JP2022094727A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】好適な遮光膜を形成することが可能な固体撮像装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本開示の固体撮像装置は、光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１遮光膜と、前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜とを備える。【選択図】図２
Description
本開示は、固体撮像装置およびその製造方法に関する。
固体撮像装置が光電変換部とメモリ部とを基板内に備える場合、光電変換部とメモリ部との間に溝が設けられることが一般的である。この溝は、基板を貫通する貫通部と、基板を貫通しない非貫通部とを含む場合がある。貫通部は例えば、メモリ部内に光が入り込むことを抑制するために設けられる。非貫通部は例えば、光電変換部からメモリ部に電荷を転送する経路を確保するために設けられる。貫通部および非貫通部には、一般に遮光膜が埋め込まれる。
しかしながら、貫通部および非貫通部内に遮光膜を設けるだけでは、固体撮像装置内の遮光が不十分になるおそれがある。また、貫通部内には薄い絶縁膜を形成しにくいことも問題となる。
そこで、本開示は、好適な遮光膜を形成することが可能な固体撮像装置およびその製造方法を提供する。
本開示の第１の側面の固体撮像装置は、光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１遮光膜と、前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜とを備える。これにより例えば、第１遮光膜と第２遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第１の側面の固体撮像装置は、前記基板の前記第２面上に設けられ、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なっており、前記第１遮光膜に接している第３遮光膜をさらに備えていてもよい。これにより例えば、第１遮光膜と第３遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第１の側面において、前記第１遮光膜の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっていてもよい。これにより例えば、基板の第１面側から基板内に第１遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第１の側面において、前記多層配線層は、前記基板の前記第１面に設けられた絶縁層を含み、前記第１遮光膜は、前記基板内および前記絶縁層内に設けられていてもよい。これにより例えば、基板および絶縁層を貫通する第１遮光膜を形成することで、第１遮光膜と第２遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となる。
また、この第１の側面において、前記絶縁膜は、トランジスタのゲート絶縁膜として機能してもよい。これにより例えば、基板の第１面にトランジスタが形成される場合にも、第１遮光膜と第２遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となる。
また、この第１の側面において、前記第２遮光膜は、前記第１遮光膜と、前記トランジスタの電極層とに接していてもよい。これにより例えば、第１遮光膜および電極層を覆うように第２遮光膜を形成することで、第１遮光膜と第２遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となる。
また、この第１の側面において、前記第１遮光膜は、前記基板を貫通する第１溝内に設けられていてもよい。これにより例えば、第１溝内に第１遮光膜を埋め込むことで、基板内に第１遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第１の側面において、前記第１溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっていてよい。これにより例えば、基板の第１面側から基板内に第１溝を形成することが可能となる。
また、この第１の側面において、前記第３遮光膜は、前記基板の前記第２面上と、前記基板を貫通しない第２溝内とに設けられていてもよい。これにより例えば、光電変換部から電荷蓄積部内に光が入り込むことを、第１遮光膜と第３遮光膜により抑制することが可能となる。
また、この第１の側面において、前記第２溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっていてもよい。これにより例えば、基板の第２面側から基板内に第２溝を形成することが可能となる。
本開示の第２の側面の固体撮像装置は、光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、前記基板を貫通しており、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１溝であって、前記基板内にて前記第１面側に設けられた第１部分と、前記基板内にて前記第２面側に設けられた第２部分とを含む第１溝と、前記第１部分内に設けられた第１遮光膜と、前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜とを備える。これにより例えば、第１遮光膜と第２遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第２の側面において、前記第１部分の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっており、前記第２部分の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっていてもよい。これにより例えば、基板の第１面側および第２面側から基板内に第１溝を形成することが可能となる。
また、この第２の側面の固体撮像装置は、前記基板の前記第２面上と、前記第２部分内とに設けられ、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なっている第３遮光膜をさらに備えていてもよい。これにより例えば、基板の第１面側から第１溝内に第１遮光膜を形成し、基板の第２面側から第１溝内に第３遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第２の側面において、前記第３遮光膜はさらに、前記基板を貫通しない第２溝内に設けられていてもよい。これにより例えば、光電変換部から電荷蓄積部内に光が入り込むことを、第１遮光膜と第３遮光膜により抑制することが可能となる。
また、この第２の側面において、前記第２溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっていてもよい。これにより例えば、基板の第２面側から基板内に第２溝を形成することが可能となる。
また、この第２の側面において、前記第１溝と前記第２溝は、前記基板内で互いにつながっていてもよい。これにより例えば、第１溝内の第１遮光膜と第２溝内の第３遮光膜との間の隙間から、電荷蓄積部内に光が入り込むことを抑制することが可能となる。
本開示の第３の側面の固体撮像装置の製造方法は、光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板を用意し、前記基板内に第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素を形成し、前記基板内に第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素を形成し、前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に第１遮光膜を形成し、前記基板の前記第１面側に多層配線層を形成し、前記多層配線層内に、前記第１遮光膜に接する第２遮光膜を形成することを含む。これにより例えば、第１遮光膜と第２遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第３の側面の固体撮像装置の製造方法は、前記基板を貫通する第１溝を形成することをさらに含み、前記第１遮光膜は、前記基板の前記第１面側から前記第１溝内に形成されてもよい。これにより例えば、第１溝内に第１遮光膜を埋め込むことで、基板内に第１遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第３の側面の固体撮像装置の製造方法は、前記基板の前記第２面上に、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なり、前記第１遮光膜に接する第３遮光膜を形成することをさらに含んでいてもよい。これにより例えば、第１遮光膜と第３遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第３の側面の固体撮像装置の製造方法は、前記基板を貫通しない第２溝を形成することをさらに含み、前記第３遮光膜は、前記基板の前記第２面に形成され、かつ、前記基板の前記第２面側から前記第２溝内に形成されてもよい。これにより例えば、光電変換部から電荷蓄積部内に光が入り込むことを、第１遮光膜と第３遮光膜により抑制することが可能となる。
以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
図１は、第１実施形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
図１の固体撮像装置は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型のイメージセンサであり、複数の画素１を有する画素アレイ領域２と、制御回路３と、垂直駆動回路４と、複数の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、複数の垂直信号線８と、水平信号線９とを備えている。
各画素１は、光電変換部として機能するフォトダイオードと、画素トランジスタとして機能するＭＯＳトランジスタとを備えている。画素トランジスタの例は、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタなどである。これらの画素トランジスタは、いくつかの画素１により共有されていてもよい。
画素アレイ領域２は、２次元アレイ状に配置された複数の画素１を有している。画素アレイ領域２は、光を受光して光電変換を行い、光電変換により生成された信号電荷を増幅して出力する有効画素領域と、黒レベルの基準となる光学的黒を出力する黒基準画素領域とを含んでいる。一般に、黒基準画素領域は有効画素領域の外周部に配置されている。
制御回路３は、垂直同期信号、水平同期信号、マスタクロックなどに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６などの動作の基準となる種々の信号を生成する。制御回路３により生成される信号は、例えばクロック信号や制御信号であり、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６などに入力される。
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタを備えており、画素アレイ領域２内の各画素１を行単位で垂直方向に走査する。垂直駆動回路４はさらに、各画素１が生成した信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線８を通してカラム信号処理回路５に供給する。
