JPH04196167A

JPH04196167A - 固体撮像素子

Info

Publication number: JPH04196167A
Application number: JP2321912A
Authority: JP
Inventors: Keiji Toriyama; 鳥山　景示
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-15
Also published as: DE488131T1; DE69126101D1; EP0488131A1; KR100238922B1; DE69126101T2; EP0488131B1; US5336919A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野コ本発明は固体撮像素子に関し、特に、その配線および遮
光膜を構成する金属膜の構造に関する。

［従来の技術］従来の固体撮像素子の断面図を第４図に示す。

同図の（ａ）、（ｂ）は、それぞれセル部領域（光電変
換部）および周辺領域の断面図である。同図において、
１はｎ型半導体基板、２はその上に形成されたｐ型ウェ
ル、３はｐ型ウェル２内に形成されたｒ）導電型の光電
変換領域、４は同じくｐ型ウェル２内に形成されたｎ導
電型の電荷転送領域、５は素子間に高濃度にｐ型不純物
がドープされて形成された素子分離領域、６はｐ型ウェ
ル２」二に形成された絶縁膜、７はポリシリコンにより
形成された、電荷読み出し電極を兼ねた電荷転送電極、
８は周辺領域において形成されたアルミニウム配線、８
ｂはアルミニウム配線と同時に形成された、光電変換領
域３上に開口を有するアルミニウム遮光膜である。

この固体撮像素子上には、例えば第５図に示されるよう
に、カラーフィルタａｉｏ１マイクロレンズ１１等が形
成される。

［発明が解決しようとする課題］上述した従来の固体撮像素子では、遮光膜としてアルミ
ニウム薄膜を使用していたが、アルミニウム薄膜で十分
な遮光性を得るには０．８μｍ程度の膜厚が必要であっ
た。而して、固体撮像素子の高集積化は近年著しく進み
、それに伴って、光電変換素子の開口幅も狭くなされて
いる。例えば、１／３インチ管相当で３８万画素の素子
の場合、開口幅は２μｍ以下となる。１Ｊｉｌ　１．Ｊ
面積が縮小された場合、感度の低下を防ぐには、第５図
に示すように光電変換素子」二にマイクロレンズ１１を
形成して入射光を集光することが必須となって来る。と
ころが、従来通りに遮光膜にアルミニウム簿膜を使用し
た場合、遮光膜の開口面積に対してアルミニウム薄膜の
膜厚が厚いために、遮光膜８１〕の」二表面８１）ａの
開口面積と遮光膜の底面８ｂｂにおける開口面積とが等
しくなってしまう。即ち、開口は、アルミニウム膜厚に
電荷転送電極７の膜厚を加えた全高（通常、これは１μ
ｍ以上となる）に渡って狭く形成されることになる。そ
のため、マイクロレンズ１１の周辺部からの光が、第５
図に示すように、アルミニウム遮光膜８ｂの開口部のエ
ツジ付近で撥ね返されてしまい、感度が低下してしまう
という問題が生じる。

また、従来のアルミニウム遮光膜を使用した固体撮像素
子では、第６図に示すようにカラーフィルタの染色旬月
１２となるネガレジストをパターニングする際に、アル
ミニウム遮光膜８ｂ表面での光の乱反射によって、露光
した領域１３以外にも感光領域１４が生じて、パターニ
ング性が悪化するという問題が生じていた。

さらに、アルミニウム配線、アルミニウム遮光膜にはヒ
ロックと呼ばれる突起が発生する恐れがあり、これが製
品の信頼性を低下させる原因となっていた。

［課題を解決するための手段］本発明の固体撮像素子は、セル部領域（光電変換部）に
おいて、光電変換素子の開口面積を規定する遮光膜に高
融点金属膜を使用するとともに、周辺領域において、配
線としてアルミニウム膜上に高融点金属膜を被覆したも
のを使用している。

［実施例コ次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図であり、（
ａ）、（ｂ）はそれぞれセル部領域および周辺領域を示
している。第１図に示されるように、ｎ型半導体基板１
上には、ｐ型ウェル２が形成されており、該ｐ型ウェル
２の表面領域内にはｎ導電型の光電変換領域３、同じ（
ｎ導電型の電荷転送領域４およびｐ導電型冨不純物濃度
領域である素子分離領域５が形成されている。そして半
導体基板上には、セル部領域においては、絶縁膜６を介
してポリシリコンからなる電荷転送電極７が形成され、
また周辺領域においては、絶縁膜６を介してアルミニウ
ム配線８が形成されている。

