとなる。
【００５４】
第１の実施の形態に係る裏面照射型の固体撮像装置２１は、赤外線カットフィルタ層１８が略全面に形成されているために、基板裏面から赤外光等の長波長の光が入射してきた場合であっても、多層配線層３３側への入射を阻むことができる。そのため、基板裏面から入射する長波長光が多層配線層３３側へと到達することがなく、多層配線層３３での反射光がフォトダイオードＰＤに入射することによる混色を抑制することができる。
【００５５】
なお、赤外線カットフィルタ層１８を形成することで、フォトダイオードＰＤから多層配線層３３の上層までの高さが高くなることとなるが、裏面照射型の固体撮像装置であるので、集光特性の劣化の懸念は無い。
【００５６】
［変形例］
第１の実施の形態では、ＳｉＯ２とＳｉＮとを交互に積層してなる赤外線カットフィルタ層１８を例に挙げて説明を行っているが、赤外線カットフィルタ層１８は必ずしもＳｉＯ２とＳｉＮの積層構造を有している必要は無い。即ち、基板裏面から赤外光等の長波長の光が入射してきた場合であっても、多層配線層で反射する光による混色を抑制することができれば充分であって、必ずしもＳｉＯ２とＳｉＮの積層構造を有している必要は無い。例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、若しくは、これらの化合物の少なくとも１つを含んで構成されても良い。また、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、シアニン系化合物、ポリメチレン系化合物、アルミニウム系化合物、ジイモニウム系化合物、イモニウム系化合物、アゾ系化合物の少なくとも１つを含んで構成されても良い。
【００５７】
［固体撮像装置の製造方法の例］
図３、図４及び図５に、第１の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法を示している。なお、ここでは、シリコン層４４、ＳｉＯ２層４５及びシリコン層４６から構成されるＳＯＩ基板４７を用いた製造方法について説明を行う。なお、省略した部分の符号については、図２を参照している。
【００５８】
第１の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法では、先ず、図３Ａで示す様に、シリコン層４６の画素領域を形成すべき領域に、ｐ型半導体領域による素子分離領域２７で分離した各画素に対応したフォトダイオードＰＤを形成する。
【００５９】
なお、フォトダイオードＰＤは、基板厚さ方向の全域にわたる様なｎ型半導体領域２５と、ｎ型半導体領域２５に接してシリコン層４４の表裏両面に臨むｐ型半導体領域２６とからなるｐｎ接合を有して形成されている。
【００６０】
次に、シリコン層４４表面の各画素に対応する領域に、それぞれ素子分離領域２７に接するｐ型半導体ウェル領域２８を形成し、このｐ型半導体ウェル領域２８内に各複数の画素トランジスタＴｒを形成する。なお、画素トランジスタＴｒは、それぞれソース領域及びドレイン領域と、ゲート絶縁膜１６と、ゲート電極２９とにより形成されている。
【００６１】
続いて、酸化膜や窒化膜等を用いて、層間絶縁膜１７を形成し、層間絶縁膜１７の上層に、ＳｉＯ２層とＳｉＮ層とを交互に積層して赤外線カットフィルタ層１８を形成する。
【００６２】
更に、赤外線カットフィルタ層１８の上部には、層間絶縁膜３１を介して複数層の配線３２を配置した多層配線層３３を形成する（図３Ｂ参照）。
【００６３】
次に、図４Ａで示す様に、接着層４８を介して、支持基板４９をＳＯＩ基板４７と貼り合わせる。続いて、ウェハを反転させて、例えばバックグラインド法や、ＣＭＰ法、ウェットエッチング手法等によりシリコン層４４及びＳｉＯ２層４５を除去してシリコン層４６裏面を露出させる（図４Ｂ参照）。なお、シリコン層４６裏面は薬液処理によりケミカル酸化膜（界面酸化膜１３）が形成されている。
【００６４】
次に、図５Ａで示す様に、受光面となるシリコン層４６裏面上に反射防止膜３７としてＳｉＯＮをＣＶＤ法により形成し、酸化膜３８としてのＳｉＯ２をＣＶＤ法により形成し、更に、密着層及び遮光膜３９としてチタン／タングステンの積層膜を形成する。なお、ここでの密着層１５及び遮光膜３９となるタングステン及びチタンは汎用のスパッタリング法で堆積し、その成膜温度は室温〜４００℃、チタンの膜厚は５ｎｍ〜５０ｎｍ程度、タングステンの膜厚は１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。