カラム信号処理回路５は、例えば画素アレイ領域２内の画素１の列ごとに配置されており、１行分の画素１から出力された信号の信号処理を、黒基準画素領域からの信号に基づいて列ごとに行う。この信号処理の例は、ノイズ除去や信号増幅である。
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタを備えており、各カラム信号処理回路５からの画素信号を水平信号線９に供給する。
出力回路７は、各カラム信号処理回路５から水平信号線９を通して供給される信号に対し信号処理を行い、この信号処理が行われた信号を出力する。
図２は、第１実施形態の固体撮像装置の構造を示す断面図である。図２は、図１の画素アレイ領域２の縦断面を示しており、具体的には、画素アレイ領域２内の３つの画素１の縦断面を示している。これらの画素１は、本開示の第１画素や第２画素の例である。
本実施形態の固体撮像装置は、基板１１と、複数の光電変換部１２と、各光電変換部１２に含まれるｐ＋型半導体領域１３、ｎ－型半導体領域１４、およびｐ型半導体領域１５と、複数のメモリ部１６と、各メモリ部１６に含まれるｐ＋型半導体領域１７、ｎ－型半導体領域１８、およびｐ型半導体領域１９と、基板１１内のその他の半導体領域２０とを備えている。これらの光電変換部１２は、本開示の第１光電変換部や第２光電変換部の例である。また、これらのメモリ部１６は、本開示の第１電荷蓄積部や第２電荷蓄積部の例である。
本実施形態の固体撮像装置はさらに、複数の溝２１と、各溝２１内に設けられた絶縁膜２２および遮光膜２３と、複数の溝２４（図２はそのうちの１つを示す）と、各溝２４内などに設けられた第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７と、平坦化膜２８と、複数のカラーフィルタ２９と、複数のオンチップレンズ３０とを備えている。溝２１は、本開示の第１溝の例であり、溝２４は、本開示の第２溝の例である。遮光膜２３は、本開示の第１遮光膜の例であり、遮光膜２７は、本開示の第３遮光膜の例である。
本実施形態の固体撮像装置はさらに、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層３１と、層間絶縁膜３２と、ゲート電極として機能する電極層３３と、各溝２１の付近などに設けられた遮光膜３４と、複数のコンタクトプラグ３５と、複数の配線層３６、３７、３８、３９と、複数のビアプラグ４０と、支持基板４１とを備えている。遮光膜３４は、本開示の第２遮光膜の例である。また、絶縁層３１、層間絶縁膜３２、電極層３３、遮光膜３４、コンタクトプラグ３５、配線層３６～３９、およびビアプラグ４０を含む層４２は、本開示の多層配線層の例である。
図２は、互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示している。Ｘ方向およびＹ方向は横方向（水平方向）に相当し、Ｚ方向は縦方向（垂直方向）に相当する。また、＋Ｚ方向は上方向に相当し、－Ｚ方向は下方向に相当する。－Ｚ方向は、厳密に重力方向に一致していてもよいし、厳密には重力方向に一致していなくてもよい。
以下、図２を参照し、本実施形態の固体撮像装置の構造について説明する。この説明の中で、図３も適宜参照する。図３は、第１実施形態の固体撮像装置の構造を示す拡大断面図である。
基板１１は例えば、シリコン（Ｓｉ）基板などの半導体基板である。図２は、基板１１の表面Ｓ１および裏面Ｓ２を示している。図２では、基板１１の表面Ｓ１は、基板１１の－Ｚ方向の面（下面）であり、基板１１の裏面Ｓ２は、基板１１の＋Ｚ方向の面（上面）である。本実施形態の固体撮像装置は、裏面照射型であるため、基板１１の裏面Ｓ２が、基板１１の光入射面（受光面）となる。基板１１の表面Ｓ１は、本開示の第１面の例であり、基板１１の裏面Ｓ２は、本開示の第２面の例である。
光電変換部１２は、基板１１内に画素１ごとに設けられている。各光電変換部１２は、基板１１の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側へと基板１１内に順に形成されたｐ＋型半導体領域１３と、ｎ－型半導体領域１４と、ｐ型半導体領域１５とを備えている。光電変換部１２では、ｐ＋型半導体領域１３とｎ－型半導体領域１４との間のｐｎ接合や、ｎ－型半導体領域１４とｐ型半導体領域１５との間のｐｎ接合により、フォトダイオードが実現されており、フォトダイオードが光を電荷に変換する。光電変換部１２は、基板１１の裏面Ｓ２側から光を受光し、受光した光の光量に応じた信号電荷を生成し、生成した信号電荷をｎ－型半導体領域１４に蓄積する。
メモリ部１６も、基板１１内に画素１ごとに設けられている。各メモリ部１６は、基板１１の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側へと基板１１内に順に形成されたｐ＋型半導体領域１７と、ｎ－型半導体領域１８と、ｐ型半導体領域１９とを備えている。ただし、ｐ＋型半導体領域１７、ｎ－型半導体領域１８、およびｐ型半導体領域１９のＺ方向の合計厚は、ｐ＋型半導体領域１３、ｎ－型半導体領域１４、およびｐ型半導体領域１５のＺ方向の合計厚よりも薄くなっている。各画素１内のメモリ部１６は、同じ画素１内の光電変換部１２から転送された信号電荷を蓄積する。
基板１１内のその他の半導体領域２０は例えば、後述する浮遊拡散部ＦＤなどを含んでいる（図１６参照）。
溝２１は、基板１１内および絶縁層３１内に設けられており、基板１１と絶縁層３１とを貫通している。各溝２１は、基板１１内にて、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に設けられている。図２に示す各溝２１は、異なる画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６との間に設けられているが、本実施形態の各溝２１は、同じ画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６との間に設けられていてもよい。
溝２１は例えば、基板１１の表面Ｓ１側から基板１１内にドライエッチングにより凹部を形成することで形成される。よって、本実施形態の溝２１のＸ方向の幅は、基板の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ狭くなっている。本実施形態の溝２１は、Ｙ方向およびＺ方向に延びる形状を有している。溝２１を形成する際には例えば、上述のドライエッチングにより絶縁層３１および基板１１が順に加工され、その結果、絶縁層３１から基板１１に達する溝２１が形成される。
絶縁膜２２および遮光膜２３は、各溝２１内に順に形成されている。具体的には、絶縁膜２２は、各溝２１内で基板１１および絶縁層３１の側面に形成されており、遮光膜２３は、各溝２１内に絶縁膜２２を介して埋め込まれている。絶縁膜２２は例えば、基板１１および絶縁層３１を酸化させて形成された酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）である。遮光膜２３は例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、または銅（Ｃｕ）といった金属元素を含む膜であり、光を遮光する作用を有する。
本実施形態の遮光膜２３の形状は、溝２１の形状とおおむね同じである。よって、本実施形態の遮光膜２３のＸ方向の幅は、基板の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ狭くなっている。また、本実施形態の遮光膜２３は、Ｙ方向およびＺ方向に延びる形状を有している。図２に示す符号Ｗは、遮光膜２３のＸ方向の幅を示している。溝２１、絶縁膜２２、および遮光膜２３の形状は、図３にも示されている。図３は、遮光膜２３の幅Ｗの例として、遮光膜２３の下端付近における遮光膜２３の幅Ｗ１と、遮光膜２３の上端付近における遮光膜２３の幅Ｗ２とを示している（Ｗ２＜Ｗ１）。
溝２４は、基板１１内に設けられており、基板１１を貫通していない。各溝２４は、基板１１内にて、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に設けられている。図２に示す溝２４は、同じ画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６との間に設けられているが、本実施形態の各溝２４は、異なる画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６との間に設けられていてもよい。
溝２４は例えば、基板１１の裏面Ｓ２側から基板１１内にドライエッチングにより凹部を形成することで形成される。よって、本実施形態の溝２４のＸ方向の幅は、基板の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ広くなっている。本実施形態の溝２４は、Ｙ方向およびＺ方向に延びる形状を有している。溝２４を形成する際には例えば、上述のドライエッチングにより基板１１の裏面側Ｓ２から基板１１内に、基板１１を貫通しないように溝２４が形成される。
第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７は、基板１１の裏面Ｓ２や、基板１１の各溝２４内に順に形成されている。具体的には、第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６は、各溝２４内で基板１１の側面および底面に順に形成されており、遮光膜２７は、各溝２４内に第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６を介して埋め込まれている。さらに、第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７は、溝２４の外部で基板１１の裏面Ｓ２に順に積層されている。ただし、第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６は、遮光膜２３上に開口部を有しており、遮光膜２７は、この開口部内に埋め込まれている。よって、遮光膜２７は、この開口部内で遮光膜２３に接している。第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７の形状は、図３にも示されている。
第１絶縁膜２５は例えば、負の固定電荷を有する固定電荷膜である。固定電荷膜は、基板１１の界面に存在する微小欠陥に起因して暗電流と呼ばれるノイズが発生することを抑制する作用を有する。固定電荷膜は例えば、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、またはチタン（Ｔｉ）といった金属元素を含む酸化膜または窒化膜である。第２絶縁膜２６は例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）、窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）、酸窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ膜）、または樹脂膜である。第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６は例えば、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）により形成される。遮光膜２７は例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、または銅（Ｃｕ）といった金属元素を含む膜であり、光を遮光する作用を有する。
本実施形態の溝２４内の遮光膜２７の形状は、溝２４の形状とおおむね同じである。よって、本実施形態の遮光膜２７のＸ方向の幅は、基板の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ広くなっている。また、本実施形態の遮光膜２７は、Ｙ方向およびＺ方向に延びる形状を有している。一方、本実施形態の溝２４外の遮光膜２７は、メモリ部１６と平面視で重なる位置に設けられている。
