JP2002329858A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Image Input (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＣＤ転送レジスタの積層構造によって受光
部への入射光が遮られるのを防止する。 【解決手段】 シリコン基板１１６にフォトセンサ１１
３及び垂直転送レジスタ１１２が設けられ、フォトセン
サ１１３の上層領域には、絶縁膜を介在することなく、
光伝達層となるシリコン膜１２２が設けられ、その上面
に受光用絶縁膜となるシリコン酸化膜１２３が設けられ
ている。垂直転送レジスタ１１２の上層領域には転送電
極１１８が設けられ、その上層に遮光膜１２０が設けら
れている。シリコン膜１２２によってフォトセンサ１１
３の受光表面を転送電極１１８と同じ位置か、それより
高い位置に持ち上げる構造にすることで、斜め方向から
入射する光を有効に受光部に取り込むことが可能とな
る。
部への入射光が遮られるのを防止する。 【解決手段】 シリコン基板１１６にフォトセンサ１１
３及び垂直転送レジスタ１１２が設けられ、フォトセン
サ１１３の上層領域には、絶縁膜を介在することなく、
光伝達層となるシリコン膜１２２が設けられ、その上面
に受光用絶縁膜となるシリコン酸化膜１２３が設けられ
ている。垂直転送レジスタ１１２の上層領域には転送電
極１１８が設けられ、その上層に遮光膜１２０が設けら
れている。シリコン膜１２２によってフォトセンサ１１
３の受光表面を転送電極１１８と同じ位置か、それより
高い位置に持ち上げる構造にすることで、斜め方向から
入射する光を有効に受光部に取り込むことが可能とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像画素の受光部
に隣接してＣＣＤ転送レジスタを設け、このＣＣＤ転送
レジスタの上に転送電極と遮光膜を配置した構造を有す
るＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子に関する。
に隣接してＣＣＤ転送レジスタを設け、このＣＣＤ転送
レジスタの上に転送電極と遮光膜を配置した構造を有す
るＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、インタライン転送方式を用いた
２次元ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す概略平面図
であり、図４は、図３に示す２次元ＣＣＤイメージセン
サを垂直転送方向に直交する方向に切断した内部の積層
構造を示すＡ−Ａ線断面図である。図３に示すように、
この２次元ＣＣＤイメージセンサにおいては、画素領域
１１の内側に、それぞれ撮像画素を構成する多数のフォ
トセンサ１３をマトリクス状に配置し、各フォトセンサ
１３の各列に対応して垂直転送方向に多数の垂直転送レ
ジスタ１２を配置している。また、画素領域１１の外側
には、各垂直転送レジスタ１２と直交する状態で水平転
送レジスタ１４が設けられ、この水平転送レジスタ１４
の端部に出力部１５が設けられている。そして、画素領
域１１に受光した光を各フォトセンサ１３で信号電荷に
変換し、各フォトセンサ１３の信号電荷を各垂直転送レ
ジスタ１２に読み出して垂直転送方向に転送する。そし
て、水平転送レジスタ１４に読み出した信号電荷を水平
転送方向に転送し、これを出力部１５によって電圧信号
に変換し、撮像信号として出力する。
２次元ＣＣＤイメージセンサの構成例を示す概略平面図
であり、図４は、図３に示す２次元ＣＣＤイメージセン
サを垂直転送方向に直交する方向に切断した内部の積層
構造を示すＡ−Ａ線断面図である。図３に示すように、
この２次元ＣＣＤイメージセンサにおいては、画素領域
１１の内側に、それぞれ撮像画素を構成する多数のフォ
トセンサ１３をマトリクス状に配置し、各フォトセンサ
１３の各列に対応して垂直転送方向に多数の垂直転送レ
ジスタ１２を配置している。また、画素領域１１の外側
には、各垂直転送レジスタ１２と直交する状態で水平転
送レジスタ１４が設けられ、この水平転送レジスタ１４
の端部に出力部１５が設けられている。そして、画素領
域１１に受光した光を各フォトセンサ１３で信号電荷に
変換し、各フォトセンサ１３の信号電荷を各垂直転送レ
ジスタ１２に読み出して垂直転送方向に転送する。そし
て、水平転送レジスタ１４に読み出した信号電荷を水平
転送方向に転送し、これを出力部１５によって電圧信号
に変換し、撮像信号として出力する。
【０００３】また、図４において、シリコン基板１６に
は、上述したフォトセンサ１３及び垂直転送レジスタ１
２が設けられており、この上層にシリコン酸化膜１７が
形成されている。そして、シリコン酸化膜１７上の各垂
直転送レジスタ１２に対応する領域には、ポリシリコン
膜等よりなる転送電極１８が設けられており、この転送
電極１８に転送パルスを印加することにより、垂直転送
