JP3303377B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP3303377B2 JP3303377B2 JP34133292A JP34133292A JP3303377B2 JP 3303377 B2 JP3303377 B2 JP 3303377B2 JP 34133292 A JP34133292 A JP 34133292A JP 34133292 A JP34133292 A JP 34133292A JP 3303377 B2 JP3303377 B2 JP 3303377B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特にアルミシャント構造を有しかつオンチップレンズを
設けた固体撮像装置に関するものである。
特にアルミシャント構造を有しかつオンチップレンズを
設けた固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体撮像装置（例えばＣＣＤ撮像
素子）では、いわゆるアルミシャント構造のものが提案
されている。このアルミシャント構造のＣＣＤ撮像素子
は、垂直ＣＣＤによる電荷転送時の駆動電圧パルスの伝
播遅延を低減するために、垂直ＣＣＤの転送電極に接続
して駆動電圧パルスの高速伝播を可能にする配線機能
と、垂直ＣＣＤの転送電極を遮光する機能とを兼ね備え
たアルミニウム配線を設けた構造のものである。このよ
うな構造のＣＣＤ撮像素子には、例えば高速フレームシ
フトを必要とするハイビジョン用のものがある。
素子）では、いわゆるアルミシャント構造のものが提案
されている。このアルミシャント構造のＣＣＤ撮像素子
は、垂直ＣＣＤによる電荷転送時の駆動電圧パルスの伝
播遅延を低減するために、垂直ＣＣＤの転送電極に接続
して駆動電圧パルスの高速伝播を可能にする配線機能
と、垂直ＣＣＤの転送電極を遮光する機能とを兼ね備え
たアルミニウム配線を設けた構造のものである。このよ
うな構造のＣＣＤ撮像素子には、例えば高速フレームシ
フトを必要とするハイビジョン用のものがある。
【０００３】上記ＣＣＤ撮像素子では、隣り合うアルミ
ニウム配線どうしが電気的に分離されている必要があ
る。このため、アルミニウム配線によって、垂直転送方
向に配列されているフォトセンサ間上を完全に覆うこと
はできない。したがって、その部分は光学的に開口した
状態になっている。
ニウム配線どうしが電気的に分離されている必要があ
る。このため、アルミニウム配線によって、垂直転送方
向に配列されているフォトセンサ間上を完全に覆うこと
はできない。したがって、その部分は光学的に開口した
状態になっている。
【０００４】また、フォトセンサへの集光特性を高めて
感度を向上させるために、図２に示すように、当該フォ
トセンサ６１の上方にはオンチップレンズ７１が形成さ
れている。このオンチップレンズ７１は、フォトセンサ
６１のほぼ真上に形成されていて、垂直転送方向に配列
されているオンチップレンズ７１ａ（７１）とそれと隣
り合う別のオンチップレンズ７１ｂ（７１）との間７２
の領域は、垂直転送方向に配列されているフォトセンサ
６１ａ（６１）とそれと隣り合う別のフォトセンサ６１
ｂ（６１）との間６２の上方に配置されている。また垂
直転送方向に配列されている転送電極６３上には、転送
電極６３に接続して駆動電圧パルスの高速伝播を可能に
する機能と転送電極６３を遮光する機能とを有するアル
ミニウム配線６４が形成されている。
感度を向上させるために、図２に示すように、当該フォ
トセンサ６１の上方にはオンチップレンズ７１が形成さ
れている。このオンチップレンズ７１は、フォトセンサ
６１のほぼ真上に形成されていて、垂直転送方向に配列
されているオンチップレンズ７１ａ（７１）とそれと隣
り合う別のオンチップレンズ７１ｂ（７１）との間７２
の領域は、垂直転送方向に配列されているフォトセンサ
６１ａ（６１）とそれと隣り合う別のフォトセンサ６１
ｂ（６１）との間６２の上方に配置されている。また垂
直転送方向に配列されている転送電極６３上には、転送
電極６３に接続して駆動電圧パルスの高速伝播を可能に
する機能と転送電極６３を遮光する機能とを有するアル
ミニウム配線６４が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の固体撮像装置では、図３に示すように、垂直転送方
