JP3319419B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
-
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に係
り、特に、スミアの発生を抑制することのできる固体撮
像装置に関するものである。
り、特に、スミアの発生を抑制することのできる固体撮
像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アクティブ型ＸＹアドレス方式の固体撮
像装置であるＣＭＯＳセンサの基本セルを図１０に示
す。図１０において、符号１０は固体撮像装置（ＣＭＯ
Ｓセンサ）、１１はＰ型シリコン基板、１２はＰ型ウェ
ル、１４はフォトダイオードとなるＮ型領域（光電変換
領域）、１６はゲートＳｉＯ2 膜、１８はリセットゲー
トとなるポリシリコン、２０はリセットドレインとなる
Ｎ+ 型領域、２１は素子分離のためのフィールド酸化
膜、２２は遮光膜となる金属膜であり光が入射する開口
部２３を規定する。光電変換領域１４と遮光膜２２との
間には、層間絶縁膜２４や複数の配線層１３，１５，１
７，１９が設けられており、また、図示しない配線層に
より光電変換領域１４はソースフォロワアンプ２４に接
続される。ソースフォロワアンプ２４は選択スイッチＭ
ＯＳトランジスタ２６，検出用ＭＯＳトランジスタ２８
および負荷用ＭＯＳトランジスタ２９を有し、検出用Ｍ
ＯＳトランジスタ２８のゲートは光電変換領域１４に接
続されている。
像装置であるＣＭＯＳセンサの基本セルを図１０に示
す。図１０において、符号１０は固体撮像装置（ＣＭＯ
Ｓセンサ）、１１はＰ型シリコン基板、１２はＰ型ウェ
ル、１４はフォトダイオードとなるＮ型領域（光電変換
領域）、１６はゲートＳｉＯ2 膜、１８はリセットゲー
トとなるポリシリコン、２０はリセットドレインとなる
Ｎ+ 型領域、２１は素子分離のためのフィールド酸化
膜、２２は遮光膜となる金属膜であり光が入射する開口
部２３を規定する。光電変換領域１４と遮光膜２２との
間には、層間絶縁膜２４や複数の配線層１３，１５，１
７，１９が設けられており、また、図示しない配線層に
より光電変換領域１４はソースフォロワアンプ２４に接
続される。ソースフォロワアンプ２４は選択スイッチＭ
ＯＳトランジスタ２６，検出用ＭＯＳトランジスタ２８
および負荷用ＭＯＳトランジスタ２９を有し、検出用Ｍ
ＯＳトランジスタ２８のゲートは光電変換領域１４に接
続されている。
【０００３】このような構成のＣＭＯＳセンサは次のよ
うに動作する。すなわち、まず、リセットゲート１８に
ハイパルスφR を印加することにより、フォトダイオー
ドとなるＮ型領域（光電変換領域）１４の電位をセット
する。次に、リセットゲート１８にローパルスφR を印
加することにより、空乏層中に光電変換された電荷を蓄
積する。蓄積された電荷量により、フォトダイオードと
なるＮ型領域（光電変換領域）１４の電位は変動し、そ
の電位変化をソースフォロワアンプ２４の出力端子３０
から出力する。
うに動作する。すなわち、まず、リセットゲート１８に
ハイパルスφR を印加することにより、フォトダイオー
ドとなるＮ型領域（光電変換領域）１４の電位をセット
する。次に、リセットゲート１８にローパルスφR を印
加することにより、空乏層中に光電変換された電荷を蓄
積する。蓄積された電荷量により、フォトダイオードと
なるＮ型領域（光電変換領域）１４の電位は変動し、そ
の電位変化をソースフォロワアンプ２４の出力端子３０
から出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＣＭＯＳセンサ
１０の構造では、開口部２３を規定する遮光膜２２とシ
リコン基板１１上の光電変換領域１４との間に層間絶縁
膜２４および複数の配線層１３，１５，１７，１９が存
在するため、遮光膜２２と光電変換領域１４との間隔Ｌ
0 が数μｍと可視光の波長（およそ８０〜７７０ｎｍ）
に比べて非常に大きくなり、開口部２３から入射した光
の回折効果により回折された入射光２５が、図１０
