JP2017126642A - 裏面入射型固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 真空環境下において低ノイズで撮像可能な裏面入射型固体撮像素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】 裏面入射型固体撮像素子においては、撮像領域内には、第１の電荷転送電極群（垂直シフトレジスタ）があり、撮像領域の周辺領域内には、第２の電荷転送電極群（水平シフトレジスタ）がある。周辺領域に対応する半導体基板４の光入射面はエッチングされており、エッチングされた領域内に無機の遮光物質ＳＨが充填されている。無機の遮光物質は、真空環境下において、蒸発して気化する量が極めて少なく、気化したガスによる撮像への影響が少ない。【選択図】図５
Description
本発明は、裏面入射型固体撮像素子及びその製造方法に関する。
短波長の露光を行うリソグラフィ技術において、対象物や露光ビームのモニタリング用に、裏面入射型固体撮像素子を用いることが期待されている。極端紫外線リソグラフィ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＥＵＶＬ）は、高精度のリソグラフィ技術として知られている。しかしながら、ＥＵＶＬに用いられる波長１３．５ｎｍに至る極端紫外線（ＥＵＶ）は、気体によっても吸収されるため、リソグラフィにおける露光は、真空環境下において行われる。したがって、裏面入射型固体撮像素子も、真空中において使用できることが期待される。なお、従来から、遮光膜を用いた各種素子が知られている（特許文献１、特許文献２）。
しかしながら、真空中に裏面入射型固体撮像素子を配置した場合、裏面入射型固体撮像素子からガスが放出され、露光と撮像において光が吸収される等の影響が生じる場合がある。本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、真空環境下における気体発生を抑制し、真空環境下において低ノイズで撮像可能な裏面入射型固体撮像素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、第１の裏面入射型固体撮像素子は、光入射面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記光入射面とは反対側の面に設けられた第１の電荷転送電極群と、前記第１の電荷転送電極群により転送された電荷を更に水平方向に転送する第２の電荷転送電極群と、を備え、前記第１の電荷転送電極群は、撮像領域内に配置され、前記第２の電荷転送電極群は、前記撮像領域の周辺領域内に配置され、前記周辺領域に対応する前記半導体基板の前記光入射面はエッチングされ、エッチングされた領域内に無機の遮光物質が充填されていることを特徴とする。
この裏面入射型固体撮像素子によれば、光入射面とは反対側に第１の電荷転送電極群が設けられているため、これらの電極群に阻害されることなく、光入射に応答して撮像領域内で電荷が発生するため、高感度な撮像を行うことができる。第１の電荷転送電極群によって転送された電荷は、第２の電荷転送電極群によって水平方向に読み出され、出力される。撮像領域の周辺領域内に光が入射すると、不要なノイズとなってしまう。この裏面入射型固体撮像素子では、周辺領域に対応する半導体基板の光入射面はエッチングされ、エッチングされた領域内に遮光物質が充填されている。したがって、周辺領域内の光入射によるノイズ発生は抑制される。また、遮光物質は、無機化合物であるため、真空環境下における遮光物質の蒸気圧は、有機化合物よりも低く、ガスの発生が抑制される。
無機化合物とは、有機化合物ではなく、金属ではないため、光沢をもたない物質である。したがって、ガス発生が抑制されるだけでなく、金属に比べて反射率が低いため、反射された光が露光装置内の迷光として新たなノイズとなるのを抑制することができる。
無機化合物としては、黒色カーボン、黒色セラミック、又は、黒色酸化金属を用いることができる。また、無機化合物として、シリカビーズなどの遮光効果のある形状の無機化合物を用いることもできる。黒色カーボンとしては、親水性カーボンブラック、疎水性カーボンブラック又はカーボンナノチューブ等を用いることができる。黒色セラミックとしては、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｍｎ−Ｆｅ等を用いることができる。黒色酸化金属としては、黒色酸化鉄、酸化チタン、その他の酸化金属系顔料（鉱物顔料）を用いることができる。また、溶質が親水性材料の場合には、溶媒は水を主成分とすることができ、疎水性材料の場合は油、シンナー、アルコールなどを用いることができる。セラミック顔料の溶液としてはシロキサン系（−Ｓｉ−Ｏ−）のものが知られている。
また、遮光物質の溶媒への分散を促進させるために界面活性剤を用いたり、バインダー樹脂を合わせて用いることができる。また、乳化剤、ＰＨ調整剤などを組み合わせて、充填時の供給する遮光物質含有溶液とすることも可能である。
また、第２の裏面入射型固体撮像素子においては、前記半導体基板の厚みは、前記撮像領域及び前記周辺領域、共に、２００μｍ以下であることを特徴とする。半導体基板の全体が２００μｍ以下になるまで研磨することで、撮像領域では、入射光がフロント側の表面に容易に到達し、また、周辺領域も薄いため、周辺領域を厚くした場合と比較して、撮像領域を広く設計することができる。
また、第３の裏面入射型固体撮像素子においては、前記無機の遮光物質は、溶媒にカーボンブラックを溶解した溶液から溶媒を蒸発させたものであることを特徴とする。溶媒を蒸発させると、カーボンブラックが残り、上記エッチングされた領域には、カーボンブラックが固着することになる。
また、第４の裏面入射型固体撮像素子においては、前記エッチングされた領域の表面に、前記半導体基板よりも高不純物濃度のアキュムレーション層を備えることを特徴とする。この裏面入射型固体撮像素子においては、エッチングされた領域の表面に、半導体基板よりも高不純物濃度のアキュムレーション層を備えており、アキュムレーション層により、上記エッチングされた領域の近傍で発生するノイズが、第２の電荷転送電極群の直下を流れる信号電荷への混入を抑制することができる。
