JP2876659B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術 D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例［第１図、第２図］ H.発明の効果 （A.産業上の利用分野） 本発明は固体撮像装置、特に転送電極の上層にそれと
接続されたシャント配線を有する固体撮像装置に関す
る。

（B.発明の概要） 本発明は、上記固体撮像装置において、 シャント配線の段切れ、シート抵抗の低下を防止する
ため、 シャント配線を多結晶シリコン膜とその上に形成した
アルミニウム又はアルミニウム合金膜により構成するも
のである。

（C.従来技術） HDVS対応の固体撮像装置においては、チップサイズが
例えば16mm角、クロック周波数が約1MHzとなり、多結晶
シリコンからなる転送電極では抵抗が高くなり、必要と
する転送効率が得られない。

そこで、転送電極の上側にアルミニウム配線膜をシャ
ント配線として形成することにより転送電極の低抵抗化
を図り、転送用の駆動パルスの伝送速度の高速化を図る
技術が開発され、例えば特開昭56-87379号公報によりそ
の技術が公表されている。

そして、本願出願人会社においてもアルミニウム配線
膜からなるシャント配線を設けた固体撮像装置について
の技術開発を盛んに行っており、それに関する各種提案
を例えば特願昭63-238416号等により行っている。

（D.発明が解決しようとする問題点） ところで、シャント配線としてアルミニウム配線膜か
らなるものを用いるために問題となるのは、アルミニウ
ム配線膜のステップカバレッジの悪さである。というの
は、ステップカバレッジが悪いと激しい段差部上では膜
厚が薄くなり、段切りが生じる虞れがあるからである。
また、段切れが生じないとしても膜厚が薄くなり、その
結果、抵抗率の小さいアルミニウムでシャント配線を形
成したことの効果が半減してしまうことになる。これは
好ましいことでないことはいうまでもない。尤も、SOG
（Spin On glass）により層間絶縁膜を形成し、その上
にアルミニウム配線膜を形成することとすれば、段切
れ、膜厚減少の問題を回避することができるが、しかし
SOG膜は透明であるので、光透過が問題となる固体撮像
装置には採り得ないのである。

そして、アルミニウム配線膜を遮光に用いるようにし
た場合においてアルミニウム配線膜が段差上で膜厚が薄
くなるということは単に段切れによる断線の虞れをもた
らす、シート抵抗が増大する、というような問題をもた
らすだけでなく、光透過が生じ、スメアが生じるという
問題をももたらす。

また、アルミニウム配線膜のステップカバレッジの悪
さはアルミニウム配線膜の上側にカラーフィルタやオン
チップレンズ等を形成することの妨げになるという問題
も生じる。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもの
であり、シャント配線の段切れ、シート抵抗の低下、光
透過等を防止し、また装置表面にカラーフィルター、オ
プチカルレンズを形成し易くすることを目的とする。

（E.問題点を解決するための手段） 本発明固体撮像装置は上記問題点を解決するため、シ
ャント配線を多結晶シリコン膜とその上に直接に形成し
たアルミニウム又はアルミニウム合金膜により構成する
ことを特徴とする。

（F.作用） 本発明固体撮像装置によれば、シャント配線の下層部
分がステップカバレッジの良い多結晶シリコン膜からな
るので、配線抵抗を小さくすることに寄与するアルミニ
ウム配線膜は平坦な面上に形成されることになり、その
膜厚の均一性が高くなる。従って、段切れ、膜厚の減
少、シート抵抗の増大、光透過を防止することができ
る。また、アルミニウム配線膜が平坦化された面上に形
成されるので、固体撮像装置の表面が平坦化され、カラ
ーフィルタ、オプチカルレンズ等が形成し易くなる。

（G.実施例）［第１図、第２図］ 以下、本発明固体撮像装置を図示実施例に従って詳細
に説明する。

第１図及び第２図は本発明固体撮像装置の一つの実施
例を示すもので、第１図は平面図、第２図は第１図の２
−２線に沿う断面図である。

図面において、１は半導体基板、２は該半導体基板１
の表面部を加熱酸化することにより形成された絶縁膜、
３は第１層目の多結晶シリコンからなる転送電極、４は
該多結晶シリコンからなる転送電極３の表面部を加熱酸
化することにより形成された絶縁膜、５は第２層目の多
結晶シリコンからなる転送電極、６は該多結晶シリコン
からなる転送電極５の表面部を加熱酸化することにより
形成された絶縁膜、７は第３層目の多結晶シリコン膜
で、コンタクトホール８を介して第１層目の多結晶シリ
コンからなる転送電極３あるいは第２層目の多結晶シリ
コンからなる転送電極５に接続されている。尚、図面に
は多結晶シリコン膜７と第２層目の多結晶シリコンから
なる転送電極５との接続部は現われない。

10は該絶縁膜９上に形成されたアルミニウム配線膜
で、多結晶シリコン膜７上に直接形成されている。該多
結晶シリコン膜７とアルミニウム配線膜10とはパターン
及び形成位置が略同じにされ、二層構造のシャント配線
12を構成している。