（ａ）に示すように光電変換領域１４の周辺部に入射す
る。
１０の構造では、開口部２３を規定する遮光膜２２とシ
リコン基板１１上の光電変換領域１４との間に層間絶縁
膜２４および複数の配線層１３，１５，１７，１９が存
在するため、遮光膜２２と光電変換領域１４との間隔Ｌ
0 が数μｍと可視光の波長（およそ８０〜７７０ｎｍ）
に比べて非常に大きくなり、開口部２３から入射した光
の回折効果により回折された入射光２５が、図１０
（ａ）に示すように光電変換領域１４の周辺部に入射す
る。
【０００５】したがって、従来のＣＭＯＳセンサの構造
では、光の回折効果により光電変換領域１４の周辺部に
入射した光による光電変換で発生した偽信号（一般にス
ミアと呼ばれる）が発生するとともに、映像信号のＳ／
Ｎ比が劣化するするという問題があった。
では、光の回折効果により光電変換領域１４の周辺部に
入射した光による光電変換で発生した偽信号（一般にス
ミアと呼ばれる）が発生するとともに、映像信号のＳ／
Ｎ比が劣化するするという問題があった。
【０００６】さらに、このスミア対策として、回折した
入射光２５を光電変換領域１４の周辺部に入射させない
よう開口部２３の寸法（例えば幅Ｗ0 ）を光電変換領域
１４の寸法（例えば幅Ｗ14）に対して小さく設定する等
の技術が提案されていたが、このような場合には、光電
変換領域１４に入射する光量が低下し、感度が低下して
しまうという問題があった。
入射光２５を光電変換領域１４の周辺部に入射させない
よう開口部２３の寸法（例えば幅Ｗ0 ）を光電変換領域
１４の寸法（例えば幅Ｗ14）に対して小さく設定する等
の技術が提案されていたが、このような場合には、光電
変換領域１４に入射する光量が低下し、感度が低下して
しまうという問題があった。
【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、少なくとも以下の目的のうちの１つを達成しよう
とするものである。 スミアの低減を図ること。 映像信号のＳ／Ｎ比向上を図ること。 より高感度の固体撮像装置を提供すること。
ので、少なくとも以下の目的のうちの１つを達成しよう
とするものである。 スミアの低減を図ること。 映像信号のＳ／Ｎ比向上を図ること。 より高感度の固体撮像装置を提供すること。
【０００８】本発明の固体撮像装置は、光電変換領域
と、この光電変換領域の上方に開口部を有する遮光膜
と、光線入射方向における前記光電変換領域と前記遮光
膜との中間位置に設けられた複数の配線層とを備えた固
体撮像装置において、前記光電変換領域と前記遮光膜と
の間には層間絶縁膜が設けられ、この層間絶縁層内に、
前記複数の配線層が設けられ、前記配線層の一部に切り
欠きを有し、かつ前記光電変換領域周辺部に対して入射
光を遮光して光入射領域を規定するよう平面視して前記
開口部の内側に位置され、前記複数の配線層を組みあわ
せて前記光電変換領域を囲むように設けられようにして
上記課題を解決した。ここで、前記配線層が金属からな
るか、または、この配線層としては、リセットドレイン
領域に接続されたＶｄｄ配線層，リセットゲートに接続
されたリセットゲート配線層，リセットゲート，ＸＹア
ドレス配線層，出力用配線層のうち少なくとも１以上を
選択することが好ましい。
と、この光電変換領域の上方に開口部を有する遮光膜
と、光線入射方向における前記光電変換領域と前記遮光
膜との中間位置に設けられた複数の配線層とを備えた固
体撮像装置において、前記光電変換領域と前記遮光膜と
の間には層間絶縁膜が設けられ、この層間絶縁層内に、
前記複数の配線層が設けられ、前記配線層の一部に切り
欠きを有し、かつ前記光電変換領域周辺部に対して入射
光を遮光して光入射領域を規定するよう平面視して前記
開口部の内側に位置され、前記複数の配線層を組みあわ
せて前記光電変換領域を囲むように設けられようにして
上記課題を解決した。ここで、前記配線層が金属からな
るか、または、この配線層としては、リセットドレイン
領域に接続されたＶｄｄ配線層，リセットゲートに接続
されたリセットゲート配線層，リセットゲート，ＸＹア
