JP2002100798A

JP2002100798A - 光電変換装置

Info

Publication number: JP2002100798A
Application number: JP2001201060A
Authority: JP
Inventors: Takumi Hiyama; 拓己樋山; Masaru Fujimura; 大藤村; Toru Koizumi; 徹小泉; Fumihiro Inui; 文洋乾; Tomoko Eguchi; 智子江口; Katsuto Sakurai; 克仁櫻井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2002-04-05
Anticipated expiration: 2021-07-02
Also published as: JP3647397B2

Abstract

(57)【要約】【課題】斜め光による光電変換装置の誤動作、画質の
劣化等を解決する。【解決手段】基板８と、基板８表面に形成された少な
くとも１つの単位画素９を有する受光領域と、受光領域
を含む基板８上に形成された絶縁層４と、絶縁層４を基
板８に対して垂直方向に貫通する複数の遮光体３からな
る遮光体群２が単位画素９又は受光領域を囲むように形
成されている。遮光体群２は周期的に配置された複数の
遮光体３からなる遮光体列を有する。複数の遮光体列は
互いに異なる位相で並んでいる。隣接する２つの単位画
素間に複数の遮光体が配されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光電変換装置に係わ
り、特にスキャナ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメ
ラ等に好適に用いられる光電変換装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に光電変換装置において、基板に対
して斜め方向に入射した光が、直接又は多重反射して光
電変換領域に達すると、誤動作、あるいは画像の劣化等
の問題が発生する。例えば複数の単位画素を二次元上に
並べて配置して成る光電変換装置においては、ある画素
に入射した斜め光が直接又は多重反射によって隣接画素
に漏れこむと、解像度の劣化等の問題を引き起こすこと
になる。したがって、隣接画素間に遮光領域、光吸収領
域を設けて光の漏れ込みを防ぐことが求められる。

【０００３】又、撮像用の光電変換装置のように、多数
の微細な単位画素を持つ光電変換装置を作る際には、単
位画素の中において遮光領域が占める割合を低減するこ
とが求められる。それは遮光領域の面積が単位画素内に
おいて少ないほど単位画素内における光電変換領域の面
積比率（以後開口率と呼ぶ）を大きく取ることができ、
光に対する感度の低下を防ぐことができるからである。

【０００４】図１１（Ａ）は、特開平４−９１４７２号
公報に記載されている光電変換装置と同様な構成を示す
ものである。図１１（Ａ）において、２０は半導体基
板、２１はｎ⁺型埋込み層、２２はｎ^-型エピタキシャル
層、２３はｎ⁺型素子分離領域、２４は暗画素を出力す
る光電変換領域、２５は光電変換領域に上部及び斜めか
ら光が入射できないように形成された遮光体、２６は絶
縁層である。

【０００５】ｎ⁺型埋込み層２１及びｎ⁺型素子分離領域
２３で囲まれた光電変換領域２４の上部と周囲を、遮光
体２５で囲むことで、上部及び斜めから入射する光を遮
ることができるため、暗画素の光電変換領域２４は外部
の光の状況に影響されることなく、常に安定した暗出力
を提供できる。

【０００６】図１１（Ｂ）は、別の光電変換装置の模式
的上面図である。図１１（Ｂ）に示すように、４１は光
電変換領域となるフォトダイオードのアノード、４２は
カソード、４３は斜め光の入射を防ぐ遮光体、５０は単
位画素を構成する不図示のトランジスタに接続されるコ
ンタクトホールである。