上述のいずれかの裏面入射型固体撮像素子の製造方法は、前記エッチングを行う工程と、前記無機の遮光物質を充填する工程と、を備え、前記遮光物質を充填する工程は、溶媒中に溶解した無機の遮光物質を、前記エッチングされた領域内に充填する工程と、前記溶媒を蒸発させる工程とを備えることを特徴とする。
無機物質は溶媒内に溶解されているので、エッチングされた領域に容易に入り込むことができ、作業工程が楽になる。
また、前記エッチングを行う工程は、第１の深さの第１凹部を前記半導体基板の前記光入射面の前記周辺領域に形成する第１エッチング工程と、第２の深さの第２凹部を前記半導体基板の前記光入射面の前記周辺領域に形成する第２エッチング工程と、を備え、前記第１凹部と前記第２凹部とは連続し、且つ、深さが異なることを特徴とする。
深い方の凹部は、遮光物質のリザーバとして機能するため、浅い方の凹部内における遮光物質の厚みの制御が容易となる。
また、上述の前記エッチングを行う工程は、同じ深さで、離間した第１凹部及び第２凹部を、前記半導体基板の前記光入射面の前記周辺領域に形成する工程を備え、前記遮光物質を充填する工程は、前記第１凹部内及び前記第２凹部内に前記遮光物質を充填し、この充填の際に、前記第１凹部の開口端から前記第２凹部の開口端に至るまでの領域上にも、前記遮光物質が塗布されることを特徴とする。
すなわち、凹部の数は２個以上でもよく、この場合は遮光物質は半導体基板にしっかりと固定することができる。また、遮光物質は第１凹部から第２凹部に至るまでの領域上にも存在する。この領域は、凹部内よりも単位面積当たりの遮光物質の量が少なくて良いという効果がある。
本発明の裏面入射型固体撮像素子によれば、真空環境下においても、低ノイズで撮像することができる。
以下、実施の形態に係る裏面入射型固体撮像素子及びその製造方法について説明する。なお、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
図１は、裏面入射型固体撮像素子及び支持基板を示す斜視図である。
裏面入射型固体撮像素子１００の厚み方向をＺ軸方向とし、ＸＹＺ三次元直交座標系を設定すると、光の入射する撮像領域１０はＸＹ平面内に広がる。
裏面入射型固体撮像素子１００は、裏面側に長方形の受光領域１０１と、黒色の遮光物質ＳＨ（遮光膜）とを備えている。受光領域１０１の大部分の領域は、電荷転送電極群の形成された撮像領域１０であり、撮像領域１０では入射光Ｌ（光像）を検出する。受光領域１０１の周辺領域は遮光物質ＳＨによって遮光されている。遮光物質ＳＨは、撮像領域以外の要素への光の入射に起因するノイズ電荷の発生を抑制するものであり、材料の節約の観点からは、全ての領域に設ける必要はない。例えば、本例では、半導体基板４の光入射面（裏面）の外縁部分には、遮光物質は設けられていない。もちろん、かかる外縁部分においても、遮光物質を設けることはできる。
遮光物質ＳＨは、半導体基板４の裏面側をエッチングし、エッチングされた領域内に充填される。図１では、撮像領域の周辺領域が遮光されており、凹部内に遮光物質ＳＨが充填されているため、凹部の接着強度が高く、遮光物質ＳＨは半導体基板４から剥がれにくい。
また、裏面入射型固体撮像素子１００は、厚さが薄いので、補強のために、フロント側の表面が支持基板ＳＢ上に固定されている。支持基板ＳＢは、ガラス又はＳｉなどからなり、裏面入射型固体撮像素子１００よりも厚い。支持基板ＳＢに、裏面入射型固体撮像素子１００から出力された画像信号の読出し回路を組み込むこともできる。裏面入射型固体撮像素子１００は、フロント側の表面に、各種出力を取り出したり、撮像素子の駆動を行うための電極パッド（バンプ）を備えているので、これらの電極パッドによって、支持基板ＳＢ内の駆動・読出し回路と、裏面入射型固体撮像素子１００との電気的に接続することができる。
図２は、裏面入射型固体撮像素子のフロント側の平面図である。
半導体基板（図４の４Ａ、４Ｃ，４Ｄ）の受光領域１０１に対応する領域には、撮像領域１０が形成されている。撮像領域１０に入射した光像は、二次元電荷像に変換され、この電荷は、垂直シフトレジスタ（第１の電荷転送電極群）によって、Ｙ軸の負方向に沿って転送される。撮像領域１０の電荷転送方向の終端には、水平シフトレジスタ２０（第２の電荷転送電極群）が設けられており、垂直方向に転送されてきた各画素の電荷は、Ｘ軸方向（水平方向）に沿って順次転送される。裏面入射型固体撮像素子１００における、光入射面とは反対側の周辺領域には、複数の電極パッドが設けられている。
主な電極パッドは、二相の転送電圧を電荷転送電極に印加するための電極パッドＰ１Ｖ，Ｐ２Ｖ、二相の転送電圧を電荷転送電極に印加するための電極パッドＰ１Ｈ，Ｐ２Ｈ、半導体基板をグランドに接続するための電極パッドＳＳ、水平方向に転送された電荷を読み出すための電極パッドＳＧ，ＯＧ，ＯＤ，ＲＧ，ＲＤであり、出力は電極パッドＯＳから取り出すことができる。
その他の電極パッドは、仕様に応じて適宜設ければよいが、本例では、水平シフトレジスタ２０への電荷転送ゲートを機能させるための電極パッドＴＧ、テスト用信号を入力するための電極パッドＩＳＶ，ＩＳＨ、これらのテスト用信号の電荷転送ゲートを機能させるための電極パッド１Ｇ１Ｖ，１Ｇ２Ｖ，１Ｇ１Ｈ，１Ｇ２Ｈを備えている。固体撮像素子としては、ＭＯＳ型のイメージセンサの他に、ＣＣＤ（電荷結合素子）が知られている。ＣＣＤの電荷転送方式としては、フレームトランスファー方式、インターライントランスファー方式、フル・フレームトランスファー方式などが知られている。このようなＣＣＤの構造は数多く知られており、特に限定されないが、一例として、フル・フレームトランスファー方式のＣＣＤについて説明する。
図３は、裏面入射型固体撮像素子の電荷転送電極群を示す図である。
図３は、フロント側（光入射面（裏面）とは逆側）に形成された撮像領域１０と水平シフトレジスタ２０を示す図である。なお、同図は模式的な図であり、Ｘ軸方向に延びる各転送電極の形状は長方形であって、これらの間に隙間が存在するように記載されているが、実際には、これらの一部又は全部が重なっている。
