(57)【要約】【課題】撮像画像の画像品質等を向上する。【解決手段】半導体層１０１においてフォトダイオード２１が入射光Ｈを受光して信号電荷を生成する。そして、その半導体層１０１において入射光Ｈが入射する一方の面に対して反対側の他方の面の側において、その入射光Ｈのうち、そのフォトダイオード２１を透過した赤外の光を、赤外線吸収部３１が吸収する。【選択図】図３
2012079979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が設けられている半導体層
を具備しており、
前記半導体層において前記入射光が入射する一方の面に対して反対側の他方の面の側には、前記入射光のうち、前記光電変換部が吸収する光よりも長波長であって、前記光電変換部を透過した透過光を吸収する光吸収部が、設けられている、
固体撮像装置。
【請求項２】
前記半導体層において前記他方の面に設けられており、前記光電変換部にて生成された信号電荷を電気信号として出力する画素トランジスタと、
前記半導体層の前記他方の面において前記画素トランジスタを被覆しており、前記画素トランジスタに電気的に接続された配線が設けられている配線層と
を含み、
前記光吸収部は、前記半導体層において、前記光電変換部が設けられた部分と、前記配線層との間に介在するように設けられている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記光電変換部は、前記入射光において可視光線成分の光を受光して前記信号電荷を生成するように形成されており、
前記光吸収部は、前記光電変換部を透過した透過光のうち、赤外の光を吸収するように形成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記光吸収部は、ショットキー接合を含み、当該ショットキー接合によって前記赤外の光を吸収する、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記光吸収部の前記ショットキー接合は、金属層または金属シリサイド層が前記半導体層と接合されて形成されている、
請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記光電変換部は、
第１導電型の第１不純物領域と、
前記第１導電型と異なる第２導電型の第２不純物領域と、
第１導電型の第３不純物領域と
を含み、前記第１不純物領域と前記第２不純物領域と前記第３不純物領域とが、前記半導体層において前記一方の面の側から前記他方の面の側へ向かって、順次、形成されており、
前記光吸収部の前記ショットキー接合は、前記金属層または前記金属シリサイド層が前記第３不純物領域と接合されて形成されている、
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記半導体層の前記他方の面において前記半導体層と前記光吸収部との間に介在するように設けられている絶縁膜
を含み、
前記光吸収部は、前記半導体層の前記他方の面において前記絶縁膜を介在するように設けられた半導体膜を含み、
前記光吸収部の前記ショットキー接合は、金属層または金属シリサイド層が前記半導体膜と接合されて形成されている、
請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記光吸収部は、ＰＮ接合を含み、当該ＰＮ接合によって前記赤外の光を吸収する、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記半導体層の前記他方の面において前記半導体層と前記光吸収部との間に介在するように設けられている絶縁膜
を含み、
前記光吸収部は、
前記半導体層の前記他方の面において前記絶縁膜を介在するように設けられている第１導電型の第１半導体部と、
前記半導体層の前記他方の面において前記絶縁膜および前記第１半導体部を介在するように設けられており、前記第１半導体部に対して反対の導電型である第２導電型の第２半導体部と
を有し、
前記光吸収部の前記ＰＮ接合は、前記第１半導体部と前記第２半導体部とが接合されて形成されている、
請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記光吸収部は、前記赤外の光を受光して信号電荷を生成し、
前記画素トランジスタは、さらに、前記光吸収部で生成された信号電荷を電気信号として出力するように設けられている、
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記画素トランジスタは、
前記光電変換部で生成された信号電荷をフローティング・ディフュージョンへ転送する転送トランジスタ
を有し、
前記光吸収部は、前記半導体層の前記他方の面において、前記光電変換部が設けられた部分から、前記転送トランジスタのゲート電極を覆うように延在する部分を含む、
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を半導体層に設ける光電変換部形成工程と、
前記入射光のうち、前記光電変換部が吸収する光よりも長波長であって、前記光電変換部を透過した透過光を吸収する光吸収部を、前記半導体層において前記入射光が入射する一方の面に対して反対側の他方の面の側に設ける光吸収部形成工程と
を有する、
固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が設けられている半導体層
を具備しており、
前記半導体層において前記入射光が入射する一方の面に対して反対側の他方の面の側には、前記入射光のうち、前記光電変換部が吸収する光よりも長波長であって、前記光電変換部を透過した透過光を吸収する光吸収部が、設けられている、
電子機器。
【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、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの電子機器は、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｃｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを含む。
【０００３】
固体撮像装置は、撮像面に複数の画素が配列されている。各画素においては、光電変換部が設けられている。光電変換部は、たとえば、フォトダイオードであり、外付けの光学系を介して入射する光を受光面で受光し光電変換することによって、信号電荷を生成する。
【０００４】
固体撮像装置のうち、ＣＭＯＳ型イメージセンサは、光電変換部のほかに、画素トランジスタを含むように、画素が構成されている。画素トランジスタは、光電変換部で生成された信号電荷を読み出して、信号線へ電気信号として出力するように構成されている。
【０００５】
固体撮像装置においては、「表面照射型」、「裏面照射型」が知られている。「表面照射型」では、半導体基板において画素トランジスタや配線などが設けられた表面側から入射する入射光を、光電変換部が受光する。このため、「表面照射型」の場合には、配線などによって開口率が低下するために、感度を向上させることが困難な場合がある。これに対して、「裏面照射型」では、半導体基板において画素トランジスタや配線などが設けられた表面とは反対側の裏面側から入射する入射光を、光電変換部が受光するので、感度を向上できる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記のような固体撮像装置では、撮像面に、有効画素領域とオプティカル・ブラック画素領域とが設けられている。有効画素領域では、入射する光を光電変換部が受光する有効画素が配列されている。オプティカル・ブラック画素領域は、有効画素領域の周辺の一部に設けられており、ここでは、光電変換部へ入射する光を遮光する遮光層が設けられたオプティカル・ブラック（ＯＢ）画素が配列されている。ＯＢ画素からは、黒レベルの基準信号が出力される。そして、固体撮像装置においては、暗電流などのノイズ成分を除去するように、ＯＢ画素から出力された信号を基準として、有効画素から出力された信号を補正する処理が実施される（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３７５９４３５号公報
【特許文献２】特開２００５−３４７７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
「裏面照射型」の固体撮像装置では、フォトダイオードが設けられる半導体層が厚い場合、感度の入射角依存によって、撮像画像の画像品質が低下する場合があるので、半導体層が薄膜化されている。たとえば、可視光を受光する場合には、厚みが５〜１５μｍの半導体層にフォトダイオードが設けられている。
【０００９】
このため、「裏面照射型」の固体撮像装置では、半導体層の裏面側から入射した入射光のうち、長波長成分の光が半導体層の表面側へ透過して、その表面に設けられた配線で反射する場合がある。たとえば、可視光成分の光よりも長波長の赤外の光が透過し、配線で反射する場合がある。配線で光が反射した場合には、その反射光が他の画素へ混入して混色が生じる場合があるので、カラー画像の色再現性が低下するなど、画像品質が低下する場合がある。
【００１０】
この他に、上記の反射光が、オプティカル・ブラック（ＯＢ）画素へ混入した場合には、ＯＢ画素で検出される黒レベル信号の値が変動することになるので、ノイズ成分の除去が適正に実施されず、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。
【００１１】
このように、「裏面照射型」の固体撮像装置では、撮像画像の画像品質を向上させることが困難な場合がある。
【００１２】
したがって、本発明は、撮像画像の画像品質等を向上可能な、固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の固体撮像装置は、入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が設けられている半導体層を具備しており、前記半導体層において前記入射光が入射する一方の面に対して反対側の他方の面の側には、前記入射光のうち、前記光電変換部が吸収する光よりも長波長であって、前記光電変換部を透過した透過光を吸収する光吸収部が、設けられている。
【００１４】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を半導体層に設ける光電変換部形成工程と、前記入射光のうち、前記光電変換部が吸収する光よりも長波長であって、前記光電変換部を透過した透過光を吸収する光吸収部を、前記半導体層において前記入射光が入射する一方の面に対して反対側の他方の面の側に設ける光吸収部形成工程とを有する。
【００１５】
本発明の電子機器は、入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が設けられている半導体層を具備しており、前記半導体層において前記入射光が入射する一方の面に対して反対側の他方の面の側には、前記入射光のうち、前記光電変換部が吸収する光よりも長波長であって、前記光電変換部を透過した透過光を吸収する光吸収部が、設けられている。
【００１６】