向に配列されているフォトセンサ６１ａ（６１）とそれ
と隣り合う別のフォトセンサ６１ｂ（６１）との間（以
下フォトセンサ間と記す）６２上を、アルミニウム配線
６４によって覆うことはできない。仮に覆ったとすれ
ば、垂直転送方向に配列されているアルミニウム配線６
４どうしが短絡されることになる。また、フォトセンサ
間６２には、各転送電極６３を水平方向に接続する信号
線６５が形成されているので、この部分のアルミニウム
配線６４は高い位置に形成される。また通常信号線６５
は、転送電極６３と同様に多結晶シリコンで形成されて
いる。このため、フォトセンサ間６２に入射した光線８
１は、信号線６５内を透過して、アルミニウム配線６４
の下方に位置する垂直ＣＣＤ６６に入り込み易くなる。
この結果、スミアが発生する。
成の固体撮像装置では、図３に示すように、垂直転送方
向に配列されているフォトセンサ６１ａ（６１）とそれ
と隣り合う別のフォトセンサ６１ｂ（６１）との間（以
下フォトセンサ間と記す）６２上を、アルミニウム配線
６４によって覆うことはできない。仮に覆ったとすれ
ば、垂直転送方向に配列されているアルミニウム配線６
４どうしが短絡されることになる。また、フォトセンサ
間６２には、各転送電極６３を水平方向に接続する信号
線６５が形成されているので、この部分のアルミニウム
配線６４は高い位置に形成される。また通常信号線６５
は、転送電極６３と同様に多結晶シリコンで形成されて
いる。このため、フォトセンサ間６２に入射した光線８
１は、信号線６５内を透過して、アルミニウム配線６４
の下方に位置する垂直ＣＣＤ６６に入り込み易くなる。
この結果、スミアが発生する。
【０００６】また図４に示すように、オンチップレンズ
７１ａ（７１）とそれと隣り合う別のオンチップレンズ
７１ｂ（７１）との間（以下オンチップレンズ間と記
す）７２が垂直転送方向に配置されているフォトセンサ
６１ａとフォトセンサ６１ｂとの間（以下フォトセンサ
間と記す）６２上に位置しているので、オンチップレン
ズ間７２より入射した光線８２は、フォトセンサ間６２
上に配設されている信号線６５内を透過し反射するまた
は信号線６５表面で反射して、垂直ＣＣＤ（図示せず）
に入り込みスミアを発生させる。
７１ａ（７１）とそれと隣り合う別のオンチップレンズ
７１ｂ（７１）との間（以下オンチップレンズ間と記
す）７２が垂直転送方向に配置されているフォトセンサ
６１ａとフォトセンサ６１ｂとの間（以下フォトセンサ
間と記す）６２上に位置しているので、オンチップレン
ズ間７２より入射した光線８２は、フォトセンサ間６２
上に配設されている信号線６５内を透過し反射するまた
は信号線６５表面で反射して、垂直ＣＣＤ（図示せず）
に入り込みスミアを発生させる。
【０００７】さらに、各垂直転送方向のオンチップレン
ズ間７２より入射する光線８２は各フォトセンサ６１に
入射されないので、各フォトセンサ６１の受光量を低下
させている。このため、実質上、固体撮像装置１００の
感度は低下する。
ズ間７２より入射する光線８２は各フォトセンサ６１に
入射されないので、各フォトセンサ６１の受光量を低下
させている。このため、実質上、固体撮像装置１００の
感度は低下する。
【０００８】本発明は、スミアを防止するとともに感度
特性に優れた固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
特性に優れた固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた固体撮像装置である。第１の固体
撮像装置は、電荷転送方向に配列されている転送電極上
に沿って遮光膜を設けるとともに、各フォトセンサより
上方にオンチップレンズを設けたもので、各オンチップ
レンズは、当該オンチップレンズによって集光した光束
が前記各フォトセンサに入射する位置に配設され、前記
電荷転送方向に配列されているオンチップレンズのう
ち、隣り合う２つのオンチップレンズの間の領域は、当
該領域に垂直に入射する光がフォトセンサに入射する位
置に配設されているものである。第２の固体撮像装置
は、電荷転送方向に配列されている転送電極上に沿って
遮光膜を設けるとともに各フォトセンサより上方にオン
チップレンズを設けた固体撮像装置において、前記各オ
ンチップレンズは、前記電荷転送方向で隣り合う前記各
フォトセンサ間の領域を覆う位置に配設されているとと
もに、当該フォトセンサ間の領域は、当該オンチップレ
