JPH09331055A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH09331055A JPH09331055A JP8147246A JP14724696A JPH09331055A JP H09331055 A JPH09331055 A JP H09331055A JP 8147246 A JP8147246 A JP 8147246A JP 14724696 A JP14724696 A JP 14724696A JP H09331055 A JPH09331055 A JP H09331055A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
-
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- H01L27/14812—Special geometry or disposition of pixel-elements, address lines or gate-electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 垂直ＣＣＤレジスタの転送電極に駆動パルス
を供給するための金属配線が、垂直ＣＣＤレジスタに沿
って設けられ、かつ、スミア特性が改善される固体撮像
装置を提供する。 【解決手段】 垂直ＣＣＤレジスタを覆う給電を兼ねた
導電性遮光膜であるシャント配線１２を、垂直方向に隣
接する光電変換部１１間部分に張り出させ、かつ、隣り
合うシャント配線１２の張り出し部分の間隔を０．２μ
ｍ以下にし、かつ、隣合うシャント配線１２が短絡する
ことのない間隔である、電界が１０7 Ｖ／ｃｍ以下にな
る間隔に限定する。
を供給するための金属配線が、垂直ＣＣＤレジスタに沿
って設けられ、かつ、スミア特性が改善される固体撮像
装置を提供する。 【解決手段】 垂直ＣＣＤレジスタを覆う給電を兼ねた
導電性遮光膜であるシャント配線１２を、垂直方向に隣
接する光電変換部１１間部分に張り出させ、かつ、隣り
合うシャント配線１２の張り出し部分の間隔を０．２μ
ｍ以下にし、かつ、隣合うシャント配線１２が短絡する
ことのない間隔である、電界が１０7 Ｖ／ｃｍ以下にな
る間隔に限定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インターライン転
送型、あるいは、フレームインターライン転送型固体撮
像装置に関し、特に垂直ＣＣＤレジスタの転送電極に駆
動パルスを供給するための金属配線が、垂直ＣＣＤレジ
スタに沿って設けられ、かつ、スミア特性が改善される
固体撮像装置に関する。
送型、あるいは、フレームインターライン転送型固体撮
像装置に関し、特に垂直ＣＣＤレジスタの転送電極に駆
動パルスを供給するための金属配線が、垂直ＣＣＤレジ
スタに沿って設けられ、かつ、スミア特性が改善される
固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来用いられていたこの種のインターラ
イン転送型固体撮像装置は、一般に図３にて示す構成の
ものが採用されていた。
イン転送型固体撮像装置は、一般に図３にて示す構成の
ものが採用されていた。
【０００３】図３は、従来のインターライン転送型固体
撮像装置の模式的概略構成図であり、図中、符号３１は
光電変換部、３２は垂直ＣＣＤレジスタ、３３は電荷読
み出し領域、３４は水平ＣＣＤレジスタ、３５は電荷検
出部、３６は出力増幅器、３７は撮像領域である。
撮像装置の模式的概略構成図であり、図中、符号３１は
光電変換部、３２は垂直ＣＣＤレジスタ、３３は電荷読
み出し領域、３４は水平ＣＣＤレジスタ、３５は電荷検
出部、３６は出力増幅器、３７は撮像領域である。
【０００４】複数の光電変換部３１が２次元配列されて
おり、各光電変換部の列に対応して垂直ＣＣＤレジスタ
３２が設けられている。光電変換部３１と垂直ＣＣＤレ
ジスタ３２との間には電荷読み出し領域３３が形成され
ている。垂直ＣＣＤレジスタ３２の一端には水平ＣＣＤ
レジスタ３４が設けられており、水平ＣＣＤレジスタ３
４の一端には電荷検出部３５及び山力増幅器３６が形成
されている。なお、破線で囲んだ部分が撮像領域３７で
ある。
おり、各光電変換部の列に対応して垂直ＣＣＤレジスタ
３２が設けられている。光電変換部３１と垂直ＣＣＤレ
ジスタ３２との間には電荷読み出し領域３３が形成され
ている。垂直ＣＣＤレジスタ３２の一端には水平ＣＣＤ
レジスタ３４が設けられており、水平ＣＣＤレジスタ３
４の一端には電荷検出部３５及び山力増幅器３６が形成
されている。なお、破線で囲んだ部分が撮像領域３７で
ある。
【０００５】光電変換部３１で光電変換された信号電荷
は、電荷読み出し領域３３を介して垂直ＣＣＤレジスタ
３２に転送される。読み出された信号電荷は垂直ＣＣＤ
レジスタ３２により水平ＣＣＤレジスタ３４まで転送さ
れ、さらに水平ＣＣＤレジスタ３４により電荷検出部３
５まで転送され、出力増幅器３６を介して出力される。
は、電荷読み出し領域３３を介して垂直ＣＣＤレジスタ
３２に転送される。読み出された信号電荷は垂直ＣＣＤ
レジスタ３２により水平ＣＣＤレジスタ３４まで転送さ
れ、さらに水平ＣＣＤレジスタ３４により電荷検出部３
５まで転送され、出力増幅器３６を介して出力される。
【０００６】図４は、従来の固体撮像装置における、垂
直ＣＣＤレジスタに配列されている垂直転送電極と、垂
直転送電極に垂直駆動パルスを供給するための垂直バス
ラインとの接続形態を説明するための模式的概略構成図
