JP2009027132A - Solid-state imaging device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置、特にシャント配線を介して垂直転送電極に駆動パルスを印加する固体撮像装置およびその製造方法に関し、遮光膜の形状、および、シャント配線と垂直転送電極との接続方法に関するものである。 The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a solid-state imaging device that applies a driving pulse to a vertical transfer electrode via a shunt wiring and a manufacturing method thereof, and relates to a shape of a light shielding film and a connection method between the shunt wiring and the vertical transfer electrode. Is.
近年、固体撮像装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮像装置として需要が拡大している。また、携帯電話に代表される携帯端末装置にカメラ機能を付加することが求められており、固体撮像装置の需要はますます拡大している。固体撮像装置の需要が伸びるのに伴い、高画質化の要求も高まっている。固体撮像装置を高画質化するためには、画素数を増やす多画素化と、S/N比を大きくする高感度化の両方が必要である。 In recent years, the demand for solid-state imaging devices is expanding as imaging devices for digital still cameras and digital video cameras. In addition, it is required to add a camera function to a mobile terminal device represented by a mobile phone, and the demand for solid-state imaging devices is increasing. As the demand for solid-state imaging devices increases, the demand for higher image quality has also increased. In order to improve the image quality of a solid-state imaging device, it is necessary to both increase the number of pixels and increase the sensitivity to increase the S / N ratio.
固体撮像装置を多画素化するうえでは、固体撮像装置の動作速度を速くすることが前提として必要となる。そして、CCD(Charge Coupled Device)型の固体撮像装置において動作速度を速くするためには、信号電荷を撮像部から電荷の蓄積部に高速に転送する必要がある。 In order to increase the number of pixels in a solid-state imaging device, it is necessary to increase the operating speed of the solid-state imaging device. In order to increase the operation speed in a CCD (Charge Coupled Device) type solid-state imaging device, it is necessary to transfer signal charges from the imaging unit to the charge storage unit at high speed.
電荷の転送速度を高くするために、垂直転送電極が有する電気抵抗値の影響を低減することを目的として、対応する垂直転送電極同士を、遮光膜を兼ねるシャント配線で共通接続することが提案されている。ここで、遮光膜を兼ねるシャント配線に用いるのに好適なアルミ膜は、段差部に形成することが困難であるために平坦化膜上に形成されることが多い。一方、平坦化膜上に遮光膜を形成した場合には、遮蔽しきれない斜め入射光によるスミアの発生を防止する必要がある。このため、アルミ膜からなる遮光膜を兼ねるシャント配線の他に、垂直転送電極の側壁部を覆うようにタングステンなどの高融点金属からなるもう一つの遮光膜を形成するという技術が開示されている(特許文献1)。 In order to increase the charge transfer speed, it has been proposed to connect the corresponding vertical transfer electrodes in common with a shunt wiring that also serves as a light shielding film, in order to reduce the influence of the electrical resistance value of the vertical transfer electrodes. ing. Here, an aluminum film suitable for use as a shunt wiring also serving as a light shielding film is often formed on a planarization film because it is difficult to form the aluminum film on a stepped portion. On the other hand, when a light shielding film is formed on the planarizing film, it is necessary to prevent the occurrence of smear due to obliquely incident light that cannot be shielded. For this reason, in addition to the shunt wiring that also serves as a light shielding film made of an aluminum film, a technique is disclosed in which another light shielding film made of a refractory metal such as tungsten is formed so as to cover the side wall portion of the vertical transfer electrode. (Patent Document 1).
図12はこの従来の固体撮像装置の撮像部の平面構成を拡大して示したものである。また、図13は従来の固体撮像装置における遮光膜を兼ねたシャント配線が形成されている部分の拡大断面図であり、図13(a)が図12のa−a部分、図13(b)が図12のb−b部分の断面構造を示す。 FIG. 12 is an enlarged view of the planar configuration of the imaging unit of this conventional solid-state imaging device. 13 is an enlarged cross-sectional view of a portion where a shunt wiring also serving as a light-shielding film in a conventional solid-state imaging device is formed. FIG. 13A is a a-a portion of FIG. 12, and FIG. Shows the cross-sectional structure of the bb portion of FIG.
図12および図13に示すように、従来の固体撮像装置の撮像部は、半導体基板122に行列状に形成された複数の光電変換部101と、行方向、すなわち図12における左右方向に隣接する光電変換部101の間を、列方向、すなわち図12における上下方向に延びるように形成された複数の垂直転送チャネル102とを備えている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the imaging unit of the conventional solid-state imaging device is adjacent to the plurality of
また、光電変換部101を列方向から挟むように、行方向に延びる一対の垂直転送電極111Aおよび111Bが形成されている。垂直転送電極111Aと111Bとは、光電変換部の垂直列間部分、すなわち垂直転送チャネル102が形成されている領域において、それぞれ図12における下向きおよび上向きの突出部分を有し、その突出部分の先端は図示しない絶縁膜を介して重複するようになっている。
A pair of
この垂直転送電極111Aと111Bの突出部分の、図12における左側部分の端部近傍と側壁部分とを覆うように一方の遮光膜113Aが形成され、また、垂直転送電極111Aと111Bの突出部分の、図12における右側部分の端部近傍と側壁部分とを覆うように他方の遮光膜113Bが形成されている。なお、垂直転送電極111と遮光膜113との間には、第1の絶縁膜115が形成されている。
One light-
遮光膜113の上には、第2の絶縁膜116を介して、垂直転送チャネル102を覆うように遮光膜を兼ねるシャント配線114が形成されている。そして、遮光膜を兼ねるシャント配線114は、それぞれ対応する垂直転送電極111とコンタクト部121で接続されている。このコンタクト部121は、遮光膜を兼ねるシャント配線114と同じ金属材料からなっていて、スパッタ法によりシャント配線114と同時に形成される。
A
図12に示す例では、図中の中央上側の光電変換部101の下側に配置された垂直転送電極111Bが、図中右側に示す遮光膜を兼ねるシャント配線114と接続され、図中の中央下側の光電変換部101の上側に配置された垂直転送電極111Aが、図中左側に示す遮光膜を兼ねるシャント配線114と接続されている。なお、光電変換を行って得られた電荷を転送するための駆動パルスは、垂直転送電極111に直接印加されている。
In the example shown in FIG. 12, the
このような従来の固体撮像装置は、それぞれ対応する垂直転送電極111に、遮光膜を兼ねるシャント配線114がコンタクト部121によって電気的に接続されているため、シャント配線がパルス伝送線の役割を果たして垂直転送電極の低抵抗化に貢献することで、垂直転送電極111のみを用いて光電変換と電荷輸送の駆動パルスを印加する場合と比較して、特に固体撮像装置の中央部分で信号電荷の伝搬遅延を抑えることができる。これにより高速に動作する固体撮像装置が実現できる。
しかしながら、上記従来の固体撮像装置は、高速動作を可能とするものではあるものの、画素の微細化を推し進めていくと、遮光膜113と、遮光膜を兼ねるシャント配線114と同時に形成されるコンタクト部121との間の耐圧における問題が生じる。
However, although the above-described conventional solid-state imaging device enables high-speed operation, the contact portion formed at the same time as the light-