レジスタ１２による信号電荷の転送を行なう。また、転
送電極１８の上層には、シリコン酸化膜１９を介して遮
光膜２０が設けられている。この遮光膜２０は、例えば
アルミ膜の金属膜よりなり、フォトセンサ１３の受光用
開口部１３Ａを除く領域を覆い、垂直転送レジスタ１２
への光の入射を阻止するものである。なお、遮光膜２０
の上層には、さらに層間膜２１等が設けられている。
は、上述したフォトセンサ１３及び垂直転送レジスタ１
２が設けられており、この上層にシリコン酸化膜１７が
形成されている。そして、シリコン酸化膜１７上の各垂
直転送レジスタ１２に対応する領域には、ポリシリコン
膜等よりなる転送電極１８が設けられており、この転送
電極１８に転送パルスを印加することにより、垂直転送
レジスタ１２による信号電荷の転送を行なう。また、転
送電極１８の上層には、シリコン酸化膜１９を介して遮
光膜２０が設けられている。この遮光膜２０は、例えば
アルミ膜の金属膜よりなり、フォトセンサ１３の受光用
開口部１３Ａを除く領域を覆い、垂直転送レジスタ１２
への光の入射を阻止するものである。なお、遮光膜２０
の上層には、さらに層間膜２１等が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なＣＣＤイメージセンサは、図４に示すように、フォト
センサ１３の受光部（受光用開口部１３Ａから露出した
シリコン酸化膜１７）が垂直転送レジスタ１２の転送電
極１８や遮光膜２０による積層部に囲まれた状態で配置
されている。すなわち、垂直転送レジスタ１２の上層の
遮光膜２０は、フォトセンサ１３の受光部より上方に突
出した位置に配置され、遮光膜２０とフォトセンサ１３
の受光部との間に段差が形成されているため、フォトセ
ンサ１３の受光部は、周囲の遮光膜２０に囲まれた凹部
内に配置されることになる。
なＣＣＤイメージセンサは、図４に示すように、フォト
センサ１３の受光部（受光用開口部１３Ａから露出した
シリコン酸化膜１７）が垂直転送レジスタ１２の転送電
極１８や遮光膜２０による積層部に囲まれた状態で配置
されている。すなわち、垂直転送レジスタ１２の上層の
遮光膜２０は、フォトセンサ１３の受光部より上方に突
出した位置に配置され、遮光膜２０とフォトセンサ１３
の受光部との間に段差が形成されているため、フォトセ
ンサ１３の受光部は、周囲の遮光膜２０に囲まれた凹部
内に配置されることになる。
【０００５】したがって、図４に矢印ａで示すように、
各フォトセンサ１３の受光部に光が入射する場合、その
光の一部は、受光部の周囲の遮光膜２０によって遮ら
れ、適正に各フォトセンサ１３の受光部に入射できなく
なる。この結果、フォトセンサ１３に対する受光効率が
低下し、その結果、感度低下を招くという問題があっ
た。なお、このような現象は、受光面となる半導体ウェ
ーハ表面に入射する光の傾きが、受光部の鉛直方向より
その角度が大きいほど顕著になる。
各フォトセンサ１３の受光部に光が入射する場合、その
光の一部は、受光部の周囲の遮光膜２０によって遮ら
れ、適正に各フォトセンサ１３の受光部に入射できなく
なる。この結果、フォトセンサ１３に対する受光効率が
低下し、その結果、感度低下を招くという問題があっ
た。なお、このような現象は、受光面となる半導体ウェ
ーハ表面に入射する光の傾きが、受光部の鉛直方向より
その角度が大きいほど顕著になる。
【０００６】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ＣＣＤ転送レ
ジスタの積層構造によって受光部への入射光が遮られる
のを防止することにより、受光効率を改善でき、受光感
度の向上を図ることが可能な固体撮像素子を提供するこ
とにある。
たものであり、その目的とするところは、ＣＣＤ転送レ
ジスタの積層構造によって受光部への入射光が遮られる
のを防止することにより、受光効率を改善でき、受光感
度の向上を図ることが可能な固体撮像素子を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板に
設けた画素領域内に、それぞれ撮像画素を構成する複数
のフォトセンサを形成するとともに、前記フォトセンサ
に隣接してＣＣＤ転送レジスタを設け、前記半導体基板
上のＣＣＤ転送レジスタに対応する領域に転送電極及び
遮光膜を積層した構造を有する固体撮像素子において、
前記半導体基板上の前記フォトセンサに対応する領域
に、前記ＣＣＤ転送レジスタの転送電極及び遮光膜の積
層部による段差を軽減または相殺する膜厚を有し、各撮
像画素に対する入射光を前記フォトセンサの受光面に導
く光伝達層を設けたことを特徴とする。
設けた画素領域内に、それぞれ撮像画素を構成する複数
のフォトセンサを形成するとともに、前記フォトセンサ
に隣接してＣＣＤ転送レジスタを設け、前記半導体基板
上のＣＣＤ転送レジスタに対応する領域に転送電極及び
遮光膜を積層した構造を有する固体撮像素子において、
前記半導体基板上の前記フォトセンサに対応する領域
