JP2682193B2 - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はテレビジョン撮像用の固体撮像装置およびそ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
固体撮像装置としては、MOS型撮像装置,CCD型撮像装
置,CPD型撮像装置などが開発され、その実用化が開始さ
れた。これらの固体撮像装置において、従来次のような
技術が用いられていた。
置,CPD型撮像装置などが開発され、その実用化が開始さ
れた。これらの固体撮像装置において、従来次のような
技術が用いられていた。
固体撮像装置は、並列に入力された多数の光学情報を
光電変換により電気信号に変換し、一定時間それらの信
号を蓄積した後、順次に出力する素子群である。このた
め、固体撮像装置はその最小構成要素として、光電変換
素子，電荷転送素子および出力回路よりなっている。
光電変換により電気信号に変換し、一定時間それらの信
号を蓄積した後、順次に出力する素子群である。このた
め、固体撮像装置はその最小構成要素として、光電変換
素子，電荷転送素子および出力回路よりなっている。
以下に、この光電変換素子と電荷転送素子について本
発明に関連ある部分について図面を参照して説明する。
第３図は従来のCCD型固体撮像装置の縦断面図である。
半導体基板に設けられたＰウェル１には、固体撮像装置
として動作に必要な拡散層（光電変換素子のＮ型拡散層
８、電荷転送素子のＮ型拡散層９、チャンネルストッパ
ーのP+型拡散層10）が形成されている。SiO2層間膜２は
電気絶縁膜として形成されており、同時に可視光線に対
しては良好な透過特性を示す。ポリシリコン電極３は、
その下部に形成されたＮ型拡散層９とともに電荷転送素
子を構成する。アルミニウム蒸着膜からなる遮光膜４
は、撮像素子上部より前述の電荷転送素子に直接入射す
る光を阻止している。なお、図中、７はカバー膜を示
す。
発明に関連ある部分について図面を参照して説明する。
第３図は従来のCCD型固体撮像装置の縦断面図である。
半導体基板に設けられたＰウェル１には、固体撮像装置
として動作に必要な拡散層（光電変換素子のＮ型拡散層
８、電荷転送素子のＮ型拡散層９、チャンネルストッパ
ーのP+型拡散層10）が形成されている。SiO2層間膜２は
電気絶縁膜として形成されており、同時に可視光線に対
しては良好な透過特性を示す。ポリシリコン電極３は、
その下部に形成されたＮ型拡散層９とともに電荷転送素
子を構成する。アルミニウム蒸着膜からなる遮光膜４
は、撮像素子上部より前述の電荷転送素子に直接入射す
る光を阻止している。なお、図中、７はカバー膜を示
す。
上述した従来の金属遮光膜によって固体撮像装置の遮
光膜を形成する構造では、電荷転送素子に上部より直接
入射する光（直接入射光６）は金属遮光膜中でほぼ完全
に減衰するためスミアの主たる発生原因とならないが、
第３図に示すような光電変換素子表面で反射し、アルミ
ニウム蒸着膜と半導体基板の間で反射を繰り返して電荷
転送素子に入射する光（間接入射光５）については、ア
ルミニウム蒸着膜が可視光線に対し90％を越える高い反
射率を有するため１回あたりの反射でのエネルギー減衰
が小さく、相当な量の光が電荷転送素子に漏れ込みスミ
ア特性を悪化させるという欠点があった。
光膜を形成する構造では、電荷転送素子に上部より直接
入射する光（直接入射光６）は金属遮光膜中でほぼ完全
に減衰するためスミアの主たる発生原因とならないが、
第３図に示すような光電変換素子表面で反射し、アルミ
ニウム蒸着膜と半導体基板の間で反射を繰り返して電荷
転送素子に入射する光（間接入射光５）については、ア
ルミニウム蒸着膜が可視光線に対し90％を越える高い反
射率を有するため１回あたりの反射でのエネルギー減衰
が小さく、相当な量の光が電荷転送素子に漏れ込みスミ
ア特性を悪化させるという欠点があった。
本発明の目的は、このような欠点を除き、スミア特性
の優れた固体撮像装置およびその製造方法を提供するこ
とにある。
の優れた固体撮像装置およびその製造方法を提供するこ
とにある。
本発明は、半導体基板の一主面上に複数個の電荷転送
素子および光電変換素子を集積した固体撮像装置におい
て、 前記電荷転送素子上部および前記光電変換素子の分離
領域上部に設けられた金属遮光膜の下部に密着して、波
長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々40％の干渉膜が
設けられていることを特徴とする。
素子および光電変換素子を集積した固体撮像装置におい
て、 前記電荷転送素子上部および前記光電変換素子の分離
領域上部に設けられた金属遮光膜の下部に密着して、波
