JP2000164840A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2000164840A
JP2000164840A JP10340194A JP34019498A JP2000164840A JP 2000164840 A JP2000164840 A JP 2000164840A JP 10340194 A JP10340194 A JP 10340194A JP 34019498 A JP34019498 A JP 34019498A JP 2000164840 A JP2000164840 A JP 2000164840A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像装置において撮像領域の光学的特性を向
上できるようにすることを目的とする。 【解決手段】 シリコン基体1上に撮像領域3と配線領
域5を設けた撮像装置2において、撮像領域3を覆うパ
ッシベーション膜41,47と配線領域5を覆うパッシ
ベーション膜38,46を互いに異ならしめ、この撮像
領域を覆うパッシベーション膜による撮像領域3の光学
的特性を向上できるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像領域と配線領域
をシリコン基体上に設けた撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】先ず図7にシリコン基体1に形成した撮
像領域3および配線領域5とより撮像装置2の要部を構
成した例を示して説明する。なお図7に示した例におい
ては撮像領域3をIT−CCD(interline transfer-C
CD( インタライン転送CCD))で構成している。
【0003】撮像領域3は垂直方向に配設した複数の受
光部で構成される複数の受光部列7,‥‥,7と、これ
ら複数の受光部列夫々の間においてこれら受光部列に添
ってこの垂直方向に配設したCCD構造の複数の垂直転
送レジスタ部9,‥‥,9と、複数の垂直転送レジスタ
部9,‥‥,9夫々の出力側において水平方向に配設し
た水平転送レジスタ部11および出力部13により構成
される。なお図7において点線で囲んで示した部分の夫
々はこのIT−CCD部の受光部を構成しているフォト
ダイオード(以下の説明ではフォトダイオードと称す
る)よりなる受光部である。
【0004】そしてこの垂直転送レジスタ部9,‥‥,
9の夫々は、複数の受光部列7,‥‥,7夫々の受光部
で生成した信号電荷を垂直転送し、水平転送レジスタ部
11はこれら垂直転送レジスタ部9,‥‥,9の夫々で
垂直転送されたこの信号電荷を更に出力部13に転送す
る。
【0005】出力部13は増幅器14を具備し、増幅器
14の入力側は水平転送レジスタ部11の出力側に接続
され、増幅器14の出力側はボンディングランド15A
に接続されている。そして水平転送レジスタ部11のこ
の信号電荷出力を増幅器14で所定レベル迄増幅し金属
配線パターン15を通じてシリコン基体1の外部に出力
する。
【0006】また、配線領域5には金属配線パターン1
5および金属配線パターン17が配設され、さらに撮像
領域3との信号送受、電源供給用等の為の信号線を接続
するボンディングランド15A,17Aが金属配線パタ
ーン15,17の夫々の要所に設けられている。金属配
線パターン15,17およびボンディングランド15
A,17Aの夫々は蒸着やスパッタ等の物理的手法でシ
リコン基体1の表面に形成した絶縁膜上の所定位置に形
成される。
【0007】次に、図8および図9を参照しながら、図
7と同一の部分には同一の符号を付与して詳細な説明を
省略して垂直転送レジスタ部9および配線領域5の構造
をさらに詳細に説明する。
【0008】図8は図7のE−E線上の断面を示し、図
9は図7のF−F線上の断面を示したものである。図8
及び図9に示されている如く、垂直転送レジスタ部9,
‥‥,9の夫々は第1層転送電極23、第2層転送電極
25、層間絶縁膜27、遮光金属板29およびパッシベ
ーション膜31で構成され、第1層転送電極23と第2
層転送電極25をシリコン基体1の表面に形成した酸化
膜21上において電荷転送方向に交互に繰り返して配列
して垂直転送レジスタ部9のチャンネル領域33を生成
する。図9において点線で囲んで示した領域は図7に示
して説明したフォトダイオードよりなる受光部、遮光金
属板29は垂直転送レジスタ部9に対して外部から光線
が入射するのを防止する遮光部材である。
【0009】35は互いに隣接する第2層転送電極25
の間に設けた間隙、36は互いに隣接する第1層転送電