【００６５】
ここで、密着層１５はチタンのみならず、窒化チタン（ＴｉＮ）であっても良い。この場合にはＰＶＤ成膜時に窒素ガスとアルゴンガスを混合した雰囲気下でリアクティブ・スパッタリング法によって成膜することができる。
【００６６】
続いて、フォトダイオードＰＤに対応する領域に可視光導入開口部を形成すべくパターン加工を施す（図５Ｂ参照）。ここでのパターン加工は、レジストマスク（図示せず）を介して密着層１５及び遮光膜３９を選択的にエッチング除去して、各画素境界に密着層１５及び遮光膜３９を形成する。なお、エッチングはウェットエッチング、あるいはドライエッチングを用いることができ、ドライエッチングは遮光膜３９の微細線幅を精度良く得ることができる。
【００６７】
次に、遮光膜３９を含む酸化膜３８上に平坦化膜４１を形成する。この平坦化膜４１は、例えば樹脂等の有機材料を塗布して形成する。
【００６８】
その後、平坦化膜４１上に、順次、例えばベイヤー配列のオンチップカラーフィルタ４２及びオンチップマイクロレンズ４３を形成する。この様にして、図２で示す様な、第１の実施の形態の固体撮像装置２１を得ることができる。
【００６９】
上記した第１の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法では、シリコン結晶欠陥によるデバイス特性の劣化が生じることがない。
【００７０】
即ち、上述した特許文献１に記載の技術では、赤外線カットフィルタ層を形成した後に、シリコンのエピタキシャル成長を行い、その後にフローティングディフュージョン領域の形成やトランジスタの形成を行っている。そのために、シリコン欠陥によるデバイス特性の劣化が懸念される。
一方、第１の実施の形態に係る裏面照射型の固体撮像装置２１の製造方法の場合には、シリコンのエピタキシャル成長後にフローティングディフュージョン領域やトランジスタを形成することがなく、シリコン欠陥によるデバイス特性の劣化が生じることがない。
【００７１】
また、特許文献１に記載の技術では、赤外線カットフィルタ層がシリコンのエピタキシャル成長が可能な耐熱性を有している必要があり、利用可能な材料が制約される。
これに対して、第１の実施の形態に係る裏面照射型の固体撮像装置２１の製造方法の場合には、赤外線カットフィルタ層を構成する材料が制約されない。
【００７２】
更に、特許文献１に記載の技術では、赤外線カットフィルタ層を構成する材料の耐熱性のみならず、シリコンのエピタキシャル成長との相性も必要とされ、そのために工程数が多く複雑なプロセスを採用する必要がある。
これに対して、第１の実施の形態に係る裏面照射型の固体撮像装置２１の製造方法の場合には、従来の半導体プロセスとの適合性も良く、工程数の増加も少なく形成することが可能であり、製造歩留まりの向上を期待することができる。
【００７３】
＜３．第２の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図６は本発明に係る固体撮像装置の第２の実施の形態を説明するための模式図である。本実施の形態の固体撮像装置は、裏面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像装置である。第２の実施の形態に係る固体撮像装置２１は、例えばシリコンによる半導体基板２２に複数の画素が配列された画素領域（いわゆる撮像領域）２３と、図示しないが画素領域２３の周辺に配置された周辺回路部を形成して構成されている。
【００７４】
単位画素２４は、光電変換部となるフォトダイオードＰＤと複数の画素トランジスタＴｒとから構成される。フォトダイオードＰＤは、半導体基板２２の厚み方向の全域にわたる様に形成され、ｎ型半導体領域２５と基板の表裏両面に臨むｐ型半導体領域２６とによるｐｎ接合型のフォトダイオードとして構成されている。なお、基板の表裏両面に臨むｐ型半導体領域は、暗電流抑制のための正孔電荷蓄積領域を兼ねている。
【００７５】