である。図中、符号３７は撮像領域、４１は垂直転送電
極、４２は垂直バスライン、４３はコンタクトである。
直ＣＣＤレジスタに配列されている垂直転送電極と、垂
直転送電極に垂直駆動パルスを供給するための垂直バス
ラインとの接続形態を説明するための模式的概略構成図
である。図中、符号３７は撮像領域、４１は垂直転送電
極、４２は垂直バスライン、４３はコンタクトである。
【０００７】ここでは、４相の垂直駆動パルス（ΦＶｌ
〜ΦＶ４）を駆動する場合を示している。各垂直転送電
極４１は、撮像領域３７内で水平方向に延びており、撮
像領域３７の両端で垂直バスライン４２と、コンタクト
４３により垂直方向に４電極周期で接続されている。一
般的に、垂直転送電極４１はポリシリコン膜などで形成
されているため、垂直バスライン４２からの距離が長い
撮像領域３７の中央部では、垂直転送電極４１の抵抗お
よび容量による垂直駆動パルスの波形なまりにより、転
送電荷量の減少、転送効率の劣化が生じる場合がある。
〜ΦＶ４）を駆動する場合を示している。各垂直転送電
極４１は、撮像領域３７内で水平方向に延びており、撮
像領域３７の両端で垂直バスライン４２と、コンタクト
４３により垂直方向に４電極周期で接続されている。一
般的に、垂直転送電極４１はポリシリコン膜などで形成
されているため、垂直バスライン４２からの距離が長い
撮像領域３７の中央部では、垂直転送電極４１の抵抗お
よび容量による垂直駆動パルスの波形なまりにより、転
送電荷量の減少、転送効率の劣化が生じる場合がある。
【０００８】この問題を克服するために、垂直転送電極
４１をタングステン膜やアルミニウム膜などからなる金
属配線（以降、シャント配線と呼ぶ）により裏打ちする
技術が知られている。この技術を使用した固体撮像装置
は、例えば、特開平３−２５６３５９号公報に開示され
ている。
４１をタングステン膜やアルミニウム膜などからなる金
属配線（以降、シャント配線と呼ぶ）により裏打ちする
技術が知られている。この技術を使用した固体撮像装置
は、例えば、特開平３−２５６３５９号公報に開示され
ている。
【０００９】図５は、シャント配線を有する従来の固体
撮像装置における、垂直転送電極、シャント配線、およ
び垂直バスラインの接続形態を説明するための模式的概
略構成図である。図中、符号３７は撮像領域、５１は垂
直転送電極、５２はシャント配線、５３は裏打ちコンタ
クト、５４は垂直バスライン、５５はコンタクトであ
る。
撮像装置における、垂直転送電極、シャント配線、およ
び垂直バスラインの接続形態を説明するための模式的概
略構成図である。図中、符号３７は撮像領域、５１は垂
直転送電極、５２はシャント配線、５３は裏打ちコンタ
クト、５４は垂直バスライン、５５はコンタクトであ
る。
【００１０】ここでは、４相の垂直駆動パルス（ΦＶｌ
〜ΦＶ４）を使用する場合を示している。各垂直転送電
極５１は、撮像領域３７内で水平方向に延びており、各
垂直ＣＣＤレジスタ５上に設けられたシャント配線５２
と、裏打コンタクト５３により接続されている。裏打コ
ンタクト５３は、垂直方向には４電極周期、水平方向に
は４画素周期で設けられている。各シャント配線５２
は、撮像領域３７の外部まで延びており、水平方向に延
在する垂直バスライン５４と、水平方向に４画素周期で
コンタクト５５により接続されている。各垂直バスライ
ン５４には、それぞれΦＶｌ〜ΦＶ４の垂直駆動パルス
が印加されている。
〜ΦＶ４）を使用する場合を示している。各垂直転送電
極５１は、撮像領域３７内で水平方向に延びており、各
垂直ＣＣＤレジスタ５上に設けられたシャント配線５２
と、裏打コンタクト５３により接続されている。裏打コ
ンタクト５３は、垂直方向には４電極周期、水平方向に
は４画素周期で設けられている。各シャント配線５２
は、撮像領域３７の外部まで延びており、水平方向に延
在する垂直バスライン５４と、水平方向に４画素周期で
コンタクト５５により接続されている。各垂直バスライ
ン５４には、それぞれΦＶｌ〜ΦＶ４の垂直駆動パルス
が印加されている。
【００１１】次に、図面を用いて、シャント配線５２の
構成についてより詳しく説明する。図６は、図５におけ
る撮像領域の一部を拡大した模式的平面図である。図
中、符号３１は光電変換部、５２はシャント配線、５３
は裏打コンタクト、６１、６２は垂直転送電極である。
構成についてより詳しく説明する。図６は、図５におけ
る撮像領域の一部を拡大した模式的平面図である。図
中、符号３１は光電変換部、５２はシャント配線、５３
は裏打コンタクト、６１、６２は垂直転送電極である。
【００１２】ここでは、垂直および水平方向にそれぞれ
約４画素分を示している。垂直ＣＣＤレジスタ３２に
は、複数の垂直転送電極６１および６２が設けられてい
る。各垂直転送電極６１および６２は水平方向に延在し
ており、光電変映部３１上に開口を設ける様に、櫛歯状
に形成されている。垂直ＣＣＤレジスタ３２上には、各
垂直転送電極６１および６２を覆うように、シャント配
線５２が垂直方向に延在している。シャント配線５２
は、裏打コンタクト５３により、垂直方向には４電極周
期、水平方向には４画素周期で、各垂直転送電極６１お
よび６２に接続されている。なお、シャント配線５２
は、垂直駆動パルスを各垂直転送電極６１および６２に
供給するための配線として機能するため、垂直方向に隣
合う光電変換部３１間の領域（以降、渡し部と呼ぶ）に
おいては、隣合うシャント配線は分離されている。な
お、隣合うシャント配線５２の隙間をｄ１とする。
約４画素分を示している。垂直ＣＣＤレジスタ３２に
は、複数の垂直転送電極６１および６２が設けられてい