撮像領域１０は、複数の垂直シフトレジスタｎ１〜ｎＮ（Ｎは２以上の整数）、すなわち垂直電荷転送用ＣＣＤが整列してなる。なお、実際の撮像領域は、撮像領域１０の中央領域であり、周辺の画素は必要に応じて遮光が行われている。換言すれば、図１に示した撮像領域１０の周辺領域には、上述の遮光物質ＳＨが設けられているが、遮光物質ＳＨの形成領域は、垂直シフトレジスタの周辺領域を被覆するよう設けてもよい。
垂直方向の画素は、各垂直ＣＣＤチャネルと各電荷転送電極ｍｋ（ｋは整数）との交差領域であり、Ｙ軸に沿って並んでおり、電荷転送電極ｍ１〜ｍＭ（Ｍは２以上の整数）のぞれぞれはＸ軸に沿って延びている。電荷転送電極ｍ１〜ｍＭには、電極パッドＰ１Ｖ，Ｐ２Ｖから二相の転送電圧が印加され、電荷転送電極ｍ１〜ｍＭ直下の半導体領域に蓄積された電荷を垂直方向（Ｙ軸負方向）に転送する。なお、各垂直シフトレジスタｎ１〜ｎＮを構成する垂直ＣＣＤチャネル（半導体電荷転送領域）の間には、このＣＣＤチャネルを流れる電荷とは反対の導電型のアイソレーション領域が形成されており、アイソレーション領域は異なる画素列からの電荷の相互混合を抑制している。
垂直方向の電荷転送の最終位置には転送ゲート電極ｍＴが設けられており、電極パッドＴＧからの電圧に依存して、撮像領域１０から転送ゲート電極ｍＴの直下のポテンシャルを経て水平シフトレジスタ２０内に電荷が流れ込むことになる。水平シフトレジスタ２０は、水平方向（Ｘ軸正方向）に電荷を転送する水平電荷転送用ＣＣＤがＸ軸に沿って整列したものであり、Ｘ軸方向に延びた半導体電荷転送領域ＨＳＲの上に、電荷転送電極ｈ１〜ｈＫ（Ｋは２以上の整数）が設けられ、これらの電荷転送電極がＸ軸方向に沿って並んでいる。
電荷転送電極ｈ１〜ｈＫには、電極パッドＰ１Ｈ，Ｐ２Ｈから二相の転送電圧が印加され、電荷転送電極ｈ１〜ｈＫの直下の半導体領域に蓄積された電荷を水平方向（Ｘ軸方向）に転送する。Ｘ軸の電荷転送の最終位置には、電荷読出回路が設けられている。電荷読出回路は、電極パッドＳＧに接続された水平シフトレジスタの終端に位置する信号ゲート領域を備えている。この信号ゲート領域の隣には、ＭＯＳ−ＦＥＴ構造のトランジスタＱ１を介してフローティング・ディフュージョン領域ＦＤが設けられている。フローティング・ディフュージョン領域ＦＤは、リセットトランジスタＱ２を介してリセットドレイン電極パッドＲＤに接続され、また、出力トランジスタＱ３のゲート電極に接続されている。出力トランジスタＱ３の一方の端子は、オーバーフロードレイン電極パッドＯＤに接続され、他方は出力端子ＯＳを構成している。出力端子ＯＳには、負荷抵抗Ｒが接続される。トランジスタＱ２のゲート電極にはリセットゲート電極パッドＲＧが接続されている。
電極パッドＯＧ，ＯＤ，ＲＤには終始適当なハイレベルの電位が印加される。信号読み出し時においては、電極パッドＳＧ及び電極パッドＲＧをハイレベルとし、フローティング・ディフュージョン領域ＦＤの電位をリセット用の電極パッドＲＤのリセット電位とした後、電極パッドＲＧをローレベルとすることで、出力信号がフローティングレベルとなる。次に、電極パッドＳＧをローレベルとすることで、信号ゲート領域に一時的に蓄積されていた信号電荷が、フローティング・ディフュージョン領域ＦＤ内に流れ込み、電極パッドＯＳから取り出される出力信号が蓄積電荷量に応じた信号レベルとなる。
残りの構成は、テスト動作を行うためのものであり、電極パッドＩＳＶ，ＩＳＨからテスト信号を入力し、電極パッドＩＧ１Ｖ，ＩＧ２Ｖ，ＩＧ１Ｈ，ＩＧ２Ｈに、適当な電位を与えて、テスト動作を行う。電極パッドＩＳＶは、半導体基板に電気的に接続された電極ｍＶに接続され、電極パッドＩＧ１Ｖ，ＩＧ２Ｖは、ＣＣＤチャネル上に絶縁膜を介して設けられたゲート電極ｍＧ１，ｍＧ２に接続されている。これらに適当な信号を入力して、正常である場合とは異なる出力が得られた場合には、異常であると判定する。
なお、図３における各ＣＣＤチャネルｎＮと数本の転送電極ｍＭとの交差領域が、各画素を構成している。
図４は、図１に示した裏面入射型固体撮像素子のＡ−Ａ矢印縦断面図である。
この裏面入射型固体撮像素子は、光入射面ＩＮを有する半導体基板４（＝４Ａ、４Ｃ、４Ｄ）と、半導体基板４の光入射面ＩＮとは反対側の面に設けられた第１の電荷転送電極群ｍ１〜ｍＭ（垂直シフトレジスタｎ１〜ｎＮ）と、第１の電荷転送電極群ｍ１〜ｍＭ（垂直シフトレジスタｎ１〜ｎＮ）により転送された電荷を更に水平方向に転送する第２の電荷転送電極群ｈ１〜ｈＫ（水平シフトレジスタ２０）とを備えている。
第１の電荷転送電極群ｍ１〜ｍＭは、撮像領域１０内に配置され、第２の電荷転送電極群ｈ１〜ｈＫは、撮像領域１０の周辺領域内に配置され、周辺領域に対応する半導体基板４の光入射面ＩＮはエッチングされ、エッチングされた領域ＤＰ内に無機の遮光物質ＳＨが充填されている。本例のエッチングされた領域ＤＰは、凹部である。この凹部の形成領域は、図１に示したように、撮像領域１０の周囲を囲む遮光物質ＳＨが配置される領域であり、平面視においては、撮像領域１０の周囲を矩形環状に囲んでいる。遮光物質ＳＨの直下には、水平シフトレジスタ２０が配置されており、水平シフトレジスタ２０は、入射光Ｌから保護されている。
入射光Ｌは、半導体基板４の裏面（光入射面）から入射する。裏面入射型固体撮像素子の画素は、基板のフロント側から順番に、保護膜１、電荷転送電極２（各電荷転送電極ｍ１〜ｍＭ：図３）、絶縁層３、Ｓｉからなる半導体基板４、反射防止膜５を備えている。半導体基板４は、Ｐ型半導体基板４Ｃと、Ｐ型半導体基板４Ｃ上に形成されたＮ型半導体領域（層）４Ａと、Ｐ型半導体基板４Ｃの裏面側に形成されたアキュムレーション層４Ｄと、を備えており、隣接するＣＣＤチャネルの間には、図示しないアイソレーション領域が形成され、隣接するＣＣＤチャネル間の電荷の混合を抑制している。
Ｐ型半導体基板４ＣとＮ型半導体領域４Ａとは接触してＰＮ接合を形成しており、埋め込みチャネル型ＣＣＤが構成されている。なお、Ｎ型半導体領域４Ａ（ＰＮ接合）は省略することもでき、この場合には、当該ＣＣＤは表面チャネル型ＣＣＤとして機能する。
本例では、保護膜１は、ＢＰＳＧ（Boro-Phospho SilicateGlass）からなり、電荷転送電極２（各電荷転送電極ｍ１〜ｍＭ）はポリシリコンからなり、絶縁層３はＳｉＯ２からなり、ＣＣＤチャネル間のアイソレーション領域及びアキュムレーション層４Ｄは、共に高濃度のＰ型不純物が添加されたＳｉからなる。なお、画素においては、半導体における導電型は、Ｐ型とＮ型（第１導電型・第２導電型）を入れ替えても機能する。高濃度とは不純物濃度がＰ型半導体基板４Ｃの不純物濃度よりも高いことを意味し、好適には１×１０１９／ｃｍ３以上の濃度である。
