JP2003258238A - Solid-state imaging device and its fabricating method - Google Patents

Solid-state imaging device and its fabricating method

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JP2003258238A
JP2003258238A JP2002057590A JP2002057590A JP2003258238A JP 2003258238 A JP2003258238 A JP 2003258238A JP 2002057590 A JP2002057590 A JP 2002057590A JP 2002057590 A JP2002057590 A JP 2002057590A JP 2003258238 A JP2003258238 A JP 2003258238A
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JP
Japan
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transfer
solid
imaging device
state imaging
light
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JP2002057590A
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Japanese (ja)
Inventor
Eishin Tsugawa
英信 津川
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To lower the contact resistance between an interconnect part and a transfer electrode without using aluminum or tungsten. <P>SOLUTION: The solid-state imaging device comprises a semiconductor substrate 12 on which a plurality of photoelectric conversion regions 14 for converting an incident light into a charge signal and a plurality of transfer regions 16 for transferring a charge signal converted in the photoelectric conversion region 14 to the next stage are formed, a plurality of transfer electrodes 20 formed on the semiconductor substrate 12 in correspondence with the plurality of transfer regions 16 and imparting a transfer clock signal to each transfer region 16, and an interconnect part 24 of metal silicide material for applying a supplied transfer clock signal to the plurality of transfer electrodes 20. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置及び
その製造方法に関し、特に、撮像する被写体から入射す
る光を電荷信号に変換する複数の光電変換領域を有する
固体撮像装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a solid-state image pickup device having a plurality of photoelectric conversion regions for converting light incident from a subject to be imaged into a charge signal and a manufacturing method thereof. .

【0002】[0002]

【従来の技術】入射する光を電荷信号に変換するCCD
からなる固体撮像装置の転送電極には、普通、多結晶シ
リコンが用いられている。この場合において、多結晶シ
リコンの抵抗が大きいために伝播遅延が発生し、高速駆
動を行なうことが困難であった。特に近年においては固
体撮像装置の大型化が進み、転送電極が長くなっている
ので、伝播遅延もより大きくなり、高速駆動を行なうこ
とが極めて困難になってきている。
2. Description of the Related Art CCD for converting incident light into a charge signal
Polycrystalline silicon is usually used for the transfer electrode of the solid-state imaging device made of. In this case, since the polycrystalline silicon has a large resistance, a propagation delay occurs and it is difficult to drive at high speed. In particular, in recent years, the solid-state imaging device has been increased in size and the transfer electrode has been lengthened, so that the propagation delay is further increased and it is extremely difficult to perform high-speed driving.

【0003】このため、Al(アルミニウム)やW(タ
ングステン)のような高融点金属を用いたシャント配線
構造をした固体撮像装置の提案(例えば、特開平6−2
52376号公報、特開平11−274445号公報)
がなされている。
Therefore, a solid-state image pickup device having a shunt wiring structure using a refractory metal such as Al (aluminum) or W (tungsten) is proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-2.
52376, JP-A-11-274445)
Has been done.

【0004】特開平6−252376号公報において
は、複数本の垂直転送部の各転送電極に4相の転送クロ
ックを印加するアルミニウムからなるシャント配線と、
このシャント配線の端部にその端部と交差した状態で配
されて、シャント配線に対して各相毎に転送クロックを
供給する4本のバスラインとを有する配線構造におい
て、4本のバスラインのうち、垂直転送部側のバスライ
ンに対して、シャント配線を4本をグループとして1グ
ループ内で1本おきに交差させ、シャント配線がバスラ
インと交差する点を垂直転送列の本数の1/2に削減す
るような構成が開示されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 6-252376, a shunt wiring made of aluminum for applying a 4-phase transfer clock to each transfer electrode of a plurality of vertical transfer parts,
In a wiring structure having four bus lines arranged at the end of the shunt wiring in a state intersecting with the end and supplying a transfer clock for each phase to the shunt wiring, four bus lines Among them, four shunt wirings are made to intersect with the bus line on the vertical transfer section side every other group within one group, and the point where the shunt wiring intersects the bus line is 1 of the number of vertical transfer columns. A configuration for reducing the number to / 2 is disclosed.

【0005】一方、特開平11−274445号公報に
おいては、転送電極と金属層からなるシャント配線層と
の間に、金属シリサイド層を含む緩衝層が形成された固
体撮像装置が開示されている。図10は、この固体撮像
装置の構成を示す部分的な断面図である。図において、
半導体基板42には光電変換領域44及び垂直転送領域
46がイオン注入等によって形成されている。この半導
体基板42に積層された絶縁膜48の上面において、垂
直転送領域46に対応する位置に多結晶シリコン層から
なる第1層目及び第2層目の転送電極50が形成されて
いる。さらに、これら転送電極50の上面を含む全上面
にわたって絶縁膜52が形成され、転送電極50の位置
に対応する絶縁膜52の上面には、金属シリサイド層5
4が形成されている。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-274445 discloses a solid-state image pickup device in which a buffer layer including a metal silicide layer is formed between a transfer electrode and a shunt wiring layer made of a metal layer. FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing the configuration of this solid-state imaging device. In the figure,
A photoelectric conversion region 44 and a vertical transfer region 46 are formed on the semiconductor substrate 42 by ion implantation or the like. On the upper surface of the insulating film 48 laminated on the semiconductor substrate 42, first and second transfer electrodes 50 made of a polycrystalline silicon layer are formed at positions corresponding to the vertical transfer regions 46. Further, the insulating film 52 is formed over the entire upper surface including the upper surfaces of the transfer electrodes 50, and the metal silicide layer 5 is formed on the upper surface of the insulating film 52 corresponding to the position of the transfer electrodes 50.
4 are formed.