ドレス配線層，出力用配線層のうち少なくとも１以上を
選択することが好ましい。
【０００９】本発明の固体撮像装置においては、遮光膜
の内側に位置する金属からなる配線層により光電変換領
域周辺部に入射する入射光を遮光するために、この光入
射領域を規定した部分から光電変換領域までの距離を短
縮することにより、入射光の回折等による回り込みを低
減することができるため、光電変換領域の周辺部に入射
する可能性を低減してその結果生じる偽信号（スミア）
を低減することが可能となるとともに、このスミアが隣
接する他の光電変換領域あるいは出力回路の拡散層等に
トラップされ、映像信号のＳ／Ｎ比が劣化することを防
止することが可能となる。また、本発明の固体撮像装置
においては、遮光膜の内側に位置する配線層により光電
変換領域周辺部に入射する入射光を遮光するために、こ
の光入射領域を規定した部分から光電変換領域までの距
離を短縮することにより、入射光の回折等による回り込
みを低減することができるため、同一の光電変換領域に
対する入射領域を増大することが可能となり、その結
果、入射光量を増大することが可能となり、光電変換の
感度を向上することができ、固体撮像装置の感度を向上
することができる。また、本発明においては、配線層と
して、リセットドレイン領域に接続されたＶｄｄ配線
層，リセットゲートに接続されたリセットゲート配線
層，リセットゲート，ＸＹアドレス配線層，出力用配線
層のうち少なくとも１以上を選択することや、前記配線
層が、前記光電変換領域を囲むようにその周囲に位置す
るか、前記光電変換領域を断続的に囲むようにその周囲
に位置するか、または、前記光電変換領域の少なくとも
一部を覆うように位置されること、および、複数の前記
配線層が、光線入射方向における前記光電変換領域から
それぞれ異なる距離を有して設けられるか、または、複
数の前記配線層が、組み合わせて前記光電変換領域を囲
むように設けられることにより、光入射領域を規定する
際における規定状態および配線層の配置状態における可
変性を向上することができ、光入射領域を規定した部分
から光電変換領域までの距離を効果的に短縮することが
できる。
の内側に位置する金属からなる配線層により光電変換領
域周辺部に入射する入射光を遮光するために、この光入
射領域を規定した部分から光電変換領域までの距離を短
縮することにより、入射光の回折等による回り込みを低
減することができるため、光電変換領域の周辺部に入射
する可能性を低減してその結果生じる偽信号（スミア）
を低減することが可能となるとともに、このスミアが隣
接する他の光電変換領域あるいは出力回路の拡散層等に
トラップされ、映像信号のＳ／Ｎ比が劣化することを防
止することが可能となる。また、本発明の固体撮像装置
においては、遮光膜の内側に位置する配線層により光電
変換領域周辺部に入射する入射光を遮光するために、こ
の光入射領域を規定した部分から光電変換領域までの距
離を短縮することにより、入射光の回折等による回り込
みを低減することができるため、同一の光電変換領域に
対する入射領域を増大することが可能となり、その結
果、入射光量を増大することが可能となり、光電変換の
感度を向上することができ、固体撮像装置の感度を向上
することができる。また、本発明においては、配線層と
して、リセットドレイン領域に接続されたＶｄｄ配線
層，リセットゲートに接続されたリセットゲート配線
層，リセットゲート，ＸＹアドレス配線層，出力用配線
層のうち少なくとも１以上を選択することや、前記配線
層が、前記光電変換領域を囲むようにその周囲に位置す
るか、前記光電変換領域を断続的に囲むようにその周囲
に位置するか、または、前記光電変換領域の少なくとも
一部を覆うように位置されること、および、複数の前記
配線層が、光線入射方向における前記光電変換領域から
それぞれ異なる距離を有して設けられるか、または、複
数の前記配線層が、組み合わせて前記光電変換領域を囲
むように設けられることにより、光入射領域を規定する
際における規定状態および配線層の配置状態における可
