JP2013143610A - Solid state imaging element, method for manufacturing the same, solid state imaging device and electronic apparatus - Google Patents

Solid state imaging element, method for manufacturing the same, solid state imaging device and electronic apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state imaging element preventing light from a slit formed around a pixel part with its structural necessity from entering a semiconductor substrate to prevent deterioration of image quality due to disturbance of a black level caused by the light from the slit, which is likely to occur as a chip size is reduced.SOLUTION: A solid state imaging element includes: a pixel part in which a plurality of sensors for generating signal charges by photoelectric conversion are arranged on a semiconductor substrate; an optical black part as a portion of the pixel part, in which the sensor outputs a signal to be a reference of a black level; a first light-shielding film provided on the pixel part so as to cover at least the optical black part of the pixel part; a wiring part having a wiring layer provided around the pixel part so as to be spaced from the first light-shielding film via a slit-like gap; and a second light-shielding film provided so as to cover the slit-like gap against the semiconductor substrate .

Description

本技術は、複数の画素が配列される撮像部に、黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部を有する固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、固体撮像装置、および電子機器に関する。   The present technology relates to a solid-state imaging device having an optical black portion that outputs a signal serving as a reference for a black level in an imaging portion in which a plurality of pixels are arranged, a method for manufacturing the solid-state imaging device, a solid-state imaging device, and an electronic apparatus.

従来、CCD(Charge Coupled Device)型やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型に代表される固体撮像素子においては、複数の画素が配列される画素領域としての画素部に、オプティカルブラック部(以下「OB部」ともいう。)を設ける技術がある。OB部は、画素部のうち、信号電荷を有効な画素信号として出力する有効画素部に対して、黒レベルを規定するために黒レベルの基準となる信号を出力する領域である。このため、OB部に配置される画素は遮光されており、この遮光された画素からの信号が、黒レベルの基準に用いられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a solid-state imaging device typified by a charge coupled device (CCD) type or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) type, an optical black portion (hereinafter referred to as “OB”) is provided as a pixel region in which a plurality of pixels are arranged. There is a technique for providing a part. The OB portion is a region that outputs a signal that serves as a reference for the black level in order to define the black level with respect to the effective pixel portion that outputs the signal charge as an effective pixel signal in the pixel portion. For this reason, the pixels arranged in the OB portion are shielded from light, and signals from the shielded pixels are used as a reference for the black level.

OB部は、一般的に、画素部において有効画素部の周囲に設けられる。つまり、OB部は、画素部の主な部分を構成する有効画素部に対して、画素部の端の部分に設けられる。OB部上には、上記のとおりOB部に配置される画素に対する遮光を行うための遮光膜が設けられる。この遮光膜は、画素部に対して、OB部を含む画素部の周縁部分を覆うように設けられる。   The OB portion is generally provided around the effective pixel portion in the pixel portion. That is, the OB portion is provided at the end portion of the pixel portion with respect to the effective pixel portion constituting the main portion of the pixel portion. On the OB portion, as described above, a light shielding film for shielding light from the pixels arranged in the OB portion is provided. The light shielding film is provided so as to cover the peripheral portion of the pixel portion including the OB portion with respect to the pixel portion.

一方、固体撮像素子には、画素部の周囲に、複数の配線が配置される配線部が設けられるものがある。配線部に配置される配線は、例えばCCD型の固体撮像素子においては、画素部の各画素で生成された信号電荷を転送する電荷転送部の転送電極に駆動電圧としてのクロック・パルスを供給する配線(バスライン)である。この配線は、例えば固体撮像素子における周辺領域に配置される電極パッドと同じ階層の層構造として金属膜等により形成される。配線部に設けられる配線としては、電荷転送部の駆動について例えば4相駆動や8相駆動等の相の数に応じた複数の配線が、画素部の周囲において画素部の領域に沿って並んだ状態で配される(例えば、特許文献1参照。)。   On the other hand, some solid-state imaging devices are provided with a wiring portion in which a plurality of wirings are arranged around the pixel portion. For example, in a CCD solid-state imaging device, the wiring arranged in the wiring unit supplies a clock pulse as a drive voltage to the transfer electrode of the charge transfer unit that transfers the signal charge generated in each pixel of the pixel unit. Wiring (bus line). For example, the wiring is formed of a metal film or the like as a layer structure of the same layer as the electrode pad arranged in the peripheral region in the solid-state imaging device. As the wiring provided in the wiring part, a plurality of wirings according to the number of phases such as four-phase driving and eight-phase driving for driving the charge transfer part are arranged around the pixel part along the region of the pixel part. (For example, refer to Patent Document 1).

また、固体撮像素子においては、画素部に無効領域を設ける技術がある。無効領域は、画素部のイオンインプラ工程や開口工程等におけるフォトリソグラフィ技術を使用する際にレジスト形状を安定させるために設けられるダミー領域であったり、配線部から画素部への駆動電圧を送る配線のために必要な領域であったりし、画像を出力する際には不要な領域である。無効領域は、画素部の周縁部分に設けられ、上述したように画素部にOB部を有する構成においてはOB部の外側に設けられ、OB部を遮光する遮光膜により遮光される。   Further, in the solid-state imaging device, there is a technique for providing an invalid area in the pixel portion. The invalid region is a dummy region provided to stabilize the resist shape when using a photolithography technique in an ion implantation process or an opening process of the pixel portion, or a wiring that sends a driving voltage from the wiring portion to the pixel portion. This is an area necessary for image output, or an area unnecessary for outputting an image. The invalid area is provided at the peripheral portion of the pixel portion. As described above, in the configuration in which the pixel portion includes the OB portion, the invalid region is provided outside the OB portion, and is shielded by a light shielding film that shields the OB portion.

OB部を遮光するために画素部上に設けられる遮光膜と、画素部の周囲に設けられる配線部の配線とは、固体撮像素子の積層構造において同一の積層構造として、あるいは互いに略同じ層位置に設けられる。そして、画素部の遮光膜と配線とは、互いに異電位である。具体的には、画素部の遮光膜はグランド電位であるのに対し、配線部の配線は電荷転送部を駆動させるための駆動電圧の印加を受ける。   The light shielding film provided on the pixel portion for shielding the OB portion and the wiring of the wiring portion provided around the pixel portion have the same laminated structure in the laminated structure of the solid-state imaging device or substantially the same layer positions. Provided. The light shielding film and the wiring in the pixel portion are at different potentials. Specifically, the light shielding film in the pixel portion is at the ground potential, whereas the wiring in the wiring portion is applied with a driving voltage for driving the charge transfer portion.

このように互いに異電位となる画素部の遮光膜と配線部の配線との間には、両者の間を絶縁させるための隙間が存在する。この遮光膜と配線との間の隙間は、上述したように配線が画素部の領域に沿って配される構成においては、画素部の領域に沿ったスリットとして存在する。また、配線部において同じ階層部分として設けられる複数の配線同士の間にも、遮光膜と配線との間と同様のスリットが存在する。これらの遮光膜と配線との間のスリット、および配線同士の間のスリットは、例えば絶縁膜等が存在する部分であって光を透過させる部分であり、遮光されていない領域として存在する。   Thus, there is a gap for insulating between the light shielding film of the pixel portion and the wiring portion of the wiring portion, which have different potentials. The gap between the light shielding film and the wiring exists as a slit along the pixel portion region in the configuration in which the wiring is disposed along the pixel portion region as described above. In addition, a slit similar to that between the light shielding film and the wiring also exists between the plurality of wirings provided as the same layer portion in the wiring portion. The slit between the light shielding film and the wiring and the slit between the wiring are, for example, a portion where an insulating film or the like is present and a portion through which light is transmitted, and is present as an unshielded region.

特開2002−76322号公報JP 2002-76322 A

近年、コストダウンの要求に応えるため、固体撮像素子のチップサイズ縮小が求められており、実際に固体撮像素子の小型化が進んでいる。チップサイズの縮小のためには、上記のとおり無効領域が画像を出力する際には不要な領域であること等の理由から、画素部と配線部との間の距離を縮めること、つまり無効領域のサイズを縮小することが有効な手立てである。この点、近年のフォトリソグラフィ技術の向上により、従来に比べてレジスト形状安定のために必要な領域を縮小させることが可能となっており、また、配線の線幅縮小をともなう配線部の領域の縮小が可能となっていることから、無効領域を縮小すること、ないしは無くすことが可能となっている。   In recent years, in order to meet the demand for cost reduction, reduction of the chip size of the solid-state image sensor has been demanded, and the solid-state image sensor has actually been downsized. In order to reduce the chip size, the distance between the pixel portion and the wiring portion is reduced, that is, the invalid region because the invalid region is an unnecessary region when outputting an image as described above. It is an effective way to reduce the size. In this regard, the recent improvement in photolithography technology has made it possible to reduce the area necessary for resist shape stability compared to the prior art, and the area of the wiring portion accompanying the reduction in the line width of the wiring. Since the reduction is possible, the invalid area can be reduced or eliminated.

無効領域を縮小ないしは無くすことにより、上記のような遮光膜と配線との間のスリット、および配線同士の間のスリットの位置が、画素部に近づくことになる。このため、これらのスリットから入射する光が、画質に影響を与えるという現象が生じる。   By reducing or eliminating the ineffective area, the positions of the slit between the light shielding film and the wiring and the slit between the wiring as described above approach the pixel portion. For this reason, the phenomenon that the light incident from these slits affects the image quality occurs.

具体的には、固体撮像素子に対する入射光がスリットから入射することにより、スリット下において主にシリコン(Si)からなる半導体基板内で光電変換によって電子が生成される。このスリットからの入射光によって生成された電子については、半導体基板内を拡散によって移動し、画素部、特にスリットが形成される配線部側に近いOB部に達することがある。   Specifically, when incident light with respect to the solid-state image sensor enters from the slit, electrons are generated by photoelectric conversion in a semiconductor substrate mainly made of silicon (Si) under the slit. The electrons generated by the incident light from the slit may move by diffusion in the semiconductor substrate and reach the pixel portion, particularly the OB portion close to the wiring portion side where the slit is formed.

黒レベルの基準信号を規定するための領域であるOB部に、スリットからの入射光により生じた電子が流入すると、黒レベルの基準信号が本来の信号量より多く出力されるといった黒レベルの乱れが生じ、黒沈みと呼ばれる画質劣化が起こってしまう。こうしたスリットからの入射光に起因する画質劣化は、スリットから画素部までの距離が十分確保されていた従前は問題になりにくかった。しかし、近年のチップサイズ縮小によってスリットの位置が画素部に近づくことで、スリットからの入射光により生じた電子がOB部に届きやすくなり、スリットからの入射光に起因する画質劣化の懸念が大きくなる。   Disturbance of the black level such that when electrons generated by the incident light from the slit flow into the OB portion, which is a region for defining the black level reference signal, the black level reference signal is output more than the original signal amount. As a result, image quality deterioration called black sink occurs. Such image quality degradation due to the incident light from the slit has not been a problem in the past when a sufficient distance from the slit to the pixel portion was ensured. However, since the position of the slit approaches the pixel portion due to the recent chip size reduction, the electrons generated by the incident light from the slit easily reach the OB portion, and there is a great concern about the image quality deterioration due to the incident light from the slit. Become.

本技術の目的は、構造上、画素部の周囲に形成されるスリットからの光が半導体基板に入射することを防止することができ、チップサイズの縮小にともなって生じやすくなる、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を防止することができる固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、固体撮像装置、および電子機器を提供することである。   The purpose of this technology is to prevent light from the slits formed around the pixel area from entering the semiconductor substrate due to the structure, and to make it easier to occur as the chip size is reduced. It is an object to provide a solid-state imaging device, a manufacturing method of the solid-state imaging device, a solid-state imaging device, and an electronic apparatus that can prevent deterioration in image quality due to black level disturbance caused by light.

本技術に係る固体撮像素子は、半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備えるものである。   A solid-state imaging device according to an embodiment of the present technology includes a pixel unit in which a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion are arranged on a semiconductor substrate, a part of the pixel unit, and a reference of a black level by the sensor unit. An optical black portion that outputs a signal, a first light shielding film that is provided on the pixel portion and covers at least the optical black portion of the pixel portion, and is provided around the pixel portion, and the first light shielding portion. A wiring portion having a wiring layer provided with a slit-like space between the film and a second light-shielding film provided in a state of covering the slit-like space with respect to the semiconductor substrate; It is.

また、本技術に係る固体撮像素子においては、好ましくは、前記第2の遮光膜は、前記画素部を覆う画素部領域部と、該画素部領域部から前記画素部の外側に延長され前記画素部領域部とともに前記スリット状の間隔を覆う周辺部と、を有する。   In the solid-state imaging device according to the present technology, it is preferable that the second light shielding film includes a pixel portion region portion that covers the pixel portion, and extends from the pixel portion region portion to the outside of the pixel portion. And a peripheral portion that covers the slit-like interval together with the partial region portion.

また、本技術に係る固体撮像素子においては、好ましくは、前記第2の遮光膜は、前記第1の遮光膜に対して下側の層として設けられ、前記センサ部への光の入射を許容する開口部を有する遮光膜である。   In the solid-state imaging device according to the present technology, preferably, the second light shielding film is provided as a lower layer with respect to the first light shielding film, and allows light to enter the sensor unit. A light shielding film having an opening.

また、本技術に係る固体撮像素子においては、好ましくは、前記配線層は、互いに同じ階層部分として互いの間にスリット状の間隔を隔てて設けられる複数の配線を有し、前記第2の遮光膜は、前記半導体基板に対して前記複数の配線間のスリット状の間隔を覆った状態で設けられる。   Moreover, in the solid-state imaging device according to the present technology, it is preferable that the wiring layer includes a plurality of wirings provided as slits between each other as the same layer portion, and the second light shielding. The film is provided in a state of covering the slit-like spacing between the plurality of wirings with respect to the semiconductor substrate.

本技術に係る固体撮像素子の製造方法は、半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部上に、前記センサ部への光の入射を許容する開口部を有する下層遮光膜を形成する工程と、前記下層遮光膜の上層として、前記画素部のうち、少なくとも前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部を覆う上層遮光膜と、前記画素部の周囲に前記上層遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てる配線層とを、互いに同じ階層部分として形成する工程と、を含み、前記下層遮光膜を形成する工程は、前記下層遮光膜が前記スリット状の間隔を覆った状態となるように、前記下層遮光膜を形成するものである。   In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to an embodiment of the present technology, an opening that allows light to enter the sensor unit is provided on a pixel unit in which a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion are arranged on a semiconductor substrate. A step of forming a lower-layer light-shielding film, and an upper-layer light-shielding film that covers, as an upper layer of the lower-layer light-shielding film, an optical black portion that outputs at least a signal serving as a reference for a black level by the sensor unit, Forming a wiring layer having a slit-like space between the upper layer light shielding film and the upper layer light shielding film around the pixel portion as the same layer portion, and the step of forming the lower light shielding film includes the lower layer light shielding The lower light-shielding film is formed so that the film covers the slit-like interval.

本技術に係る固体撮像装置は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動部と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備えるものである。   A solid-state imaging device according to an embodiment of the present technology includes a solid-state imaging device and a driving unit that generates a driving signal for driving the solid-state imaging device, and the solid-state imaging device generates a signal by photoelectric conversion on a semiconductor substrate. A pixel unit that arranges a plurality of sensor units that generate electric charges, an optical black unit that is a part of the pixel unit, and that outputs a signal serving as a reference for a black level by the sensor unit, and the pixel unit are provided on the pixel unit A wiring layer provided at a periphery of the pixel portion and with a slit-like space between the first light shielding film covering at least the optical black portion of the pixel portion and the first light shielding film. And a second light shielding film provided in a state of covering the slit-like interval with respect to the semiconductor substrate.

