JP2008182142A - 固体撮像装置およびその製造方法、および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＯＩ基板を用いず、通常の半導体基板に、受光感度の低下を抑制した固体撮像装置を作製することで、コストの低減を可能とする。
【解決手段】入射光量を電気信号に変換する光電変換部２２を有する複数の画素部２１と、前記画素部２１が形成された半導体基板１１の一面側に配線層２３を備え、前記配線層２３が形成されている面とは反対側より入射される光を前記光電変換部２２で受光する固体撮像装置１であって、前記画素部２１の周囲の一部に、前記半導体基板１１の１面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層３１が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像装置およびその製造方法、および撮像装置に関する。

現在の固体撮像装置は、図１６に示すように、光電変換部（例えば、フォトダイオード）２２２よりも上層に信号処理部２２９および配線層２２３が形成され、さらにカラーフィルター２２７、集光レンズ２２８が形成されていて、集光レンズ２２８で集光した光を配線層２２３側から光電変換部２２２に入射させる表面照射型固体撮像装置２０１が一般的である。しかし、微細化が進むにつれ配線ピッチも狭くなり多層化が進むため、集光レンズ２２８と光電変換部２２２との距離も広がり、斜め入射した光が光電変換部２２２に届きにくくなっている。このため、シェーディングなどの受光特性を劣化させる現象も発生する。

受光特性の劣化を改善する構造として、図１７に示すような、裏面照射型固体撮像装置１０１が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。裏面照射型固体撮像装置１０１では、光電変換部１２２上にカラーフィルター１２７、集光レンズ１２８が配線位置されているため、斜め光への実効開口率１００％を達成でき、感度を大幅に高めることができるとともに、シェーディングの発生を抑えることができる。

裏面照射型固体撮像装置の作製には、ＳＯＩ（Silicon on insulator）基板を用いる。ＳＯＩ基板を用いた場合の製造工程を図１８〜図１９の製造工程断面図によって説明する。

図１８（１）に示すように、シリコン基板１３２上に絶縁層（ＢＯＸ層）１３３を介してシリコン層１３４が形成されたＳＯＩ基板１３１の上記シリコン層１３４に光電変換部１２２を形成するとともに信号処理部（図示せず）を形成する。次いでシリコン層１３４上に配線層１２３を形成する。次に、図１８（２）に示すように、上記配線層１２３上に酸化シリコン膜１２４を形成し、その表面を平坦化加工する。例えば、化学的機械研磨による鏡面加工を施す。そして、表面が平坦な酸化シリコン膜１５２が形成された支持基板１５１を用意する。この酸化シリコン膜１５２は、例えばＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate）を成膜原料に用いた化学的気相成長法により形成する。次に、図１８（３）に示すように、酸化シリコン膜１２４、１５２の平坦化された面同士を張り合わせる。次に、図１８（４）に示すように、ＳＯＩ基板１３１のシリコン基板１３２〔前記図１８（１）参照〕を研磨して除去する。さらに、図１９（５）に示すように、ＳＯＩ基板１３１の絶縁層１３３〔前記図１８（１）参照〕を除去する。その後、図１９（６）に示すように、シリコン層１３４上に絶縁膜１２６を形成した後、カラーフィルター層１２７、集光レンズ１２８を形成する。

ＳＯＩ基板に配線層を形成した後、支持基板を貼り合せ、裏面より基板を薄膜化して固体撮像装置を作製している。ＳＯＩ基板を用いている理由は、裏面研削の終点検知に絶縁層１３３（ＢＯＸ層）を用いているためである。シリコン基板では、裏面研削において異種膜が存在しないため、狙い通りのシリコン層の厚さで裏面研削を終了することが困難である。ＳＯＩ基板では絶縁層１３３（ＢＯＸ層）で裏面研削を止め、絶縁層１３３の除去はウエットエッチングにより行うことでシリコンとの高選択エッチングを行っている。これによって、デバイス形成層であるシリコン層１３４をウエハメーカーより納品される精度で作ることが可能である。

しかし、上記方法ではＳＯＩ基板を用いているため、基板コストがシリコン基板に対して４倍以上掛かる。固体撮像装置は低コストで作る必要があり、基板コストを低減する必要がある。