変性を向上することができ、光入射領域を規定した部分
から光電変換領域までの距離を効果的に短縮することが
できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る固体撮像装置
の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、
本実施形態の固体撮像装置を示す模式側断面図（ａ）お
よび平面図（ｂ）、図２は、図１における光電変換領
域，斜面膜，配線層の遮光部分を示す拡大側断面図であ
る。
の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、
本実施形態の固体撮像装置を示す模式側断面図（ａ）お
よび平面図（ｂ）、図２は、図１における光電変換領
域，斜面膜，配線層の遮光部分を示す拡大側断面図であ
る。
【００１１】図１ないし図２において、符号１０Ａは本
実施形態の固体撮像装置、１１はＰ型シリコン基板、１
２はＰ型ウェル、１４はフォトダイオードとなるＮ型領
域（光電変換領域）、１６はゲートＳｉＯ2 膜、１８は
リセットゲートとなるポリシリコン、２０はリセットド
レインとなるＮ+ 型領域、２１は素子分離のためのフィ
ールド酸化膜、２２Ａは遮光膜となる金属膜、２３Ａは
遮光膜２２Ａに規定され光が入射する開口部である。
実施形態の固体撮像装置、１１はＰ型シリコン基板、１
２はＰ型ウェル、１４はフォトダイオードとなるＮ型領
域（光電変換領域）、１６はゲートＳｉＯ2 膜、１８は
リセットゲートとなるポリシリコン、２０はリセットド
レインとなるＮ+ 型領域、２１は素子分離のためのフィ
ールド酸化膜、２２Ａは遮光膜となる金属膜、２３Ａは
遮光膜２２Ａに規定され光が入射する開口部である。
【００１２】本実施形態においては、固体撮像装置１０
Ａは、アクティブ型ＸＹアドレス方式のＣＭＯＳセンサ
とされ、その基本セルには、図１に示すように、光電変
換領域１４と、この光電変換領域１４の上方に開口部２
３Ａを有する遮光膜２２Ａと、光線入射方向における前
記光電変換領域１４と前記遮光膜２２Ａとの中間位置に
設けられた複数の金属またはポリシリコンからなる配線
層１３，１５Ａ，１７，１９とが備えられる。光電変換
領域１０と遮光膜２２との間には、ＳｉＯ2 からなる層
間絶縁膜２４が設けられ、この層間絶縁層２４内には、
複数の配線層１３，１５Ａ，１７，１９が設けられてお
り、また、光電変換領域１４は図１０に示したソースフ
ォロワアンプ２４に接続される。この配線層１３，１５
Ａ，１７，１９としては、例えばリセットドレイン領域
２０に接続されたＡｌ等の金属からなるＶｄｄ配線層
（電源配線層）１５Ａ，リセットゲート１８に接続され
たＡｌ等の金属からなるリセットゲート配線層１３，Ａ
ｌ等の金属からなるＸＹアドレス選択配線層１７，Ａｌ
等の金属からなるカラム配線層（出力用配線層）１９が
設けられる。
Ａは、アクティブ型ＸＹアドレス方式のＣＭＯＳセンサ
とされ、その基本セルには、図１に示すように、光電変
換領域１４と、この光電変換領域１４の上方に開口部２
３Ａを有する遮光膜２２Ａと、光線入射方向における前
記光電変換領域１４と前記遮光膜２２Ａとの中間位置に
設けられた複数の金属またはポリシリコンからなる配線
層１３，１５Ａ，１７，１９とが備えられる。光電変換
領域１０と遮光膜２２との間には、ＳｉＯ2 からなる層
間絶縁膜２４が設けられ、この層間絶縁層２４内には、
複数の配線層１３，１５Ａ，１７，１９が設けられてお
り、また、光電変換領域１４は図１０に示したソースフ
ォロワアンプ２４に接続される。この配線層１３，１５
Ａ，１７，１９としては、例えばリセットドレイン領域
２０に接続されたＡｌ等の金属からなるＶｄｄ配線層
（電源配線層）１５Ａ，リセットゲート１８に接続され
たＡｌ等の金属からなるリセットゲート配線層１３，Ａ
ｌ等の金属からなるＸＹアドレス選択配線層１７，Ａｌ
等の金属からなるカラム配線層（出力用配線層）１９が
設けられる。
【００１３】ここで、Ｖｄｄ配線層１５Ａが、図１
（ｂ）に示すように、前記光電変換領域１４周辺部に対