本技術に係る電子機器は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子のセンサ部に入射光を導く光学系と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路と、前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備えるものである。   An electronic apparatus according to the present technology includes a solid-state imaging device, an optical system that guides incident light to a sensor unit of the solid-state imaging device, a drive circuit that generates a drive signal for driving the solid-state imaging device, and the solid-state imaging A signal processing circuit that processes an output signal of the element, and the solid-state imaging device includes a pixel unit that arranges a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion on a semiconductor substrate, and one of the pixel units. An optical black portion that outputs a signal serving as a black level reference by the sensor portion, a first light-shielding film that is provided on the pixel portion and covers at least the optical black portion of the pixel portion, and A wiring portion provided around the pixel portion and having a wiring layer provided with a slit-like spacing between the first light-shielding film and the slit-like spacing with respect to the semiconductor substrate; A second light shielding film provided in a state of Tsu, those comprising a.

本技術によれば、構造上、画素部の周囲に形成されるスリットからの光が半導体基板に入射することを防止することができ、チップサイズの縮小にともなって生じやすくなる、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を防止することができる。   According to the present technology, the light from the slit formed around the pixel portion can be prevented from entering the semiconductor substrate due to the structure, and the incidence from the slit is likely to occur as the chip size is reduced. It is possible to prevent image quality deterioration due to black level disturbance caused by light.

本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の全体的な構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the solid-state image sensor which concerns on one Embodiment of this technique. 本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a solid-state imaging element according to an embodiment of the present technology. 本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の構成の一部を示す平面図。The top view which shows a part of structure of the solid-state image sensor which concerns on one Embodiment of this technique. 図3におけるA−A’断面図。A-A 'sectional view in FIG. 本技術に対する比較例の固体撮像素子を示す平面図。The top view which shows the solid-state image sensor of the comparative example with respect to this technique. 図5におけるB−B’断面図。B-B 'sectional drawing in FIG. 本技術に対する他の比較例の固体撮像素子を示す平面図。The top view which shows the solid-state image sensor of the other comparative example with respect to this technique. 本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of the solid-state image sensor which concerns on one Embodiment of this technique. 本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の他の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other modification of the solid-state image sensor which concerns on one Embodiment of this technique. 本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の製造方法についての説明図。Explanatory drawing about the manufacturing method of the solid-state image sensor which concerns on one Embodiment of this technique. 本技術の一実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the solid-state imaging device which concerns on one Embodiment of this technique. 本技術の一実施形態に係る電子機器の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electronic device which concerns on one Embodiment of this technique.

本技術は、画素部の周囲に設けられる配線部との関係で画素部の周囲にスリット状の間隔が形成される構成において、スリット状の間隔を遮光膜によって覆うことで、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を引き起こさないにするものである。以下、本技術の実施の形態を説明する。   In the configuration in which the slit-like interval is formed around the pixel unit in relation to the wiring unit provided around the pixel unit, the present technology covers the slit-like interval with a light-shielding film so that the incident light from the slit Therefore, the image quality is not deteriorated due to the black level disturbance caused by the image quality. Hereinafter, embodiments of the present technology will be described.

[固体撮像素子の構成]
本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の全体構成について、図1を用いて説明する。図1に示すように、本実施形態に係る固体撮像素子1は、CCD型の固体撮像素子(メージ・センサ)であり、半導体基板上に構成される矩形状の画素領域である画素部2を有する。固体撮像素子1は、画素部2に、複数のセンサ部3を備える。
[Configuration of solid-state image sensor]
An overall configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present technology will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a solid-state imaging device 1 according to this embodiment is a CCD solid-state imaging device (image sensor), and includes a pixel unit 2 that is a rectangular pixel region formed on a semiconductor substrate. Have. The solid-state imaging device 1 includes a plurality of sensor units 3 in the pixel unit 2.

画素部2は、半導体基板上に複数のセンサ部3を配列させる。複数のセンサ部3は、半導体基板に設けられる画素部2にて行列状に配列される。つまり、複数のセンサ部3は、矩形状の画素部2に沿って、縦方向・横方向に2次元行列状に配置される。本実施形態の固体撮像素子1では、図1において、縦方向(上下方向)を垂直方向とし、横方向(左右方向)を水平方向とする。   The pixel unit 2 has a plurality of sensor units 3 arranged on a semiconductor substrate. The plurality of sensor units 3 are arranged in a matrix in the pixel unit 2 provided on the semiconductor substrate. That is, the plurality of sensor units 3 are arranged in a two-dimensional matrix in the vertical and horizontal directions along the rectangular pixel unit 2. In the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, in FIG. 1, the vertical direction (up and down direction) is the vertical direction, and the horizontal direction (left and right direction) is the horizontal direction.

センサ部3は、固体撮像素子1に対する入射光を受光する受光部であり、光電変換により信号電荷を生成する。本実施形態では、センサ部3は、受光素子としてのフォトダイオードにより構成され、光電変換により信号電荷を生成し、蓄積する。つまり、センサ部3は、受光面を有し、その受光面に入射した光の光量(強度)に応じた信号電荷を生成し、生成した信号電荷を蓄積する。各センサ部3は、画素部2における各画素7を構成する。したがって、固体撮像素子1が備える複数の画素7は、それぞれセンサ部3を有し、画素部2に行列状に配列される。   The sensor unit 3 is a light receiving unit that receives incident light with respect to the solid-state imaging device 1 and generates a signal charge by photoelectric conversion. In the present embodiment, the sensor unit 3 includes a photodiode as a light receiving element, and generates and accumulates signal charges by photoelectric conversion. That is, the sensor unit 3 has a light receiving surface, generates a signal charge corresponding to the light amount (intensity) of light incident on the light receiving surface, and accumulates the generated signal charge. Each sensor unit 3 constitutes each pixel 7 in the pixel unit 2. Therefore, the plurality of pixels 7 included in the solid-state imaging device 1 each have the sensor unit 3 and are arranged in a matrix in the pixel unit 2.

固体撮像素子1は、センサ部3で生成された信号電荷を転送する電荷転送部として、複数の垂直転送部4と、水平転送部5とを備える。垂直転送部4は、複数のセンサ部3の行列状の2次元配列における各列方向(垂直方向)の並びに沿って設けられる。つまり、図1に示すように、複数の垂直転送部4は、行列状に配置される複数のセンサ部3の垂直方向に並ぶ列毎に、各列の一側(図1では左側)に、センサ部3の垂直方向の並びに沿って互いに平行に配された状態で設けられる。   The solid-state imaging device 1 includes a plurality of vertical transfer units 4 and a horizontal transfer unit 5 as charge transfer units that transfer signal charges generated by the sensor unit 3. The vertical transfer unit 4 is provided along a line in each column direction (vertical direction) in the matrix-like two-dimensional array of the plurality of sensor units 3. That is, as shown in FIG. 1, the plurality of vertical transfer units 4 are arranged on one side of each column (left side in FIG. 1) for each column aligned in the vertical direction of the plurality of sensor units 3 arranged in a matrix. The sensor units 3 are provided in parallel with each other along the vertical direction of the sensor unit 3.

センサ部3により生成された信号電荷は、垂直転送部4に読み出され、垂直転送部4によって垂直方向に転送される。センサ部3内の信号電荷は、読み出し部6を介して垂直転送部4に読み出される。垂直転送部4は、対応する列に配置された複数のセンサ部3、つまり水平方向の一側(図1において右側)に隣接配置された複数のセンサ部3の各センサ部3から読み出し部6を介して信号電荷を読み出し、読み出した信号電荷を垂直方向へ順次転送する。   The signal charges generated by the sensor unit 3 are read out to the vertical transfer unit 4 and transferred in the vertical direction by the vertical transfer unit 4. The signal charge in the sensor unit 3 is read to the vertical transfer unit 4 via the reading unit 6. The vertical transfer unit 4 reads out each of the plurality of sensor units 3 arranged in the corresponding column, that is, the sensor units 3 of the plurality of sensor units 3 arranged adjacent to one side in the horizontal direction (right side in FIG. 1). The signal charges are read out via, and the read signal charges are sequentially transferred in the vertical direction.

読み出し部6は、半導体基板にてセンサ部3とこのセンサ部3により生成された信号電荷が読み出される垂直転送部4との間に設けられ、センサ部3により生成された信号電荷を垂直転送部4に読み出させる読み出しゲートとして機能する。読み出し部6は、垂直転送部4を構成する転送電極に含まれる読み出し電極が読み出し用の電圧(クロック・パルス)の印加を受けることで電位(ポテンシャル)を変動させ、センサ部3において生成され蓄積されている信号電荷を垂直転送部4に転送させる。   The reading unit 6 is provided between the sensor unit 3 and the vertical transfer unit 4 from which the signal charges generated by the sensor unit 3 are read on the semiconductor substrate, and the signal charges generated by the sensor unit 3 are transferred to the vertical transfer unit. 4 functions as a reading gate. The reading unit 6 varies the potential (potential) when the reading electrode included in the transfer electrode constituting the vertical transfer unit 4 receives a voltage (clock pulse) for reading, and is generated and stored in the sensor unit 3. The signal charge thus transferred is transferred to the vertical transfer unit 4.

また、センサ部3の読み出し部6が設けられる側と反対側(非読み出し側)において、センサ部3と垂直転送部4との間に、チャネルストップが設けられる。チャネルストップは、センサ部3の非読み出し側(図1において右側)において、垂直転送部4との間に障壁となる電位を形成することで、センサ部3に蓄積された信号電荷の非読み出し側への移動を規制する。   Further, a channel stop is provided between the sensor unit 3 and the vertical transfer unit 4 on the side (non-reading side) opposite to the side on which the reading unit 6 of the sensor unit 3 is provided. The channel stop forms a potential serving as a barrier with the vertical transfer unit 4 on the non-reading side (right side in FIG. 1) of the sensor unit 3, thereby non-reading the signal charge accumulated in the sensor unit 3. Restrict movement to

水平転送部5は、複数の垂直転送部4により転送された信号電荷を水平方向に転送する。水平転送部5は、センサ部3の垂直方向の並びに沿って互いに平行に配される複数の垂直転送部4の一方の端部側(図1では下側)に設けられ、矩形状の画素部2に対して垂直方向の一側(図1では下側)の水平方向の辺に沿って配置される。したがって、センサ部3から垂直転送部4に読み出された信号電荷は、垂直転送部4によって水平転送部5側(図1では下側)に向けて垂直方向に転送される。   The horizontal transfer unit 5 transfers the signal charges transferred by the plurality of vertical transfer units 4 in the horizontal direction. The horizontal transfer unit 5 is provided on one end side (lower side in FIG. 1) of the plurality of vertical transfer units 4 arranged in parallel with each other along the vertical direction of the sensor unit 3, and is a rectangular pixel unit 2 is arranged along a horizontal side on one side in the vertical direction (lower side in FIG. 1). Therefore, the signal charge read from the sensor unit 3 to the vertical transfer unit 4 is transferred in the vertical direction by the vertical transfer unit 4 toward the horizontal transfer unit 5 (lower side in FIG. 1).

垂直転送部4および水平転送部5により転送された信号電荷は、水平転送部5の終端側に設けられる出力部8から出力される。出力部8は、信号電荷を電圧に変える電荷電圧変換部として機能し、水平転送部5から転送された信号電荷を、FD(Floating Diffusion)アンプ等の出力アンプによって電気信号に変換して出力する。   The signal charges transferred by the vertical transfer unit 4 and the horizontal transfer unit 5 are output from the output unit 8 provided on the end side of the horizontal transfer unit 5. The output unit 8 functions as a charge-voltage conversion unit that converts signal charge into voltage, and converts the signal charge transferred from the horizontal transfer unit 5 into an electric signal by an output amplifier such as a FD (Floating Diffusion) amplifier and outputs the electric signal. .

図1から図4を用いて、本実施形態の固体撮像素子1についてより詳細に説明する。なお、図2は、垂直転送部4による信号電荷の転送方向に垂直な面を断面の方向とする断面図である。   The solid-state imaging device 1 of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view in which the plane perpendicular to the signal charge transfer direction by the vertical transfer unit 4 is the cross-sectional direction.

図2に示すように、固体撮像素子1は、半導体基板10を備える。半導体基板10は、第1導電型であるN型のシリコン半導体基板である。半導体基板10の表層側には、半導体層12が形成されている。したがって、半導体基板10は、N型シリコン基板部分である基板層11上に、半導体層12を有する。   As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device 1 includes a semiconductor substrate 10. The semiconductor substrate 10 is an N-type silicon semiconductor substrate that is a first conductivity type. A semiconductor layer 12 is formed on the surface layer side of the semiconductor substrate 10. Therefore, the semiconductor substrate 10 has the semiconductor layer 12 on the substrate layer 11 which is an N-type silicon substrate portion.

半導体層12は、N型のシリコン半導体基板である基板層11に対して、第2導電型であるP型の不純物領域である。つまり、半導体層12は、イオン注入により形成されるP−well領域である。この半導体層12に、上記のとおり行列状に配列されるセンサ部3が設けられる。   The semiconductor layer 12 is a P-type impurity region which is a second conductivity type with respect to the substrate layer 11 which is an N-type silicon semiconductor substrate. That is, the semiconductor layer 12 is a P-well region formed by ion implantation. In the semiconductor layer 12, the sensor units 3 arranged in a matrix as described above are provided.

半導体基板10の表層側の部分において、水平方向に隣り合うセンサ部3間には、垂直転送部4(図1参照)が構成される。図2に示すように、垂直転送部4(図1参照)は、半導体基板10の半導体層12に設けられる垂直転送レジスタ13と、半導体基板10上、つまり半導体層12上に設けられる転送電極14とを有する。垂直転送レジスタ13と転送電極14とを含む構成により、CCD構造の垂直転送部4が構成される。   In a portion on the surface layer side of the semiconductor substrate 10, a vertical transfer unit 4 (see FIG. 1) is configured between the sensor units 3 adjacent in the horizontal direction. As shown in FIG. 2, the vertical transfer unit 4 (see FIG. 1) includes a vertical transfer register 13 provided in the semiconductor layer 12 of the semiconductor substrate 10 and a transfer electrode 14 provided on the semiconductor substrate 10, that is, on the semiconductor layer 12. And have. The vertical transfer unit 4 having a CCD structure is configured by the configuration including the vertical transfer register 13 and the transfer electrode 14.

垂直転送レジスタ13は、半導体層12において、水平方向に隣り合うセンサ部3の間にて垂直方向に沿って列状に設けられる。つまり、垂直転送レジスタ13は、半導体基板10にて複数のセンサ部3の配列における列毎に設けられる。垂直転送レジスタ13は、例えばN型の不純物領域である転送チャネル領域として形成される。垂直転送レジスタ13は、垂直転送部4を構成する転送電極14に駆動電圧が印加されることによって、電荷が蓄積される電位の井戸を転送電極14の並びに沿って移動させることで、センサ部3から読み出された信号電荷を転送する。   The vertical transfer registers 13 are provided in a row along the vertical direction between the sensor units 3 adjacent in the horizontal direction in the semiconductor layer 12. That is, the vertical transfer register 13 is provided for each column in the array of the plurality of sensor units 3 on the semiconductor substrate 10. The vertical transfer register 13 is formed as a transfer channel region that is an N-type impurity region, for example. The vertical transfer register 13 applies a drive voltage to the transfer electrode 14 that constitutes the vertical transfer unit 4, thereby moving the well of the potential where charges are accumulated along the transfer electrode 14, thereby causing the sensor unit 3 to move. The signal charge read from is transferred.

