JP2008277649A - 半導体装置、電荷転送装置及び固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水平転送レジスタに意図しない光が入射することを抑制して、スミア特性の改善を図る。
【解決手段】信号電荷を転送する水平転送レジスタと、水平転送レジスタ上に配置された転送電極と、転送電極に転送パルスを供給するφ１アルミニウム配線４７及びφ２アルミニウム配線４８と、φ１アルミニウム配線及びφ２アルミニウム配線の上層に形成されると共にスリットによって第１の領域ａと第２の領域ｂに分割された第２層目アルミニウム層とを備えるＣＣＤリニアセンサにおいて、第２層目アルミニウム配線の上層にスリットへの入射光をスリットの非形成領域に集光するレンズ５６を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は半導体装置、電荷転送装置及び固体撮像装置に関する。詳しくは、特にＣＣＤリニアセンサの転送レジスタやＣＣＤエリアセンサの水平転送レジスタに用いて好適な半導体装置、電荷転送装置及びこうした電荷転送装置を利用した固体撮像装置に係るものである。

入力光に応じた量の信号電荷を蓄積するフォトダイオードからなる画素が一次元的に配列され、これら画素からの信号電荷をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）の電荷転送方式によって出力部側に転送する水平転送レジスタを有するＣＣＤリニアセンサは、コピー，ファクシミリ，ＯＣＲ，パターン認識及び各種計測など、多くの分野で使用されており、複数のＣＣＤリニアセンサを備える固体撮像装置も開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
以下、図面を用いて従来の固体撮像装置について説明を行なう。

図５は従来の固体撮像装置の一例を説明するための模式図を示している。ここで示す固体撮像装置では３ライン構造の片側読み出し方式を採用しており、赤色用の第１のＣＣＤリニアセンサ１０１、緑色用の第２のＣＣＤリニアセンサ１０６及び青色用の第３のＣＣＤリニアセンサ１１０を備え、各ＣＣＤリニアセンサは、フォトダイオードから成る光電変換部（画素）１０２が直線的に多数配列されて成る第１のセンサ列１０３、第２のセンサ列１０７、第３のセンサ列１１１を有し、各センサ列の一方側には各センサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１の読み出しゲート１０４、第２の読み出しゲート１０８、第３の読み出しゲート１１２が設けられ、各読み出しゲートのセンサ列とは反対側には読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１の水平転送レジスタ１０５、第２の水平転送レジスタ１０９、第３の水平転送レジスタ１１３が設けられている。

上記の様に構成された第１のＣＣＤリニアセンサ、第２のＣＣＤリニアセンサ及び第３のＣＣＤリニアセンサでは、入力光に応じて各センサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、各読み出しゲートを介して水平転送レジスタに読み出され、読み出された信号電荷は各水平転送レジスタにより順次転送された後、第１の電荷電圧変換部１１４、第２の電荷電圧変換部１１６、第３の電荷電圧変換部１１８において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第１の出力回路１１５、第２の出力回路１１７、第３の出力回路１１９を経て信号出力となる。

図６は従来の固体撮像装置の他の一例を説明するための模式図を示している。ここで示す固体撮像装置ではスタッガード構造の両側読み出し方式を採用しており、赤色用の第４のＣＣＤリニアセンサ１２０、緑色用の第５のＣＣＤリニアセンサ１２７及び青色用の第６のＣＣＤリニアセンサ１３４を備え、各ＣＣＤリニアセンサは、フォトダイオードから成る光電変換部（画素）１０２が直線的に多数配列されて成る第１のメインセンサ列１２１、第１のサブセンサ列１２２、第２のメインセンサ列１２８、第２のサブセンサ列１２９、第３のメインセンサ列１３５、第３のサブセンサ列１３６を有し、各メインセンサ列のサブセンサ列とは反対側には各メインセンサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１のメイン読み出しゲート１２３、第２のメイン読み出しゲート１３０、第３のメイン読み出しゲート１３７が設けられ、各サブセンサ列のメインセンサ列とは反対側には各サブセンサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１のサブ読み出しゲート１２４、第２のサブ読み出しゲート１３１、第３のサブ読み出しゲート１３８が設けられ、各メイン読み出しゲートのメインセンサ列とは反対側にはメイン読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１のメイン水平転送レジスタ１２５、第２のメイン水平転送レジスタ１３２、第３のメイン水平転送レジスタ１３９が設けられ、各サブ読み出しゲートのサブセンサ列とは反対側にはサブ読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１のサブ水平転送レジスタ１２６、第２のサブ水平転送レジスタ１３３、第３のサブ水平転送レジスタ１４０が設けられている。

