JP2010245355A - 半導体装置及びその製造方法、並びに電子情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】転送チャネル領域とフォトダイオード部との実効距離を長くし、ＰＤ容量、つまりフォトダイオード部での信号電荷の蓄積量を確保することができる固体撮像装置を得る。
【解決手段】半導体基板１０１と、該半導体基板上に形成された複数のフォトダイオード部１１０とを有する固体撮像装置１００において、半導体基板１０１の表面の、画素を構成するフォトダイオード部に対応する部分を掘り込んで、行列状に配列された複数の掘り込み溝１０１ａを形成し、各掘り込み溝の底面部にフォトダイオード部１１０を形成し、フォトダイオード部からの信号電荷を転送するための転送チャネルを、半導体基板１０１の、掘り込み溝の両側の基板表面部分に形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法、並びに電子情報機器に関し、特に、固体撮像装置におけるフォトダイオードの容量（蓄積電荷量）を確保しつつ微細化可能な素子構造、およびこのような素子構造を有する固体撮像装置の製造方法、並びにこのような固体撮像装置を備えた電子情報機器に関するものである。

近年、固体撮像装置の小型・多画素化の要求により固体撮像装置の微細化が進んでいる。

このような状況において、従来は、固体撮像装置を構成する基板に溝を形成し、該溝内に電荷転送部（転送チャネル及び転送ゲート電極）を埋め込むことで、読出し電圧の低減とスミア特性の向上を図ったものがすでに開発されている（特許文献１）。

すなわち、図１６は、この特許文献１に開示の固体撮像装置を説明する断面図である。

図１６に示す固体撮像装置２００は、入射光を光電変換する複数の光電変換部１２と、この光電変換部１２から信号電荷を読み出すための読み出し部１５と、この読み出し部１５を通して読み出された信号電荷を垂直方向に転送する転送レジスタ（電荷転送部）１６とを備えている。

複数の光電変換部１２は、基板１１上にマトリクス状に配列されており、それぞれ、基板１１に形成されたＮ型層１４と、その上に形成されたＰ＋層１３とを有している。また、該基板１１には、光電変換部の列に沿って溝５１が形成されている。この溝５１の底部には、上層Ｎ型領域１７及び下層Ｐ＋型領域１８の２つの領域が形成されており、これらの領域１７および１８には、電荷転送部１６にて信号電荷を転送するための転送チャネルが形成されている。そして、上層Ｎ型領域１７上には、ゲート絶縁膜２１を介して転送ゲート電極２２が配置されている。転送ゲート電極２２上には、層間絶縁膜３１を介してこの転送ゲート電極２２を覆うよう遮光膜３３が形成されている。

ここで、光電変換部１２とその一方側に位置する電荷転送部１６との間には、これらの間を電気的に分離するＰ＋型領域１９が形成されている。また、この光電変換部１２とその他方側に位置する電荷転送部１６との間には、上述した読み出し部１５としてのＰ−型読出し領域が形成されており、該読み出し領域には、光電変換部１２から電荷転送部１６へ信号電荷を読み出すための読み出しチャネルが形成される。

このような構成の固体撮像装置２００では、電荷転送部１６のＮ型領域１７およびＰ＋型領域１８を基板内に埋め込んでいるので、転送チャネルが形成されるこれらの領域１７および１８には外部からの光が侵入しにくくなる。これによりスミア特性を向上させることができる。また、電荷転送部１６の上層Ｎ型領域１７が基板内に埋め込まれていることから、この上層Ｎ型領域１７と光電変換部１２のＮ型層１４との基板深さ方向の距離が縮まる。これにより、光電変換部１２から電荷転送部に至る電荷読出し経路におけるポテンシャルレベルの、転送ゲート電極に印加される電圧に対する変動量が大きくなって、読出し電圧の低電圧化が可能となる。

なお、特許文献２には、固体撮像装置を構成する基板に、垂直電荷転送部に沿ってその両側に溝部を形成してこの溝の全域を遮光膜で覆うことにより、画素開口部のサイズを縮小することなく、スミアの発生を抑制するようにしたものが開示されている。

特開２００４−３１９９５９号公報 特開２００６−１０８２２２号公報

しかしながら、上述した従来の固体撮像装置では、光電変換部（フォトダイオード部）と電荷転送部とが隣接するよう対向して配置されているため、フォトダイオード部の容量（信号電荷の蓄積量）を確保した微細化が困難であるという問題点がある。

つまり、光電変換部と電荷転送部とが隣接するよう対向して配置されている場合、光電変換部における、信号電荷を蓄積するための電荷蓄積井戸のポテンシャルレベルと、電荷転送部における、信号電荷を転送するための転送チャネルのポテンシャルレベルとの影響により、光電変換部と電荷転送部との間に位置する読み出し部１５における、信号電荷に対する障壁のポテンシャルレベルが低くなる。この結果、光電変換部に蓄積可能な信号電荷の量（ＰＤ容量）が減少し、フォトダイオード部で十分な電荷蓄積容量を確保することが困難となる。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、フォトダイオード部の容量を確保した微細化を容易に達成することができ、しかもスミア特性の向上を図ることができる半導体装置及びその製造方法、並びに、このような半導体装置としての固体撮像装置を用いた電子情報機器を得ることを目的とする。