すなわち、遮光膜113とコンタクト部121との電気的耐圧は、これら2つの金属部材の間隔によって規定され、その間隔が最も小さい部分が問題となる。例えば、図13(b)に示すように、図の右側と左側における間隔をそれぞれt1、t2とすると、図13(b)の場合は、t1<t2 であることから、垂直転送電極111の左側に位置する一方の遮光膜113Aとコンタクト部121との間隔が問題となる。
That is, the electric withstand voltage between the
ここで、上記したように、コンタクト部121は遮光膜を兼ねるシャント配線114と同時にスパッタ法などで製造されるものであるため、その形成位置の精度には製造工程でのばらつきが原因の一定の限界がある。しかし、製造工程のばらつきを吸収するような設計寸法を確保しようとすると、受光部の面積が減少することになり実効感度が低下してS/Nが低下してしまう。また、受光部面積を確保するためには画素サイズを大きくしなければならず、画素の微細化ができなくなり、固体撮像素子に求められている高画素化の要求に反することになる。
Here, as described above, since the
さらに、上記従来の固体撮像装置は、垂直転送電極をシャント配線で接合することによってその電気抵抗値を低減するものではあるものの、電荷転送のための信号を垂直転送電極から印加しているために、電荷転送信号が垂直転送電極を通るパスを短くすることができず、十分な高速動作を確保するには至らない。 Furthermore, although the conventional solid-state imaging device reduces the electrical resistance value by joining the vertical transfer electrode with the shunt wiring, the signal for charge transfer is applied from the vertical transfer electrode. The path through which the charge transfer signal passes through the vertical transfer electrode cannot be shortened, and sufficient high-speed operation cannot be ensured.
本発明は、上記従来の問題を解決し、感度が高く、かつ、高画素化のための画素の微細化に対応可能な、高速動作ができる高画質の固体撮像装置とその製造方法を得ることを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and obtains a high-quality solid-state imaging device capable of high-speed operation that can cope with pixel miniaturization with high sensitivity and high pixels, and a method for manufacturing the same. With the goal.
上記課題を解決するために、本発明の固体撮像装置は、基板上に行列状に配置された複数の光電変換部と、前記光電変換部の垂直列間部に配置された垂直転送チャネルと、前記光電変換部の電荷を前記垂直転送チャネルに転送する複数の垂直転送電極と、前記垂直転送電極上に第1の絶縁膜を介して積層された、前記光電変換部の受光部を規定する複数の窓部を有する遮光膜と、前記垂直転送チャネルと重なり合う領域に配置された、前記遮光膜とは第2の絶縁膜によって絶縁されたシャント配線とを有し、前記垂直転送電極の各駆動相に対応した駆動パルスが、前記シャント配線から供給されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a solid-state imaging device of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix on a substrate, a vertical transfer channel arranged between vertical columns of the photoelectric conversion units, A plurality of vertical transfer electrodes for transferring the charge of the photoelectric conversion unit to the vertical transfer channel, and a plurality of light receiving units of the photoelectric conversion unit stacked on the vertical transfer electrode via a first insulating film A light shielding film having a window portion, and a shunt wiring disposed in a region overlapping with the vertical transfer channel, wherein the light shielding film is insulated by a second insulating film, and each driving phase of the vertical transfer electrode The drive pulse corresponding to is supplied from the shunt wiring.
また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、基板上に行列状に配置された複数の光電変換部と、前記光電変換部の垂直列間部に配置された垂直転送チャネルと、水平行方向に並んだ複数の前記光電変換部と接続された垂直転送電極と、前記垂直転送電極上に第1の絶縁膜を介して積層された前記光電変換部の受光部を規定する複数の窓部を有する遮光膜と、前記垂直転送チャネルと重なり合う領域に配置された、前記遮光膜とは第2の絶縁膜によって絶縁されたシャント配線とを有する固体撮像装置の製造方法であって、前記第2の絶縁膜を形成した後に、前記第2の絶縁膜、前記遮光膜、前記第1の絶縁膜をエッチングして前記垂直転送チャネルと重なり合う領域に所定形状の開口部を形成する工程と、第3の絶縁膜を形成し、前記第3の絶縁膜に異方性エッチングを施して前記開口部にサイドウォールを形成する工程と、前記シャント配線をその厚さ方向に延在する脚部とともに形成して、前記脚部によって前記シャント配線と前記垂直転送電極とを接続する工程とを有することを特徴とする。 In addition, the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix on a substrate, vertical transfer channels arranged between vertical columns of the photoelectric conversion units, and a horizontal direction. A plurality of window portions that define a vertical transfer electrode connected to the plurality of photoelectric conversion units arranged in a row and a light receiving unit of the photoelectric conversion unit stacked on the vertical transfer electrode via a first insulating film. A solid-state imaging device including: a light-shielding film having a shunt wiring disposed in a region overlapping with the vertical transfer channel, wherein the light-shielding film is insulated by a second insulating film; Forming an opening having a predetermined shape in a region overlapping the vertical transfer channel by etching the second insulating film, the light shielding film, and the first insulating film after forming an insulating film; Forming an insulating film; Forming a sidewall in the opening by performing anisotropic etching on the edge film; and forming the shunt wiring together with a leg portion extending in a thickness direction of the edge film; And a step of connecting the vertical transfer electrode.
本発明に係る固体撮像装置およびその製造方法によれば、光電変換部の受光部を規定する遮光膜の上に積層して形成されたシャント配線から垂直転送電極に駆動パルスが印加されるため、駆動信号パルスにおける電気抵抗の影響を大幅に低減することができる。また、シャント配線は、第2の絶縁膜上に形成されているため、シャント配線と他の金属薄膜との電気的な干渉を抑制でき、遮光膜とシャント配線の製造工程でのマージンを最小にすることが可能となる。この結果、感度が高く、かつ、高画素化のための画素の微細化に対応可能な、高速動作ができる高画質の固体撮像装置を得ることができる。 According to the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the drive pulse is applied to the vertical transfer electrode from the shunt wiring formed on the light-shielding film that defines the light-receiving unit of the photoelectric conversion unit. The influence of electrical resistance on the drive signal pulse can be greatly reduced. In addition, since the shunt wiring is formed on the second insulating film, electrical interference between the shunt wiring and another metal thin film can be suppressed, and the margin in the manufacturing process of the light shielding film and the shunt wiring is minimized. It becomes possible to do. As a result, it is possible to obtain a high-quality solid-state imaging device capable of high-speed operation that is highly sensitive and can cope with pixel miniaturization for increasing the number of pixels.