平坦化膜２８は、基板１１の裏面Ｓ２を覆うように基板１１上に第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７を介して形成されており、これにより基板１１の裏面Ｓ２上の面が平坦となっている。平坦化膜２８は例えば、樹脂膜などの有機膜である。
カラーフィルタ２９は、所定の波長の光を透過させる作用を有し、平坦化膜２８上に画素１ごとに形成されている。例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）用のカラーフィルタ２９がそれぞれ、赤色、緑色、青色の画素１の光電変換部１２の上方に配置されている。さらに、赤外光用のカラーフィルタ２９が、赤外光の画素１の光電変換部１２の上方に配置されていてもよい。各カラーフィルタ２９を透過した光は、平坦化膜２８を介して光電変換部１２に入射する。
オンチップレンズ３０は、入射した光を集光する作用を有し、カラーフィルタ２９上に画素１ごとに形成されている。各オンチップレンズ３０により集光された光は、カラーフィルタ２９と平坦化膜２８とを介して光電変換部１２に入射する。本実施形態の各オンチップレンズ３０は、光が透過する材料で形成されており、オンチップレンズ３７同士は、この材料を介して互いにつながっている。
絶縁層３１は、基板１１の表面Ｓ１に形成されており、各画素トランジスタのゲート絶縁膜として機能する。図２は、後述する転送トランジスタＴＲＹのゲート絶縁膜の断面を示している（図１６参照）。絶縁層３１は例えば、図３に示すように、基板１１の表面Ｓ１に順に積層された第１絶縁膜３１ａ、第２絶縁膜３１ｂ、および第３絶縁膜３１ｃを含む積層膜である。第１絶縁膜３１ａは例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）である。第２絶縁膜３１ｂは例えば、窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）である。第３絶縁膜３１ｃは例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）である。
層間絶縁膜３２は、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１、電極層３３、および遮光膜３４を覆うように形成されている。層間絶縁膜３２は例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）とその他の絶縁膜とを含む積層膜である。
電極層３３は、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１を介して形成されており、各画素トランジスタのゲート電極として機能する。図２は、後述する転送トランジスタＴＲＹのゲート電極の断面を示している（図１６参照）。電極層３３は例えば、ポリシリコン層または金属層である。
遮光膜３４は、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１および電極層３３を介して形成されており、電極層３３に接している。また、上述のように遮光膜２３が絶縁層３１を貫通していることから、遮光膜３４は、遮光膜２３の下面にて遮光膜２３に接している。これにより、本実施形態の遮光膜３４は、遮光膜２３を介して遮光膜２７と電気的に接続されている。遮光膜３４は例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、または銅（Ｃｕ）といった金属元素を含む膜であり、光を遮光する作用を有する。
なお、遮光膜３４は、本実施形態では後述するように遮光膜２３とは異なる工程で形成されるが、遮光膜２３と同じ工程で形成されてもよい。この場合の遮光膜２３および遮光膜３４もそれぞれ、本開示の第１および第２遮光膜の例である。また、基板１１外の遮光膜２７は、本実施形態では基板１１内の遮光膜２７と同じ工程で形成されるが、基板１１内の遮光膜２７と異なる工程で形成されてもよい。この場合の基板１１内の遮光膜２７と基板１１外の遮光膜２７も、本開示の第３遮光膜の例である。
配線層３６～３９は、基板１１の表面Ｓ１に順に設けられており、多層配線構造を形成している。具体的には、配線層３６～３９は、層間絶縁膜３２内に設けられており、絶縁層３１、電極層３３、および遮光膜３４の下方に配置されている。コンタクトプラグ３５は、配線層３６と電極層３３との間や、配線層３６と遮光膜３４との間を電気的に接続している。ビアプラグ４０は、配線層３６～３９の間を電気的に接続している。本実施形態の多層配線構造は、４層の配線層３６～３９を含んでいるが、３層以下または５層以上の配線層を含んでいてもよい。配線層３６～３９の各々は種々の配線を含んでおり、各画素トランジスタはこれらの配線を用いて駆動される。
支持基板４１は、基板１１の表面Ｓ１に層間絶縁膜３２などを介して設けられており、基板１１の強度を確保するために設けられている。支持基板４１は例えば、シリコン（Ｓｉ）基板などの半導体基板である。
層４２は、絶縁層３１、層間絶縁膜３２、電極層３３、遮光膜３４、コンタクトプラグ３５、配線層３６～３９、およびビアプラグ４０を含んでいる。本実施形態の層４２は、配線層３６～３９により形成された多層配線構造を含む多層配線層となっている。
本実施形態では、オンチップレンズ３０に入射した光が、オンチップレンズ３０により集光され、カラーフィルタ２９を透過し、光電変換部１２へと入射する。光電変換部１２は、この光を光電変換により電荷に変換して、信号電荷を生成する。信号電荷は、配線層３６～３９内の垂直信号線８を介して、画素信号として出力される。
図４は、比較例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。図４は、図１の画素アレイ領域２の縦断面を示しており、具体的には、画素アレイ領域２内の３つの画素１の縦断面を示している。
以下、図４を参照して、本比較例の固体撮像装置の構造について説明する。この説明の中で、図５も適宜参照する。図５は、本比較例の固体撮像装置の構造を示す拡大断面図である。
本比較例の溝２１は、溝２４と同様に、基板１１の裏面Ｓ２側から基板１１内に形成されており、第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７により満たされている。また、本比較例の溝２１は、基板１１は貫通しているが、絶縁層３１は貫通していない。具体的には、本比較例の溝２１は、図５に示すように、第２絶縁膜３１ｂには達しているが、第３絶縁膜３１ｃには達しておらず、その結果、遮光膜３４には接していない。
次に、図２から図５を参照して、第１実施形態の固体撮像装置と、本比較例の固体撮像装置とを比較する。
本比較例では、溝２１が絶縁層３１を貫通していないことから、図４や図５に示すように、溝２１内の遮光膜２７と、基板１１の表面Ｓ１の遮光膜３４との間に、遮光膜が存在しない隙間が存在する。この隙間は、絶縁層３１、第１絶縁膜２５、および第２絶縁膜２６で満たされているため、この隙間を光が透過することができる。その結果、この隙間からメモリ部１６内に光が入り込み、ＰＬＳ特性が悪化してしまう。また、一部の隙間で溝２１が第２絶縁膜３１ｂを貫通してしまうと（ＳｉＮブレイク）、ＳｉＮブレイクの生じた箇所と、ＳｉＮブレイクの生じなかった箇所との間で、固体撮像装置の白色特性のばらつきが生じてしまう。また、本比較例の溝２１の側面を覆う絶縁膜は、ＡＬＤにより形成される第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６であるため、溝２１の側面を覆う絶縁膜を薄膜化しにくいことが問題となる。その結果、溝２１のサイズを大きくして、光電変換部１２のサイズを小さくする必要が生じ、飽和信号量が減少してしまう。
なお、本比較例の溝２１が絶縁層３１を貫通すると、次のような問題が生じる。本比較例では、基板１１の表面Ｓ１に遮光膜３４を形成した後に、基板１１の裏面Ｓ２側から基板１１内に溝２１を形成する。この場合、溝２１が絶縁層３１を貫通して遮光膜３４に達していると、溝２１内が熱リン酸水溶液などの薬液で処理される際に、遮光膜３４が薬液にさらされてしまう。その結果、遮光膜３４が薬液によりダメージを受けるという問題が生じる。よって、本比較例の溝２１は、絶縁層３１を貫通しないように形成される。
一方、本実施形態の溝２１は、基板１１および絶縁層３１を貫通していることから、図２や図３に示すように、溝２１内の遮光膜２３と、基板１１の表面Ｓ１の遮光膜３４との間に、遮光膜が存在しない隙間が存在しない。よって、隙間からメモリ部１６内に光が入り込む現象を抑制することが可能となる。また、各溝２１が第２絶縁膜３１ｂを貫通するように形成されるため、ＳｉＮブレイクに起因する白色特性のばらつきを抑制することが可能となる。また、本実施形態の溝２１の側面を覆う絶縁膜は、酸化により形成される絶縁膜２２であるため、溝２１の側面を覆う絶縁膜を容易に薄膜化することが可能となる。また、本実施形態の第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６は、溝２１内に形成する必要がないため、溝２１のサイズを考慮せずに第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６の膜厚を調整することが可能となる。
なお、本実施形態では、基板１１の表面Ｓ１に遮光膜３４を形成する前に、基板１１の表面Ｓ１側から基板１１内に溝２１を形成する。よって、溝２１内が熱リン酸水溶液などの薬液で処理される際に、遮光膜３４はまだ存在しないため、遮光膜３４が薬液にさらされることはない。これにより、遮光膜３４が薬液によりダメージを受けるという問題を回避することが可能となる。
以上のように、本実施形態によれば、遮光膜２３と遮光膜３４との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
図６から図１１は、第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。
まず、基板１１を用意する（図６のＡ）。本実施形態では、図６のＢから図９のＡに示す工程が、基板１１の表面Ｓ１を上向きにし、基板１１の裏面Ｓ２を下向きにした状態で実行される。
次に、基板１１内に、各光電変換部１２のｐ＋型半導体領域１３、ｎ－型半導体領域１４、およびｐ型半導体領域１５と、各メモリ部１６のｐ＋型半導体領域１７、ｎ－型半導体領域１８、およびｐ型半導体領域１９と、その他の半導体領域２０と、複数の溝２１とを形成する（図６のＢ）。このようにして、基板１１内に、複数の光電変換部１２や複数のメモリ部１６が形成される。一方、各溝２１は、基板１１の表面Ｓ１側から基板１１内に形成され、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に形成される。ただし、本実施形態の溝２１は、図６のＢの工程では、基板１１を貫通しないように形成される。
次に、基板１１の全面に絶縁膜５１を形成する（図７のＡ）。その結果、絶縁膜５１が、基板１１の表面Ｓ１や、基板１１の溝２１内に形成される。絶縁膜５１は例えば、窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）である。本実施形態の絶縁膜５１は、基板１１の結晶欠陥ダメージを回復するために形成される。
次に、熱リン酸水溶液などの薬液を用いて基板１１から絶縁膜５１を除去した後、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１を形成する（図７のＢ）。絶縁層３１は、基板１１の表面Ｓ１に第１絶縁膜３１ａ、第２絶縁膜３１ｂ、および第３絶縁膜３１ｃを順に形成することで形成される（図３参照）。なお、本実施形態の絶縁層３１は溝２１内には形成されず、基板１１内および絶縁層３１内に溝２１が存在する構造が実現される。