【0006】この金属シリサイド層54の上面を含む全
上面にわたって絶縁膜56が形成され、金属シリサイド
層54の位置に対応する絶縁膜56の上面には、多結晶
シリコン層58が形成されている。そして、光電変換領
域44の電荷信号を転送する側(図の左側)の金属シリ
サイド層54の位置に対応する絶縁膜56には、開口部
56aが形成され、多結晶シリコン層58のコンタクト
部58aが金属シリサイド層54の上面に接触してい
る。このような多結晶シリコン層58と金属シリサイド
層54との2層構造(いわゆるポリサイド)によって、
緩衝層が形成されている。
An insulating film 56 is formed on the entire upper surface including the upper surface of the metal silicide layer 54, and a polycrystalline silicon layer 58 is formed on the upper surface of the insulating film 56 corresponding to the position of the metal silicide layer 54. Then, an opening 56a is formed in the insulating film 56 corresponding to the position of the metal silicide layer 54 on the side (left side in the drawing) of the photoelectric conversion region 44 where the charge signal is transferred, and the contact portion 58a of the polycrystalline silicon layer 58 is formed. Are in contact with the upper surface of the metal silicide layer 54. With such a two-layer structure (so-called polycide) of the polycrystalline silicon layer 58 and the metal silicide layer 54,
A buffer layer is formed.

【0007】この緩衝層の上面を含む全上面にわたって
形成された絶縁膜60の上面には、アルミニウムからな
る遮光膜62が形成されている。この遮光膜62におい
て、光電変換領域44の中央部の位置に対応する部分に
は、開口部62aが形成されている。そして、遮光膜6
2及びその開口部62aの上面には、スピンコート又は
エッチバックによる平坦化層64が形成され、さらに平
坦化層64の上面にはオンチップマイクロレンズ66が
形成されている。このオンチップマイクロレンズ66に
は、遮光膜62の開口部62aの位置に対応する部分
に、凸レンズ部66aが形成されている。
A light shielding film 62 made of aluminum is formed on the upper surface of the insulating film 60 formed over the entire upper surface including the upper surface of the buffer layer. In the light shielding film 62, an opening 62a is formed in a portion corresponding to the central position of the photoelectric conversion region 44. Then, the light shielding film 6
A flattening layer 64 is formed on the upper surfaces of 2 and the opening 62a by spin coating or etch back, and an on-chip microlens 66 is formed on the upper surface of the flattening layer 64. In this on-chip microlens 66, a convex lens portion 66a is formed at a portion corresponding to the position of the opening 62a of the light shielding film 62.

【0008】このような固体撮像装置の構成において
は、金属シリサイド層54を含む緩衝層によって転送電
極50における仕事関数の変動が抑制され、転送電極5
0でのチャネルポテンシャルシフトを防止できる。ま
た、多結晶シリコン層58と金属シリサイド層54との
2層構造により、シャント配線層間のコンタクト抵抗を
低減できる。また、オンチップマイクロレンズ66の凸
レンズ部66aによって、入射する光を遮光膜62の開
口部62aに収束して感度を向上できる。
In the structure of such a solid-state image pickup device, the buffer layer including the metal silicide layer 54 suppresses the fluctuation of the work function in the transfer electrode 50, and the transfer electrode 5
The channel potential shift at 0 can be prevented. Further, the two-layer structure of the polycrystalline silicon layer 58 and the metal silicide layer 54 can reduce the contact resistance between the shunt wiring layers. In addition, the convex lens portion 66a of the on-chip microlens 66 allows the incident light to converge on the opening portion 62a of the light shielding film 62 to improve the sensitivity.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術において、特開平6−252376号公報にお
ける固体撮像装置の場合には、シャント配線をアルミニ
ウムによって構成しているので、600℃以上の熱処理
によりシャント配線がシリコンと反応するのを防止する
ためにバッファ層が必要となり、遮光膜をシリコン基板
に接近して形成することができず、感度が低くなるとと
もに、被写体の画像と関係のない電荷が次段に転送され
ることにより、スミアレベルが高くなるという問題があ
った。
However, in the case of the solid-state image pickup device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-252376 in the above conventional technique, the shunt wiring is made of aluminum, so that the heat treatment at 600.degree. A buffer layer is required to prevent the shunt wiring from reacting with silicon, the light-shielding film cannot be formed close to the silicon substrate, the sensitivity is lowered, and charges unrelated to the image of the subject are generated. There is a problem that the smear level becomes high by being transferred to the next stage.