フォトダイオードＰＤ及び画素トランジスタＴｒからなる各画素２４は、ｐ型半導体領域で形成された素子分離領域２７により分離されている。画素トランジスタＴｒは、半導体基板２２の表面２２Ａ側に形成されたｐ型半導体ウェル領域２８に、図示しないがｎ型のソース領域及びドレイン領域を形成し、両領域間の基板表面にゲート絶縁膜１６を介してゲート電極２９を形成して構成されている。なお、同図においては、複数の画素トランジスタを１つの画素トランジスタＴｒで代表して示すと共に、ゲート電極２９で模式的に表している。
【００７６】
半導体基板２２の表面２２Ａ上には、化学式１で示す様な、フタロシアニン系のフィルタ染料を含んでなる赤外線カットフィルタ層１８が形成されている。なお、赤外線カットフィルタ層１８はゲート絶縁膜１６上の略全面に形成されている。
【００７７】
［化学式１］
2012018951.tif 000003
【００７８】
赤外線カットフィルタ層１８上には、層間絶縁膜３１を介して複数の配線３２を配置してなる、いわゆる多層配線層３３が形成されている。多層配線層３３は光入射されないので、配線３２のレイアウトは自由に設定することができる。
【００７９】
フォトダイオードＰＤの受光面３４となる基板裏面２２Ｂ上には、界面酸化膜１３が形成されており、界面酸化膜１３上には、ＳｉＯＮからなる反射防止膜３７が形成されている。更に、反射防止膜３７上には、ＳｉＯ２からなる酸化膜３８が形成されている。
【００８０】
また、酸化膜３８上の画素境界に、即ち画素境界に対応する部分にＴｉからなる密着層１５を介してタングステン（Ｗ）からなる遮光膜３９が形成されている。なお、遮光膜３９は、光を遮光する材料であれば良いが、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度良く加工できる材料が好ましい。
【００８１】
更に、密着層１５及び遮光膜３９を含む酸化膜３８上に平坦化膜４１が形成され、この平坦化膜４１上に順次オンチップカラーフィルタ４２及びオンチップマイクロレンズ４３が形成されている。なお、平坦化膜４１は、例えば、樹脂等の有機材料で形成することができ、オンチップカラーフィルタ４２としては、例えば、ベイヤー配列のカラーフィルタを用いることができる。また、オンチップマイクロレンズ４３は、例えば、樹脂等の有機材料で形成することができる。
【００８２】
なお、光Ｌは、基板裏面２２Ｂ側から入射され、オンチップマイクロレンズ４３で集光されて各フォトダイオードＰＤで受光することとなる。
【００８３】
第２の実施の形態に係る裏面照射型の固体撮像装置２１は、赤外線カットフィルタ層１８が略全面に形成されているために、基板裏面から赤外光等の長波長の光が入射してきた場合であっても、多層配線層３３側への入射を阻むことができる。そのため、基板裏面から入射する長波長光が多層配線層３３側へと到達することがなく、多層配線層３３での反射光がフォトダイオードＰＤに入射することによる混色を抑制することができる。
【００８４】
なお、第２の実施の形態に係る裏面照射型の固体撮像装置２１では、上述した第１の実施の形態に係る裏面照射型の固体撮像装置で形成されていた層間絶縁膜１７が形成されていないために、従来の裏面照射型の固体撮像装置と同程度の厚さが実現する。即ち、従来の裏面照射型の固体撮像装置と同程度の厚さにおいて、混色を抑制することが可能となる。
【００８５】
また、フタロシアニン系のフィルタ染料を含んでなる赤外線カットフィルタ層１８は、赤外光を吸収する材料である。そのため、赤外線カットフィルタ層１８による反射をも抑制することができ、混色の抑制をより一層充分に実現することができる。
【００８６】
［変形例］
第２の実施の形態では、フタロシアニン系のフィルタ染料を含んでなる赤外線カットフィルタ層１８を例に挙げて説明を行っているが、赤外線カットフィルタ層１８は必ずしもフタロシアニン系のフィルタ染料を含んでいる必要は無い。即ち、基板裏面から赤外光等の長波長の光が入射してきた場合であっても、多層配線層で反射する光による混色を抑制することができれば充分であって、必ずしもフタロシアニン系のフィルタ染料を含んでいる必要は無い。例えば、アントラキノン系化合物、シアニン系化合物、ポリメチレン系化合物、アルミニウム系化合物、ジイモニウム系化合物、イモニウム系化合物、アゾ系化合物の少なくとも１つを含んで構成されても良い。また、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、若しくは、これらの化合物の少なくとも１つを含んで構成されても良い。
