JPH11330447A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH11330447A JPH11330447A JP10136906A JP13690698A JPH11330447A JP H11330447 A JPH11330447 A JP H11330447A JP 10136906 A JP10136906 A JP 10136906A JP 13690698 A JP13690698 A JP 13690698A JP H11330447 A JPH11330447 A JP H11330447A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体撮像素子の有効画素領域、オプチカルブ
ラック領域での受光部と垂直転送レジスタ間の段差部で
の遮光膜のカバレージの改善を図る。 【解決手段】 複数の受光部３２と、電荷転送方向に沿
って第１層目の転送電極３４と第２層目の転送電極３５
が一部重なるように配列された垂直転送レジスタ３３
と、垂直転送レジスタ３３上を含んで形成された遮光膜
４８を有してなる固体撮像素子であって、第１層目の転
送電極３４と第２層目の転送電極３５との重なる部分
が、電荷転送方向と直交する方向に関して階段状の段差
４９を形成して構成する。
ラック領域での受光部と垂直転送レジスタ間の段差部で
の遮光膜のカバレージの改善を図る。 【解決手段】 複数の受光部３２と、電荷転送方向に沿
って第１層目の転送電極３４と第２層目の転送電極３５
が一部重なるように配列された垂直転送レジスタ３３
と、垂直転送レジスタ３３上を含んで形成された遮光膜
４８を有してなる固体撮像素子であって、第１層目の転
送電極３４と第２層目の転送電極３５との重なる部分
が、電荷転送方向と直交する方向に関して階段状の段差
４９を形成して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子、特
にＣＣＤ固体撮像素子における垂直転送レジスタにおけ
る転送電極の改善に関する。
にＣＣＤ固体撮像素子における垂直転送レジスタにおけ
る転送電極の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３及び図４は、従来のＣＣＤ固体撮像
素子の撮像領域の要部を示す。従来のＣＣＤ固体撮像素
子１は、図３に示すように、複数の受光部２がマトリッ
クス状に配列され、各受光部列に対応して信号電荷を垂
直方向に転送するＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ３が形
成されて成る。垂直転送レジスタ３は、第１層目の多結
晶シリコンからなる転送電極４と、第２層目の多結晶シ
リコンからなる転送電極５とが電荷転送方向ａに沿っ
て、順次交互に配列形成される。各垂直転送レジスタ３
では、第１層目の転送電極４と第２層目の転送電極５が
一部重なるようにして、即ち、第１層目の転送電極４上
に第２層目の転送電極５が跨がるようにして配列され
る。また、各第１層目の転送電極４及び第２層目の転送
電極５の夫々は、垂直方向に隣り合う受光部２間におい
て、水平方向の対応する電極同士が連結されている。
素子の撮像領域の要部を示す。従来のＣＣＤ固体撮像素
子１は、図３に示すように、複数の受光部２がマトリッ
クス状に配列され、各受光部列に対応して信号電荷を垂
直方向に転送するＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ３が形
成されて成る。垂直転送レジスタ３は、第１層目の多結
晶シリコンからなる転送電極４と、第２層目の多結晶シ
リコンからなる転送電極５とが電荷転送方向ａに沿っ
て、順次交互に配列形成される。各垂直転送レジスタ３
では、第１層目の転送電極４と第２層目の転送電極５が
一部重なるようにして、即ち、第１層目の転送電極４上
に第２層目の転送電極５が跨がるようにして配列され
る。また、各第１層目の転送電極４及び第２層目の転送
電極５の夫々は、垂直方向に隣り合う受光部２間におい
て、水平方向の対応する電極同士が連結されている。
【０００３】図４は、図３のＡ−Ａ線上の断面構造を示
す。この断面構造では、半導体基板１１に入射光による
光電変換で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積部、即ち受
光部２を構成する例えばフォトダイオード１２が形成さ
れると共に、垂直転送レジスタ３を構成する転送領域１
３が形成される。この転送領域１３上に絶縁膜１４を介
して第１層目及び第２層目の転送電極４及び５が一部重
なるように形成される。１５はチャネルストップ領域、
１６は受光部２と垂直転送レジスタ３間に形成された読
み出しゲート部を示す。さらに、層間絶縁膜１７を介し
て受光部を除く全面、即ち、垂直転送レジスタ３上及び
垂直方向に隣り合う受光部２間上を含み一部受光部２上
