JPS61292960A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPS61292960A
JPS61292960A JP60135315A JP13531585A JPS61292960A JP S61292960 A JPS61292960 A JP S61292960A JP 60135315 A JP60135315 A JP 60135315A JP 13531585 A JP13531585 A JP 13531585A JP S61292960 A JPS61292960 A JP S61292960A
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JP
Japan
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film
metal electrode
layer
solid
bonding pad
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JP60135315A
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English (en)
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Nozomi Harada
望 原田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
    • H10F39/159—Charge-coupled device [CCD] image sensors comprising a photoconductive layer deposited on the CCD structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10F39/1515—Optical shielding

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、二階建て構造の固体撮像素子を用いたカラー
用の固体ｍ像装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
シリコン単結晶基板に信号電荷蓄積部と信号電荷読み出
し部を形成したＣＣＤＩａ像素子チップ基板に、光電変
換部として光導電膜を積層した二階建て構造の固体搬像
素子が知られている。この園像素子は、光入射に対する
開口率が大きくできることによる感度の向上、低ブルー
ミングなど数多くの長所を有する。この固体撮像素子に
更に色フィルタ層を形成すると、カラー用撮像素子が得
られる。
第３図及び第４図はこのよう二階線て固体ｍｓ素子の構
造例を示している。これらの図において、２１は例えば
ｐ型Ｓｉ基板であり、その表面には信号電荷読み出しの
チャネルである第１のｎ＋型層２２１と信号電荷蓄積部
の第２のｎ＋型層２２２、この蓄積部と例えばアルミニ
ウム（Ａｌで形成された金属電極２７ａとをオーミック
接続させるためのｎ４￥ゝ型１２４及びチャネルストッ
パとなるｐ”型層２３がある。そしてＣＣ［）チャネル
上にはゲート酸化膜を介して例えば２層多結晶シリコン
膜により形成されたＣＣＤ転送電極２５ａ、２５０があ
る。この２層転送電＄ｉ２５　ａ。
２５ｂ上には第１の絶縁膜２６ａが堆積され、これに開
けられたコンタクトホールを介して前記ｎ＋　＋型層２
４に接続される金属電極２７ｔ）が各画素領域に設けら
れる。この上に例えばアモルファスＳ１による光導電１
Ｉ２８とＩＴＯなどの透明導電膜上２９が形成されてい
る。光導１！１１２８と透明導電膜２９は第３図に示す
ようにチップ基板上の感光ｌｌｉ域のみを覆うように形
成され、チップ周辺に配置されるボンディングパッド３
０の領域は露出された状態となる。ボンディングパッド
３０は例えば画素を定義する金属電極２７ｂと同じ金属
層により形成されたものである。
ここで信号電荷蓄積部のｎ＋型層２２２、（１＋　＋型
層２４、金属電極２７ａおよび２７ｂは、各画素毎に独
立に二次元的に配列形成される。即ち、金属電極２７ｂ
が撮像画素領域を定義するものとなり、光導１！８１２
８によるｍｔａの結果金属電極２７ｂに得られる電位変
化が金属電極２７ａを介して信号電荷蓄積部のｎ＋型層
２２２に伝達され、ここに信号電荷として蓄積される。
図ではチャネルストッパであるｐ４″４層型３が見える
断面を示しているが、各画素毎にｎ＋型層２２２の信号
電荷をＣＯＤチャネルであるｎ＋型層２２ｓに転送する
転送部を有し、インクライン転送型ＣＣＤ１ｌｆ１１素
子を構成している。
この様な二階線て固体Ｉ＃ｌ像素子でカラー用戯像素子
を構成するには、前述のようにこの上に更に色フィルタ
層が積層される。色フィルタ層は例えば、ゼラチンや牛
乳カゼインなどの有機物に染料を拡散させたもので、通
常スピナーにより回転塗布される。
ところがこの様な色フィルタ層を形成した場合、第３図
に示すように素子の感光領域とボンディングパッド領域
との間に段差があるために、色フイルタ層表面に塗布ス
ジが現われる。この様子を第５図に示す。第５図は各撮
像素子チップを切り出す前のウェーハ状態を示し、３１
．３２は、このウェーハから各１１１１像素子チツプを
切り出すためのスクライブラインを示している。各チッ
プ領域内で感光領域３３は前述のように凸型に形成され
ている。従ってこの様なウェーハに色フィルタ層を回転
塗布すると、各感光領［３３の端部段差部から図示のよ
うな塗布スジ３４が入ってしまうのである。これらの塗
布スジ３４はカラー再生画像上にも色スジとして現われ
、再生画質を大幅に劣化させる原因となる。
〔発明の目的〕
本発明は上記した点に鑑みなされたもので、色スジの発
生を防止して優れた再生画像を得ることのできる、二階
線て撮像凧子を用いたカラー用固体ｔａｍ装置を提供す
ることを目的とする。
（発明の概要〕 本発明は、二階線て固体ｌｌｌｌ素像において、光導電
膜とこの上に形成される色フィルタ層を覆う保護層とが
感光領域だけでなくボンディングパッド領域を含むチッ
プ基板全面を覆うよう形成され、ボンディングパッド上
には前記保護層及び光導電膜を貫通するように開口が設
けられた構造とする。
更に好ましくは、光導ｌｔｌ！とこの上に形成される透
明導電膜との間に信号電荷と同じ極性の電荷が外部回路