次に、各溝２１内に、絶縁膜２２と遮光膜２３とを順に形成する（図８のＡ）。具体的には、各溝２１の側面および底面に絶縁膜２２が形成され、各溝２１内に絶縁膜２２を介して遮光膜２３が埋め込まれる。絶縁膜２２は例えば、各溝２１の側面および底面を酸化することで形成される。このようにして、遮光膜２３が、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に形成される。
次に、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１を介して電極層３３を形成し、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１および電極層３３を介して遮光膜３４を形成する（図８のＢ）。このようにして、基板１１の表面Ｓ１に、転送トランジスタＴＲＹやその他の画素トランジスタが形成される（図１６参照）。本実施形態の遮光膜３４は、電極層３３および遮光膜２３に接するように形成される。なお、本実施形態では、遮光膜２３が図８のＡに示す工程で形成され、遮光膜３４が図８のＢに示す工程で形成されているが、代わりに、遮光膜２３、３４が共に図８のＢに示す工程で電極層３３の形成後に形成されてもよい。
次に、基板１１の表面Ｓ１に、層間絶縁膜３２と、コンタクトプラグ３５と、配線層３６～３９と、ビアプラグ４０とを形成する（図９のＡ）。図９のＡに示す工程は例えば、基板１１の表面Ｓ１に、層間絶縁膜３２と配線層３６～３９とを交互に形成することで形成される。
次に、基板１１の上下を反転させる（図９のＢ）。その結果、基板１１の表面Ｓ１が下向きになり、基板１１の裏面Ｓ２が上向きになる。なお、上述の支持基板４１は例えば、図９のＢに示す工程を行う直前に、基板１１の表面Ｓ１に層間絶縁膜３２などを介して接着させてもよい。
次に、基板１１を裏面Ｓ２から薄膜化する（図１０のＡ）。その結果、基板１１の裏面Ｓ２が溝２１まで低下し、溝２１の底面から絶縁膜２２が除去され、遮光膜２３が基板１１の裏面Ｓ２に露出する。このようにして、溝２１や遮光膜２３が、基板１１および絶縁層３１を貫通する形状に加工される。
次に、基板１１内に複数の溝２４を形成する（図１０のＢ）。図１０のＢは、これら複数の溝２４のうちの１つを示している。各溝２４は、基板１１の裏面Ｓ２側から基板１１内に形成され、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に形成される。本実施形態の溝２４は、基板１１を貫通しないように形成される。
次に、基板１１の裏面Ｓ２や、基板１１の各溝２４内に、第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７を順に形成する（図１１のＡ）。具体的には、各溝２４の側面および底面に第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６が順に形成され、各溝２４内に第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６を介して遮光膜２７が埋め込まれる。これと同時に、第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７は、溝２４の外部で基板１１の裏面Ｓ２に順に積層される。このようにして、遮光膜２７が、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に形成される。第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６は例えば、ＡＬＤにより形成される。
本実施形態では、第１絶縁膜２５と第２絶縁膜２６とを貫通する開口部を、エッチングにより遮光膜２３上に形成して、この開口部内に遮光膜２３を露出させた後に、第２絶縁膜２６上に遮光膜２７を形成する。その結果、遮光膜２７が、この開口部内で遮光膜２３に接するように形成される。なお、本実施形態では、基板１１内の遮光膜２７と基板１１外の遮光膜２７が同じ工程で形成されているが、代わりに、基板１１内の遮光膜２７を形成する工程を実行してから、その後に基板１１外の遮光膜２７を形成する工程を実行してもよい。
次に、基板１１の裏面Ｓ２を覆うように、基板１１上に第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７を介して平坦化膜２８を形成する（図１０のＢ）。その結果、基板１１の裏面Ｓ２上に平坦な面が形成される。
その後、平坦化膜２８上に、図２に示すカラーフィルタ２９とオンチップレンズ３０とを順に形成する。このようにして、本実施形態の固体撮像装置が製造される。
図１２から図１５は、第１実施形態の変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。図１２から図１５については、図６から図１０との相違点を中心に説明し、図６から図１０との共通点の説明は適宜省略する。
まず、基板１１を用意する（図１２のＡ）。次に、基板１１内に、各光電変換部１２のｐ＋型半導体領域１３、ｎ－型半導体領域１４、およびｐ型半導体領域１５と、各メモリ部１６のｐ＋型半導体領域１７、ｎ－型半導体領域１８、およびｐ型半導体領域１９と、その他の半導体領域２０と、各溝２１の第１部分２１ａとを形成する（図１２のＢ）。
各溝２１の第１部分２１ａは、基板１１の表面Ｓ１側から基板１１内に形成され、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に形成される。図１２のＢに示す各溝２１の第１部分２１ａは、図６のＢに示す各溝２１と同様に基板１１を貫通しないように形成されるが、図６のＢに示す各溝２１よりも浅く形成される。第１部分２１ａは例えば、基板１１の表面Ｓ１側から基板１１内にドライエッチングにより形成される。そのため、第１部分２１ａのＸ方向の幅は、基板１１の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ狭くなっている。
次に、図７のＡおよびＢに示す工程を実行し、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１を形成した後、各溝２１の第１部分２１ａ内に、絶縁膜２２と遮光膜２３とを順に形成する（図１３のＡ）。さらに、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１を介して電極層３３を形成し、基板１１の表面Ｓ１に絶縁層３１および電極層３３を介して遮光膜３４を形成する（図１３のＡ）。本変形例の遮光膜３４は、第１実施形態の遮光膜３４と同様に、電極層３３および遮光膜２３に接するように形成される。また、本変形例の遮光膜３４は、各溝２１の第１部分２１ａ内に形成されるため、遮光膜３４のＸ方向の幅が、基板１１の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ狭くなっている。本変形例の遮光膜２３、３４はそれぞれ、本開示の第１および第２遮光膜の例である。次に、基板１１の表面Ｓ１に、層間絶縁膜３２と、コンタクトプラグ３５と、配線層３６～３９と、ビアプラグ４０とを形成した後、基板１１の上下を反転させる（図１３のＢ）。
次に、基板１１を裏面Ｓ２から薄膜化する（図１４のＡ）。その結果、基板１１の裏面Ｓ２がある程度低下するが、溝２１の第１部分２１ａまでは低下しない。次に、基板１１内に複数の溝２４と各溝２１の第２部分２１ｂとを形成する（図１４のＢ）。図１４のＢは、これら複数の溝２４のうちの１つを示している。
各溝２４は、基板１１の裏面Ｓ２側から基板１１内に形成され、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に形成される。本変形例の溝２４は、第１実施形態の溝２４と同様に、基板１１を貫通しないように形成される。溝２４は例えば、基板１１の裏面Ｓ２側から基板１１内にドライエッチングにより形成される。そのため、溝２４のＸ方向の幅は、基板１１の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ広くなっている。
各溝２１の第２部分２１ｂは、基板１１の裏面Ｓ２側から基板１１内に形成され、互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に形成される。本変形例の各溝２１の第２部分２１ｂは、対応する第１部分２１ａに達するように形成される。このようにして、各溝２１が、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとを含み、基板１１内および絶縁層３１内を貫通する形状へと加工される。第２部分２１ｂは例えば、基板１１の裏面Ｓ２側から基板１１内にドライエッチングにより形成される。そのため、第２部分２１ｂのＸ方向の幅は、基板１１の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ広くなっている。本変形例の溝２１は、第１実施形態の溝２１とおおむね同じ位置に形成されるが、本変形例の各溝２１の側面の形状は、第１実施形態の各溝２１の側面とは異なる形状を有している。
なお、図１４Ｂに示す工程では、溝２４と溝２１の第２部分２１ｂとを同時に形成しても順番に形成してもよいが、同時に形成することが望ましい。溝２４と第２部分２１ｂとを同時に形成する場合には、溝２４の深さと第２部分２１ｂの深さが同じになるように、溝２１の第１部分２１ａの深さを設定することが望ましい。また、図１４Ｂに示す工程では、各溝２１の第１部分２１ａの底面から絶縁膜２２を除去しても除去しなくてもよい。
次に、基板１１の裏面Ｓ２や、基板１１の各溝２４内や、基板１１の各溝２１の第２部分２１ｂ内に、第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７を順に形成する（図１５のＡ）。具体的には、各溝２４や各第２部分２１ｂの側面および底面に第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６が順に形成され、各溝２４内や各第２部分２１ｂ内に第１絶縁膜２５および第２絶縁膜２６を介して遮光膜２７が埋め込まれる。これと同時に、第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７は、溝２４の外部で基板１１の裏面Ｓ２に順に積層される。このようにして、遮光膜２７が、溝２４内または第２部分２１ｂ内で互いに隣接する光電変換部１２とメモリ部１６との間に形成される。本変形例の遮光膜２７は、各溝２４内や各第２部分２１ｂ内に形成されるため、基板１１内の遮光膜２７のＸ方向の幅が、各溝２４内でも各第２部分２１ｂ内でも、基板１１の表面Ｓ１側から裏面Ｓ２側に進むにつれ広くなっている。本変形例の遮光膜２７は、本開示の第３遮光膜の例である。
本変形例では、第１絶縁膜２５と第２絶縁膜２６とを貫通する開口部を遮光膜２３上に形成せずに、第２絶縁膜２６上に遮光膜２７を形成する。その結果、遮光膜２７が、遮光膜２３に接しないように形成される。一方、第１絶縁膜２５と第２絶縁膜２６とを貫通する開口部を遮光膜２３上に形成してから、第２絶縁膜２６上に遮光膜２７を形成してもよい。この開口部は、第２部分２１ｂの底面に形成された第１絶縁膜２５と第２絶縁膜２６とを貫通するように形成される。すなわち、この開口部は、溝２１内に形成される。この場合、第２部分２１ｂの形成時か開口部の形成時に第１部分２１ｂの底面から絶縁膜２２を除去しておけば、遮光膜２７が、遮光膜２３に接するように形成される。
次に、基板１１上に第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７を介して平坦化膜２８を形成する（図１５のＢ）。その後、平坦化膜２８上に、図２に示すカラーフィルタ２９とオンチップレンズ３０とを順に形成する。このようにして、本変形例の固体撮像装置が製造される。
図１６は、第１実施形態の固体撮像装置の構造を示す平面図である。図１６は、図１の画素アレイ２内の４つの画素１の平面構造を模式的に示している。