【０００７】少なくとも光電変換領域４１と、コンタク
トホール５０が形成される単位画素をさらに微細化する
にあたり、微細化に伴って開口率を低減させないため
に、コンタクトホール５０と遮光体４３とが可能な限り
近接して形成されることが求められる。しかしながら、
画素の微細化のためにコンタクトホール５０を、位相シ
フト法を利用したフォトリソグラフィーと異方性エッチ
ングを用いて形成する場合には、遮光体４３とコンタク
トホール５０とを近づけようとすると、遮光体４３及び
コンタクトホール５０とを形成するための両マスクパタ
ーンの回折光同士が干渉を起こし所望のレジストパター
ンが得られない可能性がある。そのため、干渉しないよ
うに両者の間隔をあけるか、遮光体４３とコンタクトホ
ール５０とを同一工程ではなく別工程で形成する必要が
あった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単位画
素の微細化が求められるなか、遮光体４３とコンタクト
ホール５０との間隔を大きく形成することは開口率の低
下をもたらす。

【０００９】本発明の目的は、光電変換領域に斜め光及
び／又は多重反射光の入射により生じる解像度の劣化を
低減しうる光電変換装置を提供することにある。

【００１０】本発明の別の目的は、遮光体とコンタクト
ホールとを近接して形成できる光電変換装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光電変換装置
は、基板と、前記基板表面に形成された少なくとも１つ
の単位画素を有する受光領域と、前記受光領域を含む前
記基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層を前記基板
に対して垂直方向に貫通する複数の遮光体からなる遮光
体群が前記単位画素又は前記受光領域を囲むように形成
されていることを特徴とする光電変換装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。

【００１３】（第１実施形態）図１（Ａ）は本発明の第
１実施形態の光電変換装置の上面図である。また、図１
（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＡ−Ａ’線における断面図
である。

【００１４】１は入射した光を電気信号に変換する光電
変換領域、８は基板としてのＰ型半導体基板、４は光電
変換領域１を含むＰ型半導体基板８上に形成された絶縁
層、３はＰ型半導体基板８に垂直方向に絶縁層４内を貫
通して形成された遮光体、２は光電変換領域１の周辺の
絶縁層４内に互いに相似形である複数の遮光体３が設け
られたことで形成された遮光体群、９は単位画素を示し
ている。ここでは、受光領域は配列された複数の単位画
素９（ここでは４つの単位画素）で構成される。単位画
素９は光電変換領域１とコンタクトホール５０とを含む
領域である。

【００１５】本実施形態は、単位画素９が基板に対して
２次元状に複数配置されて形成された光電変換装置の一
部分である４画素を図示している。ただし、本実施形態
は一つの単位画素を遮光体群２で囲う場合にも適用でき
る。また、本実施形態の単位画素９は、光電変換領域１
の周辺に、MOSトランジスタ（図示していない）と、MOS
トランジスタを動作させるための制御線(図示していな
い)等とを接続させるコンタクトホール５０がある。

【００１６】本実施形態の遮光体３は、微細化プロセス
の1つである、ｉ線解像限界に近い最小寸法０．３５μ
ｍ以降のＬＳＩ製造プロセスを用いたごく微細なコンタ
クトホールやスルーホールを形成する方法、例えば、プ
レスジャーナル社平成７年９月８日発行の「’９６最新
半導体プロセス技術」ｐ５３〜ｐ９３記載のように、絶
縁層をCMP（Chemical Mechanical Polishing）法によっ
て平滑化し、次に、位相シフト法を利用したフォトリソ
グラフィーと異方性エッチングによって絶縁層４内に微
細な孔を形成し、その後形成した孔に高融点金属等を充
填する方法により形成できる。

【００１７】したがって本実施形態は、微細化プロセス
によって形成された複数の遮光体３からなる遮光体群２
によって、光電変換領域１に斜め光及び／又は多重反射
光の入射を低減できる。

【００１８】又、本実施形態では、ｉ線と位相シフト法
を用いて形成されるコンタクトホール５０と遮光体３と
の間隔を近接させ且つ同一工程で形成することができ
る。

【００１９】本実施形態では、遮光体群２は単位画素９
を一つ一つ囲むようにされている。すなわち、単位画素
９のそれぞれの境界に複数の遮光体が配置されている。
したがって、隣接する単位画素９間での斜め光の伝播を
低減でき、斜め光の影響による解像度の低下を防げる。
さらに、複数の遮光体３からなる遮光体群２はｉ線解像
限界に近い寸法で形成されているため、従来の遮光体よ
りも遮光体幅が小さい。その分、受光面積を大きくでき
るので、開口率を向上させることができる。

