JPH0414550B2 - - Google Patents
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- JPH0414550B2 JPH0414550B2 JP57008441A JP844182A JPH0414550B2 JP H0414550 B2 JPH0414550 B2 JP H0414550B2 JP 57008441 A JP57008441 A JP 57008441A JP 844182 A JP844182 A JP 844182A JP H0414550 B2 JPH0414550 B2 JP H0414550B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- solid
- state imaging
- imaging device
- shielding layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/331—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
- H10F77/334—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers or cold shields for infrared detectors
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固体撮像装置特にその遮光層に関する
ものである。
ものである。
固体撮像装置の基本的な動作は画素と呼ばれる
領域での光電変換と情報電換の蓄積と各画素を走
査して蓄積された電荷を順次読み出すことから構
成されている。
領域での光電変換と情報電換の蓄積と各画素を走
査して蓄積された電荷を順次読み出すことから構
成されている。
固体撮像装置の一例として各画素を走査して情
報電荷を読み出す走査部にCCDあるいはBBDな
どの電荷転送素子を使用したインターライン転送
型固体撮像装置の原理的な模式図を第１図に、１
画素の断面を示す模式図を第２図に示す。第１図
においてマトリツクス状に配列した各々１画素と
して動作する多数の受光素子１と受光素子１に蓄
積された光情報に対応する電荷を垂直方向に転送
する垂直転送部３と更に出力部５へ電荷を転送す
る水平転送部４および受光素子１から垂直転送部
３への電荷の転送を制御する転送ゲート部（図示
せず）とでインターライン転送型固体撮像素子が
構成されている。
報電荷を読み出す走査部にCCDあるいはBBDな
どの電荷転送素子を使用したインターライン転送
型固体撮像装置の原理的な模式図を第１図に、１
画素の断面を示す模式図を第２図に示す。第１図
においてマトリツクス状に配列した各々１画素と
して動作する多数の受光素子１と受光素子１に蓄
積された光情報に対応する電荷を垂直方向に転送
する垂直転送部３と更に出力部５へ電荷を転送す
る水平転送部４および受光素子１から垂直転送部
３への電荷の転送を制御する転送ゲート部（図示
せず）とでインターライン転送型固体撮像素子が
構成されている。
これらの転送ゲート部、垂直転送部および水平
転送部には遮光が必要であり、第２図に示したよ
うに遮光層６を設けて転送ゲート部２および転送
部３に光の入射を防止するように遮光を行つてい
る（水平転送部については図示せず）。更にまた
水平走査部の一端の受光素子群にも遮光を行つて
黒のインデツクス信号としている場合もある。
転送部には遮光が必要であり、第２図に示したよ
うに遮光層６を設けて転送ゲート部２および転送
部３に光の入射を防止するように遮光を行つてい
る（水平転送部については図示せず）。更にまた
水平走査部の一端の受光素子群にも遮光を行つて
黒のインデツクス信号としている場合もある。
この遮光層６は従来Alの蒸着層で形成されて
おり、可視光に対して92〜90％の反射率を有する
Alの遮光層表面での反射光が固体撮像装置を収
納しているパツケージのキヤツプガラスあるいは
固体撮像装置に像を結像させるためのレンズ等の
表面で繰返して反射し、他の受光素子部に入射し
て、撮像された画像を乱すいわゆるフレア現象を
生じさせるという欠点があつた。
おり、可視光に対して92〜90％の反射率を有する
Alの遮光層表面での反射光が固体撮像装置を収
納しているパツケージのキヤツプガラスあるいは