【0010】一方、特開平11−274445号公報に
おける固体撮像装置の場合には、シャント配線をタング
ステン等の高融点金属で構成しているが、800℃以上
の熱がかかると高融点金属と多結晶シリコンとが反応を
起こすため、TiN(窒化チタン)やWN(窒化タング
ステン)等のバリアメタルがコンタクト部に必要であっ
た。このため、窒化チタンの場合には水素と結合しやす
いので光電変換領域の表面の界面準位が高くなり、窒化
タングステンの場合にはコンタクト抵抗が大きくなるの
で、更なる高速駆動には不十分であるという問題があっ
た。また、シャント配線と転送電極の間に2層構造の緩
衝層が存在するので、オンチップマイクロレンズと光電
変換領域との距離が大きくなり、集光率が低下するとと
もに、外部レンズのF値依存性が強くなるという問題が
あった。
On the other hand, in the case of the solid-state image pickup device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-274445, the shunt wiring is made of a refractory metal such as tungsten. A barrier metal such as TiN (titanium nitride) or WN (tungsten nitride) is required in the contact portion because it reacts with crystalline silicon. Therefore, in the case of titanium nitride, it is easy to bond with hydrogen, so that the interface state of the surface of the photoelectric conversion region becomes high, and in the case of tungsten nitride, the contact resistance becomes large, which is not sufficient for further high-speed driving. There was a problem. Further, since the buffer layer having a two-layer structure exists between the shunt wiring and the transfer electrode, the distance between the on-chip microlens and the photoelectric conversion region becomes large, the light collection rate is reduced, and the F-value dependence of the external lens There was a problem that it became stronger.

【0011】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、アルミニウムやタングステンを用い
ることなく、配線部と転送電極とのコンタクト抵抗を下
げることのできる固体撮像装置及びその製造方法を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and a solid-state image pickup device capable of reducing the contact resistance between a wiring portion and a transfer electrode without using aluminum or tungsten, and a manufacturing method thereof. The purpose is to provide.

【0012】また、本発明は、シャント配線を形成した
後に、800℃以上の加熱処理を行なっても、感度の向
上とスミアの低減を図ることが可能な固体撮像装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
Further, the present invention provides a solid-state image pickup device capable of improving the sensitivity and reducing the smear even if the shunt wiring is formed and then subjected to a heat treatment at 800 ° C. or more, and a manufacturing method thereof. The purpose is to

【0013】また、本発明は、光電変換領域への集光率
を向上でき、外部レンズのF値依存性を低くできる固体
撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
It is another object of the present invention to provide a solid-state image pickup device capable of improving the light-collecting rate in the photoelectric conversion region and reducing the F-number dependency of the external lens, and a manufacturing method thereof.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、上記目的を達成するため、入射する光を電荷信号に
変換する複数の光電変換領域及び前記光電変換領域によ
って変換された電荷信号を次段に転送する複数の転送領
域が形成された半導体基板と、前記複数の転送領域に対
応して前記半導体基板上に形成され各転送領域に対して
転送クロック信号を与える複数の転送電極と、供給され
る転送クロック信号を前記複数の転送電極に印加する金
属シリサイド材からなる配線部とを有することを特徴と
する。
In order to achieve the above-mentioned object, a solid-state image pickup device of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion regions for converting incident light into charge signals and a charge signal converted by the photoelectric conversion regions. A semiconductor substrate on which a plurality of transfer regions to be transferred to the next stage are formed, and a plurality of transfer electrodes formed on the semiconductor substrate corresponding to the plurality of transfer regions and applying a transfer clock signal to each transfer region, And a wiring portion made of a metal silicide material for applying the supplied transfer clock signal to the plurality of transfer electrodes.

【0015】また、本発明の個体撮像装置の製造方法
は、上記目的を達成するため、入射する光を画像信号に
変換する複数の光電変換領域及び前記光電変換領域によ
って変換された電荷信号を次段に転送する複数の転送領
域を半導体基板に形成する第1のステップと、前記複数
の転送領域の各々に対して転送クロック信号を与える複
数の転送電極を前記半導体基板の上面に形成する第2の
ステップと、供給される転送クロック信号を前記複数の
転送電極に印加する配線部を金属シリサイド材によって
形成する第3のステップとを有することを特徴とする。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the method of manufacturing the solid-state image pickup device of the present invention further comprises a plurality of photoelectric conversion regions for converting incident light into image signals and charge signals converted by the photoelectric conversion regions. A first step of forming a plurality of transfer regions on the semiconductor substrate to be transferred in stages, and a second step of forming a plurality of transfer electrodes for providing a transfer clock signal to each of the plurality of transfer regions on the upper surface of the semiconductor substrate. And a third step of forming a wiring part for applying the supplied transfer clock signal to the plurality of transfer electrodes with a metal silicide material.

【0016】本発明による固体撮像装置及びその製造方
法は、上記構成により、アルミニウムやタングステンを
用いることなく、金属シリサイド材を用いたシャント配
線によって、配線部と転送電極とを接続する。また、シ
ャント配線を形成した後に、800℃以上の加熱処理を
行なっても、金属シリサイド材を用いたシャント配線と
転送電極との反応によるコンタクト抵抗の上昇を抑制す
る。さらに、緩衝層をなくすことにより、半導体基板か
らの高さを低くするとともに、リフロー層に凹レンズを
形成する。
In the solid-state image pickup device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the wiring portion and the transfer electrode are connected to each other by the shunt wiring using the metal silicide material without using aluminum or tungsten. Further, even if the heat treatment at 800 ° C. or higher is performed after the shunt wiring is formed, the increase in contact resistance due to the reaction between the shunt wiring using the metal silicide material and the transfer electrode is suppressed. Furthermore, by eliminating the buffer layer, the height from the semiconductor substrate is reduced and a concave lens is formed in the reflow layer.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明による固体撮像装置
及びその製造方法の実施の形態について、図を参照して
詳細に説明する。なお、この場合の固体撮像装置はフレ
ーム・インターライン方式のCCDであり、垂直の転送
領域によって垂直方向に転送した電荷信号を水平の転送
領域によって水平方向に転送し、バッファアンプを介し
て次段に出力する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a solid-state image pickup device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The solid-state image pickup device in this case is a frame interline CCD, and the charge signals transferred in the vertical direction by the vertical transfer area are transferred by the horizontal transfer area in the horizontal direction, and are transferred to the next stage via the buffer amplifier. Output to.