に張り出すように、遮光膜、例えばＡｌ遮光膜１８が形
成される。
す。この断面構造では、半導体基板１１に入射光による
光電変換で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積部、即ち受
光部２を構成する例えばフォトダイオード１２が形成さ
れると共に、垂直転送レジスタ３を構成する転送領域１
３が形成される。この転送領域１３上に絶縁膜１４を介
して第１層目及び第２層目の転送電極４及び５が一部重
なるように形成される。１５はチャネルストップ領域、
１６は受光部２と垂直転送レジスタ３間に形成された読
み出しゲート部を示す。さらに、層間絶縁膜１７を介し
て受光部を除く全面、即ち、垂直転送レジスタ３上及び
垂直方向に隣り合う受光部２間上を含み一部受光部２上
に張り出すように、遮光膜、例えばＡｌ遮光膜１８が形
成される。
【０００４】この固体撮像素子１では、入射光量に応じ
た信号電荷が受光部２に蓄積され、この信号電荷が読み
出しゲート部１６を通じて垂直転送レジスタ３に読み出
される。この信号電荷は、転送電極４及び５に与えられ
る垂直駆動パルスによって垂直転送レジスタ３内を転送
し、さらに図示せざるも水平転送レジスタを通して出力
される。
た信号電荷が受光部２に蓄積され、この信号電荷が読み
出しゲート部１６を通じて垂直転送レジスタ３に読み出
される。この信号電荷は、転送電極４及び５に与えられ
る垂直駆動パルスによって垂直転送レジスタ３内を転送
し、さらに図示せざるも水平転送レジスタを通して出力
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の垂直
転送レジスタにおける第１層目及び第２層目の転送電極
４及び５は図３及び図４に示すように、ほぼ同じ幅ｄ1
で形成されており、両転送電極４及び５が重なる部分に
構造的に大きな段差１９が形成される（図４参照）。こ
の段差１９に起因して遮光膜１８となるアルミニウムを
スパッタリングした際に、段差下端にＡｌ膜厚の薄い部
分２０が生じる。この膜厚の薄い部分２０の遮光能力は
極端に低いために、光Ｌが透過しやすい。この透過した
光Ｌは、転送領域１３の付近で不要な光電変換を誘発
し、スミア発生等、素子特性の劣化の原因となるもので
あった。この問題点は、有効画素領域の外側に形成され
たオプチカルブラック領域においても同じように発生す
る。
転送レジスタにおける第１層目及び第２層目の転送電極
４及び５は図３及び図４に示すように、ほぼ同じ幅ｄ1
で形成されており、両転送電極４及び５が重なる部分に
構造的に大きな段差１９が形成される（図４参照）。こ
の段差１９に起因して遮光膜１８となるアルミニウムを
スパッタリングした際に、段差下端にＡｌ膜厚の薄い部
分２０が生じる。この膜厚の薄い部分２０の遮光能力は
極端に低いために、光Ｌが透過しやすい。この透過した
光Ｌは、転送領域１３の付近で不要な光電変換を誘発
し、スミア発生等、素子特性の劣化の原因となるもので
あった。この問題点は、有効画素領域の外側に形成され
たオプチカルブラック領域においても同じように発生す
る。
【０００６】本発明は、上述の点に鑑み、遮光膜のステ
ップカバレージを改善して素子特性の向上を図った固体
撮像素子を提供するものである。
ップカバレージを改善して素子特性の向上を図った固体
撮像素子を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像素
子は、垂直転送レジスタの転送電極において、第１層目
の転送電極と第２層目の転送電極の重なる部分に電荷転
送方向と直交する方向に関して階段状の段差を形成して
遮光膜を形成するように成す。
子は、垂直転送レジスタの転送電極において、第１層目
の転送電極と第２層目の転送電極の重なる部分に電荷転
送方向と直交する方向に関して階段状の段差を形成して
遮光膜を形成するように成す。
【０００８】この構成においては、第１層目及び第２層
目の転送電極が重なる部分に階段状の段差を形成するこ
とにより、遮光膜を形成した際、段差部での遮光膜のカ
バレージが良好となる。
目の転送電極が重なる部分に階段状の段差を形成するこ
とにより、遮光膜を形成した際、段差部での遮光膜のカ
バレージが良好となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に係る固体撮像素子は、複
数の受光部と、電荷転送方向に沿って第１層目の転送電
極と第２層目の転送電極が一部重なるように配列された
垂直転送レジスタと、垂直転送レジスタ上を含んで形成
された遮光膜を有してなる固体撮像素子であって、第１
層目の転送電極と第２層目の転送電極との重なる部分が
電荷転送方向と直交する方向に関して、階段状の段差を
形成した構成とする。
数の受光部と、電荷転送方向に沿って第１層目の転送電
極と第２層目の転送電極が一部重なるように配列された
垂直転送レジスタと、垂直転送レジスタ上を含んで形成
された遮光膜を有してなる固体撮像素子であって、第１
層目の転送電極と第２層目の転送電極との重なる部分が
