用需要的像素晶体管。
[0053]如图1所示，摄像元件IA包括位于构成受光部10的半导体基板11的前面(表面S2)侧的配线层20和支撑基板41。在配线层20中，设置有多条配线21并且在配线21之间设置有层间绝缘膜22。在背面(光入射面；受光面SI)侧，设置有包含片上透镜35等的聚光部30。
[0054]受光部10由半导体基板11和保护膜17构成。在半导体基板11中，例如，嵌入有PD 12。PD 12具有将入射光转换为电子的功能(光电转换功能)。保护膜17设置在半导体基板11的背面。
[0055]半导体基板11例如由P型硅(Si)构成，并且在受光面SI侧在像素P之间设置有像素分离沟槽11A。像素分离沟槽IIA在半导体基板11的厚度方向上(在Z方向上)延伸。如图3A所示，像素分离沟槽IlA是以围绕像素P的格子形状设置的。像素分离沟槽IlA被布置为与后面所述的FD (浮动扩散)13或源极/漏极区域21E至21H重叠。像素分离沟槽IlA可以具有足够抑制串扰的深度(高度(h))，S卩，在FD 13或源极/漏极区域21E至21H的厚度等于或小于Ium的情况下，优选0.25um至5um (包括两端值)。像素分离沟槽IIA可以具有足够抑制串扰的宽度(W)，即，10nm至500nm(包括两端值)。
[0056]靠近半导体基板11的前面(表面S2),设置有传输晶体管Trl (参照图3A和图SB)。传输晶体管Trl被构造为用来将H) 12中产生的信号电荷传输至垂直信号线Lsig (参照图7)。传输晶体管Trl的栅极电极TGl包含在例如配线层20中。信号电荷可以是通过光电转换而产生的电子或空穴。本说明书对电子被读出作为信号电荷的示例情况进行说明。
[0057]靠近半导体基板11的表面S2，除了如上所述的传输晶体管Trl，例如，还设置有复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4等等。上述晶体管例如由MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)构成，且上述晶体管构成用于每个像素P的电路。每个电路可以具有例如含有传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管的三晶体管构造。可替代地，每个电路可以具有增添了选择晶体管的四晶体管构造。除了传输晶体管以外的晶体管可以被像素共用。在四个像素之间(具体地，如图3A所示，在以两行、两列排列的H) 12的中心区域处)设置有FD 13。FD 13形成在半导体基板11的表面S2附近。FD 13是通过将η型杂质以高浓度注入到形成在半导体基板11的前面侧的P-阱层Ily (参照图4的(D))中而形成的η型半导体区域。
[0058]PD 12例如是这样的η型半导体区域:该η型半导体区域是在半导体基板11 (这里是Si基板)的厚度方向(Ζ方向)上为每个像素P而形成的。PD 12是具有设置于半导体基板11的前面和背面附近的P型半导体区域的Pn结的光电二极管。应注意，半导体基板11在像素P之间设置有P型半导体区域(P型层Ilx和P-阱层lly，例如参见图4的⑶)。应注意，像素分离沟槽IlA形成在P型半导体区域内。像素分离沟槽IlA的深度(在Z方向上)例如是0.25um至5um(包括两端值)。像素分离沟槽IlA的端部不必达到形成在FD13周围的P-阱层lly，而是只要像素分离沟槽IlA设置在P型半导体区域内即可。使用设置在P型层Ilx中的像素分离沟槽IlA可以获得足够的像素间绝缘分离效果。
[0059]传输晶体管Trl由FD 13和传输栅极电极2IA构成。在H) 12与FD13之间，传输栅极电极21A作为一条配线21被设置在半导体基板11的表面S2附近的配线层20中，配线之间设置有层间绝缘膜22。
[0060]在像素晶体管中，针对每四个共用FD 13的H) 12形成有复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4。如图3A所示，像素晶体管位于由四个H) 12构成的组的一侧。
[0061]复位晶体管Tr2由一对源极/漏极区域21E和21F以及形成在源极/漏极区域21E和21F之间的复位栅极电极21B构成。放大晶体管Tr3由一对源极/漏极区域21F和21G以及形成在源极/漏极区域21F和21G之间的放大栅极电极21C构成。选择晶体管Tr4由一对源极/漏极区域21G和21H以及形成在源极/漏极区域21G和21H之间的选择栅极电极2ID构成。
[0062]复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4均具有类似于传输晶体管Trl的构造。换言之，与FD 13类似地，源极/漏极区域21E至21H均由形成在半导体基板11的P-阱层Ily中的η型高浓度杂质区域构成。
[0063]保护膜17填充在像素分离沟槽IlA中，并使半导体基板11的受光面SI平坦化。保护膜17例如由氮化硅(Si2N3)、二氧化硅(S12)和氮氧化硅(S1N)等的单层膜或层叠膜构成。保护膜17的厚度例如优选0.05um至0.30um (包括两端值)。