【0018】図1〜図7は、実施の形態における固体撮
像装置の製造途中の垂直方向の部分的な断面図である。
図1において、p型不純物が注入された半導体基板12
には、センサー部である光電変換領域14及び垂直の転
送領域16が低濃度のn型不純物のイオン注入によって
形成されている。
1 to 7 are partial cross-sectional views in the vertical direction during the manufacture of the solid-state imaging device according to the embodiment.
In FIG. 1, a semiconductor substrate 12 into which p-type impurities are implanted
The photoelectric conversion region 14 and the vertical transfer region 16 which are the sensor section are formed by ion implantation of low-concentration n-type impurities.

【0019】次に、図2に示すように、半導体基板12
の上面に酸化シリコンからなる透明な絶縁膜18が形成
され、転送領域16の位置に対応する絶縁膜18の上面
には転送電極20が形成される。この転送電極20は、
光電変換領域14を(図では左右に)挟んで第1層及び
第2層の2層構造で構成されている。さらに、転送電極
20の上面を含む全上面に、酸化シリコンからなる透明
な絶縁膜22が気相成長法(CVD)等によって堆積さ
れる。
Next, as shown in FIG.
A transparent insulating film 18 made of silicon oxide is formed on the upper surface of the insulating film 18, and a transfer electrode 20 is formed on the upper surface of the insulating film 18 corresponding to the position of the transfer region 16. This transfer electrode 20 is
It has a two-layer structure of a first layer and a second layer sandwiching the photoelectric conversion region 14 (on the left and right in the drawing). Further, a transparent insulating film 22 made of silicon oxide is deposited on the entire upper surface including the upper surface of the transfer electrode 20 by vapor phase epitaxy (CVD) or the like.

【0020】次に、レジスト塗布及びフォトマスクを用
いたエッチング処理によって、図3に示すように、絶縁
膜22に開口部22aを形成して、転送電極20の中央
部20aを露出させる。この後、上面全体に金属シリサ
イド材をスパッタリング等で堆積し、レジスト塗布及び
フォトマスクを用いたエッチング処理によって、図4に
示すように、金属シリサイド材による配線部24を形成
する。したがって、図の右側の配線部24において、下
側に突出したコンタクト部24aが絶縁膜22の開口部
22aを通って、転送電極20の露出した部分20aに
低いコンタクト抵抗で接触する。なお、図の左側の配線
部24においても、図示しない垂直方向の他の位置にお
いて、下側に突出したコンタクト部が絶縁膜の開口部を
通って、図の左側の転送電極20の露出した部分に接触
する。
Next, as shown in FIG. 3, an opening 22a is formed in the insulating film 22 by resist coating and etching using a photomask to expose the central portion 20a of the transfer electrode 20. After that, a metal silicide material is deposited on the entire upper surface by sputtering or the like, and a wiring portion 24 made of a metal silicide material is formed as shown in FIG. 4 by applying a resist and etching using a photomask. Therefore, in the wiring portion 24 on the right side of the drawing, the contact portion 24a protruding downward contacts the exposed portion 20a of the transfer electrode 20 with a low contact resistance through the opening 22a of the insulating film 22. Also in the wiring part 24 on the left side of the drawing, the contact part projecting downward passes through the opening of the insulating film at another position in the vertical direction (not shown) to expose the transfer electrode 20 on the left side of the drawing. To contact.

【0021】次に、配線部24の上面を含む全上面に、
酸化シリコンからなる透明な絶縁膜がCVD等によって
堆積される。さらに、この絶縁膜の上面にアルミニウム
層がスパッタリング等によって堆積される。そして、レ
ジスト塗布及びフォトマスクを用いたエッチング処理に
よって、図5に示すように、絶縁膜26の上面にアルミ
ニウムからなる遮光膜28が形成され、光電変換領域1
4に対応する部分に開口部28aが形成される。次に、
図6に示すように、遮光膜28及びその開口部28aの
上面に透明なリフロー層30が形成される。このリフロ
ー層30の形成において、800℃以上の加熱により遮
光膜28の開口部28aに対応する位置に凹レンズ部3
0aが形成される。この加熱によって転送電極20と配
線部24のコンタクト部24aとを高融点加熱で接続す
るが、その場合もコンタクト抵抗は低い状態に維持され
る。
Next, on the entire upper surface including the upper surface of the wiring portion 24,
A transparent insulating film made of silicon oxide is deposited by CVD or the like. Further, an aluminum layer is deposited on the upper surface of this insulating film by sputtering or the like. Then, as shown in FIG. 5, a light-shielding film 28 made of aluminum is formed on the upper surface of the insulating film 26 by resist coating and etching using a photomask, and the photoelectric conversion region 1 is formed.
An opening 28a is formed in a portion corresponding to 4. next,
As shown in FIG. 6, a transparent reflow layer 30 is formed on the upper surface of the light shielding film 28 and the opening 28a thereof. In forming the reflow layer 30, the concave lens portion 3 is formed at a position corresponding to the opening 28 a of the light shielding film 28 by heating at 800 ° C. or higher.
0a is formed. By this heating, the transfer electrode 20 and the contact portion 24a of the wiring portion 24 are connected by high melting point heating, but in that case as well, the contact resistance is maintained in a low state.