固体撮像装置に像を結像させるためのレンズ等の
表面で繰返して反射し、他の受光素子部に入射し
て、撮像された画像を乱すいわゆるフレア現象を
生じさせるという欠点があつた。
特にここで一例として取り上げたインターライ
ン転送型固体撮像装置では受光部に蓄積される電
荷量と、転送最大電荷量との関係から転送部の面
積は撮像装置の有効な受光領域（光電変換のため
の受光部が配置されている領域）の約1/2程度を
占めている。従つて反射率の大きなAlで遮光層
を形成した場合には入射光の約1/2が遮光層で反
射されることになりフレアの影響が著るしい。
ン転送型固体撮像装置では受光部に蓄積される電
荷量と、転送最大電荷量との関係から転送部の面
積は撮像装置の有効な受光領域（光電変換のため
の受光部が配置されている領域）の約1/2程度を
占めている。従つて反射率の大きなAlで遮光層
を形成した場合には入射光の約1/2が遮光層で反
射されることになりフレアの影響が著るしい。
このフレアを防止した遮光層として特開昭52−
144218号公報や実開昭55−137568号に示されてい
るように有機高分子樹脂の黒色膜、有機染料ある
いは顔料の黒色膜、あるいはAl膜を陽極酸化し
てAl2O3膜としこれを黒色に染色した膜、更に
PbS，SnSなどによる黒色薄膜を使用した固体撮
像素子が提案されている。
144218号公報や実開昭55−137568号に示されてい
るように有機高分子樹脂の黒色膜、有機染料ある
いは顔料の黒色膜、あるいはAl膜を陽極酸化し
てAl2O3膜としこれを黒色に染色した膜、更に
PbS，SnSなどによる黒色薄膜を使用した固体撮
像素子が提案されている。
ところがここに示されているような有機高分子
樹脂や有機染料の有機材料を使用することは一般
に耐熱性が低く半導体装置としての信頼性に欠け
るという欠点があつた。更にこれらの材料によつ
て遮光層を形成することは染色や封孔処理などの
通常の半導体素子の製造工程にない工程が必要で
製造工程を複雑にするという欠点もあつた。
樹脂や有機染料の有機材料を使用することは一般
に耐熱性が低く半導体装置としての信頼性に欠け
るという欠点があつた。更にこれらの材料によつ
て遮光層を形成することは染色や封孔処理などの
通常の半導体素子の製造工程にない工程が必要で
製造工程を複雑にするという欠点もあつた。
本発明の目的は半導体装置として信頼性が高
く、製造工程も簡単な、フレアを防止できる遮光
層を有する固体撮像装置を提供することにある。
く、製造工程も簡単な、フレアを防止できる遮光
層を有する固体撮像装置を提供することにある。
本発明によれば固体撮像装置の走査部を遮光す
るための遮光層がSiを含有するAl合金によつて
形成され、その光入射側の表面層を陽極酸化して
形成されていることを特徴とする固体撮像装置が
得られる。
るための遮光層がSiを含有するAl合金によつて
形成され、その光入射側の表面層を陽極酸化して
形成されていることを特徴とする固体撮像装置が
得られる。
前記本発明によれば半導体装置として信頼性が
高く、製造工程が簡単で、フレア現象の無い固体
撮像装置が実現される。
高く、製造工程が簡単で、フレア現象の無い固体
撮像装置が実現される。
本発明では遮光層を構成する材料はSiを含む
Al合金とその陽極酸化膜であり、これらは半導
体装置を構成する主要材料であるため、耐熱性な
どの問題がなく信頼性については全く心配が無
い。
Al合金とその陽極酸化膜であり、これらは半導
体装置を構成する主要材料であるため、耐熱性な
どの問題がなく信頼性については全く心配が無
い。
1.5％以上Siを含むAl合金の陽極酸化膜は灰色
ないし黒色になり、陽極酸化するのみで反射率を
低減できるため陽極酸化後、黒色染色や封孔処理
が不要であり、製造工程が簡単である。
ないし黒色になり、陽極酸化するのみで反射率を
低減できるため陽極酸化後、黒色染色や封孔処理
が不要であり、製造工程が簡単である。
更に本発明によれば光の入射側の面がSiを含む
Al合金の陽極酸化膜であり、反射率はSiを1.5％
以上含むAl合金では10％程度から数％まで低減
でき、フレア現象は大巾に低減できる。
Al合金の陽極酸化膜であり、反射率はSiを1.5％
以上含むAl合金では10％程度から数％まで低減
でき、フレア現象は大巾に低減できる。
先に述べた特開昭52−144218号公報ではAl2O3
を着色して反射防止膜としている。よく知られて