る。各垂直転送電極６１および６２は水平方向に延在し
ており、光電変映部３１上に開口を設ける様に、櫛歯状
に形成されている。垂直ＣＣＤレジスタ３２上には、各
垂直転送電極６１および６２を覆うように、シャント配
線５２が垂直方向に延在している。シャント配線５２
は、裏打コンタクト５３により、垂直方向には４電極周
期、水平方向には４画素周期で、各垂直転送電極６１お
よび６２に接続されている。なお、シャント配線５２
は、垂直駆動パルスを各垂直転送電極６１および６２に
供給するための配線として機能するため、垂直方向に隣
合う光電変換部３１間の領域（以降、渡し部と呼ぶ）に
おいては、隣合うシャント配線は分離されている。な
お、隣合うシャント配線５２の隙間をｄ１とする。
【００１３】次に、画素の断面構成を２つの図面を用い
て説明する。図７は、図６における光電変換部を合むＡ
−Ａ’の模式的断面図である。図中、符号３１は光電変
換部、３３は電荷読み出し領域、５２はシャント配線、
５３は裏打コンタクト、６１は垂直転送電極、７１は半
導体基板、７２は低濃度ウエル、７３は電荷転送部、７
４は高濃度拡散層、７５はバリア領域、７６はチャネル
ストップ、７７、７８、７９は絶縁膜である。
て説明する。図７は、図６における光電変換部を合むＡ
−Ａ’の模式的断面図である。図中、符号３１は光電変
換部、３３は電荷読み出し領域、５２はシャント配線、
５３は裏打コンタクト、６１は垂直転送電極、７１は半
導体基板、７２は低濃度ウエル、７３は電荷転送部、７
４は高濃度拡散層、７５はバリア領域、７６はチャネル
ストップ、７７、７８、７９は絶縁膜である。
【００１４】図７において、半導体基板７１の一主面上
に低濃度ウェル７２が設けられている。低濃度ウェル７
２内には、光電変換部３１と電荷転送部７３が設けられ
ている。光電変換部３１の表面側に接して、暗電流を低
減するための高濃度拡散層７４が設けられている。ま
た、電荷転送部７３の表面とは反対側に接して、拡散に
よる電荷転送部ヘの電荷の侵人を防ぐためのバリア領域
７５が設けられている。光電変換部３１とそれに対応す
る電荷転送部７３との間には、信号電荷を光電変換部３
１から電荷転送部７３に転送するための電荷読み出し領
域３３が設けられている。また、電荷読み出し領域３３
とは反対側の光電変換部３１と電荷転送部７３との間に
は、チャネルストップ７６が設けられている。半導体基
板７１の表面には、絶縁膜７７を介して垂直転送電極６
１が設けられており、さらに絶縁膜７８を介してシャン
ト配線５２が設けられている。シャント配線５２は、コ
ンタクト５３により垂直転送電極６１に接続されてい
る。シャント配線５２の上部には、絶縁膜７９が設けら
れている。
に低濃度ウェル７２が設けられている。低濃度ウェル７
２内には、光電変換部３１と電荷転送部７３が設けられ
ている。光電変換部３１の表面側に接して、暗電流を低
減するための高濃度拡散層７４が設けられている。ま
た、電荷転送部７３の表面とは反対側に接して、拡散に
よる電荷転送部ヘの電荷の侵人を防ぐためのバリア領域
７５が設けられている。光電変換部３１とそれに対応す
る電荷転送部７３との間には、信号電荷を光電変換部３
１から電荷転送部７３に転送するための電荷読み出し領
域３３が設けられている。また、電荷読み出し領域３３
とは反対側の光電変換部３１と電荷転送部７３との間に
は、チャネルストップ７６が設けられている。半導体基
板７１の表面には、絶縁膜７７を介して垂直転送電極６
１が設けられており、さらに絶縁膜７８を介してシャン
ト配線５２が設けられている。シャント配線５２は、コ
ンタクト５３により垂直転送電極６１に接続されてい
る。シャント配線５２の上部には、絶縁膜７９が設けら
れている。
【００１５】図８は、図６における渡し部を含むＢ−
Ｂ’の模式的断面図である。図中、符号６２は垂直転送
電極、８１は絶縁膜であり、図７と同じ構成要素に関し
ては同一の参照番号を添付している。
Ｂ’の模式的断面図である。図中、符号６２は垂直転送
電極、８１は絶縁膜であり、図７と同じ構成要素に関し
ては同一の参照番号を添付している。
【００１６】図８に示すように、渡し部を含む断画で
は、電荷転送部７３の両側には、チャネルストップ７６
が設けられている。半導体基板７１の表面には、絶縁膜
７７を介して垂直転送電極６１が設けられており、その
上部に絶縁膜８１を介して垂直転送電極６１が設けられ
ている。さらに、絶縁膜７８を介してシャント配線５２
が設けられており、その上部には、絶縁膜７９が設けら
れている。
は、電荷転送部７３の両側には、チャネルストップ７６
が設けられている。半導体基板７１の表面には、絶縁膜
７７を介して垂直転送電極６１が設けられており、その
上部に絶縁膜８１を介して垂直転送電極６１が設けられ
ている。さらに、絶縁膜７８を介してシャント配線５２
が設けられており、その上部には、絶縁膜７９が設けら
れている。
【００１７】次に、図８の断面について、従来の撮像装
置の製造方法の一例を図面を参照して説明する。なお、
本発明との差異を明確にするために、シャント配線５２
の形成工程に重点をおいて説明する。
置の製造方法の一例を図面を参照して説明する。なお、
本発明との差異を明確にするために、シャント配線５２
の形成工程に重点をおいて説明する。
【００１８】図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ｄ）〜
（ｆ）は、従来の撮像装置の製造工程の流れを説明する
ための模式的断面図である。図中、符号９１はレジスト
であり、図８と同じ構成要素に関しては同一の参照番号
を添付している。
（ｆ）は、従来の撮像装置の製造工程の流れを説明する