上記の様に構成された第４のＣＣＤリニアセンサ、第５のＣＣＤリニアセンサ及び第６のＣＣＤリニアセンサでは、入力光に応じて各メインセンサ列や各サブセンサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、各メイン読み出しゲートを介してメイン水平転送レジスタに読み出され、若しくは各サブ読み出しゲートを介してサブ水平転送レジスタに読み出され、読み出された信号電荷は各メイン水平転送レジスタ若しくは各サブ水平転送レジスタにより順次転送された後、第４の電荷電圧変換部１４１、第５の電荷電圧変換部１４３、第６の電荷電圧変換部１４５において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第４の出力回路１４２、第５の出力回路１４４、第６の出力回路１４６を経て信号出力となる。

上述した水平転送レジスタの水平転送は一般に２相駆動、即ち、水平転送レジスタ上の転送電極（Ｈ１，Ｈ２）に転送パルス（φＨ１，φＨ２）を印加することで信号電荷が転送される構造を採っている。具体的には、図５及び図６中の点線で囲んだ領域における模式的な断面図である図７（ａ）中符合Ｈ１で示す転送電極に、図７（ｂ）中符合φＨ１で示す転送パルスを印加すると共に、図７（ａ）中符合Ｈ２で示す転送電極に図７（ｂ）中符合φＨ２で示す転送パルスを印加し（一般にはφＨ１の振幅／φＨ２の振幅は３〜５Ｖ程度であり、φＨ１とφＨ２とは逆位相の転送パルスとなる。）、水平転送レジスタのポテンシャルを上下させることで、出力方向（図７（ａ）の場合には右方向から左方向）に信号電荷が転送されることとなる。

ところで、転送パルスφＨ１と転送パルスφＨ２はアルミニウム配線により転送電極Ｈ１や転送電極Ｈ２に供給されることとなる。具体的には、図５及び図６中の点線で囲んだ領域における模式的な平面図である図７（ｃ）で示す様に、転送電極Ｈ１に転送パルスＨφ１を供給するφ１アルミニウム配線１４７と、転送電極Ｈ２に転送パルスＨφ２を供給するφ２アルミニウム配線１４８とを所定の間隙１４９を介して水平転送レジスタと並列配置し、コンタクト１５０を介してφ１アルミニウム配線と転送電極Ｈ１とを電気的に接続すると共にφ２アルミニウム配線と転送電極Ｈ２とを電気的に接続することによって、転送電極Ｈ１に転送パルスＨφ１を供給すると共に転送電極Ｈ２に転送パルスＨφ２を供給している。

なお、φ１アルミニウム配線は転送パルスφＨ１を供給し、φ２アルミニウム配線は転送パルスφＨ２を供給するといった都合上、φ１アルミニウム配線とφ２アルミニウム配線とは物理的に分離する必要があるために、φ１アルミニウム配線とφ２アルミニウム配線とは所定の間隙を介して形成しているのである。

ここで、上記した様に、φ１アルミニウム配線とφ２アルミニウム配線とが所定の間隙を介して形成されているために、この間隙から意図しない光が入射し、入射した光が水平転送レジスタに到達することでスミア特性が悪化してしまうことが懸念される。そのために、図８（図８（ａ）は模式的な平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）中符合Ｘ−Ｘ'で示す領域の模式的な断面図である。）で示す様に、φ１アルミニウム配線及びφ２アルミニウム配線を第１層目アルミニウム層１５１であるとすると、φ１アルミニウム配線とφ２アルミニウム配線との間隙からの意図しない入射光の遮光を目的として第１層目アルミニウム層の上層に第２層目アルミニウム層１５２を形成している。

また、第２層目アルミニウム層は、遮光層としての目的のみならず、水平転送レジスタの転送特性の向上を目的としても機能させている。具体的には、図９（図９（ａ）は図５及び図６の点線で囲んだ領域における模式的な断面図、図９（ｂ）は図５及び図６の点線で囲んだ領域における模式的な平面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）中符合Ｘ−Ｘ'で示す領域の模式的な断面図である。）で示す様に、第１層目アルミニウム層と第２層目アルミニウム層とをコンタクト１５３により電気的に接続してアルミニウム配線の接続抵抗を低下させて転送パルスがかかり易くしている。ここで、第１層目アルミニウム層と第２層目アルミニウム層とを電気的に接続しているために、第２層目アルミニウム層にスリット１５４を形成して、第２層目アルミニウム層をφ１アルミニウム配線と電気的に接続される領域（図９中符合Ａで示す領域）とφ２アルミニウム配線と電気的に接続される領域（図９中符合Ｂで示す領域）とに分割する必要がある。