【００２０】又、本実施形態では単位画素９を囲むよう
に複数の遮光体３が同間隔で、すなわち周期的に形成さ
れているが、複数の遮光体３は周期的である必要はな
い。

【００２１】又、本実施形態は導電性の遮光体について
記載しているが、例えば光を吸収する不透明な樹脂であ
る顔料を含むような有機樹脂を用いて絶縁性の遮光体を
用いてもよい。

【００２２】（第２実施形態）図２（Ａ）は、本発明の
第２実施形態の光電変換装置の上面図である。図２
（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図であ
る。また、既に前述した符号についての説明は省略す
る。本実施形態の遮光体３は、第１実施形態と同様な形
成方法を用いて形成される。

【００２３】第１実施形態と異なる点は、本実施形態で
は単位画素９を囲むように遮光体列が２列形成されてい
る（単位画素９間に２列の遮光体列が形成されている）
点と、複数の遮光体３は周期的に配置され遮光体列が形
成されている点である。さらに、内側の遮光体列の遮光
体３間に外側の遮光体３が配置されるように、すなわ
ち、内側と外側の遮光体列は１／２位相ずらして配置さ
れている点である。第１実施形態のように遮光体群２の
中に１列しか遮光体列が形成されていない場合、遮光体
３と隣接する遮光体３との間を光が通ってしまうので、
より遮光能力を高めるために位相を変えて複数の遮光体
列を配置することが効果的である。

【００２４】以上、本実施形態の遮光体３は、斜め光を
反射または吸収、あるいは両方の効果を有し、さらに、
所定の間隔で周期的に形成された遮光体３からなる遮光
体列を複数列位相を変えて配置することでより全体とし
て斜め光に対する遮光効果をより向上させている。

【００２５】例えば、図３に複数の遮光体３からなる別
の遮光体群２の配置例を示す。ＸＹ間においては遮光体
３の位相を１／４位相分ずらして配置し、この配置の場
合は、特定角度の光入射に対しては遮光能力が低いた
め、逆にＹＺ間においては遮光体３をずらす方向を逆転
させて配置することによって、遮光能力を向上させてい
る。以上のように、周期性の異なる複数の遮光体列を併
設することは、とくに遮光効果向上の上で有効である。

【００２６】しかしながら、周期性の異なる遮光体列を
併設すればするほど遮光能力は向上する反面、併設すれ
ばするほど光電変換装置において占める遮光領域の面積
が増え光の感度が低減するので、実際の遮光領域の面積
は遮光能力と開口率とのバランスを考慮した値となる。

【００２７】なお、本実施形態は一つの単位画素を遮光
体群２で囲う場合にも適用できる。

【００２８】（第３実施形態）図４は本発明の第３実施
形態の光電変換装置の断面図である。６は光電変換領域
１を含む基板上に形成された絶縁層４上にさらに形成さ
れた導電層としての第１の配線層、５は第１の配線層６
上に形成された第２の絶縁層、７は第２の絶縁層５上に
形成された導電層としての第２の配線層である。又、既
に前述した符号についての説明は省略する。又、遮光体
群２及び遮光体群２’は図示されていないが、紙面に垂
直な方向に遮光体３及び遮光体３’が規則的に配置され
て形成されている。又、複数の遮光体３からなる遮光体
群２と第１の配線層６、複数の遮光体３’からなる遮光
体群２’と第２の配線層７はそれぞれデュアルダマシン
法により同一工程で形成されてもよい。