本発明では、半導体層において光電変換部が入射光を受光して信号電荷を生成する。そして、その半導体層において入射光が入射する一方の面に対して反対側の他方の面の側において、その入射光のうち、光電変換部が吸収する光よりも長波長であって、その光電変換部を透過した透過光を、光吸収部が吸収する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮像画像の画像品質等を向上可能な、固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の動作を示す図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図９】図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の動作を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１（ショットキー接合の場合）
２．実施形態２（絶縁膜を介したショットキー接合の場合）
３．実施形態３（ＰＮ接合の場合）
４．実施形態４（可視光画像と赤外線画像との両者を撮像する場合）
５．実施形態５（転送ゲートを覆う場合）
６．その他
【００２１】
＜１．実施形態１＞
（１）装置構成
（１−１）カメラの要部構成
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。
【００２２】
図１に示すように、カメラ４０は、電子機器であって、固体撮像装置１と、光学系４２と、制御部４３と、信号処理回路４４とを有する。
【００２３】
固体撮像装置１は、光学系４２を介して被写体像として入射する入射光Ｈを、撮像面ＰＳで受光し光電変換することによって、信号電荷を生成する。また、固体撮像装置１は、制御部４３から出力される制御信号に基づいて駆動し、信号電荷を読み出して、ローデータとして出力する。
【００２４】
光学系４２は、結像レンズや絞りなどの光学部材を含み、入射する被写体像による光を、固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ集光するように配置されている。
【００２５】
制御部４３は、各種の制御信号を固体撮像装置１と信号処理回路４４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路４４とを制御して駆動させる。
【００２６】
信号処理回路４４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタルカラー画像を生成するように構成されている。
【００２７】
（１−２）固体撮像装置の要部構成
固体撮像装置１の全体構成について説明する。
【００２８】
図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成を示すブロック図である。
【００２９】
本実施形態の固体撮像装置１は、ＣＭＯＳ型イメージセンサであり、図２に示すように、半導体層１０１を含む。この半導体層１０１は、たとえば、シリコンからなる半導体基板で形成されており、図２に示すように、半導体層１０１においては、画素領域ＰＡと、周辺領域ＳＡとが設けられている。
【００３０】
画素領域ＰＡは、図２に示すように、矩形形状であり、複数の画素Ｐが水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれに、配置されている。つまり、画素Ｐがマトリクス状に並んでいる。そして、画素領域ＰＡにおいては、その中心が、図１に示した光学系４２の光軸に対応するように配置されている。
【００３１】
画素領域ＰＡにおいて、画素Ｐは、入射光Ｈを受光して信号電荷を生成するように構成されている。そして、その生成した信号電荷が、画素トランジスタ（図示なし）によって読み出されて出力される。画素Ｐの詳細な構成については、後述する。
【００３２】
本実施形態では、画素領域ＰＡは、有効画素領域ＩＭＧと、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢとを含む。
【００３３】
画素領域ＰＡにおいて、有効画素領域ＩＭＧは、画素Ｐが、いわゆる有効画素として配置されている。つまり、有効画素領域ＩＭＧでは、画素Ｐの上方が開口しており、上方から入射した入射光Ｈを画素Ｐが受光して撮像が行われる。
【００３４】
画素領域ＰＡにおいて、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢは、図２に示すように、有効画素領域ＩＭＧの周囲に設けられている。ここでは、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢは、たとえば、有効画素領域ＩＭＧの下部と左側部分とに設けられている。このオプティカル・ブラック領域ＯＰＢは、画素Ｐの上方に遮光膜（図示なし）が設けられており、画素Ｐに入射光が直接的に入射しないように構成されている。
【００３５】
オプティカル・ブラック領域ＯＰＢでは、画素Ｐが、いわゆるオプティカル・ブラック（ＯＢ）画素として配列されている。つまり、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢは、画素Ｐから黒レベルの基準信号が出力される。この画素Ｐから出力される黒レベルの基準信号は、暗電流などのノイズ成分を除去するように、有効画素から出力された信号について補正処理をする際に、用いられる。
【００３６】
周辺領域ＳＡは、図２に示すように、画素領域ＰＡの周囲に位置している。そして、この周辺領域ＳＡにおいては、周辺回路が設けられている。
【００３７】
具体的には、図２に示すように、垂直駆動回路１３と、カラム回路１４と、水平駆動回路１５と、外部出力回路１７と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１８と、シャッター駆動回路１９とが、周辺回路として設けられている。
【００３８】
垂直駆動回路１３は、図２に示すように、周辺領域ＳＡにおいて、画素領域ＰＡの側部に設けられており、画素領域ＰＡの画素Ｐを行単位で選択して駆動させるように構成されている。
【００３９】
カラム回路１４は、図２に示すように、周辺領域ＳＡにおいて、画素領域ＰＡの下端部に設けられており、列単位で画素Ｐから出力される信号について信号処理を実施する。ここでは、カラム回路１４は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ；相関二重サンプリング）回路（図示なし）を含み、固定パターンノイズを除去する信号処理を実施する。
【００４０】
水平駆動回路１５は、図２に示すように、カラム回路１４に電気的に接続されている。水平駆動回路１５は、たとえば、シフトレジスタを含み、カラム回路１４において画素Ｐの列ごとに保持されている信号を、順次、外部出力回路１７へ出力させる。
【００４１】
外部出力回路１７は、図２に示すように、カラム回路１４に電気的に接続されており、カラム回路１４から出力された信号について信号処理を実施後、外部へ出力する。外部出力回路１７は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１７ａとＡＤＣ回路１７ｂとを含む。外部出力回路１７においては、ＡＧＣ回路１７ａが信号にゲインをかけた後に、ＡＤＣ回路１７ｂがアナログ信号からデジタル信号へ変換して、外部へ出力する。
【００４２】
タイミングジェネレータ１８は、図２に示すように、垂直駆動回路１３、カラム回路１４、水平駆動回路１５，外部出力回路１７，シャッター駆動回路１９のそれぞれに電気的に接続されている。タイミングジェネレータ１８は、各種のタイミング信号を生成し、垂直駆動回路１３、カラム回路１４、水平駆動回路１５，外部出力回路１７，シャッター駆動回路１９に出力することで、各部について駆動制御を行う。
【００４３】
シャッター駆動回路１９は、画素Ｐを行単位で選択して、画素Ｐにおける露光時間を調整するように構成されている。
【００４４】
（１−３）固体撮像装置の詳細構成
本実施形態にかかる固体撮像装置の詳細内容について説明する。
【００４５】
図３〜図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【００４６】
ここで、図３は、画素領域ＰＡの有効画素領域ＩＭＧに設けられた画素Ｐの断面を示している。つまり、図３では、有効画素として設けられた画素Ｐの断面を示している。
【００４７】
そして、図４は、有効画素として設けられた画素Ｐの断面と共に、各部の電気的な接続関係を示している。図４では、説明の都合で、図３に示した配線層１１１の記載を省略している。
【００４８】
そして、図５は、有効画素として設けられた画素Ｐの上面を示している。図５に示すＹ１−Ｙ２部分およびＸ１−Ｘ２部分の断面について、図３，図４で示している。
【００４９】
画素領域ＰＡのオプティカル・ブラック領域ＯＰＢの詳細については、図示を省略しているが、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢでは、図３，図４で示す有効画素領域ＩＭＧの画素Ｐに対して、カラーフィルタＣＦ，オンチップレンズＭＬが設けられていない。オプティカル・ブラック領域ＯＰＢでは、画素Ｐに入射する入射光Ｈを遮光する遮光膜（図示なし）が設けられている。この点を除いて、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢでは、有効画素領域ＩＭＧと同様に、各部が構成されている。
【００５０】
各図に示すように、固体撮像装置１は、フォトダイオード２１と、画素トランジスタＴｒと、赤外線吸収部３１とを含む。ここで、画素トランジスタＴｒは、転送トランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、選択トランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５とを含み、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すように構成されている。
【００５１】
本実施形態において、固体撮像装置１は、図３，図４に示すように、半導体層１０１の表面側（図では上面側）に、転送トランジスタ２２などの画素トランジスタＴｒが設けられている。そして、その半導体層１０１の表面側には、配線層１１１が設けられている。そして、その表面側とは反対側の裏面側（図では下面側）から入射する入射光Ｈを、フォトダイオード２１が受光面ＪＳで受光するように設けられている。
【００５２】
つまり、本実施形態の固体撮像装置１は、「裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサ」である。
【００５３】
各部について順次説明する。
【００５４】
（ａ）フォトダイオード２１について
固体撮像装置１において、フォトダイオード２１は、図２に示した複数の画素Ｐのそれぞれに設けられている。つまり、撮像面（ｘｙ面）において、水平方向ｘと、この水平方向ｘに対して直交する垂直方向ｙとのそれぞれに並んで設けられている。
【００５５】
フォトダイオード２１は、入射光Ｈを受光面ＪＳで受光し、光電変換することによって、信号電荷を生成して蓄積するように構成されている。ここでは、フォトダイオード２１は、入射光Ｈにおいて被写体像として入射する可視光成分の光を受光して光電変換するように構成されている。