なお、第２層目アルミニウム層に形成するスリットは、第２層目アルミニウム層の遮光層としての機能を担保するために、第１層目アルミニウム層に形成された間隙とは一致しないようにする必要がある。具体的には、図９で示す様に、第１層目アルミニウム層に形成された間隙１４９と第２層目アルミニウム層のスリット１５４の位置が一致しない様にする必要がある。

特開２００１−２４５１１９号公報

しかしながら、第２層目アルミニウム層にスリットを形成した場合には、第１層目アルミニウム層に形成された間隙と第２層目アルミニウム層のスリットの位置が一致いていない場合であっても、図１０で示す様に、第２層目アルミニウム層のスリットに入射した光が第１層目アルミニウム層と第２層目アルミニウム層との間で乱反射を繰り返して、結果として第１層目アルミニウム層の間隙から水平転送レジスタの電荷蓄積部１５５に到達することでスミア特性が悪化してしまうことが懸念される。

なお、第２層目アルミニウム層のスリットに入射した光が水平転送レジスタに到達するのを抑制するために、第２層目アルミニウム層のスリットの位置を第１層目アルミニウム層の間隙から離して形成するという方法も考えられるものの、第２層目アルミニウム層のスリットの位置を第１層目アルミニウム層の間隙の形成位置から離して形成した場合には、図１１で示す様に、"φ１アルミニウム配線と、このφ１アルミニウム配線と電気的に接続された第２層目アルミニウム層の領域Ａとの断面表面積の和"が、"φ２アルミニウム配線と、このφ２アルミニウム層と電気的に接続された第２層目アルミニウム層の領域Ｂとの断面表面積の和"と異なることとなり、両者で配線抵抗が異なる結果となる。
具体的には、図１１中符合Ｃで示す"φ１アルミニウム配線と、このφ１アルミニウム配線と電気的に接続された第２層目アルミニウム層の領域Ａとの断面表面積の和"が、図１１中符合Ｄで示す"φ２アルミニウム配線と、このφ２アルミニウム層と電気的に接続された第２層目アルミニウム層の領域Ｂとの断面表面積の和"と比べて大きいために、符合Ｃで示す領域は符合Ｄで示す領域よりも抵抗値が低いということとなる。
そして、こうした配線抵抗の違いに起因して転送パルスφＨ１とφＨ２に影響を及ぼすことを考慮すると、"φ１アルミニウム配線と、このφ１アルミニウム配線と電気的に接続された第２層目アルミニウム層の領域Ａとの断面表面積の和"と"φ２アルミニウム配線と、このφ２アルミニウム層と電気的に接続された第２層目アルミニウム層の領域Ｂとの断面表面積の和"とは略同一にする必要があり、そうとすると、第２層目アルミニウム層のスリットと第１層目アルミニウム層の間隙とが近接することとなってしまう。

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、非受光領域への意図しない入射光を抑制することができる半導体装置、電荷転送装置及び固体撮像装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、受光領域と、非受光領域である周辺領域とを有する半導体基板と、該半導体基板上に形成され、前記受光領域が開口した配線パターンを有する配線層と、該配線層の上層に形成されたレンズとを備える半導体装置であって、前記レンズは前記周辺領域への入射光を前記配線層の形成領域に集光する。

ここで、レンズが周辺領域への入射光を配線層の形成領域に集光することによって、配線層の非形成領域に光が入射することがなく、非受光領域である周辺領域への入射光を配線層で遮光することができる。

また、本発明に係る半導体装置は、受光領域と、非受光領域である周辺領域とを有する半導体基板と、該半導体基板上に形成され、前記受光領域が開口した配線パターンを有する配線層と、該配線層の上層に配置され、前記受光領域が開口すると共に前記周辺領域に所定のスリットを有する遮光層と、該遮光層の上層に形成されたレンズとを備える半導体装置であって、前記レンズは前記周辺領域への入射光を前記遮光層の形成領域に集光する。