本実施形態では、各画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６が、Ｘ方向に互いに隣接している。その結果、同じ画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６だけでなく、異なる画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６も、Ｘ方向に互いに隣接している。本実施形態の溝２１や溝２４は、同じ画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６との間や、異なる画素１内の光電変換部１２とメモリ部１６との間に設けられている。これは、図２に示す溝２１や溝２４と同様である。図２は、図１６に示すＡ－Ａ’線に沿ったＸＺ断面を示している。
図１６は、各画素１の転送トランジスタＴＲＧ、ＴＲＸ、ＴＲＧと、画素１間で共有されている転送トランジスタ（排出トランジスタ）ＯＦＧ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、選択トランジスタＳＥＬ、およびダミートランジスタ（Ｄｕｍｍｙ）とを示している。これらの画素トランジスタは、基板１１の表面Ｓ１に設けられている。図１６はさらに、画素１間で共有されている浮遊拡散部ＦＤと別の拡散部ＯＦＤとを示している。これらの拡散部は、基板１１内の半導体領域２０内に設けられている。
本実施形態の溝２１と溝２４は、図１６に示すように、Ｙ方向に延びる複数の直線上に配置されており、各直線上では、溝２１と溝２４が交互に配置されている。そのため、各直線上では、溝２１と溝２４が基板１１内で互いにつながっている。このような溝２１、２４の詳細について、図１７を参照して説明する。なお、図１６に示す溝２１、２４の配置は、図６から図１１に示す第１実施形態の固体撮像装置でも、図１２から図１５に示す第１実施形態の変形例の固体撮像装置でも共通である。
図１７は、第１実施形態の固体撮像装置の構造（図１７のＡ）と、第１実施形態の変形例の固体撮像装置の構造（図１７のＢ）とを示す断面図である。図１７のＡおよびＢは、図１６に示すＢ－Ｂ’線に沿ったＹＺ断面を示している。
図１７のＡでは、溝２１が基板１１および絶縁層３１を貫通しており、各溝２１内に絶縁膜２２および遮光膜２３が形成されている。また、図１７のＡでは、溝２４が基板１１を貫通しておらず、各溝２４内に第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７が形成されている。
図１７のＡに示す溝２１と溝２４とは、基板１１内で互いにつながっている。ただし、溝２１内の遮光膜２３と、溝２４内の遮光膜２７との間には、絶縁膜２２、第１絶縁膜２５、および第２絶縁膜２６が介在している。本実施形態の遮光膜２３は、溝２４内の遮光膜２７ではなく、溝２４外の遮光膜２７と接している（図２参照）。
図１７のＢでは、溝２１が、基板１１および絶縁層３１を貫通しているが、絶縁膜２２および遮光膜２３を含む領域だけでなく、第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７を含む領域も含んでいる。前者の領域は第１部分２１ａであり、後者の領域は第２部分２１ｂである。図１７のＢは、後者の領域（第２部分２１ｂ）を破線で示している。また、図１７のＢでは、溝２４が基板１１を貫通しておらず、各溝２４内に第１絶縁膜２５、第２絶縁膜２６、および遮光膜２７が形成されている。
図１７のＢに示す溝２１と溝２４とは、基板１１内において、破線で示す箇所で互いにつながっている。ただし、溝２１の第１部分２１ａ内の遮光膜２３と、溝２１の第２部分２１ｂ内および溝２４内の遮光膜２７との間には、絶縁膜２２、第１絶縁膜２５、および第２絶縁膜２６が介在している。一方、溝２１の第２部分２１ｂ内の遮光膜２７と、溝２４内の遮光膜２７との間には、絶縁膜２２、第１絶縁膜２５、および第２絶縁膜２６は介在していない。
図１７のＡに示す構造には、溝２１を第１部分２１ａと第２部分２１ｂとに分けて形成する必要がなく、溝２１を容易に形成できるという利点がある。しかしながら、図１７のＡに示す構造では一般に、溝２１のＹ方向の位置と、溝２４のＹ方向の位置とを、高精度に位置合わせすることが求められる。一方、図１７のＢに示す構造には、このような位置合わせが不要になるという利点がある。
以上のように、本実施形態やその変形例では、基板１１内の遮光膜２１と、基板１１の表面Ｓ１の遮光膜３４とを、互いに接するように形成する。よって、本実施形態やその変形例によれば、遮光膜２３と遮光膜３４との間に隙間が生じることを抑制することが可能となるなど、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
（応用例）
図１８は、電子機器の構成例を示すブロック図である。図１８に示す電気機器は、カメラ１００である。
図１８は、電子機器の構成例を示すブロック図である。図１８に示す電気機器は、カメラ１００である。
カメラ１００は、レンズ群などを含む光学部１０１と、第１実施形態の固体撮像装置である撮像装置１０２と、カメラ信号処理回路であるＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路１０３と、フレームメモリ１０４と、表示部１０５と、記録部１０６と、操作部１０７と、電源部１０８とを備えている。また、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、操作部１０７、および電源部１０８は、バスライン１０９を介して相互に接続されている。
光学部１０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで、撮像装置１０２の撮像面上に結像する。撮像装置１０２は、光学部１０１により撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して、画素信号として出力する。
ＤＳＰ回路１０３は、撮像装置１０２により出力された画素信号について信号処理を行う。フレームメモリ１０４は、撮像装置１０２で撮像された動画または静止画の１画面を記憶しておくためのメモリである。
表示部１０５は、例えば液晶パネルや有機ＥＬパネルなどのパネル型表示装置を含んでおり、撮像装置１０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部１０６は、撮像装置１０２で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリなどの記録媒体に記録する。
操作部１０７は、ユーザによる操作の下に、カメラ１００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部１０８は、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、および操作部１０７の動作電源となる各種の電源を、これらの供給対象に対して適宜供給する。
撮像装置１０２として、第１実施形態の固体撮像装置を使用することで、良好な画像の取得が期待できる。
当該固体撮像装置は、その他の様々な製品に応用することができる。例えば、当該固体撮像装置は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボットなどの種々の移動体に搭載されてもよい。
図１９は、移動体制御システムの構成例を示すブロック図である。図１９に示す移動体制御システムは、車両制御システム２００である。
車両制御システム２００は、通信ネットワーク２０１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１９に示した例では、車両制御システム２００は、駆動系制御ユニット２１０と、ボディ系制御ユニット２２０と、車外情報検出ユニット２３０と、車内情報検出ユニット２４０と、統合制御ユニット２５０とを備えている。図１９はさらに、統合制御ユニット２５０の構成部として、マイクロコンピュータ２５１と、音声画像出力部２５２と、車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）２５３とを示している。
駆動系制御ユニット２１０は、各種プログラムに従って、車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット２１０は、内燃機関や駆動用モータなどの車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置や、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構や、車両の舵角を調節するステアリング機構や、車両の制動力を発生させる制動装置などの制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット２２０は、各種プログラムに従って、車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット２２０は、スマートキーシステム、キーレスエントリシステム、パワーウィンドウ装置、各種ランプ（例えば、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー、フォグランプ）などの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット２２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波または各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット２２０は、このような電波または信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプなどを制御する。
車外情報検出ユニット２３０は、車両制御システム２００を搭載した車両の外部の情報を検出する。車外情報検出ユニット２３０には、例えば撮像部２３１が接続される。車外情報検出ユニット２３０は、撮像部２３１に車外の画像を撮像させると共に、撮像された画像を撮像部２３１から受信する。車外情報検出ユニット２３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識、路面上の文字などの物体検出処理または距離検出処理を行ってもよい。
撮像部２３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部２３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。撮像部２３１が受光する光は、可視光であってもよいし、赤外線などの非可視光であってもよい。撮像部２３１は、第１実施形態の固体撮像装置を含んでいる。
車内情報検出ユニット２４０は、車両制御システム２００を搭載した車両の内部の情報を検出する。車内情報検出ユニット２４０には例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部２４１が接続される。例えば、運転者状態検出部２４１は、運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット２４０は、運転者状態検出部２４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合いまたは集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。このカメラは、第１実施形態の固体撮像装置を含んでいてもよく、例えば、図１８に示すカメラ１００でもよい。