に、前記ＣＣＤ転送レジスタの転送電極及び遮光膜の積
層部による段差を軽減または相殺する膜厚を有し、各撮
像画素に対する入射光を前記フォトセンサの受光面に導
く光伝達層を設けたことを特徴とする。
【０００８】本発明の固体撮像素子によれば、半導体基
板上の前記フォトセンサに対応する領域に、ＣＣＤ転送
レジスタの転送電極及び遮光膜の積層部による段差を軽
減または相殺する膜厚を有する光伝達層を設け、各撮像
画素に対する入射光を光伝達層によってフォトセンサの
受光面に導くようにしたことから、各撮像画素に対する
入射光を遮光膜の頂部に近い高さ位置で光伝達層に入射
し、これをフォトセンサに導くことが可能となる。した
がって、ＣＣＤ転送レジスタ（転送電極や遮光膜等）の
積層構造によって受光部への入射光が遮られるのを防止
することができ、受光効率を改善でき、受光感度の向上
を図ることが可能である。
板上の前記フォトセンサに対応する領域に、ＣＣＤ転送
レジスタの転送電極及び遮光膜の積層部による段差を軽
減または相殺する膜厚を有する光伝達層を設け、各撮像
画素に対する入射光を光伝達層によってフォトセンサの
受光面に導くようにしたことから、各撮像画素に対する
入射光を遮光膜の頂部に近い高さ位置で光伝達層に入射
し、これをフォトセンサに導くことが可能となる。した
がって、ＣＣＤ転送レジスタ（転送電極や遮光膜等）の
積層構造によって受光部への入射光が遮られるのを防止
することができ、受光効率を改善でき、受光感度の向上
を図ることが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態例につ
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
形態による固体撮像素子の構成を示す断面図であり、図
３に示した２次元ＣＣＤイメージセンサを垂直転送方向
に直交する方向に切断した内部の積層構造を示すＡ−Ａ
線断面に対応している。なお、２次元ＣＣＤイメージセ
ンサの全体構造としては、例えば図３に示すものと共通
であるものとし、説明は省略する。
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
形態による固体撮像素子の構成を示す断面図であり、図
３に示した２次元ＣＣＤイメージセンサを垂直転送方向
に直交する方向に切断した内部の積層構造を示すＡ−Ａ
線断面に対応している。なお、２次元ＣＣＤイメージセ
ンサの全体構造としては、例えば図３に示すものと共通
であるものとし、説明は省略する。
【００１０】図１に示すように、本実施の形態による２
次元ＣＣＤイメージセンサにおいては、シリコン基板１
１６にフォトセンサ１１３及び垂直転送レジスタ１１２
が設けられている。そして、シリコン基板１１６上にお
いて、フォトセンサ１１３の上層領域には、絶縁膜を介
在することなく、光伝達層となるシリコン膜１２２が設
けられ、そのシリコン膜１２２の上面に受光用絶縁膜と
なるシリコン酸化膜１２３が設けられている。また、シ
リコン基板１１６上において、垂直転送レジスタ１１２
の上層領域には、シリコン酸化膜１１７、１１９に包囲
された状態でポリシリコン膜等よりなる転送電極１１８
が設けられている。この転送電極１１８に転送パルスを
印加することにより、垂直転送レジスタ１１２による信
号電荷の転送を行なう。
次元ＣＣＤイメージセンサにおいては、シリコン基板１
１６にフォトセンサ１１３及び垂直転送レジスタ１１２
が設けられている。そして、シリコン基板１１６上にお
いて、フォトセンサ１１３の上層領域には、絶縁膜を介
在することなく、光伝達層となるシリコン膜１２２が設
けられ、そのシリコン膜１２２の上面に受光用絶縁膜と
なるシリコン酸化膜１２３が設けられている。また、シ
リコン基板１１６上において、垂直転送レジスタ１１２
の上層領域には、シリコン酸化膜１１７、１１９に包囲
された状態でポリシリコン膜等よりなる転送電極１１８
が設けられている。この転送電極１１８に転送パルスを
印加することにより、垂直転送レジスタ１１２による信
号電荷の転送を行なう。
【００１１】また、転送電極１１８の上層には、シリコ
ン酸化膜１１９を介して遮光膜１２０が設けられてい
る。この遮光膜１２０の縁部は、シリコン酸化膜１２３
の縁部に上側から重なる状態で形成され、フォトセンサ
１１３への受光用開口部１２３Ａを形成している。この
遮光膜１２０は、例えばアルミ膜の金属膜よりなり、フ
ォトセンサ１１３への受光用開口部１２３Ａを除く領域
を覆い、垂直転送レジスタ１１２への光の入射を阻止す
るものである。上述した光伝達層となるシリコン膜１２
２は、転送電極１１８及びシリコン酸化膜１１７、１１
９を合計した膜厚とほぼ等しい膜厚を有し、シリコン酸
化膜１２３は遮光膜１２０の膜厚とほぼ等しい膜厚を有
している。
ン酸化膜１１９を介して遮光膜１２０が設けられてい
る。この遮光膜１２０の縁部は、シリコン酸化膜１２３
の縁部に上側から重なる状態で形成され、フォトセンサ