【００２９】本実施形態では、Ｐ型半導体基板８の表面
に、光電変換領域１、１’が形成されている。このうち
光電変換領域１’は、上方が第２の配線層７によって遮
光されており、暗時の基準出力を出力する暗画素として
使用される。一方、光電変換領域１は上方が開口してお
り、入射する光強度に応じた信号出力を出力する有効画
素である。

【００３０】また、本実施形態の遮光体群２の形成方法
は第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

【００３１】本実施形態の特徴は、Ｐ型半導体基板８に
積層された絶縁層４、又は、５のそれぞれ対して遮光体
群２、又は、遮光体群２’が配置されていることであ
る。本実施形態のように、多層の配線層からなる積層構
造においては、異なる配線層間を多重反射して伝播する
斜め光が存在するため、遮光体群をそれぞれの絶縁層中
に配置することは効果的である。又、その際に異なる絶
縁層中の遮光体群に含まれる個々の遮光体を垂直方向に
重ねて配置することは、遮光体群のサイズを縮小する上
で効果的である。例えば、本実施形態のように遮光体２
及び２’を重ねて配置することで、遮光体群の幅を最小
化できる。

【００３２】本実施形態では、遮光体群２、２’によっ
て有効画素側から入射する斜め光は遮断されるととも
に、暗画素である光電変換領域１’において発生してい
た斜め光による暗時基準出力の変動も避けられる。

【００３３】（第４実施形態）図５は本発明の第４実施
形態の光電変換装置の上面図である。１０はＰ型半導体
基板８の端面、３０は光電変換領域１を含む単位画素９
を複数基板に対して２次元上に配置して形成された受光
領域である。本実施形態は、単位画素９を２次元上に複
数配置して形成した画素エリアを有する光電変換装置の
うちの４画素を図示している。又、既に前述した符号に
ついての説明は省略する。

【００３４】本実施形態は、前述してきた実施形態１〜
３とは異なり、単位画素９それぞれに対して遮光体群２
が形成されるのではなく、基板に対して２次元上に配置
された複数の単位画素９からなる受光領域３０に対して
その周囲を囲むように遮光体群２を形成させることが特
徴である。

【００３５】又、本実施形態の複数の単位画素９は、図
示していないが暗時の基準出力を出力する暗画素を含ん
でいてもよい。その配置方法としては、例えば、受光領
域３０の最外郭の単位画素９を全て暗画素とする方法が
ある。暗画素を有効画素の周辺に配置することによっ
て、有効画素に入射される斜め光を本発明の遮光体群２
と合わせて遮光する効果を有する。

【００３６】しかしながら、受光領域３０の中に暗画素
を多く配置すれば配置するほど、入射する光強度に応じ
た信号出力を出力する有効画素は減ることになるので、
暗示の基準出力を出力する暗画素と有効画素とのバラン
スを考慮して、受光領域３０の最外郭の単位画素９から
なる四辺のうち一辺と、その一辺と垂直方向に交わる一
辺に暗画素を配置する方法が有効的である。又、その
際、一辺の全ての単位画素９を暗画素とする必要はな
く、一辺の一部ないし、一辺に対して周期的に暗画素を
配置してもよい。

【００３７】本実施形態における複数の遮光体３からな
る遮光体群２の形成方法は、前述してきた実施形態にお
ける方法と同じである。又、本実施形態では、遮光体群
２は３列の遮光体列によって形成され、それぞれが内側
の遮光体列に対して１／４ずつ位相をずらして形成され
ている。

【００３８】本実施形態では、単位画素９それぞれの間
には遮光体群２がないので、開口率を向上できるととも
に、基板端面１０近傍から入射した斜め光は、遮光体群
２によって遮断され、受光領域３０には到達しない。し
たがって、基板端面１０近傍から入射した斜め光による
ゴースト等の問題を解決することができる。