ンズにより集光された光が入射する領域外に配設されて
いるものである。
成するためになされた固体撮像装置である。第１の固体
撮像装置は、電荷転送方向に配列されている転送電極上
に沿って遮光膜を設けるとともに、各フォトセンサより
上方にオンチップレンズを設けたもので、各オンチップ
レンズは、当該オンチップレンズによって集光した光束
が前記各フォトセンサに入射する位置に配設され、前記
電荷転送方向に配列されているオンチップレンズのう
ち、隣り合う２つのオンチップレンズの間の領域は、当
該領域に垂直に入射する光がフォトセンサに入射する位
置に配設されているものである。第２の固体撮像装置
は、電荷転送方向に配列されている転送電極上に沿って
遮光膜を設けるとともに各フォトセンサより上方にオン
チップレンズを設けた固体撮像装置において、前記各オ
ンチップレンズは、前記電荷転送方向で隣り合う前記各
フォトセンサ間の領域を覆う位置に配設されているとと
もに、当該フォトセンサ間の領域は、当該オンチップレ
ンズにより集光された光が入射する領域外に配設されて
いるものである。
【００１０】
【作用】上記構造の第１、第２の固体撮像装置では、オ
ンチップレンズによって集光された光束と電荷転送方向
のオンチップレンズ間より入射する光線とが当該フォト
センサに入射し、電荷転送方向に配列されているフォト
センサ間はオンチップレンズで集光された光束の影にな
るので遮光された状態になる。このため、フォトセンサ
間より垂直ＣＣＤに光が漏れることがなくなる。また、
オンチップレンズ間より入射した光はフォトセンサに入
射されるので、フォトセンサの感度を高める。
ンチップレンズによって集光された光束と電荷転送方向
のオンチップレンズ間より入射する光線とが当該フォト
センサに入射し、電荷転送方向に配列されているフォト
センサ間はオンチップレンズで集光された光束の影にな
るので遮光された状態になる。このため、フォトセンサ
間より垂直ＣＣＤに光が漏れることがなくなる。また、
オンチップレンズ間より入射した光はフォトセンサに入
射されるので、フォトセンサの感度を高める。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を、図１の（１）のレイアウ
ト図および（２）のレイアウト図におけるＡ−Ａ線概略
断面図により説明する。図１の（１）に示すように、固
体撮像装置１には、垂直ＣＣＤの転送電極１１上に設け
た絶縁膜（図示せず）を介して、遮光膜として遮光兼駆
動用のアルミニウム配線２１が電荷転送方向（以下、垂
直転送方向として説明する）に沿って設けられている。
また各フォトセンサ１２より上方には、透光性の絶縁膜
２２〔図（２）に示す〕を介してオンチップレンズ３１
が設けられている。通常、上記絶縁膜と上記透光性の絶
縁膜２２とは、同種のもので、例えば酸化シリコンで形
成されている。なお、上記説明では、遮光膜として遮光
兼駆動用のアルミニウム配線２１を用いたが、例えば遮
光機能を持つ銅またはタングステン等の金属配線を用い
てもよい。また遮光膜は配線機能を持たなくてもよい。
ト図および（２）のレイアウト図におけるＡ−Ａ線概略
断面図により説明する。図１の（１）に示すように、固
体撮像装置１には、垂直ＣＣＤの転送電極１１上に設け
た絶縁膜（図示せず）を介して、遮光膜として遮光兼駆
動用のアルミニウム配線２１が電荷転送方向（以下、垂
直転送方向として説明する）に沿って設けられている。
また各フォトセンサ１２より上方には、透光性の絶縁膜
２２〔図（２）に示す〕を介してオンチップレンズ３１
が設けられている。通常、上記絶縁膜と上記透光性の絶
縁膜２２とは、同種のもので、例えば酸化シリコンで形
成されている。なお、上記説明では、遮光膜として遮光
兼駆動用のアルミニウム配線２１を用いたが、例えば遮
光機能を持つ銅またはタングステン等の金属配線を用い
てもよい。また遮光膜は配線機能を持たなくてもよい。
【００１２】例えば図１の（２）に示すように、上記各
オンチップレンズ３１は、当該オンチップレンズ３１で
集光された光束５１がフォトセンサ１２に集光される位
置に配設されている。しかも垂直転送方向に配列されて
いるオンチップレンズ３１ａ（３１），３１ｂ（３１）
の間（以下オンチップレンズ間と記す）３２は、当該オ
ンチップレンズ間３２より入射した光線５２の大部分
が、フォトセンサ１２に入射する位置に配設されてい
る。
オンチップレンズ３１は、当該オンチップレンズ３１で