【００８７】
［固体撮像装置の製造方法の例］
図７、図８及び図９に、第２の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法を示している。なお、ここでは、シリコン層４４、ＳｉＯ２層４５及びシリコン層４６から構成されるＳＯＩ基板４７を用いた製造方法について説明を行う。なお、省略した部分の符号については、図６を参照している。
【００８８】
第２の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法では、先ず、図７Ａで示す様に、シリコン層４６の画素領域を形成すべき領域に、ｐ型半導体領域による素子分離領域２７で分離した各画素に対応したフォトダイオードＰＤを形成する。
【００８９】
なお、フォトダイオードＰＤは、基板厚さ方向の全域にわたる様なｎ型半導体領域２５と、ｎ型半導体領域２５に接してシリコン層４４の表裏両面に臨むｐ型半導体領域２６とからなるｐｎ接合を有して形成されている。
【００９０】
次に、シリコン層４４表面の各画素に対応する領域に、それぞれ素子分離領域２７に接するｐ型半導体ウェル領域２８を形成し、このｐ型半導体ウェル領域２８内に各複数の画素トランジスタＴｒを形成する。なお、画素トランジスタＴｒは、それぞれソース領域及びドレイン領域と、ゲート絶縁膜１６と、ゲート電極２９とにより形成されている。
【００９１】
続いて、ゲート電極２９を覆ってゲート絶縁膜１６の上層に、フタロシアニン系のフィルタ染料を含んでなる赤外線カットフィルタ層１８を形成する。
【００９２】
更に、赤外線カットフィルタ層１８の上部には、層間絶縁膜３１を介して複数層の配線３２を配置した多層配線層３３を形成する（図７Ｂ参照）。
【００９３】
次に、図８Ａで示す様に、接着層４８を介して、支持基板４９をＳＯＩ基板４７と貼り合わせる。続いて、ウェハを反転させて、例えばバックグラインド法や、ＣＭＰ法、ウェットエッチング手法等によりシリコン層４４及びＳｉＯ２層４５を除去してシリコン層４６裏面を露出させる（図８Ｂ参照）。なお、シリコン層４６裏面は薬液処理によりケミカル酸化膜（界面酸化膜１３）が形成されている。
【００９４】
次に、図９Ａで示す様に、受光面となるシリコン層４６裏面上に反射防止膜３７としてＳｉＯＮをＣＶＤ法により形成し、酸化膜３８としてのＳｉＯ２をＣＶＤ法により形成し、更に、密着層及び遮光膜３９としてチタン／タングステンの積層膜を形成する。なお、ここでの密着層１５及び遮光膜３９となるタングステン及びチタンは汎用のスパッタリング法で堆積し、その成膜温度は室温〜４００℃、チタンの膜厚は５ｎｍ〜５０ｎｍ程度、タングステンの膜厚は１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。
【００９５】
ここで、密着層１５はチタンのみならず、窒化チタン（ＴｉＮ）であっても良い。この場合にはＰＶＤ成膜時に窒素ガスとアルゴンガスを混合した雰囲気下でリアクティブ・スパッタリング法によって成膜することができる。
【００９６】
続いて、フォトダイオードＰＤに対応する領域に可視光導入開口部を形成すべくパターン加工を施す（図９Ｂ参照）。ここでのパターン加工は、レジストマスク（図示せず）を介して密着層１５及び遮光膜３９を選択的にエッチング除去して、各画素境界に密着層１５及び遮光膜３９を形成する。なお、エッチングはウェットエッチング、あるいはドライエッチングを用いることができ、ドライエッチングは遮光膜３９の微細線幅を精度良く得ることができる。
【００９７】
次に、遮光膜３９を含む酸化膜３８上に平坦化膜４１を形成する。この平坦化膜４１は、例えば樹脂等の有機材料を塗布して形成する。
【００９８】
その後、平坦化膜４１上に、順次、例えばベイヤー配列のオンチップカラーフィルタ４２及びオンチップマイクロレンズ４３を形成する。この様にして、図６で示す様な、第２の実施の形態の固体撮像装置２１を得ることができる。
【００９９】