１１３への受光用開口部１２３Ａを形成している。この
遮光膜１２０は、例えばアルミ膜の金属膜よりなり、フ
ォトセンサ１１３への受光用開口部１２３Ａを除く領域
を覆い、垂直転送レジスタ１１２への光の入射を阻止す
るものである。上述した光伝達層となるシリコン膜１２
２は、転送電極１１８及びシリコン酸化膜１１７、１１
９を合計した膜厚とほぼ等しい膜厚を有し、シリコン酸
化膜１２３は遮光膜１２０の膜厚とほぼ等しい膜厚を有
している。
【００１２】そして、シリコン膜１２２とシリコン酸化
膜１２３は、垂直転送レジスタ１１２用の転送電極１１
８（シリコン酸化膜１１７、１１９を含む）及び遮光膜
１２０の積層部の間に形成される凹部を充填する状態で
形成されている。したがって、シリコン膜１２２とシリ
コン酸化膜１２３により、垂直転送レジスタ１１２用の
転送電極１１８（シリコン酸化膜１１７、１１９を含
む）及び遮光膜１２０の積層部による段差が相殺する状
態で、シリコン酸化膜１２３と遮光膜１２０がほぼ並列
な状態で配置されている。なお、遮光膜１２０及びシリ
コン酸化膜１２３の上層には、さらに層間膜１２１等が
設けられている。
膜１２３は、垂直転送レジスタ１１２用の転送電極１１
８（シリコン酸化膜１１７、１１９を含む）及び遮光膜
１２０の積層部の間に形成される凹部を充填する状態で
形成されている。したがって、シリコン膜１２２とシリ
コン酸化膜１２３により、垂直転送レジスタ１１２用の
転送電極１１８（シリコン酸化膜１１７、１１９を含
む）及び遮光膜１２０の積層部による段差が相殺する状
態で、シリコン酸化膜１２３と遮光膜１２０がほぼ並列
な状態で配置されている。なお、遮光膜１２０及びシリ
コン酸化膜１２３の上層には、さらに層間膜１２１等が
設けられている。
【００１３】次に、以上のような構造の２次元ＣＣＤイ
メージセンサの製造方法について説明する。図２は、図
１に示す２次元ＣＣＤイメージセンサの製造工程を時系
列的に示す断面図である。まず、図２（Ａ）では、フォ
トセンサ１１３及び垂直転送レジスタ１１２等を形成し
たシリコン基板１１６の上面に熱酸化等により、シリコ
ン酸化膜（ＳｉＯ2 ）系の絶縁膜１１７を形成後、その
上層に転送電極１１８を形成する。この転送電極１１８
は、例えば不純物ドープしたポリシリコンをＣＶＤやエ
ッチング等により成膜及び加工を行うものとする。さら
に、転送電極加工後、熱酸化もしくはＣＶＤ等により、
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）系の絶縁膜１１９を転送電
極１１８上に形成する。これは、後述する選択的エピタ
キシャル成長で非成長部となるＳｉＯ2 系絶縁膜を形成
しておくためである。なお、ＣＣＤイメージセンサの機
能等により、転送電極は多層になる構造の場合もある。
メージセンサの製造方法について説明する。図２は、図
１に示す２次元ＣＣＤイメージセンサの製造工程を時系
列的に示す断面図である。まず、図２（Ａ）では、フォ
トセンサ１１３及び垂直転送レジスタ１１２等を形成し
たシリコン基板１１６の上面に熱酸化等により、シリコ
ン酸化膜（ＳｉＯ2 ）系の絶縁膜１１７を形成後、その
上層に転送電極１１８を形成する。この転送電極１１８
は、例えば不純物ドープしたポリシリコンをＣＶＤやエ
ッチング等により成膜及び加工を行うものとする。さら
に、転送電極加工後、熱酸化もしくはＣＶＤ等により、
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）系の絶縁膜１１９を転送電
極１１８上に形成する。これは、後述する選択的エピタ
キシャル成長で非成長部となるＳｉＯ2 系絶縁膜を形成
しておくためである。なお、ＣＣＤイメージセンサの機
能等により、転送電極は多層になる構造の場合もある。
【００１４】次に、図２（Ｂ）に示すように、フォトセ
ンサ１１３の受光部に位置する絶縁膜１１７、１１９の
みをパターニング及びエッチングにより除去し、フォト
センサ１１３の基板表面を露出させる。次に、この露出
させた部分、つまり、シリコン露出部のみに選択的にエ
ピタキシャル成長する条件でシリコン膜１２２を成膜す
る。この際、転送電極１１８の上面やその側面部等に
は、シリコン酸化膜系の絶縁膜１１７、１１９が設けら
れているため、シリコンは成長しない。また、ここでエ
ピタキシャル成長させるシリコン膜１２２の膜厚は、転
送電極１１８上に形成した絶縁膜１１９の上面とシリコ
ン膜１２２の上面とが一致するか、あるいは、絶縁膜１
１９の上面よりシリコン膜１２２の上面の方がやや高く
なる程度になるように成膜する。
ンサ１１３の受光部に位置する絶縁膜１１７、１１９の
みをパターニング及びエッチングにより除去し、フォト
センサ１１３の基板表面を露出させる。次に、この露出
させた部分、つまり、シリコン露出部のみに選択的にエ
ピタキシャル成長する条件でシリコン膜１２２を成膜す
る。この際、転送電極１１８の上面やその側面部等に