電荷転送方向と直交する方向に関して、階段状の段差を
形成した構成とする。
【００１０】本発明は、上記固体撮像素子において、少
なくとも転送電極が重なる部分において、第２層目の転
送電極の電荷転送方向と直交する方向の幅が、第１層目
の転送電極の幅より小さく形成された構成とする。
なくとも転送電極が重なる部分において、第２層目の転
送電極の電荷転送方向と直交する方向の幅が、第１層目
の転送電極の幅より小さく形成された構成とする。
【００１１】第１層目の転送電極と第２層目の転送電極
の段差幅としては、０．１μｍ〜０．２μｍとするのが
好ましい。
の段差幅としては、０．１μｍ〜０．２μｍとするのが
好ましい。
【００１２】この転送電極の構造は、有効画素領域の
他、受光部上も遮光膜で覆われているオプチカルブラッ
ク領域においても、同様である。
他、受光部上も遮光膜で覆われているオプチカルブラッ
ク領域においても、同様である。
【００１３】図１及び図２は、本発明の一実施の形態に
係るＣＣＤ固体撮像素子、特にその撮像領域の要部を示
す。このＣＣＤ固体撮像素子３１は、図１に示すよう
に、画素となる複数の受光部３２がマトリックス状に配
列され、各受光部列に対応して信号電荷を垂直方向に転
送するＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ３３が形成されて
成る。
係るＣＣＤ固体撮像素子、特にその撮像領域の要部を示
す。このＣＣＤ固体撮像素子３１は、図１に示すよう
に、画素となる複数の受光部３２がマトリックス状に配
列され、各受光部列に対応して信号電荷を垂直方向に転
送するＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ３３が形成されて
成る。
【００１４】垂直転送レジスタ３３は、第１層目の多結
晶シリコンからなる転送電極３４と、第２層目の多結晶
シリコンからなる転送電極３５とが電荷転送方向ａに沿
って、順次交互に配列形成される。各垂直転送レジスタ
３３では、第１層目の転送電極３４と第２層目の転送電
極３５とが一部重なるようにして、即ち、第１層目の転
送電極３４上に第２層目の転送電極３５が跨がるように
して配列される。各第１層目の転送電極３４及び第２層
目の転送電極３５の夫々は、垂直方向に隣り合う受光部
３２間において、水平方向の対応する電極同士が連結さ
れている。
晶シリコンからなる転送電極３４と、第２層目の多結晶
シリコンからなる転送電極３５とが電荷転送方向ａに沿
って、順次交互に配列形成される。各垂直転送レジスタ
３３では、第１層目の転送電極３４と第２層目の転送電
極３５とが一部重なるようにして、即ち、第１層目の転
送電極３４上に第２層目の転送電極３５が跨がるように
して配列される。各第１層目の転送電極３４及び第２層
目の転送電極３５の夫々は、垂直方向に隣り合う受光部
３２間において、水平方向の対応する電極同士が連結さ
れている。
【００１５】図２は、図１のＢ−Ｂ線上の断面構造を示
す。この断面構造では、半導体基板４１に入射光による
光電変換で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積部、即ち、
受光部３２を構成する例えばフォトダイオード４２が形
成されると共に、垂直転送レジスタ３３を構成する転送
領域４３が形成される。この転送領域４３上に絶縁膜４
４を介して第１層目及び第２層目の転送電極３４及び３
５が一部重なるように形成されてＣＣＤ構造の垂直転送
レジスタ３３が構成される。
す。この断面構造では、半導体基板４１に入射光による
光電変換で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積部、即ち、
受光部３２を構成する例えばフォトダイオード４２が形
成されると共に、垂直転送レジスタ３３を構成する転送
領域４３が形成される。この転送領域４３上に絶縁膜４
４を介して第１層目及び第２層目の転送電極３４及び３
５が一部重なるように形成されてＣＣＤ構造の垂直転送
レジスタ３３が構成される。
【００１６】４５はチャネルストップ領域、４６は受光
部３２と垂直転送レジスタ３３間に形成された読み出し
ゲート部を示す。
部３２と垂直転送レジスタ３３間に形成された読み出し
ゲート部を示す。
【００１７】さらに、層間絶縁膜４７を介して受光部を
除く全面、即ち、垂直転送レジスタ３３上及び垂直方向
に隣り合う受光部２間上を含み、一部受光部３２上に張
り出すように、遮光膜、例えばＡｌ遮光膜４８が形成さ
れる。
除く全面、即ち、垂直転送レジスタ３３上及び垂直方向
に隣り合う受光部２間上を含み、一部受光部３２上に張
り出すように、遮光膜、例えばＡｌ遮光膜４８が形成さ
れる。
【００１８】そして、本実施の形態においては、特に、
垂直転送レジスタ３３における第１層目の転送電極３４
と第２層目の転送電極３５の電荷転送方向ａと直交する
方向の幅を異ならして両転送電極３４及び３５が重なる