して入射光を遮光して光入射領域を規定するよう平面視
して前記開口部２３Ａの内側に位置されるとともに、前
記Ｖｄｄ配線層１５Ａが、前記光電変換領域１４の全周
を囲むようにその周囲に位置する。このＶｄｄ配線層１
５Ａの開口部４０Ａの寸法（例えば幅ＷA ）は、図２に
示すように、図１０に示した遮光膜２２の開口部２３の
寸法（例えば幅Ｗ0 ）および、光電変換領域１４の寸法
（例えば幅Ｗ14）に対して、Ｗ0 ＜ＷA ＜Ｗ14となるよ
うに設定されている。
（ｂ）に示すように、前記光電変換領域１４周辺部に対
して入射光を遮光して光入射領域を規定するよう平面視
して前記開口部２３Ａの内側に位置されるとともに、前
記Ｖｄｄ配線層１５Ａが、前記光電変換領域１４の全周
を囲むようにその周囲に位置する。このＶｄｄ配線層１
５Ａの開口部４０Ａの寸法（例えば幅ＷA ）は、図２に
示すように、図１０に示した遮光膜２２の開口部２３の
寸法（例えば幅Ｗ0 ）および、光電変換領域１４の寸法
（例えば幅Ｗ14）に対して、Ｗ0 ＜ＷA ＜Ｗ14となるよ
うに設定されている。
【００１４】このような構成の固体撮像装置１０Ａは次
のように動作する。すなわち、まず、リセットゲート１
８にハイパルスφR を印加することにより、フォトダイ
オードとなるＮ型領域（光電変換領域）１４の電位をセ
ットする。次に、リセットゲート１８にローパルスφR
を印加することにより、空乏層中に光電変換された電荷
を蓄積する。蓄積された電荷量により、光電変換領域１
４の電位は変動し、その電位変化を出力端子から出力す
る。
のように動作する。すなわち、まず、リセットゲート１
８にハイパルスφR を印加することにより、フォトダイ
オードとなるＮ型領域（光電変換領域）１４の電位をセ
ットする。次に、リセットゲート１８にローパルスφR
を印加することにより、空乏層中に光電変換された電荷
を蓄積する。蓄積された電荷量により、光電変換領域１
４の電位は変動し、その電位変化を出力端子から出力す
る。
【００１５】このとき、遮光膜２２Ａ側から入射してき
た入射光においては、開口部２３Ａによる回折効果によ
り回折された入射光２５Ａが、図２に示すように光電変
換領域１４の周辺部に入射する。この入射光２５Ａは、
遮光膜２２Ａの開口部２３Ａの周縁部により回折する
が、Ｖｄｄ配線層１５Ａが、図１（ｂ）および図２に示
すように、平面視して前記開口部２３Ａの内側に位置さ
れることにより、Ｖｄｄ配線層１５Ａの開口部４０Ａに
よって入射光の縁部が遮光されて、光電変換領域１４に
入射する光入射領域が規定される。ここで、図１および
図２に示すように、開口部４０Ａを規定するＶｄｄ配線
層１５Ａとシリコン基板１１上の光電変換領域１４との
間隔ＬA と、開口部２３Ａを規定する遮光膜２２Ａと光
電変換領域１４との間隔Ｌ0 との関係は、 ＬA ＜Ｌ0 となっており、入射光２５Ａが回折効果により拡散して
ゆく距離が短くなっている。その結果、光の回折効果に
より光電変換領域１４の周辺部に入射する光量を低減す
ることができるとともに、この回折光による光電変換で
発生するスミアの発生を低減することができ、映像信号
のＳ／Ｎ比を向上することができる。
た入射光においては、開口部２３Ａによる回折効果によ
り回折された入射光２５Ａが、図２に示すように光電変
換領域１４の周辺部に入射する。この入射光２５Ａは、
遮光膜２２Ａの開口部２３Ａの周縁部により回折する
が、Ｖｄｄ配線層１５Ａが、図１（ｂ）および図２に示
すように、平面視して前記開口部２３Ａの内側に位置さ
れることにより、Ｖｄｄ配線層１５Ａの開口部４０Ａに
よって入射光の縁部が遮光されて、光電変換領域１４に
入射する光入射領域が規定される。ここで、図１および
図２に示すように、開口部４０Ａを規定するＶｄｄ配線
層１５Ａとシリコン基板１１上の光電変換領域１４との
間隔ＬA と、開口部２３Ａを規定する遮光膜２２Ａと光
電変換領域１４との間隔Ｌ0 との関係は、 ＬA ＜Ｌ0 となっており、入射光２５Ａが回折効果により拡散して
ゆく距離が短くなっている。その結果、光の回折効果に
より光電変換領域１４の周辺部に入射する光量を低減す