上記した第２の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法では、上記した第１の実施の形態の固体撮像装置の製造方法と同様に、シリコン結晶欠陥によるデバイス特性の劣化が生じることがない。
【０１００】
また、赤外線カットフィルタ層を構成する材料が制約されない点、従来の半導体プロセスとの適合性も良く、工程数の増加も少なく形成することが可能であり、製造歩留まりの向上を期待することができる点も、第１の実施の形態と同様である。
【０１０１】
＜４．第３の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図１０は本発明に係る固体撮像装置の第３の実施の形態を説明するための模式図である。本実施の形態の固体撮像装置は、裏面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像装置である。第３の実施の形態に係る固体撮像装置２１は、例えばシリコンによる半導体基板２２に複数の画素が配列された画素領域（いわゆる撮像領域）２３と、図示しないが画素領域２３の周辺に配置された周辺回路部を形成して構成されている。
【０１０２】
単位画素２４は、光電変換部となるフォトダイオードＰＤと複数の画素トランジスタＴｒとから構成される。フォトダイオードＰＤは、半導体基板２２の厚み方向の全域にわたる様に形成され、ｎ型半導体領域２５と基板の表裏両面に臨むｐ型半導体領域２６とによるｐｎ接合型のフォトダイオードとして構成されている。なお、基板の表裏両面に臨むｐ型半導体領域は、暗電流抑制のための正孔電荷蓄積領域を兼ねている。
【０１０３】
フォトダイオードＰＤ及び画素トランジスタＴｒからなる各画素２４は、ｐ型半導体領域で形成された素子分離領域２７により分離されている。画素トランジスタＴｒは、半導体基板２２の表面２２Ａ側に形成されたｐ型半導体ウェル領域２８に、図示しないがｎ型のソース領域及びドレイン領域を形成し、両領域間の基板表面にゲート絶縁膜１６を介してゲート電極２９を形成して構成されている。なお、同図においては、複数の画素トランジスタを１つの画素トランジスタＴｒで代表して示すと共に、ゲート電極２９で模式的に表している。
【０１０４】
半導体基板２２の表面２２Ａ上には、層間絶縁膜１７が形成されており、層間絶縁膜１７の上層にはアルミニウムからなる遮光膜１４が形成されている。なお、遮光膜１４は層間絶縁膜１７上の略全面に形成されている。
【０１０５】
遮光膜１４上には、層間絶縁膜３１を介して複数の配線３２を配置してなる、いわゆる多層配線層３３が形成されている。多層配線層３３は光入射されないので、配線３２のレイアウトは自由に設定することができる。
【０１０６】
フォトダイオードＰＤの受光面３４となる基板裏面２２Ｂ上には、界面酸化膜１３が形成されており、界面酸化膜１３上には、ＳｉＯＮからなる反射防止膜３７が形成されている。更に、反射防止膜３７上には、ＳｉＯ２からなる酸化膜３８が形成されている。
【０１０７】
また、酸化膜３８上の画素境界に、即ち画素境界に対応する部分にＴｉからなる密着層１５を介してタングステン（Ｗ）からなる遮光膜３９が形成されている。なお、遮光膜３９は、光を遮光する材料であれば良いが、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度良く加工できる材料が好ましい。
【０１０８】
更に、密着層１５及び遮光膜３９を含む酸化膜３８上に平坦化膜４１が形成され、この平坦化膜４１上に順次オンチップカラーフィルタ４２及びオンチップマイクロレンズ４３が形成されている。なお、平坦化膜４１は、例えば、樹脂等の有機材料で形成することができ、オンチップカラーフィルタ４２としては、例えば、ベイヤー配列のカラーフィルタを用いることができる。また、オンチップマイクロレンズ４３は、例えば、樹脂等の有機材料で形成することができる。
【０１０９】
なお、光Ｌは、基板裏面２２Ｂ側から入射され、オンチップマイクロレンズ４３で集光されて各フォトダイオードＰＤで受光することとなる。
【０１１０】