ための模式的断面図である。図中、符号９１はレジスト
であり、図８と同じ構成要素に関しては同一の参照番号
を添付している。
【００１９】図９（ａ）に示すように、半導体基板７１
内に、フォトリソグラフィー技術を用いて形成したレジ
ストパターンをマスクとしてイオン注入し、光電変換部
３１（図示しない）、高濃度拡散層７４（図示しな
い）、バリア領域７５、電荷転送部７３、電荷読み出し
領域３３（図示しない）、およびチャネルストップ７６
を形成する。
内に、フォトリソグラフィー技術を用いて形成したレジ
ストパターンをマスクとしてイオン注入し、光電変換部
３１（図示しない）、高濃度拡散層７４（図示しな
い）、バリア領域７５、電荷転送部７３、電荷読み出し
領域３３（図示しない）、およびチャネルストップ７６
を形成する。
【００２０】次に、半導体基板７１の一主面上に二酸化
シリコン膜やシリコン窒化膜などからなる絶縁膜７７を
形成し、その後、第１層のポリシリコン膜を形成して、
フォトリソグラフィー技術を用いて形成したレジストパ
ターンをマスクとして選択的にエッチングを行い、第１
層の垂直転送電極６１を形成する。さらに、二酸化シリ
コン膜やシリコン窒化膜などからなる絶縁膜８１を形成
し、その後、垂直電送電極６１の場合と同様にして第２
層のポリシリコン膜からなる垂直転送電極６２を形成す
る。
シリコン膜やシリコン窒化膜などからなる絶縁膜７７を
形成し、その後、第１層のポリシリコン膜を形成して、
フォトリソグラフィー技術を用いて形成したレジストパ
ターンをマスクとして選択的にエッチングを行い、第１
層の垂直転送電極６１を形成する。さらに、二酸化シリ
コン膜やシリコン窒化膜などからなる絶縁膜８１を形成
し、その後、垂直電送電極６１の場合と同様にして第２
層のポリシリコン膜からなる垂直転送電極６２を形成す
る。
【００２１】次に、図９（ｂ）に示すように、二酸化シ
リコン膜などからなる絶縁膜７８を形成し、さらに、フ
ォトリソグラフィー技術を用いて形成したレジストパタ
ーンをマスクとして選択的にエッチングを行い、裏打ち
コンタクト５３（図示しない）を形成する。その後、ス
パッタリング法や化学気相成長法などにより、タングス
テン膜やアルミニウム膜などからなるシャント配線５２
を形成する。
リコン膜などからなる絶縁膜７８を形成し、さらに、フ
ォトリソグラフィー技術を用いて形成したレジストパタ
ーンをマスクとして選択的にエッチングを行い、裏打ち
コンタクト５３（図示しない）を形成する。その後、ス
パッタリング法や化学気相成長法などにより、タングス
テン膜やアルミニウム膜などからなるシャント配線５２
を形成する。
【００２２】次に、図９（ｃ）に示すように、シャント
配線５２上にレジスト９１を塗布した後、フォトリソグ
ラフィー技術を用いて、渡し部上の一部および光電変換
部３１の開口部（図示しない）などのレジストを除去す
る。ここで、渡し部上のレジスト開口幅をｄ’とする。
配線５２上にレジスト９１を塗布した後、フォトリソグ
ラフィー技術を用いて、渡し部上の一部および光電変換
部３１の開口部（図示しない）などのレジストを除去す
る。ここで、渡し部上のレジスト開口幅をｄ’とする。
【００２３】次に、図１０（ｄ）に示すように、パター
ニングされたレジスト９１を用いて反応性イオンエッチ
ングなどにより異方性エッチングをした後、図１０
（ｅ）に示すように、レジスト９１を除去し、その後、
図１０（ｆ）に示すように、絶緑膜７９を形成する。
ニングされたレジスト９１を用いて反応性イオンエッチ
ングなどにより異方性エッチングをした後、図１０
（ｅ）に示すように、レジスト９１を除去し、その後、
図１０（ｆ）に示すように、絶緑膜７９を形成する。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、固体撮像装
置の主要特性の１つにスミア特性がある。スミアという
のは、垂直ＣＣＤレジスタ３２に信号電荷が転送されて
いる期間に、電荷転送部７３に漏れ込む偽信号電荷であ
る。通常、スミアを抑制するために、電荷転送部７３上
に設けられた垂直転送電極６１および６２を覆うよう
に、金属膜による遮光膜が形成されている。なお、図６
においては、シャント配線５２がこの遮光膜を兼ねてい
る。
置の主要特性の１つにスミア特性がある。スミアという
のは、垂直ＣＣＤレジスタ３２に信号電荷が転送されて
いる期間に、電荷転送部７３に漏れ込む偽信号電荷であ
る。通常、スミアを抑制するために、電荷転送部７３上
に設けられた垂直転送電極６１および６２を覆うよう
に、金属膜による遮光膜が形成されている。なお、図６
においては、シャント配線５２がこの遮光膜を兼ねてい
る。
【００２５】スミアを抑制するためには、光電変換部３
１以外の領域はすべて遮光するのが望ましいが、図６に
示すように、シャント配線５２が遮光膜を兼ねている場
合には、渡し部上にシャント配線の隙間が生じる。その
ため、シャント配線５２の隙間から人射した光がスミア
の発生要囚となる。現在、製品レベルで使用されている
のは一般的にはｉ線ステッパーであるため、図９（ｃ）
におけるレジスト９１の開口幅ｄ’は０．４μｍ程度で
ある。それ故、図６におけるシャント配線５２の隙間ｄ
１は０．４μｍ、もしくはそれ以上あいていることにな
る。可視光は、０．４μｍ程度の隙間を通過できるた
め、スミアを十分に抑制することはできないという問題
がある。
１以外の領域はすべて遮光するのが望ましいが、図６に
示すように、シャント配線５２が遮光膜を兼ねている場
合には、渡し部上にシャント配線の隙間が生じる。その
ため、シャント配線５２の隙間から人射した光がスミア