上記した本発明の固体撮像装置では、前記垂直転送電極は水平行方向に並んだ複数の前記光電変換部と接続され、前記シャント配線と前記垂直転送電極とが、前記シャント配線と一体でその厚さ方向に延在する脚部により接続されていることが好ましい。 In the above-described solid-state imaging device of the present invention, the vertical transfer electrode is connected to the plurality of photoelectric conversion units arranged in the horizontal direction, and the shunt wiring and the vertical transfer electrode are integrated with the shunt wiring and have a thickness thereof. It is preferable to be connected by legs extending in the vertical direction.
このようにすることで、シャント配線と垂直転送電極との接続を容易かつ確実に実現できる。 By doing so, the connection between the shunt wiring and the vertical transfer electrode can be easily and reliably realized.
また、前記遮光膜は、前記脚部が貫通する接続部開口を除いて前記シャント配線と重なり合う領域にも形成されていることが、そして、前記接続開口部が、円形、楕円形、矩形のうちのいずれか一つの形状であることが好ましい。 Further, the light shielding film is also formed in a region overlapping with the shunt wiring except for a connection opening through which the leg penetrates, and the connection opening is a circle, an ellipse, or a rectangle. It is preferable that it is any one shape of these.
このようにすることで、光電変換部に入射する不所望な外光の漏れ込みを効果的に防止することができる。 By doing so, it is possible to effectively prevent undesired leakage of external light incident on the photoelectric conversion unit.
さらに、前記脚部が、前記接続部開口の中央に位置していることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the said leg part is located in the center of the said connection part opening.
このようにすることで、シャント配線と遮光膜との電気的干渉を確実に防止することができる。 By doing so, it is possible to reliably prevent electrical interference between the shunt wiring and the light shielding film.
さらにまた、前記遮光膜は、前記垂直転送チャネルと重なり合う領域に形成されたスリット部によって、前記光電変換部の垂直列ごとに分断され、前記シャント配線の配置方向に沿って連続的に形成された前記脚部が、前記スリット部内に入り込んでいることが好ましい。 Furthermore, the light shielding film is divided for each vertical column of the photoelectric conversion unit by a slit unit formed in a region overlapping with the vertical transfer channel, and is continuously formed along the arrangement direction of the shunt wiring. It is preferable that the leg portion enters the slit portion.
このようにすることで、シャント配線の膜剥がれを防止することができる。 By doing in this way, film | membrane peeling of a shunt wiring can be prevented.
また、前記遮光膜の前記接続部開口の側面、または、前記スリット部の長手方向側面にサイドウォールが形成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a sidewall is formed on a side surface of the connection portion opening of the light shielding film or a longitudinal side surface of the slit portion.
このようにすることで、シャント配線と一体の脚部を所定の場所に容易に形成することができる。 By doing in this way, a leg part integral with shunt wiring can be easily formed in a predetermined place.
また、前記スリット部の底面部であって前記シャント配線と前記垂直転送電極との接続部分以外の領域に、前記垂直転送電極に積層されたストッパ層を有していることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a stopper layer laminated on the vertical transfer electrode is provided in a region other than a connection portion between the shunt wiring and the vertical transfer electrode on the bottom surface of the slit portion.
このようにすることで、それぞれ対応しないシャント配線と垂直転送電極とが不所望に接続してしまうことを容易かつ確実に防止することができる。 By doing so, it is possible to easily and surely prevent undesired connection between the shunt wiring and the vertical transfer electrode that do not correspond to each other.
また、前記ストッパ層と同じ材料からなる反射防止膜が前記受光部に形成されていること、さらに、前記垂直転送電極が単層構造であることが好ましい。 Further, it is preferable that an antireflection film made of the same material as that of the stopper layer is formed on the light receiving portion, and that the vertical transfer electrode has a single layer structure.
本発明にかかる固体撮像装置の製造方法では、前記開口部が、円形、楕円形、矩形のうちのいずれか一つの形状であることが、また、前記開口部が、前記垂直転送チャネルの形成方向に延在するスリット形状であることが好ましい。さらに、前記第1の絶縁膜が、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜を積層した多層膜であることが好ましい。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the opening is in any one shape of a circle, an ellipse, and a rectangle, and the opening is in the direction in which the vertical transfer channel is formed. It is preferable that it is the slit shape extended in this. Furthermore, it is preferable that the first insulating film is a multilayer film in which a silicon nitride film is laminated on a silicon oxide film.
以下、本発明の固体撮像装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the solid-state imaging device of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかる固体撮像装置における撮像部の主要構成を説明する平面図である。また、図2(a)は図1のA−A線における断面構成を示す模式図、また、図2(b)は同じく図1中にB−B線として示した部分の断面構成を示す模式図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view illustrating a main configuration of an imaging unit in the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. 2A is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration of the portion similarly shown as the BB line in FIG. FIG.