転送電極14は、上記のとおり駆動電圧の印加を受けることで、電位の井戸を形成する垂直転送レジスタ13の部分の電位を変化させる。転送電極14は、垂直転送レジスタ13上に絶縁膜等を介して設けられる。転送電極14は、例えば多結晶シリコンからなる。本実施形態では、垂直転送部4は、4相駆動パルスにより駆動される。このため、垂直転送部4は、4相駆動に対応する4種類の転送電極14を有する。詳細には、4種類の転送電極14は、外部から入力される駆動電圧としての4相のクロック・パルスφV1、φV2、φV3、φV4の各電圧が独立して与えられる各電極である。これらの4種類の転送電極14は、垂直方向に2つの画素7毎に所定の順序で繰り返し配置されるように設けられる。   The transfer electrode 14 receives the drive voltage as described above, thereby changing the potential of the portion of the vertical transfer register 13 forming the potential well. The transfer electrode 14 is provided on the vertical transfer register 13 via an insulating film or the like. The transfer electrode 14 is made of, for example, polycrystalline silicon. In the present embodiment, the vertical transfer unit 4 is driven by a four-phase drive pulse. For this reason, the vertical transfer unit 4 has four types of transfer electrodes 14 corresponding to four-phase driving. Specifically, the four types of transfer electrodes 14 are electrodes to which voltages of four-phase clock pulses φV1, φV2, φV3, and φV4 as drive voltages input from the outside are independently applied. These four types of transfer electrodes 14 are provided so as to be repeatedly arranged in a predetermined order for every two pixels 7 in the vertical direction.

垂直転送部4の各転送電極14に印加される4相のクロック・パルスの大きさとタイミングが適切に制御されることにより、各センサ部3から垂直転送部4に読み出された信号電荷が、垂直転送部4の電極の並びに従って転送される。なお、垂直転送部4は、4相駆動に限定されず、例えば8相駆動等であってもよい。   By appropriately controlling the magnitude and timing of the four-phase clock pulse applied to each transfer electrode 14 of the vertical transfer unit 4, the signal charge read from each sensor unit 3 to the vertical transfer unit 4 is Transfer is performed according to the arrangement of the electrodes of the vertical transfer unit 4. The vertical transfer unit 4 is not limited to four-phase driving, and may be eight-phase driving, for example.

図3に示すように、固体撮像素子1においては、画素部2の周囲に、配線部15が設けられている。この配線部15には、垂直転送部4の転送電極14に駆動電圧としてのクロック・パルスを供給するための配線層16が設けられている。本実施形態のように、転送電極14に対する駆動電圧として4相のクロック・パルスφV1、φV2、φV3、φV4が印加される構成においては、配線層16は、4相のクロック・パルスφV1、φV2、φV3、φV4のいずれかのクロック・パルスを供給する。このため、配線層16は、各クロック・パルスφV1、φV2、φV3、φV4に対応する4本の配線(バスライン)17を有する。   As shown in FIG. 3, in the solid-state imaging device 1, a wiring unit 15 is provided around the pixel unit 2. The wiring portion 15 is provided with a wiring layer 16 for supplying a clock pulse as a drive voltage to the transfer electrode 14 of the vertical transfer portion 4. In the configuration in which four-phase clock pulses φV1, φV2, φV3, and φV4 are applied as drive voltages to the transfer electrode 14 as in the present embodiment, the wiring layer 16 has four-phase clock pulses φV1, φV2, A clock pulse of either φV3 or φV4 is supplied. For this reason, the wiring layer 16 includes four wirings (bus lines) 17 corresponding to the clock pulses φV1, φV2, φV3, and φV4.

図3に示すように、配線層16は、矩形状の画素部2に対して、水平転送部5が設けられる側(図3において下側)以外の3辺側から画素部2を取り囲むように、画素部2の領域に沿って垂直方向および水平方向に配される。そして、配線層16の4本の配線17は、画素部2側を内側として、矩形状の画素部2の3辺の各辺に沿う部分が互いに平行となるように略同心矩形状に並んだ状態で配される。配線層16は、例えばタングステン(W)やアルミニウム(Al)等の金属材料により構成される。なお、図3では、4本の配線17について、一番内側(画素部2側)から外側にかけて順に「17A」、「17B」、「17C」、「17D」という符号を付している。   As shown in FIG. 3, the wiring layer 16 surrounds the pixel unit 2 from three sides other than the side where the horizontal transfer unit 5 is provided (the lower side in FIG. 3) with respect to the rectangular pixel unit 2. These are arranged in the vertical direction and the horizontal direction along the region of the pixel unit 2. The four wirings 17 of the wiring layer 16 are arranged in a substantially concentric rectangular shape with the pixel unit 2 side on the inside so that portions along the three sides of the rectangular pixel unit 2 are parallel to each other. Arranged in state. The wiring layer 16 is made of a metal material such as tungsten (W) or aluminum (Al). In FIG. 3, the four wirings 17 are denoted by “17A”, “17B”, “17C”, and “17D” in order from the innermost side (pixel unit 2 side) to the outer side.

また、図1に示すように、本実施形態では、水平転送部5は、2相駆動パルスにより駆動される。このため、水平転送部5は、2相駆動に対応する2種類の転送電極を有する。そして、水平転送部5を構成する2種類の転送電極には、駆動電圧としての2相のクロック・パルスφH1、φH2が外部から入力される。この2相のクロック・パルスφH1、φH2の大きさとタイミングが適切に制御されることにより、水平転送部5は、垂直転送部4において垂直方向へ転送された信号電荷を、水平方向へ転送する。なお、水平転送部5は、2相駆動に限定されず、例えば3相駆動や4相駆動等であってもよい。   As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the horizontal transfer unit 5 is driven by a two-phase drive pulse. For this reason, the horizontal transfer unit 5 has two types of transfer electrodes corresponding to two-phase driving. Two-phase clock pulses φH1 and φH2 as drive voltages are input to the two types of transfer electrodes constituting the horizontal transfer unit 5 from the outside. By appropriately controlling the magnitude and timing of the two-phase clock pulses φH1 and φH2, the horizontal transfer unit 5 transfers the signal charges transferred in the vertical direction in the vertical transfer unit 4 in the horizontal direction. Note that the horizontal transfer unit 5 is not limited to two-phase driving, and may be, for example, three-phase driving or four-phase driving.

また、図2に示すように、半導体基板10の表層側の部分において、センサ部3と、このセンサ部3の信号電荷が読み出される垂直転送レジスタ13との間には、上述した読み出し部(図1、読み出し部6参照)が設けられる。また、半導体基板10の表層側の部分において、センサ部3に対して読み出し部が設けられる側と反対側(非読み出し側)に、上述したチャネルストップが設けられる。   Further, as shown in FIG. 2, in the portion on the surface layer side of the semiconductor substrate 10, between the sensor unit 3 and the vertical transfer register 13 from which the signal charge of the sensor unit 3 is read, the above-described readout unit (FIG. 1 and reading unit 6). Further, in the surface layer side portion of the semiconductor substrate 10, the above-described channel stop is provided on the side (non-reading side) opposite to the side where the reading unit is provided with respect to the sensor unit 3.

半導体基板10上においては、転送電極14上に、転送電極14を被覆するように設けられる層間絶縁膜を介して遮光膜20が設けられる。遮光膜20は、半導体基板10上に設けられる転送電極14を、層間絶縁膜を介して覆うように設けられる。遮光膜20は、例えばタングステン(W)やアルミニウム(Al)等の金属材料により構成される。   On the semiconductor substrate 10, a light shielding film 20 is provided on the transfer electrode 14 via an interlayer insulating film provided so as to cover the transfer electrode 14. The light shielding film 20 is provided so as to cover the transfer electrode 14 provided on the semiconductor substrate 10 via an interlayer insulating film. The light shielding film 20 is made of a metal material such as tungsten (W) or aluminum (Al).

図2に示すように、遮光膜20は、センサ部3に対応する位置に開口部20aを有する。遮光膜20は、半導体基板10上においてセンサ部3が設けられる領域に開口部20aを位置させ、主としてセンサ部3が設けられる領域を除く領域に設けられる。遮光膜20は、図2に示す断面視で、水平方向に隣り合うセンサ部3間を跨ぐように略門状に形成される。遮光膜20は、互いに隣り合うセンサ部3間の境界部分に沿って設けられ、平面視で格子状に形成される。   As shown in FIG. 2, the light shielding film 20 has an opening 20 a at a position corresponding to the sensor unit 3. The light shielding film 20 is provided on a region excluding the region where the sensor unit 3 is provided, with the opening 20 a positioned in the region where the sensor unit 3 is provided on the semiconductor substrate 10. The light shielding film 20 is formed in a substantially gate shape so as to straddle between the sensor portions 3 adjacent in the horizontal direction in the cross-sectional view shown in FIG. The light shielding film 20 is provided along a boundary portion between adjacent sensor units 3 and is formed in a lattice shape in plan view.

半導体基板10上においては、遮光膜20を被覆するように、全面的に絶縁膜21が設けられている。絶縁膜21は、例えば、アクリル樹脂などの有機塗布膜やシリコン酸化膜(SiO膜)等により形成される。 An insulating film 21 is provided on the entire surface of the semiconductor substrate 10 so as to cover the light shielding film 20. The insulating film 21 is formed of, for example, an organic coating film such as an acrylic resin, a silicon oxide film (SiO 2 film), or the like.

また、図2に示すように、絶縁膜21上には、パシベーション膜等を介してカラーフィルタ層22が設けられる。カラーフィルタ層22は、センサ部3により構成される各画素7に対応して設けられる複数のカラーフィルタ23に区分される。本実施形態では、各カラーフィルタ23は、赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)のいずれかの色のフィルタ部分であり、各色の成分の光を透過させる。   Further, as shown in FIG. 2, a color filter layer 22 is provided on the insulating film 21 via a passivation film or the like. The color filter layer 22 is divided into a plurality of color filters 23 provided corresponding to each pixel 7 constituted by the sensor unit 3. In the present embodiment, each color filter 23 is a filter portion of any color of red (R), green (G), and blue (B), and transmits light of each color component.

カラーフィルタ層22上には、例えばアクリル熱硬化樹脂からなる平坦化膜24が形成されている。平坦化膜24上には、複数のマイクロレンズ25が設けられる。マイクロレンズ25は、いわゆるオンチップマイクロレンズであり、各画素7のセンサ部3に対応して画素7毎に形成される。したがって、複数のマイクロレンズ25は、センサ部3と同様に平面的に行列状に配置される。   On the color filter layer 22, a planarizing film 24 made of, for example, an acrylic thermosetting resin is formed. A plurality of microlenses 25 are provided on the planarizing film 24. The micro lens 25 is a so-called on-chip micro lens, and is formed for each pixel 7 corresponding to the sensor unit 3 of each pixel 7. Therefore, the plurality of microlenses 25 are arranged in a matrix on a plane like the sensor unit 3.

マイクロレンズ25は、外部からの入射光を、対応する画素7のセンサ部3に集光する。マイクロレンズ25により集光された光は、センサ部3の上方に設けられた遮光膜20の開口部20aからセンサ部3に入射する。マイクロレンズ25は、例えば、SiN(窒化シリコン)等の無機材料により構成される。   The microlens 25 collects incident light from the outside on the sensor unit 3 of the corresponding pixel 7. The light condensed by the microlens 25 enters the sensor unit 3 through the opening 20 a of the light shielding film 20 provided above the sensor unit 3. The microlens 25 is made of an inorganic material such as SiN (silicon nitride), for example.

また、図4に示すように、固体撮像素子1においては、画素部2上に、遮光膜30が設けられている。遮光膜30は、図4に示すように、固体撮像素子1の層構造において、絶縁膜21の階層部分に設けられる。したがって、本実施形態の固体撮像素子1では、上述したように転送電極14を被覆するように設けられる遮光膜20が下層遮光膜となり、遮光膜30が上層遮光膜となる。遮光膜30は、例えばタングステン(W)やアルミニウム(Al)等の金属材料により構成される。   As shown in FIG. 4, in the solid-state imaging device 1, a light shielding film 30 is provided on the pixel unit 2. As shown in FIG. 4, the light shielding film 30 is provided in the layer portion of the insulating film 21 in the layer structure of the solid-state imaging device 1. Therefore, in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the light shielding film 20 provided so as to cover the transfer electrode 14 is a lower light shielding film and the light shielding film 30 is an upper light shielding film as described above. The light shielding film 30 is made of a metal material such as tungsten (W) or aluminum (Al).

図4に示すように、遮光膜30は、固体撮像素子1の積層構造において、画素部2の周囲に設けられる配線層16に対して、同一の階層構造として、あるいは略同じ層位置に設けられる。したがって、配線層16は、遮光膜30と同様に半導体基板10上において絶縁膜21の階層部分に設けられる。本実施形態では、上層遮光膜である遮光膜30は、配線層16と同じ層構造として配線層16の材料により構成されるものとする。   As shown in FIG. 4, the light shielding film 30 is provided in the same hierarchical structure or at substantially the same layer position with respect to the wiring layer 16 provided around the pixel unit 2 in the stacked structure of the solid-state imaging device 1. . Therefore, the wiring layer 16 is provided on the layer portion of the insulating film 21 on the semiconductor substrate 10 like the light shielding film 30. In the present embodiment, the light shielding film 30 that is the upper layer light shielding film has the same layer structure as that of the wiring layer 16 and is made of the material of the wiring layer 16.

遮光膜30と配線層16とは、互いに異電位である。具体的には、遮光膜30は、グランド電位であるのに対し、配線層16は、上述したように電荷転送部を駆動させるための駆動電圧として、クロック・パルスの印加を受ける。このように互いに異電位となる遮光膜30と配線層16との間には、図4に示すように、両者の間を絶縁させるための隙間が存在する。   The light shielding film 30 and the wiring layer 16 have different potentials. Specifically, while the light shielding film 30 is at the ground potential, the wiring layer 16 is applied with a clock pulse as a driving voltage for driving the charge transfer unit as described above. As shown in FIG. 4, there is a gap for insulating between the light shielding film 30 and the wiring layer 16 having different potentials as described above.

遮光膜30と配線層16との間の隙間は、配線層16において形成される4本の配線17のうち最も内側(画素部2側)の配線17Aと遮光膜30との間の隙間となる。この遮光膜30と配線層16との間の隙間は、上述したように配線層16が画素部2の領域に沿って配される構成においては、画素部2の領域に沿ったスリット(符号35参照)として存在する。以下の説明では、この遮光膜30と配線層16との間のスリット状の間隔を「遮光膜−配線間スリット35」とする。   A gap between the light shielding film 30 and the wiring layer 16 is a gap between the innermost wiring 17 </ b> A (pixel side 2) of the four wirings 17 formed in the wiring layer 16 and the light shielding film 30. . As described above, the gap between the light shielding film 30 and the wiring layer 16 is a slit (reference numeral 35) along the region of the pixel unit 2 in the configuration in which the wiring layer 16 is disposed along the region of the pixel unit 2. Reference) exists. In the following description, the slit-like interval between the light shielding film 30 and the wiring layer 16 is referred to as “light shielding film-wiring slit 35”.

遮光膜−配線間スリット35を形成する遮光膜30および配線層16は、絶縁膜21の部分に設けられる。このため、遮光膜−配線間スリット35の部分は、アクリル樹脂などの有機塗布膜やシリコン酸化膜(SiO膜)等が存在する部分であり、光を透過させる部分となる。このように、本実施形態の固体撮像素子1においては、配線部15は、画素部2の周囲に設けられ、遮光膜30との間にスリット状の間隔である遮光膜−配線間スリット35を隔てて設けられる配線層16を有する。 The light shielding film 30 and the wiring layer 16 that form the light shielding film-wiring slit 35 are provided in the insulating film 21. For this reason, the portion of the slit 35 between the light shielding film and the wiring is a portion where an organic coating film such as an acrylic resin, a silicon oxide film (SiO 2 film), or the like exists, and is a portion that transmits light. As described above, in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the wiring portion 15 is provided around the pixel portion 2, and the light-shielding film-wiring slit 35 that is a slit-like space between the light-shielding film 30 is provided. A wiring layer 16 is provided separately.