本発明に係る半導体装置は、半導体基板と、該半導体基板内に形成され、入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部とを有する半導体装置であって、該半導体基板は、その表面に溝を形成したものであり、該光電変換部は、該半導体基板の溝の底面部に形成されており、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記半導体装置において、前記半導体基板は、その溝の底面部の端部から該溝周辺の基板表面領域に跨って形成され、前記光電変換部から信号電荷を読み出すための電荷読み出し領域を有することが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記電荷読み出し領域上に絶縁膜を介して配置された読み出しゲート電極を有することが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記複数の光電変換部は行列状に配列されており、前記半導体基板では、前記溝は、前記複数の光電変換部に対応するよう、行列状に複数配列されており、これらの複数の溝の各々の底面部には、該光電変換部が形成されていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記複数の光電変換部は行列状に配列されており、前記半導体基板では、前記溝は、該複数の光電変換部の列に対応させて、平面ストライプ状に複数形成されており、各ストライプ状溝内には、１つの光電変換列を構成する複数の光電変換部が、該ストライプ溝に沿って一定間隔で配置されていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記読み出しゲート電極上に形成された遮光膜を備え、該遮光膜は、前記溝の側壁を覆っていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記読み出しゲート電極は、前記溝の側壁部上に絶縁膜を介して形成されていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記読み出しゲート電極が、前記光電変換部から信号電荷を読み出す電荷読出し経路となる前記溝の側壁部上にのみ絶縁膜を介して形成されていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記溝は、その側壁面を前記半導体基板の表面に対して傾斜させた断面形状を有することが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記読み出しゲート電極上に形成された遮光膜を備え、前記遮光膜は、前記溝の側壁を覆っていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記読み出しゲート電極は、前記溝の側壁部上に絶縁膜を介して形成されていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記読み出しゲート電極は、前記光電変換部から信号電荷を読み出す電荷読出し経路となる前記溝の側壁部のみ形成されていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記ストライプ状溝内における隣接する光電変換部の間の領域は、該隣接する光電変換部がそれぞれ構成する２つの画素の間を分離する画素分離領域となっていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置が、被写体の撮像により画像信号を生成する固体撮像装置であり、前記複数の光電変換部で生成された信号電荷を転送する信号電荷転送部が設けられており、前記光電変換部と前記信号電荷転送部との間に、該光電変換部から該信号電荷転送部へ信号電荷を読み出すための電荷読出し領域が形成されていることが好ましい。

本発明は、上記半導体装置において、前記信号電荷転送部は、前記半導体基板の、溝の形成領域以外の領域に形成された転送チャネルと、該転送チャネル上に絶縁膜を介して形成された転送ゲート電極とを有し、前記読出しゲート電極と該転送ゲート電極とは一体として形成されていることが好ましい。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部と、該光電変換部から信号電荷を読み出す読み出しゲート電極とを有する半導体装置を製造する方法であって、半導体基板の表面領域に複数の溝を形成する工程と、該複数の溝のそれぞれの底面部に光電変換部を形成する工程と、該光電変換部を形成した後、該半導体基板の、該光電変換部から信号電荷を読み出すための読出し領域上に、絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部と、該光電変換部から信号電荷を読み出す読み出しゲート電極とを有する半導体装置を製造する方法であって、半導体基板の、該光電変換部から信号電荷を読み出す読出し領域となる部分上に絶縁膜を介して読出しゲート電極を形成する工程と、該半導体基板の表面に複数の溝を、該読出し領域に隣接するよう形成する工程と、該複数の溝のそれぞれの底面部に光電変換部を形成する工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記読出しゲート電極を形成した後、該読出しゲート電極と前記溝の側壁とを覆うよう、前記層間絶縁膜を介して前記遮光膜を形成する工程を含むことが好ましい。

本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記溝は、前記半導体基板の選択的なエッチングにより形成されていることが好ましい。

本発明に係る電子情報機器は、被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部として、請求項１４に記載の半導体装置である固体撮像装置を用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

以下本発明の作用について説明する。

本発明においては、光電変換部（フォトダイオード部）を、半導体基板に形成した溝の底面部に形成することで、ＰＤ容量、つまりフォトダイオード部での信号電荷の蓄積量を確保した素子構造の微細化を容易にし、しかもスミア特性を向上可能となる。

つまり、本発明によれば、半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数のフォトダイオード部とを有する固体撮像装置において、半導体基板の表面の、画素を構成するフォトダイオード部に対応する部分に溝を形成し、各溝の底面部にフォトダイオード部を形成したので、電荷転送部を構成する転送チャネルとフォトダイオード部との基板厚さ方向の距離が増大することとなる。このため、転送チャネルとフォトダイオード部との間での電荷読出し領域でのポテンシャル障壁が、転送チャネルとフォトダイオード部でのポテンシャルレベルの影響を受けにくくなり、電荷読出し領域でのポテンシャル障壁を高く保持することができる。これによりフォトダイオード部での電荷蓄積容量を増大させることができる。

また、フォトダイオード部と転送部との実効距離が長くなるため、さらなる微細化が可能となる。

また、フォトダイオード部を、半導体基板に形成した溝の底面部に形成したことにより、フォトダイオード部から電荷転送部への信号電荷の読出し経路となる電荷読出し領域は、半導体基板に形成された溝の底面から側面に跨る領域となる。したがって、読出しゲート電極を、この溝の側面部に絶縁膜を介して対向するよう配置することで、読出し電圧の低減を図ることができる。

さらに、半導体基板に形成した溝部の側面を遮光膜で覆うことで、スミア特性を向上させることができる。

また、本発明においては、溝の側壁面、つまり転送チャネルの側面を半導体基板の表面に対して傾斜させたことで、入射光の、遮光膜のエッジ部でのけられを低減し、集光効率の向上を図ることができる。

以上のように、本発明によれば、半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数のフォトダイオード部とを有する固体撮像装置において、半導体基板の表面の、画素を構成するフォトダイオード部に対応する部分を掘り込んで、行列状に配列された複数の溝を形成し、各溝の底面部にフォトダイオード部を形成したので、フォトダイオード部の容量を確保しつつ微細化を容易に達成することができ、しかもスミア特性の向上を図ることが可能となるという効果が得られる。