一方、ＳＯＩ基板を用いずに形成された、いわゆる裏面照射型の固体撮像素子が開示されている。この固体撮像素子では、半導体基板よりも硬度が大きい終端検出部を画素の素子分離領域と兼ねて設けている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、この技術では、終端検出部によって化学的機械研磨の終端を検出する必要があるため、幅を狭く形成することができない。そのため、終端検出部を兼ねている各画素の素子分離領域の幅を大きくする必要が生じるため、限られたセル面積では画素領域の面積を維持することが困難であった。このため、画素領域の面積の縮小化による受光感度の低下が懸念される。

特開２００３−３１７８５号公報 特開２００６−３１４３４０号公報

解決しようとする問題点は、ＳＯＩ基板を用いる必要があるため、基板コストがかかる点である。

本発明は、ＳＯＩ基板の代わりにシリコン基板を用いることで基板コストを低減しつつ、デバイス形成層の精度を維持し、かつ受光感度の低下を抑制した裏面照射型の固体撮像装置を成すことを課題とする。

請求項１に係る本発明は、入射光量を電気信号に変換する光電変換部を有する複数の画素部と、前記画素部が形成された半導体基板の一面側に配線層を備え、前記配線層が形成されている面とは反対側より入射される光を前記光電変換部で受光する固体撮像装置であって、前記各画素部の周囲の一部、または前記複数の画素部からなる画素群の周囲もしくはその一部に、前記半導体基板の１面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層が形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、各画素部の周囲の一部に、半導体基板の一面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層が形成されているので、この除去加工停止層によって半導体基板を薄膜化する際の除去加工が停止されるため、画素もしくは画素群を除去することなく、高精度に半導体基板の除去加工が可能になる。これにより、画素部が形成された半導体基板において配線層が形成された面とは反対側の面より入射される光を電変換部で受光する、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置であっても、従来のようにＳＯＩ基板を用いることなく、一般的な半導体基板で形成することが可能になる。また、各画素部の周囲の一部、または複数の画素部からなる画素群の周囲もしくはその一部に除去加工停止層が形成されているので、受光感度の低下が抑制される。

請求項７に係る本発明は、半導体基板に入射光量を電気信号に変換する光電変換部とともに該光電変換部から出力された電気信号を処理する信号処理部を形成して複数の画素部を形成した後、該半導体基板上に配線層を形成する工程と、前記複数の画素部が形成された側とは反対側の前記半導体基板を薄く加工する工程とを備え、前記半導体基板を薄く加工する工程の前に、前記画素部の周囲の一部に、前記半導体基板の除去加工が停止される除去加工停止層を形成することを特徴とする。

請求項７に係る本発明では、各画素部の周囲の一部に、半導体基板の一面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層を形成するので、半導体基板を薄膜化する際の除去加工はこの除去加工停止層によって停止される。このため、画素部を除去することがなく、高精度に半導体基板を薄膜化する除去加工が可能になる。これにより、画素部が形成された半導体基板において配線層が形成された面とは反対側の面より入射される光を電変換部で受光する、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置であっても、従来のようにＳＯＩ基板を用いることなく、一般的な半導体基板で形成することが可能になる。また、各画素部の周囲の一部、または複数の画素部からなる画素群の周囲もしくはその一部に除去加工停止層が形成されているので、受光感度の低下が抑制される。

請求項８に係る本発明は、入射光を集光する集光光学部と、前記集光光学部で集光した光を受光して光電変換する固体撮像装置と、光電変換された信号を処理する信号処理部とを備え、前記固体撮像装置は、入射光量を電気信号に変換する光電変換部を有する複数の画素部と、前記画素部が形成された半導体基板の一面側に配線層を備え、前記配線層が形成されている面とは反対側より入射される光を前記光電変換部で受光する固体撮像装置であって、前記画素部の周囲の一部に、前記半導体基板の１面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層が形成されていることを特徴とする。

請求項８に係る本発明では、本願発明の固体撮像装置を用いることから、上記説明したのと同様に、ＳＯＩ基板を用いず、通常の半導体基板で形成されるので、チップコストが低減される。

請求項１に係る本発明によれば、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置であっても、ＳＯＩ基板を用いることなく、一般的な半導体基板で形成されるため、基板コストを低減しつつ、画素部等が形成されるデバイス形成層の精度を維持することができるという利点がある。

請求項７に係る本発明によれば、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置であっても、ＳＯＩ基板を用いることなく、一般的な半導体基板で形成するため、基板コストを低減しつつ、画素部等が形成されるデバイス形成層の精度を維持することができるという利点がある。