マイクロコンピュータ２５１は、車外情報検出ユニット２３０または車内情報検出ユニット２４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構、または制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット２１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ２５１は、車両の衝突回避、衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、衝突警告、レーン逸脱警告などのＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ２５１は、車外情報検出ユニット２３０または車内情報検出ユニット２４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構、または制動装置を制御することにより、運転者の操作によらずに自律的に走行する自動運転などを目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ２５１は、車外情報検出ユニット２３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット２２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ２５１は、車外情報検出ユニット２３０で検知した先行車または対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替えるなどの防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部２５２は、車両の搭乗者または車外に対して視覚的または聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置に、音声および画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１９の例では、このような出力装置として、オーディオスピーカ２６１、表示部２６２、およびインストルメントパネル２６３が示されている。表示部２６２は例えば、オンボードディスプレイまたはヘッドアップディスプレイを含んでいてもよい。
図２０は、図１９の撮像部２３１の設定位置の具体例を示す平面図である。
図２０に示す車両３００は、撮像部２３１として、撮像部３０１、３０２、３０３、３０４、３０５を備えている。撮像部３０１、３０２、３０３、３０４、３０５は例えば、車両３００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア、車室内のフロントガラスの上部などの位置に設けられる。
フロントノーズに備えられる撮像部３０１は、主として車両３００の前方の画像を取得する。左のサイドミラーに備えられる撮像部３０２と、右のサイドミラーに備えられる撮像部３０３は、主として車両３００の側方の画像を取得する。リアバンパまたはバックドアに備えられる撮像部３０４は、主として車両３００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部３０５は、主として車両３００の前方の画像を取得する。撮像部３０５は例えば、先行車両、歩行者、障害物、信号機、交通標識、車線などの検出に用いられる。
図２０は、撮像部３０１、３０２、３０３、３０４（以下「撮像部３０１～３０４」と表記する）の撮像範囲の例を示している。撮像範囲３１１は、フロントノーズに設けられた撮像部３０１の撮像範囲を示す。撮像範囲３１２は、左のサイドミラーに設けられた撮像部３０２の撮像範囲を示す。撮像範囲３１３は、右のサイドミラーに設けられた撮像部３０３の撮像範囲を示す。撮像範囲３１４は、リアバンパまたはバックドアに設けられた撮像部３０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部３０１～３０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両３００を上方から見た俯瞰画像が得られる。以下、撮像範囲３１１、３１２、３１３、３１４を「撮像範囲３１１～３１４」と表記する。
撮像部３０１～３０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部３０１～３０４の少なくとも１つは、複数の撮像装置を含むステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像装置であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ２５１（図１９）は、撮像部３０１～３０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲３１１～３１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両３００に対する相対速度）を算出する。マイクロコンピュータ２５１は、これらの算出結果に基づいて、車両３００の進行路上にある最も近い立体物で、車両３００とほぼ同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を、先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ２５１は、先行車の手前にあらかじめ確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように、この例によれば、運転者の操作によらずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ２５１は、撮像部３０１～３０４から得られた距離情報を基に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ２５１は、車両３００の周辺の障害物を、車両３００のドライバが視認可能な障害物と、視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ２５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ２６１や表示部２６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット２１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部３０１～３０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ２５１は、撮像部３０１～３０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで、歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は例えば、赤外線カメラとしての撮像部３０１～３０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順により行われる。マイクロコンピュータ２５１が、撮像部３０１～３０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部２５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部２６２を制御する。また、音声画像出力部２５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部２６２を制御してもよい。
図２１は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
図２１では、術者（医師）５３１が、内視鏡手術システム４００を用いて、患者ベッド５３３上の患者５３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム４００は、内視鏡５００と、気腹チューブ５１１やエネルギー処置具５１２等の、その他の術具５１０と、内視鏡５００を支持する支持アーム装置５２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート６００と、から構成される。
内視鏡５００は、先端から所定の長さの領域が患者５３２の体腔内に挿入される鏡筒５０１と、鏡筒５０１の基端に接続されるカメラヘッド５０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５００を図示しているが、内視鏡５００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
鏡筒５０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５００には光源装置６０３が接続されており、当該光源装置６０３によって生成された光が、鏡筒５０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
カメラヘッド５０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０１に送信される。
ＣＣＵ６０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡５００及び表示装置６０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ６０１は、カメラヘッド５０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
表示装置６０２は、ＣＣＵ６０１からの制御により、当該ＣＣＵ６０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
光源装置６０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡５００に供給する。
入力装置６０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置６０４を介して、内視鏡手術システム４００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡５００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
処置具制御装置６０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５１２の駆動を制御する。気腹装置６０６は、内視鏡５００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ６０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ６０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
なお、内視鏡５００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置６０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置６０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
また、光源装置６０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
また、光源装置６０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置６０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
図２２は、図２１に示すカメラヘッド５０２及びＣＣＵ６０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
カメラヘッド５０２は、レンズユニット７０１と、撮像部７０２と、駆動部７０３と、通信部７０４と、カメラヘッド制御部７０５と、を有する。ＣＣＵ６０１は、通信部７１１と、画像処理部７１２と、制御部７１３と、を有する。カメラヘッド５０２とＣＣＵ６０１とは、伝送ケーブル７００によって互いに通信可能に接続されている。
レンズユニット７０１は、鏡筒５０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５０２まで導光され、当該レンズユニット７０１に入射する。レンズユニット７０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