また、配線部15において同じ階層部分として設けられる4本の配線17同士の間にも、遮光膜30と配線層16との間と同様のスリット状の間隔が存在する。具体的には、内側から、配線17Aと配線17Bとの間、配線17Bと配線17Cとの間、配線17Cと配線17Dとの間のそれぞれにおいて、画素部2の領域に沿う形状のスリット状の間隔(符号36参照)が存在する。以下の説明では、これらの互いに隣り合う配線17間のスリット状の間隔を「配線間スリット36」とする。   In addition, a slit-like interval similar to that between the light shielding film 30 and the wiring layer 16 exists between the four wirings 17 provided as the same layer portion in the wiring portion 15. Specifically, from the inside, between the wiring 17A and the wiring 17B, between the wiring 17B and the wiring 17C, and between the wiring 17C and the wiring 17D, a slit-like shape that follows the region of the pixel portion 2 is formed. There is an interval (see 36). In the following description, the slit-like interval between these adjacent wirings 17 is referred to as “inter-wiring slit 36”.

本実施形態のように配線層16において4本の配線17を有する構成では、配線間スリット36は3箇所に存在する。これらの配線間スリット36も、遮光膜−配線間スリット35と同様に、アクリル樹脂などの有機塗布膜やシリコン酸化膜(SiO膜)等が存在する部分であり、光を透過させる部分となる。 In the configuration having the four wirings 17 in the wiring layer 16 as in the present embodiment, the inter-wiring slits 36 exist at three locations. Similar to the light shielding film-inter-wiring slit 35, these inter-wiring slits 36 are portions where an organic coating film such as acrylic resin, a silicon oxide film (SiO 2 film), or the like exists, and are portions that transmit light. .

また、図3に示すように、本実施形態の固体撮像素子1は、画素部2に、オプティカルブラック部(以下「OB部」という。)40を有する。OB部40は、画素部2の一部であり、センサ部3によって黒レベルの基準となる信号を出力する光学的黒領域である。すなわち、図3に示すように、画素部2は、センサ部3において得られた信号電荷を有効な画素信号として出力する有効画素部41と、センサ部3において得られた信号電荷を黒レベルの基準として出力するOB部40とを有する。   As shown in FIG. 3, the solid-state imaging device 1 of the present embodiment includes an optical black portion (hereinafter referred to as “OB portion”) 40 in the pixel portion 2. The OB unit 40 is a part of the pixel unit 2 and is an optical black region in which the sensor unit 3 outputs a signal serving as a black level reference. That is, as shown in FIG. 3, the pixel unit 2 includes an effective pixel unit 41 that outputs the signal charge obtained in the sensor unit 3 as an effective pixel signal, and the signal charge obtained in the sensor unit 3 at a black level. And an OB unit 40 that outputs as a reference.

OB部40に配置される画素7は遮光されており、この遮光された画素7からの信号が、黒レベルの基準に用いられる。本実施形態の固体撮像素子1では、OB部40は、下層遮光膜としての遮光膜20と、上層遮光膜としての遮光膜30との2層の遮光膜により覆われている。このため、配線層16の配線17Aとともに遮光膜−配線間スリット35を形成する遮光膜30は、画素部2上に設けられ、画素部2の少なくともOB部40を覆うように設けられる。   The pixels 7 arranged in the OB section 40 are shielded from light, and the signal from the shielded pixels 7 is used as a reference for the black level. In the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the OB portion 40 is covered with a two-layer light shielding film including a light shielding film 20 as a lower light shielding film and a light shielding film 30 as an upper light shielding film. Therefore, the light shielding film 30 that forms the light shielding film-wiring slit 35 together with the wiring 17 </ b> A of the wiring layer 16 is provided on the pixel portion 2 and is provided so as to cover at least the OB portion 40 of the pixel portion 2.

OB部40は、一般的に、画素部2において有効画素部41の周囲に設けられる。つまり、OB部40は、画素部2の主な部分を構成する有効画素部41に対して、画素部2の端の部分に設けられる。本実施形態では、図3に示すように、OB部40は、画素部2において、矩形状の画素部2に沿って有効画素部41の四方を囲むように設けられている。   The OB unit 40 is generally provided around the effective pixel unit 41 in the pixel unit 2. That is, the OB unit 40 is provided at an end portion of the pixel unit 2 with respect to the effective pixel unit 41 constituting the main portion of the pixel unit 2. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the OB unit 40 is provided in the pixel unit 2 so as to surround the effective pixel unit 41 along the rectangular pixel unit 2.

そして、画素部2においては、OB部40よりも外側に、無効領域42が設けられる。図3に示す例では、無効領域42は、配線層16と同様に、矩形状の画素部2に対して、水平転送部5が設けられる側(図3において下側)以外の3辺に沿う領域として設けられている。無効領域42は、画素部2のイオンインプラ工程や開口工程等におけるフォトリソグラフィ技術を使用する際にレジスト形状を安定させるために設けられるダミー領域であったり、配線部15から画素部2への駆動電圧を送る配線のために必要な領域であったりする。図3に示すように、無効領域42は、画素部2の外縁の領域として設けられる。   In the pixel unit 2, an invalid area 42 is provided outside the OB unit 40. In the example illustrated in FIG. 3, the invalid area 42 extends along three sides other than the side where the horizontal transfer unit 5 is provided (the lower side in FIG. 3) with respect to the rectangular pixel unit 2, similar to the wiring layer 16. It is provided as a region. The invalid region 42 is a dummy region provided to stabilize the resist shape when using a photolithography technique in an ion implantation process, an opening process, or the like of the pixel unit 2, or driving from the wiring unit 15 to the pixel unit 2. It may be an area necessary for wiring to send voltage. As shown in FIG. 3, the invalid region 42 is provided as a region on the outer edge of the pixel unit 2.

このように、本実施形態の固体撮像素子1において、画素部2上に設けられる2層の遮光膜のうち、上側の遮光膜30は、OB部40および無効領域42に対応して設けられ、画素部2の少なくともOB部40を覆う第1の遮光膜として機能する。同じく2層の遮光膜のうち、下側の遮光膜20は、遮光膜30に対して下側の層として設けられ、センサ部3への光の入射を許容する開口部20aを有する第2の遮光膜として機能する。   As described above, in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, of the two layers of light shielding films provided on the pixel unit 2, the upper light shielding film 30 is provided corresponding to the OB unit 40 and the invalid area 42. It functions as a first light shielding film that covers at least the OB portion 40 of the pixel portion 2. Similarly, of the two light shielding films, the lower light shielding film 20 is provided as a lower layer with respect to the light shielding film 30, and has a second opening 20 a that allows light to enter the sensor unit 3. Functions as a light shielding film.

本実施形態では、上側の遮光膜30が、OB部40および無効領域42という画素部2の周縁部分を覆うように設けられるのに対し、下側の遮光膜20は、有効画素部41を含み画素部2を全体的に覆うよう設けられる。以下の説明では、第1の遮光膜としての上側の遮光膜30を「上層遮光膜30」とし、第2の遮光膜としての下側の遮光膜20を「下層遮光膜20」とする。   In the present embodiment, the upper light shielding film 30 is provided so as to cover the peripheral portion of the pixel portion 2, which is the OB portion 40 and the invalid region 42, whereas the lower light shielding film 20 includes the effective pixel portion 41. It is provided so as to cover the entire pixel portion 2. In the following description, the upper light shielding film 30 as the first light shielding film is referred to as “upper light shielding film 30”, and the lower light shielding film 20 as the second light shielding film is referred to as “lower light shielding film 20”.

なお、本実施形態の固体撮像素子1では、OB部40は、画素部2において有効画素部41の四方を囲むように設けられているが、これに限定されず、画素部2の有効画素部41の周囲において他の態様で設けられてもよい。例えば、OB部40は、図4において、有効画素部41の左右方向(水平方向)の一側や両側の端部に設けられてもよい。また、上層遮光膜30についても、OB部40および無効領域42上に設けられる場合に限定されず、画素部2において有効画素部41に配置されるセンサ部3への光の入射経路を確保するように所定の領域を遮光するように設けられればよい。   In the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the OB unit 40 is provided so as to surround the four sides of the effective pixel unit 41 in the pixel unit 2, but is not limited thereto, and the effective pixel unit of the pixel unit 2 is not limited thereto. It may be provided in another manner around 41. For example, the OB unit 40 may be provided on one side or both ends of the effective pixel unit 41 in the left-right direction (horizontal direction) in FIG. Further, the upper light shielding film 30 is not limited to the case where the upper light shielding film 30 is provided on the OB portion 40 and the invalid region 42, and a light incident path to the sensor unit 3 arranged in the effective pixel unit 41 in the pixel unit 2 is secured. As long as the predetermined area is shielded from light, it may be provided.

以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像素子1のように、画素部2と配線部15との間の遮光膜−配線間スリット35、および配線部15の配線間スリット36が存在する構成においては、固体撮像素子に対する入射光(図4、矢印X1参照)が、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36から入射する。このように遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36から入射した光が、仮にスリット下の半導体基板10に入射すると、半導体基板10内で光電変換によって電子が生成される。   Like the solid-state imaging device 1 of the present embodiment having the above-described configuration, there are a light-shielding film-wiring slit 35 between the pixel portion 2 and the wiring portion 15 and an inter-wiring slit 36 of the wiring portion 15. In the configuration, incident light (see arrow X1 in FIG. 4) to the solid-state image sensor enters from the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36. When light incident from the light shielding film-interwiring slit 35 and the interwiring slit 36 is incident on the semiconductor substrate 10 below the slit, electrons are generated in the semiconductor substrate 10 by photoelectric conversion.

このように半導体基板10内で生じた電子が、半導体基板10内を拡散によって移動してOB部40に流入すると、黒レベルの乱れが生じ、黒沈みと呼ばれる画質劣化が起こってしまう。こうしたスリットからの入射光に起因する画質劣化は、スリットから画素部2までの距離が十分確保されていた従前は問題になりにくかった。しかし、近年のチップサイズ縮小によってスリットの位置が画素部2に近づくことで、スリットからの入射光により生じた電子がOB部40に届きやすくなり、スリットからの入射光に起因する画質劣化の懸念が大きくなる。   When the electrons generated in the semiconductor substrate 10 move through the semiconductor substrate 10 by diffusion and flow into the OB portion 40, the black level is disturbed and the image quality deterioration called black sink occurs. Such deterioration of image quality due to incident light from the slit has not been a problem in the past when a sufficient distance from the slit to the pixel portion 2 has been secured. However, since the position of the slit approaches the pixel unit 2 due to the recent chip size reduction, electrons generated by the incident light from the slit can easily reach the OB unit 40, and there is a concern about image quality deterioration due to the incident light from the slit. Becomes larger.

そこで、本実施形態の固体撮像素子1においては、第2の遮光膜としての下層遮光膜20が、半導体基板10に対して遮光膜−配線間スリット35を覆った状態で設けられる。図4に示すように、下層遮光膜20は、上層遮光膜30および配線層16をなす層構造に対して、絶縁膜21の部分を介して下方に位置する層である。下層遮光膜20は、画素部2から配線部15側まで延長して設けられることで、画素部2の上層遮光膜30と配線部15の配線層16(配線17A)との間に形成される遮光膜−配線間スリット35を下側から覆った状態となるように設けられる。   Therefore, in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the lower-layer light-shielding film 20 as the second light-shielding film is provided in a state where the semiconductor substrate 10 covers the light-shielding film-wiring slit 35. As shown in FIG. 4, the lower light shielding film 20 is a layer positioned below the insulating film 21 with respect to the layer structure that forms the upper light shielding film 30 and the wiring layer 16. The lower light shielding film 20 is provided between the upper light shielding film 30 of the pixel unit 2 and the wiring layer 16 (wiring 17A) of the wiring unit 15 by extending from the pixel unit 2 to the wiring unit 15 side. The light shielding film-wiring slit 35 is provided so as to cover the lower side.

すなわち、下層遮光膜20は、その上方に形成される遮光膜−配線間スリット35に対してオーバーラップした状態で設けられる。言い換えると、下層遮光膜20は、遮光膜−配線間スリット35を上側(図4において上側)から見た場合、遮光膜−配線間スリット35の奥の部分に下層遮光膜20の配線部15側への延長部分が重なって存在するように設けられる。   That is, the lower light shielding film 20 is provided in a state of being overlapped with the light shielding film-wiring slit 35 formed thereabove. In other words, the lower-layer light-shielding film 20 has the light-shielding film-wiring slit 35 viewed from the upper side (upper side in FIG. 4), and the lower-side light-shielding film 20 side of the lower-layer light-shielding film 20 on the wiring portion 15 side. It is provided that there are overlapping extensions.

したがって、本実施形態の固体撮像素子1において、下層遮光膜20は、図4に示すように、画素部2を覆う画素部領域部20Aと、この画素部領域部20Aから画素部2の外側に延長され画素部領域部20Aとともに遮光膜−配線間スリット35を覆う周辺部20Bとを有する。ここで、画素部2の外側とは、画素部2に対して配線部15が設けられる側(図4において右側)であり、本実施形態のように矩形状の画素部2に対して3辺側に配線部15が設けられる構成においては、少なくともこれらの3辺側について、画素部2側を内側とした場合の外側である。   Therefore, in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the lower-layer light-shielding film 20 includes the pixel portion region portion 20A that covers the pixel portion 2 and the outside of the pixel portion 2 from the pixel portion region portion 20A as shown in FIG. The peripheral portion 20B is extended and covers the light shielding film-wiring slit 35 together with the pixel portion region portion 20A. Here, the outside of the pixel unit 2 is the side where the wiring unit 15 is provided with respect to the pixel unit 2 (the right side in FIG. 4), and three sides with respect to the rectangular pixel unit 2 as in the present embodiment. In the configuration in which the wiring portion 15 is provided on the side, at least these three sides are outside when the pixel portion 2 side is the inside.

このように、下層遮光膜20は、画素部領域部20Aに対して周辺部20Bを有することで、配線部15側に延長され、少なくとも遮光膜−配線間スリット35を覆うように設けられる。つまり、例えば遮光膜−配線間スリット35が画素部2から数十マイクロメートルの距離に位置する場合、下層遮光膜20は、少なくとも画素部2から数十マイクロメートルの距離に位置する遮光膜−配線間スリット35を覆うように配線部15側に延長される。   As described above, the lower light shielding film 20 has the peripheral portion 20B with respect to the pixel portion region portion 20A, so that it extends toward the wiring portion 15 and is provided so as to cover at least the light shielding film-wiring slit 35. That is, for example, when the light-shielding film-wiring slit 35 is located at a distance of several tens of micrometers from the pixel portion 2, the lower-layer light shielding film 20 is at least a light-shielding film-wiring located at a distance of several tens of micrometers from the pixel portion 2. It extends to the wiring part 15 side so as to cover the intermediate slit 35.

この点、本実施形態の固体撮像素子1においては、下層遮光膜20は、配線部15において互いに隣り合う配線17間に存在する配線間スリット36も覆うように設けられる。すなわち、下層遮光膜20は、周辺部20Bが配線部15の略全体に行き渡るように設けられることで、配線17Aと配線17Bとの間、配線17Bと配線17Cとの間、配線17Cと配線17Dとの間の各配線間の配線間スリット36を下側から覆った状態で設けられる。   In this regard, in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the lower light shielding film 20 is provided so as to cover the inter-wiring slits 36 that exist between the wirings 17 adjacent to each other in the wiring portion 15. That is, the lower light shielding film 20 is provided so that the peripheral portion 20B extends over substantially the entire wiring portion 15, so that the wiring 17A is connected to the wiring 17B, the wiring 17B is connected to the wiring 17C, and the wiring 17C is connected to the wiring 17D. The inter-wiring slits 36 between the respective wirings are provided so as to cover from below.