の発生要囚となる。現在、製品レベルで使用されている
のは一般的にはｉ線ステッパーであるため、図９（ｃ）
におけるレジスト９１の開口幅ｄ’は０．４μｍ程度で
ある。それ故、図６におけるシャント配線５２の隙間ｄ
１は０．４μｍ、もしくはそれ以上あいていることにな
る。可視光は、０．４μｍ程度の隙間を通過できるた
め、スミアを十分に抑制することはできないという問題
がある。
【００２６】これを改善するために、渡し部上のシャン
ト配線５２の隙間を覆うための遮光膜を新たに追加する
という技術が提案されている。この種の技術は、例え
ば、特開平４−２１６６７２号公報に開示されている。
ト配線５２の隙間を覆うための遮光膜を新たに追加する
という技術が提案されている。この種の技術は、例え
ば、特開平４−２１６６７２号公報に開示されている。
【００２７】図１１は、渡し部上に遮光膜を有する従来
の固体撮像装置における、撮像領域の一部の模式的平面
図である。図中、符号１１１は遮光膜であり、図６と同
じ構成要素に関しては同一の参照番号を添付している。
の固体撮像装置における、撮像領域の一部の模式的平面
図である。図中、符号１１１は遮光膜であり、図６と同
じ構成要素に関しては同一の参照番号を添付している。
【００２８】本図では垂直及び水平方向にそれぞれ約４
画素分を示している。図１１において、図６との構成上
の差異は、アルミニウム膜などからなる追加の遮光膜１
１１が、渡し部上を水平方向に延在して設けられている
点、およびシャント配線５２が張り出しのないストライ
プ形状になっている点である。図ｌｌに示す固体撮像装
置では、遮光膜１１１が形成されていることで、図６に
示した固体撮像装置において問題となっていた、渡し部
上のシャント配線５２の隙間から漏れ込む光によるスミ
アはある程度抑制できる。しかし、図１１に示す固体撮
像装置においては、スミアを生じる別の要因が存在す
る。
画素分を示している。図１１において、図６との構成上
の差異は、アルミニウム膜などからなる追加の遮光膜１
１１が、渡し部上を水平方向に延在して設けられている
点、およびシャント配線５２が張り出しのないストライ
プ形状になっている点である。図ｌｌに示す固体撮像装
置では、遮光膜１１１が形成されていることで、図６に
示した固体撮像装置において問題となっていた、渡し部
上のシャント配線５２の隙間から漏れ込む光によるスミ
アはある程度抑制できる。しかし、図１１に示す固体撮
像装置においては、スミアを生じる別の要因が存在す
る。
【００２９】図１２は、図ｌｌにおけるシャント配線と
遮光膜とが交差する１つのコーナー部分の模式的鳥瞰図
である。ここで、図７、図８、図ｌｌと同じ構成要素に
関しては同一の参照番号を添付している。
遮光膜とが交差する１つのコーナー部分の模式的鳥瞰図
である。ここで、図７、図８、図ｌｌと同じ構成要素に
関しては同一の参照番号を添付している。
【００３０】図１２からわかるように、遮光膜１１１の
下部には、シャント配線５２の上部に形成されている絶
縁膜７９が存在する。したがって、半導体基板７１と絶
縁膜７７との界面と、遮光膜１１１との間の絶縁膜の厚
さＴ１は、半導体基板７１と絶縁膜７７との界面と、シ
ャント配線５２との間の絶縁膜の厚さ（例えば、０．２
μｍ程度）よりも厚くなる（例えば、２倍程度にな
る）。すなわち、本構造においては半導体基板７１と絶
縁膜７７との界面と、遮光膜１１１との間の絶縁膜から
の斜め光が漏れ込み易く、スミアが発生するという問題
がある。また、遮光膜１１１の形成を、撮像領域３７の
周辺配線（図示しない）の製造工程と共用できない場合
には、ＰＲ数が増加するという問題もある。
下部には、シャント配線５２の上部に形成されている絶
縁膜７９が存在する。したがって、半導体基板７１と絶
縁膜７７との界面と、遮光膜１１１との間の絶縁膜の厚
さＴ１は、半導体基板７１と絶縁膜７７との界面と、シ
ャント配線５２との間の絶縁膜の厚さ（例えば、０．２
μｍ程度）よりも厚くなる（例えば、２倍程度にな
る）。すなわち、本構造においては半導体基板７１と絶
縁膜７７との界面と、遮光膜１１１との間の絶縁膜から
の斜め光が漏れ込み易く、スミアが発生するという問題
がある。また、遮光膜１１１の形成を、撮像領域３７の
周辺配線（図示しない）の製造工程と共用できない場合
には、ＰＲ数が増加するという問題もある。
【００３１】上記従来技術の問題点に鑑み、本発明の目
的は、垂直ＣＣＤレジスタの転送電極に駆動パルスを供
給するための金属配線が、垂直ＣＣＤレジスタに沿って
設けられ、かつ、スミア特性が改善される固体撮像装置
を提供することにある。
的は、垂直ＣＣＤレジスタの転送電極に駆動パルスを供
給するための金属配線が、垂直ＣＣＤレジスタに沿って
設けられ、かつ、スミア特性が改善される固体撮像装置
を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、複数の光電変換部と、光電変換部の電荷を電荷読み
出し領域を介して受け取って転送する垂直ＣＣＤレジス
タと、垂直ＣＣＤレジスタからの電荷を受け取って転送
する水平ＣＣＤレジスタと、水平ＣＣＤレジスタからの
電荷を検出する電荷検出部と、電荷検出部からの電荷を
増幅して出力する出力増幅器とを有し、垂直ＣＣＤレジ
スタの垂直転送電極に駆動パルスを供給するための金属
配線が、垂直ＣＣＤレジスタに沿って配設されている固
体撮像装置において、金属配線が、垂直方向に隣接する
光電変換部間の領域で張り出して形成されており、か
つ、隣合う金属配線の張り出し部分の間隔が０．２μｍ
以下である。
は、複数の光電変換部と、光電変換部の電荷を電荷読み