撮像部７０２は、撮像素子で構成される。撮像部７０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部７０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部７０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者５３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部７０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット７０１も複数系統設けられ得る。撮像部７０２は、例えば第１実施形態の固体撮像装置である。
また、撮像部７０２は、必ずしもカメラヘッド５０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部７０２は、鏡筒５０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
駆動部７０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部７０５からの制御により、レンズユニット７０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部７０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
通信部７０４は、ＣＣＵ６０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部７０４は、撮像部７０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル７００を介してＣＣＵ６０１に送信する。
また、通信部７０４は、ＣＣＵ６０１から、カメラヘッド５０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部７０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ６０１の制御部７１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡５００に搭載されていることになる。
カメラヘッド制御部７０５は、通信部７０４を介して受信したＣＣＵ６０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５０２の駆動を制御する。
通信部７１１は、カメラヘッド５０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部７１１は、カメラヘッド５０２から、伝送ケーブル７００を介して送信される画像信号を受信する。
また、通信部７１１は、カメラヘッド５０２に対して、カメラヘッド５０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
画像処理部７１２は、カメラヘッド５０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
制御部７１３は、内視鏡５００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部７１３は、カメラヘッド５０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
また、制御部７１３は、画像処理部７１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置６０２に表示させる。この際、制御部７１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部７１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部７１３は、表示装置６０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者５３１に提示されることにより、術者５３１の負担を軽減することや、術者５３１が確実に手術を進めることが可能になる。
カメラヘッド５０２及びＣＣＵ６０１を接続する伝送ケーブル７００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
ここで、図示する例では、伝送ケーブル７００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５０２とＣＣＵ６０１との間の通信は無線で行われてもよい。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更を加えて実施してもよい。例えば、２つ以上の実施形態を組み合わせて実施してもよい。
なお、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、
前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、
前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１遮光膜と、
前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜と、
を備える固体撮像装置。
光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、
前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、
前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１遮光膜と、
前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜と、
を備える固体撮像装置。
（２）
前記基板の前記第２面上に設けられ、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なっており、前記第１遮光膜に接している第３遮光膜をさらに備える、（１）に記載の固体撮像装置。
前記基板の前記第２面上に設けられ、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なっており、前記第１遮光膜に接している第３遮光膜をさらに備える、（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記第１遮光膜の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっている、（１）に記載の固体撮像装置。
前記第１遮光膜の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっている、（１）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記多層配線層は、前記基板の前記第１面に設けられた絶縁層を含み、
前記第１遮光膜は、前記基板内および前記絶縁層内に設けられている、（１）に記載の固体撮像装置。
前記多層配線層は、前記基板の前記第１面に設けられた絶縁層を含み、
前記第１遮光膜は、前記基板内および前記絶縁層内に設けられている、（１）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記絶縁膜は、トランジスタのゲート絶縁膜として機能する、（４）に記載の固体撮像装置。
前記絶縁膜は、トランジスタのゲート絶縁膜として機能する、（４）に記載の固体撮像装置。
（６）
前記第２遮光膜は、前記第１遮光膜と、前記トランジスタの電極層とに接している、（５）に記載の固体撮像装置。
前記第２遮光膜は、前記第１遮光膜と、前記トランジスタの電極層とに接している、（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記第１遮光膜は、前記基板を貫通する第１溝内に設けられている、（１）に記載の固体撮像装置。
前記第１遮光膜は、前記基板を貫通する第１溝内に設けられている、（１）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記第１溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっている、（７）に記載の固体撮像装置。
前記第１溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっている、（７）に記載の固体撮像装置。
（９）
前記第３遮光膜は、前記基板の前記第２面上と、前記基板を貫通しない第２溝内とに設けられている、（２）に記載の固体撮像装置。
前記第３遮光膜は、前記基板の前記第２面上と、前記基板を貫通しない第２溝内とに設けられている、（２）に記載の固体撮像装置。
（１０）
前記第２溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、（９）に記載の固体撮像装置。
前記第２溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、（９）に記載の固体撮像装置。
（１１）
光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、
前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、
前記基板を貫通しており、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１溝であって、前記基板内にて前記第１面側に設けられた第１部分と、前記基板内にて前記第２面側に設けられた第２部分とを含む第１溝と、
前記第１部分内に設けられた第１遮光膜と、
前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜と、
を備える固体撮像装置。
光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、
前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、
前記基板を貫通しており、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１溝であって、前記基板内にて前記第１面側に設けられた第１部分と、前記基板内にて前記第２面側に設けられた第２部分とを含む第１溝と、
前記第１部分内に設けられた第１遮光膜と、
前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜と、
を備える固体撮像装置。
（１２）
前記第１部分の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっており、
前記第２部分の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、
（１１）に記載の固体撮像装置。
前記第１部分の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっており、
前記第２部分の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、
（１１）に記載の固体撮像装置。
（１３）
前記基板の前記第２面上と、前記第２部分内とに設けられ、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なっている第３遮光膜をさらに備える、（１１）に記載の固体撮像装置。
前記基板の前記第２面上と、前記第２部分内とに設けられ、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なっている第３遮光膜をさらに備える、（１１）に記載の固体撮像装置。