すなわち、下層遮光膜20は、その上方に形成される遮光膜−配線間スリット35に加えて、3箇所に存在する配線間スリット36に対してもオーバーラップした状態で設けられる。言い換えると、下層遮光膜20は、遮光膜−配線間スリット35および3箇所の配線間スリット36を上側(図4において上側)から見た場合、遮光膜−配線間スリット35および各配線間スリット36の奥の部分に周辺部20Bの部分が重なって存在するように設けられる。   That is, the lower light-shielding film 20 is provided in an overlapping state with respect to the inter-wiring slits 36 existing at three locations in addition to the light-shielding film-wiring slit 35 formed thereabove. In other words, when the lower light shielding film 20 is viewed from above the light shielding film-wiring slit 35 and the three wiring slits 36 (upper side in FIG. 4), the light shielding film-wiring slit 35 and each wiring slit 36 are arranged. It is provided so that the part of the peripheral part 20B overlaps with the part of the back.

このように、本実施形態の固体撮像素子1においては、配線部15の配線層16は、互いに同じ階層部分として互いの間に配線間スリット36を隔てて設けられる4本の配線17A、17B、17C、17Dを有する。そして、下層遮光膜20は、遮光膜−配線間スリット35に加えて、半導体基板10に対して4本の配線17間の配線間スリット36を覆った状態で設けられる、   As described above, in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the wiring layer 16 of the wiring unit 15 includes four wirings 17A and 17B provided as the same layer portion with the inter-wiring slits 36 therebetween. 17C, 17D. The lower light shielding film 20 is provided in a state of covering the inter-wiring slits 36 between the four wirings 17 with respect to the semiconductor substrate 10 in addition to the light-shielding film-wiring slits 35.

以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像素子1によれば、構造上、画素部2の周囲に形成される遮光膜−配線間スリット35ないしは配線間スリット36からの光が半導体基板10に入射することを防止することができ、チップサイズの縮小にともなって生じやすくなる、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を防止することができる。本実施形態の固体撮像素子1により得られる作用・効果について、固体撮像素子において従来採用されていた構成の例(以下「比較例」という。)を示して説明する。図5から図7に、比較例の構成を示す。なお、比較例の構成において、本実施形態の固体撮像素子1と共通する構成については同一の符号を付している。   According to the solid-state imaging device 1 of the present embodiment having the above-described configuration, the light from the light shielding film-wiring slit 35 or the inter-wiring slit 36 formed around the pixel portion 2 is structurally transmitted from the semiconductor substrate 10. Can be prevented, and deterioration of image quality due to black level disturbance caused by incident light from the slit, which is likely to occur as the chip size is reduced, can be prevented. The operations and effects obtained by the solid-state imaging device 1 of the present embodiment will be described with reference to an example of a configuration conventionally employed in the solid-state imaging device (hereinafter referred to as “comparative example”). 5 to 7 show the configuration of the comparative example. In addition, in the structure of a comparative example, the same code | symbol is attached | subjected about the structure which is common in the solid-state image sensor 1 of this embodiment.

図5および図6は、第1の比較例の構成を示す。図5および図6に示すように、第1の比較例においては、上述した実施形態の固体撮像素子1と比べて無効領域42が広く設けられている。具体的には、上述したように矩形状の画素部2において3辺に沿う領域として設けられている無効領域42の各辺に沿う部分の幅(図6、符号Y1参照)について、第1の比較例の構成の方が、上述した実施形態の固体撮像素子1の構成よりも、例えば約2倍程度となるように広く設けられている。   5 and 6 show the configuration of the first comparative example. As shown in FIGS. 5 and 6, in the first comparative example, the invalid area 42 is provided wider than the solid-state imaging device 1 of the above-described embodiment. Specifically, as described above, the width of the portion along each side of the ineffective area 42 provided as the area along the three sides in the rectangular pixel portion 2 (see Y1 in FIG. 6) The configuration of the comparative example is provided so as to be about twice as large as the configuration of the solid-state imaging device 1 of the above-described embodiment.

また、第1の比較例の構成においては、下層遮光膜20が、画素部2の領域のみに設けられている。つまり、図6に示すように、第1の比較例の構成においては、配線部15の配線層16とともに遮光膜−配線間スリット35を形成する上層遮光膜30と略同じ範囲に、下層遮光膜20が設けられている。   In the configuration of the first comparative example, the lower light shielding film 20 is provided only in the region of the pixel unit 2. That is, as shown in FIG. 6, in the configuration of the first comparative example, the lower light-shielding film is in the same range as the upper light-shielding film 30 that forms the light-shielding film-wiring slit 35 together with the wiring layer 16 of the wiring portion 15. 20 is provided.

図6に示すように、第1の比較例の構成において、固体撮像素子に対する入射光(矢印X1参照)は、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を通過し、絶縁膜21を透過して半導体基板10に入射する(矢印X2参照)。このようにスリット下の半導体基板10に光が入射すると、主にシリコン(Si)からなる半導体基板10内で光電変換によって電子44が生成される。   As shown in FIG. 6, in the configuration of the first comparative example, incident light (see arrow X <b> 1) with respect to the solid-state imaging device passes through the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36 and passes through the insulating film 21. Then, it enters the semiconductor substrate 10 (see arrow X2). Thus, when light enters the semiconductor substrate 10 under the slit, electrons 44 are generated by photoelectric conversion in the semiconductor substrate 10 mainly made of silicon (Si).

このように半導体基板10内で生じた電子44については、半導体基板10内を拡散によって移動し(矢印X3参照)、画素部2、特に遮光膜−配線間スリット35が形成される配線部15側に近いOB部40に達することがある。黒レベルの基準信号を規定するための領域であるOB部40に電子44が流入すると、黒レベルの基準信号が本来の信号量より多く出力されるといった黒レベルの乱れが生じ、黒沈みと呼ばれる画質劣化が起こってしまう。   Thus, the electrons 44 generated in the semiconductor substrate 10 move by diffusion in the semiconductor substrate 10 (see arrow X3), and the pixel portion 2, particularly the wiring portion 15 side where the light shielding film-wiring slit 35 is formed. May reach the OB portion 40 close to. When electrons 44 flow into the OB section 40, which is an area for defining a black level reference signal, black level disturbance occurs such that the black level reference signal is output more than the original signal amount, which is called black sink. Image quality degradation will occur.

図7に、第2の比較例の構成を示す。図7に示すように、第2の比較例においては、第1の比較例の構成と比べて、上述した実施形態の固体撮像素子1と同様に、無効領域42が狭くなっている。また、第2の比較例の構成においては、第1の比較例の構成の場合と同様に、下層遮光膜20が、画素部2の領域のみに設けられている。   FIG. 7 shows the configuration of the second comparative example. As shown in FIG. 7, in the second comparative example, the invalid area 42 is narrower than the configuration of the first comparative example, as in the solid-state imaging device 1 of the above-described embodiment. Further, in the configuration of the second comparative example, the lower-layer light shielding film 20 is provided only in the region of the pixel unit 2 as in the configuration of the first comparative example.

上述したような画素部2の周囲のスリットからの入射光に起因する画質劣化は、第1の比較例のようにスリットから画素部2までの距離が十分確保されていた従前は比較的問題になりにくかった。しかし、図7に示す第2の比較例ように、近年のチップサイズ縮小によってスリットの位置が画素部2に近づくことで、スリットからの入射光により生じた電子44がOB部40に届きやすくなり、スリットからの入射光に起因する画質劣化の懸念が大きくなる。   As described above, the image quality deterioration due to the incident light from the slits around the pixel unit 2 is relatively a problem in the past because a sufficient distance from the slit to the pixel unit 2 was ensured as in the first comparative example. It was hard to become. However, as the second comparative example shown in FIG. 7, the position of the slit approaches the pixel unit 2 due to the recent chip size reduction, so that the electrons 44 generated by the incident light from the slit can easily reach the OB unit 40. There is a greater concern about image quality degradation caused by incident light from the slit.

そこで、図4に示す本実施形態の固体撮像素子1のように、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36が形成される上層遮光膜30および配線層16の層の下層として設けられる下層遮光膜20により、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を下側から覆う構成を備えることで、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36からの光が半導体基板10に入射することを防止することができる。これにより、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を防止することができるとともに、無効領域42を縮小したり無くしたりすることによるチップサイズの縮小が可能となる。   Therefore, as in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment shown in FIG. 4, the lower layer provided as a lower layer of the upper light shielding film 30 and the wiring layer 16 in which the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36 are formed. The light shielding film 20 is configured to cover the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36 from below so that light from the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36 enters the semiconductor substrate 10. This can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent image quality deterioration due to black level disturbance caused by incident light from the slit, and it is possible to reduce the chip size by reducing or eliminating the invalid area 42.

チップサイズに関し、具体的には、本実施形態の固体撮像素子1のような構成を採用することにより、チップの各辺で数十マイクロメートルの縮小が可能となる。チップサイズを縮小することで、1枚のウェハから得られる固体撮像素子の数を増やすことが可能となり、コスト低減の効果を得ることができる。   Regarding the chip size, specifically, by adopting a configuration like the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, it is possible to reduce the size by several tens of micrometers on each side of the chip. By reducing the chip size, it is possible to increase the number of solid-state imaging elements obtained from one wafer, and the cost reduction effect can be obtained.

また、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を半導体基板10に対して覆うための構成としては、本実施形態の固体撮像素子1のように、センサ部3への光の入射を許容する開口部20aを有しながら画素部2の有効画素部41に設けられる下層遮光膜20を用いることが好ましい。これにより、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を覆うための構成を、既存の構成を利用して容易に設けることができる。   In addition, as a configuration for covering the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36 with respect to the semiconductor substrate 10, the light is allowed to enter the sensor unit 3 as in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment. It is preferable to use the lower light shielding film 20 provided in the effective pixel portion 41 of the pixel portion 2 while having the opening portion 20a. Thereby, the structure for covering the slit 35 between light shielding films and wiring and the slit 36 between wiring can be easily provided using the existing structure.

具体的には、例えば、下層遮光膜20を形成する工程において、下層遮光膜20が画素部領域部20Aおよび周辺部20Bを有するようにマスクパターンの形状を変更することで、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を覆う構成を容易に実現することが可能である。このように、下層遮光膜20を用いることにより、製造工程数を増やすことなく、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を半導体基板10に対して覆うための構成を設けることができる。   Specifically, for example, in the step of forming the lower light shielding film 20, the shape of the mask pattern is changed so that the lower light shielding film 20 has the pixel portion region portion 20A and the peripheral portion 20B. A configuration that covers the slit 35 and the inter-wiring slit 36 can be easily realized. As described above, by using the lower light shielding film 20, it is possible to provide a configuration for covering the semiconductor substrate 10 with respect to the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36 without increasing the number of manufacturing steps.

(変形例1)
本実施形態の固体撮像素子1の変形例について説明する。上述したように、下層遮光膜20は、画素部領域部20Aに対して周辺部20Bを有することで、配線部15側に延長され、少なくとも遮光膜−配線間スリット35を覆うように設けられる。このため、下層遮光膜20としては、例えば図8に示すように、遮光膜−配線間スリット35の部分だけを覆うように設けられてもよい。つまり、図8に示す構成においては、画素部2の周囲に存在する遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36のうち、最も内側(画素部2側)に存在する遮光膜−配線間スリット35のみが覆われるように、下層遮光膜20が延長されている。
(Modification 1)
A modification of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment will be described. As described above, the lower light shielding film 20 has the peripheral portion 20B with respect to the pixel portion region portion 20A, and thus is extended to the wiring portion 15 side and provided so as to cover at least the light shielding film-wiring slit 35. Therefore, the lower light shielding film 20 may be provided so as to cover only the light shielding film-wiring slit 35 as shown in FIG. 8, for example. In other words, in the configuration shown in FIG. 8, among the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36 that exist around the pixel portion 2, the light shielding film-wiring slit that is present on the innermost side (pixel portion 2 side). The lower light shielding film 20 is extended so that only 35 is covered.

この変形例の構成によっても、上述したような作用・効果を得ることができる。すなわち、画素部2の周囲に存在する複数のスリットのうち最も内側の遮光膜−配線間スリット35を下層遮光膜20によって覆うことで、その分、半導体基板10に光を入射させるスリットの位置を、画素部2から遠ざけることができる。これにより、半導体基板10に光を入射させるスリットから画素部2までの距離を長くすることができ、スリットからの入射光により生じた電子44がOB部40に届くことを抑制することができる。結果として、チップサイズの縮小にともなって生じやすくなる、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を防止することができる。   Also according to the configuration of this modification, the above-described operations and effects can be obtained. That is, by covering the innermost light-shielding film-wiring slit 35 among the plurality of slits existing around the pixel unit 2 with the lower-layer light-shielding film 20, the position of the slit for allowing light to enter the semiconductor substrate 10 correspondingly. , And away from the pixel portion 2. Thereby, the distance from the slit for allowing light to enter the semiconductor substrate 10 to the pixel portion 2 can be increased, and the electrons 44 generated by the incident light from the slit can be prevented from reaching the OB portion 40. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the image quality due to the black level disturbance caused by the incident light from the slit, which is likely to occur as the chip size is reduced.

なお、図示は省略するが、図8に示す構成のほか、遮光膜−配線間スリット35、および最も内側の配線17Aと配線17Bとの間の配線間スリット36だけを下層遮光膜20によって覆う構成であってもよい。同様にして、遮光膜−配線間スリット35、ならびに配線17Aと配線17Bとの間、および配線17Bと配線17Cとの間の配線間スリット36だけを下層遮光膜20によって覆う構成であってもよい。これらの構成によっても、上述したような作用・効果を得ることができ、また、下層遮光膜20によって覆われるスリットの数が多い構成ほど、スリットからの半導体基板10への光の入射を防止する観点からは好ましい。   Although illustration is omitted, in addition to the configuration shown in FIG. 8, only the light-shielding film-wiring slit 35 and the inter-wiring slit 36 between the innermost wiring 17A and wiring 17B are covered with the lower-layer light-shielding film 20. It may be. Similarly, the lower light-shielding film 20 may be configured to cover only the light-shielding film-wiring slit 35 and the inter-wiring slit 36 between the wiring 17A and the wiring 17B and between the wiring 17B and the wiring 17C. . Also with these configurations, the above-described operations and effects can be obtained, and as the number of slits covered by the lower light shielding film 20 increases, the incidence of light from the slits onto the semiconductor substrate 10 is prevented. It is preferable from the viewpoint.

(変形例2)
本実施形態の固体撮像素子1の他の変形例について説明する。図9に示すように、この変形例では、配線部15に設けられる配線層46が、下層遮光膜20と同じ層構造として設けられている。配線層46は、上述した配線層16と同様に、4本の配線47(47A、47B、47C、47D)を有する。ただし、図9では、内側の2本の配線47A、47Bのみを示している。そして、下層遮光膜20と配線層46との間、つまり下層遮光膜20と配線47Aとの間に遮光膜−配線間スリット48が形成され、配線層46の互いに隣り合う配線47間に配線間スリット49が形成される。
(Modification 2)
Another modification of the solid-state imaging device 1 of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 9, in this modification, the wiring layer 46 provided in the wiring portion 15 is provided as the same layer structure as the lower light shielding film 20. The wiring layer 46 has four wirings 47 (47A, 47B, 47C, 47D), similarly to the wiring layer 16 described above. However, in FIG. 9, only the two inner wirings 47A and 47B are shown. A light-shielding film-wiring slit 48 is formed between the lower-layer light-shielding film 20 and the wiring layer 46, that is, between the lower-layer light-shielding film 20 and the wiring 47A, and between the wirings 47 adjacent to each other in the wiring layer 46. A slit 49 is formed.