【0022】次に、スピンコート、エッチバック、又は
CMP技術により、図7に示すように、透明な平坦化層
32がリフロー層30の上面に形成される。さらに、こ
の平坦化層32の上面にオンチップマイクロレンズ34
が形成される。この場合において、遮光膜28の開口部
28aに対応するオンチップマイクロレンズ34の部分
に凸レンズ部34aが形成される。この結果、撮像対象
である被写体から入射した光はオンチップマイクロレン
ズ34の凸レンズ部34aで収束された後、リフロー層
30の凹レンズ部30aで屈折されて、光電変換領域1
4の中央部のみに照射する並行光に変えられる。
Next, as shown in FIG. 7, a transparent flattening layer 32 is formed on the upper surface of the reflow layer 30 by spin coating, etch back, or CMP technique. Further, the on-chip microlens 34 is formed on the upper surface of the flattening layer 32.
Is formed. In this case, the convex lens portion 34a is formed in the portion of the on-chip microlens 34 corresponding to the opening 28a of the light shielding film 28. As a result, the light incident from the object to be imaged is converged by the convex lens portion 34a of the on-chip microlens 34 and then refracted by the concave lens portion 30a of the reflow layer 30 to generate the photoelectric conversion region 1.
It can be changed to parallel light that irradiates only the central part of 4.

【0023】したがって、凸レンズ部34aで収束され
た光が転送領域16に入射しないように凹レンズ部30
aで屈折され、被写体の画像と関係のない電荷が次段に
転送されることにより発生するスミアを防止することが
可能になる。
Therefore, the concave lens portion 30 is provided so that the light converged by the convex lens portion 34a does not enter the transfer region 16.
It is possible to prevent smear that occurs when electric charges that are refracted by a and are not related to the image of the subject are transferred to the next stage.

【0024】図8は、実施の形態における固体撮像装置
の部分的な平面図である。図に示すように、配線部24
はそのコンタクト部24aによって転送電極20に接続
されている。また、光電変換領域14は、遮光膜28の
開口部28aに対応する中央部14a(所定部分)が光
学的に露出している。したがって、オンチップマイクロ
レンズの凸レンズ部で収束された光がリフロー層の凹レ
ンズ部で並行光に屈折されて、光電変換領域14の中央
部14aのみに入射する。
FIG. 8 is a partial plan view of the solid-state image pickup device according to the embodiment. As shown in FIG.
Is connected to the transfer electrode 20 by its contact portion 24a. In the photoelectric conversion region 14, the central portion 14a (predetermined portion) corresponding to the opening 28a of the light shielding film 28 is optically exposed. Therefore, the light converged by the convex lens portion of the on-chip microlens is refracted into parallel light by the concave lens portion of the reflow layer and enters only the central portion 14 a of the photoelectric conversion region 14.

【0025】図9は、図8に示す固体撮像装置よりも広
い範囲の部分的な平面図である。図に示すように、セン
サー部である光電変換領域14は、垂直方向(図の縦方
向)及び水平方向(図の横方向)の平面マトリックス状
に配列されている。図において、配線部24は、水平方
向に4相の配線部24(A)、24(B)、24
(C)、24(D)を1組とするシャント配線が垂直方
向に延在した構成になっている。一方、転送電極20
は、2層の転送電極20(A)及び20(B)からな
り、水平方向に延在した構成になっている。また、4相
の配線部24(A)、24(B)、24(C)、24
(D)にの位置に対応して、垂直の4相の転送領域16
(A)、16(B)、16(C)、16(D)が垂直方
向に延在している。
FIG. 9 is a partial plan view of a wider area than the solid-state image pickup device shown in FIG. As shown in the figure, the photoelectric conversion regions 14 which are the sensor units are arranged in a plane matrix in the vertical direction (vertical direction in the drawing) and the horizontal direction (horizontal direction in the drawing). In the figure, wiring portions 24 are four-phase wiring portions 24 (A), 24 (B), 24 in the horizontal direction.
(C) and 24 (D) are a set of shunt wirings extending in the vertical direction. On the other hand, the transfer electrode 20
Is composed of two layers of transfer electrodes 20 (A) and 20 (B), and has a configuration extending in the horizontal direction. Also, four-phase wiring parts 24 (A), 24 (B), 24 (C), 24
Corresponding to the position of (D), a vertical four-phase transfer area 16
(A), 16 (B), 16 (C), 16 (D) extend in the vertical direction.

【0026】そして、配線部24(A)の複数のコンタ
クト部24aが例えば奇数番目の転送電極20(A)に
接続されている場合には、配線部24(C)の複数のコ
ンタクト部24cは偶数番目の転送電極20(A)に接
続される。また、配線部24(B)の複数のコンタクト
部24bは奇数番目の転送電極20(B)に接続され、
配線部24(D)の複数のコンタクト部24dは偶数番
目の転送電極20(B)に接続される。
When the plurality of contact portions 24a of the wiring portion 24 (A) are connected to, for example, the odd-numbered transfer electrodes 20 (A), the plurality of contact portions 24c of the wiring portion 24 (C) are It is connected to the even-numbered transfer electrodes 20 (A). Further, the plurality of contact portions 24b of the wiring portion 24 (B) are connected to the odd-numbered transfer electrodes 20 (B),
The plurality of contact portions 24d of the wiring portion 24 (D) are connected to the even-numbered transfer electrodes 20 (B).