部分において、階段状の段差４９を形成する。即ち、垂
直転送レジスタ３３の部分では、第１層目の転送電極３
４が幅ｄ2 で形成され、第２層目の転送電極３５が幅ｄ
2 より小さい幅ｄ3 で形成される。
垂直転送レジスタ３３における第１層目の転送電極３４
と第２層目の転送電極３５の電荷転送方向ａと直交する
方向の幅を異ならして両転送電極３４及び３５が重なる
部分において、階段状の段差４９を形成する。即ち、垂
直転送レジスタ３３の部分では、第１層目の転送電極３
４が幅ｄ2 で形成され、第２層目の転送電極３５が幅ｄ
2 より小さい幅ｄ3 で形成される。
【００１９】この第１層目の転送電極３４と第２層目の
転送電極３５の段差幅Δｄとしては、例えば０．１μｍ
〜０．２μｍ程度とするのが好ましい。Ａｌ遮光膜４８
は、この段階状の段差４９に沿って一部受光部３２に張
り出すようにして被覆される。
転送電極３５の段差幅Δｄとしては、例えば０．１μｍ
〜０．２μｍ程度とするのが好ましい。Ａｌ遮光膜４８
は、この段階状の段差４９に沿って一部受光部３２に張
り出すようにして被覆される。
【００２０】一方、この両転送電極３４及び３５が重な
る部分における階段状の段差４９は、図示せざるも、有
効画素領域の外側に設けられた受光部３２上をＡｌ遮光
膜４８で被覆するオプチカルブラック領域においても同
様に構成される。
る部分における階段状の段差４９は、図示せざるも、有
効画素領域の外側に設けられた受光部３２上をＡｌ遮光
膜４８で被覆するオプチカルブラック領域においても同
様に構成される。
【００２１】なお、垂直方向に隣り合う受光部３２間で
は、通常と同様に、水平方向に延長する第１層目の転送
電極３４の幅ｄ5 は、この上に重なる第２層目の転送電
極３５の幅ｄ6 より大に形成されて、階段状の段差が形
成されている。
は、通常と同様に、水平方向に延長する第１層目の転送
電極３４の幅ｄ5 は、この上に重なる第２層目の転送電
極３５の幅ｄ6 より大に形成されて、階段状の段差が形
成されている。
【００２２】この固体撮像素子３１では、前述と同様
に、受光部３２に蓄積された信号電荷が読み出しゲート
部４６を通じて垂直転送レジスタ３３に読み出され、転
送電極３４及び３５に与えられる垂直駆動パルスによっ
て垂直転送レジスタ３３内を転送し、さらに図示せざる
も水平転送レジスタを通じて出力される。
に、受光部３２に蓄積された信号電荷が読み出しゲート
部４６を通じて垂直転送レジスタ３３に読み出され、転
送電極３４及び３５に与えられる垂直駆動パルスによっ
て垂直転送レジスタ３３内を転送し、さらに図示せざる
も水平転送レジスタを通じて出力される。
【００２３】本実施の形態に係る固体撮像素子３１によ
れば、第１層目の転送電極３４の幅ｄ2 より第２層目の
転送電極３５の幅ｄ3 が小さくなるように転送電極３４
及び３５を形成し、両転送電極３４及び３５が重なる部
分において、その垂直転送レジスタ３３と受光部３２間
の段差４９を階段状とすることによって、従来に比較し
て段差が緩和され、遮光膜４８の段差４９におけるカバ
レージを改善することができる。従って、遮光膜４８の
遮光能力が向上し、不要な透過光が阻止されることによ
って、スミア発生を低減し、素子特性を向上することが
できる。
れば、第１層目の転送電極３４の幅ｄ2 より第２層目の
転送電極３５の幅ｄ3 が小さくなるように転送電極３４
及び３５を形成し、両転送電極３４及び３５が重なる部
分において、その垂直転送レジスタ３３と受光部３２間
の段差４９を階段状とすることによって、従来に比較し
て段差が緩和され、遮光膜４８の段差４９におけるカバ
レージを改善することができる。従って、遮光膜４８の
遮光能力が向上し、不要な透過光が阻止されることによ
って、スミア発生を低減し、素子特性を向上することが
できる。
【００２４】また、段差幅Δｄが０．１〜０．２μｍと
するときは、受光部３２から垂直転送レジスタ３３への
電荷読み出し能力に影響を与えることがない。
するときは、受光部３２から垂直転送レジスタ３３への
電荷読み出し能力に影響を与えることがない。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、垂直転送レジスタにお
いて、その第１層目の転送電極と第２層目の転送電極が
重なる部分と受光部との間の段差が階段状に形成される
ことによって、段差を緩和し、遮光膜のステップカバレ
ージを改善することができる。従って、段差部での遮光
膜の遮光能力が向上し、不要透過光を阻止することがで
き、スミア発生を低減して固体撮像素子の素子特性を向
上することができる。
いて、その第１層目の転送電極と第２層目の転送電極が
重なる部分と受光部との間の段差が階段状に形成される
ことによって、段差を緩和し、遮光膜のステップカバレ
ージを改善することができる。従って、段差部での遮光
膜の遮光能力が向上し、不要透過光を阻止することがで
き、スミア発生を低減して固体撮像素子の素子特性を向
上することができる。
【００２６】第２層目の転送電極の幅を第１層目の転送