ここで、レンズが周辺領域への入射光を遮光層の形成領域に集光することによって、遮光層の非形成領域であるスリットへ向かう入射光を低減することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る電荷転送装置は、信号電荷を転送する電荷転送部と、該電荷転送部上に配置された転送電極と、該転送電極に転送パルスを供給する所定の配線パターンが形成された配線層とを備える電荷転送装置において、前記配線層の上層に入射光を前記配線層の形成領域に集光するレンズを設けている。

ここで、配線層の上層に入射光を配線層の形成領域に集光するレンズが設けられたことによって、配線層の非形成領域に光が入射することがなく、非受光領域である周辺領域への入射光を配線層で遮光することができる。

また、本発明に係る電荷転送装置は、信号電荷を転送する電荷転送部と、該電荷転送部上に配置された転送電極と、該転送電極に転送パルスを供給する所定の配線パターンが形成された配線層と、該配線層の上層に配置された所定のスリットを有する遮光層とを備える電荷転送装置において、前記遮光層の上層に入射光を前記遮光層の形成領域に集光するレンズを設けている。

ここで、遮光層の上層に入射光を遮光層の形成領域に集光するレンズが設けられたことによって、遮光層の非形成領域であるスリットへ向かう入射光を低減することができる。

また、本発明に係る電荷転送装置は、信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部を有し、該電荷蓄積部のポテンシャルを変化することにより前記電荷蓄積部間で信号電荷を転送する電荷転送部と、該電荷転送部上に配置された転送電極と、奇数番目の前記電荷蓄積部上に配置された前記転送電極に転送パルスを供給する第１の配線と、偶数番目の前記電荷蓄積部上に配置された前記転送電極に転送パルスを供給する第２の配線と、前記第１の配線及び前記第２の配線の上層に形成された遮光層と、前記遮光層の上層に設けられたレンズとを備える電荷転送装置であって、前記遮光層はスリットによって分割された第１の領域及び第２の領域を有すると共に、前記レンズは入射光を前記第１の領域若しくは第２の領域に集光し、前記第１の配線と前記第１の領域が電気的に接続され、前記第２の配線と前記第２の領域が電気的に接続されている。

ここで、レンズが入射光を第１の領域若しくは第２の領域に集光することによって、遮光層の非形成領域であるスリットへ向かう入射光を低減することができる。また、第１の配線と第１の領域が電気的に接続され、第２の配線と第２の領域が電気的に接続されることによって、第１の配線及び第２の配線の配線抵抗を低減することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、撮像部と、該撮像部より転送された信号電荷を転送する電荷転送部と、該電荷転送部上に配置された転送電極と、該転送電極に転送パルスを供給する所定の配線パターンが形成された配線層とを備える固体撮像装置において、前記配線層の上層に入射光を前記配線層の形成領域に集光するレンズを設けている。

ここで、配線層の上層に入射光を配線層の形成領域に集光するレンズが設けられたことによって、配線層の非形成領域に光が入射することがなく、非受光領域である周辺領域への入射光を配線層で遮光することができる。

また、本発明に係る固体撮像装置は、撮像部と、該撮像部より転送された信号電荷を転送する電荷転送部と、該電荷転送部上に配置された転送電極と、該転送電極に転送パルスを供給する所定の配線パターンが形成された配線層と、該配線層の上層に配置された所定のスリットを有する遮光層とを備える固体撮像装置において、前記遮光層の上層に入射光を前記遮光層の形成領域に集光するレンズを設けている。

ここで、遮光層の上層に入射光を遮光層の形成領域に集光するレンズが設けられたことによって、遮光層の非形成領域であるスリットへ向かう入射光を低減することができる。

また、本発明に係る固体撮像装置は、撮像部と、信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部を有し、該電荷蓄積部のポテンシャルを変化することにより前記電荷蓄積部間で前記撮像部より転送された信号電荷を転送する電荷転送部と、該電荷転送部上に配置された転送電極と、奇数番目の前記電荷蓄積部上に配置された前記転送電極に転送パルスを供給する第１の配線と、偶数番目の前記電荷蓄積部上に配置された前記転送電極に転送パルスを供給する第２の配線と、前記第１の配線及び前記第２の配線の上層に形成された遮光層と、前記遮光層の上層に設けられたレンズとを備える固体撮像装置であって、前記遮光層はスリットによって分割された第１の領域及び第２の領域を有すると共に、前記レンズは入射光を前記第１の領域若しくは第２の領域に集光し、前記第１の配線と前記第１の領域が電気的に接続され、前記第２の配線と前記第２の領域が電気的に接続されている。