さらに周辺領域においては、アルミニウム配線８を被覆
するタングステン薄膜９が、またセル部領域においては
光電変換素子の開口を規定するタングステン遮光膜９ａ
が形成されている。

タングステン薄膜を遮光膜として用いた場合、０．４μ
ｍ程度の膜厚で十分な遮光性を得ることができる。従っ
て、この構成によれば、遮光膜の上表面の高さを従来例
の場合より低くすることができかつ上表面における開口
面積を従来例の場合より広くすることができる。従って
、第２図に示すように、本実施例の固体撮像素子」−に
カラーフィルタ層１０およびマイクロレンズ１１を形成
した場合に、マイクロレンズ周辺部がらの光が遮光膜に
よって撥ね返されることがなくなる。

また、高融点金属はアルミニウムと比較して光反射率が
１／４程度であるので、遮光膜としてタングステン薄膜
を用いた場合には、カラーフィルタ染色母材のパターニ
ング時に不所望部分を感光させないで済み、正確なパタ
ーニングが可能きなる。

周辺領域の配線については、アルミニウム膜上に高融点
金属を被覆する構造としたことにより、高融点金属をパ
ターニングのためのエツチング工程において、アルミニ
ウム膜がエツチングされるのを防止することができる。

また、タングステン薄膜はパターニング後もアルミニウ
ム配線」二にあって、保護膜として機能し、アルミニウ
ム配線にヒロックが発生するのを防止する。

第２図は本発明の第２の実施例を示す断面図であり、（
ａ）、（ｂ）は、それぞれセル部領域および周辺領域を
示している。この実施例では、アルミニウム薄膜をパタ
ーニングして周辺領域にアルミニウム配線８を形成する
際に、同時にセル部領域では、電荷転送領域４に相当す
る部分にアルミニウム遮光膜８ａを形成している。これ
以外の点では本実施例は第１の実施例と同様の構造であ
る。本実施例では、アルミニウム遮光膜８ａを設けたこ
とにより、タングステン簿膜をさらに薄くすることがで
きる。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明による固体撮像素子は、セ
ル部領域においては光電変換素子の開口を規定する遮光
膜として高融点金属膜を使用し、周辺領域ではアルミニ
ウム配線を高融点金属で被覆したものであるので、本発
明によれば、マイクロレンズの周辺部からの入射光が遮
光膜によって撥ね返されることがなくなり感度低下を防
止することができる。

また、アルミニウムの光反射率が９０％以上であるのに
比較して高融点金属例えばタングステンのそれは２０％
前後であるので、本発明によればカラーフィルタのパタ
ーニング時の光の反射によるパターンの崩れを防止する
ことができる。

さらに、アルミニウム配線が高融点金属膜によって保護
されていることからヒロックが発生しにくくなり、デバ
イスの信頼性を向」ニさせるとかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は、それぞれ本発明の実施例を示す断面
図、第２図は、第１図の実施例の効果を説明するための
断面図、第４図は、従来例の断面図、第５図、第６図は
、従来例の問題点を説明するための断面図である。１・・・ｎ型半導体基板、　　２・・・ｐ型ウェル、３
・・・光電変換領域、　　４・・・電荷転送領域、５・
・・素子分離領域、　　６・・・絶縁膜、　　７・・・
電荷転送電極、　　８・・・アルミニウム配線、　　８
ａ１８ｂ・・・アルミニウム遮光膜、　　　９・・・タ
ングステン薄膜、　　９ａ・・・タングステン遮光膜、
１０・・・カラーフィルタ層、　　　１１・・・マイク
ロレンズ、　　　１２・・・染色母材（ネガレジスト）
、１３・・・露光領域、　　　１４・・・感光領域。

Claims

【特許請求の範囲】

光電変換部において形成された、入射光を電気信号に変
換する複数の光電変換素子と、光電変換部外における半
導体基板上に形成されたアルミニウム配線と、光電変換
部において光電変換素子の開口面積を規定する遮光膜と
して機能しかつ前記アルミニウム配線の表面および側面
を覆って該アルミニウム配線の保護膜として機能する、
前記アルミニウム配線の膜厚より薄い膜厚の高融点金属
膜と、を具備する固体撮像素子。