極23と第2層転送電極25の間に設けた空隙で、これ
ら転送電極相互間の空隙の部分および遮光金属板29と
第2層転送電極25の間の空隙の部分に層間絶縁膜27
を形成し、第1層転送電極23、第2層転送電極25お
よび遮光金属板29の間を所定の位置関係に保つように
している。
【0010】そしてこのように構成されているシリコン
基体1上の撮像領域3および配線領域5を覆う形でパッ
シベーション膜31が被着形成されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】シリコン基体1に形成
した撮像領域9および配線領域5を覆って形成している
パッシベーション膜31には2つの機能が要求され、そ
の第1は配線領域5を外部環境から保護し金属配線部1
7の酸化による腐食等の支障発生を予防する機能であ
る。
【0012】その第2は撮像装置2の受光部を構成する
フォトダイオードの光学的特性、特に分光を決定する機
能である。即ち、パッシベーション膜31の分光特性に
より受光部を構成するフォトダイオードの感度、分光等
の特性が決まることになる。勿論、パッシベーション膜
31の分光特性だけでこれら特性の全てが決まる訳では
ないが、これら特性の最適値を求める上でパッシベーシ
ョン膜31が大きな決定要因となっている。
【0013】ところが、これら第1及び第2の機能双方
を最適に発揮させる上でパッシベーション膜31に求め
られる条件は相異なっているのが通例である。一例とし
てパッシベーション膜31の膜厚をパラメータにとって
みた場合、配線領域5を外部環境から保護するという点
では、この膜厚は厚い程よい。一方撮像領域9の分光特
性の観点においてはこの膜厚に最適値が存在し、必ずし
もこの膜厚を厚くする程この特性が最適値に近づくもの
ではなく、かえってこの最適値から遠ざかってしまうこ
ともある。
【0014】しかしながら従来の撮像装置においては、
CVD(chemical film deposition)等の薄膜形成技術
を用い、図8,9に示して説明した如く撮像領域9のパ
ッシベーション膜及び配線領域5のパッシベーション膜
を同時に形成していた。
【0015】そのため、この従来のパッシベーション膜
の生成方法では、撮像領域3において分光特性を最適化
できるパッシベーション膜厚と配線領域5を外部環境か
ら保護する為に最適なパッシベーション膜厚を産業上で
利用可能な技術レベルで実現することができないという
問題があった。
【0016】本発明は斯る点に鑑み、配線領域を覆うパ
ッシベーション膜のこの保護機能を損なうことなく、撮
像領域を覆うパッシベーション膜による撮像素子の光学
的特性、特に分光を決定する機能を向上できるようにな
すための手段を産業上で利用可能な技術レベルで実現す
ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明による撮像装置
は、撮像領域と配線領域をシリコン基体上に形成した撮
像装置において、この撮像領域を覆うパッシベーション
膜とこの配線領域を覆うパッシベーション膜を互いに異
ならしめ、配線領域を覆うパッシベーション膜の機能を
損なうことなく、撮像領域を覆うパッシベーション膜に
よるこの撮像領域の光学的特性、特に分光を決定する機
能を向上できるようにする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下図1〜図6を参照しながら、
図7〜図9と同一の部分には同一の符号を付与して詳細
な説明を省略して本発明の撮像装置の実施の形態の一例
について説明する。なお、図1〜図6において点線で示
した領域は図7に示して説明したフォトダイオードより
なる受光部である。
【0019】先ず図2にパッシベーション膜を形成する
前の状態を示す。この状態は図9に示して説明した例に
おいてパッシベーション膜31を被着生成する前の状態
に相当する。
【0020】次に、図2に示した状態の撮像領域3およ
び配線領域5の全面にCVD等の薄膜形成の技術により
第1のパッシベーション膜38を被着する。この場合の
第1のパッシベーション膜38の被着厚39は、第2の
パッシベーション膜41の被着厚43とこの被着厚39
との合計厚が配線領域パッシベーション膜の最適厚45
となるようにこの第1のパッシベーション膜38を被着
して、図3に示すごとく撮像領域3および配線領域5の
全面がこの被着厚39を有する第1のパッシベーション
膜38で覆われた形状とする。
【0021】次に、フォトリソグラフィ(foto lithogr
aphy)等の標準的なレジストパターン形成技術を用いて