このような構成において、上層遮光膜30が、遮光膜−配線間スリット48および配線間スリット49を半導体基板10に対して覆うための構成として用いられる。具体的には次のとおりである。   In such a configuration, the upper light-shielding film 30 is used as a configuration for covering the semiconductor substrate 10 with respect to the light-shielding film-wiring slit 48 and the wiring slit 49. Specifically, it is as follows.

図9に示すように、上層遮光膜30は、下層遮光膜20および配線層46をなす層構造に対して、絶縁膜21の部分を介して上方に位置する層である。上層遮光膜30は、画素部2から配線部15側まで延長して設けられることで、画素部2の下層遮光膜20と配線部15の配線層46(配線47A)との間に形成される遮光膜−配線間スリット48および配線間スリット49を上側から覆った状態となるように設けられる。   As shown in FIG. 9, the upper light shielding film 30 is a layer positioned above the insulating film 21 with respect to the layer structure forming the lower light shielding film 20 and the wiring layer 46. The upper light shielding film 30 is provided between the lower light shielding film 20 of the pixel unit 2 and the wiring layer 46 (wiring 47A) of the wiring unit 15 by extending from the pixel unit 2 to the wiring unit 15 side. The light-shielding film-wiring slit 48 and the inter-wiring slit 49 are provided so as to cover the upper side.

すなわち、上層遮光膜30は、その下方に形成される遮光膜−配線間スリット48および配線間スリット49に対してオーバーラップした状態で設けられる。言い換えると、上層遮光膜30は、遮光膜−配線間スリット48および配線間スリット49を下側(図9において下側)から見た場合、遮光膜−配線間スリット48および配線間スリット49それぞれの奥の部分に上層遮光膜30の配線部15側への延長部分が重なって存在するように設けられる。   That is, the upper light shielding film 30 is provided in a state of overlapping with the light shielding film-wiring slits 48 and the wiring slits 49 formed below the upper light shielding film 30. In other words, when the upper light shielding film 30 is viewed from the lower side (lower side in FIG. 9) of the light shielding film-wiring slit 48 and the wiring slit 49, each of the light shielding film-wiring slit 48 and the wiring slit 49 is provided. The upper portion of the upper light shielding film 30 is provided so as to overlap the wiring portion 15 side.

したがって、この変形例において、上層遮光膜30は、図9に示すように、画素部2を覆う画素部領域部30Aと、この画素部領域部30Aから画素部2の外側に延長され画素部領域部30Aとともに遮光膜−配線間スリット48を覆う周辺部30Bとを有する。このように、この変形例では、上層遮光膜30が、画素部領域部30Aに対して周辺部30Bを有することで、配線部15側に延長され、遮光膜−配線間スリット48および配線間スリット49を覆うように設けられる。なお、この変形例においても、上層遮光膜30は、上述した下層遮光膜20の場合と同様に、少なくとも遮光膜−配線間スリット48を覆うように設けられる。   Therefore, in this modified example, as shown in FIG. 9, the upper light shielding film 30 is extended to the outside of the pixel unit 2 from the pixel unit region unit 30A covering the pixel unit 2 and the pixel unit region 30A. And a peripheral portion 30B that covers the light shielding film-wiring slit 48 together with the portion 30A. As described above, in this modified example, the upper light shielding film 30 has the peripheral portion 30B with respect to the pixel portion region portion 30A, so that it extends to the wiring portion 15 side, and the light shielding film-wiring slit 48 and the wiring slit. 49 is provided so as to cover 49. Also in this modification, the upper light shielding film 30 is provided so as to cover at least the light shielding film-wiring slit 48 as in the case of the lower light shielding film 20 described above.

この変形例では、上層遮光膜30が、半導体基板10に対して少なくとも遮光膜−配線間スリット48を覆った状態で設けられる第2の遮光膜として機能し、下層遮光膜20が、画素部2上に設けられ、画素部2の少なくともOB部40を覆う第1の遮光膜として機能する。この変形例の構成によっても、上述したような作用・効果を得ることができる。この変形例の構成は、例えば、下層遮光膜20を配線層46と同じ材料により構成できる場合等に適用することができる。   In this modification, the upper light-shielding film 30 functions as a second light-shielding film provided in a state of covering at least the light-shielding film-wiring slit 48 with respect to the semiconductor substrate 10, and the lower-layer light-shielding film 20 serves as the pixel unit 2. It functions as a first light shielding film that is provided above and covers at least the OB portion 40 of the pixel portion 2. Also according to the configuration of this modification, the above-described operations and effects can be obtained. The configuration of this modification can be applied, for example, when the lower light shielding film 20 can be formed of the same material as the wiring layer 46.

この変形例のように、画素部2の周囲に形成されるスリットを半導体基板10に対して覆う構成は、上層に位置するスリットを下側から覆う構成に限定されず、下層に位置する遮光膜−配線間スリット48や配線間スリット49を上層遮光膜30によって上側から覆う構成であってもよい。したがって、本技術に係る第2の遮光膜について「半導体基板10に対してスリット状の間隔を覆った状態」には、スリット状の隙間が形成される層の下層として設けられる遮光膜によってそのスリット状の隙間を下側から覆った状態と、スリット状の隙間が形成される層の上層として設けられる遮光膜によってそのスリット状の隙間を上側から覆った状態とが含まれる。   As in this modification, the configuration for covering the slits formed around the pixel portion 2 with respect to the semiconductor substrate 10 is not limited to the configuration for covering the slits located in the upper layer from the lower side, and the light shielding film located in the lower layer A configuration in which the inter-wiring slit 48 and the inter-wiring slit 49 are covered from above by the upper light shielding film 30 may be employed. Therefore, in the second light-shielding film according to the present technology, in a state where the slit-like gap is covered with respect to the semiconductor substrate 10, the slit is provided by the light-shielding film provided as a lower layer of the layer in which the slit-like gap is formed. And a state in which the slit-like gap is covered from the upper side by a light-shielding film provided as an upper layer of a layer in which the slit-like gap is formed.

[固体撮像素子の製造方法]
本実施形態に係る固体撮像素子1の製造方法について説明する。固体撮像素子1の製造方法においては、まず、N型のシリコン半導体基板である半導体基板10に、P型の不純物領域としての半導体層12が、イオン注入によって形成される(図2参照)。半導体層12には、イオンインプラ技術が用いられ、N型不純物が所定の条件でイオン注入されることで、センサ部3や垂直転送レジスタ13が形成される。
[Method for Manufacturing Solid-State Imaging Device]
A method for manufacturing the solid-state imaging device 1 according to this embodiment will be described. In the method for manufacturing the solid-state imaging device 1, first, a semiconductor layer 12 as a P-type impurity region is formed on a semiconductor substrate 10 which is an N-type silicon semiconductor substrate by ion implantation (see FIG. 2). An ion implantation technique is used for the semiconductor layer 12, and N-type impurities are ion-implanted under predetermined conditions, whereby the sensor unit 3 and the vertical transfer register 13 are formed.

その後、各種不純物領域が形成された半導体基板10の表面に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法等が用いられシリコン酸化膜(SiO膜)等の絶縁膜が形成される。この絶縁膜上に、例えば多結晶シリコンからなる転送電極14が、CVD法やフォトリソグラフィ技術等が用いられて形成される。転送電極14上には、シリコン酸化膜(SiO膜)等の層間絶縁膜が形成される。 Thereafter, an insulating film such as a silicon oxide film (SiO 2 film) is formed on the surface of the semiconductor substrate 10 on which various impurity regions are formed by using, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. On this insulating film, a transfer electrode 14 made of, for example, polycrystalline silicon is formed using a CVD method, a photolithography technique, or the like. An interlayer insulating film such as a silicon oxide film (SiO 2 film) is formed on the transfer electrode 14.

このように、イオンインプラ技術やリソグラフィ技術などが活用されてセンサ部3や転送電極14等が形成された後、図10(a)に示すように、下層遮光膜20を形成する工程が行われる。すなわち、半導体基板10上に複数のセンサ部3を配列させる画素部2上に、センサ部3への光の入射を許容する開口部20aを有する下層遮光膜20を形成する工程が行われる。   As described above, after the ion implantation technique, the lithography technique, and the like are utilized to form the sensor unit 3, the transfer electrode 14, and the like, a step of forming the lower light shielding film 20 is performed as shown in FIG. . That is, a step of forming a lower light shielding film 20 having an opening 20 a that allows light to enter the sensor unit 3 is performed on the pixel unit 2 in which the plurality of sensor units 3 are arranged on the semiconductor substrate 10.

下層遮光膜20は、半導体基板10上に設けられる転送電極14を、層間絶縁膜を介して覆うように形成される。下層遮光膜20は、例えばタングステン(W)やアルミニウム(Al)等の金属材料がCVD法等によって開口部20aが形成されるようにパターニングされることで成膜される。下層遮光膜20が形成された後、シリコン酸化膜(SiO膜)等の絶縁膜が形成される。 The lower light shielding film 20 is formed so as to cover the transfer electrode 14 provided on the semiconductor substrate 10 via an interlayer insulating film. The lower light shielding film 20 is formed by patterning a metal material such as tungsten (W) or aluminum (Al) so that the opening 20a is formed by a CVD method or the like. After the lower light shielding film 20 is formed, an insulating film such as a silicon oxide film (SiO 2 film) is formed.

続いて、図10(b)に示すように、下層遮光膜20の上層として、画素部2のうち、少なくともOB部40を覆う上層遮光膜30と、画素部2の周囲に上層遮光膜30との間に遮光膜−配線間スリット35を隔てる配線層16とを、互いに同じ階層部分として形成する工程が行われる。この工程では、上層遮光膜30と、配線層16の複数の配線17とが、同じ材料により一括して同時に形成される。   Subsequently, as illustrated in FIG. 10B, as the upper layer of the lower light shielding film 20, the upper light shielding film 30 that covers at least the OB portion 40 of the pixel portion 2, and the upper light shielding film 30 around the pixel portion 2. A step of forming the wiring layer 16 separating the light-shielding film-wiring slit 35 as the same layer portion is performed. In this step, the upper light shielding film 30 and the plurality of wirings 17 of the wiring layer 16 are simultaneously formed of the same material at the same time.

上層遮光膜30および配線層16は、例えばタングステン(W)やアルミニウム(Al)等の金属材料がCVD法等によって所定の形状にパターニングされることで成膜される。ここで、上層遮光膜30は、OB部40および無効領域42を覆うように形成される。また、配線層16の配線17については、図3に示すように、4本の配線17が矩形状の画素部2に対して水平転送部5が設けられる側(図3において下側)以外の3辺側から画素部2を取り囲む形状となるようにパターニングされる。上層遮光膜30および配線層16が形成されることで、上層遮光膜30と配線層16(配線17A)との間には遮光膜−配線間スリット35が形成され、配線層16の配線17間には配線間スリット36が形成される(図10(b)参照)。   The upper light shielding film 30 and the wiring layer 16 are formed by patterning a metal material such as tungsten (W) or aluminum (Al) into a predetermined shape by a CVD method or the like. Here, the upper light shielding film 30 is formed so as to cover the OB portion 40 and the ineffective region 42. As for the wiring 17 of the wiring layer 16, as shown in FIG. 3, the four wirings 17 other than the side (lower side in FIG. 3) where the horizontal transfer unit 5 is provided with respect to the rectangular pixel unit 2. Patterning is performed so as to surround the pixel portion 2 from the three sides. By forming the upper light shielding film 30 and the wiring layer 16, a light shielding film-wiring slit 35 is formed between the upper light shielding film 30 and the wiring layer 16 (wiring 17 </ b> A). Is formed with an inter-wiring slit 36 (see FIG. 10B).

上層遮光膜30および配線層16が形成された後は、上層遮光膜30と配線層16との間や配線17間に、シリコン酸化膜(SiO膜)等の絶縁膜がCVD法等によって埋め込むように形成される。ここで形成された絶縁膜が平坦化され、平坦化された絶縁膜(絶縁膜21)上に、カラーフィルタ層22、平坦化膜24、マイクロレンズ25が順に形成され、固体撮像素子1が得られる(図2参照)。 After the upper light shielding film 30 and the wiring layer 16 are formed, an insulating film such as a silicon oxide film (SiO 2 film) is buried between the upper light shielding film 30 and the wiring layer 16 or between the wirings 17 by a CVD method or the like. Formed as follows. The insulating film formed here is flattened, and the color filter layer 22, the flattening film 24, and the microlens 25 are sequentially formed on the flattened insulating film (insulating film 21), and the solid-state imaging device 1 is obtained. (See FIG. 2).

このように、下層遮光膜20を形成する工程と、上層遮光膜30および配線層16を形成する工程とを含む本実施形態の固体撮像素子1において、下層遮光膜20を形成する工程では、下層遮光膜20が遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を覆った状態となるように、下層遮光膜20が形成される。つまり、下層遮光膜20は、その上方に形成される遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36に対してオーバーラップした状態となるように形成される。   As described above, in the step of forming the lower light-shielding film 20 in the solid-state imaging device 1 of the present embodiment including the step of forming the lower light-shielding film 20 and the step of forming the upper light-shielding film 30 and the wiring layer 16, The lower light shielding film 20 is formed so that the light shielding film 20 covers the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36. That is, the lower light shielding film 20 is formed so as to overlap with the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36 formed thereabove.

したがって、本実施形態の固体撮像素子1の製造方法において、下層遮光膜20は、図10(a)等に示すように、画素部2を覆う画素部領域部20Aと、この画素部領域部20Aから画素部2の外側に延長され画素部領域部20Aとともに遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を覆う周辺部20Bとを有するように形成される。   Therefore, in the method for manufacturing the solid-state imaging device 1 of the present embodiment, the lower-layer light-shielding film 20 includes a pixel portion region portion 20A that covers the pixel portion 2 and the pixel portion region portion 20A, as shown in FIG. To the outside of the pixel portion 2 and is formed so as to have a pixel portion region portion 20 </ b> A and a peripheral portion 20 </ b> B that covers the light shielding film-wiring slit 35 and the interwiring slit 36.

このように、下層遮光膜20は、画素部領域部20Aに対して周辺部20Bを有することで、配線部15側に延長され、少なくとも遮光膜−配線間スリット35を覆うように形成される。したがって、例えば、下層遮光膜20が、画素部2から数十マイクロメートルの距離に位置する遮光膜−配線間スリット35の部分だけを覆うように設けられる構成の場合(図8参照)、この下層遮光膜20を形成する工程では、下層遮光膜20は、画素部2から数十マイクロメートルの距離に位置する遮光膜−配線間スリット35を覆うように配線部15側に延長して形成される。また、下層遮光膜20によって遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36が覆われる構成の場合は、下層遮光膜20は、複数の配線間スリット36のうちの一部または全部の配線間スリット36を覆うように形成される。   As described above, the lower light shielding film 20 has the peripheral portion 20B with respect to the pixel portion region portion 20A, so that it extends toward the wiring portion 15 and is formed so as to cover at least the light shielding film-wiring slit 35. Therefore, for example, in the case of a configuration in which the lower light shielding film 20 is provided so as to cover only the light shielding film-wiring slit 35 located at a distance of several tens of micrometers from the pixel portion 2 (see FIG. 8). In the step of forming the light shielding film 20, the lower light shielding film 20 is formed to extend to the wiring part 15 side so as to cover the light shielding film-wiring slit 35 located at a distance of several tens of micrometers from the pixel part 2. . In the case where the light shielding film-inter-wiring slit 35 and the inter-wiring slit 36 are covered by the lower light-shielding film 20, the lower light-shielding film 20 includes a part or all of the inter-wiring slits 36. 36 is formed so as to cover 36.