いるように、Alを陽極酸化して形成したAl2O3膜
の空孔に染料を含浸させて着色後、前記空孔の開
孔部を封孔処理し、染料を固定するものである。
このため、この従来例で示された固体撮像素子の
遮光層に反射防止膜を形成するためには、Alの
成膜、表面の陽極酸化、染色、封孔処理、パター
ン形成の６つの工程が必要である。なお、ここで
の工程はある程度まとめて表現している。例えば
パターン形成工程とまとめているが、実際にはフ
オトレジスト塗布、ベーク、露光、現像、ベー
ク、エツチング、フオトレジスト剥離の工程によ
つてパターン形成の工程が構成されている。ま
た、この従来例では封孔処理については説明され
ていないが、Alの陽極酸化膜の染色では通常実
施されており、染色後のエツチング時に染料が脱
色などの変化を生じないためにも必要と思われ
る。
を着色して反射防止膜としている。よく知られて
いるように、Alを陽極酸化して形成したAl2O3膜
の空孔に染料を含浸させて着色後、前記空孔の開
孔部を封孔処理し、染料を固定するものである。
このため、この従来例で示された固体撮像素子の
遮光層に反射防止膜を形成するためには、Alの
成膜、表面の陽極酸化、染色、封孔処理、パター
ン形成の６つの工程が必要である。なお、ここで
の工程はある程度まとめて表現している。例えば
パターン形成工程とまとめているが、実際にはフ
オトレジスト塗布、ベーク、露光、現像、ベー
ク、エツチング、フオトレジスト剥離の工程によ
つてパターン形成の工程が構成されている。ま
た、この従来例では封孔処理については説明され
ていないが、Alの陽極酸化膜の染色では通常実
施されており、染色後のエツチング時に染料が脱
色などの変化を生じないためにも必要と思われ
る。
これに対し、本願発明ではSiを含むAl合金層
の表面を陽極酸化すればよく、成膜と陽極酸化お
よびパターン形成の３つの工程で低反射率の遮光
層が形成できる。これはSiを含むAl合金では表
面を陽極酸化するだけで低反射率の皮膜が形成で
きることによる。前述のようにSiを含むAl合金
の陽極酸化膜の反射率は非常に低減される。1.5
％以上のSiを含有するAl合金の陽極酸化膜の反
射率は10％程度となり、Siの含有量の増加ととも
に反射率は数％まで低下する。
の表面を陽極酸化すればよく、成膜と陽極酸化お
よびパターン形成の３つの工程で低反射率の遮光
層が形成できる。これはSiを含むAl合金では表
面を陽極酸化するだけで低反射率の皮膜が形成で
きることによる。前述のようにSiを含むAl合金
の陽極酸化膜の反射率は非常に低減される。1.5
％以上のSiを含有するAl合金の陽極酸化膜の反
射率は10％程度となり、Siの含有量の増加ととも
に反射率は数％まで低下する。
従つて、本願発明では特開昭52−144218号公報
に示された染色および封孔処理の工程が不要で工
程が簡単になるという効果がある。
に示された染色および封孔処理の工程が不要で工
程が簡単になるという効果がある。
次に、信頼性について説明する。固体撮像素子
をパツケージに封入するときに、固体撮像素子の
パツケージへの固定およびパツケージのガラスキ
ヤツプ封止の２回の熱処理が必要である。特開昭
52−144218号公報では反射率を低下させるために
陽極酸化膜を有機染料で染色している。一般的に
有機染料の耐熱性は低く、このために引例に示さ
れた固体撮像素子では前記のパツケージ封入にお
ける熱処理の温度を低くする必要がある。すなわ
ち、パツケージへの固定やガラスキヤツプの封止
に有機接着剤を使用する必要がある。有機接着剤
を用いた封止では接着剤からのガス放出やガスの
透過などの問題があり、このガスによつては固体
撮像素子が影響を受け、信頼性に問題が生じる。
また、この従来例にはAlの陽極酸化膜を染色後、
封孔処理をせずにエツチングするように記述され
ているが、封孔処理がない場合にはエツチング時
のリン酸やフツ酸による染料の脱色や陽極酸化膜
の空孔に残存するこれらの酸のガスがパツケージ
封入後に固体撮像素子に悪影響を与える恐れがき
わめて大きい。ICやLSIなどの半導体素子は製造
時にはフオトレジストなどの有機材料を使用する
が、完成時にはポリイミド樹脂など格別に耐熱性
のあるもの以外の有機材料はすべて除去される。
これはパツケージに封入するときの耐熱性が問題
であり、その後の信頼性を高めるために他ならな
い。
をパツケージに封入するときに、固体撮像素子の
パツケージへの固定およびパツケージのガラスキ