【００３９】また、遮光体群２としては、図３、４のよ
うな構成の遮光体３をも適用できる。

【００４０】（第５実施形態）図６は本発明の第５の実
施形態の光電変換装置の上面図である。又、図７は図６
のＡ−Ｏ線における断面図であり、図８は図６のＢ−Ｏ
線における断面図である。１２は単位画素９中のＭＯＳ
トランジスタの動作を制御するための制御信号線、１３
は単位画素９からの出力信号を外部に読み出すための出
力信号線、１４は導電層としての第１の配線層、１５は
導電層としての第２の配線層、１９は第２の配線層１５
よりもさらに上層に形成された導電層としての第３の配
線層、１６はＰ型半導体基板８と第１の配線層１４間を
貫通する導電性の遮光体、１７は第１の配線層１４と第
２の配線層１５間を貫通する導電性の遮光体、１８は第
２の配線層１５と第３の配線層１９間を貫通する導電性
の遮光体である。又、複数の遮光体１６、１７、１８か
らなる遮光体列は、同じレベルの配線層に形成された遮
光体列に対して位相を１／２位相ずらして形成されるこ
とで遮光効果を高めている。２０は第２の配線層１５の
上層である第３の絶縁層である。また、本実施形態で
は、第３の配線層１９は外部端子から単位画素９に含ま
れるＭＯＳトランジスタを動作するのに適当な電源電位
を供給しており、第１の配線層１４と第２の配線層１５
は外部端子からＰ型半導体基板８に接地電圧を供給して
いる。コンタクトホール５０は、各画素を構成するリセ
ット用ＭＯＳトランジスタ、増幅用ＭＯＳトランジス
タ、或いは選択用ＭＯＳトランジスタのうち、少なくと
もいずれかのソース又はドレイン或いはゲートに接続さ
れる。

【００４１】又、本実施形態は、単位画素９を２次元上
に複数配置して形成した画素エリアを有する光電変換装
置のうちの４画素を図示している。

【００４２】又、本実施形態で図示されている制御信号
線１２及び出力信号線１３の本数は適宜決まる数であ
り、本実施形態の数に限定されない。

【００４３】本実施形態の遮光体１６、１７及び１８の
形成方法は前述した実施形態１〜４の遮光体３と同じで
ある。例えば、遮光体１６はＰ型半導体基板８のすぐ上
に形成された絶縁層４の上面側をＣＭＰ法によって平滑
化後、位相シフト法を利用したフォトリソグラフィーと
異方性エッチングを経て開口された微小な孔にタングス
テン等の高融点金属を充填することで形成される。すな
わち、遮光体１６は、Ｐ型半導体基板８と第１の配線層
１４とを電気的に接続するコンタクトホールとしての役
目をも担っている。

【００４４】一方、遮光体１７も同様に形成され、第１
の配線層１４と第２の配線層１５とを電気的に接続する
スルーホールとしての役目を担っている。

【００４５】同様に、遮光体１８は、第２の配線層１５
と第３の配線層１９とを電気的に接続するスルーホール
としての役目を担っている。

【００４６】したがって本実施形態では、遮光体１６、
１７及び１８が各層に形成されること斜め光を遮光する
とともに、それぞれの遮光体がコンタクトホールもしく
はスルーホールとしての役目を兼用している。

【００４７】又、本実施形態のように互いに異なる電位
に保持される配線層を有する場合、図７、図８に示すよ
うなレイアウトが必要となる。図８において第２の配線
層１５と第３の配線層１９との間に遮光体１８が形成さ
れると、第３の配線層１９とＰ型半導体基板８とがショ
ートしてしまう。しかしながら、斜め光を遮光する目的
に対しては、全ての配線層間に遮光体を設けることが望
ましい。そこで図７に示すように、第２の配線層１５
を、第３の配線層１９から電源電位を供給される配線層
と、Ｐ型半導体基板８に接地電圧を供給している配線層
とに分けて、それぞれ第３の配線層１９と第２の配線層
１５の中で電源電位を供給される配線層との間に遮光体
１８が形成され、一方、第２の配線層１５の中で外部端
子から接地電位をＰ型半導体基板８に供給している配線
層と第１の配線層１４との間に遮光体１７が形成される
ことで、異なる電位の配線層間を電気的に接続せずに斜
め光を遮光することが実現される。