[0064]聚光部30设置在受光部10的受光面SI侧，并且包括光入射侧的作为光学功能层的片上透镜35。片上透镜35被布置为与各像素P的H) 12面对。在受光部10 (具体地，保护膜17)与片上透镜35之间，从受光部10侧依次层叠有平坦化膜32和滤色器34。在像素P之间的保护膜17上，设置有遮光膜33。
[0065]片上透镜35被构造用来使光能够朝向受光部10(具体地，朝向受光部10的PD 12)聚焦。片上透镜35的透镜系统被设定为根据像素P的尺寸的值，例如，0.05um至1.0Oum (包括两端值)。片上透镜35的折射率例如是1.4至2.0 (包括两端值)。透镜材料的示例包括有机材料和二氧化硅膜(S12)等等。
[0066]遮光膜33在保护膜17上设置于像素P之间例如与像素分离沟槽IlA相面对的位置处。遮光膜33被构造用来抑制邻近像素之间的由于倾入射光的串扰而导致的混色。遮光膜33的材料的示例例如包括钨(W)、铝(Al)以及铜(Cu)铝合金等。遮光膜33的厚度例如是20nm至5000nm(包括两端值)。
[0067]平坦化膜32例如由氮化硅(Si2N3)、二氧化硅(S12)和氮氧化硅(S1N)等的单层膜或层叠膜构成。
[0068]滤色器34例如是红色(R)滤色器、绿色(G)滤色器、蓝色⑶滤色器和白色(W)滤色器之一。滤色器34例如是针对每个像素P设置的。滤色器34以规则的颜色阵列(例如，以拜耳阵列)排列。通过设置滤色器34，能够获得与颜色阵列相对应的颜色受光数据。
[0069]支撑基板41位于配线层20的与半导体基板11侧相反的表面。支撑基板41被设置用于在制造过程中确保半导体基板11的强度，并且支承基板41例如由硅(Si)基板构成。
[0070]在受光区域IlOA的周围设置有周边区域110B。周边区域IlOB包括外部连接区域I1co在外部连接区域IlOC中，设置有对外连接的多个电极焊盘1B。电极焊盘IB具有这样的构造:其中，配线23在孔14中露出。配线23设置在与形成于配线层20中的配线21相同的层上。孔14设置在配线23上。在电极焊盘IB的周围，如图3B所示，设置有绝缘分离沟槽11B。
[0071]绝缘分离沟槽IlB使电极焊盘IB与半导体基板11电绝缘，并且与上述的像素分离沟槽IlA类似地，从半导体基板11的背面(受光面SI)侧设置。在本实施例中，在半导体基板11的前面(表面S2)的与绝缘分离沟槽IlB相面对的位置处设置有具有深度差的凹部11C。凹部IlC填充有绝缘膜15。凹部IlC可以具有这样的深度(在Z方向上):该深度足够通过凹部IlC和绝缘分离沟槽IlB分离半导体基板11。这使得能够抑制从电极焊盘IB向周围的半导体基板11的泄漏。应注意，凹部IlC可以具有两个或以上的深度差，或可以是没有深度差的简单挖入结构。凹部IlC的纵横比优选等于或大于0.5，以此确保构成绝缘膜15的绝缘材料的嵌入性并且以此防止未与绝缘分离沟槽IlB对准。具体地，在绝缘分离沟槽IlB的深度是5um的情况下，凹部IlC的深度等于或大于Ium且宽度等于或大于0.5um。
[0072]例如，可以如下地制造摄像器件I。
[0073](制造方法)
[0074]首先，对半导体基板11的表面S2侧实施两级蚀刻以形成凹部11C。具体地，如图4的(A)所示，在半导体基板11的表面S2的外部连接区域IlOC内，例如，通过干法蚀刻将凹部Ila形成至例如300nm的深度(h)。其后，如图4的⑶所示，在凹部Ila内再次进行蚀刻以将凹部Ilb形成至例如500nm的深度(h)。由此形成了凹部11C。其后，如图4的(C)所示，例如，通过PVD将SiN嵌入凹部IlC中以形成绝缘膜15。
[0075]接着，在半导体基板11的表面S2侧形成配线层20。具体地，如图4的(D)所示，例如，在半导体基板11的表面S2附近形成诸如传输晶体管Trl等晶体管和诸如逻辑电路等周边电路。关于半导体基板11，例如，使用Si基板。其后，通过将离子注入到半导体基板11中，形成杂质半导体区域(P型层I lx、p-阱层I Iy和构成H) 12的η型半导体区域)。更加具体地，在与各像素P相对应的位置处形成η型半导体区域(PD 12)，而在像素之间形成P型半导体区域。其后，如图5的(A)所示，将支撑基板41接合至配线层20。
[0076]其后，如图5的(B)所示，在半导体基板11的受光面SI的预定位置处，具体地，在像素P之间的P型半导体区域和在外部连接区域I1c中的形成有凹部的区域，例如通过干法蚀刻将像素分离沟槽IlA和绝缘分离沟槽IlB形成至例如3000nm的深度(h)。
[0077]接着，如图5的(C)所示，在半导体基板11的受光面SI侧通过CVD形成例如S12膜以形成保护膜17。与此同时，S12膜被嵌入像素分离沟槽IlA和绝缘分离沟槽IlB中。其后，如图6的(A)所示，在保护膜17上，通过使用例如溅射或CVD的沉积工艺和使用例如光刻的图案化工艺等形成遮光膜33。接着，如图6的(B)，在保护膜17和遮光膜33上形成平坦化膜32。其后，在平坦化膜32上依次形成拜耳阵列布置的滤色器34和片上透镜35。这样，完成了包含摄像元件IA和电极焊盘IB的摄像器件I。
[0078](总体构造)
[0079]图7以框图的形式图示了摄像器件I的总