ヤツプ封止の２回の熱処理が必要である。特開昭
52−144218号公報では反射率を低下させるために
陽極酸化膜を有機染料で染色している。一般的に
有機染料の耐熱性は低く、このために引例に示さ
れた固体撮像素子では前記のパツケージ封入にお
ける熱処理の温度を低くする必要がある。すなわ
ち、パツケージへの固定やガラスキヤツプの封止
に有機接着剤を使用する必要がある。有機接着剤
を用いた封止では接着剤からのガス放出やガスの
透過などの問題があり、このガスによつては固体
撮像素子が影響を受け、信頼性に問題が生じる。
また、この従来例にはAlの陽極酸化膜を染色後、
封孔処理をせずにエツチングするように記述され
ているが、封孔処理がない場合にはエツチング時
のリン酸やフツ酸による染料の脱色や陽極酸化膜
の空孔に残存するこれらの酸のガスがパツケージ
封入後に固体撮像素子に悪影響を与える恐れがき
わめて大きい。ICやLSIなどの半導体素子は製造
時にはフオトレジストなどの有機材料を使用する
が、完成時にはポリイミド樹脂など格別に耐熱性
のあるもの以外の有機材料はすべて除去される。
これはパツケージに封入するときの耐熱性が問題
であり、その後の信頼性を高めるために他ならな
い。
本願発明では遮光層の反射率を低下するために
有機染料を使用しておらず、遮光層を形成するSi
を含有したAl合金の表面を陽極酸化しただけで
あるため、耐熱性が高い。また、使用している材
料はSiとAlであり、これらは半導体素子を構成
する主要な材料であるため素子に悪影響を与える
こともない。このため、この固体撮像素子をパツ
ケージに封入するときには通常LSIを封入する場
合に使用されるAu−Si合金による固定やガラス
−セラミツク封止が使用できる。このため、本願
発明による固体撮像素子はすでに述べたような問
題は生じず、信頼性が高い。
有機染料を使用しておらず、遮光層を形成するSi
を含有したAl合金の表面を陽極酸化しただけで
あるため、耐熱性が高い。また、使用している材
料はSiとAlであり、これらは半導体素子を構成
する主要な材料であるため素子に悪影響を与える
こともない。このため、この固体撮像素子をパツ
ケージに封入するときには通常LSIを封入する場
合に使用されるAu−Si合金による固定やガラス
−セラミツク封止が使用できる。このため、本願
発明による固体撮像素子はすでに述べたような問
題は生じず、信頼性が高い。
以下実施例により本発明を説明する。
実施例
シリコンウエハー上に第３図に示すうに通常の
プロセスによりインターライン転送型CCD撮像
装置の受光部１、転送ゲート部２、垂直転送部
３、水平転送部（図示せず）を形成し、パツシベ
ーシヨン層７を形成した。次にSiを10％含むAl
合金膜６３をスパツタリングによつて形成し、次
にこのAl合金膜の表面を陽極酸化膜６４とし、
更にこれをパターン化して遮光層を形成した。こ
の遮光層上に更にパツシベーシヨン層を形成して
固体撮像装置を得た。この遮光層は暗灰色であ
り、反射率が大巾に低減されていた。この固体撮
像装置による撮像特性も十分満足できるものであ
つた。
プロセスによりインターライン転送型CCD撮像
装置の受光部１、転送ゲート部２、垂直転送部
３、水平転送部（図示せず）を形成し、パツシベ
ーシヨン層７を形成した。次にSiを10％含むAl
合金膜６３をスパツタリングによつて形成し、次
にこのAl合金膜の表面を陽極酸化膜６４とし、
更にこれをパターン化して遮光層を形成した。こ
の遮光層上に更にパツシベーシヨン層を形成して
固体撮像装置を得た。この遮光層は暗灰色であ
り、反射率が大巾に低減されていた。この固体撮
像装置による撮像特性も十分満足できるものであ
つた。
以上の本発明の説明および実施例においてはイ
ンタライン転送型固体撮像装置について説明した
が、フレアはインタライン転送型固体撮像装置で
生じやすいものであるため、これを例として説明
してきたのであり他の方式による固体撮像装置に
おいても本発明が実施できることは明らかであろ
う。
ンタライン転送型固体撮像装置について説明した
が、フレアはインタライン転送型固体撮像装置で
生じやすいものであるため、これを例として説明
してきたのであり他の方式による固体撮像装置に
おいても本発明が実施できることは明らかであろ
う。
また実施例においては遮光層をパツシベーシヨ
ン層上あるいはパツシベーシヨン層中に設けた
が、本発明は配線あるいは電極が遮光層を兼ねて