配線領域5の部分の第1のパッシベーション膜38にレ
ジストパターンを形成して後、撮像領域3に形成した第
1のパッシベーション膜38をエッチング装置を用いて
除去し、その後にこのレジストパターンを除去して、図
4に示す如く配線領域5の部分のみが第1のパッシベー
ション膜38で覆われた状態とする。
【0022】次に、第1のパッシベーション膜38で覆
われた配線領域5の部分および第1のパッシベーション
膜38が除去された撮像領域3の部分に、CVD等の薄
膜形成の技術により、第2のパッシベーション膜41を
被着し、図1に示す如く撮像領域3が第2のパッシベー
ション膜41のみで覆われ、配線領域5が第1のパッシ
ベーション膜38および第2のパッシベーション膜41
で覆われた状態とする。
【0023】すなわち本例によれば、第2のパッシベー
ション膜41のみにより撮像領域3を覆うようにしたの
で、この受光部を構成するフォトダイオードの光学的特
性、特に分光を決定する機能の向上を図ることのできる
最適厚となるように撮像領域3を覆うパッシベーション
膜41を生成する為には、第2のパッシベーション膜4
1の被着厚43がこの最適厚となるように配線領域5お
よび撮像領域3全面にパッシベーション膜を被着すれば
よい。
【0024】また本例によれば、配線領域5を第1のパ
ッシベーション膜38および第2のパッシベーション膜
41で覆う構成としたので、第2のパッシベーション膜
41の被着厚43をこのような最適値にした場合におい
ても、第1のパッシベーション膜38の被着厚39と第
2のパッシベーション膜41の被着厚43を合わせた被
着厚45の値を、第1のパッシベーション膜38の被着
厚39により容易に最適値に設定することができ、よっ
て本例によれば撮像領域3と配線領域5を夫々最適な被
着厚を有するパッシベーション膜で覆うことができる。
【0025】また、図1〜図4に示して説明した例にお
いては、遮光金属板29をシリコン基体1側に接地し
て、撮像領域3がこの外部環境から受けるストレスを配
線領域5が受けるストレスより少なくなるように構成
し、第2のパッシベーション膜41の被着厚43の値を
被着厚45の値より小さくしても外部環境から受けるス
トレスにより問題を生じないないように構成している。
【0026】次に図5,図6を参照しながら、図1〜図
4と同一の部分には同一の符号を付与して詳細な説明を
省略して本発明の撮像装置の他の実施の形態の一例につ
いて説明する。
【0027】図1〜図4に示した本発明の撮像装置の実
施の形態の一例においては、撮像領域3を覆う第2のパ
ッシベーション膜41の膜厚値43と配線領域5を覆う
第1のパッシベーション膜38と第2のパッシベーショ
ン膜41を合計した膜厚値45を異ならしめて、夫々の
領域を最適な膜厚値を具備したパッシベーション膜で覆
うようにした。
【0028】しかしながら本発明においては、このよう
に単に膜厚値を異ならしめることのみに限られることな
く、図5に示した如く更に配線領域5を覆う第1のパッ
シベーション膜46と配線領域5および撮像領域3の双
方を覆う第2のパッシベーション膜47夫々の膜の種
類、膜の材質を相互に異ならしめるようにして本発明の
目的を達成するようにしてもよい。
【0029】或いは図6に示した如く、図5に示して説
明したた如く第1のパッシベーション膜46と第2のパ
ッシベーション膜47夫々を被着して後、配線領域5を
覆う部分の第2のパッシベーション膜47を選択的に除
去しめることにより本発明の目的を達成するようにして
もよい。
【0030】さらにまた本発明においては、第1のパッ
シベーション膜38,46と第2のパッシベーション膜
41,47の夫々を種類、材質を異にする複数の膜より
なる複合膜で構成することにより本発明の目的を達成す
るようにしてもよい。
【0031】また本例においては、撮像領域3をIT−
CCDで構成した例で本例を説明したが、本発明におい
ては撮像領域3をIT−CCDで構成した例に限定され
ることなく、FF−CCD(full frame CCD)、FT−
CCD(frame transfer-CCD)、FIT−CCD(fram
e interline transfer-CCD)或いは全画素読み出しIT
−CCD等各種のタイプのCCD素子でこの領域を構成
した場合にも本発明を適用し得る。
【0032】さらにまた本発明においては、この領域を
これら各種タイプのCCD素子で構成した場合に限定さ
れることなく、MOS型撮像素子等CCD素子以外のタ
イプの固体撮像素子でこの領域を構成した場合にも本発
明を適用し得る。
【0033】さらにまた本発明においては、この受光部
の前面にマイクロレンズを配設している場合にも本発明