は、シリコン酸化膜系の絶縁膜１１７、１１９が設けら
れているため、シリコンは成長しない。また、ここでエ
ピタキシャル成長させるシリコン膜１２２の膜厚は、転
送電極１１８上に形成した絶縁膜１１９の上面とシリコ
ン膜１２２の上面とが一致するか、あるいは、絶縁膜１
１９の上面よりシリコン膜１２２の上面の方がやや高く
なる程度になるように成膜する。
【００１５】図１に示すように、例えば熱酸化等により
シリコン膜１２２の表面に絶縁膜１２３を形成した後、
所望のフォトセンサ特性を得られるようにイオンインプ
ラテーション等により不純物をドーピングする。そし
て、転送電極１１８上の絶縁膜１１９上に遮光膜１２０
をメタル系の成膜、パターニング及びエッチングにより
形成する。これにより、図１に示す２次元ＣＣＤイメー
ジセンサを得る。
シリコン膜１２２の表面に絶縁膜１２３を形成した後、
所望のフォトセンサ特性を得られるようにイオンインプ
ラテーション等により不純物をドーピングする。そし
て、転送電極１１８上の絶縁膜１１９上に遮光膜１２０
をメタル系の成膜、パターニング及びエッチングにより
形成する。これにより、図１に示す２次元ＣＣＤイメー
ジセンサを得る。
【００１６】以上のような本実施の形態による２次元Ｃ
ＣＤイメージセンサでは、光伝達層としてのシリコン膜
１２２によってフォトセンサ１１３の受光表面を転送電
極１１８と同じ位置か、それより高い位置に持ち上げる
構造にすることで、特に、斜め方向から入射する光を有
効に受光部に取り込むことが可能となる。これにより、
ＣＣＤイメージセンサにおける光の入射方向依存度が低
減でき、感度を改善することが可能となる。また、ＣＣ
Ｄの微細化に伴い、画素サイズのシュリンクが進む際
に、特に縦方向（水平転送方向）のシュリンクが難しい
ものとなっていた。しかし、本実施の形態による構成に
よって受光部表面を持ち上げる構造により、擬似的に縦
方向のシュリンクと同等の効果を得ることができ、実行
的に受光エリアの拡大が図れるという利点がある。
ＣＤイメージセンサでは、光伝達層としてのシリコン膜
１２２によってフォトセンサ１１３の受光表面を転送電
極１１８と同じ位置か、それより高い位置に持ち上げる
構造にすることで、特に、斜め方向から入射する光を有
効に受光部に取り込むことが可能となる。これにより、
ＣＣＤイメージセンサにおける光の入射方向依存度が低
減でき、感度を改善することが可能となる。また、ＣＣ
Ｄの微細化に伴い、画素サイズのシュリンクが進む際
に、特に縦方向（水平転送方向）のシュリンクが難しい
ものとなっていた。しかし、本実施の形態による構成に
よって受光部表面を持ち上げる構造により、擬似的に縦
方向のシュリンクと同等の効果を得ることができ、実行
的に受光エリアの拡大が図れるという利点がある。
【００１７】なお、本発明は以上のようなインライン転
送方式による２次元ＣＣＤイメージセンサに有効である
が、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、例
えば１次元ラインセンサ等のように、他のフォトセンサ
とＣＣＤ転送レジスタを有する固体撮像素子に適用する
ことも可能である。また、固体撮像素子を構成する各膜
の材質や製法等に付いても、上述した例に限定されるも
のでなく、種々変形が可能である。
送方式による２次元ＣＣＤイメージセンサに有効である
が、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、例
えば１次元ラインセンサ等のように、他のフォトセンサ
とＣＣＤ転送レジスタを有する固体撮像素子に適用する
ことも可能である。また、固体撮像素子を構成する各膜
の材質や製法等に付いても、上述した例に限定されるも
のでなく、種々変形が可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の固体撮像素
子によれば、半導体基板上の前記フォトセンサに対応す
る領域に、ＣＣＤ転送レジスタの転送電極及び遮光膜の
積層部による段差を軽減または相殺する膜厚を有する光
伝達層を設け、各撮像画素に対する入射光を光伝達層に
よってフォトセンサの受光面に導くようにしたことか
ら、各撮像画素に対する入射光を遮光膜の頂部に近い高
さ位置で光伝達層に入射し、これをフォトセンサに導く
ことが可能となる。したがって、ＣＣＤ転送レジスタ
（転送電極や遮光膜等）の積層構造によって受光部への
入射光が遮られるのを防止することができ、受光効率を
改善でき、受光感度の向上を図ることが可能となる。
子によれば、半導体基板上の前記フォトセンサに対応す
る領域に、ＣＣＤ転送レジスタの転送電極及び遮光膜の
積層部による段差を軽減または相殺する膜厚を有する光
伝達層を設け、各撮像画素に対する入射光を光伝達層に
よってフォトセンサの受光面に導くようにしたことか
ら、各撮像画素に対する入射光を遮光膜の頂部に近い高
さ位置で光伝達層に入射し、これをフォトセンサに導く
ことが可能となる。したがって、ＣＣＤ転送レジスタ
