JP2008147332A - 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面照射型固体撮像装置の光電変換部が形成されるシリコン層の光入射側に、屈折率差を利用した、低コスト、高精度のアライメントマークを形成することを課題とする。
【解決手段】シリコン層１３中に形成された光電変換部２１と、前記光電変換部２１で光電変換された電気信号を処理するもので、前記光電変換部２１に入射する光の入射側とは反対側の前記シリコン層１３に形成された信号処理部（図示せず）とを備え、前記光の入射側とは反対側の前記シリコン層１３に形成された膜厚の異なる領域を有する絶縁膜１４と、前記光電変換部２１に入射する光の入射側の前記シリコン層１３内に、前記絶縁膜１４の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなるアライメントマーク３１とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、裏面照射型の固体撮像装置、その製造方法および撮像装置に関する

裏面照射型の固体撮像装置は、フォトダイオードが形成されるシリコン基板の一方の面から光を入射し、他方の面に信号回路を形成する。このため、信号回路が形成される面と光入射面の両面でアライメントをとる必要がある。例えば、従来はフォト・ダイオードを形成するシリコン層に、信号回路面と光入射面をつなぐように貫通口を堀り、その貫通孔に絶縁膜を埋め込むことでアライメントマークを形成していた（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、図１１（１）に示すように、支持基板１１１上に絶縁層１１２を介してシリコン層１１３が形成された基板を用意し、上記シリコン層１１３を貫通する孔１３１を形成する。その後、孔１３１を埋め込むように絶縁膜１３２形成した後、シリコン層１１３上に形成された余剰な絶縁膜を除去し、孔１３１内部のみに絶縁膜１３２を残す。

次に、図１２（２）に示すように、シリコン層１１３に、光電変換部１２１を形成する。さらにシリコン層１１３上に図示はしなしが、光電変換部１２１で光電変換された伝記信号を処理する信号回路を形成し、さらに配線層１４１を形成する。

次に、図１３（３）に示すように、支持基板１１１〔前記図１１（１）参照〕を除去した後、各光電変換部１２１に対応させた色のカラーフィルタ層１２５を形成する。さらに平坦化膜１２６を形成した後、各光電変換部１２１に対応させて集光レンズ１２７を形成する。

または、図１４（４）に示すように、カラーフィルタ層１２５を形成する前に遮光膜１２４を形成してもよい。その後、上記説明したのと同様に、カラーフィルタ層１２５、平坦化膜１２６、集光レンズ１２７を形成する。

上記製造方法のように、数μｍもあるシリコン層１１３に貫通孔１３１を掘り、絶縁膜１３２を埋め込むには、工程の増加が必要となるので、コストが大きくなるという問題がある。また、前記貫通孔１３１への絶縁膜１３２の埋め込み工程では、アスペクトが大きいため、ボイドが発生するという問題がある。さらに、アスペクトの大きな貫通孔１３１をドライエッチングにより形成するが、貫通孔１３１の開口部と底部で形状がばらつくため、その分アライメント精度が低くなる。すなわち、光電変換部１２１の光入射側のアライメント精度が低下することになる。特に、数十ｎｍのアライメント精度を要求されるような工程では、不十分なアライメント精度しか得られない。

特開２００５−１５０４６３号公報

解決しようとする問題点は、精度の高いアライメントマークを光入射側に、低コストで形成することが困難な点である。

本発明は、裏面照射型の固体撮像装置の光電変換部が形成される半導体（シリコン）層の光入射側に、屈折率差を利用した、低コスト、高精度のアライメントマークを形成することを課題とする。

請求項１に係る本発明は、半導体層中に形成された光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された電気信号を処理するもので、前記光電変換部に入射する光の入射側とは反対側の前記半導体層に形成された信号処理部とを備え、前記光の入射側とは反対側の前記半導体層に形成された膜厚の異なる領域を有する絶縁膜と、前記光電変換部に入射する光の入射側の前記半導体層内に、前記絶縁膜の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなるアライメントマークを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、半導体層内に、半導体層の光入射側とは反対側に形成された絶縁膜の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入により、屈折率差を有する領域からなるアライメントマークが形成されていることから、光入射面側は屈折率差を有する領域がアライメントマークとなり、信号回路面側に形成した膜厚の異なる領域の絶縁膜をアライメントマークとすることで、光入射面側と信号回路面側との両面に高精度なアライメントマークを有することができる。