から光導電膜に注入されるのを防止するバリア層が設け
られ、透明導電膜上には、画素を定義する第１の金属電
極の間隙部を覆う光シールド用の第２の金属電極及び、
感光領域の外側に配置されて光導電膜内の電荷がボンデ
ィングパッド領域に流れるのを防止するように第２の金
属電橋との間に電圧が印加される第３の金属電橋が設け
られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、二階建て固体ｌｌｉｌ素像を用いて、
段差がないように光導電膜が基板全面に形成された状態
で色フィルタ層が形成されるため、色フイルタ層表面に
塗布スジか発生せず、従って色スジのない良質のカラー
再生画像が得られる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
第１図は一実施例のカラー固体ｌｆｉ像装置を示す図で
ある。図において、１は第３図及び第４図に示したイン
タライン転送型の二階建て固体ｌｆｉ像素子チップ基板
である。図では拡散層や絶縁膜等の細部は省略しである
。チップ基板１表面には画素を定義する第１の金属電極
２（第３図及び第４図の金属電極２７ｂに対応する）と
、これと同じ金属膜により形成されたボンディングパッ
ド３が設けられている。この様なチップ基板１上に光導
電膜や色フィルタ層が形成される工程を第２図（ａ）〜
（Ｃ）を参照しながら説明すると、まず基板全面にアモ
ルファスＳ１からなる光導電膜４が形成され、続いてそ
の上にアモルファスＳｉＣからなるバリア層５が形成さ
れる。このバリア層５は外部から信号電荷（いまの場合
電子）と同じ極性の電荷が光導電１１４に注入されるの
を防ぐためのものである。このバリア層５に上にはＩＴ
Ｏなどの透明導電１１６が形成される。更に透明導電ｉ
ＩＧ上に、画素を定義する第１の金属電極２の間隙を覆
う光シールド用の第２の金属電極７、及び感光領域の周
辺のボンディングパッド領域との間を覆う電荷リーク防
止用の第３の金属電橋８が形成される。この後、透明導
電１１１６のうちボンディングパッド３上及びその周辺
部分が除去される（第２図（ａ））。続いて各画素領域
に対応して第１の色フィルタ層９、色フイルタ層間を分
離する層間絶縁膜１０、第２の色フィルタ層１１が順次
形成され、次いで基板表面全面に保護層１２が形成され
る（第２図（ｂ））。そしてこの後、保護層１２から光
導電層４を貫通するように各ボンディングパッド３上に
開口１３が形成される　（第２図（Ｃ））。
なお、第２の金属電極７と第３の金属電極８の間には、
信号電荷と同じ極性の電荷が感光領域からボンディング
パッド領域に流れるのを防止するような極性の電圧が印
加される。
このように構成された本実施例のカラー固体撮像装置で
は、色フィルタ層９，１１に塗布スジは発生しない。何
故なら色フィルタ層９，１１は、基板全面に段差のない
状態で形成された光導電膜の上に塗布されるからである
。従ってこのｍ像装置を用いれば、色スジのない良好な
再生画像を１ｑることができる。また本実施例では第２
の金属電極７と第３の金属電極８を設けてこれらの間に
所定の電圧を印加することにより、感光領域とボンディ
ングパッド（ａ域との間の電気的絶縁を確実にすること
ができ、かつ感光領域の外側の光導電膜４で発生した電
荷の感光領域へのリークを防止することができる。また
ボンディングパッド３よ及びその周辺の透明導電膜を除
去しているため、第３の金属電橋８とボンディングパッ
ド３との間の電気的分離が確実に行われる。
本発明は上記した実施例に限られるものではない。例え
ば光導電膜やバリア層として他の高抵抗半導体材料を用
いる等、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の固体撮像装置の断面構造を
示す図、第２図（ａ）〜（Ｃ）はその製造工程を示す断
面図、第３図は従来の二階建て固体ｍｔｓ素子の構造を
示す斜視図、第４図はその要部断面図、第５図は従来の
カラー固体撮像装置で色フィルタ層に塗布スジが現われ
る様子を示す図である。 １・・・ｃｃｏｍ像素子チップ基板、２・・・第１の金
属電極、３・・・ボンディングパッド、４・・・光導電
膜、５、・・バリア層、６・・・透明導電膜、７・・・
第２の金属電極、８・・・第３の金属電極、９・・・第
１の色フィルタ層、１０・・・層間絶縁膜、１１・・・
第２の色フィルタ層、１２・・・保護層、１３・・・開
口。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦＆上 （ａ） （ｂ） 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）二次元的な画素配列を構成する信号電荷蓄積部、
    この信号電荷蓄積部の信号電荷を読み出す信号電荷読み
    出し部、及び前記信号電荷蓄積部と電気的に接続された
    画素を定義する第１の金属電極が形成された固体撮像素
    子チップ基板と、この基板上に積層された光電変換部と
    しての光導電膜と、この光導電膜上に形成された透明導
    電膜と、この透明導電膜上に感光領域の各画素位置に対
    応して形成された色フィルタ層と、この色フィルタ層を
    覆う保護層とを有する固体撮像装置において、前記光導
    電膜及び保護層はチップ基板の感光領域及びボンディン
    グパッド領域を含む全面に形成され、前記保護層から前
    記光導電膜を貫通して前記ボンディングパッド上に開口
    が設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
  2. （２）前記光導電膜と透明導電膜の間に、信号電荷と同
    じ極性の電荷が外部回路から前記光導電膜に注入される
    のを防止するバリア層を有し、かつ前記透明導電膜上に
    、画素を定義する前記第１の金属電極の間隙部を覆う光
    シールド用の第２の金属電極及び、感光領域の外側に配
    置されて前記光導電膜内の電荷がボンディングパッド領
    域に流れるのを防止するように第２の金属電極との間に
    電圧が印加される第３の金属電極を有する特許請求の範
    囲第１項記載の固体撮像装置。
  3. （３）前記透明導電膜は感光領域とボンディングパッド
    領域の間で一部除去されている特許請求の範囲第１項記
    載の固体撮像装置。
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