【0027】このような4相のシャント配線からなる配
線部24には、4相の転送クロック信号が供給されて分
流し、接続されている転送電極に印加される。この転送
クロック信号の印加によって、各光電変換領域14の電
荷信号が垂直の転送領域16によって垂直方向に転送さ
れ、図示しない水平の転送領域によって転送されて次段
に出力される。
A four-phase transfer clock signal is supplied to the wiring portion 24 composed of such a four-phase shunt wiring, and is branched and applied to the connected transfer electrodes. By applying the transfer clock signal, the charge signal of each photoelectric conversion region 14 is vertically transferred by the vertical transfer region 16, transferred by the horizontal transfer region (not shown), and output to the next stage.

【0028】以上のように、上記実施の形態における固
体撮像装置によれば、アルミニウムやタングステンを用
いることなく、金属シリサイド材を用いたシャント配線
構造の配線部24によって、配線部24と転送電極20
とのコンタクト抵抗を低い値に下げることができる。ま
た、シャント配線を形成した後に、800℃以上の加熱
処理を行なっても、金属シリサイド材を用いたシャント
配線構造の配線部24と転送電極20との反応によるコ
ンタクト抵抗の上昇を抑制することにより、バッファ層
や緩衝層が必要でなくなり、感度の向上とスミアの低減
を図ることが可能になる。さらに、緩衝層をなくすこと
により、半導体基板12からオンチップマイクロレンズ
34までの高さを低くするとともに、リフロー層30に
凹レンズ30aを形成することで、オンチップマイクロ
レンズ34の凸レンズ34aで収束された光を並行光に
変えることで、光電変換領域14への集光率を向上でき
るとともに、外部レンズのF値依存性を低減できる。
As described above, according to the solid-state image pickup device of the above-described embodiment, the wiring portion 24 and the transfer electrode 20 are formed by the wiring portion 24 of the shunt wiring structure using the metal silicide material without using aluminum or tungsten.
The contact resistance with can be reduced to a low value. Further, even if the heat treatment at 800 ° C. or higher is performed after forming the shunt wiring, by suppressing the increase in contact resistance due to the reaction between the wiring portion 24 of the shunt wiring structure using the metal silicide material and the transfer electrode 20. In addition, the buffer layer and the buffer layer are not required, so that it is possible to improve the sensitivity and reduce the smear. Further, by eliminating the buffer layer, the height from the semiconductor substrate 12 to the on-chip microlens 34 is reduced, and by forming the concave lens 30a in the reflow layer 30, the convex lens 34a of the on-chip microlens 34 converges. By converting the emitted light into parallel light, it is possible to improve the light condensing rate on the photoelectric conversion region 14 and reduce the F value dependency of the external lens.

【0029】なお、上記実施の形態においては、4相の
シャント配線で配線部24を構成したが、5相以上のn
(nは整数)相のシャント配線で配線部を構成し、n相
の転送クロック信号を転送電極に印加するようにしても
よい。この場合には、コンタクト抵抗をより低い値にす
ることが可能になる。
In the above embodiment, the wiring portion 24 is composed of four-phase shunt wiring.
(N is an integer) The wiring portion may be configured by phase shunt wiring, and the n-phase transfer clock signal may be applied to the transfer electrodes. In this case, the contact resistance can be made lower.

【0030】また、上記実施の形態においては、フレー
ム・インライン方式からなるCCDの固体撮像装置を例
に採って本発明を説明したが、インライン方式からなる
CCDの固体撮像装置にも本発明を適用することができ
る。
Further, although the present invention has been described in the above embodiment by taking the CCD solid-state image pickup device of the frame / inline type as an example, the present invention is also applied to the CCD solid-state image pickup device of the inline type. can do.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、アルミニウムやタング
ステンを用いることなく、金属シリサイド材を用いたシ
ャント配線によって、配線部と転送電極とのコンタクト
抵抗を低い値に下げることができる。また、シャント配
線を形成した後に、800℃以上の加熱処理を行なって
も、金属シリサイド材を用いたシャント配線と転送電極
との反応によるコンタクト抵抗の上昇を抑制することに
より、バッファ層や緩衝層が必要でなくなり、感度の向
上とスミアの低減を図ることが可能になる。さらに、緩
衝層をなくすことにより、半導体基板からの高さを低く
するとともに、リフロー層に凹レンズを形成すること
で、光電変換領域への集光率を向上できるとともに、外
部レンズのF値依存性を低減できる。
According to the present invention, the contact resistance between the wiring portion and the transfer electrode can be lowered to a low value by the shunt wiring using the metal silicide material without using aluminum or tungsten. In addition, even if heat treatment is performed at 800 ° C. or higher after forming the shunt wiring, the buffer layer or the buffer layer is suppressed by suppressing an increase in contact resistance due to the reaction between the shunt wiring using the metal silicide material and the transfer electrode. Is unnecessary, and it becomes possible to improve sensitivity and reduce smear. Further, by eliminating the buffer layer, the height from the semiconductor substrate can be reduced, and by forming the concave lens in the reflow layer, the light collection rate to the photoelectric conversion region can be improved and the F-value dependency of the external lens can be improved. Can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態における固体撮像装置の製
造途中の部分的な断面図。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention during manufacturing.

【図2】図1に続く製造工程における固体撮像装置の製
造途中の部分的な断面図。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device in the process of manufacturing following the manufacturing process of FIG.

【図3】図2に続く製造工程における固体撮像装置の製
造途中の部分的な断面図。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device in the process of manufacturing, which is subsequent to FIG.