第３の実施の形態に係る裏面照射型の固体撮像装置２１は、遮光膜１４が略全面に形成されているために、基板裏面から赤外光等の長波長の光が入射してきた場合であっても、多層配線層３３側への入射を阻むことができる。そのため、基板裏面から入射する長波長光が多層配線層３３側へと到達することがなく、多層配線層３３での反射光がフォトダイオードＰＤに入射することによる混色を抑制することができる。
【０１１１】
なお、遮光膜１４を形成することで、フォトダイオードＰＤから多層配線層３３の上層までの高さが高くなることとなるが、裏面照射型の固体撮像装置であるので、集光特性の劣化の懸念は無い。
【０１１２】
［変形例］
第３の実施の形態では、アルミニウムからなる遮光膜を例に挙げて説明を行っているが、遮光膜は必ずしもアルミニウムからなる必要は無い。即ち、基板裏面から赤外光等の長波長の光が入射してきた場合であっても、多層配線層で反射する光による混色を抑制することができれば充分であって、必ずしもアルミニウムからなる遮光膜である必要は無い。例えば、アルミニウム以外の金属材料であっても良いし、遮光性を有するものであれば、非金属材料であっても良い。
【０１１３】
［固体撮像装置の製造方法の例］
図１１、図１２及び図１３に、第３の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法を示している。なお、ここでは、シリコン層４４、ＳｉＯ２層４５及びシリコン層４６から構成されるＳＯＩ基板４７を用いた製造方法について説明を行う。なお、省略した部分の符号については、図１０を参照している。
【０１１４】
第３の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法では、先ず、図１１Ａで示す様に、シリコン層４６の画素領域を形成すべき領域に、ｐ型半導体領域による素子分離領域２７で分離した各画素に対応したフォトダイオードＰＤを形成する。
【０１１５】
なお、フォトダイオードＰＤは、基板厚さ方向の全域にわたる様なｎ型半導体領域２５と、ｎ型半導体領域２５に接してシリコン層４４の表裏両面に臨むｐ型半導体領域２６とからなるｐｎ接合を有して形成されている。
【０１１６】
次に、シリコン層４４表面の各画素に対応する領域に、それぞれ素子分離領域２７に接するｐ型半導体ウェル領域２８を形成し、このｐ型半導体ウェル領域２８内に各複数の画素トランジスタＴｒを形成する。なお、画素トランジスタＴｒは、それぞれソース領域及びドレイン領域と、ゲート絶縁膜１６と、ゲート電極２９とにより形成されている。
【０１１７】
続いて、酸化膜や窒化膜等を用いて、層間絶縁膜１７を形成し、層間絶縁膜１７の上層に、アルミニウムからなる遮光層１４を形成する。
【０１１８】
更に、遮光層１４の上部には、層間絶縁膜３１を介して複数層の配線３２を配置した多層配線層３３を形成する（図１１Ｂ参照）。
【０１１９】
次に、図１２Ａで示す様に、接着層４８を介して、支持基板４９をＳＯＩ基板４７と貼り合わせる。続いて、ウェハを反転させて、例えばバックグラインド法や、ＣＭＰ法、ウェットエッチング手法等によりシリコン層４４及びＳｉＯ２層４５を除去してシリコン層４６裏面を露出させる（図１２Ｂ参照）。なお、シリコン層４６裏面は薬液処理によりケミカル酸化膜（界面酸化膜１３）が形成されている。
【０１２０】
次に、図１３Ａで示す様に、受光面となるシリコン層４６裏面上に反射防止膜３７としてＳｉＯＮをＣＶＤ法により形成し、酸化膜３８としてのＳｉＯ２をＣＶＤ法により形成し、更に、密着層及び遮光膜３９としてチタン／タングステンの積層膜を形成する。なお、ここでの密着層１５及び遮光膜３９となるタングステン及びチタンは汎用のスパッタリング法で堆積し、その成膜温度は室温〜４００℃、チタンの膜厚は５ｎｍ〜５０ｎｍ程度、タングステンの膜厚は１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。
【０１２１】
ここで、密着層１５はチタンのみならず、窒化チタン（ＴｉＮ）であっても良い。この場合にはＰＶＤ成膜時に窒素ガスとアルゴンガスを混合した雰囲気下でリアクティブ・スパッタリング法によって成膜することができる。
【０１２２】
続いて、フォトダイオードＰＤに対応する領域に可視光導入開口部を形成すべくパターン加工を施す（図１３Ｂ参照）。ここでのパターン加工は、レジストマスク（図示せず）を介して密着層１５及び遮光膜３９を選択的にエッチング除去して、各画素境界に密着層１５及び遮光膜３９を形成する。なお、エッチングはウェットエッチング、あるいはドライエッチングを用いることができ、ドライエッチングは遮光膜３９の微細線幅を精度良く得ることができる。