ここで、レンズが入射光を第１の領域若しくは第２の領域に集光することによって、遮光層の非形成領域であるスリットへ向かう入射光を低減することができる。また、第１の配線と第１の領域が電気的に接続され、第２の配線と第２の領域が電気的に接続されることによって、第１の配線及び第２の配線の配線抵抗を低減することができる。

上記した本発明の半導体装置、電荷転送装置及び固体撮像装置では、非受光領域への意図しない光の入射を抑制することができ、意図しない入射光に起因する不具合を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用した固体撮像装置の一例であるＣＣＤリニアセンサ（１）を説明するための模式図を示している。ここで示すＣＣＤリニアセンサ（１）では３ライン構造の片側読み出し方式を採用しており、上述した従来の固体撮像装置と同様に、赤色用の第１のＣＣＤリニアセンサ１、緑色用の第２のＣＣＤリニアセンサ６及び青色用の第３のＣＣＤリニアセンサ１０を備え、各ＣＣＤリニアセンサは、フォトダイオードから成る光電変換部（画素）２が直線的に多数配列されて成る第１のセンサ列３、第２のセンサ列７、第３のセンサ列１１を有し、各センサ列の一方側には各センサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１の読み出しゲート４、第２の読み出しゲート８、第３の読み出しゲート１２が設けられ、各読み出しゲートのセンサ列とは反対側には読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１の水平転送レジスタ５、第２の水平転送レジスタ９、第３の水平転送レジスタ１３が設けられている。

また、各水平転送レジスタと並列してφ１アルミニウム配線４７及びφ２アルミニウム配線４８が所定の間隙４９を介して形成されている。

更に、各水平転送レジスタ上には転送電極Ｈ１及び転送電極Ｈ２が設けられており、転送電極Ｈ１はコンタクト５０を介してφ１アルミニウム配線と電気的に接続されると共に、転送電極Ｈ２はコンタクト５０を介してφ２アルミニウム配線と電気的に接続されている。

また、図２で示す様に、φ１アルミニウム配線及びφ２アルミニウム配線を含む第１層目アルミニウム層５１の上層には、所定のスリットが設けられることで第１の領域（図２中符合ａで示す領域）と第２の領域（図２中符合ｂで示す領域）とに分割された領域を含む第２層目アルミニウム層５２が形成されており、φ１アルミニウム配線は第１の領域とコンタクト５３を介して電気的に接続され、φ２アルミニウム配線は第２の領域とコンタクト５３を介して電気的に接続されている。なお、第２層目アルミニウム層を遮光層として機能させるべく、φ１アルミニウム配線とφ２アルミニウム配線との間隙４９と第２層目アルミニウム層のスリット５４の形成位置とは一致しない様に構成されている。

また、図３で示す様に、第２層目アルミニウム層の上層には凸状のレンズ５６が形成されており、レンズによって第２層目アルミニウム層のスリットに入射する光を第１の領域若しくは第２の領域に集光する様に構成されている。具体的に図示した例では、レンズが形成されていない場合には第２層目アルミニウム層のスリットに入射しようとする光（図３中符号Ｌ１で示す入射光）をレンズ５６で第１の領域に集光（図３中符号Ｌ２で示す入射光）する様に構成している。即ち、第２層目アルミニウム層のスリットに入射しようとする光をレンズによってスリット領域に入射しない様に構成されている。なお、図３中符合５５は水平転送レジスタの電荷蓄積部を示している。

上記の様に構成されたＣＣＤリニアセンサ（１）では、入力光に応じて各センサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、各読み出しゲートを介して水平転送レジスタに読み出されることとなる。
そして、φ１アルミニウム配線から図７（ｂ）中符号φＨ１で示す転送パルス（従来の転送パルスと同様の転送パルス）を印加し、φ２アルミニウム配線から図７（ｂ）中符号Ｈφ２で示す転送パルス（従来の転送パルスと同様の転送パルス）を印加し（一般にはφＨ１の振幅／φＨ２の振幅は３〜５Ｖ程度であり、φＨ１とφＨ２とは逆位相の転送パルスとなる。）、水平転送レジスタのポテンシャルを上下させることで、水平転送レジスタに読み出された信号電荷は各水平転送レジスタにより順次転送された後、第１の電荷電圧変換部１４、第２の電荷電圧変換部１６、第３の電荷電圧変換部１８において信号電荷に変換され、更にはアンプ等から成る第１の出力回路１５、第２の出力回路１７、第３の出力回路１９を経て信号出力となる。