図１は、本発明の実施形態１による固体撮像装置を説明する図であり、図１（ａ）は、その全体構成を概略的に示し、図１（ｂ）は、その断面構造を模式的に示している。 図２は、上記実施形態１による固体撮像装置を説明する図であり、図２（ａ）は、この固体撮像装置を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。 図３は、上記実施形態１による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、フォトダイオード部を形成する工程（図３（ａ）〜図３（ｄ））を示している。 図４は、上記実施形態１による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、遮光膜を形成する工程（図４（ａ）〜図４（ｃ））を示している。 図５は、上記実施形態１による固体撮像装置の製造方法の他の例を説明する図であり、フォトダイオード部及び転送ゲートを形成する工程（図５（ａ）〜図５（ｄ））を示している。 図６は、上記実施形態１による固体撮像装置の製造方法の他の例を説明する図であり、遮光膜を形成する工程（図６（ａ）〜図６（ｃ））を示している。 図７は、本発明の実施形態２による固体撮像装置を模式的に示す断面図である。 図８は、上記実施形態２による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、遮光膜を形成する工程（図８（ａ）〜図８（ｄ））を示している。 図９は、本発明の実施形態３による固体撮像装置を模式的に示す断面図である。 図１０は、上記実施形態３による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、遮光膜を形成する工程（図１０（ａ）〜図１０（ｄ））を示している。 図１１は、本発明の実施形態４による固体撮像装置を模式的に示す断面図である。 図１２は、本発明の実施形態５による固体撮像装置を模式的に示す断面図である。 図１３は、本発明の実施形態６による固体撮像装置を模式的に示す断面図である。 図１４は、本発明の実施形態７による固体撮像装置を説明する図であり、図１４（ａ）は、この固体撮像装置を示す平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図、図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。 図１５は、本発明の実施形態８として、実施形態１ないし７の少なくともいずれかの固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。 図１６は、従来の固体撮像装置を説明する断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による半導体装置である固体撮像装置を説明する図であり、図１（ａ）は、その全体構成を概略的に示し、図１（ｂ）は、その断面構造を模式的に示している。

この実施形態１の固体撮像装置１００は、半導体基板１０１と、該半導体基板上に行列状画素アレイを構成するよう配列された複数の画素Ｐｘと、この画素アレイの画素列毎に設けられ、画素で生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部１２０と、該垂直電荷転送部の一端側に設けられ、該垂直電荷転送部から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部１２０ａと、該水平電荷転送部の一端側に設けられ、該水平電荷転送部から転送されてきた信号電荷を信号電圧に増幅して出力する出力部１２０ｂとを有している（図１（ａ））。

ここで、画素Ｐｘは、入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換部としてフォトダイオード部（以下ＰＤ部ともいう。）１１０を有している。垂直電荷転送部１２０は、半導体基板１０１の表面の画素列に沿って延びる帯状領域に形成された転送チャネル１２１と、該転送チャネル１２１上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極１２２とを有している。また、この半導体基板の隣接する帯状領域の間には、基板表面を掘り込んで形成した掘り込み溝１０１ａが形成されており、上記ＰＤ部１１０は、この掘り込み溝１０１ａの底面部に形成されている。さらに、半導体基板１０１の、ＰＤ部１１０と転送チャネル１２１との間に位置する部分は、フォトダイオード部１１０から電荷転送部１２０へ信号電荷を読み出すための電荷読出し部となっている。なお、前記ゲート電極１２２は、垂直電荷転送部１２０における転送ゲートと、該電荷読出し部を構成する読出しゲートとを兼ねている。

そして、上記ゲート電極１２２の上面および側面、さらには、掘り込み溝部１０１ａの側面は、遮光膜１３１により覆われている。

以下、図２を参照して固体撮像装置１１０の素子構造を詳しく説明する。

図２は、上記実施形態１による固体撮像装置の構造を具体的に示す図であり、図２（ａ）は、この固体撮像装置を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。

この固体撮像装置１００の半導体基板１０１の表面には、複数の掘り込み溝１０１ａが行列状に配列して形成されており、各掘り込み溝１０１ａの底面部には、フォトダイオード部（ＰＤ部）１１０が形成されている。また、上記半導体基板の表面の、掘り込み溝１０１ａが形成されていない、掘り込み溝の列に沿った帯状領域Ｒｓには、電荷転送部１２０を構成する転送チャネル（電荷転送経路）１２１が形成されている。この転送チャネル上には、ゲート絶縁膜１０６を介してゲート電極１２２が転送ゲートとして形成されている。このゲート電極１２２の表面は層間絶縁膜１０７により覆われている。また、上記ゲート電極１２２の上面及び側面には遮光膜１３１が層間絶縁膜１０７及び絶縁膜１０６を介して形成されている。つまり、この遮光膜１３１は、掘り込み溝１０１ａの側面を覆うよう、該掘り込み溝１０１ａの側面上の絶縁膜１０６の表面部分にも広がっている。

なお、フォトダイオード部ＰＤは、従来の固体撮像装置と同様、該半導体基板１０１に形成された下層Ｎ型領域（図示せず）と、その表面に形成された上層Ｐ＋型領域（図示せず）とから構成されている。

つまり、この実施形態１では、ＰＤ部は、半導体基板１０１の表面の掘り込み溝部に形成されており、図２（ａ）に示すように、この半導体基板１０１の表面の形状は格子状となっている。

次に、上記実施形態１の固体撮像装置の製造方法について説明する。

図３及び図４は、上記実施形態１による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、フォトダイオード部を形成する工程を示し、図４（ａ）〜図４（ｃ）は、遮光膜を形成する工程を示している。

基板１０１の所定領域に、電荷転送部を構成する転送チャネル１２１を形成し、その後、該基板１０１上に、酸化膜（ＳｉＯ膜）もしくは窒化膜を保護膜１０２として形成した後、レジスト膜１０４を塗布する。ここで、基板は半導体基板を用い、例えばシリコン基板である。

次に、図３（ａ）に示すように、リソグラフィーによってレジスト膜１０４にレジスト開口１０４ａを形成し、該レジスト膜１０４をマスクにして保護膜１０２及び基板の表面領域をエッチングし、基板１０１の表面領域に深さ０．０１μｍ〜３μｍの掘り込み溝１０１ａを形成する。このときのエッチングとしては、ドライエッチング、もしくはウェットエッチングを行う（図３（ａ））。

このように掘り込み溝１０１ａを形成した後に、掘り込み溝１０１ａの底面部分にイオン注入により、フォトダイオード部（拡散領域）１１０を形成する。その後、レジスト膜、保護膜としての酸化膜あるいは窒化膜を除去し、基板表面を熱酸化して厚さ５０〜１０００Åの絶縁膜１０６を形成する（図３（ｂ））。

次いで、転送ゲート及び読出しゲートを兼ねたゲート電極となるポリシリコン層１２２ａを５００〜５０００Åの厚さに形成する（図３（ｃ））。

このポリシリコン層１２２ａ上にレジスト材を塗布し、フォトリソグラフィー技術により、レジスト開口１１４ａを有するレジスト膜１１４をエッチングマスクとして形成する。その後、該レジスト膜１１４を用いて上記ポリシリコン層１２２ａを選択的にエッチングしてゲート電極１２２を形成する（図３（ｄ））。