【００４８】しかしながら、一方で、このような配置方
法では、遮光領域が大きくなる。そこで、実際は遮光領
域の遮光能力と開口率とのバランスを考慮して、図８の
ように遮光体１８を形成させない配置方法もある。

【００４９】又、本実施形態の光電変換装置において
は、図６に示すように、制御信号線１２及び出力信号線
１３が通過する領域には遮光体１６、１７、１８を配置
しない。つまりは、複数の遮光体１６、１７、１８によ
って形成されたそれぞれの遮光体群は、第５実施形態の
ように受光領域３０の周囲を完全に囲む構成だけではな
く、断続的に配されてもよい。したがって、本発明で述
べるところの受光領域を囲むとは、以上のように受光領
域３０を複数の遮光体群が囲んで形成されることをも含
む。

【００５０】又、本実施形態では、異なる配線層間に形
成された遮光体が上下の配線層間において、位相を１／
２位相ずらして形成されているが、位相をずらさないで
形成されてもよい。位相をずらさないで形成することに
より、遮光領域の占める面積を低減することができる。

【００５１】本発明に用いられる単位画素としては、フ
ォトダイオードやフォトトランジスタ単体或いは、これ
らにリセット用、増幅用或いは選択用のトランジスタを
付加したものが用いられる。

【００５２】本発明に用いられる遮光体としては、光吸
収性或いは光反射性の材料で構成され、導電性遮光体と
する場合には、アルミニウム、タングステン、チタン、
タンタル、銅、モリブデン、コバルト等の金属から選択
される少なくとも１種を含む導電体が好ましく用いられ
る。絶縁性の遮光体としては、アクリル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、アミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂などの有機樹脂から選択される少なくとも一
種を含む絶縁体が好ましく用いられる。

【００５３】遮光体が形成される絶縁層としては、ノン
ドープ或いはボロン、リン、フッ素等がドープされた酸
化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁性材料、或い
は、ポリアリールエーテル等の有機絶縁性材料から選択
される少なくとも一種が好ましく用いられる。

【００５４】そして、遮光対の製造方法の一例について
説明する。まず、塗布法やＣＶＤ法により形成された上
記絶縁層に必要に応じてその表面をエッチングやＣＭＰ
により平坦化する。その上にフォトレジストを塗布し、
ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、
Ｆ２エキシマレーザ等の光源と位相シフトマスクとを用
いたフォトリソグラフィーによって一辺０．４μｍ以下
の四角形の開孔を形成するためのホトレジストパターン
を形成し、このホトレジストパターンをエッチングマス
クとして、ＣＦ₄等のフッ素ガスを用いたリアクティブ
イオンエッチングにより絶縁層に異方性エッチングを施
して、開孔を形成する。

【００５５】そして、ＣＶＤ法やスパッタリング法によ
り、必要に応じてＴｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮ、ＷＮ等
のバリアメタルを形成し、更にＡｌ、Ｗ、Ｃｕ等の金属
をＣＶＤ法、スパッタリング法、メッキ法により形成す
る。そして、必要に応じて、形成された金属のうち不要
な部分をエッチングやＣＭＰにより除去すれば、絶縁層
の開孔内に遮光体を埋込むことができる。

【００５６】本発明の光電変換装置の製造方法の一例に
ついて説明する。

【００５７】図９（Ａ）に示すように、半導体基板８の
表面に酸化シリコンからなる素子分離領域３２、光電変
換領域１、画素を構成するＭＯＳトランジスタのソース
・ドレイン拡散層３１とゲート電極３３とを形成する。

