JPH04225565A - 固体撮像装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、固体撮像装置は画素数をより多く
するとともに、ダイナミックレンジの改善と低照度また
は高照度での画質の向上がなされている。

【０００３】以下に従来の固体撮像装置について、図８
を用いて説明する。なお、この図は単位画素の断面図で
ある。

【０００４】図８において、１はＮ型シリコン基板、２
はＰ型ウェル、３はＮ＋層で、Ｐ型ウェル２とフォトダ
イオード部を構成する。４はチャンネルストッパーで、
他の画素とのクロストークを避けるためにＰ＋層で構成
されている。５は電荷を転送する埋込みチャンネルで、
Ｎ＋層で構成されている。６は転送クロック信号が供給
される転送ゲートで、埋込みチャンネル５上に絶縁層７
を介して配置されている。８は遮光膜で、受光部９を規
制するためのものであり、従来はＡｌ−Ｓｉ合金膜が用
いられている。

【０００５】以上のように構成された固体撮像装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、受光部９
から入射した光はその光量に応じてフォトダイオード部
３を形成するＮ＋層とＰ型ウェル２によりＰＮ接合から
空乏層に電荷を蓄積する。埋込みチャンネル５ヘの電荷
の読み出しは転送ゲー卜６に埋込みチャンネル５側のポ
テンシャルを下げる電圧を加えることで行なう。図８の
手前方向にポテンシャルを順々に変える転送クロック信
号を送り、各受光部ヘの入射光量を検出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この固
体撮像装置においては、遮光膜８がＡｌ−Ｓｉ合金であ
ることから、それにヒロック（小丘状の突起）１０が発
生する。これが横方向へ伸びることにより、受光部９へ
の入射光が部分的ではあるが遮られ、再生画像にざらつ
きを生じさせる。また、遮光膜８中にシリコンノジュー
ル（シリコンの小塊）１１があるときには、それを通し
て埋込みチャンネル５へ光が透過する。この透過光で再
生画像に白い傷が現われる。このような画像のざらつき
や画像の白い傷の存在は、画質を低下させる原因となる
。

【０００７】本発明は、固体撮像装置において、その再
生画像におけるざらつきや白い傷を低減した固体撮像装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置は
、受光部の開口を規制する遮光膜が複数の遮光材を積層
した膜をそなえたものである。

【０００９】

【作用】遮光膜を複数の遮光材を積層することで、受光
部以外の傾域に入射する光が大幅に減少するとともに、
遮光膜を構成する一部の遮光材に生ずるヒロックやノジ
ュールによる影響が軽減される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例の固体撮像装置につい
て、図１〜図７を参昭しながら説明する。

【００１１】図１は第１の実施例の要部断面図である。 この実施例の固体撮像装置においては、Ｎ型シリコン基
板１の一方の表面側にＰ型ウェル２が形成されている。 このＰ型ウェル２内の表面部分に、フォトダイオード部
を構成するためのＮ＋層３、他の画素とのクロストーク
を避けるための、Ｐ＋層からなるチャンネルストッパー
４、および、電荷を転送するための、Ｎ＋層からなる埋
込みチャンネル５がそれぞれ選択的に形成されている。 埋込みチャンネル５上には、転送クロック信号が供給さ
れる転送ゲート６が絶縁層７を介して配置されている。 転送ゲート６上には絶縁層７と遮光膜８とが積層されて
いる。遮光膜８は、受光部９を規制するためのものであ
り、Ａｌ−Ｓｉ合金膜８ａと高融点金属膜８ｂとを積層
して形成したものである。

【００１２】図２は第２の実施例の要部断面図である。 この実施例の固体撮像装置が第１の実施例ともっとも異
なっているのは、遮光膜８を構成するＡｌ−Ｓｉ合金膜
８ａと高融点金属膜８ｂの積層順序が反対になっている
ことである。すなわち、転送ゲート６上に絶縁層７を介
在させて、Ａｌ−Ｓｉ合金膜８ａと高融点金属膜８ｂが
順次積層されている。高融点金属膜８ｂはその裾野部分
が受光部９側へ延びだしており、Ａｌ−Ｓｉ合金膜８ａ
はその先端部が受光部９側にはみ出さない構造となって
いる。

【００１３】図３は第３の実施例の要部断面図である。 この実施例の固体撮像装置は、遮光膜８が、高融点金属
膜８ｂをＡｌ−Ｓｉ合金膜８ａで挟んだ、いわゆるサン
ドイッチ構造をしている。