出し領域を介して受け取って転送する垂直ＣＣＤレジス
タと、垂直ＣＣＤレジスタからの電荷を受け取って転送
する水平ＣＣＤレジスタと、水平ＣＣＤレジスタからの
電荷を検出する電荷検出部と、電荷検出部からの電荷を
増幅して出力する出力増幅器とを有し、垂直ＣＣＤレジ
スタの垂直転送電極に駆動パルスを供給するための金属
配線が、垂直ＣＣＤレジスタに沿って配設されている固
体撮像装置において、金属配線が、垂直方向に隣接する
光電変換部間の領域で張り出して形成されており、か
つ、隣合う金属配線の張り出し部分の間隔が０．２μｍ
以下である。
【００３３】また、隣合う金属配線の張り出し部分の間
隔が、隣合う金属配線間にかかる電界が１０7 Ｖ／ｃｍ
以下になる間隔であってもよい。
隔が、隣合う金属配線間にかかる電界が１０7 Ｖ／ｃｍ
以下になる間隔であってもよい。
【００３４】すなわち、隣合う金属配線の間隔を０．２
μｍ以下、かつ、隣合う金属配線が短絡することのない
間隔である、電界が１０7 Ｖ／ｃｍ以下になる間隔に限
定することで、金属配線の隙間からの可視光の漏れ込み
をほぼ０にすることができるため、追加の遮光膜を設け
ることなく、スミア特性が改善されることになる。
μｍ以下、かつ、隣合う金属配線が短絡することのない
間隔である、電界が１０7 Ｖ／ｃｍ以下になる間隔に限
定することで、金属配線の隙間からの可視光の漏れ込み
をほぼ０にすることができるため、追加の遮光膜を設け
ることなく、スミア特性が改善されることになる。
【００３５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の固
体撮像装置における、撮像領域の一部の模式的平面図で
ある。図中、符号１１は光電変換部、１２はシャント配
線、１３は裏打ちコンタクト、２１、２２、は垂直転送
電極である。
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の固
体撮像装置における、撮像領域の一部の模式的平面図で
ある。図中、符号１１は光電変換部、１２はシャント配
線、１３は裏打ちコンタクト、２１、２２、は垂直転送
電極である。
【００３６】ここでは、垂直および水平方向にそれぞれ
約４画素分を示している。図１は、基本的には図６に示
す固体撮像装置と同じ構成である。垂直ＣＣＤレジスタ
には、複数の垂直転送電極２１および２２が設けられて
いる。各垂直転送電極２１および２２は水平方向に延在
しており、光電変換部１１上に開口を設ける様に、櫛歯
状に形成されている。垂直ＣＣＤレジスタ上には、各垂
直転送電極２１および２２を覆うように、シャント配線
１２が垂直方向に延在している。シャント配線１２は、
裏打ちコンタクト１３により、垂直方向には４電極周
期、水平方向には４画素周期で、各重直転送電極２１お
よび２２に接続されている。なお、シャント配線１２
は、垂直駆動パルスを各垂直転送電極２１および２２に
供給するための配線として機能するため、渡し部におけ
る隣合うシャント配線１２は分離されている。ここで、
図６と異なるのは、隣合うシャント配線１２の隙間ｄが
０．２μｍ以下と狭い点のみである。
約４画素分を示している。図１は、基本的には図６に示
す固体撮像装置と同じ構成である。垂直ＣＣＤレジスタ
には、複数の垂直転送電極２１および２２が設けられて
いる。各垂直転送電極２１および２２は水平方向に延在
しており、光電変換部１１上に開口を設ける様に、櫛歯
状に形成されている。垂直ＣＣＤレジスタ上には、各垂
直転送電極２１および２２を覆うように、シャント配線
１２が垂直方向に延在している。シャント配線１２は、
裏打ちコンタクト１３により、垂直方向には４電極周
期、水平方向には４画素周期で、各重直転送電極２１お
よび２２に接続されている。なお、シャント配線１２
は、垂直駆動パルスを各垂直転送電極２１および２２に
供給するための配線として機能するため、渡し部におけ
る隣合うシャント配線１２は分離されている。ここで、
図６と異なるのは、隣合うシャント配線１２の隙間ｄが
０．２μｍ以下と狭い点のみである。
【００３７】図２は、金属膜のスリツト開口幅に対する
感度特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
パラメータは光の波長であり、４００ｎｍ、５５０ｎｍ
および７００ｎｍの３種類について示している。なお、
本シミュレーションにおいて用いられたモデルに関して
は、筆者らが発表した論文、「１９９５年１２月、アイ
・イー・イー・イー・インターナショナル・エレクトロ
ン・デバイスィーズ・ミーティング・テクニカル・ダイ
ジェスト、１５９〜１６２頁（ＩＥＥＥＩＮＴＥＲＮＡ
ＴＩ○ＮＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ Ｍ
ＥＥＴ−ＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＤＩＧＥＳ
Ｔ）」に記載されている。図２において、シャント配線
１２の間隔が０．２μｍ以下では各波長とも感度はほぼ
０となっている。つまり、シャント配線１２の間隔が
０．２μｍより大きいと光がその隙間を通過してスミア
の原因となるが、シャント配線の間隔が０．２μｍ以下
（好ましくは０．ｌ５μｍ以下）であれば光は殆ど通過
できず、遮光特性としては隙間があいていないものとほ
ぼ等価と考えることができる。したがって、０．４μｍ
程度の隙間があった従来の固体撮像装置に比ベて、スミ
ア特性が大幅に改善される。さらに、本発明では、図１
１で示した遮光膜１１１よりも、半導体基板７１と絶縁