【００５６】
図３に示すように、フォトダイオード２１は、たとえば、単結晶シリコン半導体である半導体層１０１内に設けられている。たとえば、厚みが５〜１５μｍの薄膜化された半導体層１０１に設けられている。具体的には、フォトダイオード２１は、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂを含み、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂが、半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ内に設けられている。つまり、ｐ型半導体領域１０１ｐａとｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂとが、半導体層１０１において裏面側（図３では、下面）から表面側（図３では、上面）へ向かって、順次、形成されている。また、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂにおいては、半導体層１０１の裏面側から表面側へ向かって、不純物濃度が高くなるように形成されている。
【００５７】
そして、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂにおいて、半導体層１０１の表面側には、ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂよりも不純物濃度が高いｐ型半導体領域１０１ｐｃが、正孔蓄積層として設けられている。つまり、高濃度なｐ型半導体領域１０１ｐｃが、半導体層１０１においてｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂよりも、表面の側に形成されている。
【００５８】
このように、フォトダイオード２１は、いわゆるＨＡＤ（Ｈａｌｌ  Ａｃｕｍｕｌａｔｅｄ  Ｄｉｏｄｅ）構造で形成されている。
【００５９】
そして、図３〜図５に示すように、各フォトダイオード２１で蓄積した信号電荷が、転送トランジスタ２２によってフローティング・ディフュージョンＦＤへ転送されるように、構成されている。
【００６０】
フォトダイオード２１は、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ（図２参照）の両者において同様に設けられている。また、フォトダイオード２１は、逆バイアスが印加される。
【００６１】
（ｂ）画素トランジスタＴｒについて
固体撮像装置１において、画素トランジスタＴｒは、図２に示した複数の画素Ｐのそれぞれに設けられている。各図に示すように、画素トランジスタＴｒとして、転送トランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、選択トランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５とが設けられている。
【００６２】
画素トランジスタＴｒを構成する各トランジスタ２２〜２５は、図３，図４に示すように、半導体層１０１の表面側に設けられている。そして、それぞれは、図５に示すように、撮像面（ｘｙ面）において、フォトダイオード２１の下方に位置するように設けられている。各トランジスタ２２〜２５は、たとえば、ＮチャネルのＭＯＳトランジスタとして構成されている。
【００６３】
たとえば、各トランジスタ２２〜２５は、半導体層１０１において画素Ｐの間を分離する領域に、活性化領域（図示なし）が形成されており、各ゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇが、たとえば、ポリシリコンを用いて形成されている。なお、図示を省略しているが、各ゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇの側部には、サイドウォール（図示なし）が形成されている。
【００６４】
これらの各トランジスタ２２〜２５は、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ（図２参照）の両者において同様に設けられている。
【００６５】
（ｂ−１）転送トランジスタ２２
画素トランジスタＴｒにおいて、転送トランジスタ２２は、図３に示すように、半導体層１０１の表面側に設けられている。
【００６６】
ここで、転送トランジスタ２２においては、図３に示すように、ゲート電極２２Ｇが、ゲート絶縁膜２２ｚを介して半導体層１０１の表面に設けられている。
【００６７】
転送トランジスタ２２において、ゲート電極２２Ｇは、図３に示すように、半導体層１０１の表面に設けられたフローティング・ディフュージョンＦＤ（フローティング・ディフュージョン）に隣接するように設けられている。ゲート電極２２Ｇは、フォトダイオード２１からフローティング・ディフュージョンＦＤへ信号電荷を転送する転送トランジスタ２２のチャネル形成領域上において、ゲート絶縁膜２２ｚを介するように設けられている。
【００６８】
そして、図４に示すように、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１で生成された信号電荷を、増幅トランジスタ２３のゲートへ電気信号として出力するように構成されている。
【００６９】
具体的には、転送トランジスタ２２は、転送線（図示なし）からゲートに転送信号ＴＧが与えられることによって、フォトダイオード２１において蓄積された信号電荷を、フローティング・ディフュージョンＦＤに転送する。フローティング・ディフュージョンＦＤにおいては、電荷から電圧に変換されて、増幅トランジスタ２３のゲートへ電気信号として入力される。
【００７０】
（ｂ−２）増幅トランジスタ２３
画素トランジスタＴｒにおいて、増幅トランジスタ２３は、図３に示すように、半導体層１０１の表面側に設けられている。
【００７１】
ここで、増幅トランジスタ２３においては、図３に示すように、ゲート電極２５Ｇが、ゲート絶縁膜２５ｚを介して半導体層１０１の表面に設けられている。増幅トランジスタ２３は、半導体層１０１の表面に設けられた選択トランジスタ２４およびリセットトランジスタ２５の間に設けられている。
【００７２】
そして、図４に示すように、増幅トランジスタ２３は、フローティング・ディフュージョンＦＤにおいて、電荷から電圧へ変換された電気信号を増幅して出力するように構成されている。
【００７３】
具体的には、増幅トランジスタ２３では、ゲートが、フローティング・ディフュージョンＦＤと配線によって電気的に接続されている。また、増幅トランジスタ２３では、ドレインが電源供給線（図示なし）に電気的に接続され、電源電位ＶＤＤが印加されている。また、ソースが選択トランジスタ２４のドレインに電気的に接続されている。増幅トランジスタ２３は、選択トランジスタ２４が選択信号ＳＥＬによってオン状態になったときには、定電流が供給されソースフォロアとして動作する。このため、増幅トランジスタ２３では、フローティング・ディフュージョンＦＤにおいて、電荷から電圧へ変換された電気信号が増幅される。
【００７４】
（ｂ−３）選択トランジスタ２４
画素トランジスタＴｒにおいて、選択トランジスタ２４は、図３に示すように、半導体層１０１の表面側に設けられている。
【００７５】
ここで、選択トランジスタ２４においては、図３に示すように、ゲート電極２４Ｇが、ゲート絶縁膜２４ｚを介して半導体層１０１の表面に設けられている。選択トランジスタ２４は、半導体層１０１の表面に設けられた増幅トランジスタ２３に隣接するように設けられている。
【００７６】
そして、図４に示すように、選択トランジスタ２４は、選択信号が入力された際に、増幅トランジスタ２３から出力された電気信号を、垂直信号線（図示なし）へ出力するように構成されている。
【００７７】
具体的には、選択トランジスタ２４は、選択信号ＳＥＬが供給されるアドレス線（図示なし）にゲートが電気的に接続されている。そして、選択トランジスタ２４は、選択信号ＳＥＬが供給されてオン状態になった際に、上記のように増幅トランジスタ２３によって増幅された出力信号を、垂直信号線（図示なし）に出力する。
【００７８】
（ｂ−４）リセットトランジスタ２５
画素トランジスタＴｒにおいて、リセットトランジスタ２５は、図３に示すように、半導体層１０１の表面側に設けられている。
【００７９】
ここで、リセットトランジスタ２５においては、図３に示すように、ゲート電極２５Ｇが、ゲート絶縁膜２５ｚを介して半導体層１０１の表面に設けられている。リセットトランジスタ２５は、半導体層１０１の表面に設けられた増幅トランジスタ２３に隣接するように設けられている。
【００８０】
そして、図４に示すように、リセットトランジスタ２５は、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットするように構成されている。
【００８１】
具体的には、リセットトランジスタ２５は、図４に示すように、リセット信号が供給されるリセット線（図示なし）にゲートが接続されている。また、リセットトランジスタ２５は、ドレインが電源供給線（図示なし）に電気的に接続されており、電源電位ＶＤＤが印加されている。また、ソースがフローティング・ディフュージョンＦＤに電気的に接続されている。そして、リセットトランジスタ２５は、リセット線（図示なし）からリセット信号ＲＳＴがゲートに供給されオン状態になった際に、フローティング・ディフュージョンＦＤを介して、増幅トランジスタ２３のゲート電位を、電源電圧ＶＤＤにリセットする。
【００８２】
（ｃ）赤外線吸収部３１
固体撮像装置１において、赤外線吸収部３１は、図２に示した複数の画素Ｐのそれぞれに設けられている。
【００８３】
赤外線吸収部３１は、被写体像として入射する入射光Ｈのうち、フォトダイオード２１を透過した赤外の光を吸収するように構成されている。つまり、赤外線吸収部３１は、裏面側から入射した入射光Ｈにおいて、フォトダイオード２１で選択的に吸収される可視光成分よりも長波長の光がフォトダイオード２１を透過し表面側の配線層１１１へ入射する前に、その長波長の光を選択的に吸収して遮光する。
【００８４】
本実施形態においては、赤外線吸収部３１は、図３に示すように、金属シリサイド層３０１Ｓを含む。金属シリサイド層３０１Ｓは、半導体層１０１においてｐ型半導体領域１０１ｐｃが設けられた面を被覆するように設けられている。
【００８５】
この金属シリサイド層３０１Ｓは、半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐｃとの間でショットキー接合を構成するように設けられている。つまり、赤外線吸収部３１は、金属シリサイド層３０１Ｓと半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐｃとの間の接合部分にショットキー障壁が形成されており、ショットキーダイオードを構成するように形成されている。赤外線吸収部３１は、赤外線を吸収するバンドギャップになるように構成されている。たとえば、赤外線吸収部３１は、０．６ｅＶ以下のバンドギャップ（波長２μｍに相当）を有するように形成されている。
【００８６】