（転送電極や遮光膜等）の積層構造によって受光部への
入射光が遮られるのを防止することができ、受光効率を
改善でき、受光感度の向上を図ることが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態による２次元ＣＣＤイメー
ジセンサを垂直転送方向に直交する方向に切断した内部
の積層構造を示す断面図である。
ジセンサを垂直転送方向に直交する方向に切断した内部
の積層構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す２次元ＣＣＤイメージセンサの製造
工程を時系列的に示す断面図である。
工程を時系列的に示す断面図である。
【図３】インタライン転送方式を用いた２次元ＣＣＤイ
メージセンサの構成例を示す概略平面図である。
メージセンサの構成例を示す概略平面図である。
【図４】図３に示す２次元ＣＣＤイメージセンサを垂直
転送方向に直交する方向に切断した内部の積層構造を示
すＡ−Ａ線断面図である。
転送方向に直交する方向に切断した内部の積層構造を示
すＡ−Ａ線断面図である。
１１２……垂直転送レジスタ、１１３……フォトセン
サ、１１６……シリコン基板、１１７、１１９、１２３
……シリコン酸化膜、１１８……転送電極、１２０……
遮光膜、１２２……シリコン膜。
サ、１１６……シリコン基板、１１７、１１９、１２３
……シリコン酸化膜、１１８……転送電極、１２０……
遮光膜、１２２……シリコン膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AB01 BA13 CA03 CA19 CA32 FA06 GA07 GA09 GB03 GB07 GB11 5B047 AA01 BB02 BC01 CB05 5C024 CX41 CY47 CY48 GX03 GX05 GX07 GY01 5C051 AA01 BA02 DA03 DB01 DB05 DB06 DC02 DC07
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板に設けた画素領域内に、それ
ぞれ撮像画素を構成する複数のフォトセンサを形成する
とともに、前記フォトセンサに隣接してＣＣＤ転送レジ
スタを設け、前記半導体基板上のＣＣＤ転送レジスタに
対応する領域に転送電極及び遮光膜を積層した構造を有
する固体撮像素子において、 前記半導体基板上の前記フォトセンサに対応する領域
に、前記ＣＣＤ転送レジスタの転送電極及び遮光膜の積
層部による段差を軽減または相殺する膜厚を有し、各撮
像画素に対する入射光を前記フォトセンサの受光面に導
く光伝達層を設けた、 ことを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 前記光伝達層は、シリコン膜よりなるこ
とを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 前記光伝達層は、選択的エピタキシャル
成長によって形成されていることを特徴とする請求項１
記載の固体撮像素子。 - 【請求項４】 前記光伝達層は、前記転送電極及び遮光
膜の積層部の間に形成される凹部を充填する状態で形成
されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素
子。 - 【請求項５】 前記光伝達層の上面に受光用絶縁膜を設
けたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項６】 前記遮光膜の縁部は、前記受光用絶縁膜
の縁部に上側から重なる状態で形成されていることを特
徴とする請求項５記載の固体撮像素子。 - 【請求項７】 前記光伝達層は、前記転送電極及びその
転送電極を絶縁するための絶縁膜を合計した膜厚とほぼ
等しい膜厚を有し、前記受光用絶縁膜は、前記遮光膜の
膜厚とほぼ等しい膜厚を有していることを特徴とする請
求項１記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001135100A JP2002329858A (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001135100A JP2002329858A (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002329858A true JP2002329858A (ja) | 2002-11-15 |
| JP2002329858A5 JP2002329858A5 (ja) | 2008-05-01 |
Family