この裏面入射型固体撮像素子によれば、光入射面ＩＮとは反対側に第１の電荷転送電極群ｍ１〜ｍＭ（垂直シフトレジスタｎ１〜ｎＮ）が設けられているため、これらの電極群に阻害されることなく、光入射に応答して撮像領域内で電荷が発生するため、高感度な撮像を行うことができる。第１の電荷転送電極群ｍ１〜ｍＭによって転送された電荷は、第２の電荷転送電極群ｈｋ（ｋは２以上の整数）によって水平方向に読み出され、出力される。撮像領域の周辺領域内に光が入射すると、不要なノイズとなってしまう。この裏面入射型固体撮像素子では、周辺領域に対応する半導体基板の光入射面はエッチングされ、エッチングされた領域ＤＰ内に遮光物質ＳＨが充填されている。したがって、周辺領域内の光入射によるノイズ発生は抑制される。また、遮光物質ＳＨは、無機化合物であるため、真空環境下における遮光物質の蒸気圧は、有機化合物よりも低く、ガスの発生が抑制される。
上記構造の裏面入射型固体撮像素子の製造方法について説明する。
図５は、図４に示した構造の裏面入射型固体撮像素子の製造方法を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
まず、図５（Ａ）に示すように、Ｐ型半導体基板４Ｃを用意するが、Ｐ型半導体基板４Ｃは化学機械研磨により、適当な時期に、２００μｍ以下の厚みに薄膜化される。本例では、５０μｍとする。半導体基板を、残りの要素の形成前に、薄膜化する場合には、ガラスブロック等の支持基板上に、半導体基板の裏面を貼り付け、フロント側（−Ｚ軸方向側）の表面の処理加工を行い、しかる後、支持基板を裏面から剥がしつつ、フロント側の表面にガラスブロック等の別の支持基板を貼り付け、裏面側の要素の処理加工を行う。
半導体基板を、フロント側の要素の形成後に、薄膜化する場合には、フロント側の要素の形成後に、フロント側の表面にガラスブロック等の支持基板を貼り付け、裏面の要素の加工を行う。
半導体基板が最初に薄膜化されている場合、画素に相当する領域にマスクをパターニング形成し、フロント側の基板表面にイオン注入法又は拡散法を用いて、Ｐ型不純物を添加してＣＣＤ間のアイソレーション領域を形成し、しかる後、熱酸化を行うことで、半導体基板の４Ｃのフロント側の表面、又は、アイソレーション領域上に絶縁層３を形成する。アイソレーション領域上にのみ絶縁層３を形成した場合には、マスクを除去した後、更に熱酸化を行うと、ＳｉＯ２からなる絶縁層３は半導体基板４の残りの表面上にもシリコンの光検出面上にも形成される。
この絶縁層３を介して半導体基板内部にＮ型の不純物をイオン注入し、絶縁層３の直下領域にＮ型半導体領域４Ａを形成する。当初の半導体基板は、Ｐ型半導体基板４Ｃであるため、これらの間にＰＮ接合が形成される。次に絶縁層３上にＡｌなどの金属又はポリシリコンからなる電荷転送電極２を形成し、その上にＢＰＳＧからなる保護膜１を形成する。
次に、半導体基板４の裏面側に、高濃度のＰ型不純物を添加してアキュムレーション層４Ｄを形成し、続いて、アキュムレーション層４Ｄ上に反射防止膜５を形成する。反射防止膜５は、誘電体多層膜からなり、例えばＳｉ及びＧｅの酸化物を積層してなる。積層には、スパッタ法やＣＶＤ法を用いることができる。以上の工程により、上述の裏面入射型固体撮像素子は完成するが、実際には、隣接する電荷転送電極２（各電荷転送電極ｍ１〜ｍＭ）が重複している構造であるため、下層の電荷転送電極２（各電荷転送電極ｍ１〜ｍＭのうちの例えば奇数番目のもの）の形成後、ＳｉＯ２からなりスペーサとなる絶縁層を当初の絶縁層３に連続するように形成し、このスペーサを介して、上層の電荷転送電極２（各電荷転送電極ｍ１〜ｍＭのうちの例えば偶数番目のもの）を形成する。
次に、図５（Ｂ）に示すように、エッチングされる領域ＤＰを形成する。エッチングされる領域ＤＰを形成するには、その周囲の領域にマスクをパターニングしておき、マスクの開口内をエッチングする。
裏面側には、反射防止膜５及びアキュムレーション層４Ｄが形成されている。反射防止膜５がＳｉＯ２及びＧｅＯ２の積層体である場合には、エッチング液は例えばフッ酸水溶液を用いることができる。アキュムレーション層４Ｄは半導体基板４Ｃと同じ材料なので、Ｓｉであれば、フッ酸水溶液を用いることができる。また、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法や、アルゴンスパッタなどを用いたドライエッチングも可能である。Ｓｉ半導体基板の場合のエッチング液としては、ウエットエッチングを行う場合は、ＫＯＨ（水酸化カリウム）又はＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等をエッチング液として用いることができる。
このエッチングの深さｔｅは、数μｍ〜数十μｍに設定される。特に、遮光物質ＳＨとして、カーボンブラックを用いた場合には、十分な遮光性を得るためには、ｔｅ＝２〜３μｍ以上が好ましいが、エッチングされた残余の厚みｔｒは、表面側のＮ型半導体層４Ａを除いたＰ型半導体基板４Ｃの厚みｔｔ＝５０μｍである場合には、ｔｔ−ｔｅ＝ｔｒ＝４８μｍ以上に設定される。
最後に、図５（Ｃ）に示すように、エッチングされた領域ＤＰ内に遮光物質ＳＨを充填する。遮光物質は、無機化合物からなる。
無機化合物とは、有機化合物ではなく、金属ではないため、光沢をもたない物質である。したがって、ガス発生が抑制されるだけでなく、金属に比べて反射率が低いため、反射された光が露光装置内の迷光として新たなノイズとなるのを抑制することができる。
無機化合物としては、黒色カーボン、黒色セラミック、又は、黒色酸化金属を用いることができる。また、無機化合物として、シリカビーズなどの遮光効果のある形状の無機化合物を用いることもできる。
黒色カーボンとしては、親水性カーボンブラック、疎水性カーボンブラック又はカーボンナノチューブ等を用いることができる。黒色セラミックとしては、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｍｎ−Ｆｅ等を用いることができる。黒色酸化金属としては、黒色酸化鉄、酸化チタン、その他の酸化金属系顔料（鉱物顔料）を用いることができる。また、溶質が親水性材料の場合には、溶媒は水を主成分とすることができ、疎水性材料の場合は油、シンナー、アルコールなどを用いることができる。
