(57)【要約】      （修正有）【課題】周辺回路の発熱の影響を防止し、良好なＳＮ比を有する固体撮像装置を提供する。【解決手段】表面と裏面とを有するシリコン基板３０１の表面に、複数の検出器８０２からなる検出器アレイ８０１と、検出器から読み出した電気信号を増幅する出力アンプと５０８、クロック信号を増幅するクロックドライバ５０６とを含む固体撮像装置３００において、検出器アレイ８０１と、出力アンプ５０８およびクロックドライバ５０６との間のシリコン基板３０１に、該シリコン基板３０１の熱伝導を妨げるように空隙５０５が設けられる。検出器は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳから形成される。【選択図】図１
2012142507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面とを有するシリコン基板の表面に、複数の検出器からなる検出器アレイと、検出器から読み出した電気信号を増幅するアンプと、クロック信号を増幅するクロックドライバとを含む固体撮像装置であって、
検出器アレイと、アンプおよびクロックドライバとの間のシリコン基板に、シリコン基板の熱伝導を妨げるように空隙が設けられたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
上記空隙は、シリコン基板の裏面から所定の深さで形成された溝部からなる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】
上記空隙は、シリコン基板の表面から所定の深さで形成された溝部からなり、溝部を渡るように、アンプおよびクロックドライバと検出器アレイとの間を接続する配線を含む橋渡し構造を有する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４】
上記空隙は、シリコン基板を貫通する溝部からなり、溝部を渡るように、アンプおよびクロックドライバと検出器アレイとの間を接続する配線を含む橋渡し構造を有する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５】
上記アンプは、上記空隙の両側であって、検出器アレイ側およびクロックドライバ側の２個所に少なくとも形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
上記空隙に対して、アンプおよびクロックドライバが設けられた方向にあるシリコン基板の表面または裏面に、熱浴を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
上記検出器が、ＣＣＤまたはＣＭＯＳからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
表面と裏面とを有するシリコン基板を準備する工程と、
シリコン基板の表面に、複数の検出器からなる検出器アレイを形成する工程と、
シリコン基板の表面に、アンプおよびクロックドライバを形成する工程と、
シリコン基板をエッチングして、検出器アレイと、アンプおよびクロックドライバとの間に、シリコン基板の熱伝導を妨げるように空隙を形成するエッチング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】
上記エッチング工程は、シリコン基板の裏面からシリコン基板をエッチングして、所定の深さの溝部を形成する工程であることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
更に、シリコン基板の表面に保護膜を形成する工程を含み、
上記エッチング工程は、保護膜を部分的に除去してシリコン基板の表面を露出させ、保護膜をエッチングマスクに用いてシリコン基板をエッチングして、所定の深さの溝部を形成する工程であることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１１】
更に、シリコン基板の表面に保護膜を形成する工程を含み、
上記エッチング工程は、保護膜を部分的に除去してシリコン基板の表面を露出させ、保護膜をエッチングマスクに用いてシリコン基板をエッチングして、シリコン基板を貫通する溝部を形成する工程であることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１２】
更に、シリコン基板の表面に、不純物拡散法もしくはイオン注入法を用いて不純物拡散層を形成する工程と、
ＬＯＣＯＳ分離法もしくはトレンチ分離法により、分離酸化膜を形成する工程と、
ゲート絶縁膜を堆積する工程と、
ゲート電極を形成する工程と、
絶縁膜を堆積する工程と、