【図4】図3に続く製造工程における固体撮像装置の製
造途中の部分的な断面図。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device during the manufacturing process following the manufacturing process of FIG. 3;

【図5】図4に続く製造工程における固体撮像装置の製
造途中の部分的な断面図。
5 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device in the process of manufacturing, which is subsequent to FIG. 4.

【図6】図5に続く製造工程における固体撮像装置の製
造途中の部分的な断面図。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device in the process of manufacturing, following the manufacturing process of FIG. 5;

【図7】図6に続く製造工程における固体撮像装置の製
造途中の部分的な断面図。
7 is a partial cross-sectional view of the solid-state imaging device in the process of manufacturing, which is subsequent to FIG.

【図8】本発明の実施の形態における固体撮像装置の部
分的な平面図。
FIG. 8 is a partial plan view of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention.

【図9】図8に示す固体撮像装置よりも広い範囲の部分
的な平面図。
9 is a partial plan view of a wider area than the solid-state imaging device shown in FIG.

【図10】従来の固体撮像装置の部分的な断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12……半導体基板、14……光電変換領域、16……
転送領域、20……転送電極、22……絶縁膜、22a
……絶縁膜の開口部、24……配線部、24a……コン
タクト部、28……遮光膜、28a……遮光膜の開口
部、30……リフロー層、30a……リフロー層の凹レ
ンズ部、34……オンチップマイクロレンズ、34a…
…オンチップマイクロレンズの凸レンズ部。
12 ... Semiconductor substrate, 14 ... Photoelectric conversion region, 16 ...
Transfer area, 20 ... Transfer electrode, 22 ... Insulating film, 22a
...... Insulating film opening, 24 ...... Wiring part, 24a ...... Contact part, 28 ...... Light shielding film, 28a ...... Light shielding film opening, 30 ...... Reflow layer, 30a ...... Reflow layer concave lens part, 34 ... On-chip microlens, 34a ...
… Convex lens part of on-chip micro lens.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射する光を電荷信号に変換する複数の
光電変換領域及び前記光電変換領域によって変換された
電荷信号を次段に転送する複数の転送領域が形成された
半導体基板と、 前記複数の転送領域に対応して前記半導体基板上に形成
され各転送領域に対して転送クロック信号を与える複数
の転送電極と、 供給される転送クロック信号を前記複数の転送電極に印
加する金属シリサイド材からなる配線部と、 を有することを特徴とする固体撮像装置。
1. A semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion regions for converting incident light into charge signals and a plurality of transfer regions for transferring the charge signals converted by the photoelectric conversion regions to the next stage, A plurality of transfer electrodes formed on the semiconductor substrate corresponding to the transfer regions and applying a transfer clock signal to each transfer region, and a metal silicide material for applying the supplied transfer clock signals to the plurality of transfer electrodes. A solid-state imaging device, comprising:
【請求項2】 前記配線部は、各転送電極にn相の転送
クロック信号を分流して印加するシャント配線構造から
なることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the wiring portion has a shunt wiring structure for dividing and applying an n-phase transfer clock signal to each transfer electrode.
【請求項3】 前記配線部は、前記各転送電極の上面に
堆積された絶縁膜に形成された開口部を通って前記各転
送電極に接続されたコンタクト部を有することを特徴と
する請求項1記載の固体撮像装置。
3. The wiring part has a contact part connected to each transfer electrode through an opening formed in an insulating film deposited on the upper surface of each transfer electrode. 1. The solid-state imaging device according to 1.
【請求項4】 前記配線部の上面及び前記配線部以外の
上面に堆積された絶縁膜のさらに上面に堆積され前記光
電変換領域の所定部分に対応する位置に開口部を有する
遮光膜と、 前記遮光膜の開口部の上方に凸レンズ部が形成されたオ
ンチップマイクロレンズと、 前記遮光膜及び前記開口部の上面と前記オンチップマイ
クロレンズとの間に堆積して形成され前記オンチップマ
イクロレンズで収束された光を前記光電変換領域の所定
部分に集光するために前記開口部の上面の部分に凹レン
ズ部をもつリフロー膜と、 をさらに有することを特徴とする請求項1記載の固体撮
像装置。
4. A light-shielding film which is deposited on the upper surface of the wiring portion and on the upper surface other than the wiring portion, and which has an opening at a position corresponding to a predetermined portion of the photoelectric conversion region, An on-chip microlens having a convex lens portion formed above the opening of the light-shielding film; and the on-chip microlens formed by being deposited between the light-shielding film and the upper surface of the opening and the on-chip microlens. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising: a reflow film having a concave lens portion on a portion of an upper surface of the opening for converging the converged light on a predetermined portion of the photoelectric conversion region. .
【請求項5】 前記リフロー膜の凹レンズ部は、前記オ
ンチップマイクロレンズで収束された光を屈折して前記
光電変換領域の所定部分のみに照射する並行光に変える
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。
5. The concave lens portion of the reflow film refracts light converged by the on-chip microlens and converts it into parallel light that irradiates only a predetermined portion of the photoelectric conversion region. The solid-state imaging device described.
【請求項6】 前記リフロー膜の凹レンズ部は、前記オ
ンチップマイクロレンズで収束された光が転送領域に入
射しないように屈折することを特徴とする請求項4記載
の固体撮像装置。
6. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the concave lens portion of the reflow film refracts light converged by the on-chip microlens so that the light does not enter a transfer region.
【請求項7】 フレーム・インライン転送方式からなる
CCDであることを特徴とする請求項1記載の固体撮像
装置。
7. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the CCD is a frame in-line transfer type CCD.