【０１２３】
次に、遮光膜３９を含む酸化膜３８上に平坦化膜４１を形成する。この平坦化膜４１は、例えば樹脂等の有機材料を塗布して形成する。
【０１２４】
その後、平坦化膜４１上に、順次、例えばベイヤー配列のオンチップカラーフィルタ４２及びオンチップマイクロレンズ４３を形成する。この様にして、図１０で示す様な、第３の実施の形態の固体撮像装置２１を得ることができる。
【０１２５】
上記した第３の実施の形態の固体撮像装置２１の製造方法では、上記した第１の実施の形態及び第２の実施の形態の固体撮像装置の製造方法と同様に、シリコン結晶欠陥によるデバイス特性の劣化が生じることがない。
【０１２６】
また、遮光層を構成する材料が制約されない点、従来の半導体プロセスとの適合性も良く、工程数の増加も少なく形成することが可能であり、製造歩留まりの向上を期待することができる点も、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。
【０１２７】
＜５．第４の実施の形態＞
［カメラの構成］
図１４は本発明を適用した撮像装置の一例であるカメラ７７を説明するための模式図である。そして、ここで示すカメラ７７は、上記した第１の実施の形態〜第３の実施の形態の固体撮像装置を撮像デバイスとして用いたものである。
【０１２８】
本発明を適用したカメラ７７では、被写体（図示せず）からの光は、レンズ７１等の光学系及びメカニカルシャッタ７２を経て固体撮像装置７３の撮像エリアに入射することとなる。なお、メカニカルシャッタ７２は、固体撮像装置７３の撮像エリアへの光の入射を遮断して露光期間を決めるためのものである。
【０１２９】
ここで、固体撮像装置７３は、上記した第１の実施の形態〜第３の実施の形態に係る固体撮像装置１が用いられ、タイミング発生回路や駆動系等を含む駆動回路７４によって駆動されることとなる。
【０１３０】
また、固体撮像装置７３の出力信号は、次段の信号処理回路７５によって、種々の信号処理が行われた後、撮像信号として外部に導出され、導出された撮像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶されたり、モニタに出力されたりすることとなる。
なお、メカニカルシャッタ７２の開閉制御、駆動回路７４の制御、信号処理回路７５の制御等は、システムコントローラ７６によって行われる。
【０１３１】
本発明を適用したカメラでは、上述した本発明を適用した固体撮像装置を採用しているために、混色を充分に抑制することができ、高画質の撮像画像を得ることができる。
【０１３２】
＜６．変形例＞
［カラーフィルタについて］
上記した第１の実施の形態〜第４の実施の形態では、ＲＧＢベイヤー配列されたカラーフィルタ４２を用いた場合を例に挙げて説明を行っているが、色再現性を向上させ、高精度な固体撮像装置を実現するために、有機光電変換膜を使用しても良い。
【０１３３】
図１５は第１の実施の形態の変形例を説明するための模式図である。ここで示す固体撮像装置２１は、平坦化膜４１の上層に有機光電変換膜８２が形成され、更に分離層８３を介して有機カラーフィルタ層８４が形成されている。
【０１３４】
有機カラーフィルタ層８４は、フォトダイオードＰＤに対応して形成され、例えば、青（Ｂ）と赤（Ｒ）を取り出すために、シアン（Ｃｙａｎ）の有機カラーフィルタ層８４Ｃとイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）の有機カラーフィルタ層８４Ｙを市松模様に配置したものからなる。また、有機カラーフィルタ層８４上には、各フォトダイオードＰＤに入射光を集光させるオンチップマイクロレンズ４３が形成されている。
【０１３５】
有機光電変換膜８２の緑（Ｇ）系の色素としては、一例として、ローダミン系色素、フタロシアニン誘導体、キナクリドン、エオシン−Ｙ、メラシアニン系色素等がある。
【０１３６】