図４は本発明を適用した固体撮像装置の他の一例であるＣＣＤリニアセンサ（２）を説明するための模式図を示している。ここで示すＣＣＤリニアセンサ（２）ではスタッガード構造の両側読み出し方式を採用しており、上述した従来の固体撮像装置の他の一例と同様に、赤色用の第４のＣＣＤリニアセンサ２０、緑色用の第５のＣＣＤリニアセンサ２７及び青色用の第６のＣＣＤリニアセンサ３４を備え、各ＣＣＤリニアセンサは、フォトダイオードから成る光電変換部（画素）２が直線的に多数配列されて成る第１のメインセンサ列２１、第１のサブセンサ列２２、第２のメインセンサ列２８、第２のサブセンサ列２９、第３のメインセンサ列３５、第３のサブセンサ列３６を有し、各メインセンサ列のサブセンサ列とは反対側には各メインセンサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１のメイン読み出しゲート２３、第２のメイン読み出しゲート３０、第３のメイン読み出しゲート３７が設けられ、各サブセンサ列のメインセンサ列とは反対側には各サブセンサ列の各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１のサブ読み出しゲート２４、第２のサブ読み出しゲート３１、第３のサブ読み出しゲート３８が設けられ、各メイン読み出しゲートのメインセンサ列とは反対側にはメイン読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１のメイン水平転送レジスタ２５、第２のメイン水平転送レジスタ３２、第３のメイン水平転送レジスタ３９が設けられ、各サブ読み出しゲートのサブセンサ列とは反対側にはサブ読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１のサブ水平転送レジスタ２６、第２のサブ水平転送レジスタ３３、第３のサブ水平転送レジスタ４０が設けられている。

また、各水平転送レジスタと並列してφ１アルミニウム配線４７及びφ２アルミニウム配線４８が所定の間隙４９を介して形成されている。

更に、各水平転送レジスタ上には転送電極Ｈ１及び転送電極Ｈ２が設けられており、転送電極Ｈ１はコンタクトを介してφ１アルミニウム配線と電気的に接続されると共に、転送電極Ｈ２はコンタクトを介してφ２アルミニウム配線と電気的に接続されている。

また、φ１アルミニウム配線及びφ２アルミニウム配線を含む第１層目アルミニウム層の上層には、所定のスリットが設けられることで第１の領域ａと第２の領域ｂとに分割された領域を含む第２層目アルミニウム層が形成されており、φ１アルミニウム配線は第１の領域とコンタクト５３を介して電気的に接続され、φ２アルミニウム配線は第２の領域とコンタクトを介して電気的に接続されている。なお、第２層目アルミニウム層を遮光層として機能させるべく、φ１アルミニウム配線とφ２アルミニウム配線との間隙４９と第２層目アルミニウム層のスリット５４の形成位置とは一致しない様に構成されている。

また、第２層目アルミニウム層の上層には凹状のレンズ５７が形成されており、レンズによって第２層目アルミニウム層のスリットに入射する光を第１の領域若しくは第２の領域に集光する様に構成されている。具体的には図示した例では、レンズが形成されていない場合には第２層目アルミニウム層のスリットに入射しようとする光（図４中符号Ｌ１で示す入射光）をレンズ５７で第１の領域に集光（図４中符号Ｌ２で示す）する様に構成している。即ち、第２層目アルミニウム層のスリットに入射しようとする光をレンズによってスリット領域に入射しない様に構成されている。なお、図４中符合５５は水平転送レジスタの電荷蓄積部を示している。

上記の様に構成されたＣＣＤリニアセンサ（２）では、入力光に応じて各センサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、各読み出しゲートを介して水平転送レジスタに読み出されることとなる。
そして、φ１アルミニウム配線から図７（ｂ）中符合φＨ１で示す転送パルス（従来の転送パルスと同様の転送パルス）を印加し、φ２アルミニウム配線から図７（ｂ）中符合Ｈφ２で示す転送パルス（従来の転送パルスと同様の転送パルス）を印加し（一般にはφＨ１の振幅／φＨ２の振幅は３〜５Ｖ程度であり、φＨ１とφＨ２とは逆位相の転送パルスとなる。）、水平転送レジスタのポテンシャルを上下させることで、水平転送レジスタに読み出された信号電荷は各水平転送レジスタにより順次転送された後、第１の電荷電圧変換部４１、第２の電荷電圧変換部４３、第３の電荷電圧変換部４５において信号電荷に変換され、更にはアンプ等から成る第１の出力回路４２、第２の出力回路４４、第３の出力回路４６を経て信号出力となる。