一例としては、親水性カーボンブラックを水に溶かしたものを、凹部を構成する領域ＤＰ内に充填した後、これを乾燥させて、固化させ、遮光物質ＳＨを形成する。乾燥時に溶媒は蒸発する。
なお、カーボンブラックのバインダーとして、ポリプロピレンやポリエチレンなどの樹脂を用いたものを遮光物質ＳＨとしてもよい。この場合、バインダーをアセトン等の有機溶媒中に溶解し、これにカーボンブラックを混ぜたものを領域ＤＰ内に充填した後、乾燥させて固化させ、遮光物質ＳＨを形成する。
遮光物質ＳＨのＺ軸方向の厚みは、エッチングされた領域ＤＰの深さｔｅ以下である。遮光性の観点からは、遮光物質ＳＨの厚みは、上述のエッチングされた領域ＤＰの深さｔｅと同一の条件を満たす。
なお、凹部内における遮光物質ＳＨ、アキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５の位置関係は、図１０〜図１４のように、変更することができる。
なお、上述の半導体基板４の厚みは、撮像領域１０及び周辺領域、共に、２００μｍ以下である。半導体基板４の全体が２００μｍ以下になるまで研磨することで、撮像領域では、入射光がフロント側の表面に容易に到達し、また、周辺領域も薄いため、周辺領域を厚くした場合と比較して、撮像領域１０を広く設計することができるという利点がある。
無機の遮光物質ＳＨは、溶媒にカーボンブラックを溶解した溶液から溶媒を蒸発させたものである。溶媒を蒸発させると、カーボンブラックが残り、上記エッチングされた領域には、カーボンブラックが固着することになる。
以上、説明したように、上述の製造方法は、エッチングを行う工程と、無機の遮光物質ＳＨを充填する工程とを備え、遮光物質ＳＨを充填する工程は、溶媒中に溶解した無機の遮光物質ＳＨを、エッチングされた領域ＤＰ内に充填する工程と、溶媒を蒸発させる工程とを備えている。
無機物質は溶媒内に溶解されているので、エッチングされた領域ＤＰに容易に入り込むことができ、作業工程が楽になる。
また、このエッチングを行う工程は、本例では、第１の深さの第１凹部（領域ＤＰ）を半導体基板４の光入射面ＩＮの上述の周辺領域（撮像領域の周辺領域であって、特に、水平シフトレジスタの形成された領域）に形成する第１エッチング工程を備えている。
図６は、第２の実施形態に係る裏面入射型固体撮像素子の製造方法を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
この製造方法は、図５に示した方法と比較して、エッチングされる領域ＤＰの形成方法のみが異なる。すなわち、本方法は、第１凹部（ＤＰ１）を、上記第１エッチング工程によって形成する工程に加えて、第２の深さの第２凹部ＤＰ２を半導体基板の光入射面ＩＮの周辺領域（第１凹部ＤＰ１の外側の領域）に形成する第２エッチング工程とを備えている。
この製造方法では、前述の方法と同様に、まず、裏面入射型固体撮像素子を形成し（図６（Ａ））、次に、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ１，ＤＰ２）を形成し（図６（Ｂ））、最後に、当該領域（ＤＰ１，ＤＰ２）内に遮光物質を充填する（図６（Ｃ））。エッチング液の材料などは上述のものと同一でよい。
また、第１凹部ＤＰ１と第２凹部ＤＰ２とは連続しており、且つ、深さが異なる。本例では、第２凹部ＤＰ２は、第１凹部ＤＰ１よりも深く設定されている。深い方の第２凹部ＤＰ２には、遮光物質ＳＨの液を溜めるリザーバとして機能し、第１凹部ＤＰ１における遮光物質ＳＨの厚みの制御が容易となる。
図７は、第３の実施形態に係る裏面入射型固体撮像素子の製造方法を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
この製造方法では、前述の方法と同様に、まず、裏面入射型固体撮像素子を形成し（図７（Ａ））、次に、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ）を形成し（図７（Ｂ））、最後に、当該領域（ＤＰ）内に遮光物質ＳＨを充填する（図７（Ｃ））。エッチング液の材料などは上述のものと同一でよい。
ここで、エッチングする領域ＤＰは、連続的に深さが異なる点のみが、図６に示したものと異なる。すなわち、基板の外縁に向かうほど、凹部の深さが大きくなっている。この場合のエッチングは、上述の第１凹部と第２凹部と同様に、第１〜第Ｎ番目の凹部（Ｎは３以上）を設定し、複数の工程に分けて、隣接する凹部を形成していき、最後に、全体の凹部群を包括するようにエッチングを行うことで、斜面を有する凹部を形成することができる。
図８は、第４の実施形態に係る裏面入射型固体撮像素子の製造方法を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
この製造方法も、前述の方法と同様に、まず、裏面入射型固体撮像素子を形成し（図８（Ａ））、次に、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ３、ＤＰ４）を形成し（図８（Ｂ））、最後に、当該領域（ＤＰ３、ＤＰ４）内に遮光物質ＳＨを充填する（図８（Ｃ））。エッチング液の材料などは上述のものと同一でよい。
ここで、エッチングする領域は、深さが同一であり、離間しており、遮光物質ＳＨがエッチングにより形成された凹部間の領域上に存在する点のみが、図６に示したものと異なる。
すなわち、図８（Ｂ）のエッチングを行う工程は、同じ深さで、離間した第１凹部ＤＰ３及び第２凹部ＤＰ４を、半導体基板４の光入射面ＩＮの前記周辺領域に形成する工程を備えている。
また、図８（Ｃ）に示す遮光物質ＳＨを充填する工程は、第１凹部ＤＰ３内及び第２凹部ＤＰ３内に遮光物質ＳＨを充填し、この充填の際に、第１凹部ＤＰ３の開口端から第２凹部ＤＰ３の開口端に至るまでの領域上にも、遮光物質ＳＨが塗布される。
なお、凹部の数は２個以上でもよく、この場合は、遮光物質ＳＨは半導体基板にしっかりと固定することができる。また、遮光物質ＳＨは第１凹部ＤＰ３から第２凹部ＤＰ４に至るまでの領域上にも存在する。この領域は、凹部内よりも単位面積当たりの遮光物質の量が少なくて良いという効果がある。