以上のような固体撮像素子1の製造方法によれば、固体撮像素子1において、構造上、画素部2の周囲に形成される遮光膜−配線間スリット35ないしは配線間スリット36からの光が半導体基板10に入射することを防止することができ、チップサイズの縮小にともなって生じやすくなる、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を防止することができる。そして、遮光膜−配線間スリット35ないしは配線間スリット36を覆うための構成として下層遮光膜20が用いられることから、上述したように、下層遮光膜20を形成する工程において、下層遮光膜20のマスクパターンの形状を変更することで、遮光膜−配線間スリット35および配線間スリット36を覆う構成を容易に実現することが可能である。   According to the manufacturing method of the solid-state imaging device 1 as described above, in the solid-state imaging device 1, the light from the light shielding film-inter-wiring slit 35 or the inter-wiring slit 36 formed in the periphery of the pixel portion 2 in the structure is a semiconductor. It is possible to prevent the light from entering the substrate 10, and it is possible to prevent the deterioration of the image quality due to the black level disturbance caused by the incident light from the slit, which is likely to occur as the chip size is reduced. Since the lower light shielding film 20 is used as a configuration for covering the light shielding film-wiring slit 35 or the wiring slit 36, as described above, in the step of forming the lower light shielding film 20, the lower light shielding film 20 is formed. By changing the shape of the mask pattern, it is possible to easily realize a configuration that covers the light shielding film-wiring slit 35 and the wiring slit 36.

[固体撮像装置の構成]
上述した実施形態の固体撮像素子に相当する固体撮像素子51を備える固体撮像装置50について、図11を用いて説明する。本実施形態に係る固体撮像装置50は、例えば、いわゆるデジタルカメラと称されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話器等に内蔵されるカメラユニット等において、撮像装置モジュールを構成する。
[Configuration of solid-state imaging device]
A solid-state imaging device 50 including a solid-state imaging device 51 corresponding to the solid-state imaging device of the above-described embodiment will be described with reference to FIG. The solid-state imaging device 50 according to the present embodiment constitutes an imaging device module, for example, in a digital still camera called a so-called digital camera, a digital video camera, a camera unit incorporated in a mobile phone, or the like.

固体撮像装置50は、上述した実施形態に係る固体撮像素子51と、固体撮像素子51を所定のタイミングで駆動するための駆動信号を生成するタイミングジェネレータ52とを備える。タイミングジェネレータ52は、固体撮像素子51を駆動するための各種のパルス信号を生成する機能と、生成したパルス信号を、固体撮像素子51を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバとしての機能とを有する。また、固体撮像装置50は、タイミングジェネレータ52等に電源を供給するバッテリ等の電源部、撮像により生成した画像データ等を記憶する記憶部、装置全体を制御する制御部等を有する。   The solid-state imaging device 50 includes the solid-state imaging device 51 according to the above-described embodiment and a timing generator 52 that generates a drive signal for driving the solid-state imaging device 51 at a predetermined timing. The timing generator 52 has a function of generating various pulse signals for driving the solid-state image sensor 51 and a function of a driver for converting the generated pulse signals into drive pulses for driving the solid-state image sensor 51. Have. The solid-state imaging device 50 also includes a power supply unit such as a battery that supplies power to the timing generator 52 and the like, a storage unit that stores image data generated by imaging, a control unit that controls the entire apparatus, and the like.

本実施形態では、固体撮像装置50が有する電源部、記憶部、および制御部を構成する回路は、固体撮像素子51とは別回路(別チップ)として設けられる。ただし、これらの各部を構成する回路は、固体撮像素子51と同一のチップに設けたり、複数のチップに機能を分割して設けたりしてもよい。   In the present embodiment, the circuits constituting the power supply unit, the storage unit, and the control unit included in the solid-state imaging device 50 are provided as a separate circuit (separate chip) from the solid-state imaging element 51. However, the circuits constituting these units may be provided on the same chip as the solid-state imaging device 51, or the functions may be divided and provided on a plurality of chips.

タイミングジェネレータ52は、固体撮像素子51が備える垂直転送部4を駆動する4相駆動パルスを固体撮像素子51に入力する。つまり、タイミングジェネレータ52は、垂直転送部4を構成する4種類の転送電極14に、駆動電圧としての4相のクロック・パルスφV1、φV2、φV3、φV4を、各転送電極14に独立して供給・印加する。   The timing generator 52 inputs a four-phase drive pulse for driving the vertical transfer unit 4 included in the solid-state image sensor 51 to the solid-state image sensor 51. In other words, the timing generator 52 supplies four-phase clock pulses φV 1, φV 2, φV 3, and φV 4 as drive voltages to the four types of transfer electrodes 14 constituting the vertical transfer unit 4 independently to each transfer electrode 14.・ Apply.

固体撮像素子51は、タイミングジェネレータ52からのクロック・パルスφV1、φV2、φV3、φV4の入力を独立して受けるための入力部を有する。すなわち、固体撮像素子51は、クロック・パルスφV1が入力される信号入力端子である第1駆動信号入力部53aと、クロック・パルスφV2が入力される信号入力端子である第2駆動信号入力部53bと、クロック・パルスφV3が入力される信号入力端子である第3駆動信号入力部53cと、クロック・パルスφV4が入力される信号入力端子である第4駆動信号入力部53dとを有する。   The solid-state imaging device 51 has an input unit for receiving the clock pulses φV1, φV2, φV3, and φV4 from the timing generator 52 independently. That is, the solid-state imaging device 51 includes a first drive signal input unit 53a that is a signal input terminal to which the clock pulse φV1 is input, and a second drive signal input unit 53b that is a signal input terminal to which the clock pulse φV2 is input. And a third drive signal input unit 53c that is a signal input terminal to which the clock pulse φV3 is input, and a fourth drive signal input unit 53d that is a signal input terminal to which the clock pulse φV4 is input.

各駆動信号入力部53a、53b、53c、53dに入力されるクロック・パルスφV1、φV2、φV3、φV4は、バスラインや所定の配線等を介して、各垂直転送部4を構成する各転送電極14に印加される。この4相のクロック・パルスφV1、φV2、φV3、φV4の大きさとタイミングが、固体撮像素子51が有する制御部によって適切に制御されることにより、各センサ部3から垂直転送部4に読み出された信号電荷が、垂直転送部4の転送電極14の並びに従って転送される。   The clock pulses φV1, φV2, φV3, and φV4 input to the drive signal input units 53a, 53b, 53c, and 53d are transferred to the transfer electrodes constituting the vertical transfer unit 4 via bus lines, predetermined wirings, and the like. 14 is applied. The magnitudes and timings of the four-phase clock pulses φV1, φV2, φV3, and φV4 are appropriately controlled by the control unit included in the solid-state imaging device 51, and are read from each sensor unit 3 to the vertical transfer unit 4. The signal charges are transferred according to the arrangement of the transfer electrodes 14 of the vertical transfer unit 4.

タイミングジェネレータ52は、固体撮像素子51が備える水平転送部5を駆動する2相駆動パルスを固体撮像素子51に入力する。つまり、タイミングジェネレータ52は、水平転送部5を構成する2種類の転送電極に、駆動電圧としての2相のクロック・パルスφH1、φH2を供給・印加する。   The timing generator 52 inputs a two-phase drive pulse for driving the horizontal transfer unit 5 included in the solid-state image sensor 51 to the solid-state image sensor 51. That is, the timing generator 52 supplies and applies two-phase clock pulses φH1 and φH2 as drive voltages to the two types of transfer electrodes constituting the horizontal transfer unit 5.

固体撮像素子51は、タイミングジェネレータ52からのクロック・パルスφH1、φH2の入力を独立して受けるための入力部を有する。すなわち、固体撮像素子51は、クロック・パルスφH1が入力される信号入力端子である第1駆動信号入力部54aと、クロック・パルスφH2が入力される信号入力端子である第2駆動信号入力部54bとを有する。   The solid-state imaging device 51 has an input unit for receiving clock pulses φH1 and φH2 from the timing generator 52 independently. That is, the solid-state imaging device 51 includes a first drive signal input unit 54a that is a signal input terminal to which the clock pulse φH1 is input and a second drive signal input unit 54b that is a signal input terminal to which the clock pulse φH2 is input. And have.

各駆動信号入力部54a、54bに入力されるクロック・パルスφH1、φH2は、バスラインや所定の配線等を介して、水平転送部5を構成する各転送電極に印加される。この2相のクロック・パルスφH1、φH2の大きさとタイミングが、固体撮像素子51が有する制御部によって適切に制御されることにより、垂直転送部4から水平転送部5に転送された信号電荷が、水平方向に転送される。   The clock pulses φH1 and φH2 input to the drive signal input units 54a and 54b are applied to the transfer electrodes constituting the horizontal transfer unit 5 through bus lines and predetermined wirings. The magnitude and timing of the two-phase clock pulses φH1 and φH2 are appropriately controlled by the control unit included in the solid-state imaging device 51, so that the signal charges transferred from the vertical transfer unit 4 to the horizontal transfer unit 5 are Transferred horizontally.

以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像装置50においては、タイミングジェネレータ52が、固体撮像素子51を駆動するための駆動信号を生成する駆動部として機能する。そして、本実施形態の固体撮像素子51を備える固体撮像装置50によれば、固体撮像素子51において上述したように構造上、画素部2の周囲に形成されるスリットからの光が半導体基板10に入射することを防止することができ、チップサイズの縮小にともなって生じやすくなる、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を防止することができる。   In the solid-state imaging device 50 according to the present embodiment having the above-described configuration, the timing generator 52 functions as a driving unit that generates a driving signal for driving the solid-state imaging element 51. Then, according to the solid-state imaging device 50 including the solid-state imaging element 51 of the present embodiment, the light from the slit formed around the pixel unit 2 is structurally formed on the semiconductor substrate 10 in the solid-state imaging element 51 as described above. Incidence can be prevented, and deterioration of the image quality due to black level disturbance caused by incident light from the slit, which is likely to occur as the chip size is reduced, can be prevented.

[電子機器の構成例]
上述した実施形態に係る固体撮像素子は、例えば、いわゆるデジタルカメラと称されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像機能を有する携帯電話器その他の機器等、各種の電子機器に適用される。以下では、上述した実施形態に係る固体撮像素子を備える電子機器の一例であるビデオカメラ100について、図12を用いて説明する。
[Configuration example of electronic equipment]
The solid-state imaging device according to the above-described embodiment is applied to various electronic devices such as a digital still camera called a so-called digital camera, a digital video camera, a mobile phone having an imaging function, and other devices. Below, the video camera 100 which is an example of an electronic device provided with the solid-state image sensor which concerns on embodiment mentioned above is demonstrated using FIG.

ビデオカメラ100は、静止画像または動画の撮影を行うものである。ビデオカメラ100は、上述した実施形態の固体撮像素子に相当する固体撮像素子101と、光学系102と、システムコントローラ103と、入力部104と、信号処理回路105とを有する。また、ビデオカメラ100は、光学系102の機構を駆動するためのドライバ106と、固体撮像素子101を駆動するためのタイミングジェネレータ(TG)107とを有する。   The video camera 100 captures still images or moving images. The video camera 100 includes a solid-state image sensor 101 corresponding to the solid-state image sensor of the above-described embodiment, an optical system 102, a system controller 103, an input unit 104, and a signal processing circuit 105. The video camera 100 also includes a driver 106 for driving the mechanism of the optical system 102 and a timing generator (TG) 107 for driving the solid-state image sensor 101.

光学系102は、例えば一または複数の光学レンズ108を有する光学レンズ系として構成されるものであり、固体撮像素子101のセンサ部3に入射光を導く。光学系102は、被写体からの像光(入射光)を固体撮像素子101の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像素子101内に、一定期間信号電荷が蓄積される。光学系102は、固体撮像素子101への光照射期間および遮光期間を制御するためのシャッタ装置109を有する。また、光学系102は、光学レンズ108を移動させてフォーカス合わせやズーミングを行うための駆動機構や絞り等を有する。ドライバ106は、システムコントローラ103からの制御信号に応じて、光学系102内の機構の駆動を制御する。   The optical system 102 is configured as an optical lens system having, for example, one or a plurality of optical lenses 108, and guides incident light to the sensor unit 3 of the solid-state imaging device 101. The optical system 102 forms image light (incident light) from the subject on the imaging surface of the solid-state imaging device 101. As a result, signal charges are accumulated in the solid-state imaging device 101 for a certain period. The optical system 102 includes a shutter device 109 for controlling the light irradiation period and the light shielding period to the solid-state image sensor 101. The optical system 102 includes a drive mechanism, a diaphragm, and the like for moving the optical lens 108 to perform focusing and zooming. The driver 106 controls driving of the mechanism in the optical system 102 in accordance with a control signal from the system controller 103.

タイミングジェネレータ107は、固体撮像素子101を駆動するための駆動信号(タイミング信号)を生成する駆動回路として機能する。タイミングジェネレータ107は、システムコントローラ103の制御の下で、固体撮像素子101を所定のタイミングで駆動するための駆動信号(タイミング信号)を生成し、固体撮像素子101に供給する。   The timing generator 107 functions as a drive circuit that generates a drive signal (timing signal) for driving the solid-state imaging device 101. The timing generator 107 generates a drive signal (timing signal) for driving the solid-state image sensor 101 at a predetermined timing under the control of the system controller 103, and supplies it to the solid-state image sensor 101.

タイミングジェネレータ107から固体撮像素子101に供給される駆動信号により、固体撮像素子101の信号電極の転送動作等が制御される。つまり、固体撮像素子101は、タイミングジェネレータ107から供給される駆動信号に基づいて駆動し、入射光の電気信号への変換や信号電荷の転送動作等を行う。タイミングジェネレータ107は、固体撮像素子101を駆動するための駆動信号として各種のパルス信号を生成する機能と、生成したパルス信号を、固体撮像素子101を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバとしての機能とを有する。   The transfer operation of the signal electrode of the solid-state image sensor 101 is controlled by a drive signal supplied from the timing generator 107 to the solid-state image sensor 101. That is, the solid-state imaging device 101 is driven based on the drive signal supplied from the timing generator 107, and performs conversion of incident light into an electrical signal, signal charge transfer operation, and the like. The timing generator 107 has a function of generating various pulse signals as drive signals for driving the solid-state image sensor 101, and a driver that converts the generated pulse signals into drive pulses for driving the solid-state image sensor 101. With functions.

システムコントローラ103は、ビデオカメラ100の各部を統括的に制御し、その制御のための各種演算を実行する。システムコントローラ103は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やメモリや入出力インターフェイス等がバスライン等によって互いに接続された構成を備える。入力部104は、ユーザの操作入力を受け付ける操作キーやダイアル等の各種操作部を含み、操作入力に応じた制御信号をシステムコントローラ103に出力する。   The system controller 103 comprehensively controls each unit of the video camera 100 and executes various calculations for the control. The system controller 103 has a configuration in which, for example, a CPU (Central Processing Unit), a memory, an input / output interface, and the like are connected to each other by a bus line or the like. The input unit 104 includes various operation units such as operation keys and dials for receiving user operation inputs, and outputs a control signal corresponding to the operation input to the system controller 103.