なお、上記のＣＣＤリニアセンサ（１）及びＣＣＤリニアセンサ（２）では、第１層目アルミニウム層の上層に第２層目アルミニウム層を形成し、第２層目アルミニウム層の上層にレンズを形成する場合を例に挙げて説明を行なっているが、レンズを形成することによって意図しない入射光を充分に抑制することができるのであれば、遮光層として形成している第２層目アルミニウム層は必ずしも形成する必要は無く、第１層目アルミニウム層のみを形成し、その上層にレンズを形成しても良い。
但し、より確実に意図しない入射光を抑制すると共に、配線抵抗の低減を図るためには、第２層目アルミニウム層を形成し、第１の領域とφ１アルミニウム配線とを電気的に接続すると共に第２の領域とφ２アルミニウム配線とを電気的に接続する方が好ましい。

上記した本発明を適用したＣＣＤリニアセンサ（１）及びＣＣＤリニアセンサ（２）では、光学設計されたレンズでスリット領域に光が入射しない様に形成されているために、入射光が水平転送レジスタに到達することを抑制でき、スミア特性を向上することが可能である。

本発明を適用した固体撮像装置の一例であるＣＣＤリニアセンサ（１）を説明するための模式図である。 ＣＣＤリニアセンサ（１）の水平転送レジスタを説明するための模式図である。 レンズを説明するための模式図である。 本発明を適用した固体撮像装置の他の一例であるＣＣＤリニアセンサ（２）を説明するための模式的図である。 従来の固体撮像装置の一例を説明するための模式図である。 従来の固体撮像装置の他の一例を説明するための模式図である。 各転送パルスを説明するための模式図である。 配線パターンを説明するための模式図である。 第１層目アルミニウム層と第２層目アルミニウム層との電気的接続を説明するための模式図（１）である。 スミアの発生を説明するための模式図である。 第１層目アルミニウム層と第２層目アルミニウム層との電気的接続を説明するための模式図（２）である。

符号の説明

１ 第１のＣＣＤリニアセンサ
２ 光電変換部（画素）
３ 第１のセンサ列
４ 第１の読み出しゲート
５ 第１の水平転送レジスタ
６ 第２のＣＣＤリニアセンサ
７ 第２のセンサ列
８ 第２の読み出しゲート
９ 第２の水平転送レジスタ
１０ 第３のＣＣＤリニアセンサ
１１ 第３のセンサ列
１２ 第３の読み出しゲート
１３ 第３の水平転送レジスタ
１４ 第１の電荷電圧変換部
１５ 第１の出力回路
１６ 第２の電荷電圧変換部
１７ 第２の出力回路
１８ 第３の電荷電圧変換部
１９ 第３の出力回路
２０ 第４のＣＣＤリニアセンサ
２１ 第１のメインセンサ列
２２ 第１のサブセンサ列
２３ 第１のメイン読み出しゲート
２４ 第１のサブ読み出しゲート
２５ 第１のメイン水平転送レジスタ
２６ 第１のサブ水平転送レジスタ
２７ 第５のＣＣＤリニアセンサ
２８ 第２のメインセンサ列
２９ 第２のサブセンサ列
３０ 第２のメイン読み出しゲート
３１ 第２のサブ読み出しゲート
３２ 第２のメイン水平転送レジスタ
３３ 第２のサブ水平転送レジスタ
３４ 第６のＣＣＤリニアセンサ
３５ 第３のメインセンサ列
３６ 第３のサブセンサ列
３７ 第３のメイン読み出しゲート
３８ 第３のサブ読み出しゲート
３９ 第３のメイン水平転送レジスタ
４０ 第３のサブ水平転送レジスタ
４１ 第１の電荷電圧変換部
４２ 第１の出力回路
４３ 第２の電荷電圧変換部
４４ 第２の出力回路
４５ 第３の電荷電圧変換部
４６ 第３の出力回路
４７ φ１アルミニウム配線
４８ φ２アルミニウム配線
４９ 間隙
５０ コンタクト
５１ 第１層目アルミニウム層
５２ 第２層目アルミニウム層
５３ コンタクト
５４ スリット
５６ レンズ
５７ レンズ

Claims (9)