集光された光束５１がフォトセンサ１２に集光される位
置に配設されている。しかも垂直転送方向に配列されて
いるオンチップレンズ３１ａ（３１），３１ｂ（３１）
の間（以下オンチップレンズ間と記す）３２は、当該オ
ンチップレンズ間３２より入射した光線５２の大部分
が、フォトセンサ１２に入射する位置に配設されてい
る。
【００１３】すなわち、例えばオンチップレンズ３１ａ
は、垂直転送方向に配列されているフォトセンサ１２ａ
（１２），１２ｂ（１２）の間（以下フォトセンサ間と
記す）１３ａ（１３）上にかかる状態に配設されていて
いる。同様に、オンチップレンズ３１ｂは、フォトセン
サ間１３ｂ（１３）上にかかる状態に配設されていてい
る。
は、垂直転送方向に配列されているフォトセンサ１２ａ
（１２），１２ｂ（１２）の間（以下フォトセンサ間と
記す）１３ａ（１３）上にかかる状態に配設されていて
いる。同様に、オンチップレンズ３１ｂは、フォトセン
サ間１３ｂ（１３）上にかかる状態に配設されていてい
る。
【００１４】上記構造の固体撮像装置１では、垂直転送
方向の各フォトセンサ間１３に形成されている各信号線
１４の部分は、各オンチップレンズ３１によって集光さ
れた光束５１にも各オンチップレンズ間３２より入射し
た光線５２にもさらされない。したがって、各信号線１
４は影に配置されたと同様になる。すなわち、各信号線
１４の部分は遮光された状態になるので、この部分より
転送電極１１の下方に設けられている垂直ＣＣＤ（図示
せず）に光が入り込むことがなくなる。この結果、スミ
アが大幅に低減される。
方向の各フォトセンサ間１３に形成されている各信号線
１４の部分は、各オンチップレンズ３１によって集光さ
れた光束５１にも各オンチップレンズ間３２より入射し
た光線５２にもさらされない。したがって、各信号線１
４は影に配置されたと同様になる。すなわち、各信号線
１４の部分は遮光された状態になるので、この部分より
転送電極１１の下方に設けられている垂直ＣＣＤ（図示
せず）に光が入り込むことがなくなる。この結果、スミ
アが大幅に低減される。
【００１５】また、オンチップレンズ間３２より入射す
る光線５２は、フォトセンサ１２に入射される。このた
め、従来の固体撮像装置に比較して、当該フォトセンサ
１２に入射する受光量が増加するので、実質的に固体撮
像装置１の感度は高まる。
る光線５２は、フォトセンサ１２に入射される。このた
め、従来の固体撮像装置に比較して、当該フォトセンサ
１２に入射する受光量が増加するので、実質的に固体撮
像装置１の感度は高まる。
【００１６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
各オンチップレンズは、当該オンチップレンズによって
集光した光束が当該フォトセンサに入射する位置に配設
されていて、かつ電荷転送方向に配列されているオンチ
ップレンズのうち、隣り合う２つのオンチップレンズの
間の領域は、フォトセンサ上に配設されているので、電
荷転送方向に配列されているフォトセンサ間は影になっ
て遮光された状態になる。このため、フォトセンサ間よ
り垂直ＣＣＤに光が漏れることがなくなるので、スミア
は大幅に低減され、固体撮像装置の品質の向上が図れ
る。また、オンチップレンズ間より入射した光線は、フ
ォトセンサに入射されるので、フォトセンサの集光効率
を高めることができる。したがって、フォトセンサの感
度の向上が図れる。
各オンチップレンズは、当該オンチップレンズによって
集光した光束が当該フォトセンサに入射する位置に配設
されていて、かつ電荷転送方向に配列されているオンチ
ップレンズのうち、隣り合う２つのオンチップレンズの
間の領域は、フォトセンサ上に配設されているので、電
荷転送方向に配列されているフォトセンサ間は影になっ
て遮光された状態になる。このため、フォトセンサ間よ
り垂直ＣＣＤに光が漏れることがなくなるので、スミア
は大幅に低減され、固体撮像装置の品質の向上が図れ
る。また、オンチップレンズ間より入射した光線は、フ
ォトセンサに入射されるので、フォトセンサの集光効率
を高めることができる。したがって、フォトセンサの感
度の向上が図れる。
【図１】実施例を説明するレイアウト図およびそのＡ−
Ａ線断面図である。
Ａ線断面図である。
【図２】従来例のレイアウト図である。
【図３】課題の説明図である。
【図４】別の課題の説明図である。