このようにゲート電極を形成した後、レジスト膜１１４を除去し、ゲート電極の表面に厚さ１００〜２０００Åの層間絶縁膜１０７を熱酸化等により形成する。続いて、例えばタングステンのデポジションにより厚さ１００〜５０００Åのタングステン膜１３０を基板表面に形成する（図４（ａ））。

その後、レジスト材の塗布、及びフォトリソグラフィー技術によるレジスト材の露光現像により、フォトダイオード部に対応する領域にレジスト開口１０５ａを有するレジスト膜１０５を形成し、該レジスト膜１０５をマスクとして、タングステン膜１３０を加工して遮光膜１３１を形成する（図４（ｂ））。

このタングステン膜の加工時には、レジスト膜が、掘り込み溝側壁を保護することで、遮光膜が電荷転送部の転送チャネルを覆う形状となり、スミア特性の向上が図れる。

この後、レジスト膜１０５を除去することで、図２（ｂ）に示す固体撮像装置の構造が得らされる（図４（ｃ））。

このように本実施形態１の固体撮像装置１００では、半導体基板１０１の表面の、画素に対応する部分を掘り込んで、複数の掘り込み溝１０１ａを行列状に配列されるよう形成し、各掘り込み溝の底面部にフォトダイオード１１０を形成し、電荷転送部の転送チャネルを、基板表面の該掘り込み溝の両側の部分に形成したので、転送チャネルとフォトダイオードとの実効距離を長くして、ＰＤ容量を確保することができる。

つまり、電荷転送部を構成する転送チャネルとフォトダイオード部との基板厚さ方向の距離が増大することで、転送チャネルとフォトダイオード部との間での電荷読出し領域でのポテンシャル障壁が、転送チャネルとフォトダイオード部でのポテンシャルレベルの影響を受けにくくなり、電荷読出し領域でのポテンシャル障壁を高く保持することができる。これによりフォトダイオード部での電荷蓄積容量を増大させることができる。

また、フォトダイオード部を半導体基板に形成した溝の底面部に形成したことにより、フォトダイオード部から電荷転送部への信号電荷の読出し経路となる電荷読出し領域は、半導体基板に形成された溝の底面から側面に跨る領域となる。したがって、読出しゲート電極を、この溝の側面部に絶縁膜を介して対向するよう配置することで、読出し電圧の低減を図ることができる。

また、転送チャネルとフォトダイオードとの実効距離が長いことから、固体撮像装置の素子構造のさらなる微細化が可能になる。

また、遮光膜が、転送チャネルの上面及び側面を覆っているので、スミア特性を改善することができる。

さらに、遮光膜が掘り込み溝の内側壁を覆うことで、遮光膜が掘り込み溝内で入射光に対する導波管の役目を果たし、集光効率の改善が図れる。

なお、上記実施形態１では、半導体基板に、フォトダイオードを形成するための掘り込み溝を形成する前に、電荷転送部を構成する転送チャネルが形成されている場合を示したが、転送チャネルは、掘り込み溝の形成後に形成してもよい。

また、上記実施形態１では、固体撮像装置の製造方法として、掘り込み溝内にＰＤ部を形成した後、ゲート電極を形成する方法を示したが、本実施形態１の固体撮像装置の製造方法は、ゲート電極の形成を、ＰＤ部の形成より先に行うものであってもよく、以下、このような製造方法（固体撮像装置の製造方法の他の例）について、図５及び図６を用いて簡単に説明する。

まず、シリコン基板などの半導体基板１０１の所定領域に、電荷転送部を構成する転送チャネル領域１２１を形成し、その後、該基板１０１上に酸化膜（ＳｉＯ膜）もしくは窒化膜などの保護膜１０２を形成し、さらに、保護膜１０２上にポリシリコン膜１０３を５００〜５０００Åの厚さに形成する。その後、レジスト材の塗布、及びリソグラフィーによるパターニングにより、レジスト開口１２４ａを有するレジスト膜１２４をエッチングマスクとして形成する（図５（ａ））。

次に、レジスト膜１２４をマスクにして、ポリシリコン膜１０３、保護膜１０２、及び基板１０１の表面領域をエッチングし、基板１０１の表面領域に深さ０．０１μｍ〜３μｍの掘り込み溝部１０１ａを形成する。このときのエッチングは、ドライエッチング、もしくはウェットエッチングとする（図５（ｂ））。このとき、ポリシリコン膜１０３のエッチングにより、転送ゲート及び読出しゲートを兼ねるゲート電極が形成される。

このように掘り込み溝１０１ａを形成した後に、レジスト膜１２４を除去し、基板表面を酸化して厚さ５０〜１０００Åの絶縁膜１１６を形成する（図５（ｃ））。

その後、掘り込み溝部１０１ａの底面部分に、イオン注入によりフォトダイオードを構成する拡散領域１１０を形成する。（図５（ｄ））。

次に、例えばタングステンのデポジションにより厚さ１００〜５０００Åのタングステン膜１３０を基板表面に形成する（図６（ａ））。

続いて、レジスト材の塗布、及びフォトリソグラフィー技術によるレジスト材の露光現像により、フォトダイオード部に対応する領域にレジスト開口１０５ａを有するレジスト膜１０５を形成し、該レジスト膜１０５をマスクとして、タングステン膜を加工して遮光膜１３１を形成する（図６（ｂ））。

このタングステン膜の加工時には、レジスト膜が、掘り込み溝の側壁を保護することで、遮光膜が電荷転送部を覆う形状となり、スミア特性の向上が図れる。

この後、レジスト膜１０５を除去することで、図２（ｂ）に示す固体撮像装置の構造が得らされる（図６（ｃ））。

このような本実施形態１の固体撮像装置の製造方法の変形例においても、実施形態１の固体撮像装置の製造方法により得られる固体撮像装置の素子構造と同一の素子構造を形成することができる。

なお、上記実施形態１及び２では、ゲート電極を転送チャネル（つまり、掘り込み溝の形成されていない領域）上にのみ形成しているが、タングステン膜のエッチングによりゲート電極を形成する際に、タングステン膜をレジスト膜でマスクする部位を変えることで、ゲート電極を転送チャネルの上面上だけでなく、その側面にも形成することができる。