配線層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に関し、特に、暗時出力が小さく、かつ、暗時出力の分布が小さいＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）固体撮像装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体撮像装置では、特に長秒時撮影時に検出器が発熱し、画像のノイズが発生する等の問題があった。これに対して、例えば検出器のみを小型の冷却装置で冷やすことにより、小型化が可能でかつ熱の影響を除いた固体撮像装置が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７４２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような冷却装置を備えた固体撮像装置であっても、特に暗時出力において、環境温度の割には検出器の暗時出力が大きく、かつ、検出器の位置に依存した暗時出力の分布があるという問題があった。この原因を検討したところ、発熱源となる周辺回路と検出器アレイの熱分離が不充分であるため、検出器アレイ全体の温度が上昇し、かつ、検出器アレイの温度に分布ができ、この結果、検出器の出力の信号と雑音について、環境温度から予測される値（ＳＮ比）との差異が大きく（すなわちＳＮ比が小さく）、かつ、検出器の位置に依存した出力の信号と雑音の分布が発生していることが分かった。
【０００５】
そこで、本発明は、周辺回路の発熱の影響を防止し、良好なＳＮ比を有する固体撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、表面と裏面とを有するシリコン基板の表面に、複数の検出器からなる検出器アレイと、検出器から読み出した電気信号を増幅するアンプと、クロック信号を増幅するクロックドライバとを含む固体撮像装置であって、検出器アレイと、アンプおよびクロックドライバとの間のシリコン基板に、シリコン基板の熱伝導を妨げるように空隙が設けられたことを特徴とする固体撮像装置である。
【０００７】
また、本発明は、表面と裏面とを有するシリコン基板を準備する工程と、シリコン基板の表面に、複数の検出器からなる検出器アレイを形成する工程と、シリコン基板の表面に、アンプおよびクロックドライバを形成する工程と、シリコン基板をエッチングして、検出器アレイと、アンプおよびクロックドライバとの間に、シリコン基板の熱伝導を妨げるように空隙を形成するエッチング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でもある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の固体撮像装置では、発熱源となる周辺回路と、検出器アレイとの間の熱分離が充分であるので、検出器アレイの温度上昇や温度分布を抑制できる。これにより、検出器の出力の信号と雑音について、環境温度から予測される値との差異が小さく（すなわちＳＮ比が大きく）、かつ、検出器の位置に依存した出力の信号と雑音の分布が小さい固体撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるＣＣＤ固体撮像装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるＣＣＤ固体撮像装置の製造方法を表す工程図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる他のＣＭＯＳ固体撮像装置の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかるＣＣＤ固体撮像装置の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかるＣＣＤ固体撮像装置の製造方法を表す工程図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる他のＣＭＯＳ固体撮像装置の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態３にかかるＣＣＤ固体撮像装置の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態３にかかるＣＣＤ固体撮像装置の製造方法を表す工程寺である。
【図９】本発明の実施の形態３にかかる他のＣＭＯＳ固体撮像装置の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態４にかかるＣＣＤ固体撮像装置の斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態４にかかるＣＣＤ固体撮像装置の製造方法を表す工程図である。