請求項８に係る本発明によれば、本願発明の固体撮像装置を用いることから、上記説明したのと同様に、固体撮像装置がＳＯＩ基板を用いず、通常の半導体基板で形成されるので、チップコストが低減され安価な撮像装置を提供できる。また、画素部の周囲の一部に除去加工停止層を設けたので、除去加工停止層によるチップ面積の増大を押さえることができ、また画素面積の低下を抑えることができるという利点がある。

請求項１の発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第１実施例）を、図１の概略構成断面図によって説明する。

図１に示すように、半導体基板１１で形成される活性層１２には、入射光を電気信号に変換する光電変換部（例えばフォトダイオード）２２、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、リセットトランジスタ等のトランジスタ群（図示せず）等を有する複数の画素部２１が形成されている。上記半導体基板１１には、例えばシリコン基板を用いる。さらに、各光電変換部２２から読み出した信号電荷を処理する信号処理部（図示せず）が形成されている。

上記画素部２１の周囲の一部、例えば行方向もしくは列方向の画素部２１間には、上記半導体基板１１の一面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層３１が形成されている。例えば、上記画素部２１間として、チャネルストップ層（図示せず）の部分に形成することができる。この除去加工停止層３１は、少なくとも、画素部２１の厚さと画素部２１上に残された半導体基板１１の厚さとを合わせた厚さ、もしくは上記画素部２１が形成される活性層１２（半導体基板１１）の厚さに形成されている。

上記除去加工停止層３１は、例えば、画素部２１間のチャネルストップ層（図示せず）の部分に溝を形成し、その溝内を絶縁膜で埋め込むことで形成されている。

また、上記光電変換部２２が形成された半導体基板１１の表面側（図面では半導体基板１１の下側）には配線層２３が形成されている。この配線層２３は、配線２４とこの配線２４を被覆する絶縁膜２５からなる。上記配線層２３には、支持基板６１が形成されている。この支持基板６１は、例えばシリコン基板からなる。

さらに、上記固体撮像装置１には、半導体基板１１裏面側に光透過性を有する平坦化膜２６が形成されている。さらにこの平坦化膜２６には、カラーフィルター層２７が形成されている。このカラーフィルター層２７は、上記光電変換部２２に対応させて形成され、例えば赤色（Ｒ）カラーフィルター、緑色（Ｇ）カラーフィルター、青色（Ｂ）カラーフィルターの３色のカラーフィルターからなる。また、各カラーフィルター層２７上には、各光電変換部２２に入射光を集光させる集光レンズ２８が形成されている。

また、上記固体撮像装置１間には、各固体撮像装置１を切り出す際に用いる領域となるスクライブ領域１３が形成されている。

上記固体撮像装置１では、シリコン基板（図示せず）に画素部２１を形成し、さらにシリコン基板上に配線層２３を形成した後、シリコン基板の画素部２１が形成されている側とは反対側を除去加工によって除去した際に、上記除去加工停止層３１がその除去加工を停止する機能を果たす。このため、画素部２１が形成されるシリコン基板からなる活性層１２が残されるようになる。したがって、上記構成の裏面照射型と言われる固体撮像装置１をシリコン基板で形成することが可能となる構造を提供することができる。

よって、いわゆる裏面照射型の上記固体撮像装置１であっても、ＳＯＩ基板を用いることなく、一般的な半導体基板１１で形成されるため、基板コストを低減しつつ、画素部２１等が形成されるデバイス形成層（薄膜化後の半導体基板１１）の精度を維持することができるという利点がある。

また、上記固体撮像装置１では、除去加工停止層３１を画素部２１の一部、例えば複数の画素部２１が配列されている行方向もしくは列方向のチャネルストップ層に形成したが、次に、第２実施例として、例えば、上記除去加工停止層３１を、複数の画素部からなる画素群の周囲もしくはその一部に形成する固体撮像装置２を説明する。

図示はしないが、例えば、９画素分（例えば３画素×３画素）を一つの画素群として、その画素群の周囲の、例えばチャネルストップ層に設けることができる。もしくはその画素群の行方向もしくは列方向のチャネルストップ層に設けることができる。上記構成でも、第１実施例と同様なる効果が得られる。なお、画素群の画素数は、上記構成に限定されることはなく、画素部の大きさ、半導体基板の除去加工特性等によって、適宜、設定される。