また、凹部ＤＰ３と凹部ＤＰ４は同時に形成することができ、Ｚ軸方向から見た場合において、矩形環状を構成することができる。この場合、凹部ＤＰ３と凹部ＤＰ４は縦断面図においては離間しているものの、平面視においては連続している。矩形環状の凹部の中央の領域の直下に、第２の電荷転送電極群が位置するので、当該中央の領域上に遮光物質を塗布すれば、周辺を囲む凹部がリザーバとしてのバッファとして機能し、矩形環状の凹部の外側に溶液が漏れ出さないという効果がある。また、凹部ＤＰ３と凹部ＤＰ４は、浅い傾斜角で横方向から第２の電荷転送電極群に向けて入射しようとする光も遮光することができる。
図９は、第５の実施形態に係る裏面入射型固体撮像素子の製造方法を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
この製造方法も、前述の方法と同様に、まず、裏面入射型固体撮像素子を形成し（図９（Ａ））、次に、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ１、ＤＰ５、ＤＮ）を形成し（図９（Ｂ））、最後に、当該領域（ＤＰ１、ＤＰ５、ＤＮ）内に遮光物質ＳＨを充填し（図９（Ｃ））、更に、基板外縁の近傍の余分な部分を切断線ＣＵＴに沿って切断する。エッチング液の材料などは上述のものと同一でよい。
ここで、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ１、ＤＰ５、ＤＮ）の形成工程と、その後の切断工程のみが、図６に示したものと異なる。
本方法は、まず、第１凹部（ＤＰ１）を、第１エッチング工程によって形成する工程に加えて、第１凹部（ＤＰ１）に連続する、第２の深さの第２凹部ＤＰ５を半導体基板の光入射面ＩＮの周辺領域（第１凹部ＤＰ１の外側の領域）に形成する第２エッチング工程とを備えている。ただし、第２凹部ＤＰ５の底面は、基板外縁の側面まで延びており、基板側面との間に段差を構成している。また、第１凹部ＤＰ１と第２凹部ＤＰ５は段差を介して連続しており、且つ、外側の第２凹部ＤＰ５の方が深い。ここで、遮光物質の堰き止め用の矩形環状ブロックＢＬを、半導体基板を囲むように配置する。これにより、半導体基板の側面と、矩形環状ブロックＢＬとの隙間に凹部ＤＮが形成される。
深い方の第２凹部ＤＰ２及び隙間の凹部ＤＮには、遮光物質ＳＨの液を溜めるリザーバとして機能し、第１凹部ＤＰ１における遮光物質ＳＨの厚みの制御が、更に容易となる。遮光物質ＳＨを充填した後は、これを乾燥・固化させて、切断線ＣＵＴに沿って、基板の一部分を切断することができる。切断線ＣＵＴは、ＸＹ平面内において、基板の４つの側面に平行に延びた長方形を形成している。この切断により、隙間の凹部ＤＮに充填された不要な遮光物質部分を除去することができるが、切断しないで、環状矩形ブロックＢＬを残したままで、使用することも可能である。
以上説明したように、上述の裏面入射型固体撮像素子においては、撮像領域１０内には、第１の電荷転送電極群（垂直シフトレジスタ）があり、撮像領域１０の周辺領域内には、第２の電荷転送電極群（水平シフトレジスタ）があり、周辺領域に対応する半導体基板４の光入射面ＩＮはエッチングされており、エッチングされた領域内に無機の遮光物質ＳＨが充填されている。無機の遮光物質は、真空環境下において、蒸発して気化する量が極めて少なく、気化したガスによる撮像への影響が少ないため、この裏面入射型固体撮像素子は、真空環境下において低ノイズで撮像することが可能である。
図１０は、図５に示した裏面入射型固体撮像素子の変形例を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
図５に示した例の場合、エッチングされた領域ＤＰ（凹部）内には、アキュムレーション層及び反射防止膜５が形成されていない。この構造の場合、凹部の内壁面において発生したノイズキャリアが、水平シフトレジスタによって転送される信号キャリアに混入したり、クロストークが発生する虞がある。図１０に示した変形例では、エッチングされた領域ＤＰ内に、アキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成し、凹部内の反射防止膜５の上に遮光物質ＳＨを充填することとした。この構造の場合、図５に示したものとは製造方法が若干異なる。
すなわち、まず、図１０（Ａ）に示すように、Ｐ型半導体基板４Ｃを用意するが、Ｐ型半導体基板４Ｃは化学機械研磨により、適当な時期に、２００μｍ以下の厚みに薄膜化される。本例では、５０μｍとする。半導体基板を、残りの要素の形成前に、薄膜化する場合には、ガラスブロック等の支持基板上に、半導体基板の裏面を貼り付け、フロント側（−Ｚ軸方向側）の表面の処理加工を行い、しかる後、支持基板を裏面から剥がしつつ、フロント側の表面にガラスブロック等の別の支持基板を貼り付け、裏面側の要素の処理加工を行う。
半導体基板を、フロント側の要素の形成後に、薄膜化する場合には、フロント側の要素の形成後に、フロント側の表面にガラスブロック等の支持基板を貼り付け、裏面の要素の加工を行う。
半導体基板が最初に薄膜化されている場合、画素に相当する領域にマスクをパターニング形成し、フロント側の基板表面にイオン注入法又は拡散法を用いて、Ｐ型不純物を添加してＣＣＤ間のアイソレーション領域を形成し、しかる後、熱酸化を行うことで、半導体基板の４Ｃのフロント側の表面、又は、アイソレーション領域上に絶縁層３を形成する。アイソレーション領域上にのみ絶縁層３を形成した場合には、マスクを除去した後、更に熱酸化を行うと、ＳｉＯ２からなる絶縁層３は半導体基板４の残りの表面上にもシリコンの光検出面上にも形成される。
この絶縁層３を介して半導体基板内部にＮ型の不純物をイオン注入し、絶縁層３の直下領域にＮ型半導体領域４Ａを形成する。当初の半導体基板は、Ｐ型半導体基板４Ｃであるため、これらの間にＰＮ接合が形成される。次に絶縁層３上にＡｌなどの金属又はポリシリコンからなる電荷転送電極２を形成し、その上にＢＰＳＧからなる保護膜１を形成する。