（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２による半導体装置である固体撮像装置を模式的に示す断面図であり、実施形態１の説明で用いた図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面に相等する断面を示している。

この実施形態２の固体撮像装置１００ａは、実施形態１の固体撮像装置１００と同様、その表面に複数の掘り込み溝１０１ａが行列状に配列されるよう形成された半導体基板１１０を有している。半導体基板１０１の掘り込み溝１０１ａの底部にはフォトダイオード部（ＰＤ部）１１０が形成され、半導体基板１０１の表面領域には、フォトダイオード部の各列に沿って、該フォトダイオード部１１０で光電変換により生成された信号電荷を転送する電荷転送部１２０ａが形成されている。ここで、電荷転送部１２０ａの転送チャネル１２１は、上記半導体基板１０１の掘り込み溝１０１ａ以外の領域に形成されている。

つまり、フォトダイオード部１１０は、従来の固体撮像装置と同様、該半導体基板１０１に形成された下層としてのＮ型層と、その表面に形成されたＰ＋層とから構成されている。また、上記電荷転送部１２０は、基板表面部に形成された拡散領域としての転送チャネル１２１と、該転送チャネル１２１の上面及び両側面を覆うよう、ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極１２３とを有している。また、上記ゲート電極１２３の上面及び側面には遮光膜１３２が絶縁膜を介して形成されており、またこの遮光膜１３２の下端部は、上記掘り込み溝１０１ａ内までその側面を覆うよう延びている。なお、ここでは、ゲート電極１２３は、電荷転送部１２０を構成する転送ゲートと、信号電荷をフォトダイオードから電荷転送部へ読み出すための読出しゲートとを兼ねている。

次に、上記実施形態２の固体撮像装置の製造方法について説明する。

図８は、上記実施形態２による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、ゲート電極及び遮光膜を形成する工程を示している。

まず、半導体基板１０１の所定領域に電荷転送部の転送チャネル１２１を形成した後、該基板１０１の表面領域に掘り込み溝１０１ａを形成する（図３（ａ））。続いて、基板の表面に熱酸化膜１０６を形成し、掘り込み溝１０１ａの底面部にフォトダイオード部１１０を形成する（図３（ｂ））。その後、全面にポリシリコン層１２２ａを形成する（図３（ｃ））。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す工程は、実施形態１の固体撮像装置の製造方法と同様である。

このポリシリコン層１２２ａ上にレジスト材を塗布し、フォトリソグラフィー技術により、レジスト開口１３４ａを有するレジスト膜１３４をエッチングマスクとして形成する。このレジスト膜１３４のレジスト開口１３４ａは、上記掘り込み溝の側面にポリシリコン膜１２２ａの一部が残るよう、掘り込み溝１０１ａの平面形状より小さい平面形状としている。

その後、該レジスト膜１３４ａを用いて上記ポリシリコン層１２２ａを選択的にエッチングしてゲート電極１２３を形成する（図８（ａ））。

このようにゲート電極を形成した後、レジスト膜１３４を除去し、ゲート電極の表面に厚さ１００〜２０００Åの層間絶縁膜１１７を熱酸化等により形成する（図８（ｂ））。

次に、例えばタングステンのデポジションにより厚さ１００〜５０００Åのタングステン膜１３０を基板表面に形成する。

その後、レジスト材の塗布、及びフォトリソグラフィー技術によるレジスト材の露光現像により、フォトダイオード部に対応する領域に開口１３５ａを有するレジスト膜１３５を形成し（図８（ｃ））、該レジスト膜１３５をマスクとして、タングステン膜を加工して遮光膜１３２を形成する。

このタングステン膜の加工時には、レジスト膜が、掘り込み溝側壁を保護することで、遮光膜が電荷転送部を覆う形状となり、スミア特性の向上が図れる。

この後、レジスト膜１３５を除去することで、図７に示す固体撮像装置の構造が得らされる（図８（ｄ））。

このように本実施形態２によれば、上記実施形態１の固体撮像装置の構成に加えて、ＰＤ部が形成されている掘り込み溝の側壁面を、ゲート電極により覆っているので、上記実施形態１の効果に加えて、読出し電圧の低減が可能となる効果がある。

なお、上記実施形態２では、ゲート電極を転送チャネル領域の上面及び両側面に跨るよう形成しているが、タングステン膜のエッチングによりゲート電極を形成する際に、タングステン膜をレジスト膜でマスクする部位を変えることで、ゲート電極を転送チャネル領域のその上面から一方の側面に跨るよう形成することができる。

（実施形態３）
図９は、本発明の実施形態３による半導体装置である固体撮像装置を模式的に示す断面図であり、実施形態１の説明で用いた図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面に相等する断面を示している。

この実施形態３の固体撮像装置１００ｂは、その表面に複数の掘り込み溝１０１ａが行列状に配列されるよう形成された半導体基板１０１を有しており、該半導体基板１０１の掘り込み溝１０１ａの底部には、フォトダイオード部（ＰＤ部）１１０が形成され、該フォトダイオード部１１０の各列に沿って、該フォトダイオード部１１０で光電変換により生成された信号電荷を転送する電荷転送部１２０ｂが形成されている。ここで、電荷転送部１２０ｂは、上記半導体基板１０１の上記掘り込み溝１０１ａ以外の領域に形成されている。

つまり、フォトダイオード部１１０は、従来の固体撮像装置と同様、該半導体基板１０１に形成された下層としてのＮ型層と、その表面に形成されたＰ＋層とから構成されている。また、上記電荷転送部１２０ｂは、基板表面部に形成された拡散領域としての電荷転送領域（転送チャネル）１２１と、該基板表面上にゲート絶縁膜を介して形成された転送ゲート１２４とを有している。このゲート電極１２４は、転送チャネルの上面からその一方側の側面に跨るよう形成されている。また、上記ゲート電極１２４の上面及びその一方の側面、並びに転送チャネルの、ゲート電極他方側の側面には、遮光膜１３１が絶縁膜を介して形成されている。ここで、半導体基板の、転送チャネルの一方側には、フォトダイオード部１１０から信号電荷を転送チャネルに読み出すための読出し領域が形成されており、前記ゲート電極は、電荷転送部の転送ゲートと読出し部の読出しゲートとを兼ねている。