次に、本発明の固体撮像装置の一実施の形態（第３実施例）を、図２の概略構成断面図によって説明する。

図２に示すように、半導体基板１１で形成される活性層１２には、入射光を電気信号に変換する光電変換部（例えばフォトダイオード）２２、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、リセットトランジスタ等のトランジスタ群（図示せず）等を有する複数の画素部２１が形成されている。上記半導体基板１１には、例えばシリコン基板を用いる。さらに、各光電変換部２２から読み出した信号電荷を処理する信号処理部（図示せず）が形成されている。

上記固体撮像装置３の周囲、すなわち各固体撮像装置３を切り出す際に用いる領域となるスクライブ領域１３には、上記半導体基板１１の一面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層３２が形成されている。この除去加工停止層３１は、少なくとも、画素部２１の厚さと画素部２１上に残された半導体基板１１の厚さとを合わせた厚さ、もしくは上記画素部２１が形成される活性層１２（半導体基板１１）の厚さに形成されている。

また、上記光電変換部２２が形成された半導体基板１１の表面側（図面では半導体基板１１の下側）には配線層２３が形成されている。この配線層２３は、配線２４とこの配線２４を被覆する絶縁膜２５からなる。上記配線層２３には、支持基板６１が形成されている。この支持基板６１は、例えばシリコン基板からなる。

さらに、上記固体撮像装置３には、第１領域１２の半導体基板１１裏面側に光透過性を有する平坦化膜２６が形成されている。さらにこの平坦化膜２６には、カラーフィルター層２７が形成されている。このカラーフィルター層２７は、上記光電変換部２２に対応させて形成され、例えば赤色（Ｒ）カラーフィルター、緑色（Ｇ）カラーフィルター、青色（Ｂ）カラーフィルターの３色のカラーフィルターからなる。また、各カラーフィルター層２７上には、各光電変換部２２に入射光を集光させる集光レンズ２８が形成されている。

上記固体撮像装置３では、シリコン基板（図示せず）に画素部２１を形成し、さらにシリコン基板上に配線層２３を形成した後、シリコン基板の画素部２１が形成されている側とは反対側を除去加工によって除去した際に、上記除去加工停止層３２がその除去加工を停止する機能を果たす。このため、画素部２１が形成されるシリコン基板からなる活性層１２が残されるようになる。したがって、上記構成の裏面照射型と言われる固体撮像装置２をシリコン基板で形成することが可能になる構造を提供することができる。

よって、いわゆる裏面照射型の上記固体撮像装置３であっても、ＳＯＩ基板を用いることなく、一般的な半導体基板１１で形成されるため、基板コストを低減しつつ、画素部２１等が形成されるデバイス形成層（薄膜化後の半導体基板１１）の精度を維持することができるという利点がある。

次に、本発明の固体撮像装置の一実施の形態（第４実施例）を、図３の概略構成断面図によって説明する。

図３に示すように、半導体基板１１で形成される活性層１２には、入射光を電気信号に変換する光電変換部（例えばフォトダイオード）２２、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、リセットトランジスタ等のトランジスタ群（図示せず）等を有する複数の画素部２１が形成されている。上記半導体基板１１には、例えばシリコン基板を用いる。さらに、各光電変換部２２から読み出した信号電荷を処理する信号処理部（図示せず）が形成されている。

上記画素部２１の周囲、例えば画素部２１間には、上記半導体基板１１の一面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層３１が形成されている。例えば、上記画素部２１間として、チャネルストップ層（図示せず）の部分に形成することができる。さらに、上記固体撮像装置１の周囲、すなわち各固体撮像装置１を切り出す際に用いる領域となるスクライブ領域１３に、上記半導体基板１１の一面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層３２が形成されている。この除去加工停止層３１は、少なくとも、画素部２１の厚さと画素部２１上に残された半導体基板１１の厚さとを合わせた厚さ、もしくは上記画素部２１が形成される活性層１２（半導体基板１１）の厚さに形成されている。

また、上記光電変換部２２が形成された半導体基板１１の表面側（図面では半導体基板１１の下側）には配線層２３が形成されている。この配線層２３は、配線２４とこの配線２４を被覆する絶縁膜２５からなる。上記配線層２３には、支持基板６１が形成されている。この支持基板６１は、例えばシリコン基板からなる。