ID=18982639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001135100A Pending JP2002329858A (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002329858A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008305994A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Panasonic Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812481A (ja) * | 1981-07-15 | 1983-01-24 | Toshiba Corp | 固体撮像素子 |
| JPS62269356A (ja) * | 1986-05-16 | 1987-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置 |
| JPH02140976A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| JPH03109771A (ja) * | 1989-09-25 | 1991-05-09 | Nec Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
| JPH04113674A (ja) * | 1990-09-03 | 1992-04-15 | Toshiba Corp | 固体撮像素子 |
| JPH053313A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-01-08 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
| JPH10261782A (ja) * | 1996-12-28 | 1998-09-29 | Lg Semicon Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2001077344A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-23 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
2001
- 2001-05-02 JP JP2001135100A patent/JP2002329858A/ja active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812481A (ja) * | 1981-07-15 | 1983-01-24 | Toshiba Corp | 固体撮像素子 |
| JPS62269356A (ja) * | 1986-05-16 | 1987-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置 |
| JPH02140976A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| JPH03109771A (ja) * | 1989-09-25 | 1991-05-09 | Nec Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
| JPH04113674A (ja) * | 1990-09-03 | 1992-04-15 | Toshiba Corp | 固体撮像素子 |
| JPH053313A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-01-08 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
| JPH10261782A (ja) * | 1996-12-28 | 1998-09-29 | Lg Semicon Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2001077344A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-23 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008305994A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Panasonic Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| US8354693B2 (en) | 2007-06-07 | 2013-01-15 | Panasonic Corporation | Solid state imaging device and method for fabricating the same |
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