膜７７との界面からの距離が近い位置にシャント配線１
２が形成されているため、斜め光に対するスミアも抑制
できる。
感度特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
パラメータは光の波長であり、４００ｎｍ、５５０ｎｍ
および７００ｎｍの３種類について示している。なお、
本シミュレーションにおいて用いられたモデルに関して
は、筆者らが発表した論文、「１９９５年１２月、アイ
・イー・イー・イー・インターナショナル・エレクトロ
ン・デバイスィーズ・ミーティング・テクニカル・ダイ
ジェスト、１５９〜１６２頁（ＩＥＥＥＩＮＴＥＲＮＡ
ＴＩ○ＮＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ Ｍ
ＥＥＴ−ＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＤＩＧＥＳ
Ｔ）」に記載されている。図２において、シャント配線
１２の間隔が０．２μｍ以下では各波長とも感度はほぼ
０となっている。つまり、シャント配線１２の間隔が
０．２μｍより大きいと光がその隙間を通過してスミア
の原因となるが、シャント配線の間隔が０．２μｍ以下
（好ましくは０．ｌ５μｍ以下）であれば光は殆ど通過
できず、遮光特性としては隙間があいていないものとほ
ぼ等価と考えることができる。したがって、０．４μｍ
程度の隙間があった従来の固体撮像装置に比ベて、スミ
ア特性が大幅に改善される。さらに、本発明では、図１
１で示した遮光膜１１１よりも、半導体基板７１と絶縁
膜７７との界面からの距離が近い位置にシャント配線１
２が形成されているため、斜め光に対するスミアも抑制
できる。
【００３８】なお、シャント配線１２の間隔は、隣接す
るシャント配線間に強い電界がかかって絶縁破壊が生じ
て短絡してしまうのを防ぐため、隣接するシャント配線
間にかかる電界が１０7 Ｖ／ｃｍ以下になる間隔を設け
る必要がある。
るシャント配線間に強い電界がかかって絶縁破壊が生じ
て短絡してしまうのを防ぐため、隣接するシャント配線
間にかかる電界が１０7 Ｖ／ｃｍ以下になる間隔を設け
る必要がある。
【００３９】このようにシャント配線１２の隙間を０．
２μｍ以下に形成する方法を、図９（ａ）〜（ｃ）およ
び図ｌＯ（ｄ）〜（ｆ）を用いて説明する。図９（ｂ）
までは、従来と同様に形成されるので説明を省略する。
次に、図９（ｃ）に示すように、シャント配線５２上に
レジスト９１を塗布した後、例えば電子ビーム直接描画
技術を用いて、渡し部上の一部および光電変換部３１の
開口部（図示しない）などのレジストを除去する。な
お、少なくとも渡し部上のシャント配線５２の隙間部分
のみ電子ビーム直接描画技術を用いて露光し、それ以外
の部分をｉ線ステッパーで露光してもよい。ｉ線ステッ
パーを併用することで、露光時間の短縮が図られるた
め、工期を短縮できる。電子ビーム直接描画技術を用い
ることで、渡し部上のレジスト開口幅ｄ’を、０．１５
μｍ程度に形成できる。
２μｍ以下に形成する方法を、図９（ａ）〜（ｃ）およ
び図ｌＯ（ｄ）〜（ｆ）を用いて説明する。図９（ｂ）
までは、従来と同様に形成されるので説明を省略する。
次に、図９（ｃ）に示すように、シャント配線５２上に
レジスト９１を塗布した後、例えば電子ビーム直接描画
技術を用いて、渡し部上の一部および光電変換部３１の
開口部（図示しない）などのレジストを除去する。な
お、少なくとも渡し部上のシャント配線５２の隙間部分
のみ電子ビーム直接描画技術を用いて露光し、それ以外
の部分をｉ線ステッパーで露光してもよい。ｉ線ステッ
パーを併用することで、露光時間の短縮が図られるた
め、工期を短縮できる。電子ビーム直接描画技術を用い
ることで、渡し部上のレジスト開口幅ｄ’を、０．１５
μｍ程度に形成できる。
【００４０】この後、図１０（ｄ）〜（ｆ）に示すよう
に、従来と同様に形成されるので説明を省略する。ただ
し、シャント配線５２のエッチングにおいては、サイド
エッチ量を、配線の両側合わせて０．０５μｍ以下に抑
制する必要がある。これは、従来の異方性エッチングの
技術で十分可能である。
に、従来と同様に形成されるので説明を省略する。ただ
し、シャント配線５２のエッチングにおいては、サイド
エッチ量を、配線の両側合わせて０．０５μｍ以下に抑
制する必要がある。これは、従来の異方性エッチングの
技術で十分可能である。
【００４１】以上の製造方法により、隣合うシャント配
線１２の隙間を０．２μｍ以下に形成できる。
線１２の隙間を０．２μｍ以下に形成できる。
【００４２】なお、図１の構成が、インターライン転送
型固体撮像装置、およびフレームインターライン転送型
固体撮像装置のどちらにも適用可能であることはいうま
でもない。
型固体撮像装置、およびフレームインターライン転送型
固体撮像装置のどちらにも適用可能であることはいうま
でもない。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置では、渡し部における隣合うシャント配線の間隔を
０．２μｍ以下、かつ、隣合うシャント配線が短絡する
ことのない間隔に限定することで、シャント配線の隙間
からの可視光の漏れ込みをほぼ０にすることができるた
め、スミア特性が改善されるという効果がある。
装置では、渡し部における隣合うシャント配線の間隔を
０．２μｍ以下、かつ、隣合うシャント配線が短絡する
ことのない間隔に限定することで、シャント配線の隙間
からの可視光の漏れ込みをほぼ０にすることができるた
め、スミア特性が改善されるという効果がある。
【図１】本発明の実施の形態の固体撮像装置における、