さらに、上記固体撮像装置４には、第１領域１２の半導体基板１１裏面側に光透過性を有する平坦化膜２６が形成されている。さらにこの平坦化膜２６には、カラーフィルター層２７が形成されている。このカラーフィルター層２７は、上記光電変換部２２に対応させて形成され、例えば赤色（Ｒ）カラーフィルター、緑色（Ｇ）カラーフィルター、青色（Ｂ）カラーフィルターの３色のカラーフィルターからなる。また、各カラーフィルター層２７上には、各光電変換部２２に入射光を集光させる集光レンズ２８が形成されている。

上記固体撮像装置４では、シリコン基板（図示せず）に画素部２１を形成し、さらにシリコン基板上に配線層２３を形成した後、シリコン基板の画素部２１が形成されている側とは反対側を除去加工によって除去した際に、上記除去加工停止層３１、３２がその除去加工を停止する機能を果たす。このため、画素部２１が形成されるシリコン基板からなる活性層１２が残されるようになる。したがって、上記構成の裏面照射型と言われる固体撮像装置３をシリコン基板で形成することが可能になる構造を提供することができる。

よって、いわゆる裏面照射型の上記固体撮像装置４であっても、ＳＯＩ基板を用いることなく、一般的な半導体基板１１で形成されるため、基板コストを低減しつつ、画素部２１等が形成されるデバイス形成層（薄膜化後の半導体基板１１）の精度を維持することができるという利点がある。

ここで、図４の画素部２１の配列を示した平面レイアウト図によって、画素部２１間に設ける除去加工停止層３１の形成位置の詳細を説明する。

図４に示すように、画素部２１は、光電変換部２２、転送ゲートＴｇ、増幅トランジスタ、リセットトランジスタ等のトランジスタ群Ｔｒが形成されている。そして、画素部２１間には、素子分離領域として、通常、チャネルストップ領域が形成されている。本発明の固体撮像装置１、３では、このチャネルストップ領域に上記除去加工停止層３１を形成している。この除去加工停止層３１は、例えばＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）構造の酸化シリコンで形成されている。

次に、上記第１、第２、第４実施例の変形例を、図５（１）の概略構成断面図および図５（２）の拡大図によって説明する。図５では、前記第４実施例の固体撮像装置４を基にした変形例を示す。

図５に示すように、除去加工停止層３３は、２層構造となっている。すなわち、除去加工停止層３３が形成される溝３４の内面に絶縁膜３５が形成され、その内部をポリシリコン層３６で埋め込み、さらに、絶縁膜３７で上記ポリシリコン層３６を封止した構造となっている。その他の構成は、前記第４実施例と同様である。このような除去加工停止層３３は上記第１実施例の固体撮像装置１や第２実施例の固体撮像装置の除去加工停止層３１にも適用できる。

次に、上記第４実施例の変形例を、図６（１）の概略構成断面図および図６（２）の平面レイアウト図によって説明する。図６では、前記第４実施例の固体撮像装置４を基にした変形例を示す。

図６に示すように、スクライブライン１３に形成される除去加工停止層３８は、２層構造となっている。すなわち、除去加工停止層３８が形成される溝３９の内面に窒化膜４０が形成され、その内部を酸化シリコン膜４１で埋め込んだ構造となっている。したがって、シリコン基板の除去加工面に窒化膜４０の底面が露出するようになっている。その他の構成は、前記第４実施例と同様である。このような除去加工停止層３８は上記第３実施例の固体撮像装置３の除去加工停止層３２にも適用できる。なお、平面レイアウト図においては固体撮像装置４内の除去加工停止層３１の図示は省略した。

上記変形例では、半導体基板１１の一面側を除去した際に、除去加工停止層３８の窒化膜４０で形成されていることから、例えば除去加工の最終段の加工を化学的機械研磨（ＣＭＰ）で行っても、エッチングで行っても、選択性よく、加工の終点を検出して、加工を停止させることが可能になる。また、上記構成では、内面に窒化膜４０を形成し、内部の埋め込みを酸化シリコン膜４１で行ったが、例えば内面を酸化膜で形成し、埋め込みをノンドープトポリシリコンで行うことも可能である。この場合、酸化シリコンよりもさらに埋め込み性を向上させることができる。

次に、請求項７の発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第１実施例）を、図７〜図１４の製造工程断面図によって説明する。

図７（１）に示すように、半導体基板１１に絶縁膜５１を形成する。上記半導体基板１１には、通常のシリコン半導体基板を用いる。また上記絶縁膜５１は、例えば、半導体基板１１の表面酸化によって形成する。