ることができるとともに、この回折光による光電変換で
発生するスミアの発生を低減することができ、映像信号
のＳ／Ｎ比を向上することができる。
【００１６】ここで、前記Ｖｄｄ配線層１５Ａが、図１
（ｂ）および図２に示すように、前記光電変換領域１４
の全周を囲むようにその周囲に位置し、平面視して前記
開口部２３Ａの内側に位置されることにより、このＶｄ
ｄ配線層１５Ａの開口部４０Ａによって前記光電変換領
域１４周辺部に対して入射する入射光を遮光して光入射
領域を規定する。つまり、光電変換領域１４に入射する
光量が、これらの開口部の寸法に比例するために、Ｖｄ
ｄ配線層１５Ａの開口部４０Ａの寸法（例えば幅ＷA ）
が、図１０に示した遮光膜２２の開口部２３の寸法（例
えば幅Ｗ0 ）に対して、 Ｗ0 ＜ＷA となるように設定されていることにより、Ｖｄｄ配線層
１５Ａの開口部４０Ａを入射光が通過する場合には、図
１０に示した開口部２３を通過する場合に比べて、光電
変換領域１４に入射する光量を増大することができ、感
度の低下を防止することができる。
（ｂ）および図２に示すように、前記光電変換領域１４
の全周を囲むようにその周囲に位置し、平面視して前記
開口部２３Ａの内側に位置されることにより、このＶｄ
ｄ配線層１５Ａの開口部４０Ａによって前記光電変換領
域１４周辺部に対して入射する入射光を遮光して光入射
領域を規定する。つまり、光電変換領域１４に入射する
光量が、これらの開口部の寸法に比例するために、Ｖｄ
ｄ配線層１５Ａの開口部４０Ａの寸法（例えば幅ＷA ）
が、図１０に示した遮光膜２２の開口部２３の寸法（例
えば幅Ｗ0 ）に対して、 Ｗ0 ＜ＷA となるように設定されていることにより、Ｖｄｄ配線層
１５Ａの開口部４０Ａを入射光が通過する場合には、図
１０に示した開口部２３を通過する場合に比べて、光電
変換領域１４に入射する光量を増大することができ、感
度の低下を防止することができる。
【００１７】本実施形態の固体撮像装置１０Ａによれ
ば、遮光膜２２Ａの内側に位置する金属からなるＶｄｄ
配線層１５Ａにより光電変換領域１４周辺部に入射する
入射光を遮光するために、この光入射領域１４を規定し
た部分から光電変換領域１４までの距離ＬA を短縮し、
入射光２５Ａの回折等による回り込みを低減することが
できるため、光電変換領域１４の周辺部に入射する可能
性を低減してその結果生じるスミアを低減することが可
能となるとともに、このスミアが隣接する他の光電変換
領域あるいは出力回路の拡散層等にトラップされ、映像
信号のＳ／Ｎ比が劣化することを防止することが可能と
なる。また、本実施形態の固体撮像装置１０Ａにおいて
は、遮光膜２２Ａの内側に位置するＶｄｄ配線層１５Ａ
により光電変換領域１４周辺部に入射する入射光を遮光
し、この光入射領域を規定したＶｄｄ配線層１５Ａから
光電変換領域１４までの距離を短縮することにより、入
射光２５Ａの回折等による回り込みを低減することがで
きるため、同一の光電変換領域１４に対する入射領域の
面積を増大することが可能となり、その結果、入射光量
を増大することが可能となり、光電変換の感度を向上す
ることができ、固体撮像装置１０Ａの感度を向上するこ
とができるという効果を奏する。
ば、遮光膜２２Ａの内側に位置する金属からなるＶｄｄ
配線層１５Ａにより光電変換領域１４周辺部に入射する
入射光を遮光するために、この光入射領域１４を規定し
た部分から光電変換領域１４までの距離ＬA を短縮し、
入射光２５Ａの回折等による回り込みを低減することが
できるため、光電変換領域１４の周辺部に入射する可能
性を低減してその結果生じるスミアを低減することが可
能となるとともに、このスミアが隣接する他の光電変換
領域あるいは出力回路の拡散層等にトラップされ、映像
信号のＳ／Ｎ比が劣化することを防止することが可能と
なる。また、本実施形態の固体撮像装置１０Ａにおいて
は、遮光膜２２Ａの内側に位置するＶｄｄ配線層１５Ａ
により光電変換領域１４周辺部に入射する入射光を遮光
し、この光入射領域を規定したＶｄｄ配線層１５Ａから
光電変換領域１４までの距離を短縮することにより、入