請求項５に係る本発明は、半導体層中に光電変換部を形成する工程と、前記光電変換部に入射する光の入射側とは反対側の前記半導体層に、前記光電変換部で光電変換された電気信号を処理する信号処理部を形成する工程を備え、前記光電変換部を形成する前に、前記光の入射側とは反対側の前記半導体層に膜厚の異なる領域を有する絶縁膜を形成する工程と、前記光電変換部に入射する光の入射側の前記半導体層内に、前記絶縁膜の膜厚差を利用したイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなるアライメントマークを形成する工程とを備えたことを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、前記光電変換部に入射する光の入射側の前記半導体層内に、前記絶縁膜の膜厚差を利用したイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなるアライメントマークを形成することから、光入射面側に屈折率差を有する領域のアライメントマークが形成され、信号回路面側に膜厚の異なる領域の絶縁膜をアライメントマークとすることで、光入射面側と信号回路面側との両面に高精度なアライメントマークを形成することができる。

請求項１０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、半導体層中に形成された光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された電気信号を処理するもので、前記光電変換部に入射する光の入射側とは反対側の前記半導体層に形成された信号処理部とを備え、前記光の入射側とは反対側の前記半導体層に形成された膜厚の異なる領域を有する絶縁膜と、前記光電変換部に入射する光の入射側の前記半導体層内に、前記絶縁膜の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなるアライメントマークとを備えたことを特徴とする。

請求項１０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、高精度なアライメントマークを有する固体撮像装置になる。

請求項１に係る本発明によれば、光入射面側と信号回路面側との両面に高精度なアライメントマークが形成されているため、光電変換部や信号回路部等を高精度に形成することができるとともに、信号回路面側に形成されるトランジスタ、配線、光入射面側に形成される電極取り出しのためのパッド、遮光膜、カラーフィルタ層、集光レンズ（マイクロレンズ）に対するアライメント精度を高めることができるという利点がある。これによって、集光レンズやカラーフィルタ層のずれが抑えられるので、集光特性の向上、混色の防止等の効果が得られる。

請求項５に係る本発明によれば、光入射面側と信号回路面側との両面に低コストで高精度なアライメントマークを形成することができるため、光電変換部や信号回路部等を高精度に形成することができるとともに、信号回路面側に形成されるトランジスタ、配線、光入射面側に形成される電極取り出しのためのパッド、遮光膜、カラーフィルタ層、集光レンズ（マイクロレンズ）に対するアライメント精度を高めて形成することができるので、高性能な固体撮像装置を製造することができるという利点がある。

請求項１０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、集光特性の向上が図れる。

本発明の固体撮像装置に係る実施の形態（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、半導体層１３（以下、半導体層の一例としてシリコン層で説明する）の一面側（以下、信号回路部側という）に絶縁膜１４が形成されている。上記シリコン層１３の光が入射される側（前記絶縁膜１４が形成されている側とは反対側、以下、光入射側という）に形成されるアライメントマークの形成領域に対向する領域の上記絶縁膜１４は、膜厚の厚い領域１４ｈと膜厚の薄い領域１４ｔとが形成されている。この膜厚の厚い領域１４ｈの膜厚は、例えば数百ｎｍの厚さとし、膜厚の薄い領域１４ｔの膜厚は数十ｎｍの膜厚とする。また、膜厚の薄い領域１４ｔと膜厚の厚い領域１４ｈを用いて、信号回路部側のアライメントマーク１５とすることができる。

上記シリコン層１３には光電変換部２１が形成されている。この光電変換部２１は、シリコン層１３の厚さによるが、シリコン層１３からはみ出さないようにして、信号回路部側より、例えば２μｍ〜１０μｍ程度の深さに形成されている。