たとえば、金属シリサイド層３０１Ｓは、Ｐｔ（白金）シリサイドで構成されている。Ｐｔ（白金）シリサイドの他に、Ｃｏシリサイド、Ｐｄシリサイド、Ｉｒシリサイドで、金属シリサイド層３０１Ｓを形成しても良い。この他に、金属シリサイド層３０１Ｓに代わって、Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗなどの金属で形成された金属層を設けても良い。
【００８７】
この赤外線吸収部３１においては、ショットキーダイオードに逆バイアス電圧が印加されている。具体的には、金属シリサイド層３０１Ｓは、図４に示すように、電源供給線（図示なし）に電気的に接続され、電源電位ＶＤＤが印加されている。これにより、フローティングノードが飽和した場合に、フォトダイオード２１へキャリアが漏れ込むことを防止できる。
【００８８】
また、図５に示すように、金属シリサイド層３０１Ｓは、撮像面（ｘｙ面）において、フォトダイオード２１を被覆するように形成されている。
【００８９】
赤外線吸収部３１は、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ（図２参照）の両者において同様に設けられている。
【００９０】
（ｄ）その他
上記の他に、図３に示すように、画素領域ＰＡの有効画素領域ＩＭＧでは、半導体層１０１の裏面側（図３では下面側）に、カラーフィルタＣＦやオンチップレンズＭＬが、画素Ｐに対応して設けられている。
【００９１】
カラーフィルタＣＦは、たとえば、３原色のフィルタ層を含み、ベイヤー配列で、しおの３原色のフィルタ層のそれぞれが画素Ｐごとに配列されている。たとえば、カラーフィルタＣＦは、着色顔料とフォトレジスト樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工して形成される。
【００９２】
オンチップレンズＭＬは、図３に示すように、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであり、カラーフィルタＣＦを介して、入射光Ｈをフォトダイオード２１の受光面ＪＳへ集光するように構成されている。
【００９３】
たとえば、オンチップレンズＭＬは、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ノボラック樹脂などの透明な有機材料を用いて形成されている。この他に、ＳｉＯ２，ＳｉＮ，ＳｉＯＮ，ＳｉＣＮ，ＨｆＯなどのように透明な無機材料を用いて形成しても良い。
【００９４】
また、図３に示すように、半導体層１０１の表面においては、上記の画素トランジスタＴｒおよび赤外線吸収部３１を被覆するように、配線層１１１が設けられている。この配線層１１１においては、各素子に電気的に接続された複数の配線１１１ｈが、絶縁層１１１ｚ内を構成する複数の層間絶縁膜（図示なし）の間に設けられている。つまり、層間絶縁膜（図示なし）と配線１１１ｈとを交互に積み重ねることで、配線層１１１が形成されている。各配線１１１ｈは、画素トランジスタＴｒに電気的に接続する転送線，アドレス線，垂直信号線，リセット線などの配線として機能するように積層して形成されている。また、配線層１１１において半導体層１０１が設けられた面とは反対側の面には、支持基板（図示なし）が貼り合わされており、補強されている。
【００９５】
なお、画素領域ＰＡのオプティカル・ブラック領域ＯＰＢでは、図３，図４で示す有効画素領域ＩＭＧの画素Ｐに対して、カラーフィルタＣＦ，オンチップレンズＭＬが設けられていない。オプティカル・ブラック領域ＯＰＢでは、画素Ｐに入射する入射光Ｈを遮光する遮光膜（図示なし）が設けられている。
【００９６】
図６は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の動作を示す図である。
【００９７】
ここで、図６は、画素Ｐから信号を読み出す際に、各部へ供給するパルス信号を示すタイミングチャートである。図６において、（ａ）は、選択トランジスタ２４のゲートへ入力する選択信号ＳＥＬを示している。そして、（ｂ）は、転送トランジスタ２２のゲートへ入力する転送信号ＴＧを示している。そして、（ｃ）は、リセットトランジスタ２５のゲートへ入力するリセット信号ＲＳＴを示している。
【００９８】
まず、図６に示すように、第１の時点Ｔ１において、ハイレベルの選択信号ＳＥＬおよびリセット信号ＲＳＴを送信し、選択トランジスタ２４およびリセットトランジスタ２５をオン状態にする。これにより、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットする。
【００９９】
つぎに、第２の時点Ｔ２において、リセット信号ＲＳＴをローレベルとして、リセットトランジスタ２５をオフ状態にする。そして、この後、リセットレベルに対応した電圧を、出力信号として、カラム回路１４へ読み出す。
【０１００】
つぎに、第３の時点Ｔ３において、ハイレベルの転送信号ＴＧを送信し、転送トランジスタ２２をオン状態にする。これにより、フォトダイオード２１で蓄積された信号電荷を、フローティング・ディフュージョンＦＤへ転送する。
【０１０１】
つぎに、第４の時点Ｔ４において、転送信号ＴＧをローレベルとし、転送トランジスタ２２をオフ状態にする。そして、この後、その転送された信号電荷の量に応じた信号レベルの電圧を、出力信号として、カラム回路１４へ読み出す。
【０１０２】
つぎに、第５の時点Ｔ５において、転送信号ＴＧおよびリセット信号ＲＳＴをハイレベルとして、転送トランジスタ２２およびリセットトランジスタ２５をオン状態にする。
【０１０３】
その後、第６の時点Ｔ６において、選択信号ＳＥＬ、転送信号ＴＧ、および、リセット信号ＲＳＴをローレベルとして、選択トランジスタ２４、転送トランジスタ２２、および、リセットトランジスタ２５をオフ状態にする。
【０１０４】
カラム回路１４においては、先に読み出したリセットレベルの信号と、後に読み出した信号レベルの信号とを差分処理して信号を蓄積する。これにより、画素Ｐごとに設けられた各トランジスタのＶｔｈのバラツキ等によって発生する固定的なパターンノイズが、キャンセルされる。
【０１０５】
上記のように画素Ｐを駆動する動作は、各トランジスタ２２，２４，２５の各ゲートが、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐからなる行単位で接続されていることから、その行単位にて並ぶ複数の画素Ｐについて同時に行われる。
【０１０６】
具体的には、上述した垂直駆動回路１３によって供給される選択信号によって、水平ライン（画素行）単位で垂直な方向に順次選択される。そして、タイミングジェネレータ１８から出力される各種タイミング信号によって各画素Ｐのトランジスタが制御される。これにより、各画素における出力信号が垂直信号線（図示なし）を通して画素Ｐの列毎にカラム回路１４に読み出される。
【０１０７】
そして、カラム回路１４で蓄積された信号が、水平駆動回路１５によって選択されて、外部出力回路１７へ順次出力される。
【０１０８】
（２）製造方法
上記の固体撮像装置１を製造する製造方法の要部について説明する。
【０１０９】
図７〜図１２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【０１１０】
ここで、図７〜図１２は、図３と同様に、断面を示しており、図７〜図１２に示す各工程を、順次、経て、図３等に示したように、固体撮像装置１を製造する。
【０１１１】
（ａ）ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ等の形成
まず、図７に示すように、ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ等の形成を実施する。
【０１１２】
ここでは、たとえば、ｎ型のシリコン半導体からなる半導体基板１０１Ｂを準備した後に、その半導体基板１０１Ｂに、ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ，ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａを形成する。
【０１１３】
たとえば、下記に示すような不純物濃度の範囲になるように、各領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ，１０１ｎａについて形成する。具体的には、不純物をイオン注入することで、各領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ，１０１ｎａを形成する。
【０１１４】
・ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂについて
不純物濃度：１×１０１６〜１×１０１８ｃｍ−３（好ましくは、５×１０１６〜５×１０１７ｃｍ−３）
【０１１５】
・ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａについて
不純物濃度：１×１０１５〜１×１０１７ｃｍ−３（好ましくは、５×１０１５〜５×１０１６ｃｍ−３）
【０１１６】
そして、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎｂを設けることで、フォトダイオード２１を形成する。
【０１１７】
ここでは、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａにおいて、表面側の浅い部分に、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎｂを設ける。
【０１１８】
たとえば、下記に示すような不純物濃度の範囲になるように、ｎ型の不純物をイオン注入することで、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎｂについて形成する。
【０１１９】
・ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎｂについて
不純物濃度：１×１０１６〜１×１０１８ｃｍ−３（好ましくは、５×１０１６〜５×１０１７ｃｍ−３）
【０１２０】
（ｂ）絶縁膜２０ｚとポリシリコン膜２０Ｓとの形成
つぎに、図８に示すように、絶縁膜２０ｚとポリシリコン膜２０Ｓとの形成を行う。
【０１２１】
ここでは、半導体基板１０１Ｂの表面にシリコン酸化膜の絶縁膜２０ｚを形成後、ポリシリコン膜２０Ｓを成膜する。絶縁膜２０ｚおよびポリシリコン膜２０Ｓについては、画素トランジスタＴｒを構成する各トランジスタ２２，２３，２４，２５のゲートを形成する領域を被覆するように形成を行う。
【０１２２】
具体的には、半導体基板１０１Ｂの表面について熱酸化処理を実施することで、シリコン酸化膜の絶縁膜２０ｚを形成する。そして、たとえば、ＣＶＤ法によって、ポリシリコン膜２０Ｓを成膜する。たとえば、Ｎ型の不純物を含むように、ポリシリコン膜２０Ｓを形成する。
【０１２３】
（ｃ）画素トランジスタＴｒの形成
つぎに、図９に示すように、画素トランジスタＴｒを構成する各トランジスタ２２，２３，２４，２５について形成する。
【０１２４】
ここでは、ポリシリコン膜２０Ｓ（図８参照）についてパターン加工することで、各トランジスタ２２，２３，２４，２５のゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇを形成する。