射光２５Ａの回折等による回り込みを低減することがで
きるため、同一の光電変換領域１４に対する入射領域の
面積を増大することが可能となり、その結果、入射光量
を増大することが可能となり、光電変換の感度を向上す
ることができ、固体撮像装置１０Ａの感度を向上するこ
とができるという効果を奏する。
【００１８】本実施形態においては、前記Ｖｄｄ配線層
１５Ａが、開口部４０Ａを形成して前記光電変換領域１
４を囲むようにその周囲に位置するが、それ以外にも、
図３に示すように、前記光電変換領域１４を断続的に囲
む、つまり、光電変換領域１４の全周を囲んで、その一
部に切欠１５ａを有するようにその周囲に位置するか、
または、図４に示すように、前記光電変換領域１４の少
なくとも一部を覆うように位置する、つまり、光電変換
領域１４の一辺に沿って延在するＶｄｄ配線層１５Ａか
ら連続する光電変換領域１４の二辺の周囲に位置する
か、または、図５に示すように、前記光電変換領域１４
の少なくとも一部を覆うように位置する、つまり、光電
変換領域１４の一辺に沿って延在するＶｄｄ配線層１５
Ａから連続する光電変換領域１４の一辺に位置するか、
または、図６に示すように、前記光電変換領域１４の少
なくとも一部を覆うように位置する、つまり、光電変換
領域１４の一辺に沿って延在するＶｄｄ配線層１５Ａか
ら互いに離間光電変換領域１４の二辺に位置されること
ができる。この場合、光電変換領域１４の一部分におい
て、上述したような効果を奏することができる。さら
に、光線入射方向における前記光電変換領域１４からの
距離がＶｄｄ配線層１５Ａとは異なるか、または、Ｖｄ
ｄ配線層１５Ａと同一の距離を有する他の配線層１３，
１７，１９を組み合わせて、最終的に前記光電変換領域
１４を平面視して囲むように設けることができ、これに
より、上述したように、光電変換領域１４に対して、ス
ミアの発生低減、Ｓ／Ｎ比の劣化防止、感度の向上とい
う効果をより奏することができる。
１５Ａが、開口部４０Ａを形成して前記光電変換領域１
４を囲むようにその周囲に位置するが、それ以外にも、
図３に示すように、前記光電変換領域１４を断続的に囲
む、つまり、光電変換領域１４の全周を囲んで、その一
部に切欠１５ａを有するようにその周囲に位置するか、
または、図４に示すように、前記光電変換領域１４の少
なくとも一部を覆うように位置する、つまり、光電変換
領域１４の一辺に沿って延在するＶｄｄ配線層１５Ａか
ら連続する光電変換領域１４の二辺の周囲に位置する
か、または、図５に示すように、前記光電変換領域１４
の少なくとも一部を覆うように位置する、つまり、光電
変換領域１４の一辺に沿って延在するＶｄｄ配線層１５
Ａから連続する光電変換領域１４の一辺に位置するか、
または、図６に示すように、前記光電変換領域１４の少
なくとも一部を覆うように位置する、つまり、光電変換
領域１４の一辺に沿って延在するＶｄｄ配線層１５Ａか
ら互いに離間光電変換領域１４の二辺に位置されること
ができる。この場合、光電変換領域１４の一部分におい
て、上述したような効果を奏することができる。さら
に、光線入射方向における前記光電変換領域１４からの
距離がＶｄｄ配線層１５Ａとは異なるか、または、Ｖｄ
ｄ配線層１５Ａと同一の距離を有する他の配線層１３，
１７，１９を組み合わせて、最終的に前記光電変換領域
１４を平面視して囲むように設けることができ、これに
より、上述したように、光電変換領域１４に対して、ス
ミアの発生低減、Ｓ／Ｎ比の劣化防止、感度の向上とい
う効果をより奏することができる。
【００１９】以下、本発明に係る固体撮像装置の第２実
施形態を、図面に基づいて説明する。図７は、本実施形
態の固体撮像装置を示す模式側断面図（ａ）および平面
図（ｂ）、図８は、図７における光電変換領域，斜面
膜，配線層の遮光部分を示す拡大側断面図である。
施形態を、図面に基づいて説明する。図７は、本実施形
態の固体撮像装置を示す模式側断面図（ａ）および平面
図（ｂ）、図８は、図７における光電変換領域，斜面
膜，配線層の遮光部分を示す拡大側断面図である。