長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々40％の干渉膜が
設けられていることを特徴とする。
この固体撮像装置を製造するに際し、 波長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々40％の干渉
膜と金属遮光膜の積層膜を形成し、フォトリソグラフィ
ー技術とエッチング技術を用いて、前記積層膜の撮像素
子としての開口部ならびに周辺部を一度に除去するのが
好適である。
膜と金属遮光膜の積層膜を形成し、フォトリソグラフィ
ー技術とエッチング技術を用いて、前記積層膜の撮像素
子としての開口部ならびに周辺部を一度に除去するのが
好適である。
また本発明は、半導体基板の一主面上に複数個の電荷
転送素子および光電変換素子を集積した固体撮像装置に
おいて、 前記電荷転送素子上部および前記光電変換素子の分離
領域上部に設けられた金属遮光膜の下部に密着して、波
長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々40％であり、且
つ可視光線に対する透過率が少なくとも85％以上である
干渉膜が設けられていることを特徴とする。
転送素子および光電変換素子を集積した固体撮像装置に
おいて、 前記電荷転送素子上部および前記光電変換素子の分離
領域上部に設けられた金属遮光膜の下部に密着して、波
長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々40％であり、且
つ可視光線に対する透過率が少なくとも85％以上である
干渉膜が設けられていることを特徴とする。
この固体撮像装置では、波長500nm〜600nmの緑色光の
反射率が高々40％であり、且つ可視光線に対する透過率
が少なくとも85％以上である干渉膜が、固体撮像素子の
光電変換素子の上部にも連続して形成のが好適である。
反射率が高々40％であり、且つ可視光線に対する透過率
が少なくとも85％以上である干渉膜が、固体撮像素子の
光電変換素子の上部にも連続して形成のが好適である。
また、前記干渉膜として、窒化シリコン膜を用いるの
が好適である。
が好適である。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は請求項１記載の固体撮像装置の実施例の縦断
面図である。半導体基板に設けられたＰウェル１には、
固体撮像装置として動作に必要な拡散層（光電変換素子
のＮ型拡散層８、電荷転送素子のＮ型拡散層９、チャン
ネルストッパーのP+型拡散層10）が形成されている。Si
O2層間膜２は、1017［ohm/cm］以上の優れた絶縁性を示
すとともに、可視光線に対しては98％（表面での反射の
除く）以上の透明性を有する。ポリシリコン電極３は、
その下部に形成されたＮ型拡散層９とともに電荷転送素
子を構成する。
面図である。半導体基板に設けられたＰウェル１には、
固体撮像装置として動作に必要な拡散層（光電変換素子
のＮ型拡散層８、電荷転送素子のＮ型拡散層９、チャン
ネルストッパーのP+型拡散層10）が形成されている。Si
O2層間膜２は、1017［ohm/cm］以上の優れた絶縁性を示
すとともに、可視光線に対しては98％（表面での反射の
除く）以上の透明性を有する。ポリシリコン電極３は、
その下部に形成されたＮ型拡散層９とともに電荷転送素
子を構成する。
この電荷転送素子上部および光電変換素子の分離領域
上部には、アルミニウム蒸着膜からなる遮光膜４が設け
られ、撮像素子上部より電荷転送素子領域に直接入射し
ようとする光線を遮断している。アルミニウム遮光膜４
の下部には、波長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々
40％の低反射干渉膜11が密着して設けられている。この
低反射干渉膜11は、撮影時にアルミ開口部より光電変換
素子に入射した光の一部がSIO2層間膜２とその下部のＮ
型拡散層８あるいはＰウェル１の界面で反射し、その反
射光がアルミニウム遮光膜４の下面で再度反射しあるい
はこれらの反射が複数回繰り返された結果、前記入射光
の一部がポリシリコン電極３等で形成される電荷転送素
子領域に入射しスミア不良を起こすのを防ぐ機能を有す
る。なぜなら、通常撮影時に問題となるスミアは、例え
ば太陽，蛍光灯，電球などの高輝度発光体を撮影した時
に限り起こるが、これらの発光体の光線スペクトルは連
続であり且つビデオカメラ等の撮影装置では波長500nm
〜600nmの緑色光以外の可視光線は赤外光および紫外光
除去のためと白バランスを保つため赤外カットフィルタ
ー，レンズ，カラーフィルター等で弱められるので、実
際に固体撮像装置の遮光膜４の開口部まで入射しスミア
の原因となる光線は緑色光が大部分を占め、この緑色光