【図１２】本発明の実施の形態４にかかる他のＣＭＯＳ固体撮像装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００の斜視図である。ＣＣＤ固体撮像装置３００では、シリコン基板３０１上に、複数の検出器８０２がマトリックス状に配置された検出器アレイ８０１を有する。更に、内部光電変換によって検出器８０２で発生した電荷を検出器アレイ８０１の垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ５０９と、垂直ＣＣＤ５０９で転送した電荷をさらに検出器アレイ８０１の水平方向に転送する水平ＣＣＤ５１０と、転送されてきた電荷を電圧に変換する初段アンプ５０７とを有する。
【００１１】
更に、周辺回路として、初段アンプ５０７の出力を増幅する出力アンプ５０８と、ＣＣＤ固体撮像装置３００に入力したクロック信号の電力を増幅して出力するクロックドライバ５０６とを有する。出力アンプ５０８とクロックドライバ５０６と、検出器アレイ８０１との間には、シリコン基板３０１の裏面から空隙５０５が設けられている。ここで、ＣＣＤ固体撮像装置の場合、初段アンプ５０７がＦＤＡ（Floating Diffusion Amplifier）であることが多い。
【００１２】
次に、検出器８０２の光検出原理について述べる。ＣＣＤ固体撮像装置３００の撮像対象となる被写体が発した光が、検出器アレイ８０１内の検出器８０２に入射すると、シリコン基板３０１では、内部光電効果によって、光の入射量に応じた数の電子正孔対が発生する。検出器８０２毎に、この電荷（多くの場合は、電子）を垂直ＣＣＤ５０９および水平ＣＣＤ５１０を通して転送し、初段アンプ５０７で電圧に変換し、更に出力アンプ５０８で増幅して、被写体の撮像画を得る。
【００１３】
ここで、検出器８０２としては、光領域全体を検出するパンクロマティック検出器と、カラーフィルタを上方に配置することで光領域をいくつかに分割して検出するマルチバンド検出器の２種類がある。また、電荷の読出し方式によっても、検出器は２種類に分かれる。１つは、垂直ＣＣＤ５０９とフォトダイオード５０３を並列に配置したエリアセンサであって、読出し方式がフレーム転送およびインターライン転送の場合に用いる検出器である。もう１つは、垂直ＣＣＤ５０９がフォトダイオード５０３を含んだラインセンサであって、読出し方式がＴＤＩ（Time Delay Integration）の場合に用いる検出器である。
【００１４】
ところで、ＣＣＤ固体撮像装置３００では、検出器８０２、垂直ＣＣＤ５０９、および、水平ＣＣＤ５１０において、温度に依存した雑音が発生する。これは暗時出力と呼ばれ、ＣＣＤ固体撮像装置３００の出力のＳＮ比を低下させる。出力アンプ５０８およびクロックドライバ５０６といった周辺回路は、消費電力が大きいために発熱源となっているため、ＣＣＤ固体撮像装置３００には温度上昇および温度分布がある。
【００１５】
従来のＣＣＤ固体撮像装置では、発熱源で発熱があっても、冷却および放熱することによって、ＣＣＤ固体撮像装置の温度をある程度低く保っていた。しかし、発熱源となる周辺回路（出力アンプ５０８およびクロックドライバ５０６）と、検出器アレイ８０１、垂直ＣＣＤ５０９、および水平ＣＣＤ５１０との熱分離が不充分であるため、検出器アレイ８０１、垂直ＣＣＤ５０９、および水平ＣＣＤ５１０全体の温度が上昇し、かつ、その温度には分布が生じてしまう。このため、環境温度の割には検出器の暗時出力が大きく、かつ、検出器の位置に依存した暗時出力の分布があった。その結果、撮像画にムラが生じていた。
【００１６】
これに対して、本実施の形態１にかかる固体撮像装置３００では、従来構造とは異なり、出力アンプ５０８およびクロックドライバ５０６といった発熱源と、検出器アレイ８０１、垂直ＣＣＤ５０９、および、水平ＣＣＤ５１０とを熱分離する（熱伝導を妨げる）ために、シリコン基板３０１に空隙５０５を設けている。このため、発熱源と検出器アレイ８０１、垂直ＣＣＤ５０９、および、水平ＣＣＤ５１０との間の熱コンダクタンスが小さくなって、発熱源で発生した熱は、検出器アレイ８０１、垂直ＣＣＤ５０９、および、水平ＣＣＤ５１０には伝播しない。
【００１７】
本実施の形態１にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００では、発熱源となる周辺回路と検出器アレイの間の熱分離が充分であるので、検出器アレイの温度上昇や温度分布を抑制できる。これにより、検出器の出力の信号と雑音について、環境温度から予測される値との差異が小さく（すなわちＳＮ比が大きく）、かつ、検出器の位置に依存した出力の信号と雑音の分布が小さい固体撮像装置を提供できる。
【００１８】
かかる構造では、更に、出力アンプ５０８およびクロックドライバ５０６といった発熱源が存在する個所のシリコン基板３０１の表面もしくは裏面に、ペルチェ冷却素子や放熱板からなる熱浴を接触させて、発熱源の熱を吸収させることにより、更に検出器アレイの温度上昇や温度分布を抑制できる。その結果、暗時出力や暗時出力の分布を低減できるので、撮像画のムラを抑制したＣＣＤ固体撮像装置を提供できる。
【００１９】