図７（２）に示すように、上記絶縁膜５１上に、ハードマスク層５２を形成する。このハードマスク層５２は、例えば窒化シリコン膜で形成される。さらにハードマスク層５２上にレジスト膜５３を形成する。

次に、図８（３）に示すように、通常のリソグラフィー技術によって、上記レジスト膜５３を、除去加工停止層を形成する溝パターンが形成されたレジストマスク５４に加工する。

次に、図８（４）に示すように、レジストマスク５４をエッチングマスクに用いて、上記ハードマスク５２を加工し、溝パターン５５を形成する。その後、上記レジストマスク５４を除去する。

次に、図９（５）に示すように、上記溝パターン５５が形成されたハードマスク５２をエッチングマスクに用いて、上記絶縁膜５１、半導体基板１１を除去加工し、溝５６を形成する。上記溝５６は、少なくとも、後に形成される画素部２１の厚さと画素部２１上に残される半導体基板１１の厚さとを合わせた厚さ、もしくは画素部２１が形成される活性層１２（半導体基板１１）の厚さに形成される。この後、上記レジストマスク５２を除去してもよい。

次に、図９（６）に示すように、上記溝５６が埋め込まれるように、上記ハードマスク５２上に絶縁膜５７を形成する。

次に、図１０（７）に示すように、上記ハードマスク５２上の余剰な絶縁膜５７を除去する。この除去加工では、例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ）を採用することができる。この結果、溝５６内部に絶縁膜５７が残され、この残された絶縁膜５７で除去加工停止層３１が形成される。

さらに、ウエットエッチングによって、上記ハードマスク５２を除去する。このハードマスク５２は窒化膜で形成され、除去加工停止層３１、絶縁膜５１が酸化シリコン膜で形成されていることから、熱リン酸によるウエットエッチングで、上記ハードマスク５２を除去することができる。さらにふっ酸によるウエットエッチングにより上記絶縁膜５２を除去し、半導体基板１１表面が露出される。この結果、図１０（８）に示すように、半導体基板１１にＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）構造の除去加工停止層３１が形成される。このとき、除去加工停止層３１は、半導体基板１１表面と同一面上もしくは半導体基板１１表面より突出した状態に形成されている。

次に、図１１（９）に示すように、通常の画素部を形成する製造方法によって、光電変換部２２を含む画素部２１形成する。その際、光電変換部２２は、除去加工停止層３１よりも浅く形成される。また図示はしないが、ホール蓄積層、オーバフローバリア層、垂直電荷転送部、読み込み領域等も形成する。さらに、図示はしないが、転送ゲート、増幅ゲート、リセットゲート等も形成する。

次に、図１１（１０）に示すように、上記半導体基板１１上（表面側）に、配線層２３を形成する。この配線層２３は、配線２４とこの配線２４を被覆する絶縁膜２５からなる。

次に、図１２（１１）に示すように、上記配線層２３上に、支持基板６１を貼り合わせる。この支持基板６１には、例えばシリコン基板を用いる。

次に、図１３（１２）に示すように、上記支持基板６１を貼り付けた半導体基板１１を反転させ、半導体基板１１を上面（研磨面）側にする。

次に、図１４（１３）に示すように、上記半導体基板１１を上記除去加工停止層３１が露出するまで、研削、研磨によって除去加工を施す。最終的には、化学的機械研磨によって、半導体基板１１表面を平滑かつ平坦に加工する。なお、最終段の加工をエッチングによって行うことも可能である。この除去加工では、半導体基板１１を除去加工していくと、最初に除去加工停止層３１が現れる。これによって、シリコンと酸化シリコンとが混在する面が現れることになり、裏面研削の終点検知を行うことが可能になる。このとき、除去加工停止層３１が光電変換部２２よりも高く形成されていることで、光電変換部２２まで除去加工が及ぶことが防止されている。以下、上記半導体基板１１の図面上、上面側を裏面側という。

次に、図１４（１４）に示すように、半導体基板１１の裏面側に光透過性を有する平坦化膜２６を形成する。さらにこの平坦化膜２６上に、カラーフィルター層２７を形成する。このカラーフィルター層２７は、上記光電変換部２２に対応させて形成され、例えば、赤色（Ｒ）カラーフィルター、緑色（Ｇ）カラーフィルター、青色（Ｂ）カラーフィルターの３色のカラーフィルターからなる。上記カラーフィルター層２７は上記光の３原色に限らず、捕色を用いることもできる。また、各カラーフィルター層２７上には、各光電変換部２２に入射光を集光させる集光レンズ２８を形成する。