を適用し得、またこの受光部の前面側にカラーフィルタ
を配設した場合にも本発明を適用し得る。
【0034】さらにまた本発明においては、この受光部
の前面側にカラーフィルタを配設しさらにこのフィルタ
の前面側にマイクロレンズを配設した場合にも本発明を
適用し得る。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、撮像領域と配線領域を
シリコン基体上に形成した撮像装置において、この撮像
領域を覆うパッシベーション膜とこの配線領域を覆うパ
ッシベーション膜を互いに異ならしめることにより、撮
像領域を覆うパッシベーション膜による撮像領域の光学
的特性、特に分光を決定する機能を容易に向上すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による撮像領域と配線領域の構成を示す
断面図である。
【図2】これら領域の形成過程の構成を示す断面図であ
る。
【図3】これら領域のさらに他の形成過程の構成を示す
断面図である。
【図4】これら領域のさらに他の形成過程の構成を示す
断面図である。
【図5】本発明による撮像領域と配線領域の他の構成を
示す断面図である。
【図6】本発明による撮像領域と配線領域の更に他の構
成を示す断面図である。
【図7】従来の固体撮像素子の撮像領域および配線領域
の要部の説明図である。
【図8】図7にE−Eで示した部分の断面図である。
【図9】図7にF−Fで示した部分の断面図である。
【符号の説明】
1‥‥シリコン基体、2‥‥撮像装置、3‥‥撮像領
域、5‥‥配線領域、38,46‥‥第1のパッシベー
ション膜、41,47‥‥第2のパッシベーション膜
フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 BA12 BA13 CA33 CA34 FA06 5C024 AA01 CA31 FA01 GA01 GA11 GA15 GA16 GA17 GA31

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像領域と配線領域をシリコン基体上に
    設けた撮像装置において、上記撮像領域を覆うパッシベ
    ーション膜と上記配線領域を覆うパッシベーション膜を
    互いに異ならしめ、前記撮像領域を覆うパッシベーショ
    ン膜による前記撮像領域の光学的特性を向上できるよう
    にしたことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 上記撮像領域を覆うパッシベーション膜
    と上記配線領域を覆うパッシベーション膜の種類を互い
    に異ならしめるようにして上記撮像領域を覆うパッシベ
    ーション膜と上記配線領域を覆うパッシベーション膜を
    互いに異ならしめるようにしたことを特徴とする請求項
    1に記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 上記撮像領域を覆うパッシベーション膜
    と上記配線領域を覆うパッシベーション膜の材質を互い
    に異ならしめるようにして上記撮像領域を覆うパッシベ
    ーション膜と上記配線領域を覆うパッシベーション膜を
    互いに異ならしめたことを特徴とする請求項1に記載の
    撮像装置。
  4. 【請求項4】 上記撮像領域を覆うパッシベーション膜
    と上記配線領域を覆うパッシベーション膜の膜厚を互い
    に異ならしめるようにして上記撮像領域を覆うパッシベ
    ーション膜と上記配線領域を覆うパッシベーション膜を
    互いに異ならしめたことを特徴とする請求項1に記載の
    撮像装置。
  5. 【請求項5】 上記撮像領域を覆うパッシベーション膜
    と上記配線領域を覆うパッシベーション膜のうちの何れ
    か一方を複数の膜よりなる複合膜として上記撮像領域を
    覆うパッシベーション膜と上記配線領域を覆うパッシベ
    ーション膜を互いに異ならしめたことを特徴とする請求
    項1に記載の撮像装置。
  6. 【請求項6】 上記撮像領域を覆うパッシベーション膜
    と上記配線領域を覆うパッシベーション膜の双方を相互
    に複合数の異なる複数の膜よりなる複合膜として上記撮
    像領域を覆うパッシベーション膜と上記配線領域を覆う
    パッシベーション膜を互いに異ならしめたことを特徴と
    する請求項1に記載の撮像装置。
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