【００１４】図４は第４の実施例の要部断面図である。 この実施例の固体撮像装置は、図２に示した第２の実施
例の構造の装置において、さらにＡｌ−Ｓｉ合金膜８ａ
上に高融点金属膜８ｂを被着したものである。

【００１５】図５は第５の実施例の要部断面図である。 この実施例の固体撮像装置は、高融点金属膜８ｂの裾野
を図２に示した第２の実施例に比べてさらに受光部９側
ヘ延ばし、その上に積層したＡｌ−Ｓｉ合金膜８ａの裾
野がはみ出さないようにしたものである。

【００１６】このように、遮光膜８をＡｌ−Ｓｉ合金膜
８ａおよび高融点金属膜８ｂとの積層膜で構成すること
により、Ａｌ−Ｓｉ合金膜８ａにシリコンノジュール１
１が生じても、それを透過する光が高融点金属膜８ｂで
遮られ、シリコンノジュール１１による画質低下を改善
できる。さらに積層することによって応力が緩和され、
ヒロック１０の発生を低減できる。

【００１７】図６はの第６の実施例の要部断面図である
。この実施例の固体撮像装置は、高融点金属膜８ｂの裾
野を受光部９側ヘ広げるとともに、Ａｌ−Ｓｉ合金膜８
ａの側壁を傾斜させ、順テーパーにしたものである。 このような構造とすることによって、Ａｌ−Ｓｉ合金膜
８ａに横方向のヒロック１０が生じたとしても、それが
受光部９ヘ入射する光量に大きな影響を与えない。さら
に、遮光膜８の側壁からの反射による入射光の光量も低
減される。

【００１８】なお、反応牲イオンエッチング（ＲＩＥ）
法等で順テーパーを形成する場合、異方性エッチングを
強めるために、ポリマーを形成しうるガス系であるＣＨ
Ｆ３、ＣＨＣｌ３、またはＣＣｌ４等を使用して最適形
状を得る。また、遮光膜８を積層構造とすることで、各
層のエッチレー卜差を大きくして高融点金属膜８ｂの裾
野をＡｌ−Ｓｉ合金膜８ａより容易に大きく形成するこ
とができる。

【００１９】図７は第３の実施例の要部断面図である。 この実施例の固体撮像装置は、表面に直接形成したカラ
ーフィルター（オンチップカラーフィルター）１２の上
に、膜厚が均ーで反射率の高い遮光膜８を形成したもの
である。なお、固体撮像装置の表面にはＡｌ−Ｓｉ合金
膜８ａを形成しておき、カラーフィルターｌ２の上には
高融点金属膜を選択ＣＶＤ法にて低温形成してもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明の固体撮像装置に
おいては、その遮光膜として複数の遮光材を積層するこ
とによって材料選択の範囲が広がり、Ａｌ−Ｓｉ合金膜
を使用した際に生じるシリコンノジュールを通して透過
する光を遮光でき、また積層による応力緩和でヒロック
の発生を抑制でき、再生画像の画質をおおいに向上させ
ることができる。。

【００２１】また、本発明による構造では、その製造工
程におけるホトリソ工程での光のハレーションによる加
工精度の低下を抑えることができ、完成した固体撮像装
置の画質の均ー性とダイナミックレンジとを向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における固体撮像装置の
要部断面図

【図２】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
要部断面図

【図３】本発明の第３の実施例における固体撮像装置の
要部断面図

【図４】本発明の第４の実施例における固体撮像装置の
要部断面図

【図５】本発明の第５の実施例における固体撮像装置の
要部断面図

【図６】本発明の第６の実施例における固体撮像装置の
要部断両図

【図７】本発明の第３の実施例における固体撮像装置の
要部断面図

【図８】従来の固体撮像装置の単位画素の断面図

【符号の説明】

１　　シリコン基板 ６　　転送ゲート部 ８　　遮光膜 ８ａ　　Ａｌ−Ｓｉ合金膜（遮光材） ８ｂ　　高融点金属膜（遮光材） ９　　受光部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板の上に入射光を電荷に変換する
   受光部と、前記電荷を転送するための転送ゲー卜部とが
   形成されており、前記受光部の開口を規制する遮光膜が
   複数の遮光材を積層した膜である固体撮像装置。
2. 【請求項２】遮光膜を構成する第１層の裾野の先端部が
   その上に形成された第２層の先端部より受光部側に延び
   ている請求項１記戦の固体撮像装置。
3. 【請求項３】遮光膜の側壁と受光部の表面のなす角度が
   鈍角である請求項１記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】固体撮像装置に設けたカラーフィルターの
   表面に第２の遮光膜が形成された請求項１記載の固体撮
   像装置。