図1、図2に示すように本実施形態の固体撮像装置の撮像部では、半導体基板22に、行列状にフォトダイオードからなる光電変換部1が形成され、光電変換部1の垂直列間部、すなわち、左右方向に並ぶ光電変換部1の間の部分には、不純物拡散層である垂直転送チャネル2が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the imaging unit of the solid-state imaging device according to the present embodiment,
半導体基板22表面に形成された表面酸化膜12の上には、光電変換部1で得られた電荷を垂直転送チャネル2に転送するポリシリコンからなる垂直転送電極11が、光電変換部1の水平行間部、すなわち、上下方向に並ぶ光電変換部1の間の部分に形成されている。なお、垂直転送電極11は、複数の光電変換部に接続されている。
On the
本実施形態での垂直転送電極11は、対応する光電変換部1の図1における上側の水平行間部に形成された第1垂直転送電極11Aと、対応する光電変換部1の図1における下側の水平行間部に形成された第2垂直転送電極11Bとの2本が、光電変換部1を挟むように併設されている。また、垂直転送電極11の光電変換部1の垂直列間部では、第1垂直転送電極11Aはその対応する図1における下側に位置する光電変換部1を、また、第2垂直転送電極11Bはその対応する図1における上側に位置する光電変換部1を、それぞれ両側面から包み込むように突出した突出部が形成されている。なお、垂直転送チャネル2と垂直転送電極11とが、光電変換部1の電荷を読み出し、垂直列方向に転送する垂直転送レジスタを形成する。また、当然ながら第1垂直転送電極11Aと第2垂直転送電極11Bとの重複部分は間に絶縁層を介しており、2つの垂直転送電極同士は電気的に導通することはない。
In the present embodiment, the
垂直転送電極11上に形成された第1の絶縁膜15の上には、タングステン(W)からなる遮光膜13が形成されている。なお、本実施形態にかかる固体撮像装置においては、後述するシャント配線14が形成される領域においても、シャント配線14と垂直転送電極11との接続を行う脚部21が貫通する接続部開口17以外の部分に遮光膜13が形成されている。また、遮光膜13の光電変換部1それぞれに対応する部分には、所定形状の開口である窓部3が形成されている。すなわち、本実施形態にかかる固体撮像装置においては、遮光膜13は、窓部を除いて固体撮像装置の光電変換部1が形成された撮像領域のほぼ全面を覆うように形成されている。なお、遮光膜13の窓部3が、光電変換部1の受光部を規定することとなる。
A
遮光膜13の上には第2の絶縁膜16が形成されていて、第2の絶縁膜16上の垂直転送チャネル2と重なり合う領域、すなわち、光電変換部1の垂直列間部に相当する部分には、タングステン(W)からなるシャント配線14が形成されている。このシャント配線14は、それぞれ対応する垂直転送電極11と接続されて、垂直転送電極11に駆動パルスを供給する。
A second insulating
例えば、図1に示す固体撮像装置では、図中右側のシャント配線14は、図中の中央上側に示した光電変換部1の下側に位置する第2垂直転送電極11Bと、接続部である脚部21で接続されている。また、図中左側のシャント配線14は、図中の中央下側に示した光電変換部1の図中上側に位置する第1垂直転送電極11Aと、接続部である脚部21で接続されている。このように、異なるシャント配線が異なる垂直転送電極11と接続され、シャント配線14を通じて垂直転送電極11に垂直駆動パルスを印加することにより、垂直転送電極11が駆動され、光電変換部1からの電荷の読み出しと列方向の電荷の転送を行う。なお、シャント配線14と垂直間転送電極11との接続の組は、固体撮像装置の駆動の相によって異なる。例えば4相駆動の場合は、隣接する4本のシャント配線が、それぞれ異なる垂直転送電極と接続されることとなる。
For example, in the solid-state imaging device shown in FIG. 1, the
シャント配線14の上には、さらに上層の層間絶縁膜やカラーフィルタ、オンチップレンズ等が形成されるが、通常の固体撮像装置と同様の構成となっているため、ここではその説明と図示を省略する。なお、シャント配線14の幅方向、すなわち固体撮像装置の行方向の寸法は、光電変換部1の垂直列間に形成されている遮光膜13の寸法と同一かまたはそれ以下となっていて、シャント配線14によって受光部に入射する光が遮られることはない。
An upper interlayer insulating film, a color filter, an on-chip lens, and the like are further formed on the
次に、シャント配線14と垂直転送電極11との接続部分について説明する。
Next, a connection portion between the
図1および図2(b)に示すように、シャント配線14と垂直転送電極11Bとの接続部分では、遮光膜13に略正方形の接続部開口17が形成されていて、この接続部開口17を貫通するようにシャント配線14と一体でシャント配線の厚さ方向、すなわち図2(b)の上下方向に延在する脚部21が設けられている。なお、図2(b)より明らかなように、この脚部21は、第1の絶縁膜15と第2の絶縁膜16をも貫通して第2垂直転送電極11Bに接触することで、シャント配線14との電気的導通を図っている。
As shown in FIGS. 1 and 2B, a connection portion opening 17 having a substantially square shape is formed in the
ここで、脚部21と遮光膜13とが接触して導通してしまうことを回避するためには、脚部21を遮光膜13の接続部開口17の中央に位置させるようにすることが好ましい。遮光膜13の導通部開口17内には第2の絶縁膜16が形成されているが、脚部21と遮光膜13との間隔とが近すぎると、第2の絶縁膜16があっても両者間に電気的導通が生じるおそれがある。この電気的導通は、遮光膜13と脚部21との間隔が最も狭い部分で生じるから、脚部21を接続部開口17の中央に位置させることで、脚部21と遮光膜13との間隔が最も小さくなる部分における間隔を、最大限の値とすることができるからである。
Here, in order to prevent the
本実施形態にかかる固体撮像素子の具体的な動作状況を考えてみると、遮光膜13はGND(0V)に接地され、シャント配線14の脚部21は垂直転送電極と接続されているため、垂直転送用のパルスである、High:0V、Low:−6Vと、読み出し時に印加される12Vが印加されることとなる。そのために、遮光膜13と脚部21との間に要求される耐圧は、12V以上となる。ここで、第2の絶縁膜16の耐圧が、2MV/cmとするならば、膜厚、すなわち、遮光膜13と脚部21との間隔は、60nm以上必要であることがわかる。
Considering a specific operation situation of the solid-state imaging device according to the present embodiment, the
上記したように、遮光膜13と脚部21との間隔を確保するために、脚部21を遮光膜13の接続部開口17の中央部に位置させることが好ましいが、そのためには、遮光膜13の接続部開口17の内部にサイドウォールを形成することが有効である。そこで、以下、このような遮光膜13の接続部開口17の内壁部分にサイドウォールを形成し、このサイドウォールを形成した後にシャント配線14と脚部21とを一体的に形成する方法について、図3および図4を用いて説明する。また、以下の説明では、遮光膜13と、シャント配線14および脚部21との絶縁性に影響のある絶縁性膜について、その膜厚などの具体的数値を例示する。
As described above, in order to secure the space between the
図3および図4は、本発明にかかる固体撮像装置の製造方法を示す断面構成図である。なお、図3(a)と図3(c)、図4(a)と図4(c)と図4(e)とが、シャント配線14と第2垂直転送電極11Bとの間の接続部分ではない部分である、図1におけるA−A線部分の断面構成を示す。また、図3(b)と図3(d)、図4(b)と図4(d)と図4(f)とが、シャント配線14と第2垂直転送電極11Bとの間の接続部分であり、脚部21が形成されている図1におけるB−B線部分の断面構成を示している。
3 and 4 are cross-sectional configuration diagrams illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention. 3 (a) and 3 (c), FIG. 4 (a), FIG. 4 (c), and FIG. 4 (e) are connected portions between the
図3(a)および図3(b)の状態では、第2の絶縁膜16までが既に形成されている。すなわち、半導体基板22に、図示しない光電変換部と、光電変換部の垂直列間部に垂直転送チャネル2とが形成されていて、その上の表面酸化膜12を介して、垂直転送電極11(11B)が所定のパターンに形成され、第1の絶縁膜15、窓部3が形成された遮光膜13,第2の絶縁膜16が形成されている状態である。なお、本実施形態において、第2の絶縁膜16の膜厚は、100nmである。