このようにして、固体撮像装置１が形成される。また、上記第３実施例、第４実施例の固体撮像装置３、４のように、スクライブライン１３に除去加工停止層３１を形成する場合は、上記溝４６を形成する工程で、スクライブラインに除去加工停止層３１を形成するための溝を形成すればよい。その後の工程は、上記説明したのと同様となる。

上記製造方法で形成された固体撮像装置では、各画素部２１の周囲の一部に、半導体基板１１の一面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層３１を形成するので、半導体基板１１を薄膜化する際の除去加工はこの除去加工停止層３１によって停止される。このため、画素部２１を除去することがなく、高精度に半導体基板１１を薄膜化する除去加工が可能になる。これにより、画素部２１が形成された半導体基板１１において配線層２３が形成された面とは反対側の面より入射される光を光電変換部２２で受光する、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置１であっても、従来のようにＳＯＩ基板を用いることなく、一般的な半導体基板１１で形成することが可能になる。また、各画素部２１の周囲の一部、例えば画素部の列配列方向もしくは行配列方向に除去加工停止層３１が形成されているので、受光感度の低下が抑制される。

上記実施例において、スクライブライン１３に除去加工停止層３１が形成される構成では、スクライブライン１３の一部に半導体基板１１を残した状態に形成し、その残された半導体基板１１にアライメントマーク、検査パターン等を形成することができる。

また、上記所加工停止層３１の形成方法は、上記説明したように、半導体基板１１に溝４６を形成し、その溝４６の内部に絶縁膜として例えば酸化シリコンを埋め込むことで形成する。もしくは、溝４６内面を酸化して酸化膜を形成した後、酸化膜が形成された溝４６内部を埋め込むように、例えばノンドープトポリシリコンを埋め込み、その後、埋め込んだポリシリコン表面を酸化して、ポリシリコンを酸化膜で包む構成としてもよい。またスクライブライン１３に除去加工停止層３１を形成する場合、スクライブライン１３のアライメントマークや検査パターンの形成位置を除いて溝を形成し、その溝の内面に酸化膜もしくは窒化膜を形成する。その後、溝内を酸化膜で埋め込むことで、除去加工停止層を形成してもよい。この埋め込む材料は、酸化膜に限定されず、ポリシリコン等のシリコン系材料であってもよい。また、アライメントマークは、上記加工停止層３１に形成することも可能である。

また、上記除去加工停止層間絶縁膜は、半導体基板１１を研削（裏面研削）する際の裏面研削終点検知層として用いることも可能である。また、上記除去加工停止層間絶縁膜とは別に、半導体基板１１を研削（裏面研削）する際の裏面研削終点検知層を形成してもよい。

次に、請求項８の発明に係る撮像装置に係る一実施の形態（実施例）を、図１５のブロック図によって説明する。

図１５に示すように、撮像装置１００は、撮像部１０１に固体撮像装置（図示せず）を備えている。この撮像部１０１の集光側には像を結像させる結像光学系１０２が備えられ、また、撮像部１０１には、それを駆動する駆動回路、固体撮像装置で光電変換された信号を画像に処理する信号処理回路等を有する信号処理部１０３が接続されている。また上記信号処理部によって処理された画像信号は画像記憶部（図示せず）によって記憶させることができる。このような撮像装置１００において、上記固体撮像素子には、前記実施の形態で説明した固体撮像装置１ないし固体撮像装置４を用いることができる。

本発明の撮像装置１００では、本願発明の固体撮像装置１ないし固体撮像装置４を用いることから、固体撮像装置１〜４に上記説明したのと同様な効果を得ることができ、固体撮像装置のコストが低減されるので、安価な撮像装置を提供することができる。また、画素部の周囲の一部に除去加工停止層を設けたので、除去加工停止層によるチップ面積の増大を押さえることができ、また画素面積の低下を抑えることができるので、ＳＯＩ基板を用いないことによる受光感度の低下が抑制できるという利点がある。