【００５８】図９（Ｂ）に示すように、半導体基板８の
表面上に厚さ１００ｎｍ〜５μｍ程度の絶縁層４を前述
した方法で形成する。

【００５９】そして、前述した方法で、遮光体１６が形
成されるべき領域上とトランジスタのゲート電極、ソー
ス・ドレイン上にコンタクトホール５０及び遮光体形成
用溝５１となる開孔を同一工程で形成する。

【００６０】図９（Ｃ）に示すように、前述した方法で
金属を開孔５０内に堆積し、遮光体１６と、トランジス
タのゲート電極、ソース・ドレインに接続される導電体
３４を同一工程形成する。

【００６１】上述した方法によれば、図９（Ｃ）に示す
ように同一工程で形成された遮光体１６とそれに最も隣
接する導電体３４との間隔３５を、位相シフトマスクを
用いたフォトリソグラフィーにより形成可能な最小寸法
に、設計する事ができる。

【００６２】本発明に用いることができる位相シフトマ
スクとしては、例えばレベンソン型、ハーフトーン型な
どがある。

【００６３】次に、図１０を参照しては本発明の光電変
換装置をスチルカメラ等の撮像装置に適用した場合の一
実施例について詳述する。

【００６４】図１０において、１０１はレンズのプロテ
クトとメインスイッチを兼ねるバリア、１０２は被写体
の光学像を固体撮像素子１０４に結像させるレンズ、１
０３はレンズ１０２を通った光量を可変するための絞
り、１０４はレンズ１０２で結像された被写体を画像信
号として取り込むための本発明の光電変換装置の固体撮
像素子、１０５は固体撮像素子１０４から出力される画
像信号に各種の補正、クランプ等の処理を行う撮像信号
処理回路、１０６は固体撮像素子１０４より出力される
画像信号のアナログーディジタル変換を行うＡ／Ｄ変換
器、１０７はＡ／Ｄ変換器１０６より出力された画像デ
ータに各種の補正を行ったりデータを圧縮する信号処理
部、１０８は固体撮像素子１０４及び撮像信号処理回路
１０５及びＡ／Ｄ変換器１０６及び信号処理部１０７に
各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、１０
９は各種演算と撮像装置全体を制御する全体制御・演算
部、１１０は画像データを一時的に記憶する為のメモリ
部、１１１は記録媒体に記録または読み出しを行うため
のインターフェース部、１１２は画像データの記録また
は読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録
媒体、１１３は外部コンピュータ等と通信する為のイン
ターフェース部である。

【００６５】次に、前述の構成における撮影時の撮像装
置の動作について説明する。バリア１０１がオープンさ
れるとメイン電源がオンされ、次にコントロール系の電
源がオンし、更にＡ／Ｄ変換器１０６などの撮像系回路
の電源がオンされる。それから、露光量を制御する為
に、全体制御・演算部１０９は絞り１０３を開放にし、
固体撮像素子１０４から出力された信号はＡ／Ｄ変換器
１０６で変換された後、信号処理部１０７に入力され
る。

【００６６】そのデータを基に露出の演算を全体制御・
演算部１０９で行う。この測光を行った結果により明る
さを判断し、その結果に応じて全体制御・演算部１０９
は絞りを制御する。

【００６７】次に、固体撮像素子１０４から出力された
信号をもとに、高周波成分を取り出し被写体までの距離
の演算を全体制御・演算部１０９で行う。その後、レン
ズを駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判
断した時は、再びレンズを駆動し測距を行う。そして、
合焦が確認された後に本露光が始まる。

【００６８】露光が終了すると、固体撮像素子１０４か
ら出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器１０６でＡ／Ｄ変
換され、信号処理部１０７を通り全体制御・演算部１０
９によりメモリ部１１０に書き込まれる。