更に、出力アンプ５０８およびクロックドライバ５０６といった周辺回路と、検出器アレイを、同一素子上に形成することができるので、製造工程が簡単で、かつ、小型のＣＣＤ固体撮像装置を提供できる。特に、ＣＣＤ固体撮像装置３００について、周囲を減圧もしくは不活性ガスで封入して、熱分離を強化することで、より暗時出力を低減することができる（実施の形態２〜４においても同じ）。
【００２０】
次に、図２を用いて、実施の形態１にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００の製造方法を説明する。図２は、ＣＣＤ固体撮像装置３００の製造方法の工程図であり、図２中、図１と同一符号は、同一または同等箇所を示す。かかる製造方法は、以下の工程１〜３を含む。
【００２１】
工程１：図２（ａ）に示すように、表面と裏面を有するシリコン基板３０１を準備する。
【００２２】
工程２：図２（ｂ）に示すように、シリコン基板３０１の表面に、不純物拡散法もしくはイオン注入法を用いて、垂直ＣＣＤ５０９および水平ＣＣＤ５１０を形成する領域に、不純物拡散層（図示せず）を形成する。次に、ＬＯＣＯＳ分離法もしくはトレンチ分離法によって、所定の位置に分離酸化膜（図示せず）を形成する。次に、ゲート絶縁膜（図示せず）を堆積させた後、ゲート電極（図示せず）を形成し、更に絶縁膜（図示せず）を堆積させる。次に、配線層３０５を形成し、更に保護膜（図示せず）を堆積させる。
【００２３】
工程３：図２（ｃ）に示すように、シリコン基板３０１の裏面の所定の位置を開口して空隙５０５を形成する。開口には、例えばＴＭＡＨ（Tetra Methyl Ammonium Hydroxide）やＫＯＨ（potassium hydroxide）などを用いた異方性ウエットエッチング、または、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）などを用いた異方性ドライエッチングで行う。
【００２４】
空隙５０５のエッチング時間を調整することにより、空隙５０５の深さを、分離酸化膜およびゲート絶縁膜に至るまでで任意に設定でき、発熱源と検出器アレイ８０１の間の熱コンダクタンスを調整することができる。特に、ゲート絶縁膜および絶縁膜に、空隙５０５のエッチングストッパとしての機能を持たせることもできる。このようにして、発熱源と検出器アレイ８０１を空隙５０５により熱分離したＣＣＤ固体撮像装置３００が完成する。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態１にかかる他の固体撮像装置（例えば、ＣＭＯＳ固体撮像装置）の斜視図である。本実施の形態にかかるＣＭＯＳ固体撮像装置３００では、シリコン基板３０１上に、複数の検出器８０２がマトリックス状に配置されて検出器アレイ８０１を形成する。検出器８０２はＣＭＯＳからなる。検出器アレイ８０１の周囲には、検出器８０２を順次選択し、かつ、検出器８０２の物理的変化を電気信号として外部に読み出すための垂直信号処理回路８０３および水平信号処理回路８０４が設けられている。その代わり、垂直ＣＣＤ５０９および水平ＣＣＤ５１０は設けない。他の構造や製造方法は、上述のＣＣＤ固体撮像装置とほぼ同じである。
【００２６】
このように、ＣＭＯＳ固体撮像装置においても、出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６のような発熱源と、検出器アレイ８０１との間に空隙５０５を形成して熱分離することにより、暗時出力や暗時出力の分布を低減でき、撮像画のムラを抑制したＳＮ比の大きなＣＭＯＳ固体撮像装置を提供できる。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００の斜視図である。図４中、図１と同一符号は、同一または相当箇所を示す。
【００２８】
本実施の形態２にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００では、シリコン基板３０１の表面から空隙５０５を設けて、出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６のような発熱源と、検出器アレイ８０１等との間を熱分離している。出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６と、水平ＣＣＤ５１０や初段アンプ５０７の接続は、橋渡し構造３０７の上に形成した配線により行われる。他の構造は、実施の形態１のＣＣＤ固体撮像装置３００と同じである。
【００２９】
かかる構造では、発熱部と検出器アレイ８０１等との間が熱分離されるため、暗時出力や暗時出力の分布を低減でき、撮像画のムラを抑制した、ＳＮ比の大きいＣＣＤ固体撮像装置を提供できる。
【００３０】
次に、図５を用いて、実施の形態２にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００の製造方法を説明する。図５は、ＣＣＤ固体撮像装置３００の製造方法の工程図であり、図５中、図４と同一符号は、同一または同等箇所を示す。
【００３１】