１ 固体撮像装置 １１ 転送電極 １２ フォトセンサ １３ フォトセンサ間 ２１ 遮光兼駆動用のアルミニウム配線 ３１ オンチップレンズ ３２ オンチップレンズ間 ５１ 光束 ５２ 光線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−165572（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−218965（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−124485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−12154（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/14 G02B 27/00 H04N 5/335
Claims (2)
- 【請求項１】 電荷転送方向に配列されている転送電極
上に沿って遮光膜を設けるとともに各フォトセンサより
上方にオンチップレンズを設けた固体撮像装置におい
て、 前記各オンチップレンズは、当該オンチップレンズによ
って集光した光束が前記各フォトセンサに入射する位置
に配設され、前記電荷転送方向に配列されているオンチ
ップレンズのうち、隣り合う２つのオンチップレンズの
間の領域は、当該領域に垂直に入射する光がフォトセン
サに入射する位置に配設されていることを特徴とする固
体撮像装置。 - 【請求項２】 電荷転送方向に配列されている転送電極
上に沿って遮光膜を設けるとともに各フォトセンサより
上方にオンチップレンズを設けた固体撮像装置におい
て、 前記各オンチップレンズは、前記電荷転送方向で隣り合
う前記各フォトセンサ間の領域を覆う位置に配設されて
いるとともに、当該フォトセンサ間の領域は、当該オン
チップレンズにより集光された光が入射する領域外に配
設されていることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34133292A JP3303377B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34133292A JP3303377B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169075A JPH06169075A (ja) | 1994-06-14 |
| JP3303377B2 true JP3303377B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=18345240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34133292A Expired - Fee Related JP3303377B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303377B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2829876B1 (fr) | 2001-09-18 | 2004-07-02 | St Microelectronics Sa | Cellule photosensible incorporant un guide de lumiere et matrice composee de telles cellules |
| US7816641B2 (en) | 2007-12-28 | 2010-10-19 | Candela Microsystems (S) Pte. Ltd. | Light guide array for an image sensor |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP34133292A patent/JP3303377B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06169075A (ja) | 1994-06-14 |
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Legal Events
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