上記光電変換部２１の光入射側にはホール蓄積層２２が形成されている。このホール蓄積層２２を形成することによって、光入射面側のシリコン層１３とこのシリコン層に形成される絶縁膜２３との界面で発生する暗電流が抑制される。このホール蓄積層２２は、例えば、高濃度のｐ型不純物、例えばホウ素（Ｂ）や二フッ化ホウ素（ＢＦ₂）をドーズ量が１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上となるように設定したイオン注入で形成される。ここで、ドーズ量を少なくとも５×１０¹⁶ｃｍ^-3以上としないと、暗電流の発生が多くなるので、この値がドーズ量の下限となる。

さらに、シリコン層１３と絶縁膜２３との界面よりシリコン層１３中にアライメントマーク３１が形成されている。このアライメントマーク３１は、上記絶縁膜１４の膜厚の厚い領域１４ｈと膜厚の薄い領域１４ｔを通過させたイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなる。すなわち、絶縁膜１４の膜厚の厚い領域１４ｈを透過したイオンによって形成された濃度の薄い領域３１Ｌと、絶縁膜１４の膜厚の薄い領域１４ｔを透過したイオンによって形成された濃度の濃い領域３１Ｈとからなる。したがって、アライメントマーク３１は、濃度の薄い領域３１Ｌと濃度の濃い領域３１Ｈとで、屈折率差が生じる。このため、光入射面側からアライメントマーク３１を見ると、信号回路部側で作成したアライメントマーク１５が鏡文字になって見ることが可能となる。

上記アライメントマーク３１は、例えば、光入射面側に形成される電極取り出し用パッド、遮光膜、カラーフィルタ層、集光レンズ（マイクロレンズ）等を形成するためのアライメントマークとなる。一方、アライメントマーク１５は、信号回路部、アライメントマーク３１、光電変換部２１、ホール蓄積層２２等を形成する際のアライメントマークとなる。上記アライメントマーク１５、３１は、通常のアライメント光（例えば、青色光から赤色光まで、好ましくは波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍの光）で、十分に読み取ることが可能であった。

上記アライメントマーク３１は、ｐ型不純物で形成されている。例えばｐ型不純物として、ホウ素（Ｂ）または二フッ化ホウ素（ＢＦ₂）が用いられている。通常、固体撮像装置のシリコン層１３にはｎ型シリコン層を用いる。ｎ型シリコン層を用いて暗電流の発生を抑えるには、光電変換部２１自体をｎ型領域で形成しているので、ホールを蓄積しなければならないため、ｐ型不純物を用いる必要がある。

また、アライメントマーク３１は、イオン注入で形成される際に、高エネルギーで行う必要があるため、軽いイオン種であるホウ素（Ｂ）系のイオン種、例えばホウ素（Ｂ）イオン、二フッ化ホウ素（ＢＦ₂）イオンを用いることで、シリコン層１３への欠陥の発生を少なくすることができる。これによって、固体撮像装置の白点欠陥の発生を抑制、防止することができる。

さらに、シリコン層１３には、図示はしないが、光電変換部２１で光電変換された電気信号を処理する信号回路部（例えば、電界効果トランジスタ）が形成されている。

上記シリコン層１３の信号回路部側には、配線層４１が形成されている。この配線層４１は、絶縁膜４２に被覆されるように、複数層の配線４３が形成されている。図示はしていないが、各配線４３からは適宜、下層の配線もしくは素子、上層の配線等に接続する接続部が形成されている。なお、上記絶縁膜４２は、貼り合わせ工程を考慮して、例えば酸化シリコン膜で形成されている。

上記配線層４１（絶縁膜４２）側には、第２支持基板５１に形成された、例えば酸化シリコン膜の平坦化膜５２が、配線層４１表面とを貼り合わされている。上記配線層４１表面は平坦化処理がなされているため、第２支持基板５１側の平坦化膜５２との貼り合わせが容易になる。