次に、図１０（Ｂ）に示すように、エッチングされる領域ＤＰ（凹部）を形成する。エッチングされる領域ＤＰを形成するには、その周囲の領域にマスクをパターニングしておき、マスクの開口内をエッチングする。半導体基板はＳｉであるので、ウエットエッチングを行う場合は、ＫＯＨ（水酸化カリウム）又はＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等をエッチング液として用いることができる。その他、アルゴンスパッタや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法などのドライエッチング法も用いることができる。
このエッチングの深さｔｅは、数μｍ〜数十μｍに設定される。特に、遮光物質ＳＨとして、カーボンブラックを用いた場合には、十分な遮光性を得るためには、ｔｅ＝２〜３μｍ以上が好ましいが、エッチングされた残余の厚みｔｒは、表面側のＮ型半導体層４Ａを除いたＰ型半導体基板４Ｃの厚みｔｔ＝５０μｍである場合には、ｔｔ−ｔｅ＝ｔｒ＝４８μｍ以上に設定される。
次に、図１０（Ｃ）に示すように、半導体基板４の裏面側に、高濃度のＰ型不純物を添加してアキュムレーション層４Ｄを形成し、続いて、アキュムレーション層４Ｄ上に反射防止膜５（ＳｉＯ２及びＧｅＯ２の積層体：スパッタ法で形成）を形成し、上述の方法と同様に、凹部内に遮光物質ＳＨ（無機化合物）を充填する。反射防止膜５は、誘電体多層膜からなり、例えばＳｉ及びＧｅの酸化物を積層してなる。アキュムレーション層４Ｄは、高濃度（１×１０１９／ｃｍ３以上）のＰ型不純物（例：ボロン）が添加されたＳｉからなる。
不純物の添加法には、イオン注入法と拡散法がある。イオン注入法を用いた場合、凹部の側壁には不純物が添加されにくいため、拡散法を用いることが好ましい。ボロンドープには、ＢＦ３、ＢＣｌ３、Ｂ２Ｈ６などのドーパンドソースを用いることができる。ドーパントガスをＮ２で希釈して、酸素と共に、真空容器内に導入し、基板を６００℃で加熱すると、表面に酸化物薄膜が堆積される。例えば、酸素ガス中で９５０℃、３０分間の加熱を行うと、体積した薄膜中のドーパントがＳｉ基板中に拡散し、アキュムレーション層が形成される。
アキュムレーション層４Ｄは、反射防止膜５の形成前に、形成することができるが、反射防止膜５の形成後に形成することも可能である。すなわち、反射防止膜５を介して、Ｓｉ基板内に不純物を添加することもできる。
無機の遮光物質ＳＨは、溶媒にカーボンブラックを溶解した溶液から溶媒を蒸発させたものである。溶媒を蒸発させると、カーボンブラックが残り、上記エッチングされた領域ＤＰには、反射防止膜上に、カーボンブラックが固着することになる。
以上の工程により、上述の裏面入射型固体撮像素子は完成するが、実際には、隣接する電荷転送電極２（各電荷転送電極ｍ１〜ｍＭ）が重複している構造であるため、下層の電荷転送電極２（各電荷転送電極ｍ１〜ｍＭのうちの例えば奇数番目のもの）の形成後、ＳｉＯ２からなりスペーサとなる絶縁層を当初の絶縁層３に連続するように形成し、このスペーサを介して、上層の電荷転送電極２（各電荷転送電極ｍ１〜ｍＭのうちの例えば偶数番目のもの）を形成する。
遮光物質ＳＨ及び半導体基板のＺ軸方向の厚み等は、図５の場合と同一である。
図１１は、図６に示した裏面入射型固体撮像素子の変形例を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
図６に示した例の場合、エッチングされた領域ＤＰ（凹部）内には、アキュムレーション層及び反射防止膜５が形成されていないが、図１１の構造の場合、凹部の内壁面においてアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成し、凹部内の反射防止膜５の上に遮光物質ＳＨを充填することとした。これにより、凹部の底面や側面において発生したノイズキャリアが、水平シフトレジスタによって転送される信号キャリアに混入したり、クロストークが発生する虞が減少する。
この製造方法は、図１０に示した方法と比較して、エッチングされる領域ＤＰの形成方法のみが異なる。すなわち、本方法は、第１凹部（ＤＰ１）を、上記第１エッチング工程によって形成する工程に加えて、第２の深さの第２凹部ＤＰ２を半導体基板の光入射面ＩＮの周辺領域（第１凹部ＤＰ１の外側の領域）に形成する第２エッチング工程とを備えている。
この製造方法では、前述の方法と同様に、まず、裏面入射型固体撮像素子を形成し（図１１（Ａ））、次に、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ１，ＤＰ２）を形成し（図１１（Ｂ））、当該領域（ＤＰ１，ＤＰ２）内及び半導体基板４Ｃの裏面全体に、アキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成し後、最後に、凹部内に遮光物質を充填する（図１１（Ｃ））。エッチング液の材料などは上述のものと同一でよい。
また、第１凹部ＤＰ１と第２凹部ＤＰ２とは連続しており、且つ、深さが異なる。本例では、第２凹部ＤＰ２は、第１凹部ＤＰ１よりも深く設定されている。深い方の第２凹部ＤＰ２には、遮光物質ＳＨの液を溜めるリザーバとして機能し、第１凹部ＤＰ１における遮光物質ＳＨの厚みの制御が容易となる。
図１２は、図７に示した裏面入射型固体撮像素子の変形例を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
図７に示した例と比較して、図１２（Ｃ）に示すように、凹部ＤＰの内壁面及び裏面全体においてアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成した後に、凹部内の反射防止膜５の上に遮光物質ＳＨを充填する点が異なる。この製造方法では、前述の方法と同様に、まず、裏面入射型固体撮像素子を形成し（図１２（Ａ））、次に、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ）を形成し（図１２（Ｂ））、最後に、当該領域（ＤＰ）内に遮光物質ＳＨを充填する（図１２（Ｃ））。エッチング液の材料などは上述のものと同一でよい。
ここで、エッチングする領域ＤＰは、連続的に深さが異なる点のみが、図１１に示したものと異なる。すなわち、基板の外縁に向かうほど、凹部の深さが大きくなっている。この場合のエッチングは、上述の第１凹部と第２凹部と同様に、第１〜第Ｎ番目の凹部（Ｎは３以上）を設定し、複数の工程に分けて、隣接する凹部を形成していき、最後に、全体の凹部群を包括するようにエッチングを行うことで、斜面を有する凹部を形成することができる。