【０１２５】
具体的には、各トランジスタ２２，２３，２４，２５のゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇのパターンに対応するように、フォトリソグラフィ技術によって、レジストパターン（図示なし）を、ポリシリコン膜２０Ｓの上に設ける。そして、そのレジストパターン（図示なし）をマスクとして、ポリシリコン膜２０Ｓについてエッチング処理を実施する。これにより、ポリシリコン膜２０Ｓから、各トランジスタ２２，２３，２４，２５のゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇを形成する。
【０１２６】
そして、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎｂにおいて、表面側の浅い部分に、ｐ型半導体領域１０１ｐｃを設ける。たとえば、下記に示すような不純物濃度の範囲になるように、ｐ型の不純物をイオン注入することで、ｐ型半導体領域１０１ｐｃについて形成する。
・ｐ型半導体領域１０１ｐｃについて
不純物濃度：１×１０１７〜１×１０１９ｃｍ−３（好ましくは、５×１０１７〜５×１０１８ｃｍ−３）
【０１２７】
そして、各トランジスタ２２，２３，２４，２５のソース，ドレイン（フローティング・ディフュージョンＦＤを含む）を形成する。たとえば、下記に示すような不純物濃度の範囲になるように、各トランジスタ２２，２３，２４，２５のソース，ドレインについて形成する。
【０１２８】
・各トランジスタ２２，２３，２４，２５のソース，ドレインについて
不純物濃度：１×１０１９ｃｍ−３以上
【０１２９】
なお、図示を省略しているが、各ゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇの側部に、サイドウォール（図示なし）を形成している。
【０１３０】
（ｄ）金属層３０１の形成
つぎに、図１０に示すように、金属層３０１について形成する。
【０１３１】
ここでは、図１０に示すように、半導体基板１０１Ｂにおいてｐ型半導体領域１０１ｐｃが設けられた面を被覆するように、金属層３０１を形成する。また、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇの一部を、絶縁膜（図示なし）を介して被覆するように、金属層３０１を形成する。
【０１３２】
具体的には、半導体基板１０１Ｂのｐ型半導体領域１０１ｐｃの面において、金属層３０１を形成する部分を被覆する絶縁膜２０ｚを除去し、その部分の面を露出させる。そして、白金（Ｐｔ）膜（図示なし）を成膜する。たとえば、厚みが１ｎｍ〜５０ｎｍの白金（Ｐｔ）膜をスパッタリング法によって成膜する。そして、その白金（Ｐｔ）膜（図示なし）についてパターン加工することで、金属層３０１を形成する。
【０１３３】
（ｅ）金属シリサイド層３０１Ｓの形成
つぎに、図１１に示すように、金属シリサイド層３０１Ｓについて形成する。
【０１３４】
ここでは、図１１に示すように、金属層３０１において、半導体基板１０１Ｂのｐ型半導体領域１０１ｐｃに対面した部分を合金化することで、金属シリサイド層３０１Ｓを形成する。
【０１３５】
たとえば、窒素雰囲気下で下記の条件に従ってアニール処理を実施する。これにより、金属層３０１の白金（Ｐｔ）とｐ型半導体領域１０１ｐｃのシリコン（Ｓｉ）とをシリサイド化し、白金シリサイド層を形成することで、金属シリサイド層３０１Ｓを設ける。
【０１３６】
アニール処理条件
・温度：５００℃
・処理時間：３０秒
【０１３７】
（ｆ）金属層３０１の除去
つぎに、図１２に示すように、金属層３０１について除去する。
【０１３８】
ここでは、図１１に示すように、金属層３０１（図１１参照）において金属シリサイド層３０１Ｓが形成された部分以外の部分を除去し、金属シリサイド層３０１Ｓの面を露出させる。
【０１３９】
たとえば、王水を用いて金属層３０１の除去を実施する。
【０１４０】
（ｇ）配線層１１１などの他部材の形成
つぎに、図３に示したように、配線層１１１などの他の部材について形成する。
【０１４１】
ここでは、半導体基板１０１Ｂにおいて、各トランジスタ２２，２３，２４，２５の各ゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇが設けられた表面に、配線層１１１を設ける。たとえば、シリコン酸化膜などの絶縁材料で絶縁層１１１ｚを形成すると共に、アルミニウムなどの金属材料で配線１１１ｈを形成することで、配線層１１１を設ける。
【０１４２】
そして、配線層１１１を設けた後に、その配線層１１１の上面に、支持基板（図示なし）を貼り合わせる。そして、半導体基板１０１Ｂを反転後、半導体基板１０１Ｂについて薄膜化処理を実施する。たとえば、ＣＭＰ処理を薄膜化処理として実施することで、半導体基板１０１Ｂの一部を裏面側から除去する。
【０１４３】
具体的には、ｐ型半導体領域１０１ｐａが露出するまで、半導体基板１０１Ｂを薄膜化する。たとえば、膜厚が５〜１５μｍになるように、半導体基板１０１ＢについてＣＭＰ処理を実施して薄膜化し、図３に示したように、半導体基板１０１Ｂから半導体層１０１を形成する。
【０１４４】
そして、図３に示したように、画素領域ＰＡの有効画素領域ＩＭＧにおいては、半導体層１０１の裏面側に、カラーフィルタＣＦ、オンチップレンズＭＬを設ける。
【０１４５】
これに対して、画素領域ＰＡのオプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいては、有効画素領域ＩＭＧの画素Ｐのように、カラーフィルタＣＦ，オンチップレンズＭＬを設けない。オプティカル・ブラック領域ＯＰＢでは、受光面ＪＳへ入射する入射光Ｈを遮光する遮光膜（図示なし）を設ける。たとえば、アルミニウムなどの金属材料で、遮光膜（図示なし）を形成する。
【０１４６】
このようにすることで、裏面照射型のＣＭＯＳ型イメージセンサを完成させる。
【０１４７】
（４）まとめ
以上のように、本実施形態では、入射光Ｈを受光して信号電荷を生成するフォトダイオード２１が、半導体層１０１に設けられている。このフォトダイオード２１は、入射光Ｈにおいて可視光線成分の光を受光して信号電荷を生成するように形成されている。また、半導体層１０１において入射光Ｈが入射する裏面に対して反対側の表面の側には、フォトダイオード２１で生成された信号電荷を電気信号として出力する画素トランジスタＴｒが設けられている。そして、画素トランジスタＴｒに接続された配線１１１ｈを含む配線層１１１が、半導体層１０１の表面において画素トランジスタＴｒを被覆するように設けられている（図３参照）。
【０１４８】
これと共に、半導体層１０１の表面側には、入射光Ｈのうち、フォトダイオード２１が吸収する光よりも長波長であって、そのフォトダイオード２１を透過した透過光を吸収するように、赤外線吸収部３１が設けられている。ここでは、赤外線吸収部３１は、フォトダイオード２１を透過した透過光のうち、赤外の光を吸収するように形成されている。この赤外線吸収部３１は、半導体層１０１においてフォトダイオード２１が設けられた部分と、配線層１１１との間に介在するように設けられている。赤外線吸収部３１は、ショットキー接合を含み、当該ショットキー接合によって赤外の光を吸収する。赤外線吸収部３１のショットキー接合は、金属シリサイド層３０１Ｓが半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐｃと接合されて形成されている（図３参照）。
【０１４９】
このように、本実施形態では、赤外線吸収部３１は、半導体層１０１を介して配線層１１１へ向かう赤外の光を、配線層１１１への入射前に吸収する。つまり、赤外の光を赤外線吸収部３１が遮光する。よって、本実施形態では、赤外の光が、配線層１１１の配線１１１ｈで反射されることを防止可能であって、混色の発生が防止されるので、撮像画像の色再現性を向上させることができる。
【０１５０】
これと共に、本実施形態では、配線層１１１の配線１１１ｈで反射された反射光が、オプティカル・ブラック（ＯＢ）画素へ混入することを防止可能であり、ＯＢ画素で検出される黒レベル信号の値が変動することを防止できる。よって、ノイズ成分の除去を適正に実施可能である。
【０１５１】
また、本実施形態では、赤外線吸収部３１は、金属シリサイド層３０１Ｓと半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐｃとの間のショットキー接合で、赤外の光を吸収する。
このため、本実施形態では、金属シリサイド層３０１Ｓを半導体層１０１に直接的に設けてショットキー接合を形成しているので、プロセスの大幅な変更や工程を増やすことなく赤外線を吸収する効果を得ることが出来る。
【０１５２】
したがって、本実施形態では、「裏面照射型」の固体撮像装置において、撮像画像の画像品質を向上させることを容易に実現できる。
【０１５３】
＜２．実施形態２＞
（１）装置構成など
図１３は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１５４】
ここで、図１３は、図４と同様に、有効画素として設けられた画素Ｐの断面と共に、各部の電気的な接続関係を示している。図１３では、図４と同様に、図３に示した配線層１１１の記載を省略している。
【０１５５】
図１３に示すように、本実施形態においては、赤外線吸収部３１ｂが、実施形態１の場合と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１５６】
赤外線吸収部３１ｂは、実施形態１の場合と同様に、被写体像として入射する入射光Ｈのうち、フォトダイオード２１を透過した赤外の光を吸収するように構成されている。
【０１５７】
しかし、本実施形態では、実施形態１と異なり、赤外線吸収部３１ｂは、図１３に示すように、半導体層１０１においてｐ型半導体領域１０１ｐｃが設けられた面に、絶縁膜２０ｚを介して設けられている。つまり、赤外線吸収部３１ｂは、半導体層１０１とは分離しており、赤外線吸収部３１ｂと半導体層１０１との間に介在するように、絶縁膜２０ｚが設けられている。
【０１５８】
赤外線吸収部３１ｂは、ポリシリコン層３００と金属シリサイド層３０１Ｓとを含み、絶縁膜２０ｚ上に、ポリシリコン層３００と金属シリサイド層３０１Ｓとが順次積層するように設けられている。
【０１５９】
赤外線吸収部３１ｂにおいて、ポリシリコン層３００は、図１３に示すように、絶縁膜２０ｚを介在して、半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐｃを被覆するように形成されている。ポリシリコン層３００は、ｐ型の不純物を含むように形成されている。
【０１６０】
赤外線吸収部３１ｂにおいて、金属シリサイド層３０１Ｓは、図１３に示すように、絶縁膜２０ｚとポリシリコン層３００を介在して、半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐｃを被覆するように形成されている。
【０１６１】