上記シリコン層１３表面（光入射側）には、絶縁膜２３が形成されている。また、絶縁膜２３には、上記アライメントマーク３１を基準とした段差からなる第２アライメントマーク３２が形成されている。この段差で形成された第２アライメントマーク３２が形成されたことで、その上面に形成される金属層上から、この第２アライメントマーク３２を読むことで、金属層のアライメントが可能となる。

上記絶縁膜２３上の所定の位置には遮光膜２４が形成されている。また上記絶縁膜２３上および一部上記遮光膜２４上には、各光電変換部２１に対応させた色のカラーフィルタ層２５が形成されている。さらに平坦化膜２６を形成され、各光電変換部２１に対応させて集光レンズ２７が形成されている。このようにして、固体撮像装置１が構成されている。

上記固体撮像装置１では、シリコン層１３内に、シリコン層１３の光入射側とは反対側に形成された絶縁膜１４の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入により、屈折率差を有する領域からなるアライメントマーク３１が形成されていることから、光入射面側は屈折率差を有する領域がアライメントマーク３１となり、信号回路面側に形成した膜厚の異なる領域の絶縁膜１４をアライメントマーク１５とすることで、光入射面側と信号回路面側との両面に高精度なアライメントマークを有することができる。しかも、絶縁膜１４の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入によりアライメントマーク３１が形成されることから、低コストで形成することが可能になる。また、信号回路部側にアライメントマーク１５となる絶縁膜１４の膜厚の異なる領域を基準にしたアライメントマーク３１であるため、両面に形成されるアライメントマーク３１、１５は、位置関係が高精度に形成されたものとなる。

したがって、光電変換部や信号回路部等を高精度に形成することができるとともに、信号回路面側に形成されるトランジスタ、配線、光入射面側に形成される電極取り出しのためのパッド、遮光膜、カラーフィルタ層、集光レンズ（マイクロレンズ）に対するアライメント精度を高めることができるという利点がある。これによって、集光レンズやカラーフィルタ層のずれが抑えられるので、集光特性の向上、混色の防止等の効果が得られる。

次に、本発明の固体撮像装置に係る実施の形態（第２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、固体撮像装置２は、前記図１によって説明した固体撮像装置１において、絶縁膜２３上に遮光膜２４〔前記図１参照〕を形成しない構成である。したがって、その他の構成部品は前記固体撮像装置１の構成部品と同様である。

次に、本発明の固体撮像装置の製造方法に係る実施の形態（実施例）を、図３〜図９の製造工程断面図によって説明する。

図３（１）に示すように、支持基板１１上に絶縁層１２を介して半導体層（例えばシリコン層を用いることができ、以下シリコン層で説明する）１３が形成された基板を用意し、上記シリコン層１３上に絶縁膜１４を形成する。上記シリコン層１３の光が入射される側に形成されるアライメントマークの形成領域に対向する領域の上記絶縁膜１４は、膜厚の厚い領域１４ｈと膜厚の薄い領域１４ｔとが形成されている。一例として、この膜厚の厚い領域１４ｈは、例えば局所酸化法やＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）法により形成し、膜厚の薄い領域１４ｔはシリコン層１３の表面酸化により形成することができる。この膜厚の厚い領域１４ｈの膜厚は、例えば数百ｎｍの厚さとし、膜厚の薄い領域１４ｔの膜厚は数十ｎｍの膜厚とする。少なくとも膜厚の厚い領域１４ｈの膜厚は２００ｎｍ以上とすることで、後にイオン注入により形成されるアライメントマークの濃度差が1桁以上となり、屈折率差を十分に出すことができるようになる。また、膜厚の薄い領域１４ｔと膜厚の厚い領域１４ｈを用いて、信号回路部を形成する側のアライメントマーク１５とすることができる。

次に、図４（２）に示すように、例えばイオン注入法によって、シリコン層１３に光電変換部２１を形成する。この光電変換部２１は、シリコン層１３の厚さによるが、シリコン層１３からはみ出さないようにして、例えば２μｍ〜１０μｍ程度の深さに形成される。このとき、シリコン層１３上には光電変換部２１が形成される領域上に開口部を設けたレジスト膜からなるイオン注入マスク（図示せず）を形成しておく。このイオン注入マスクはイオン注入後に除去する。