このように、本固体撮像装置はシャント配線12が第３
層目の多結晶シリコン膜７とアルミニウム配線膜10とか
らなる二層構造を有しているのである。このようにする
のは、アルミニウム配線膜10の下地の平坦化のためであ
る。

即ち、転送電極を成す第１層目の多結晶シリコン膜３
と、第２層目の多結晶シリコン膜５により激しい凹凸の
生じた面にステップカパレッジの悪いアルミニウムのみ
からなるシャント配線を形成した場合には段切れ、膜厚
の減少、シート抵抗の増大、光透過、スメアの発生等の
虞れが生じるが、本固体撮像装置においては転送電極を
成す多結晶シリコン膜３及び５により激しい凹凸の生じ
た面にステップカバレッジの良い多結晶シリコン膜７と
抵抗率の小さなアルミニウム配線膜10とからなる二層構
造のシャント配線12を形成するので、シート抵抗を小さ
くし遮光の役割を担うアルミニウム配線膜10はステップ
カバレッジの良い多結晶シリコン膜７によりより平坦化
された面上に形成されることになる。

従って、アルミニウム配線膜10が従来におけるような
段部上において膜厚が薄くなるという虞れがなくなり、
膜厚が均一化される。従って、段切れの虞れはないし、
シート抵抗も充分に小さくできる。依って、シャント配
線によって抵抗を小さくして転送用駆動信号の伝送スピ
ードを速くする効果を充分に得ることができるのであ
る。

また、シャント配線12を構成するアルミニウム配線膜
10の膜厚が均一にでき薄い部分が生じないので、薄い部
分で光透過が生じ、スメアの発生等の虞れがあるという
従来の問題を回避することができる。

更にまた、スルーホール８の微細化を図ることができ
る。というのは、第３層目の多結晶シリコン膜７を設け
ないでシャント配線12をアルミニウム配線膜10のみで形
成した場合には、そのアルミニウム配線膜10と多結晶シ
リコン膜からなる転送電極３、５との間に数千Åの層間
絶縁膜を設けなけらばならないのに対して、本固体撮像
装置においては多結晶シリコン膜からなる転送電極３、
５とアルミニウム配線膜10との間に第３層目の多結晶シ
リコン膜７を介在させる。そして、該多結晶シリコン膜
７と転送電極３、５とは多結晶シリコン膜どうしなので
その間を1000Å程度のきわめて薄い層間絶縁膜４、６に
よって絶縁することができる。従って、コンタクト部の
サイズが同じならば、層間絶縁膜の薄い分だけ転送電極
３どうしあるいは転送電極５どうしの間のギャップ（第
２図中のｄ）を小さくすることができる。具体的には0.
5〜0.8μｍ程度小さくすることができる。

また、シャント配線12の上層部はアルミニウム配線膜
10により形成されていたが、例えばシリコン等を含有し
たアルミニウム合金膜により形成するようにしても良
い。

ところで、アルミニウム又はアルミニウム合金膜と多
結晶シリコン膜からなるシャント配線はイメージ部に形
成されるが、このシャント配線をストレージ部、水平転
送レジスタ等に形成する配線と同時に同じ材料により形
成するようにしても良い。換言すれば、ストレージ部、
水平転送レジスタ等周辺回路に形成する配線を、シャン
ト配線と同じ材料で同時に形成する（謂わばシャント配
線と周辺回路の配線との共通化をする）ようにしても良
い。このようにすれば、平坦化による段切れ防止、シー
ト抵抗増大防止の効果をストレージ部や水平転送レジス
タ等の周辺回路の配線にも及ぼすことができる。尚、こ
の場合、第３層目の多結晶シリコン膜７とスルーホール
を通じて接続される下地は第１層目の多結晶シリコン膜
３あるいは第２層目の多結晶シリコン膜５の場合もあれ
ば、半導体基板１の場合もある。

（H.発明の効果） 請求項（１）の固体撮像装置は、転送電極の上層にそ
れと接続されたシャント配線を有する固体撮像装置にお
いて、上記シャント配線が多結晶シリコン膜とその上に
直接に形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金膜
によって構成されてなることを特徴とするものである。

従って、請求項（１）の固体撮像装置によれば、シャ
ント配線の下層部分がステップカバレッジの良い多結晶
シリコン膜からなるので、シート抵抗を小さくすること
に寄与するアルミニウム配線膜は平坦な面上に形成され
ることになる。従って、段切れ、膜厚の減少、シート抵
抗の増大、光透過を防止することができる。また、アル
ミニウム配線膜が平坦化された面上に形成されるので、
固体撮像装置の表面が平坦化され、カラーフィルタ、オ
プチカルレンズ等が形成し易くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明固体撮像装置の一つの実施例
を説明するためのもので、第１図は平面図、第２図は第
１図の２−２線に沿う断面図である。 符号の説明 １……基板、３、４……転送電極、７……多結晶シリコ
ン膜、９……層間絶縁膜、10……アルミニウム又はアル
ミニウム合金膜、11……スルーホール、12……シャント
配線。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】転送電極の上層にそれと接続されたシャン
   ト配線を有する固体撮像装置において、 上記シャント配線が、多結晶シリコン膜と、その上に直
   接に形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金膜に
   よって構成されてなる ことを特徴とする固体撮像装置