In the state of FIG. 3A and FIG. 3B, up to the second insulating
そして、図3(a)および図3(b)に示すように、第2の絶縁膜16の上にはレジスト膜23が形成され、このレジスト膜23には、図3(b)に示すようにシャント配線14と垂直転送電極11との接続部分として、後に遮光膜13の接続部開口17が形成される部分がパターン化されて除去されている。なお、本実施形態において、このレジスト膜23の抜きパターンの大きさは、例えば300nm角である。このため、このパターン化は、一般的に用いられるフォトリソグラフ法によって露光マスクを用いる等して容易に行うことができる。
Then, as shown in FIGS. 3A and 3B, a resist
次に、図3(c)および図3(d)に示すように、このレジスト膜23をマスクとして使用することで、第2の層間絶縁膜16、遮光膜13,および、第1の層間絶縁膜15に開口を形成する。
Next, as shown in FIGS. 3C and 3D, by using the resist
その後、図4(a)および図4(b)に示すように、レジスト膜23を除去する。ここで、遮光膜13に形成された開口が遮光膜13の接続部開口17となる。
Thereafter, as shown in FIGS. 4A and 4B, the resist
次に、図4(c)および図4(d)に示すようにシリコン酸化膜からなる第3の絶縁膜18を形成する。本実施形態において、第3の絶縁膜18の膜厚は100nmである。
Next, as shown in FIGS. 4C and 4D, a third insulating
そして、この第3の絶縁膜18に異方性エッチングを施すことで、図4(e)および図4(f)に示すように、遮光膜13の接続部開口17が形成されている部分の内壁と、受光部の周りを取り囲む部分の第2の絶縁膜16の内壁に、サイドウォール19が形成される。
Then, by performing anisotropic etching on the third insulating
そして、図4(f)に示すように、タングステン(W)膜をスパッタあるいは、スパッタとCVDの複合で形成し、所望の幅に加工することでシャント配線14を形成する。
Then, as shown in FIG. 4 (f), a
このとき、遮光膜13に形成された接続部開口17の部分では、第2の絶縁膜16,遮光膜13,第1の絶縁膜15が積層されている部分の側壁部分に、サイドウォール19が形成されている。サイドウォール19の膜厚は、第3の絶縁膜の厚さ100nmよりもやや薄くなるが、上記検討した必要最低膜厚の60nm以上は十分に確保できる。サイドウォール19によって、全体的な開口部分の形状が、上部が広がった窪み状となっているためにタングステン膜が入り込みやすくなる。また、サイドウォール19形成後の開口部分の大きさは、レジスト膜に形成した抜きパターンの大きさである300nmから、100nm弱の膜厚のサイドウォール19の膜厚2つ分を引いた大きさとなり、少なくとも100nm角以上の大きさが確保できる。このため、シャント配線14と同時に形成される脚部21は、垂直配線電極11まで容易に到達できる。したがって、シャント配線14と垂直転送電極11との接続が確実にでき、シャント配線14と遮光膜13との間にコンタクト抵抗が生じてしまうという問題の発生を確実に回避することができる。なお、サイドウォール19を形成する際のオーバーエッチングによって、第2の絶縁膜16の厚みは、当初の100nmよりも薄くなってしまうが、このオーバーエッチングによってエッチングされる膜厚を40nm以下にコントロールすることは容易である。このため、サイドウォール19形成時のオーバーエッチングを考慮しても、第2の絶縁膜16の厚さとして、60nm以上を確保することができるので、遮光膜13とシャント配線14との間の耐圧も問題はない。
At this time, in the portion of the
上記説明したように、サイドウォール19を形成することで、遮光膜13と、シャント配線14と同時に形成される脚部21との間の電気的絶縁は、遮光膜13と脚部21との間隔、すなわち、第3の絶縁膜18がエッチングされることで形成されたサイドウォール19の厚みで決定することとなる。この、接続部開口17に形成されたサイドウォール19の厚みは、第3の絶縁膜18の膜厚制御で調整できるため、リソグラフィーの加工精度に影響されずに必要な厚さを確保することができる。また、シャント配線14と垂直転送電極11との接続部分の位置合わせのためのマージンを考慮する必要がなくなり、受光部の大きさを十分に大きくすることができるので、固体撮像装置としての受光感度を向上させることができる。
As described above, by forming the
さらに、一般に、配線加工において、段差があると段差部でのエッチング加工残りが発生しやすいが、本実施形態の固体撮像装置の製造方法として示したようなサイドウォール19を形成することでこのような段差が緩和されることとなる。このため、加工残りを防止するためのエッチングの過剰な追加を必要としないようにできる。その結果、過剰なエッチングが原因のエッチングダメージが緩和されるので、本実施形態で示したように、受光部の周囲の第2絶縁膜16の内壁にもサイドウォール19を形成することで、受光部における白キズの発生などの画質不良を低減する効果が得られる。
Furthermore, in general, in wiring processing, if there is a step, an etching remaining in the step portion is likely to occur. However, by forming the
なお、第2の絶縁膜16をシリコン酸化膜の上層にシリコン窒化膜を積層した2層構造のものとすることで、シリコン酸化膜である第3の絶縁膜18を用いたサイドウォール19形成の際に、シリコン窒化膜を異方性エッチングのエッチングストッパとして利用することができるので好適である。
The second insulating
また、図1に示すように、本実施形態における接続部開口17は、略正方形の形状としたが、これに限られものではなく、図5(a)に示すように長方形を含む矩形状や、その他、図5(b)に示す楕円形または長円形、図5(c)に示す円形のものであっても良いことはいうまでもない。特に図5(a)で示す長方形や、図5(b)で示す楕円形や長円形のように、接続部開口17の開口形状が長手方向と短い方向とを有する形状である場合には、接続部開口17の長手方向を、接続される垂直転送電極11Aまたは11Bの形成方向とほぼ平行にすることが好ましい。このように、接続部開口17の長手方向を、垂直転送電極11の形成方向と揃えることで、接続開口部17を形成するときのマージンを大きくとることができ、不所望な短絡が生じにくくなって信頼性を向上させることができる。また、シャント配線14と垂直転送電極11との接続部分の面積が大きくなって電気的抵抗を低下させるので、固体撮像装置の高速化にも効果を発揮する。
Moreover, as shown in FIG. 1, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について図面を参照して説明する。図6は、本発明の第2の実施形態にかかる固体撮像装置における撮像部の主要構成を説明する平面図である。また、図7(a)は図6のC−C線における断面構成を示す模式図、また、図7(b)は同じく図6中にD−D線として示した部分の断面構成を示す模式図である。なお、これら図6および図7に示す本発明の第2の実施形態にかかる固体撮像装置は、基本構成の部分では、図1および図2に示した第1の実施形態にかかる固体撮像装置と同じである。したがって、共通する部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a plan view illustrating the main configuration of the imaging unit in the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. 7A is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration taken along the line CC of FIG. 6, and FIG. 7B is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration of a portion similarly shown as a DD line in FIG. FIG. The solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 and 7 is basically the same as the solid-state imaging device according to the first embodiment shown in FIGS. The same. Therefore, common parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図6、図7に示すように本実施形態の固体撮像装置は、垂直転送チャネル2上の遮光膜13に垂直転送チャネル2の形成方向に沿ったスリット部24が形成されている。また、シャント配線14と一体でその厚さ方向に延在する脚部21が、シャント配線14の長さ方向、すなわちシャント配線14の形成方向(図6における上下方向)に連続して形成されていて、この脚部21は遮蔽膜13のスリット部24に入り込む形となっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the solid-state imaging device of the present embodiment, a