また、イオン注入法によって、光電変換部２１の光入射側にホール蓄積層２２を形成する。このホール蓄積層２２を形成することによって、光入射面側のシリコン層１３とこのシリコン層に形成される絶縁膜（図示せず）との界面で発生する暗電流を抑制する。このイオン注入では、例えば、高濃度のｐ型不純物、例えばホウ素（Ｂ）や二フッ化ホウ素（ＢＦ₂）を１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上のドーズ量で行い、ピニングを行う。このイオン注入マスクはイオン注入後に除去する。このイオン注入では、少なくとも５×１０¹⁶ｃｍ^-3以上としないと、暗電流の発生が多くなるので、この値がドーズ量の下限となる。

さらに、シリコン層１３の光入射側に形成されるアライメントマーク位置に対向する領域に開口部を設けたレジスト膜からなるイオン注入マスク（図示せず）を形成した後、イオン注入法によって、シリコン層１３と絶縁膜１２との界面よりシリコン層１３中にアライメントマーク３１を形成する。このアライメントマーク３１は、絶縁膜１４の膜厚の厚い領域１４ｈを透過したイオンによって形成された濃度の薄い領域３１Ｌと、絶縁膜１４の膜厚の薄い領域１４ｔを透過したイオンによって形成された濃度の濃い領域３１Ｈとからなる。したがって、アライメントマーク３１は、濃度の薄い領域３１Ｌと濃度の濃い領域３１Ｈとで、屈折率差が生じる。このため、光入射面側からアライメントマーク３１を見ると、信号回路側で作成したアライメントマーク１５が鏡文字になって見ることが可能となる。

上記アライメントマーク３１は、例えば、光入射面側に形成される電極取り出し用パッド、遮光膜、カラーフィルタ層、集光レンズ（マイクロレンズ）等を形成するためのアライメントマークとなる。一方、先に形成されたアライメントマーク１５は、信号回路部、アライメントマーク３１、光電変換部２１、ホール蓄積層２２等を形成する際のアライメントマークとなる。

なお、上記アライメントマーク３１を形成するイオン注入と、ホール蓄積層２２を形成するイオン注入とを同時に行うことも可能である。このようにアライメントマーク３１を形成するイオン注入では、イオン種にｐ型不純物を用いる、特に、ｐ型不純物として、ホウ素（Ｂ）または二フッ化ホウ素（ＢＦ₂）を用いる。通常、固体撮像装置のシリコン層１３にはｎ型シリコン層を用いる。ｎ型シリコン層を用いて暗電流の発生を抑えるには、光電変換部２１自体をｎ型領域で形成しているので、ホールを蓄積しなければならないため、ｐ型不純物を用いる必要がある。

また、アライメントマーク３１を形成するイオン注入では、イオン種にｐ型不純物のホウ素もしくはホウ素系イオン種を用いることが好ましい。アライメントマーク３１を形成するイオン注入は高エネルギーで行う必要があるため、軽いイオン種であるホウ素（Ｂ）系のイオン種、例えばホウ素（Ｂ）イオン、二フッ化ホウ素（ＢＦ₂）イオンを用いることで、シリコン層１３への欠陥の発生を少なくすることができる。これによって、固体撮像装置の白点欠陥の発生を抑制、防止することができる。

さらに、シリコン層１３に、図示はしなしが、光電変換部２１で光電変換された電気信号を処理する信号回路部（例えば、電界効果トランジスタ）を形成する。

次に、図５（３）に示すように、シリコン層１３上に配線層４１を形成する。この配線層４１は、絶縁膜４２に被覆されるように、複数層の配線４３が形成されている。図示はしていないが、各配線４３からは適宜、下層の配線もしくは素子、上層の配線等に接続する接続部が形成されている。なお、上記絶縁膜４２は、後の工程における貼り合わせ工程を考慮して、例えば酸化シリコン膜で形成される。