いるような場合にも適用できる。
ン層上あるいはパツシベーシヨン層中に設けた
が、本発明は配線あるいは電極が遮光層を兼ねて
いるような場合にも適用できる。
第１図および第２図は固体撮像装置の一例を示
す模式図であり、第３図は本発明の各実施例を示
す図である。 図において、１は受光素子、２は転送ゲート
部、３は垂直転送部、４は水平転送部、５は出力
部、６は遮光層、７はパツシベーシヨン層であ
り、６３はSiを含むAl合金膜、６４はSiを含む
Al合金の陽極酸化膜である。
す模式図であり、第３図は本発明の各実施例を示
す図である。 図において、１は受光素子、２は転送ゲート
部、３は垂直転送部、４は水平転送部、５は出力
部、６は遮光層、７はパツシベーシヨン層であ
り、６３はSiを含むAl合金膜、６４はSiを含む
Al合金の陽極酸化膜である。
Claims (1)
- １ 同一結像面内に水平走査方向と垂直走査方向
に各々所定のピツチを持つて設けられた複数の受
光素子と、該受光素子を水平および垂直方向に走
査し、前記受光素子に蓄積された電荷を順次読み
出す走査部とを有する固体撮像装置において、前
記受光素子以外の領域に光が入射しないように設
けられている遮光層が、Siを含むAl合金層で形
成され、かつ該Al合金層の表面層が陽極酸化さ
れてなることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57008441A JPS58125968A (ja) | 1982-01-22 | 1982-01-22 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57008441A JPS58125968A (ja) | 1982-01-22 | 1982-01-22 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58125968A JPS58125968A (ja) | 1983-07-27 |
| JPH0414550B2 true JPH0414550B2 (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=11693210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57008441A Granted JPS58125968A (ja) | 1982-01-22 | 1982-01-22 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58125968A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03257966A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-18 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP2710292B2 (ja) * | 1991-06-12 | 1998-02-10 | シャープ株式会社 | 固体撮像素子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51136234A (en) * | 1975-05-21 | 1976-11-25 | Toshiba Corp | Solid state image device |
| JPS5854546B2 (ja) * | 1976-05-26 | 1983-12-05 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子 |
| JPS5844867A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-15 | Toshiba Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-01-22 JP JP57008441A patent/JPS58125968A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58125968A (ja) | 1983-07-27 |
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