製造工程のうち、工程１、２（図５（ａ）、（ｂ））は、実施の形態１の工程１、２（図２（ａ）、（ｂ））とほぼ同じである。但し、工程２の最後に、シリコン基板３０１の表面の保護膜の一部を除去してエッチング孔３０９を開口して、シリコン基板３０１の表面を露出させる。
【００３２】
図５（ｃ）に示す工程３では、エッチング孔３０９から、例えばＴＭＡＨやＫＯＨなどの異方性エッチング液を導入して、シリコン基板３０１に空隙５０５を形成する。ここで、発熱源と検出器アレイ８０１の間の橋渡し構造３０７は、分離酸化膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極、絶縁膜、配線層３０５、および保護膜からなる。エッチング孔３０９のサイズを調整することにより、橋渡し構造３０７の熱コンダクタンスを調整できる。以上の工程で、発熱源と検出器アレイ８０１を熱分離したＣＣＤ固体撮像装置３００が完成する。
【００３３】
図６は、本発明の実施の形態２にかかる他の固体撮像装置（例えば、ＣＭＯＳ固体撮像装置）の斜視図である。構造や製造方法はＣＣＤ固体撮像装置とほぼ同じである。
【００３４】
このように、ＣＭＯＳ固体撮像装置においても、出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６のような発熱源と、検出器アレイ８０１との間に空隙５０５を形成して熱分離することにより、暗時出力や暗時出力の分布を低減でき、撮像画のムラを抑制したＣＭＯＳ固体撮像装置を提供できる。
【００３５】
特に、図６に示した本実施の形態２における固体撮像装置３００では、図３に示す実施の形態１の構造とは異なり、発熱源と検出器アレイ８０１の間の橋渡し構造３０７の幅や厚み調整し、熱コンダクタンスを調整することができる。この結果、実施の形態１の場合に比較して、出力の信号と雑音について環境温度から予測される値との差異を小さく（すなわちＳＮ比が大きく）でき、かつ、検出器の位置に依存した出力の信号と雑音の分布を低減できる。
【００３６】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００の斜視図である。図７中、図１と同一符号は、同一または相当箇所を示す。
【００３７】
本実施の形態３にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００では、シリコン基板３０１の表面から空隙５０５を設けて、出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６のような発熱源と、検出器アレイ８０１等との間を熱分離している。出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６と、水平ＣＣＤ５１０や初段アンプ５０７の接続は、橋渡し構造３０７の上に形成した配線により行われる。他の構造は、実施の形態１のＣＣＤ固体撮像装置３００と同じである。
【００３８】
かかる構造では、発熱部と検出器アレイ８０１等との間が熱分離されるため、暗時出力や暗時出力の分布を低減でき、撮像画のムラを抑制したＳＮ比の大きいＣＣＤ固体撮像装置を提供できる。
【００３９】
次に、図８を用いて、実施の形態３にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００の製造方法を説明する。図８は、ＣＣＤ固体撮像装置３００の製造方法の工程図であり、図８中、図７と同一符号は、同一または同等箇所を示す。
【００４０】
製造工程のうち、工程１、２（図８（ａ）、（ｂ））は、実施の形態２の工程１、２（図５（ａ）、（ｂ））と同じである。但し、ここでは、エッチング孔３０９の両側に、空隙５０５を形成する場合にエッチングストッパとなる例えばシリコン酸化物等からなるエッチング停止層５０２を形成する。
【００４１】
図８（ｃ）に示す工程３では、エッチング孔３０９から、例えば等方性ドライエッチング、または、フッ化キセノンなどの等方性エッチングガスによって、シリコン基板３０１に空隙５０５を形成する。シリコン基板３０１の縦方向に対しては、時間を調整することにより、空隙５０５の深さを調整することができる。シリコン基板３０１の横方向に対しては、エッチング停止層５０２の内側だけがエッチングされるので、空隙５０５の幅がこれで決定される。ここで、発熱源と検出器アレイ８０１の間の橋渡し構造３０７は、分離酸化膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極、絶縁膜、配線層３０５、および保護膜からなる。エッチング孔３０９のサイズを調整することにより、橋渡し構造３０７の熱コンダクタンスを調整できる。以上の工程で、発熱源と検出器アレイ８０１を熱分離したＣＣＤ固体撮像装置３００が完成する。
【００４２】
図９は、本発明の実施の形態３にかかる他の固体撮像装置（例えば、ＣＭＯＳ固体撮像装置）の斜視図である。構造や製造方法はＣＣＤ固体撮像装置とほぼ同じである。