この金属シリサイド層３０１Ｓは、ポリシリコン層３００との間でショットキー接合を構成するように設けられている。つまり、赤外線吸収部３１ｂは、ポリシリコン層３００と金属シリサイド層３０１Ｓとの間の接合部分にショットキー障壁が形成されており、ショットキーダイオードを構成するように形成されている。赤外線吸収部３１ｂは、赤外線を吸収するバンドギャップになるように構成されている。たとえば、赤外線吸収部３１ｂは、０．６ｅＶ以下のバンドギャップを有するように形成されている。たとえば、金属シリサイド層３０１Ｓは、実施形態１と同様に、Ｐｔ（白金）シリサイドで構成されている。
【０１６２】
赤外線吸収部３１ｂにおいては、実施形態１と同様に、ショットキーダイオードに逆バイアス電圧が印加されている。具体的には、ポリシリコン層３００は、図１３に示すように、電源供給線（図示なし）に電気的に接続され、基板電位ＶＳＳが印加されている。また、金属シリサイド層３０１Ｓは、図１３に示すように、電源供給線（図示なし）に電気的に接続され、ポリシリコン層３００に印加された基板電位ＶＳＳとは異なる電位の電源電位ＶＤＤが印加されている。
【０１６３】
赤外線吸収部３１ｂは、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ（図２参照）の両者において同様に設けられている。
【０１６４】
（２）製造方法
上記の固体撮像装置を製造する製造方法の要部について説明する。
【０１６５】
図１４と図１５は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【０１６６】
ここで、図１４と図１５は、図１３と同様に、断面を示しており、図１４，図１５に示す各工程を、順次、経て、固体撮像装置を製造する。
【０１６７】
（ａ）ポリシリコン層３００と画素トランジスタＴｒの形成
まず、図１４に示すように、ポリシリコン層３００と画素トランジスタＴｒとについて形成する。
【０１６８】
本工程の実施前に、予め、ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ等の形成（図７参照）と共に、絶縁膜２０ｚとポリシリコン膜２０Ｓとの形成（図８参照）を実施する。
【０１６９】
その後、ポリシリコン膜２０Ｓ（図８参照）についてパターン加工することで、各トランジスタ２２，２３，２４，２５のゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇを形成する。これと共に、ポリシリコン膜２０Ｓ（図８参照）についてパターン加工することで、赤外線吸収部３１ｂ（図１３参照）を構成するポリシリコン層３００についても形成する。
【０１７０】
具体的には、各ゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇと、ポリシリコン層３００とのパターンに対応するように、フォトリソグラフィ技術によって、レジストパターン（図示なし）を、ポリシリコン膜２０Ｓの上に設ける。そして、そのレジストパターン（図示なし）をマスクとして用いて、ポリシリコン膜２０Ｓについてエッチング処理を実施する。これにより、ポリシリコン膜２０Ｓから、ポリシリコン層３００および各トランジスタ２２，２３，２４，２５のゲート電極２２Ｇ，２３Ｇ，２４Ｇ，２５Ｇを形成する。
【０１７１】
そして、実施形態１の場合と同様にして、各トランジスタ２２，２３，２４，２５のソース，ドレイン（フローティング・ディフュージョンＦＤを含む）を形成する。
【０１７２】
（ｂ）金属シリサイド層３０１Ｓの形成
つぎに、図１５に示すように、金属シリサイド層３０１Ｓについて形成する。
【０１７３】
ここでは、ポリシリコン層３００の上面に、白金（Ｐｔ）膜（図示なし）を成膜する。たとえば、厚みが１ｎｍ〜５０ｎｍの白金（Ｐｔ）膜をスパッタリング法によって成膜する。そして、その白金（Ｐｔ）膜においてポリシリコン層３００に対面した部分を合金化することで、金属シリサイド層３０１Ｓを形成する。
【０１７４】
たとえば、実施形態１と同様な条件でアニール処理を実施する。これにより、白金（Ｐｔ）層（図示なし）とポリシリコン層３００との間をシリサイド化し、白金シリサイド層を形成することで、金属シリサイド層３０１Ｓを設ける。
【０１７５】
そして、実施形態１と同様に、白金（Ｐｔ）層（図示なし）において金属シリサイド層３０１Ｓが形成された部分以外の部分を除去し、金属シリサイド層３０１Ｓの面を露出させる。
【０１７６】
その後、実施形態１と同様に、配線層１１１などの他部材の形成を実施する。
【０１７７】
このようにすることで、裏面照射型のＣＭＯＳ型イメージセンサを完成させる。
【０１７８】
（３）まとめ
以上のように、本実施形態では、実施形態１と同様に、フォトダイオード２１を透過した透過光のうち、赤外の光を吸収するように、赤外線吸収部３１ｂが設けられている。ここでは、赤外線吸収部３１ｂは、半導体層１０１の表面において絶縁膜２０ｚを介在するように設けられたポリシリコン層３００を含む。そして、赤外線吸収部３１ｂのショットキー接合は、ポリシリコン層３００と金属シリサイド層３０１Ｓが接合されて形成されている。
【０１７９】
赤外線吸収部３１ｂは、実施形態１と同様に、半導体層１０１を介して配線層１１１へ向かう赤外の光を配線層１１１への入射前に吸収する。よって、本実施形態では、赤外の光が、配線層１１１の配線１１１ｈで反射されることを防止可能であって、混色の発生が防止されるので、撮像画像の色再現性を向上させることができる。
【０１８０】
これと共に、本実施形態では、実施形態１と同様に、配線層１１１の配線１１１ｈで反射された反射光が、オプティカル・ブラック（ＯＢ）画素へ混入することを防止可能であるので、ＯＢ画素で検出される黒レベル信号の値が変動することを防止できる。よって、本実施形態では、ノイズ成分の除去を適正に実施可能である。
【０１８１】
また、本実施形態では、赤外線吸収部３１ｂは、半導体層１０１の表面において、絶縁膜２０ｚを介在するように設けられている。
このように、本実施形態では、赤外線吸収部３１ｂのショットキー接合が、半導体層１０１との間で直接的に設けられていないので、フォトダイオード特性に影響を与えることなく赤外線を吸収する効果を得ることが出来る。
【０１８２】
したがって、本実施形態では、「裏面照射型」の固体撮像装置において、撮像画像の画像品質を向上させることを容易に実現できる。
【０１８３】
＜３．実施形態３＞
（１）装置構成など
図１６は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１８４】
ここで、図１６は、図１３と同様に、有効画素として設けられた画素Ｐの断面と共に、各部の電気的な接続関係を示している。図１６では、図１３と同様に、図３に示した配線層１１１の記載を省略している。
【０１８５】
図１６に示すように、本実施形態においては、赤外線吸収部３１ｃが、実施形態２の場合と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態２と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１８６】
赤外線吸収部３１ｃは、実施形態２の場合と同様に、被写体像として入射する入射光Ｈのうち、フォトダイオード２１を透過した赤外の光を吸収するように構成されている。
【０１８７】
また、実施形態２と同様に、赤外線吸収部３１ｃは、図１６に示すように、半導体層１０１においてｐ型半導体領域１０１ｐｃが設けられた面に、絶縁膜２０ｚを介して設けられている。
【０１８８】
しかし、赤外線吸収部３１ｃは、実施形態２と異なり、Ｐ型部３００ＰｃとＮ型部３００Ｎｃとを含み、絶縁膜２０ｚ上に、Ｐ型部３００ＰｃとＮ型部３００Ｎｃとが、順次、積み重なるように設けられている。
【０１８９】
赤外線吸収部３１ｃにおいて、Ｐ型部３００Ｐｃは、ｐ型の不純物がドープされた半導体で形成されている。Ｐ型部３００Ｐｃは、図１６に示すように、絶縁膜２０ｚを介在して、半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐｃを被覆するように形成されている。
【０１９０】
赤外線吸収部３１ｃにおいて、Ｎ型部３００Ｎｃは、ｎ型の不純物がドープされた半導体で形成されている。Ｎ型部３００Ｎｃは、図１６に示すように、絶縁膜２０ｚとＰ型部３００Ｐｃとを介在して、半導体層１０１のｐ型半導体領域１０１ｐｃを被覆するように形成されている。
【０１９１】
このＮ型部３００Ｎｃは、Ｐ型部３００Ｐｃとの間でｐｎ接合を構成するように設けられている。つまり、赤外線吸収部３１ｃは、Ｎ型部３００ＮｃとＰ型部３００Ｐｃとの間の接合部分に障壁が形成されており、ｐｎ接合ダイオードを構成するように形成されている。赤外線吸収部３１ｃは、赤外線を吸収するバンドギャップになるように構成されている。たとえば、赤外線吸収部３１ｃは、０．６ｅＶ以下のバンドギャップを有するように形成されている。
【０１９２】
たとえば、Ｐ型部３００Ｐｃは、亜鉛（Ｚｎ）がドープされたｐ型のＩｎＧａＡｓの化合物半導体で形成されており、Ｐ型部３００Ｐｃは、シリコン（Ｓｉ）がドープされたｎ型のＩｎＧａＡｓの化合物半導体で形成されている。
【０１９３】
ＩｎＧａＡｓの他に、Ｇｅ，ＳｉＧｅ，ＧａＡｓ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂなどのように、ＩＶ族またはＩＩＩ−Ｖ族半導体で、Ｐ型部３００ＰｃおよびＰ型部３００Ｐｃを形成しても良い。また、狭いバンドギャップを有するカルコパイライト系の半導体で、Ｐ型部３００ＰｃおよびＰ型部３００Ｐｃを形成しても良い。
【０１９４】
赤外線吸収部３１ｃにおいては、実施形態２と同様に、ｐｎ接合ダイオードに逆バイアス電圧が印加されている。具体的には、Ｐ型部３００Ｐｃは、図１６に示すように、電源供給線（図示なし）に電気的に接続され、基板電位ＶＳＳが印加されている。また、Ｎ型部３００Ｎｃは、図１６に示すように、電源供給線（図示なし）に電気的に接続され、Ｐ型部３００Ｐｃに印加された基板電位ＶＳＳとは異なる電位の電源電位ＶＤＤが印加されている。
【０１９５】
赤外線吸収部３１ｃは、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ（図２参照）の両者において同様に設けられている。
【０１９６】
（２）製造方法
上記の固体撮像装置を製造する製造方法の要部について説明する。
【０１９７】
図１７と図１８は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の製造方法を示す図である。
【０１９８】
ここで、図１７と図１８は、図１６と同様に、断面を示しており、図１７，図１８に示す各工程を、順次、経て、固体撮像装置を製造する。
【０１９９】
（ａ）Ｐ型部３００Ｐｃの形成
まず、図１７に示すように、Ｐ型部３００Ｐｃについて形成する。
【０２００】
本工程の実施前に、予め、ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ等の形成（図７参照）と共に、絶縁膜２０ｚとポリシリコン膜２０Ｓとの形成（図８参照）を実施する。さらに、画素トランジスタＴｒの形成（図９参照）を実施する。
【０２０１】
その後、図１７に示すように、Ｐ型部３００Ｐｃを形成する。
【０２０２】
ここでは、図１７に示すように、半導体基板１０１Ｂにおいてｐ型半導体領域１０１ｐｃが設けられた面を被覆するように、Ｐ型部３００Ｐｃを形成する。
【０２０３】
具体的には、亜鉛（Ｚｎ）がドープされたｐ型のＩｎＧａＡｓの化合物半導体膜を、Ｐ型部３００Ｐｃとして形成する。
【０２０４】