信号処理回路105は、各種の信号処理を行う機能を有し、固体撮像素子101の出力信号を処理する。信号処理回路105により実行される信号処理には、例えば固体撮像素子101から出力されるデジタル信号に対するAF(Auto Focus)処理やAE(Auto Exposure)処理等の各種カメラ信号処理が含まれる。信号処理回路105は、入力された信号を処理することで、映像信号を出力する。信号処理回路105から出力された映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶されたり、液晶表示装置等のモニタに出力されたりする。   The signal processing circuit 105 has a function of performing various signal processing, and processes an output signal of the solid-state imaging device 101. The signal processing executed by the signal processing circuit 105 includes various camera signal processing such as AF (Auto Focus) processing and AE (Auto Exposure) processing for a digital signal output from the solid-state imaging device 101, for example. The signal processing circuit 105 processes the input signal to output a video signal. The video signal output from the signal processing circuit 105 is stored in a storage medium such as a memory or output to a monitor such as a liquid crystal display device.

なお、本実施形態のビデオカメラ100は、固体撮像素子101と、光学系102と、システムコントローラ103と、入力部104と、信号処理回路105と、ドライバ106と、タイミングジェネレータ107とがモジュール化されたカメラモジュールあるいは撮像機能モジュールの形態も含む。   The video camera 100 according to the present embodiment has a solid-state imaging device 101, an optical system 102, a system controller 103, an input unit 104, a signal processing circuit 105, a driver 106, and a timing generator 107 as modules. The form of a camera module or an imaging function module is also included.

以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像素子101を有するビデオカメラ100によれば、固体撮像素子101において上述したように構造上、画素部2の周囲に形成されるスリットからの光が半導体基板10に入射することを防止することができ、チップサイズの縮小にともなって生じやすくなる、スリットからの入射光に起因する黒レベルの乱れによる画質の劣化を防止することができる。   According to the video camera 100 having the solid-state imaging device 101 of the present embodiment having the above-described configuration, the light from the slit formed around the pixel unit 2 is structurally structured in the solid-state imaging device 101 as described above. It is possible to prevent the light from entering the semiconductor substrate 10, and it is possible to prevent the deterioration of the image quality due to the black level disturbance caused by the incident light from the slit, which is likely to occur as the chip size is reduced.

以上説明した本技術の実施の形態においては、固体撮像素子としてCCD型の固体撮像素子を例に説明したが、本技術は、CMOS型の固体撮像素子を含め他の型の固体撮像素子への適用も可能である。CMOS型の固体撮像素子の場合、センサ部や転送トランジスタ、増幅トランジスタ等が設けられた半導体基板上に、画素部におけるトランジスタ部やOB部を遮光するための遮光膜が設けられる。そして、この遮光膜が、配線層において形成されるスリット状の間隔を覆うように設けられる。   In the embodiments of the present technology described above, a CCD solid-state image sensor has been described as an example of the solid-state image sensor. However, the present technology can be applied to other types of solid-state image sensors including a CMOS solid-state image sensor. Application is also possible. In the case of a CMOS type solid-state imaging device, a light shielding film for shielding the transistor portion and the OB portion in the pixel portion is provided on a semiconductor substrate provided with a sensor portion, a transfer transistor, an amplification transistor, and the like. And this light shielding film is provided so that the slit-shaped space | interval formed in a wiring layer may be covered.

また、CMOS型の固体撮像素子の場合、その製造方法では、イオンインプラ技術やフォトリソグラフィ技術などが活用されてセンサ部や転送トランジスタ、増幅トランジスタ等が形成された後、画素部におけるトランジスタ部やOB部を遮光するための遮光膜を形成する工程が行われる。この遮光膜を形成する工程において、画素部から例えば数十マイクロメートルの距離にある配線層のスリットを覆うように、遮光膜が形成される。   In the case of a CMOS type solid-state imaging device, the manufacturing method uses an ion implantation technique, a photolithography technique, etc. to form a sensor part, a transfer transistor, an amplification transistor, etc., and then a transistor part or OB in a pixel part. A step of forming a light shielding film for shielding the portion is performed. In the step of forming the light shielding film, the light shielding film is formed so as to cover the slit of the wiring layer at a distance of, for example, several tens of micrometers from the pixel portion.

このように、本技術は、光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部にOB部を有し、OB部を覆う遮光膜と配線層との間にスリット状の間隔が存在する構成を備える固体撮像素子において適用することができる。そして、本技術によれば、画素部に設けられる遮光膜を用い、半導体基板に対してスリット状の間隔を覆うことで、スリット状の間隔からの光が半導体基板まで達することがないように遮光することができる。   As described above, the present technology has an OB portion in a pixel portion in which a plurality of sensor portions that generate signal charges by photoelectric conversion are arranged, and a slit-like interval is provided between the light shielding film that covers the OB portion and the wiring layer. The present invention can be applied to a solid-state imaging device having an existing configuration. According to the present technology, the light shielding film provided in the pixel portion is used to cover the slit-like interval with respect to the semiconductor substrate so that light from the slit-like interval does not reach the semiconductor substrate. can do.

なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
(1)半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備える、固体撮像素子。
(2)前記第2の遮光膜は、前記画素部を覆う画素部領域部と、該画素部領域部から前記画素部の外側に延長され前記画素部領域部とともに前記スリット状の間隔を覆う周辺部と、を有する、前記(1)に記載の固体撮像素子。
(3)前記第2の遮光膜は、前記第1の遮光膜に対して下側の層として設けられ、前記センサ部への光の入射を許容する開口部を有する遮光膜である、前記(1)または(2)に記載の固体撮像素子。
(4)前記配線層は、互いに同じ階層部分として互いの間にスリット状の間隔を隔てて設けられる複数の配線を有し、前記第2の遮光膜は、前記半導体基板に対して前記複数の配線間のスリット状の間隔を覆った状態で設けられる、前記(1)から(3)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(5)半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部上に、前記センサ部への光の入射を許容する開口部を有する下層遮光膜を形成する工程と、前記下層遮光膜の上層として、前記画素部のうち、少なくとも前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部を覆う上層遮光膜と、前記画素部の周囲に前記上層遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てる配線層とを、互いに同じ階層部分として形成する工程と、を含み、前記下層遮光膜を形成する工程は、前記下層遮光膜が前記スリット状の間隔を覆った状態となるように、前記下層遮光膜を形成する、固体撮像素子の製造方法。
(6)固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動部と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備える、固体撮像装置。
(7)固体撮像素子と、前記固体撮像素子のセンサ部に入射光を導く光学系と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路と、前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備える、電子機器。
In addition, this technique can take the following structures.
(1) A pixel unit in which a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion are arranged on a semiconductor substrate, and an optical that is a part of the pixel unit and outputs a signal serving as a black level reference by the sensor unit. A slit between the black portion, the first light shielding film provided on the pixel portion and covering at least the optical black portion of the pixel portion, and the first light shielding film provided around the pixel portion A solid-state imaging device comprising: a wiring portion having a wiring layer provided with a gap in the form of a gap; and a second light shielding film provided in a state of covering the slit-like gap with respect to the semiconductor substrate.
(2) The second light-shielding film includes a pixel portion region portion that covers the pixel portion, and a periphery that extends from the pixel portion region portion to the outside of the pixel portion and covers the slit-shaped interval together with the pixel portion region portion. A solid-state imaging device according to (1).
(3) The second light-shielding film is a light-shielding film that is provided as a lower layer with respect to the first light-shielding film and has an opening that allows light to enter the sensor unit. The solid-state image sensor as described in 1) or (2).
(4) The wiring layer has a plurality of wirings provided as slits between each other as the same layer portion, and the second light-shielding film has the plurality of wirings with respect to the semiconductor substrate. The solid-state imaging device according to any one of (1) to (3), which is provided in a state of covering a slit-like interval between wirings.
(5) forming a lower-layer light-shielding film having an opening that allows light to enter the sensor unit on a pixel unit on which a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion are arranged on a semiconductor substrate; An upper layer light-shielding film that covers at least an optical black part that outputs a signal serving as a black level reference by the sensor unit as the upper layer of the lower-layer light-shielding film, and the upper layer light-shielding film around the pixel part Forming a wiring layer with a slit-like spacing between them as the same layer portion, wherein the step of forming the lower-layer light-shielding film covers the slit-like spacing. A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the lower-layer light-shielding film is formed so as to be in a wet state.
(6) a solid-state imaging device; and a drive unit that generates a drive signal for driving the solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device generates a plurality of signal charges by photoelectric conversion on a semiconductor substrate. A pixel unit in which a sensor unit is arranged; an optical black unit which is a part of the pixel unit and outputs a signal serving as a reference for a black level by the sensor unit; and provided on the pixel unit, and at least of the pixel unit A wiring portion having a first light shielding film that covers the optical black portion, a wiring layer that is provided around the pixel portion and that is provided with a slit-like space between the first light shielding film and the first light shielding film; And a second light-shielding film provided in a state of covering the slit-like interval with respect to the semiconductor substrate.
(7) A solid-state image sensor, an optical system that guides incident light to the sensor unit of the solid-state image sensor, a drive circuit that generates a drive signal for driving the solid-state image sensor, and an output signal of the solid-state image sensor A signal processing circuit for processing, wherein the solid-state imaging device is a pixel unit that arranges a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion on a semiconductor substrate, and a part of the pixel unit, An optical black portion that outputs a signal serving as a black level reference by the sensor portion, a first light-shielding film that is provided on the pixel portion and covers at least the optical black portion of the pixel portion, and around the pixel portion A wiring portion having a wiring layer provided with a slit-like space between the first light-shielding film and the semiconductor substrate so as to cover the slit-like space. That includes a second light-shielding film, and electronic equipment.

1 固体撮像素子
2 画素部
3 センサ部
10 半導体基板
15 配線部
16 配線層
17 配線
20 遮光膜、下層遮光膜(第2の遮光膜)
20a 開口部
20A 画素部領域部
20B 周辺部
30 遮光膜、上層遮光膜(第1の遮光膜)
35 遮光膜−配線間スリット
36 配線間スリット
40 OB部(オプティカルブラック部)
50 固体撮像装置
51 固体撮像素子
52 タイミングジェネレータ(駆動部)
100 ビデオカメラ(電子機器)
101 固体撮像素子
102 光学系
105 信号処理回路
107 タイミングジェネレータ(駆動回路)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state image sensor 2 Pixel part 3 Sensor part 10 Semiconductor substrate 15 Wiring part 16 Wiring layer 17 Wiring 20 Light shielding film, lower layer light shielding film (2nd light shielding film)
20a Opening portion 20A Pixel portion region portion 20B Peripheral portion 30 Light shielding film, upper light shielding film (first light shielding film)
35 Light-shielding film-wiring slit 36 Wiring slit 40 OB part (optical black part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Solid-state imaging device 51 Solid-state image sensor 52 Timing generator (drive part)
100 Video camera (electronic equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Solid-state image sensor 102 Optical system 105 Signal processing circuit 107 Timing generator (drive circuit)

Claims (7)

半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、
前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、
前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、
前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、
前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備える、
固体撮像素子。
A pixel unit that arranges a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion on a semiconductor substrate;
An optical black unit that is a part of the pixel unit and outputs a signal that is a reference of a black level by the sensor unit;
A first light-shielding film provided on the pixel portion and covering at least the optical black portion of the pixel portion;
A wiring portion provided around the pixel portion and having a wiring layer provided with a slit-like space between the first light-shielding film;
A second light-shielding film provided in a state of covering the slit-like interval with respect to the semiconductor substrate,
Solid-state image sensor.
前記第2の遮光膜は、前記画素部を覆う画素部領域部と、該画素部領域部から前記画素部の外側に延長され前記画素部領域部とともに前記スリット状の間隔を覆う周辺部と、を有する、
請求項1に記載の固体撮像素子。
The second light-shielding film includes a pixel portion region portion that covers the pixel portion, a peripheral portion that extends from the pixel portion region portion to the outside of the pixel portion, and covers the slit-shaped interval together with the pixel portion region portion, Having
The solid-state imaging device according to claim 1.
前記第2の遮光膜は、前記第1の遮光膜に対して下側の層として設けられ、前記センサ部への光の入射を許容する開口部を有する遮光膜である、
請求項1に記載の固体撮像素子。
The second light-shielding film is a light-shielding film provided as a lower layer with respect to the first light-shielding film and having an opening that allows light to enter the sensor unit.
The solid-state imaging device according to claim 1.
前記配線層は、互いに同じ階層部分として互いの間にスリット状の間隔を隔てて設けられる複数の配線を有し、
前記第2の遮光膜は、前記半導体基板に対して前記複数の配線間のスリット状の間隔を覆った状態で設けられる、
請求項1に記載の固体撮像素子。
The wiring layer has a plurality of wirings provided with a slit-like space between each other as the same layer portion,
The second light-shielding film is provided in a state of covering the slit-like spacing between the plurality of wirings with respect to the semiconductor substrate;
The solid-state imaging device according to claim 1.
半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部上に、前記センサ部への光の入射を許容する開口部を有する下層遮光膜を形成する工程と、
前記下層遮光膜の上層として、前記画素部のうち、少なくとも前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部を覆う上層遮光膜と、前記画素部の周囲に前記上層遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てる配線層とを、互いに同じ階層部分として形成する工程と、を含み、
前記下層遮光膜を形成する工程は、前記下層遮光膜が前記スリット状の間隔を覆った状態となるように、前記下層遮光膜を形成する、
固体撮像素子の製造方法。
Forming a lower-layer light-shielding film having an opening that allows light to enter the sensor unit on a pixel unit on which a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion are arranged on a semiconductor substrate;
As the upper layer of the lower light-shielding film, an upper-layer light-shielding film that covers at least an optical black part that outputs a signal serving as a black level reference by the sensor part, and the upper-layer light-shielding film around the pixel part. Forming a wiring layer with a slit-like space between them as the same layer portion, and
The step of forming the lower light shielding film forms the lower light shielding film so that the lower light shielding film covers the slit-shaped interval.
Manufacturing method of solid-state image sensor.
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動部と、を有し、
前記固体撮像素子は、
半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、
前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、
前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、
前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、
前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備える、
固体撮像装置。
A solid-state image sensor;
A drive unit that generates a drive signal for driving the solid-state imaging device,
The solid-state imaging device is
A pixel unit that arranges a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion on a semiconductor substrate;
An optical black unit that is a part of the pixel unit and outputs a signal that is a reference of a black level by the sensor unit;
A first light-shielding film provided on the pixel portion and covering at least the optical black portion of the pixel portion;
A wiring portion provided around the pixel portion and having a wiring layer provided with a slit-like space between the first light-shielding film;
A second light-shielding film provided in a state of covering the slit-like interval with respect to the semiconductor substrate,
Solid-state imaging device.
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子のセンサ部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路と、
前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、を有し、
前記固体撮像素子は、
半導体基板上に光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部を配列させる画素部と、
前記画素部の一部であり、前記センサ部によって黒レベルの基準となる信号を出力するオプティカルブラック部と、
前記画素部上に設けられ、前記画素部の少なくとも前記オプティカルブラック部を覆う第1の遮光膜と、
前記画素部の周囲に設けられ、前記第1の遮光膜との間にスリット状の間隔を隔てて設けられる配線層を有する配線部と、
前記半導体基板に対して前記スリット状の間隔を覆った状態で設けられる第2の遮光膜と、を備える、
電子機器。
A solid-state image sensor;
An optical system that guides incident light to the sensor section of the solid-state imaging device;
A drive circuit for generating a drive signal for driving the solid-state imaging device;
A signal processing circuit for processing an output signal of the solid-state imaging device,
The solid-state imaging device is
A pixel unit that arranges a plurality of sensor units that generate signal charges by photoelectric conversion on a semiconductor substrate;
An optical black unit that is a part of the pixel unit and outputs a signal that is a reference of a black level by the sensor unit;
A first light-shielding film provided on the pixel portion and covering at least the optical black portion of the pixel portion;
A wiring portion provided around the pixel portion and having a wiring layer provided with a slit-like space between the first light-shielding film;
A second light-shielding film provided in a state of covering the slit-like interval with respect to the semiconductor substrate,
Electronics.
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