【００４３】
このように、ＣＭＯＳ固体撮像装置においても、出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６のような発熱源と、検出器アレイ８０１との間に空隙５０５を形成して熱分離することにより、暗時出力や暗時出力の分布を低減でき、撮像画のムラを抑制したＣＭＯＳ固体撮像装置を提供できる。
【００４４】
特に、図９に示した本実施の形態３にかかる固体撮像装置３００では、図３に示す実施の形態１の構造とは異なり、発熱源と検出器アレイ８０１の間の橋渡し構造３０７の幅や厚み調整し、熱コンダクタンスを調整することができる。この結果、実施の形態１の場合に比較して、出力の信号と雑音について環境温度から予測される値との差異を小さく（すなわちＳＮ比が大きく）でき、かつ、検出器の位置に依存した出力の信号と雑音の分布を低減できる。
【００４５】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００の斜視図である。図１０中、図１と同一符号は、同一または相当箇所を示す。
【００４６】
本実施の形態４にかかるＣＣＤ固体撮像装置３００では、シリコン基板３０１の表面から空隙５０５を設けて、出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６のような発熱源と、検出器アレイ８０１等との間を熱分離している。空隙５０５は、シリコン基板３０１を貫通して設けられている。出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６と、水平ＣＣＤ５１０や初段アンプ５０７の接続は、橋渡し構造３０７の上に形成した配線により行われる。更に、他の構造は、実施の形態３のＣＣＤ固体撮像装置３００と同じである。
【００４７】
かかる構造では、発熱部と検出器アレイ８０１等との間が熱分離されるため、暗時出力や暗時出力の分布を低減でき、撮像画のムラを抑制したＳＮ比の大きなＣＣＤ固体撮像装置を提供できる。
【００４８】
次に、図１１を用いて、実施の形態４にかかるＣＣＤ固体撮像装置４００の製造方法を説明する。図１１は、ＣＣＤ固体撮像装置３００の製造方法の工程図であり、図１１中、図１０と同一符号は、同一または同等箇所を示す。
【００４９】
製造工程のうち、工程１、２（図１１（ａ）、（ｂ））は、実施の形態２の工程１、２（図５（ａ）、（ｂ））と同じである。
【００５０】
図１１（ｃ）に示す工程３では、エッチング孔３０９から、例えばＴＭＡＨおよびＫＯＨなどを用いた異方性ウエットエッチング、またはＩＣＰなどを用いた異方性ドライエッチングにより、シリコン基板３０１に空隙５０５を形成する。本実施の形態４では、空隙５０５は、シリコン基板３０１の表面から裏面まで貫通する。なお、橋渡し構造３０７ではゲート絶縁膜および絶縁膜で空隙５０５のエッチングが停止するため、空隙５０５の上に橋渡し構造３０７が形成される。ここで、発熱源と検出器アレイ８０１の間の橋渡し構造３０７は、分離酸化膜、ゲート絶縁膜、ゲート電極、絶縁膜、配線層３０５、および保護膜からなる。エッチング孔３０９のサイズを調整することにより、橋渡し構造３０７の熱コンダクタンスを調整できる。以上の工程で、発熱源と検出器アレイ８０１を熱分離したＣＣＤ固体撮像装置３００が完成する。
【００５１】
図１２は、本発明の実施の形態４にかかる他の固体撮像装置（例えば、ＣＭＯＳ固体撮像装置）の斜視図である。構造や製造方法はＣＣＤ固体撮像装置とほぼ同じである。
【００５２】
このように、ＣＭＯＳ固体撮像装置においても、出力アンプ５０８やクロックドライバ５０６のような発熱源と、検出器アレイ８０１との間に空隙５０５を形成して熱分離することにより、暗時出力や暗時出力の分布を低減でき、撮像画のムラを抑制したＣＭＯＳ固体撮像装置を提供できる。
【００５３】
特に、図１２に示した本実施の形態４にかかる固体撮像装置３００では、シリコン基板３０１を貫通するように空隙５０５が形成されているため、熱分離の効果が向上する。この結果、実施の形態１の場合に比較して、出力の信号と雑音について環境温度から予測される値との差異を小さく（すなわちＳＮ比が大きく）でき、かつ、検出器の位置に依存した出力の信号と雑音の分布を低減できる。
【符号の説明】
【００５４】
３００  固体撮像装置、３０１  シリコン基板、３０５  配線層、３０７  橋渡し構造、３０９  エッチング孔、５０２  エッチング停止層、５０３  フォトダイオード、５０５  空隙、５０６  クロックドライバ、５０７  初段アンプ、５０８  出力アンプ、５０９  垂直ＣＣＤ、５１０  水平ＣＣＤ、８０１  検出器アレイ、８０２  検出器、８０３  垂直信号処理回路、８０４  水平信号処理回路。
【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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