の金属遮光膜での反射を抑えれば充分なスミア防止効果
が得られるからである。
上部には、アルミニウム蒸着膜からなる遮光膜４が設け
られ、撮像素子上部より電荷転送素子領域に直接入射し
ようとする光線を遮断している。アルミニウム遮光膜４
の下部には、波長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々
40％の低反射干渉膜11が密着して設けられている。この
低反射干渉膜11は、撮影時にアルミ開口部より光電変換
素子に入射した光の一部がSIO2層間膜２とその下部のＮ
型拡散層８あるいはＰウェル１の界面で反射し、その反
射光がアルミニウム遮光膜４の下面で再度反射しあるい
はこれらの反射が複数回繰り返された結果、前記入射光
の一部がポリシリコン電極３等で形成される電荷転送素
子領域に入射しスミア不良を起こすのを防ぐ機能を有す
る。なぜなら、通常撮影時に問題となるスミアは、例え
ば太陽，蛍光灯，電球などの高輝度発光体を撮影した時
に限り起こるが、これらの発光体の光線スペクトルは連
続であり且つビデオカメラ等の撮影装置では波長500nm
〜600nmの緑色光以外の可視光線は赤外光および紫外光
除去のためと白バランスを保つため赤外カットフィルタ
ー，レンズ，カラーフィルター等で弱められるので、実
際に固体撮像装置の遮光膜４の開口部まで入射しスミア
の原因となる光線は緑色光が大部分を占め、この緑色光
の金属遮光膜での反射を抑えれば充分なスミア防止効果
が得られるからである。
この低反射干渉膜としては、例えば0.05ミクロン〜0.
2ミクロンのCVD窒化シリコン膜（屈折率＝1.9〜2.1）等
の高屈折率物質があり、このような低反射干渉膜を用い
たCCD型固体撮像装置でアルミ遮光膜の反射率とスミア
特性を評価したところ反射率が32％で約35％のスミアの
減少が確認できた。
2ミクロンのCVD窒化シリコン膜（屈折率＝1.9〜2.1）等
の高屈折率物質があり、このような低反射干渉膜を用い
たCCD型固体撮像装置でアルミ遮光膜の反射率とスミア
特性を評価したところ反射率が32％で約35％のスミアの
減少が確認できた。
またこの低反射干渉膜11の製造方法としては、請求項
２記載の固体撮像装置の製造方法の実施例として、CVD
窒化シリコン膜とアルミ蒸着膜を順次積層し、しかる後
フォトリソグラフィー工程でレジストをパターニング
し、この２層を同時にエッチングして、撮像素子として
の開口部ならびに周辺部を一度に除去する方法などがあ
る。
２記載の固体撮像装置の製造方法の実施例として、CVD
窒化シリコン膜とアルミ蒸着膜を順次積層し、しかる後
フォトリソグラフィー工程でレジストをパターニング
し、この２層を同時にエッチングして、撮像素子として
の開口部ならびに周辺部を一度に除去する方法などがあ
る。
なお、この低反射干渉膜の代わりにアモルファス物質
などの不透明物質やタングステンシリサイド，モリブデ
ンシリサイド等の高融点金属のシリサイド化合物を用い
ても同様の効果が得られ、これは請求項１記載の固体撮
像装置の一実施例である。更に単層膜に限らず多層膜の
低反射干渉膜を使用してもよい。
などの不透明物質やタングステンシリサイド，モリブデ
ンシリサイド等の高融点金属のシリサイド化合物を用い
ても同様の効果が得られ、これは請求項１記載の固体撮
像装置の一実施例である。更に単層膜に限らず多層膜の
低反射干渉膜を使用してもよい。
第１図の実施例において特に低反射干渉膜の可視光線
に対する透過率が少なくとも85％以上のいわゆる透明物
質を用いた場合は、請求項３記載の固体撮像装置の一実
施例に相当する。
に対する透過率が少なくとも85％以上のいわゆる透明物
質を用いた場合は、請求項３記載の固体撮像装置の一実
施例に相当する。
第２図は請求項４記載の固体撮像装置の一実施例の縦
断面図である。本実施例では低反射干渉膜としては例え
ば0.05ミクロン〜0.2ミクロンのCVD窒化シリコン膜（屈
折率＝1.9〜2.1）等の特に可視光線に対する透過率が少
なくとも85％以上である物質を用いる。このため、光電
変換素子であるＮ型拡散層の上部に積層した低反射干渉
膜を除去する必要がなく固体撮像装置が形成でき、半導
体製造プロセスを短縮し、原価低減・歩留まり向上・工
期短縮といった効果がある。また本実施例で特に窒化シ
リコン膜を低反射防止膜として用いた固体撮像装置は請
求項５記載の固体撮像装置に相当する。
断面図である。本実施例では低反射干渉膜としては例え
ば0.05ミクロン〜0.2ミクロンのCVD窒化シリコン膜（屈
折率＝1.9〜2.1）等の特に可視光線に対する透過率が少
なくとも85％以上である物質を用いる。このため、光電
変換素子であるＮ型拡散層の上部に積層した低反射干渉
膜を除去する必要がなく固体撮像装置が形成でき、半導