さらに、遮蔽膜13のスリット部24の底部に相当する垂直転送電極11上には、シャント配線14と垂直転送電極11との接続部分を除いて、窒化膜からなるストッパ層20が形成されている。このストッパ層20の膜厚を、サイドウォール19形成時のオーバーエッチング量との関係で適切に設定することによって、シャント配線14の脚部21と垂直転送電極11との間の電気的絶縁層の役目を果たさせることができる。このため、ストッパ層20が形成されている、シャント配線14と垂直転送電極11との接続部分以外の部分では、両者の電気的導通を生じなくさせることができる。一般に酸化膜である第3の絶縁層18と、窒化膜であるストッパ層20との選択比は10以上にすることができる。第1の実施形態で説明したように、サイドウォール19を形成するときのオーバーエッチング量を40nm以下としているから、サイドウォール19形成時のストッパ層20がエッチングされる膜厚を4nm以下にすることができる。したがって、ストッパ層20の当初の膜厚を50nmとすれば、オーバーエッチングされたとしても40nm以上の膜厚を確保することができる。ここで、窒化膜の耐圧は、酸化膜の耐圧の1.5倍以上となるので、40nmの窒化膜は60nmの酸化膜に相当し、前述した必要最低限の膜厚が確保されることになるからである。
Further, a
このため、シャント配線14と一体の脚部21が、遮光膜13に形成されたスリット部24の中に入り込む形状となっていても、シャント配線14と垂直転送電極11とは、接続部分で意図的に接続されているもの同士のみが電気的導通を得ていることとなるので、第1の実施形態で示した固体撮像装置と同じく、シャント配線14から所定の垂直転送電極にそれぞれの駆動相に応じた駆動パルスを印加する構造とすることができる。この結果、垂直転送電極11の電気抵抗の大きさによる影響を得ることなく、光電変換部1からの電荷の読み出しを行うことができる。
For this reason, even if the
本実施形態にかかる固体撮像装置では、シャント配線14と一体の脚部21が、シャント配線14の長さ方向全体にわたって形成されている。このため、脚部21を含めたシャント配線14全体として考えたときに、シャント配線14の膜厚を厚くしたのと同じこととなり、シャント配線14の抵抗値を下げることができる。したがって、垂直転送電極11に適宜印加する駆動パルスのロスを大幅に抑制することができ、固体撮像装置の低消費電力化ができる。また、シャント配線14の抵抗値が小さいことを利用して、より高速な駆動を実現することができる。
In the solid-state imaging device according to the present embodiment, the
さらにまた、シャント配線14と一体の脚部21が遮光膜13に形成されたスリット部24に食い込む形となっているため、シャント配線14の膜剥がれを防止する効果が得られる。
Furthermore, since the
なお、本実施形態にかかる固体撮像装置において、脚部21と遮光膜13とは、スリット部24の長さ方向と垂直な幅方向、すなわち、図7(a)、図7(b)における横方向のみが近接することとなる。このため両者の接触を避ける上では、脚部21をスリット部24の幅方向において中央に位置するようにすることが重要となる。そして、このように、シャント配線14と一体の脚部21と遮光膜13との接触を避ける上では、本実施形態にかかる固体撮像装置においても、スリット部24の長手方向側面にサイドウォールを形成することが、より好ましいと言える。
In the solid-state imaging device according to the present embodiment, the
以下、図8および図9を用いて、本実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を説明する。なお、図8および図9は、第1の実施形態の説明に用いた図3および図4と同じく、図8(a)と図8(c)、図9(a)と図9(c)と図9(e)とが、シャント配線14と第2垂直転送電極11Bとの間の接続部分ではない部分でストッパ層20が形成されている部分である、図6におけるC−C線部分の断面構成を示す。また、図8(b)と図8(d)、図9(b)と図9(d)と図9(f)とが、シャント配線14と第2垂直転送電極11Bとの間の接続部分であり、ストッパ層20が形成されていない部分である、図6におけるD−D線部分の断面構成を示している。
Hereinafter, the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and FIG. 9 are the same as FIG. 3 and FIG. 4 used for description of the first embodiment, and FIG. 8A and FIG. 8C, FIG. 9A and FIG. And FIG. 9E is a portion where the
図8(a)および図8(b)の状態では、第2の絶縁膜16までが既に形成されている。すなわち、半導体基板22に図示しない光電変換部と、光電変換部の垂直列間部に垂直転送チャネル2とが形成されていて、その上の表面酸化膜12を介して、パターン化された垂直転送電極11、第1の絶縁膜15、遮光膜13,第2の絶縁膜16が順次積層されている。
In the state of FIG. 8A and FIG. 8B, up to the second insulating
そして、図8(a)および図8(b)に示すように、第2の絶縁膜16の上にはレジスト膜23が形成され、このレジスト膜23には、垂直転送チャネル2の形成方向に沿って後に遮光膜13に形成されるスリット部24となる部分が、パターン化されて除去されている。上記したように、本実施形態にかかる固体撮像装置では、スリット部24が連続的に形成されるため、シャント配線と垂直転送電極との接続部分の断面形状を示す図8(b)のみならず、図8(a)の部分でも、同じ幅でレジスト膜23が除去されている。
8A and 8B, a resist
なお、図8(a)に示す、シャント配線と垂直転送電極との接続部分以外の部分には、レジスト膜23の除去部分の幅、すなわち後に形成される遮光膜13のスリット幅と同じか少し広い幅となるように、あらかじめ垂直転送電極11の上にストッパ層20が形成されている。なお、このストッパ20を、接続部を持たない垂直転送電極11全体を覆うように形成しておくことで、位置ずれのマージンをより大きく確保することができる。
It should be noted that the portion other than the connection portion between the shunt wiring and the vertical transfer electrode shown in FIG. A
次に、図8(c)および図8(d)に示すように、このレジスト膜23をマスクとして使用することで、第2の層間絶縁膜16、遮光膜13,および、第1の層間絶縁膜15にスリット状の開口部を形成する。この開口部の形成は、エッチングにより行われるが、図8(c)の部分にはエッチングストッパとなるストッパ層20が形成されているため、エッチングが停止しストッパ層20には開口は形成されない。
Next, as shown in FIGS. 8C and 8D, by using this resist
その後、図9(a)および図9(b)に示すように、レジスト膜23を除去する。ここで、遮光膜13に形成された開口部が遮光膜13のスリット部24となる。
Thereafter, as shown in FIGS. 9A and 9B, the resist
次に、図9(c)および図9(d)に示すようにシリコン酸化膜からなる第3の絶縁膜18を形成する。
Next, as shown in FIGS. 9C and 9D, a third insulating
そして、この第3の絶縁膜18に異方性エッチングを施して、図9(e)および図9(f)に示すように、遮光膜13のスリット部24の長手方向の側面に当たる側壁内側の部分と、受光部の周りを取り囲む部分の第2の絶縁膜16の内壁部分に、サイドウォール19が形成される。このとき、上記したように、酸化膜である第3の絶縁層18のエッチングレートを窒化膜であるストッパ層20のエッチングレートよりも大きくすることで、サイドウォール19を形成する工程を経た後のスリット部24の底部に、ストッパ層20をそのまま残すことができる。
Then, the third insulating