（ｂ）Ｎ型部３００Ｎｃの形成
つぎに、図１８に示すように、Ｎ型部３００Ｎｃについて形成する。
【０２０５】
ここでは、Ｐ型部３００Ｐｃにおいて、Ｎ型部３００Ｎｃを形成する部分に、シリコン（Ｓｉ）をイオン注入し、拡散させる。これにより、Ｎ型部３００Ｎｃを形成する。
【０２０６】
その後、実施形態２と同様に、配線層１１１などの他部材の形成を実施する。
【０２０７】
このようにすることで、裏面照射型のＣＭＯＳ型イメージセンサを完成させる。
【０２０８】
（３）まとめ
以上のように、本実施形態では、他の実施形態と同様に、フォトダイオード２１を透過した透過光のうち、赤外の光を吸収するように、赤外線吸収部３１ｃが設けられている。ここでは、赤外線吸収部３１ｃは、ＰＮ接合を含み、そのＰＮ接合によって赤外の光を吸収する。具体的には、赤外線吸収部３１ｃは、Ｐ型部３００Ｐｃと、そのＰ型部３００Ｐｃに対して反対の導電型であるＮ型部３００Ｎｃとを含む。Ｐ型部３００Ｐｃは、半導体層１０１の表面において絶縁膜２０ｚを介在するように設けられており、Ｎ型部３００Ｎｃは、半導体層１０１の表面において絶縁膜２０ｚおよびＰ型部３００Ｐｃを介在するように設けられている。赤外線吸収部３１ｃのＰＮ接合は、Ｐ型部３００ＰｃとＮ型部３００Ｎｃとが接合されて形成されている。
【０２０９】
赤外線吸収部３１ｃは、他の実施形態と同様に、半導体層１０１を介して配線層１１１へ向かう赤外の光を配線層１１１への入射前に吸収する。よって、本実施形態では、赤外の光が、配線層１１１の配線１１１ｈで反射されることを防止可能であって、混色の発生が防止されるので、撮像画像の色再現性を向上させることができる。
【０２１０】
これと共に、本実施形態では、他の実施形態と同様に、配線層１１１の配線１１１ｈで反射された反射光が、オプティカル・ブラック（ＯＢ）画素へ混入することを防止可能であるので、ＯＢ画素で検出される黒レベル信号の値が変動することを防止できる。よって、本実施形態では、ノイズ成分の除去を適正に実施可能である。
【０２１１】
また、本実施形態では、赤外線吸収部３１ｃは、ＰＮ接合によって赤外の光を吸収する。このため、本実施形態では、シリコンよりも赤外の光に対して吸収係数の高い半導体材料を用いることによってより高い、赤外線を吸収する効果を得ることが出来る。
【０２１２】
したがって、本実施形態では、「裏面照射型」の固体撮像装置において、撮像画像の画像品質を向上させることを容易に実現できる。
【０２１３】
なお、赤外線吸収部３１ｃのＰＮ接合については、ホモ接合、ヘテロ接合のいずれでも良い。
【０２１４】
＜４．実施形態４＞
（１）装置構成など
図１９は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０２１５】
ここで、図１９は、図１６と同様に、有効画素として設けられた画素Ｐの断面と共に、各部の電気的な接続関係を示している。図１９では、図１６と同様に、図３に示した配線層１１１の記載を省略している。
【０２１６】
図１９に示すように、本実施形態においては、転送トランジスタ２２ｄが、さらに設けられている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態２と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２１７】
転送トランジスタ２２ｄは、図１９に示すように、赤外線吸収部３１ｃを構成するｐｎ接合ダイオードで生成された信号電荷を、増幅トランジスタ２３のゲートへ電気信号として出力するように構成されている。
【０２１８】
具体的には、転送トランジスタ２２ｄは、転送信号ＴＧ２が供給される転送線（図示なし）にゲートが電気的に接続されている。そして、転送トランジスタ２２ｄは、ソースが赤外線吸収部３１ｃのＮ型部３００Ｎｃに電気的に接続されており、ドレインがフローティング・ディフュージョンＦＤと増幅トランジスタ２３のゲートとに電気的に接続されている。転送トランジスタ２２ｄでは、転送線（図示なし）からゲートに転送信号ＴＧ２が与えられることによって、赤外線吸収部３１ｃを構成するｐｎ接合ダイオードで蓄積された信号電荷を、フローティング・ディフュージョンＦＤに転送する。そして、フローティング・ディフュージョンＦＤにおいては、電荷から電圧に変換されて、増幅トランジスタ２３のゲートへ電気信号として入力される。
【０２１９】
図示を省略しているが、転送トランジスタ２２ｄは、他のトランジスタ２２，２３，２４，２５と同様に、図３に示すように、半導体層１０１の表面側に設けられている。つまり、転送トランジスタ２２ｄにおいては、ゲート絶縁膜を介してゲートが半導体層１０１の表面に設けられている。
【０２２０】
図２０は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の動作を示す図である。
【０２２１】
ここで、図２０は、画素Ｐから信号を読み出す際に、各部へ供給するパルス信号を示すタイミングチャートである。図２０において、（ａ）は、選択トランジスタ２４のゲートへ入力する選択信号ＳＥＬを示している。そして、（ｂ）は、転送トランジスタ２２のゲートへ入力する転送信号ＴＧ１を示している。そして、（ｃ）は、転送トランジスタ２２ｄのゲートへ入力する転送信号ＴＧ２を示している。そして、（ｄ）は、リセットトランジスタ２５のゲートへ入力するリセット信号ＲＳＴを示している。
【０２２２】
まず、図２０に示すように、第１の時点Ｔ１から第５の時点Ｔ５の前までにおいては、実施形態１で図６を用いて示した場合と同様にして、可視光のリセットレベルの信号と、可視光の信号レベルの信号とのそれぞれを読み出す。
【０２２３】
つまり、図２０に示すように、第１の時点Ｔ１においては、ハイレベルの選択信号ＳＥＬおよびリセット信号ＲＳＴを送信し、選択トランジスタ２４およびリセットトランジスタ２５をオン状態にする。これにより、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットする。
【０２２４】
つぎに、第２の時点Ｔ２において、リセット信号ＲＳＴをローレベルとして、リセットトランジスタ２５をオフ状態にする。そして、この後、リセットレベルに対応した電圧を、出力信号として、カラム回路１４へ読み出す。
【０２２５】
つぎに、第３の時点Ｔ３において、ハイレベルの転送信号ＴＧ１を送信し、転送トランジスタ２２をオン状態にする。これにより、フォトダイオード２１で蓄積された信号電荷を、フローティング・ディフュージョンＦＤへ転送する。
【０２２６】
つぎに、第４の時点Ｔ４において、転送信号ＴＧ１をローレベルとし、転送トランジスタ２２をオフ状態にする。そして、この後、その転送された信号電荷の量に応じた信号レベルの電圧を、出力信号として、カラム回路１４へ読み出す。
【０２２７】
この後、図２０に示すように、第５の時点Ｔ５から第９の時点Ｔ９の前までにおいて、赤外光のリセットレベルの信号と、赤外光の信号レベルの信号とのそれぞれを読み出す。
【０２２８】
ここでは、まず、図２０に示すように、第５の時点Ｔ５において、ハイレベルの選択信号ＳＥＬおよびリセット信号ＲＳＴを送信し、選択トランジスタ２４およびリセットトランジスタ２５をオン状態にする。これにより、再度、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットする。
【０２２９】
つぎに、第６の時点Ｔ６において、リセット信号ＲＳＴをローレベルとして、リセットトランジスタ２５をオフ状態にする。そして、この後、リセットレベルに対応した電圧を、出力信号として、カラム回路１４へ読み出す。
【０２３０】
つぎに、第７の時点Ｔ７において、ハイレベルの転送信号ＴＧ２を送信し、転送トランジスタ２２ｄをオン状態にする。これにより、赤外線吸収部３１ｃを構成するｐｎ接合ダイオードで蓄積された信号電荷を、フローティング・ディフュージョンＦＤへ転送する。
【０２３１】
つぎに、第８の時点Ｔ８において、転送信号ＴＧ２をローレベルとし、転送トランジスタ２２ｄをオフ状態にする。そして、この後、その転送された信号電荷の量に応じた信号レベルの電圧を、出力信号として、カラム回路１４へ読み出す。
【０２３２】
つぎに、第９の時点Ｔ９において、転送信号ＴＧ１，ＴＧ２およびリセット信号ＲＳＴをハイレベルとして、転送トランジスタ２２，２２ｄおよびリセットトランジスタ２５をオン状態にする。
【０２３３】
その後、第１０の時点Ｔ１０において、選択信号ＳＥＬ、転送信号ＴＧ１,ＴＧ２、および、リセット信号ＲＳＴをローレベルとして、選択トランジスタ２４、転送トランジスタ２２，２２ｄ、および、リセットトランジスタ２５をオフ状態にする。
【０２３４】
カラム回路１４においては、さらに、先に読み出した赤外光のリセットレベルの信号と、後に読み出した赤外光の信号レベルの信号とを差分処理して信号を蓄積する。これにより、画素Ｐごとに設けられた各トランジスタのＶｔｈのバラツキ等によって発生する固定的なパターンノイズが、赤外光についての信号に関しても、キャンセルされる。
【０２３５】
上記のように画素Ｐを駆動する動作は、各トランジスタ２２，２２ｄ，２４，２５の各ゲートが、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐからなる行単位で接続されていることから、その行単位にて並ぶ複数の画素Ｐについて同時に行われる。
【０２３６】
つまり、他の実施形態と同様に、垂直駆動回路１３によって供給される選択信号によって、水平ライン（画素行）単位で垂直な方向に順次選択される。そして、タイミングジェネレータ１８から出力される各種タイミング信号によって各画素Ｐのトランジスタが制御される。これにより、各画素における出力信号が垂直信号線（図示なし）を通して画素Ｐの列毎にカラム回路１４に読み出される。
【０２３７】
そして、カラム回路１４で蓄積された信号が、水平駆動回路１５によって選択されて、外部出力回路１７へ順次出力される。
【０２３８】
これにより、他の実施形態と同様に、可視光についての信号から可視光画像が生成される。そして、これと共に、他の実施形態と異なり、赤外光についての信号から赤外線画像が生成される。
【０２３９】
（２）まとめ
以上のように、本実施形態では、実施形態３と同様に、フォトダイオード２１を透過した透過光のうち、赤外の光を吸収するように、赤外線吸収部３１ｃが設けられている。
【０２４０】
このため、赤外線吸収部３１ｃは、実施形態３と同様に、半導体層１０１を介して配線層１１１へ向かう赤外の光を配線層１１１への入射前に吸収するので、混色の発生を防止し、撮像画像の色再現性を向上させることができる。これと共に、本実施形態では、実施形態３と同様に、配線層１１１の配線１１１ｈで反射された反射光が、オプティカル・ブラック（ＯＢ）画素へ混入することを防止可能であるので、ノイズ成分の除去を適正に実施可能である。
【０２４１】
したがって、本実施形態では、「裏面照射型」の固体撮像装置において、撮像画像の画像品質を向上させることを容易に実現できる。
【０２４２】
この他に、本実施形態では、赤外線吸収部３１ｃは、赤外の光を受光して信号電荷を生成する。そして、画素トランジスタＴｒは、その赤外線吸収部３１ｃで生成された信号電荷を電気信号として出力する。
【０２４３】
したがって、本実施形態では、可視光についての信号から可視光画像を生成すると共に、他の実施形態と異なり、赤外光についての信号から赤外線画像を生成することができる。つまり、同じ空間で可視光画像と赤外線画像との両者を生成することができる。