次に、図６（４）に示すように、配線層４１（絶縁膜４２）側に、第２支持基板５１に形成された、例えば酸化シリコン膜の平坦化膜５２を、配線層４１表面とを貼り合わせる。このとき、化学的機械研磨等の研磨技術やエッチング等によって、配線層４１表面は平坦化処理をしておく。その後、支持基板１１〔前記図３（１）参照〕を研削、研磨、エッチング等の除去加工技術によって除去した後、さらに絶縁層１２〔前記図３（１）参照〕を除去して、光入射側のシリコン層１３を露出させる。

次に、図７（５）に示すように、シリコン層１３表面に絶縁膜２３を形成する。そして、アライメントマーク３１を基準にして、絶縁膜２３をエッチングすることによって段差を形成して第２アライメントマーク３２を形成する。この第２アライメントマーク３２は、先に形成したアライメントマーク３１が読める状態で、かつ第２アライメントマーク３２を形成することが可能になった時点で形成しておくことが好ましい。上記アライメントマーク３１を形成した後、光入射面側に金属層（例えば配線や遮光膜）を形成する際には、上記アライメントマーク３１を読むことが不可能になる。しかしながら、上記段差で形成される第２アライメントマーク３２を金属層上から読むことで、アライメントが可能になる。

次に、図８（６）に示すように、上記絶縁膜２３上の所定の位置に遮光膜２４を形成する。なお、この遮光膜２４は形成されない場合もある。

次に、図９（７）に示すように、上記絶縁膜２３上および一部上記遮光膜２４上に、各光電変換部２１に対応させた色のカラーフィルタ層２５を形成する。さらに平坦化膜２６を形成した後、各光電変換部２１に対応させて集光レンズ２７を形成する。このようにして、固体撮像装置１を完成させる。

上記固体撮像装置の製造方法では、第２支持基板５１の貼り合わせを行ってから、光入射面側を、バックグラインドやエッチングによって、シリコン層１３表面を露出させているが、絶縁層１２を残すようにした状態であっても、上記アライメントマーク３１を読むことが可能となる。このため、光入射面側のシリコン層１３上（この場合は絶縁層１２上）にパターンを形成する際に、絶縁層１２を介した状態でアライメントマーク３１を読み込んでも、このアライメントマーク３１に合わせることによって、シリコン層１３の信号回路側とのアライメントが行えるようになる。

上記固体撮像装置の製造方法は、光電変換部２１に入射する光の入射側のシリコン層１３内に、絶縁膜１４の膜厚差を利用したイオン注入により形成した屈折率差を有する領域、すなわち濃度の薄い領域３１Ｌと、濃度の濃い領域３１Ｈからなるアライメントマーク３１を形成することから、光入射面側に屈折率差を有する領域のアライメントマーク３１が形成され、信号回路面側に膜厚の異なる領域の絶縁膜１４をアライメントマーク１５とすることで、光入射面側と信号回路面側との両面に高精度なアライメントマークを形成することができる。しかも、絶縁膜１４の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入によりアライメントマーク３１を形成することから、低コストで形成することが可能になる。また、信号回路部側にアライメントマーク１５となる絶縁膜１４の膜厚の異なる領域を基準にしたアライメントマーク３１であるため、両面に形成されるアライメントマーク３１、１５は、位置関係が高精度に形成されたものとなる。

したがって、光入射面側と信号回路面側との両面に低コストで高精度なアライメントマーク３１、１５を形成することができるため、光電変換部２１や信号回路部等を高精度に形成することができるとともに、信号回路部側に形成されるトランジスタ、配線、光入射面側に形成される電極取り出しのためのパッド、遮光膜２４、カラーフィルタ層２５、集光レンズ（マイクロレンズ）２７に対するアライメント精度を高めて形成することができるので、高性能な固体撮像装置１を製造することができるという利点がある。

次に、本発明の撮像装置に係る一実施の形態（実施例）を、図１０のブロック図によって説明する。

図１０に示すように、撮像装置８０は、撮像部８１に固体撮像装置（図示せず）を備えている。この撮像部８１の集光側には像を結像させる結像光学系８２が備えられ、また、撮像部８１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８３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８０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または固体撮像装置２を用いることができる。