【００６９】その後、メモリ部１１０に蓄積されたデー
タは、全体制御・演算部１０９の制御により記録媒体制
御Ｉ／Ｆ部１１１を通り半導体メモリ等の着脱可能な記
録媒体１１２に記録される。また、外部Ｉ／Ｆ部１１３
を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行っ
てもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チップサイズを増大させることなく、斜め光による光電
変換装置の誤動作、画質の劣化等の問題が解決される。
本発明の効果は、実施例に開示した遮光体の形成方法に
限定されるものではないが、遮光体の形状に制限がある
微細な遮光体形成方法を用いる場合、著しい効果をも
つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の光電変換装置
の上面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ’線における断
面図である。

【図２】（Ａ）は本発明の第２実施形態の光電変換装置
の上面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線における断
面図である。

【図３】遮光体群２の中における遮光体３の配置方法の
変形例を示した図である。

【図４】本発明の第３実施形態の光電変換装置の断面図
である。

【図５】本発明の第４実施形態の光電変換装置の上面図
である。

【図６】本発明の第５実施形態の光電変換装置の上面図
である。

【図７】図６のＡ−Ｏ線における断面図である。

【図８】図６のＢ−Ｏ線における断面図である。

【図９】本発明の光電変換装置の製造方法を示す工程図
である。

【図１０】本発明の光電変換装置を撮像装置に適用した
場合の一実施例を示した図である。

【図１１】（Ａ）は従来技術の光電変換装置の断面図、
（Ｂ）は従来技術の別の光電変換装置の模式的上面図で
ある。

【符号の説明】

１光電変換領域２遮光体群３遮光体４絶縁層８Ｐ型半導体基板９単位画素３０受光領域５０コンタクトホール

フロントページの続き (72)発明者小泉徹東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者乾文洋東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者江口智子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者櫻井克仁東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 4M118 AA05 AB01 BA14 CA03 FA06 GB06 GB07 GB11 GB13 GB17 GB19 5C024 BX01 CX01 GX03 GZ37 GZ38 5F049 MA03 NA04 NB05 RA02 SZ10 UA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板表面に形成された少なくとも１つの単位画素を
有する受光領域と、前記受光領域を含む前記基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層を前記基板に対して垂直方向に貫通する複数
の遮光体からなる遮光体群が前記単位画素又は前記受光
領域を囲むように形成されていることを特徴とする光電
変換装置。
【請求項２】前記遮光体群は、周期的に配置された前
記複数の遮光体からなる遮光体列を有することを特徴と
する請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】前記複数の遮光体列は互いに異なる位相
で並んでいることを特徴とする請求項２に記載の光電変
換装置。
【請求項４】隣接する２つの単位画素間に前記複数の
遮光体が配されていることを特徴とする請求項１に記載
の光電変換装置。
【請求項５】前記遮光体は導電性を有することを特徴
とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項６】前記受光領域は、暗時の基準出力を出力
する暗画素をすくなくとも１つ以上有することを特徴と
する請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項７】前記絶縁層が複数積層されており、各絶
縁層間に配された導電層間及び／又は、前記導電層と前
記基板との間に前記遮光体が設けられていることを特徴
とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項８】請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載の光電変換装置と、前記光電変換装置に光を結像するレンズと、前記光電変換装置からの信号を処理する信号処理部と、前記光電変換装置、及び前記信号処理部を制御するタイ
ミング発生部と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】前記遮光体は、位相シフト法を利用して
形成されることを特徴とする請求項１に記載の光電変換
装置。
【請求項１０】前記単位画素は、少なくとも１つのト
ランジスタを備えており、該トランジスタは、前記遮光
体と同じ工程で形成された導電体に接続されていること
を特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項１１】前記遮光体と前記導電体は、位相シフ
ト法を利用して形成されることを特徴とする請求項１０
に記載の光電変換装置。
【請求項１２】前記遮光体群は、前記トランジスタに
接続される制御信号線又は出力信号線の少なくとも１つ
を避けて断続的に配されていることを特徴とする請求項
１０に記載の光電変換装置。