次に、上記実施形態３の固体撮像装置の製造方法について説明する。

図１０は、上記実施形態３による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、ゲート電極及び遮光膜を形成する工程を示している。

まず、半導体基板１０１の所定領域に電荷転送部の転送チャネル１２１を形成した後、該基板１０１の表面領域に掘り込み溝１０１ａを形成する（図３（ａ））。続いて、基板の表面に熱酸化膜１０６を形成し、掘り込み溝１０１ａの底面部にフォトダイオード部１１０を形成する（図３（ｂ））。その後、全面にポリシリコン層１２２ａを形成する（図３（ｃ））。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す工程は、実施形態１の固体撮像装置の製造方法と同様である。

このポリシリコン層１２２ａ上にレジスト材を塗布し、フォトリソグラフィー技術により、レジスト開口１４４ａを有するレジスト膜１４４をエッチングマスクとして形成する。このレジスト膜１４４のレジスト開口１４４ａは、ポリシリコン膜１２２ａが、上記チャネル領域の上面から掘り込み溝の一方の側面に跨って残るよう、掘り込み溝１０１ａの平面形状より小さい平面形状とし、また、このレジスト開口１４４ａの中心位置は、掘り込み溝１０１ａの中心位置に対してずらしている。

その後、該レジスト膜１４４を用いて上記ポリシリコン層１２２ａを選択的にエッチングしてゲート電極１２４を形成する（図１０（ａ））。

このようにゲート電極を形成した後、レジスト膜１４４を除去し、ゲート電極の表面に厚さ１００〜２０００Åの層間絶縁膜１１８を熱酸化等により形成する（図１０（ｂ））。

次に、例えば、タングステンのデポジションにより厚さ１００〜５０００Åのタングステン膜１３０を基板表面に形成する。

その後、レジスト材の塗布、及びフォトリソグラフィー技術によるレジスト材の露光現像により、フォトダイオード部に対応する領域に開口１１５ａを有するレジスト膜１１５を形成し（図１０（ｃ））、該レジスト膜１１５をマスクとして、タングステン膜を加工して遮光膜１３３を形成する。

このタングステン膜の加工時には、レジスト膜が、掘り込み溝側壁を保護することで、遮光膜が電荷転送部を覆う形状となり、スミア特性の向上が図れる。

この後、レジスト膜１１５を除去することで、図９に示す固体撮像装置の構造が得らされる（図１０（ｄ））。

このように本実施形態３によれば、上記実施形態１の固体撮像装置の構成に加えて、ＰＤ部が形成されている掘り込み溝の両側壁面の一方を、ゲート電極により覆っているので、上記実施形態１の効果に加えて、読出し電圧の低減を可能とするとともに、開口領域を確保することができる。

なお、上記実施形態１〜３では、半導体基板に形成した掘り込み溝は、その側壁を基板表面に対して垂直なものとしているが、上記掘り込み溝１０１ａの内壁面は、その下側ほど内側にせり出すよう上記基板表面に対して傾斜させてもよい。また、この掘り込み溝１０１ａの内壁面の傾斜角度はエッチング条件を適宜選ぶことで調整できる。

（実施形態４）
図１１は、本発明の実施形態４による半導体装置である固体撮像装置を模式的に示す断面図であり、実施形態１の説明で用いた図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面に相等する断面を示している。

この実施形態４の固体撮像装置１００ｃは、実施形態１の固体撮像装置１００における、半導体基板の掘り込み溝の断面形状を変更したものである。つまり、実施形態１では、掘り込み溝の側面が基板表面に垂直になっているのに対し、この実施形態４では、掘り込み溝の側面は基板表面に対して傾斜している。

つまり、この実施形態４の半導体基板２０１では、掘り込み溝２０１ａの側壁面は、その下側ほど掘り込み溝の内側にせり出すよう傾斜している。

また、この実施形態４では、ゲート電極１２６は、その側面が、上記掘り込み溝の側壁面と同一平面内に位置するよう、断面台形形状となっている。また、遮光膜１３１ｃは、上記ゲート電極１２６の上面からその両側面を越えて、上記掘り込み溝の側壁面を覆うよう絶縁膜を介して設けられている。

そして、この実施形態４においても、電荷転送部１２０ｃは、掘り込み溝の列に沿って、該掘り込み溝の形成されていない基板領域に形成されており、上記ゲート電極１２６と転送チャネル１２１とを有している。

なお、この実施形態４の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の表面に掘り込み溝を形成するエッチングプロセスが、上記実施形態１におけるものと異なっており、その他の工程は、実施形態１と同様に行われる。

つまり、この実施形態４では、テーパエッチング処理により、半導体基板の表面に掘り込み溝を、該掘り込み溝の側面が傾斜した形状となるよう形成する。

このテーパエッチング処理では、エッチングガスの種類を適宜選択することで、掘り込み溝の側壁面を所望の傾斜角にすることが可能である。

このように本実施形態４では、上記実施形態１の構成に加えて、掘り込み溝の側壁面、つまり転送チャネルの側面を傾斜させたことで、実施形態１の効果に加えて、入射光の、遮光膜のエッジ部でのけられを低減し、集光効率の向上を図ることができる。

（実施形態５）
図１２は、本発明の実施形態５による半導体装置である固体撮像装置を模式的に示す断面図であり、実施形態１の説明で用いた図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面に相等する断面を示している。

この実施形態５の固体撮像装置１００ｄは、実施形態２の固体撮像装置１００ａにおける、半導体基板の掘り込み溝の断面形状を変更したものである。つまり、実施形態２では、掘り込み溝の側面が基板表面に垂直になっているのに対し、この実施形態５では、掘り込み溝の側面は基板表面に対して傾斜している。

つまり、この実施形態５の半導体基板２０１では、掘り込み溝２０１ａの側壁面は、その下側ほど掘り込み溝の内側にせり出すよう傾斜している。

また、この実施形態５では、ゲート電極１２７は、転送チャネルの上面からその両側の掘り込み溝の側面に跨るよう形成されている。また、遮光膜１３１ｄは、上記ゲート電極１２７の上面からその両側面に跨るよう、絶縁膜を介して形成されている。