そして、図9(f)に示すように、タングステン(W)膜をスパッタあるいは、スパッタとCVDの複合で形成し、所望の幅に加工することにより絶縁してシャント配線14とする。このとき、サイドウォール19が形成されていることでスリット部24の形状が、上部が広がった窪み状となっているために、シャント配線14と同時に形成される脚部21は、タングステン膜が入りやすくなってスリット部24の底部にまで容易に到達する。したがって、図9(f)で示す接続部分では、シャント配線14と垂直転送電極11との接続が確実にできる。また、図9(e)で示す部分では、シャント配線14と垂直転送電極11との絶縁膜を兼ねるストッパ膜20まで脚部21が確実に到達する。その結果、シャント配線14と垂直転送電極11との間に、接触抵抗が生じて起きる弊害を効果的に防止することができると共に、脚部21がスリット部24の中に入り込む形状となっているために生じる、シャント配線14の膜剥がれの防止効果を確実に得ることができる。
Then, as shown in FIG. 9F, a tungsten (W) film is formed by sputtering or a combination of sputtering and CVD, and is processed into a desired width to be insulated to form a
なお、本実施形態においても、第1の実施形態として説明したものと同様に、第2の絶縁膜16、および、第3の絶縁膜18の膜厚を100nmとし、スリットの開口部の幅を300nmとすること、および、サイドウォール19形成時のオーバーエッチング量を適切にコントロールすることで、シャント配線14および脚部21と、垂直転送電極11,または、遮光膜13との間の絶縁を十分に保つことができる。
In this embodiment as well, as described in the first embodiment, the film thicknesses of the second insulating
また、サイドウォール部19を形成することで得られる、段差部が緩和されることによる受光部における白キズの発生などの画質不良を低減する効果や、遮光膜13とシャント配線14と一体の脚部21との間隔を正しく規定することで得られる、両者間の絶縁を確実に得ることができるようになる効果なども、第1の実施形態にかかる固体撮像装置と同様に得ることができる。
Further, the effect of reducing image quality defects such as white scratches in the light receiving portion due to the relief of the stepped portion obtained by forming the
なお、図6に示すように、本実施形態においても脚部21の断面形状は略正方形とし、ストッパ層20が形成されていない領域の形状も略正方形としたが、この形状に限られないことは言うまでもない。第1の実施形態において、接続部開口17の形状のバリエーションとして、長方形や楕円、長円形、さらには円形としたものについて、図5を用いて示したが、本実施形態における脚部21の断面形状、および、ストッパ層20が形成されていない領域の形状も、図5に示した各種の形状とすることができる。また、脚部21およびストッパ層20の形成されていない領域の形状を、長方形や長円形の形状として、その長手方向を垂直転送電極11の形成方向と揃えることで、信頼性の向上と固体撮像装置の高速化が図れると言う点も、上記第1の実施形態と同様である。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the cross-sectional shape of the
上記したように、本実施形態にかかる固体撮像装置は、シャント配線14の厚みを増した場合と同じ効果が得られるので、シャント配線14の実効的な抵抗値を低くすることができる。このため、本実施形態にかかる固体撮像装置を用いることにより、高速駆動が可能な、もしくは、低消費電力動作が可能な、高画質のスチルカメラ及びビデオカメラを実現することができる。なお、上記のようにシャント配線14の断面の面積を拡大することとなるため、シャント配線14の抵抗値を保ったまま、その幅を狭くすることが可能となる。よって、駆動周波数を速くしない場合には、撮像画素サイズのさらなる縮小が可能となる。
As described above, the solid-state imaging device according to the present embodiment can obtain the same effect as when the thickness of the
次に、図10および図11を用いて、本実施形態にかかる固体撮像装置の応用例を説明する。図10は、本実施形態にかかる固体撮像装置の応用例の主要構成を説明する平面図である。また、図11(a)は図10のE−E線における断面構成を示す模式図、また、図11(b)は同じく図10中にF−F線として示した部分の断面構成を示す模式図である。なお、これら図10および図11に示す本実施形態にかかる固体撮像装置の応用例は、基本構成の部分では、図7および図8に示した第2の実施形態にかかる固体撮像装置と同じである。したがって、共通する部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。 Next, application examples of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a plan view illustrating a main configuration of an application example of the solid-state imaging device according to the present embodiment. 11A is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration taken along the line EE of FIG. 10, and FIG. 11B is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration of a portion similarly shown as the FF line in FIG. FIG. The application example of the solid-state imaging device according to the present embodiment shown in FIGS. 10 and 11 is the same as the solid-state imaging device according to the second embodiment shown in FIGS. is there. Therefore, common parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図10および図11で示す応用例は、第2の実施形態にかかる固体撮像装置において、第3の絶縁膜18がシリコン酸化膜で形成される場合に、ストッパ層20としてシリコン窒化膜を選択した場合のものである。そして、図10および図11に示すように、ストッパ層20を遮光膜13のスリット部24の底部に相当する垂直転送電極11上だけでなく、同時に半導体基板22の光電変換部1が形成された位置における表面酸化膜12上に形成していることが特徴である。
In the application example shown in FIGS. 10 and 11, in the solid-state imaging device according to the second embodiment, when the third insulating
シリコンナイトライド膜は、その屈折率がn=2程度であるため、n=5弱程度のシリコン基板の場合の光電変換部の屈折率と、n=1.5弱程度の表面酸化膜12の界面での屈折率との間の値を有するため、反射防止膜としての機能を発揮できる。このため、ストッパ層20を形成するときのマスクパターンを少し変えるだけで、応用例として示した、反射防止膜を備えたさらに感度が高い固体撮像装置を得ることができるのである。
Since the refractive index of the silicon nitride film is about n = 2, the refractive index of the photoelectric conversion part in the case of a silicon substrate of about n = 5 and the
以上、本発明の固体撮像装置とその製造方法を、実施形態を示して説明してきたが、本発明はこの実施形態に示したものに限られるわけではない。 As described above, the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention have been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to those described in the embodiments.