電極の幅より小さくすることにより、階段状の段差を形
成することができ、遮光膜のステップカバレージを改善
することができる。第１層目の転送電極と第２層目の転
送電極の段差幅を０．１〜０．２μｍとするときは、階
段状の段差の形成が十分可能となり、段差の緩和が図れ
る。同時に、受光部から垂直転送レジスタへの電荷読み
出し能力に影響を与えることがない。
電極の幅より小さくすることにより、階段状の段差を形
成することができ、遮光膜のステップカバレージを改善
することができる。第１層目の転送電極と第２層目の転
送電極の段差幅を０．１〜０．２μｍとするときは、階
段状の段差の形成が十分可能となり、段差の緩和が図れ
る。同時に、受光部から垂直転送レジスタへの電荷読み
出し能力に影響を与えることがない。
【図１】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態を示
す要部の平面図である。
す要部の平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図３】従来例に係る固体撮像素子の要部の平面図であ
る。
る。
【図４】図３のＡ−Ａ線上の断面図である。
１，３１‥‥ＣＣＤ固体撮像素子、２，３２‥‥受光
部、３，３３‥‥垂直転送レジスタ、４，３４‥‥第１
層目の転送電極、５，３５‥‥第２層目の転送電極、１
７，４７‥‥層間絶縁膜、１８，４８‥‥Ａｌ遮光膜、
１９‥‥段差、４９‥‥階段状の段差
部、３，３３‥‥垂直転送レジスタ、４，３４‥‥第１
層目の転送電極、５，３５‥‥第２層目の転送電極、１
７，４７‥‥層間絶縁膜、１８，４８‥‥Ａｌ遮光膜、
１９‥‥段差、４９‥‥階段状の段差
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の受光部と、 電荷転送方向に沿って第１層目の転送電極と第２層目の
転送電極が一部重なるようにして配列された垂直転送レ
ジスタと、 前記垂直転送レジスタ上を含んで形成された遮光膜を有
してなる固体撮像素子であって、 前記第１層目の転送電極と前記第２層目の転送電極との
重なる部分が、電荷転送方向と直交する方向に関して、
階段状の段差を形成して成ることを特徴とする固体撮像
素子。 - 【請求項２】 少なくとも前記重なる部分において、 前記第２層目の転送電極の電荷転送方向と直交する方向
の幅が、前記第１層目の転送電極の幅より小さく形成さ
れて成ることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素
子。 - 【請求項３】 前記第１層目の転送電極と前記第２層目
の転送電極の段差幅が０．１μｍ〜０．２μｍであるこ
とを特徴とする請求項２に記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136906A JPH11330447A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10136906A JPH11330447A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11330447A true JPH11330447A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=15186343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10136906A Pending JPH11330447A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11330447A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005286094A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光半導体集積回路装置 |
| JP2005286093A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光半導体集積回路装置 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP10136906A patent/JPH11330447A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005286094A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光半導体集積回路装置 |
| JP2005286093A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光半導体集積回路装置 |
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