体製造プロセスを短縮し、原価低減・歩留まり向上・工
期短縮といった効果がある。また本実施例で特に窒化シ
リコン膜を低反射防止膜として用いた固体撮像装置は請
求項５記載の固体撮像装置に相当する。
なお金属遮光膜としてはここで述べたアルミニウム以
外に例えばCu入りアルミニウム，シリコン入りアルミニ
ウム，金，白金等の金属材料が使用可能なのはいうまで
もない。また、金属遮光膜上に反射防止構造を設けたも
のについても本発明で述べた構造及び製造方法は何等支
障なく適用可能である。
外に例えばCu入りアルミニウム，シリコン入りアルミニ
ウム，金，白金等の金属材料が使用可能なのはいうまで
もない。また、金属遮光膜上に反射防止構造を設けたも
のについても本発明で述べた構造及び製造方法は何等支
障なく適用可能である。
以上説明したように本発明の固体撮像装置は、光電変
換素子表面で反射し、金属遮光膜と半導体基板の間で反
射を繰り返して電荷転送素子に入射する光線により発生
するスミアを低減できる効果がある。
換素子表面で反射し、金属遮光膜と半導体基板の間で反
射を繰り返して電荷転送素子に入射する光線により発生
するスミアを低減できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例のCCD型固体撮像装置の縦断
面図、 第２図は本発明の他の実施例のCCD型固体撮像装置の縦
断面図、 第３図は従来のCCD型固体撮像装置の縦断面図である。 １……半導体基板 ２……SiO2層間膜 ３……ポリシリコン電極 ４……アルミニウム遮光膜 ５……間接入射光 ６……直接入射光 ７……カバー膜 ８……Ｎ型拡散層 ９……Ｎ型拡散層 10……P+型拡散層 11……低反射干渉膜
面図、 第２図は本発明の他の実施例のCCD型固体撮像装置の縦
断面図、 第３図は従来のCCD型固体撮像装置の縦断面図である。 １……半導体基板 ２……SiO2層間膜 ３……ポリシリコン電極 ４……アルミニウム遮光膜 ５……間接入射光 ６……直接入射光 ７……カバー膜 ８……Ｎ型拡散層 ９……Ｎ型拡散層 10……P+型拡散層 11……低反射干渉膜
Claims (5)
- 【請求項１】半導体基板の一主面上に複数個の電荷転送
素子および光電変換素子を集積した固体撮像装置におい
て、 前記電荷転送素子上部および前記光電変換素子の分離領
域上部に設けられた金属遮光膜の下部に密着して、波長
500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々40％の干渉膜が設
けられていることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】請求項１記載の固体撮像装置の製造方法に
おいて、 波長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々40％の干渉膜
と金属遮光膜の積層膜を形成し、フォトリソグラフィー
技術とエッチング技術を用いて、前記積層膜の撮像素子
としての開口部ならびに周辺部を一度に除去することを
特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項３】半導体基板の一主面上に複数個の電荷転送
素子および光電変換素子を集積した固体撮像装置におい
て、 前記電荷転送素子上部および前記光電変換素子の分離領
域上部に設けられた金属遮光膜の下部に密着して、波長
500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々40％であり、且つ
可視光線に対する透過率が少なくとも85％以上である干
渉膜が設けられていることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項４】波長500nm〜600nmの緑色光の反射率が高々
40％であり、且つ可視光線に対する透過率が少なくとも
85％以上である干渉膜が、固体撮像素子の光電変換素子
の上部にも連続して形成されていることを特徴とする請
求項３記載の固体撮像装置。 - 【請求項５】前記干渉膜として、窒化シリコン膜を用い
ることを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2066243A JP2682193B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2066243A JP2682193B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03268359A JPH03268359A (ja) | 1991-11-29 |
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