なお、本発明の撮像装置１００は、上記構成に限定されることはなく、固体撮像装置を用いる撮像装置であれば如何なる構成のものにも適用することができる。

上記固体撮像装置１〜４はワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。また、本発明は、固体撮像装置のみではなく、撮像装置にも適用可能である。この場合、撮像装置として、高画質化の効果が得られる。ここで、撮像装置は、例えば、カメラや撮像機能を有する携帯機器のことを示す。また「撮像」は、通常のカメラ撮影時における像の撮りこみだけではなく、広義の意味として、指紋検出なども含むものである。

請求項１に係る固体撮像装置の一実施の形態（第１実施例）を示した概略構成断面図である。 本発明の固体撮像装置の一実施の形態（第３実施例）を示した概略構成断面図である。 本発明の固体撮像装置の一実施の形態（第４実施例）を示した概略構成断面図である。 画素部の配列の一例を示した平面レイアウト図である。 第１、第２、第４実施例の変形例を示した概略構成断面図である。 第４実施例の変形例を示した概略構成断面図および平面レイアウト図である。 請求項７の発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第１実施例）を示した製造工程断面図である。 固体撮像装置の製造方法の第１実施例を示した製造工程断面図である。 固体撮像装置の製造方法の第１実施例を示した製造工程断面図である。 固体撮像装置の製造方法の第１実施例を示した製造工程断面図である。 固体撮像装置の製造方法の第１実施例を示した製造工程断面図である。 固体撮像装置の製造方法の第１実施例を示した製造工程断面図である。 固体撮像装置の製造方法の第１実施例を示した製造工程断面図である。 固体撮像装置の製造方法の第１実施例を示した製造工程断面図である。 本発明の撮像装置を示したブロック図である。 従来の表面照射型固体撮像装置を示した概略構成斜視断面図である。 従来の裏面照射型固体撮像装置を示した概略構成斜視断面図である。 ＳＯＩ基板を用いた従来の裏面照射型固体撮像装置の製造方法を示した製造工程断面図である。 ＳＯＩ基板を用いた従来の裏面照射型固体撮像装置の製造方法を示した製造工程断面図である。

符号の説明

１…固体撮像装置、２１…画素部、２２…光電変換部、２３…配線層、３１…除去加工停止層

Claims (8)

1. 入射光量を電気信号に変換する光電変換部を有する複数の画素部と、前記画素部が形成された半導体基板の一面側に配線層を備え、前記配線層が形成されている面とは反対側より入射される光を前記光電変換部で受光する固体撮像装置であって、
   前記画素部の周囲の一部に、前記半導体基板の１面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層が形成されている
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記画素部の周囲の一部は、前記複数の画素部からなる画素群の周囲もしくはその一部である
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記複数の画素部からなる画素群の周囲にスクライブラインが形成され、
   前記スクライブラインに前記除去加工停止層が形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
4. 前記画素部の周囲の一部は前記複数の画素部からなる画素群の周囲であり、
   前記画素群の周囲にスクライブラインが形成され、
   前記除去加工停止層が前記スクライブラインのみに形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
5. 前記除去加工停止層は、少なくとも、前記画素部の厚さと前記画素部上に残された前記半導体基板の厚さとを合わせた厚さ、もしくは前記画素部が形成されている活性層の厚さに形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
6. 前記除去加工停止層は前駆体半導体基板に形成された溝に絶縁膜が埋め込まれてなる
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
7. 半導体基板に入射光量を電気信号に変換する光電変換部とともに該光電変換部から出力された電気信号を処理する信号処理部を形成して複数の画素部を形成した後、該半導体基板上に配線層を形成する工程と、
   前記複数の画素部が形成された側とは反対側の前記半導体基板を薄く加工する工程とを備え、
   前記半導体基板を薄く加工する工程の前に、前記画素部の周囲の一部に、前記半導体基板の除去加工が停止される除去加工停止層を形成する
   ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
8. 入射光を集光する集光光学部と、
   前記集光光学部で集光した光を受光して光電変換する固体撮像装置と、
   光電変換された信号を処理する信号処理部とを備え、
   前記固体撮像装置は、
   入射光量を電気信号に変換する光電変換部を有する複数の画素部と、前記画素部が形成された半導体基板の一面側に配線層を備え、前記配線層が形成されている面とは反対側より入射される光を前記光電変換部で受光する固体撮像装置であって、
   前記画素部の周囲の一部に、前記半導体基板の１面側を除去する際にその除去加工が停止される除去加工停止層が形成されている
   ことを特徴とする撮像装置。

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