図１３は、図８に示した裏面入射型固体撮像素子の変形例を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
図８に示した例と比較して、図１３（Ｃ）に示すように、凹部の内壁面及び裏面全体においてアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成した後に、凹部内の反射防止膜５の上に遮光物質ＳＨを充填する点が異なる。その他の工程は、図８に示したものと同一である。
図８に示した例と比較して、図１３（Ｃ）に示すように、凹部の内壁面及び裏面全体においてアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成した後に、凹部内の反射防止膜５の上に遮光物質ＳＨを充填する点が異なる。その他の工程は、図８に示したものと同一である。
この製造方法も、前述の方法と同様に、まず、裏面入射型固体撮像素子を形成し（図１３（Ａ））、次に、エッチングを行うことで、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ３、ＤＰ４）を形成し（図１３（Ｂ））、最後に、当該領域（ＤＰ３、ＤＰ４）の内壁面及び裏面全体においてアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成した後に、遮光物質ＳＨを充填する（図１３（Ｃ））。エッチング液の材料やアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５の材料及び製法などは、図１０の場合と同一でよい。
図１４は、図９に示した裏面入射型固体撮像素子の変形例を説明するための裏面入射型固体撮像素子の縦断面図である。
図９に示した例と比較して、図１４（Ｃ）に示すように、凹部の内壁面及び裏面全体においてアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成した後に、凹部内の反射防止膜５の上に遮光物質ＳＨを充填する点が異なる。その他の工程は、図９に示したものと同一である。
この製造方法も、前述の方法と同様に、まず、裏面入射型固体撮像素子を形成し（図１４（Ａ））、次に、エッチングを行うことで、遮光物質を充填するための領域（ＤＰ１、ＤＰ５）を形成し（図１４（Ｂ））、最後に、当該領域（ＤＰ１、ＤＰ５）の内壁面及び裏面全体においてアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５を形成した後に、遮光物質ＳＨを充填する（図１４（Ｃ））。エッチング液の材料やアキュムレーション層４Ｄ及び反射防止膜５の材料及び製法などは、図１０の場合と同一でよい。
以上、図１０〜図１４に示した裏面入射型固体撮像素子においては、エッチングされた領域の表面に、半導体基板４Ｃよりも高不純物濃度のアキュムレーション層４Ｄを備えており、アキュムレーション層４Ｄにより、上記エッチングされた領域の近傍で発生するノイズが、第２の電荷転送電極群の直下を流れる信号電荷への混入を抑制することができる。
４…半導体基板、ＩＮ…光入射面、ｍ１〜ｍＭ…第１の電荷転送電極群、ｈ１〜ｈＫ…第２の電荷転送電極群。
Claims (7)
- 光入射面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記光入射面とは反対側の面に設けられた第１の電荷転送電極群と、
前記第１の電荷転送電極群により転送された電荷を更に水平方向に転送する第２の電荷転送電極群と、
を備え、
前記第１の電荷転送電極群は、撮像領域内に配置され、
前記第２の電荷転送電極群は、前記撮像領域の周辺領域内に配置され、
前記周辺領域に対応する前記半導体基板の前記光入射面はエッチングされ、エッチングされた領域内に無機の遮光物質が充填されている、
ことを特徴とする裏面入射型固体撮像素子。 - 前記半導体基板の厚みは、前記撮像領域及び前記周辺領域、共に、２００μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の裏面入射型固体撮像素子。 - 前記無機の遮光物質は、溶媒にカーボンブラックを溶解した溶液から、溶媒を蒸発させたものである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の裏面入射型固体撮像素子。 - 前記エッチングされた領域の表面に、前記半導体基板よりも高不純物濃度のアキュムレーション層を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の裏面入射型固体撮像素子。
- 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の裏面入射型固体撮像素子を製造する方法において、
前記エッチングを行う工程と、
前記無機の遮光物質を充填する工程と、
を備え、
前記遮光物質を充填する工程は、
溶媒中に溶解した無機の遮光物質を、前記エッチングされた領域内に充填する工程と、
前記溶媒を蒸発させる工程と、
を備える、
ことを特徴とする裏面入射型固体撮像素子の製造方法。 - 前記エッチングを行う工程は、
第１の深さの第１凹部を前記半導体基板の前記光入射面の前記周辺領域に形成する第１エッチング工程と、
第２の深さの第２凹部を前記半導体基板の前記光入射面の前記周辺領域に形成する第２エッチング工程と、
を備え、
前記第１凹部と前記第２凹部とは連続し、且つ、深さが異なる、
ことを特徴とする請求項５に記載の裏面入射型固体撮像素子の製造方法。 - 前記エッチングを行う工程は、
同じ深さで、離間した第１凹部及び第２凹部を、前記半導体基板の前記光入射面の前記周辺領域に形成する工程を備え、
前記遮光物質を充填する工程は、
前記第１凹部内及び前記第２凹部内に前記遮光物質を充填し、この充填の際に、前記第１凹部の開口端から前記第２凹部の開口端に至るまでの領域上にも、前記遮光物質が塗布される、
ことを特徴とする請求項５に記載の裏面入射型固体撮像素子の製造方法。
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