例えば、上記各実施形態では、第1垂直転送電極11Aと第2垂直転送電極11Bとが、互いに重なり合っている構成を図示して説明したが、これを重なり合わない単層構造とすることができる。その場合にも、本発明の特有の効果は何ら失われずに、固体撮像装置の垂直方向、すなわち光電変換部の列方向における撮像画素の微細化を推進することが可能となる。
For example, in each of the above embodiments, the first
本発明にかかる固体撮像装置およびその製造方法によれば、撮像感度が高く、かつ、高速信号処理が可能な、高画質の固体撮像装置を実現でき、固体撮像装置、特にCCD型の固体撮像装置等としてデジタルカメラやビデオカメラに有用である。 According to the solid-state imaging device and the method for manufacturing the same according to the present invention, it is possible to realize a high-quality solid-state imaging device having high imaging sensitivity and capable of high-speed signal processing, and a solid-state imaging device, particularly a CCD solid-state imaging device. It is useful for digital cameras and video cameras.
1 光電変換部
2 垂直転送チャネル
3 窓部
11 垂直転送電極
11A 第1垂直転送電極
11B 第2垂直転送電極
12 表面酸化膜
13 遮光膜
14 シャント配線
15 第1の絶縁膜
16 第2の絶縁膜
17 接続部開口
18 第3の絶縁膜
19 サイドウォール
20 ストッパ層
21 脚部
22 半導体基板
23 レジスト膜
24 スリット部
101 光電変換部
102 垂直転送チャネル
111 垂直転送電極
113 遮光膜
114 シャント配線
115 第1の絶縁膜
116 第2の絶縁膜
121 コンタクト部
122 半導体基板
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記光電変換部の垂直列間部に配置された垂直転送チャネルと、
前記光電変換部の電荷を前記垂直転送チャネルに転送する複数の垂直転送電極と、
前記垂直転送電極上に第1の絶縁膜を介して積層された、前記光電変換部の受光部を規定する複数の窓部を有する遮光膜と、
前記垂直転送チャネルと重なり合う領域に配置された、前記遮光膜とは第2の絶縁膜によって絶縁されたシャント配線とを有し、
前記垂直転送電極の各駆動相に対応した駆動パルスが、前記シャント配線から供給されることを特徴とする固体撮像装置。 A plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix on the substrate;
A vertical transfer channel disposed between vertical columns of the photoelectric conversion unit;
A plurality of vertical transfer electrodes for transferring charges of the photoelectric conversion unit to the vertical transfer channel;
A light-shielding film having a plurality of windows defining a light-receiving part of the photoelectric conversion part, which is laminated on the vertical transfer electrode via a first insulating film;
A light-shielding film disposed in a region overlapping with the vertical transfer channel and a shunt wiring insulated by a second insulating film;
A solid-state imaging device, wherein a driving pulse corresponding to each driving phase of the vertical transfer electrode is supplied from the shunt wiring.
前記シャント配線と前記垂直転送電極とが、前記シャント配線と一体でその厚さ方向に延在する脚部によって接続されている、請求項1に記載の固体撮像装置。 The vertical transfer electrode is connected to a plurality of the photoelectric conversion units arranged in a horizontal direction,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the shunt wiring and the vertical transfer electrode are connected to each other by a leg portion that is integral with the shunt wiring and extends in a thickness direction thereof.
前記第2の絶縁膜を形成した後に、前記第2の絶縁膜、前記遮光膜、前記第1の絶縁膜をエッチングして前記垂直転送チャネルと重なり合う領域に所定形状の開口部を形成する工程と、
第3の絶縁膜を形成し、前記第3の絶縁膜に異方性エッチングを施して前記開口部にサイドウォールを形成する工程と、
前記シャント配線をその厚さ方向に延在する脚部とともに形成して、前記脚部によって前記シャント配線と前記垂直転送電極とを接続する工程とを有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 Connected to a plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix on the substrate, a vertical transfer channel arranged between vertical columns of the photoelectric conversion units, and a plurality of the photoelectric conversion units arranged in a horizontal direction. A vertical transfer electrode, a light-shielding film having a plurality of windows defining a light-receiving portion of the photoelectric conversion portion stacked on the vertical transfer electrode via a first insulating film, and a region overlapping the vertical transfer channel The method for manufacturing a solid-state imaging device having the light shielding film disposed and the shunt wiring insulated by the second insulating film,
Etching the second insulating film, the light shielding film, and the first insulating film after forming the second insulating film to form an opening having a predetermined shape in a region overlapping with the vertical transfer channel; ,
Forming a third insulating film, subjecting the third insulating film to anisotropic etching to form a sidewall in the opening; and
Forming the shunt wiring with a leg portion extending in a thickness direction of the shunt wiring and connecting the shunt wiring and the vertical transfer electrode by the leg portion. .
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