【請求項8】 インライン転送方式からなるCCDであ
ることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
8. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the CCD is an in-line transfer type CCD.
【請求項9】 入射する光を画像信号に変換する複数の
光電変換領域及び前記光電変換領域によって変換された
電荷信号を次段に転送する複数の転送領域を半導体基板
に形成する第1のステップと、 前記複数の転送領域の各々に対して転送クロック信号を
与える複数の転送電極を前記半導体基板の上面に形成す
る第2のステップと、 供給される転送クロック信号を前記複数の転送電極に印
加する配線部を金属シリサイド材によって形成する第3
のステップと、 を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
9. A first step of forming, on a semiconductor substrate, a plurality of photoelectric conversion regions for converting incident light into image signals and a plurality of transfer regions for transferring a charge signal converted by the photoelectric conversion regions to a next stage. A second step of forming, on the upper surface of the semiconductor substrate, a plurality of transfer electrodes that apply a transfer clock signal to each of the plurality of transfer regions; and applying the supplied transfer clock signal to the plurality of transfer electrodes. A wiring part to be formed of a metal silicide material
And a method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
【請求項10】 前記第3のステップは、各転送電極に
n相の転送クロック信号を分流して印加するシャント配
線構造からなる配線部を形成することを特徴とする請求
項9記載の固体撮像装置の製造方法。
10. The solid-state imaging device according to claim 9, wherein in the third step, a wiring portion having a shunt wiring structure for dividing and applying an n-phase transfer clock signal to each transfer electrode is formed. Device manufacturing method.
【請求項11】 前記第3のステップは、前記各転送電
極の上面に形成された絶縁膜の所定位置に開口部を形成
し、その開口部を通って前記各転送電極に接触するコン
タクト部を有する配線部を形成することを特徴とする請
求項9記載の固体撮像装置の製造方法。
11. The third step comprises forming an opening at a predetermined position of an insulating film formed on the upper surface of each transfer electrode, and forming a contact portion that comes into contact with each transfer electrode through the opening. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 9, wherein the wiring portion having the wiring portion is formed.
【請求項12】 前記配線部の上面及び前記配線部以外
の上面に絶縁膜を形成する第4のステップと、 堆積された前記絶縁膜の上面における前記光電変換領域
の所定部分に対応する位置に開口部を有する遮光膜を形
成する第5のステップと、 前記遮光膜の開口部の上方に形成されるオンチップマイ
クロレンズの凸レンズ部で収束される光を前記光電変換
領域の所定部分に集光するために前記開口部の上面の部
分に凹レンズ部をもつリフロー膜を形成する第6のステ
ップと、 をさらに有することを特徴とする請求項9記載の固体撮
像装置の製造方法。
12. A fourth step of forming an insulating film on an upper surface of the wiring portion and an upper surface other than the wiring portion, and at a position corresponding to a predetermined portion of the photoelectric conversion region on the upper surface of the deposited insulating film. A fifth step of forming a light-shielding film having an opening, and condensing light converged by a convex lens portion of an on-chip microlens formed above the opening of the light-shielding film on a predetermined portion of the photoelectric conversion region. 10. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 9, further comprising: a sixth step of forming a reflow film having a concave lens portion on the upper surface of the opening.
【請求項13】 前記第6のステップは、前記凹レンズ
部を形成するために800℃以上の加熱処理を行う際
に、転送電極と配線部のコンタクト部とを高融点加熱で
接続することを特徴とする請求項12記載の固体撮像装
置の製造方法。
13. The sixth step is characterized in that, when heat treatment at 800 ° C. or higher is performed to form the concave lens portion, the transfer electrode and the contact portion of the wiring portion are connected by high melting point heating. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 12.
【請求項14】 前記第6のステップは、前記オンチッ
プマイクロレンズで収束された光を屈折して前記光電変
換領域の所定部分のみに照射する並行光に変えるような
凹レンズ部をもつリフロー膜を形成することを特徴とす
る請求項12記載の固体撮像装置の製造方法。
14. The reflow film having a concave lens portion for refracting the light converged by the on-chip microlens and converting it into parallel light that irradiates only a predetermined portion of the photoelectric conversion region, in the sixth step. The solid-state imaging device manufacturing method according to claim 12, wherein the solid-state imaging device is formed.
【請求項15】 前記第6のステップは、前記オンチッ
プマイクロレンズで収束された光が転送領域に入射しな
いように屈折するような凹レンズ部をもつリフロー膜を
形成することを特徴とする請求項12記載の固体撮像装
置の製造方法。
15. The reflow film having a concave lens portion for refracting the light converged by the on-chip microlens so as not to enter the transfer region, in the sixth step. 13. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to item 12.
【請求項16】 フレーム・インライン転送方式からな
るCCDを製造することを特徴とする請求項9記載の固
体撮像装置の製造方法。
16. The method for manufacturing a solid-state image pickup device according to claim 9, wherein a CCD of a frame / inline transfer system is manufactured.
【請求項17】 インライン転送方式からなるCCDを
製造することを特徴とする請求項9記載の固体撮像装置
の製造方法。
17. The method for manufacturing a solid-state image pickup device according to claim 9, wherein a CCD of an in-line transfer system is manufactured.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012064815A (en) * 2010-09-16 2012-03-29 Sharp Corp Solid state image sensor and method of manufacturing the same, electronic information apparatus

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