そして、この実施形態５においても、電荷転送部１２０ｄは、掘り込み溝の列に沿って、該掘り込み溝の形成されていない基板領域に形成されており、上記ゲート電極１２７と転送チャネル１２１とを有している。

なお、この実施形態５の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の表面に掘り込み溝を形成するエッチングプロセスのみが、上記実施形態２におけるものと異なっており、その他の工程は、実施形態２のものと同様に行われる。

この実施形態５では、テーパエッチング処理により、半導体基板の表面に掘り込み溝を、該掘り込み溝の側面が傾斜した形状となるよう形成する。

このテーパエッチング処理では、エッチングガスの種類を適宜選択することで、掘り込み溝の側壁面を所望の傾斜角にすることが可能である。

このように本実施形態５では、上記実施形態２の構成に加えて、掘り込み溝の側壁面、つまり転送チャネルの側面を傾斜させたことで、実施形態２と同様の効果、つまり、掘り込み溝の傾斜した側面をゲート電極で覆うことで読出し電圧の低減を図ることができるといった効果に加えて、入射光の、遮光膜のエッジ部でのけられを低減し、集光効率の向上を図ることができる。

（実施形態６）
図１３は、本発明の実施形態６による半導体装置である固体撮像装置を模式的に示す断面図であり、実施形態１の説明で用いた図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面に相等する断面を示している。

この実施形態６の固体撮像装置１００ｅは、実施形態３の固体撮像装置１００ｂにおける、半導体基板の掘り込み溝の断面形状を変更したものである。つまり、実施形態３では、掘り込み溝の側面が基板表面に垂直になっているのに対し、この実施形態６では、掘り込み溝の側面は基板表面に対して傾斜している。

つまり、この実施形態６の半導体基板２０１では、掘り込み溝２０１ａの側壁面は、その下側ほど掘り込み溝の内側にせり出すよう傾斜している。

また、この実施形態６では、ゲート電極１２８は、転送チャネルの上面からその一方側の掘り込み溝の側面に跨るよう形成されている。また、遮光膜１３１ｅは、上記ゲート電極１２８の上面からその両側面に跨るよう、絶縁膜を介して形成されている。

そして、この実施形態６においても、電荷転送部１２０ｅは、掘り込み溝の列に沿って、該掘り込み溝の形成されていない基板領域に形成されており、上記ゲート電極１２８と転送チャネル１２１とを有している。

なお、この実施形態６の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の表面に掘り込み溝を形成するエッチングプロセスのみが、上記実施形態３におけるものと異なっており、その他の工程は、実施形態３のものと同様に行われる。

この実施形態６では、テーパエッチング処理により、半導体基板の表面に掘り込み溝を、該掘り込み溝の側面が傾斜した形状となるよう形成する。

このテーパエッチング処理では、エッチングガスの種類を適宜選択することで、掘り込み溝の側壁面を所望の傾斜角にすることが可能である。

このように本実施形態６では、上記実施形態３の構成に加えて、掘り込み溝の側壁面、つまり転送チャネルの側面を傾斜させたことで、実施形態３と同様の効果、つまり、掘り込み溝の読出し領域側の側面をゲート電極で覆うことで、読出し電圧の低減と開口領域の拡大とを図ることができるといった効果に加えて、入射光の、遮光膜のエッジ部でのけられを低減し、集光効率の向上を図ることができる。

（実施形態７）
図１４は、本発明の実施形態７による半導体装置である固体撮像装置の構造を具体的に示す図であり、図１４（ａ）は、この固体撮像装置を示す平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図、図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のＤ−Ｄ’線断面図である。

この実施形態７の固体撮像装置１００ｆは、実施形態１の固体撮像装置１００における、半導体基板における掘り込み溝の平面形状を変更したものである。つまり、実施形態１では、掘り込み溝は、個々のフォトダイオード毎に設けられた平面矩形形状であるのに対し、この実施形態６では、掘り込み溝の平面形状は、フォトダイオード列に対応した、ストライプ状の平面形状を有している。

つまり、この実施形態７の固体撮像装置１００ｆは、その表面にストライプ状の掘り込み溝１０１ｂを所定の間隔で複数形成した半導体基板３０１を有しており、該ストライプ状の掘り込み溝１０１ｂの底部には、一定間隔で光電変換部（フォトダイオード部）ＰＤが形成され、該フォトダイオード部ＰＤの各列に沿って、該フォトダイオード部ＰＤで光電変換により生成された信号電荷を転送する電荷転送部１２０が設けられている。ここで、電荷転送部１２０は、上記半導体基板３０１の、上記ストライプ状掘り込み溝１０１ｂ以外の領域に形成されている。また、前記ゲート電極１２２の上面及びその両側面、並びに掘り込み溝の内面には絶縁膜を介して遮光膜１３０が形成されている。

なお、この実施形態７の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の表面に形成する掘り込み溝の平面形状が、上記実施形態１におけるものと異なっており、その他の工程は、実施形態１と同様に行われる。

このように本実施形態７では、半導体基板における隣接する画素、つまりフォトダイオードを分離する領域をも、半導体基板に形成された掘り込み溝内に形成しているので、前記実施形態１の効果の他に、掘り込み溝の長手方向では、フォトダイオード部の表面からゲート電極の上面までの段差を低減することができ、入射光の、遮光膜のエッジ部でのけられをさらに低減して、集光効率のさらなる向上を図ることができるという効果がある。

さらに、上記実施形態１〜７では、特に説明しなかったが、上記実施形態１〜７の固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
（実施形態８）
図１５は、本発明の実施形態８として、実施形態１〜７のいずれかの半導体装置としての固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。

図１５に示す本発明の実施形態８による電子情報機器９０は、本発明の上記実施形態１〜７の固体撮像装置の少なくともいずれかを、被写体の撮影を行う撮像部９１として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部９２と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部９３と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部９４と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有している。