なお、本実施形態においては、ペルチェ素子などの冷却手段を用いて固体撮像装置をマイナス数十℃程度まで冷却し撮像を実施することが好適である。これにより、ノイズの発生を抑制し、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
また、赤外光源（赤外線ＬＥＤやレーザーなど）を用いて被写体に赤外線を照射して、撮像を実施しても良い。
【０２４４】
＜５．実施形態５＞
（１）装置構成など
図２１は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０２４５】
ここで、図２１は、図１６と同様に、有効画素として設けられた画素Ｐの断面を示している。図２１では、図１６と異なり、図３に示した配線層１１１の記載を省略せずに、示している。
【０２４６】
図２１に示すように、本実施形態においては、赤外線吸収部３１ｅが、実施形態３の場合と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態３と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２４７】
赤外線吸収部３１ｅは、実施形態３の場合と同様に、被写体像として入射する入射光Ｈのうち、フォトダイオード２１を透過した赤外の光を吸収するように構成されている。また、実施形態３と同様に、赤外線吸収部３１ｅは、図１６に示すように、半導体層１０１においてｐ型半導体領域１０１ｐｃが設けられた面に、絶縁膜２０ｚを介して設けられている。また、赤外線吸収部３１ｅは、Ｐ型部３００ＰｅとＮ型部３００Ｎｅとが、順次、積み重なるように設けられている。
【０２４８】
しかし、赤外線吸収部３１ｅは、実施形態３と異なり、半導体層１０１の表面において、フォトダイオード２１が設けられた部分から、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇを覆うように延在している。ここでは、赤外線吸収部３１ｅにおいて、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇを覆うように延在する部分は、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇとの間に、配線層１１１を構成する絶縁層１１１ｚが介在するように設けられている。
【０２４９】
具体的には、Ｐ型部３００Ｐｅにおいて転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇを覆っている延在部分は、図２１に示すように、絶縁層１１１ｚを介在して、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇを被覆している。
【０２５０】
また、Ｎ型部３００Ｎｅにおいて、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇを覆っている延在部分は、図２１に示すように、絶縁層１１１ｚおよびＰ型部３００Ｐｅを介在して、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇを被覆している。
【０２５１】
赤外線吸収部３１ｅにおいて、Ｐ型部３００Ｐｅについては、半導体基板１０１Ｂにおいてｐ型半導体領域１０１ｐｃが設けられた面の他に、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇを覆うように形成する。その後、Ｐ型部３００Ｐｅにおいて、Ｎ型部３００Ｎｅを形成する部分に、ｎ型の不純物をイオン注入して拡散させることによって、Ｎ型部３００Ｎｅを形成する。このＮ型部３００Ｎｅは、実施形態３と同様に、Ｐ型部３００Ｐｅとの間でｐｎ接合を構成するように設けられている。
【０２５２】
また、赤外線吸収部３１ｅにおいては、実施形態３と同様に、ｐｎ接合ダイオードに逆バイアス電圧が印加されている。
【０２５３】
赤外線吸収部３１ｅは、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ（図２参照）の両者において同様に設けられている。
【０２５４】
（２）まとめ
以上のように、本実施形態では、実施形態３と同様に、フォトダイオード２１を透過した透過光のうち、赤外の光を吸収するように、赤外線吸収部３１ｅが設けられている。
【０２５５】
このため、赤外線吸収部３１ｅは、実施形態３と同様に、半導体層１０１を介して配線層１１１へ向かう赤外の光を配線層１１１への入射前に吸収するので、混色の発生を防止し、撮像画像の色再現性を向上させることができる。これと共に、本実施形態では、実施形態３と同様に、配線層１１１の配線１１１ｈで反射された反射光が、オプティカル・ブラック（ＯＢ）画素へ混入することを防止可能であるので、ノイズ成分の除去を適正に実施可能である。
【０２５６】
特に、本実施形態においては、赤外線吸収部３１ｅは、半導体層１０１の表面において、フォトダイオード２１が設けられた部分から、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇを覆うように延在する部分を含む。このため、本実施形態では、赤外線吸収部３１ｅと、転送トランジスタ２２のゲート電極２２Ｇとの間の隙間から光が配線層１１１へ入射することを防止できるので、上記の効果を、さらに好適に奏することができる。
【０２５７】
したがって、本実施形態では、「裏面照射型」の固体撮像装置において、撮像画像の画像品質を向上させることを容易に実現できる。
【０２５８】
＜６．その他＞
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【０２５９】
上記の実施形態においては、赤外線を吸収する赤外線吸収部を光吸収部として設ける場合について説明したが、赤外線を吸収する場合に限定されない。赤外線の他に、フォトダイオード２１が吸収する光よりも長波長の光は、フォトダイオード２１を透過しやすいので、この長波長の透過光を吸収するように、光吸収部を設けても良い。
【０２６０】
上記の実施形態では、転送トランジスタと増幅トランジスタと選択トランジスタとリセットトランジスタとの４種を、画素トランジスタとして設ける場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、転送トランジスタと増幅トランジスタとリセットトランジスタとの３種を、画素トランジスタとして設ける場合に適用しても良い。
【０２６１】
上記の実施形態では、１つのフォトダイオードに対して、転送トランジスタと増幅トランジスタと選択トランジスタとリセットトランジスタとのそれぞれを１つずつ設ける場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、複数のフォトダイオードに対して、増幅トランジスタと選択トランジスタとリセットトランジスタのそれぞれを１つずつ設ける場合に適用しても良い。
【０２６２】
上記の実施形態においては、カメラに本発明を適用する場合について説明したが、これに限定されない。スキャナーやコピー機などのように、固体撮像装置を備える他の電子機器に、本発明を適用しても良い。
【０２６３】
その他、上記の実施形態では、金属や半導体などの無機材料を用いて赤外線吸収部を形成する場合について説明したが、これに限定されない。有機化合物を用いて、赤外線吸収部を形成してもよい。
【０２６４】
その他、各実施形態の構成を、適宜、組み合わせても良い。
【０２６５】
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１は、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、フォトダイオード２１は、本発明の光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、入射光Ｈは、本発明の入射光に相当する。また、上記の実施形態において、半導体層１０１は、本発明の半導体層に相当する。また、上記の実施形態において、赤外線吸収部３１，３１ｂ，３１ｃ，３１ｅは、本発明の光吸収部に相当する。また、上記の実施形態において、画素トランジスタＴｒは、本発明の画素トランジスタに相当する。また、上記の実施形態において、配線１１１ｈは、本発明の配線に相当する。また、上記の実施形態において、配線層１１１は、本発明の配線層に相当する。また、上記の実施形態において、ｐ型半導体領域１０１ｐａは、本発明の第１不純物領域に相当する。また、上記の実施形態において、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂは、本発明の第２不純物領域に相当する。また、上記の実施形態において、ｐ型半導体領域１０１ｐｃは、本発明の第３不純物領域に相当する。また、上記の実施形態において、絶縁膜２０ｚは、本発明の絶縁膜に相当する。また、上記の実施形態において、ポリシリコン層３００は、本発明の半導体膜に相当する。また、上記の実施形態において、Ｐ型部３００Ｐｃ，３００Ｐｅは、本発明の第１半導体部に相当する。また、上記の実施形態において、Ｎ型部３００Ｎｃ，３００Ｎｅは、本発明の第２半導体部に相当する。また、上記の実施形態において、フローティング・ディフュージョンＦＤは、本発明のフローティング・ディフュージョンに相当する。また、上記の実施形態において、転送トランジスタ２２は、本発明の転送トランジスタに相当する。また、上記の実施形態において、カメラ４０は、本発明の電子機器に相当する。
【符号の説明】
【０２６６】
１：固体撮像装置、１３：垂直駆動回路、１４：カラム回路、１５：水平駆動回路、１７：外部出力回路、１７ａ：ＡＧＣ回路、１７ｂ：ＡＤＣ回路、１８：タイミングジェネレータ、１９：シャッター駆動回路、２０Ｓ：ポリシリコン膜、２０ｚ：絶縁膜、２１：フォトダイオード、２２：転送トランジスタ、２２ｄ：転送トランジスタ、２３：増幅トランジスタ、２４：選択トランジスタ、２５：リセットトランジスタ、３１：赤外線吸収部、３１ｂ：赤外線吸収部、３１ｃ：赤外線吸収部、３１ｅ：赤外線吸収部、４０：カメラ、４２：光学系、４３：制御部、４４：信号処理回路、１０１：半導体層、１０１Ｂ：半導体基板、１０１ｎａ：ｎ型電荷蓄積領域、１０１ｎｂ：ｎ型電荷蓄積領域、１０１ｐａ：ｐ型半導体領域、１０１ｐｃ：ｐ型半導体領域、１１１：配線層、１１１ｈ：配線、１１１ｚ：絶縁層、３００：ポリシリコン膜、３００Ｎｃ：Ｎ型部、３００Ｎｅ：Ｎ型部、３００Ｐｃ：Ｐ型部、３００Ｐｅ：Ｐ型部、３０１：金属層、３０１Ｓ：金属シリサイド層、ＣＦ：カラーフィルタ、ＦＤ：フローティング・ディフュージョン、Ｈ：入射光、ＩＭＧ：有効画素領域、ＪＳ：受光面、ＭＬ：オンチップレンズ、ＯＰＢ：オプティカル・ブラック領域、Ｐ：画素、ＰＡ：画素領域、ＰＳ：撮像面、ＳＡ：周辺領域、Ｔｒ：画素トランジスタ
【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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【図２１】
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