本変形例の固体撮像装置２１は、緑（Ｇ）を有機光電膜８２から信号を取り出し、青（Ｂ）と赤（Ｒ）をシアン（Ｃｙａｎ）とイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）の有機カラーフィルタ層８４との組み合わせにて取り出すものである。
【０１３７】
以下、有機光電変換膜８２と有機カラーフィルタ層８４の平面的配置（コーディング）の一例を、図１６によって説明する。
【０１３８】
図１６（Ａ）に示す様に、有機光電変換膜８２からなる緑（Ｒ）は全画素に配置されている。また、図１６（Ｂ）に示す様に、シアン（Ｃｙａｎ）とイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）は、いわゆる市松模様配列となっている。青（Ｂ）と赤（Ｒ）の分光は、以下の原理で達成する。
【０１３９】
即ち、青（Ｂ）は、シアン（Ｃｙａｎ）の有機カラーフィルタ層８４Ｃでの吸収で赤（Ｒ）成分が除去され、続く緑（Ｇ）の有機光電変換膜８２による吸収によって、緑（Ｇ）成分が除去され、残った青（Ｂ）成分にて取り出すことができる。
【０１４０】
一方、赤（Ｒ）は、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）の有機カラーフィルタ層８４Ｙでの吸収で青（Ｂ）成分が除去され、続く緑（Ｇ）の有機光電変換膜８２による吸収によって緑（Ｇ）成分が除去され、残った赤（Ｒ）成分にて取り出すことができる。
【０１４１】
以上の構成によって、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の分離された色信号を出力することができる。
【０１４２】
なお、シアン（Ｃｙａｎ）の有機カラーフィルタ層８４Ｃとイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）の有機カラーフィルタ層８４Ｙが、いわゆる市松模様配列となる様に配置したことで、空間的な輝度やクロマの解像度はやや落ちる。しかし、色再現性は著しく改善することが可能となる。
【０１４３】
［半導体基板について］
上記した第１の実施の形態〜第４の実施の形態では、半導体基板がシリコンから構成された場合を例に挙げて説明を行っているが、半導体基板は必ずしもシリコン基板である必要はなく、その他の半導体材料によって半導体基板を構成しても良い。
【０１４４】
また、上記した第１の実施の形態〜第３の実施の形態の固体撮像装置の製造方法において、ＳＯＩ基板を用いた製造方法を例に挙げて説明を行っているが、必ずしもＳＯＩ基板を用いて製造する必要は無く、シリコンバルク基板を用いて製造しても良い。
【符号の説明】
【０１４５】
１固体撮像装置
２画素
３画素領域
４垂直駆動回路
５カラム信号処理回路
６水平駆動回路
７出力回路
８制御回路
９垂直信号線
１０水平信号線
１１半導体基板
１２入出力端子
１３界面酸化膜
１４遮光膜
１５密着層
１６ゲート絶縁膜
１７層間絶縁膜
１８赤外線カットフィルタ層
２１固体撮像装置
２２半導体基板
２３画素領域
２４単位画素
２５ｎ型半導体領域
２６ｐ型半導体領域
２７素子分離領域
２８ｐ型半導体ウェル領域
２９ゲート電極
３１層間絶縁膜
３２配線
３３多層配線層
３７反射防止膜
３８酸化膜
３９遮光膜
４１平坦化膜
４２オンチップカラーフィルタ
４３オンチップマイクロレンズ
４４シリコン層
４５ＳｉＯ２層
４６シリコン層
４７ＳＯＩ基板
４８接着層
４９支持基板
５１フォトダイオード
５２転送トランジスタ
５３増幅トランジスタ
５４アドレストランジスタ
５５リセットトランジスタ
５６駆動配線
５７垂直信号線
５８駆動配線
５９駆動配線
７１レンズ
７２メカニカルシャッタ
７３固体撮像装置
７４駆動回路
７５信号処理回路
７６システムコントローラ
７７カメラ
８２有機光電変換膜
８３分離層
８４有機カラーフィルタ層
８５固体撮像装置
【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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【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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