なお、上記実施形態１〜８では、半導体装置として固体撮像装置を示したが、本発明は、半導体基板と、該半導体基板内に形成され、入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部とを有し、該光電変換部から信号電荷を読み出すようにしたものであれば、固体撮像装置に限らず適用可能である。つまり、このような半導体装置では、該半導体基板は、その表面に溝を形成したものであり、該光電変換部は、該半導体基板の溝の底面部に形成されている。また、この場合、該半導体基板は、その溝の底面部の端部から該溝周辺の基板表面領域に跨って形成され、該光電変換部から信号電荷を読み出すための電荷読み出し領域を有していてもよい。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、半導体装置及びその製造方法、並びに電子情報機器の分野において、フォトダイオード部の容量を確保した微細化を容易にし、スミア特性の向上を図ることができる半導体装置及びその製造方法、並びに、このような半導体装置としての固体撮像装置を用いた電子情報機器を得ることができる。

９０ 電子情報機器
９１ 撮像部
９２ メモリ部
９３ 表示手段
９４ 通信手段
９５ 画像出力手段
１００、１００ａ〜１００ｆ 固体撮像装置
１０１ 半導体基板
１０１ａ 掘り込み溝
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 電荷転送部
１２１ 転送チャネル（電荷転送領域）
１２２、１２３、１２４、１２６、１２７、１２８ ゲート電極
１２２ａ ポリシリコン層
１３１、１３１ｃ〜１３１ｅ 遮光膜
１０２、１０６、１１６〜１１８ 酸化膜（ＳｉＯ膜）
１０４、１０５、１１４、１１５、１２４、１３４、１３５、１４４ レジスト膜
１０４ａ、１０５ａ、１１４ａ、１１５ａ、１２４ａ、１３４ａ、１３５ａ、１４４ａ レジスト開口
１０６ 絶縁膜
１０７ 層間絶縁膜
ＰＤ 光電変換部（フォトダイオード部）

Claims (20)

1. 半導体基板と、該半導体基板内に形成され、入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部とを有する半導体装置であって、
   該半導体基板は、その表面に溝を形成したものであり、
   該光電変換部は、該半導体基板の溝の底面部に形成されている半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記半導体基板は、その溝の底面部の端部から該溝周辺の基板表面領域に跨って形成され、前記光電変換部から信号電荷を読み出すための電荷読み出し領域を有する半導体装置。
3. 請求項２に記載の半導体装置において、
   前記電荷読み出し領域上に絶縁膜を介して配置された読み出しゲート電極を有する半導体装置。
4. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記複数の光電変換部は行列状に配列されており、
   前記半導体基板では、前記溝は、前記複数の光電変換部に対応するよう、行列状に複数配列されており、これらの複数の溝の各々の底面部には、該光電変換部が形成されている半導体装置。
5. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記複数の光電変換部は行列状に配列されており、
   前記半導体基板では、前記溝は、該複数の光電変換部の列に対応させて、平面ストライプ状に複数形成されており、各ストライプ状溝内には、１つの光電変換列を構成する複数の光電変換部が、該ストライプ溝に沿って一定間隔で配置されている半導体装置。
6. 請求項３に記載の半導体装置において、
   前記読み出しゲート電極上に形成された遮光膜を備え、
   該遮光膜は、前記溝の側壁を覆っている半導体装置。
7. 請求項３に記載の半導体装置において、
   前記読み出しゲート電極は、前記溝の側壁部上に絶縁膜を介して形成されている半導体装置。
8. 請求項３に記載の半導体装置において、
   前記読み出しゲート電極が、前記光電変換部から信号電荷を読み出す電荷読出し経路となる前記溝の側壁部上にのみ絶縁膜を介して形成されている半導体装置。
9. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記溝は、その側壁面を前記半導体基板の表面に対して傾斜させた断面形状を有する半導体装置。
10. 請求項９に記載の半導体装置において、
    前記読み出しゲート電極上に形成された遮光膜を備え、
    前記遮光膜は、前記溝の側壁を覆っている半導体装置。
11. 請求項９に記載の半導体装置において、
    前記読み出しゲート電極は、前記溝の側壁部上に絶縁膜を介して形成されている半導体装置。
12. 請求項９に記載の半導体装置において、
    前記読み出しゲート電極は、前記光電変換部から信号電荷を読み出す電荷読出し経路となる前記溝の側壁部のみ形成されている半導体装置。
13. 請求項５に記載の半導体装置において、
    前記ストライプ状溝内における隣接する光電変換部の間の領域は、該隣接する光電変換部がそれぞれ構成する２つの画素の間を分離する画素分離領域となっている半導体装置。
14. 請求項１に記載の半導体装置は、被写体の撮像により画像信号を生成する固体撮像装置であり、
    前記複数の光電変換部で生成された信号電荷を転送する信号電荷転送部を備え、
    前記光電変換部と前記信号電荷転送部との間に、該光電変換部から該信号電荷転送部へ信号電荷を読み出すための電荷読出し領域が形成されている、半導体装置。
15. 請求項１４に記載の半導体装置において、
    前記信号電荷転送部は、前記半導体基板の、溝の形成領域以外の領域に形成された転送チャネルと、該転送チャネル上に絶縁膜を介して形成された転送ゲート電極とを有し、
    前記読出しゲート電極と該転送ゲート電極とは一体として形成されている、半導体装置。
16. 入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部と、該光電変換部から信号電荷を読み出す読み出しゲート電極とを有する半導体装置を製造する方法であって、
    半導体基板の表面領域に複数の溝を形成する工程と、
    該複数の溝のそれぞれの底面部に光電変換部を形成する工程と、
    該光電変換部を形成した後、該半導体基板の、該光電変換部から信号電荷を読み出すための読出し領域上に、絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。
17. 入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部と、該光電変換部から信号電荷を読み出す読み出しゲート電極とを有する半導体装置を製造する方法であって、
    半導体基板の、該光電変換部から信号電荷を読み出す読出し領域となる部分上に絶縁膜を介して読出しゲート電極を形成する工程と、
    該半導体基板の表面に複数の溝を、該読出し領域に隣接するよう形成する工程と、
    該複数の溝のそれぞれの底面部に光電変換部を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。
18. 請求項１６または１７に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記読出しゲート電極を形成した後、該読出しゲート電極と前記溝の側壁とを覆うよう、前記層間絶縁膜を介して前記遮光膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法。
19. 請求項１６または１７に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記溝は、前記半導体基板の選択的なエッチングにより形成される半導体装置の製造方法。
20. 被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
    該撮像部として、請求項１４に記載の半導体装置である固体撮像装置を用いた電子情報機器。

Images