撮像領域の一部の模式的平面図である。
撮像領域の一部の模式的平面図である。
【図２】金属膜のスリツト開口幅に対する感度特性のシ
ミュレーション結果を示すグラフである。
ミュレーション結果を示すグラフである。
【図３】従来のインターライン転送型固体撮像装置の模
式的概略構成図である。
式的概略構成図である。
【図４】従来の固体撮像装置における、垂直ＣＣＤレジ
スタに配列されている垂直転送電極と、垂直転送電極に
垂直駆動パルスを供給するための垂直バスラインとの接
続形態を説明するための模式的概略構成図である。
スタに配列されている垂直転送電極と、垂直転送電極に
垂直駆動パルスを供給するための垂直バスラインとの接
続形態を説明するための模式的概略構成図である。
【図５】シャント配線を有する従来の固体撮像装置にお
ける、垂直転送電極、シャント配線、および垂直バスラ
インの接続形態を説明するための模式的概略構成図であ
る。
ける、垂直転送電極、シャント配線、および垂直バスラ
インの接続形態を説明するための模式的概略構成図であ
る。
【図６】図５における撮像領域の一部を拡大した模式的
平面図である。
平面図である。
【図７】図６における光電変換部を合むＡ−Ａ’の模式
的断面図である。
的断面図である。
【図８】図６における渡し部を含むＢ−Ｂ’の模式的断
面図である。
面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）従来の撮像装置の製造工程の流
れを説明するための模式的断面図である。
れを説明するための模式的断面図である。
【図１０】（ｄ）〜（ｆ）従来の撮像装置の製造工程の
流れを説明するための模式的断面図である。
流れを説明するための模式的断面図である。
【図１１】渡し部上に遮光膜を有する従来の固体撮像装
置における、撮像領域の一部の模式的平面図である。
置における、撮像領域の一部の模式的平面図である。
【図１２】図ｌｌにおけるシャント配線と遮光膜とが交
差する１つのコーナー部分の模式的鳥瞰図である。
差する１つのコーナー部分の模式的鳥瞰図である。
１１、３１ 光電変換部 １２、５２ シャント配線 １３、５３ 裏打ちコンタクト ２１、２２、４１、５１、６１、６２ 垂直転送電極 ３２ 垂直ＣＣＤレジスタ ３３ 電荷読み出し領域 ３４ 水平ＣＣＤレジスタ ３５ 電荷検出部 ３６ 出力増幅器 ３７ 撮像領域 ４２、５４ 垂直バスライン ４３、５５ コンタクト ７１ 半導体基板 ７２ 低濃度ウエル ７３ 電荷転送部 ７４ 高濃度拡散層 ７５ バリア領域 ７６ チャネルストップ ７７、７８、７９、８１ 絶縁膜 ９１ レジスト １１１ 遮光膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 智弘 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 畑野 啓介 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 穂苅 泰明 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 佐藤 高 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 武藤 信彦 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 村上 一朗 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 諏訪園 忍 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 内海 浩昭 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 新井 浩一 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 織原 弘三 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 寺西 信一 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 田村 貴央 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の光電変換部と、 該光電変換部の電荷を電荷読み出し領域を介して受け取
って転送する垂直ＣＣＤレジスタと、 該垂直ＣＣＤレジスタからの電荷を受け取って転送する
水平ＣＣＤレジスタと、 該水平ＣＣＤレジスタからの電荷を検出する電荷検出部
と、 該電荷検出部からの電荷を増幅して出力する出力増幅器
とを有し、 前記垂直ＣＣＤレジスタの垂直転送電極に駆動パルスを
供給するための金属配線が、前記垂直ＣＣＤレジスタに
沿って配設されている固体撮像装置において、 前記金属配線が、垂直方向に隣接する前記光電変換部間
の領域で張り出して形成されており、かつ、隣合う前記
金属配線の張り出し部分の間隔が０．２μｍ以下である
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の固体撮像装置におい
て、 隣合う前記金属配線の張り出し部分の間隔が、隣合う前
記金属配線間にかかる電界が１０7 Ｖ／ｃｍ以下になる
間隔であることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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