（１４）
前記第３遮光膜はさらに、前記基板を貫通しない第２溝内に設けられている、（１３）に記載の固体撮像装置。
前記第３遮光膜はさらに、前記基板を貫通しない第２溝内に設けられている、（１３）に記載の固体撮像装置。
（１５）
前記第２溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、（１４）に記載の固体撮像装置。
前記第２溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、（１４）に記載の固体撮像装置。
（１６）
前記第１溝と前記第２溝は、前記基板内で互いにつながっている、（１４）に記載の固体撮像装置。
前記第１溝と前記第２溝は、前記基板内で互いにつながっている、（１４）に記載の固体撮像装置。
（１７）
光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板を用意し、
前記基板内に第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素を形成し、
前記基板内に第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素を形成し、
前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に第１遮光膜を形成し、
前記基板の前記第１面側に多層配線層を形成し、
前記多層配線層内に、前記第１遮光膜に接する第２遮光膜を形成する、
ことを含む固体撮像装置の製造方法。
光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板を用意し、
前記基板内に第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素を形成し、
前記基板内に第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素を形成し、
前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に第１遮光膜を形成し、
前記基板の前記第１面側に多層配線層を形成し、
前記多層配線層内に、前記第１遮光膜に接する第２遮光膜を形成する、
ことを含む固体撮像装置の製造方法。
（１８）
前記基板を貫通する第１溝を形成することをさらに含み、
前記第１遮光膜は、前記基板の前記第１面側から前記第１溝内に形成される、
（１７）に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記基板を貫通する第１溝を形成することをさらに含み、
前記第１遮光膜は、前記基板の前記第１面側から前記第１溝内に形成される、
（１７）に記載の固体撮像装置の製造方法。
（１９）
前記基板の前記第２面上に、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なり、前記第１遮光膜に接する第３遮光膜を形成することをさらに含む、（１７）に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記基板の前記第２面上に、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なり、前記第１遮光膜に接する第３遮光膜を形成することをさらに含む、（１７）に記載の固体撮像装置の製造方法。
（２０）
前記基板を貫通しない第２溝を形成することをさらに含み、
前記第３遮光膜は、前記基板の前記第２面に形成され、かつ、前記基板の前記第２面側から前記第２溝内に形成される、
（１９）に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記基板を貫通しない第２溝を形成することをさらに含み、
前記第３遮光膜は、前記基板の前記第２面に形成され、かつ、前記基板の前記第２面側から前記第２溝内に形成される、
（１９）に記載の固体撮像装置の製造方法。
１：画素、２：画素アレイ領域、３：制御回路、
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：垂直信号線、９：水平信号線、
１１：基板、１２：光電変換部、１３：ｐ＋型半導体領域、１４：ｎ－型半導体領域、
１５：ｐ型半導体領域、１６：メモリ部、１７：ｐ＋型半導体領域、
１８：ｎ－型半導体領域、１９：ｐ型半導体領域、２０：その他の半導体領域、
２１：溝、２１ａ：第１部分、２１ｂ：第２部分、２２：絶縁膜、２３：遮光膜、
２４：溝、２５：第１絶縁膜、２６：第２絶縁膜、２７：遮光膜、
２８：平坦化膜、２９：カラーフィルタ、３０：オンチップレンズ、
３１：絶縁層、３１ａ：第１絶縁膜、３１ｂ：第２絶縁膜、３１ｃ：第３絶縁膜、
３２：層間絶縁膜、３３：電極層、３４：遮光膜、３５：コンタクトプラグ、
３６：配線層、３７：配線層、３８：配線層、３９：配線層、４０：ビアプラグ、
４１：支持基板、４２：層、５１：絶縁膜
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：垂直信号線、９：水平信号線、
１１：基板、１２：光電変換部、１３：ｐ＋型半導体領域、１４：ｎ－型半導体領域、
１５：ｐ型半導体領域、１６：メモリ部、１７：ｐ＋型半導体領域、
１８：ｎ－型半導体領域、１９：ｐ型半導体領域、２０：その他の半導体領域、
２１：溝、２１ａ：第１部分、２１ｂ：第２部分、２２：絶縁膜、２３：遮光膜、
２４：溝、２５：第１絶縁膜、２６：第２絶縁膜、２７：遮光膜、
２８：平坦化膜、２９：カラーフィルタ、３０：オンチップレンズ、
３１：絶縁層、３１ａ：第１絶縁膜、３１ｂ：第２絶縁膜、３１ｃ：第３絶縁膜、
３２：層間絶縁膜、３３：電極層、３４：遮光膜、３５：コンタクトプラグ、
３６：配線層、３７：配線層、３８：配線層、３９：配線層、４０：ビアプラグ、
４１：支持基板、４２：層、５１：絶縁膜
Claims (20)
- 光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、
前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、
前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１遮光膜と、
前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜と、
を備える固体撮像装置。 - 前記基板の前記第２面上に設けられ、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なっており、前記第１遮光膜に接している第３遮光膜をさらに備える、請求項１に記載の固体撮像装置。
- 前記第１遮光膜の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっている、請求項１に記載の固体撮像装置。
- 前記多層配線層は、前記基板の前記第１面に設けられた絶縁層を含み、
前記第１遮光膜は、前記基板内および前記絶縁層内に設けられている、請求項１に記載の固体撮像装置。 - 前記絶縁膜は、トランジスタのゲート絶縁膜として機能する、請求項４に記載の固体撮像装置。
- 前記第２遮光膜は、前記第１遮光膜と、前記トランジスタの電極層とに接している、請求項５に記載の固体撮像装置。
- 前記第１遮光膜は、前記基板を貫通する第１溝内に設けられている、請求項１に記載の固体撮像装置。
- 前記第１溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっている、請求項７に記載の固体撮像装置。
- 前記第３遮光膜は、前記基板の前記第２面上と、前記基板を貫通しない第２溝内とに設けられている、請求項２に記載の固体撮像装置。
- 前記第２溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、請求項９に記載の固体撮像装置。
- 光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素と、
前記基板内に設けられた第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素と、
前記基板を貫通しており、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に設けられた第１溝であって、前記基板内にて前記第１面側に設けられた第１部分と、前記基板内にて前記第２面側に設けられた第２部分とを含む第１溝と、
前記第１部分内に設けられた第１遮光膜と、
前記基板の前記第１面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第１遮光膜に接している第２遮光膜と、
を備える固体撮像装置。 - 前記第１部分の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ狭くなっており、
前記第２部分の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、
請求項１１に記載の固体撮像装置。 - 前記基板の前記第２面上と、前記第２部分内とに設けられ、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なっている第３遮光膜をさらに備える、請求項１１に記載の固体撮像装置。
- 前記第３遮光膜はさらに、前記基板を貫通しない第２溝内に設けられている、請求項１３に記載の固体撮像装置。
- 前記第２溝の幅は、前記第１面側から前記第２面側に進むにつれ広くなっている、請求項１４に記載の固体撮像装置。
- 前記第１溝と前記第２溝は、前記基板内で互いにつながっている、請求項１４に記載の固体撮像装置。
- 光入射面の反対面となる第１面と、前記光入射面となる第２面とを有する基板を用意し、
前記基板内に第１光電変換部と第１電荷蓄積部とを有する第１画素を形成し、
前記基板内に第２光電変換部と第２電荷蓄積部とを有する第２画素を形成し、
前記基板内にて、隣接する前記第２光電変換部と前記第１電荷蓄積部との間に第１遮光膜を形成し、
前記基板の前記第１面側に多層配線層を形成し、
前記多層配線層内に、前記第１遮光膜に接する第２遮光膜を形成する、
ことを含む固体撮像装置の製造方法。 - 前記基板を貫通する第１溝を形成することをさらに含み、
前記第１遮光膜は、前記基板の前記第１面側から前記第１溝内に形成される、
請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記基板の前記第２面上に、前記第１電荷蓄積部と平面視で重なり、前記第１遮光膜に接する第３遮光膜を形成することをさらに含む、請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記基板を貫通しない第２溝を形成することをさらに含み、
前記第３遮光膜は、前記基板の前記第２面に形成され、かつ、前記基板の前記第２面側から前記第２溝内に形成される、
請求項１９に記載の固体撮像装置の製造方法。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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2020
- 2020-12-15 JP JP2020207782A patent/JP2022094727A/ja active Pending
-
2021
- 2021-12-01 WO PCT/JP2021/044167 patent/WO2022130987A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022130987A1 (ja) | 2022-06-23 |
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