1. 受光領域と、非受光領域である周辺領域とを有する半導体基板と、
   該半導体基板上に形成され、前記受光領域が開口した配線パターンを有する配線層と、
   該配線層の上層に形成されたレンズとを備える半導体装置であって、
   前記レンズは前記周辺領域への入射光を前記配線層の形成領域に集光する
   半導体装置。
2. 受光領域と、非受光領域である周辺領域とを有する半導体基板と、
   該半導体基板上に形成され、前記受光領域が開口した配線パターンを有する配線層と、
   該配線層の上層に配置され、前記受光領域が開口すると共に前記周辺領域に所定のスリットを有する遮光層と、
   該遮光層の上層に形成されたレンズとを備える半導体装置であって、
   前記レンズは前記周辺領域への入射光を前記遮光層の形成領域に集光する
   半導体装置。
3. 信号電荷を転送する電荷転送部と、
   該電荷転送部上に配置された転送電極と、
   該転送電極に転送パルスを供給する所定の配線パターンが形成された配線層とを備える電荷転送装置において、
   前記配線層の上層に入射光を前記配線層の形成領域に集光するレンズが設けられた
   ことを特徴とする電荷転送装置。
4. 信号電荷を転送する電荷転送部と、
   該電荷転送部上に配置された転送電極と、
   該転送電極に転送パルスを供給する所定の配線パターンが形成された配線層と、
   該配線層の上層に配置された所定のスリットを有する遮光層とを備える電荷転送装置において、
   前記遮光層の上層に入射光を前記遮光層の形成領域に集光するレンズが設けられた
   ことを特徴とする電荷転送装置。
5. 信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部を有し、該電荷蓄積部のポテンシャルを変化することにより前記電荷蓄積部間で信号電荷を転送する電荷転送部と、
   該電荷転送部上に配置された転送電極と、
   奇数番目の前記電荷蓄積部上に配置された前記転送電極に転送パルスを供給する第１の配線と、
   偶数番目の前記電荷蓄積部上に配置された前記転送電極に転送パルスを供給する第２の配線と、
   前記第１の配線及び前記第２の配線の上層に形成された遮光層と、
   前記遮光層の上層に設けられたレンズとを備える電荷転送装置であって、
   前記遮光層はスリットによって分割された第１の領域及び第２の領域を有すると共に、前記レンズは入射光を前記第１の領域若しくは第２の領域に集光し、
   前記第１の配線と前記第１の領域が電気的に接続され、前記第２の配線と前記第２の領域が電気的に接続された
   電荷転送装置。
6. 前記第１の配線の断面表面積と前記遮光層の第１の領域の断面表面積の和は、前記第２の配線の断面表面積と前記遮光層の第２の領域の断面表面積の和と略等しい
   請求項５に記載の電荷転送装置。
7. 撮像部と、
   該撮像部より転送された信号電荷を転送する電荷転送部と、
   該電荷転送部上に配置された転送電極と、
   該転送電極に転送パルスを供給する所定の配線パターンが形成された配線層とを備える固体撮像装置において、
   前記配線層の上層に入射光を前記配線層の形成領域に集光するレンズが設けられた
   ことを特徴とする固体撮像装置。
8. 撮像部と、
   該撮像部より転送された信号電荷を転送する電荷転送部と、
   該電荷転送部上に配置された転送電極と、
   該転送電極に転送パルスを供給する所定の配線パターンが形成された配線層と、
   該配線層の上層に配置された所定のスリットを有する遮光層とを備える固体撮像装置において、
   前記遮光層の上層に入射光を前記遮光層の形成領域に集光するレンズが設けられた
   ことを特徴とする固体撮像装置。
9. 撮像部と、
   信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部を有し、該電荷蓄積部のポテンシャルを変化することにより前記電荷蓄積部間で前記撮像部より転送された信号電荷を転送する電荷転送部と、
   該電荷転送部上に配置された転送電極と、
   奇数番目の前記電荷蓄積部上に配置された前記転送電極に転送パルスを供給する第１の配線と、
   偶数番目の前記電荷蓄積部上に配置された前記転送電極に転送パルスを供給する第２の配線と、
   前記第１の配線及び前記第２の配線の上層に形成された遮光層と、
   前記遮光層の上層に設けられたレンズとを備える固体撮像装置であって、
   前記遮光層はスリットによって分割された第１の領域及び第２の領域を有すると共に、前記レンズは入射光を前記第１の領域若しくは第２の領域に集光し、
   前記第１の配線と前記第１の領域が電気的に接続され、前記第２の配線と前記第２の領域が電気的に接続された
   固体撮像装置。

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