本発明の撮像装置８０では、本願発明の固体撮像装置１または固体撮像装置２を用いることから、上記説明したのと同様に、各画素の光電変換部の面積が十分に確保される。よって、画素特性、例えば高感度化が可能になるという利点がある。

なお、本発明の撮像装置８０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、２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。

本発明の固体撮像装置に係る実施の形態（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に係る実施の形態（第２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製造方法に係る実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。 本発明の固体撮像装置の製造方法に係る実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。 本発明の固体撮像装置の製造方法に係る実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。 本発明の固体撮像装置の製造方法に係る実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。 本発明の固体撮像装置の製造方法に係る実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。 本発明の固体撮像装置の製造方法に係る実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。 本発明の固体撮像装置の製造方法に係る実施の形態（実施例）を示した製造工程断面図である。 本発明の撮像装置に係る実施の形態（実施例）を示したブロック図である。 従来の固体撮像装置の製造方法の一例を示した製造工程断面図である。 従来の固体撮像装置の製造方法の一例を示した製造工程断面図である。 従来の固体撮像装置の製造方法の一例を示した製造工程断面図である。 従来の固体撮像装置の一例を示した概略構成断面図である。

符号の説明

１…固体撮像装置、１３…半導体（シリコン）層 、１４…絶縁膜、２１…光電変換部、３１…アライメントマーク

Claims (10)

1. 半導体層中に形成された光電変換部と、
   前記光電変換部で光電変換された電気信号を処理するもので、前記光電変換部に入射する光の入射側とは反対側の前記半導体層に形成された信号処理部とを備え、
   前記光の入射側とは反対側の前記半導体層に形成された膜厚の異なる領域を有する絶縁膜と、
   前記光電変換部に入射する光の入射側の前記半導体層内に、前記絶縁膜の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなるアライメントマークと
   を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記アライメントマークの屈折率差を有する領域は前記イオン注入による濃度差を有する複数の領域からなる
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記アライメントマークは濃度の異なる複数のｐ型不純物領域からなる
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
4. 前記ｐ型不純物領域を形成するｐ型不純物にホウ素もしくはホウ素系イオン種を用いる
   ことを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置。
5. 半導体層中に光電変換部を形成する工程と、
   前記光電変換部に入射する光の入射側とは反対側の前記半導体層に、前記光電変換部で光電変換された電気信号を処理する信号処理部を形成する工程を備え、
   前記光電変換部を形成する前に、前記光の入射側とは反対側の前記半導体層に膜厚の異なる領域を有する絶縁膜を形成する工程と、
   前記光電変換部に入射する光の入射側の前記半導体層内に、前記絶縁膜の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなるアライメントマークを形成する工程と
   を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
6. 前記絶縁膜は膜厚の異なる酸化膜で形成され、
   前記絶縁膜を通して前記半導体層中にイオン注入を行い、前記絶縁膜の膜厚差を利用して濃度差を有するイオン注入領域を形成することで、前記屈折率差を有する領域を形成する
   ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置の製造方法。
7. 前記アライメントマークの形成するイオン注入工程で、前記光電変換部の光入射側にホール蓄積層を前記イオン注入により形成する
   ことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置の製造方法。
8. 前記イオン注入はｐ型不純物を用いる
   ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
9. 前記ｐ型不純物にホウ素もしくはホウ素系イオン種を用いる
   ことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置の製造方法。
10. 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、
    半導体層中に形成された光電変換部と、
    前記光電変換部で光電変換された電気信号を処理するもので、前記光電変換部に入射する光の入射側とは反対側の前記半導体層に形成された信号処理部とを備え、
    前記光の入射側とは反対側の前記半導体層に形成された膜厚の異なる領域を有する絶縁膜と、
    前記光電変換部に入射する光の入射側の前記半導体層内に、前記絶縁膜の膜厚の異なる領域を通過させたイオン注入により形成した屈折率差を有する領域からなるアライメントマークと
    を備えたことを特徴とする撮像装置。

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