【００２０】本実施形態において、図１ないし図６に示
す第１実施形態と略同一の構成要素には同一の符号を付
して説明を省略する。図７ないし図８において、符号１
０Ｂは本実施形態の固体撮像装置、１５はリセットドレ
イン領域２０に接続されたＶｄｄ配線層、２２Ｂは遮光
膜となる金属膜、２３Ｂは遮光膜２２Ｂに規定され光が
入射する開口部である。
す第１実施形態と略同一の構成要素には同一の符号を付
して説明を省略する。図７ないし図８において、符号１
０Ｂは本実施形態の固体撮像装置、１５はリセットドレ
イン領域２０に接続されたＶｄｄ配線層、２２Ｂは遮光
膜となる金属膜、２３Ｂは遮光膜２２Ｂに規定され光が
入射する開口部である。
【００２１】本実施形態において、図１ないし図６に示
す第１実施形態と異なる箇所は、光入射領域を規定する
配線層として、リセットゲート１８に接続された金属か
らなるリセットゲート配線層１３Ｂが選択されたことで
ある。ここで、リセットゲート配線層１３Ｂは、図７に
示すように、Ｖｄｄ配線層１５および図１ないし図２に
示すＶｄｄ配線層１５Ａに比べて、光電変換領域１４か
らの間隔が小さいつまり、光電変換領域１４により近い
位置に設けられる。ここで、図８に示すように、リセッ
トゲート配線層１３Ｂとシリコン基板１１上の光電変換
領域１４との間隔ＬB と、開口部２３Ｂを規定する遮光
膜２２Ｂと光電変換領域１４との間隔Ｌ0 と、図１およ
び図２に示す第１実施形態におけるＶｄｄ配線層１５Ａ
とシリコン基板１１上の光電変換領域１４との間隔ＬA
との関係は、 ＬB ＜ＬA ＜Ｌ0 となっており、ここで、リセットゲート配線層１３Ｂ
が、図７（ｂ）に示すように、前記光電変換領域１４周
辺部に対して入射光を遮光して光入射領域を規定するよ
う平面視して前記開口部２３Ｂの内側に位置されるとと
もに、前記リセットゲート配線層１３Ｂが、前記光電変
換領域１４の全周を囲むようにその周囲に位置する。こ
のリセットゲート配線層１３Ｂの開口部４１Ｂの寸法
（例えば幅ＷB ）は、図８に示すように、図１０に示し
た開口部２３の寸法（例えば幅Ｗ0 ）および、光電変換
領域１４の寸法（例えば幅Ｗ14）に対して、 Ｗ0 ＜ＷB ＜Ｗ14 となるように設定されている。
す第１実施形態と異なる箇所は、光入射領域を規定する
配線層として、リセットゲート１８に接続された金属か
らなるリセットゲート配線層１３Ｂが選択されたことで
ある。ここで、リセットゲート配線層１３Ｂは、図７に
示すように、Ｖｄｄ配線層１５および図１ないし図２に
示すＶｄｄ配線層１５Ａに比べて、光電変換領域１４か
らの間隔が小さいつまり、光電変換領域１４により近い
位置に設けられる。ここで、図８に示すように、リセッ
トゲート配線層１３Ｂとシリコン基板１１上の光電変換
領域１４との間隔ＬB と、開口部２３Ｂを規定する遮光
膜２２Ｂと光電変換領域１４との間隔Ｌ0 と、図１およ
び図２に示す第１実施形態におけるＶｄｄ配線層１５Ａ
とシリコン基板１１上の光電変換領域１４との間隔ＬA
との関係は、 ＬB ＜ＬA ＜Ｌ0 となっており、ここで、リセットゲート配線層１３Ｂ
が、図７（ｂ）に示すように、前記光電変換領域１４周
辺部に対して入射光を遮光して光入射領域を規定するよ
う平面視して前記開口部２３Ｂの内側に位置されるとと
もに、前記リセットゲート配線層１３Ｂが、前記光電変
換領域１４の全周を囲むようにその周囲に位置する。こ
のリセットゲート配線層１３Ｂの開口部４１Ｂの寸法
（例えば幅ＷB ）は、図８に示すように、図１０に示し
た開口部２３の寸法（例えば幅Ｗ0 ）および、光電変換
領域１４の寸法（例えば幅Ｗ14）に対して、 Ｗ0 ＜ＷB ＜Ｗ14 となるように設定されている。
【００２２】このような構成の固体撮像装置１０Ｂは前
述の第１実施形態の固体撮像装置１０Ａと略同様に動作
する。このとき、遮光膜２２Ｂ側から入射してきた入射
光においては、開口部２３Ｂによる回折効果により回折
された入射光２５Ｂが、図８に示すように光電変換領域
１４の周辺部に入射する。この入射光２５Ｂは、遮光膜
２２Ｂの開口部２３Ｂの周縁部により回折するが、リセ
ットゲート配線層１３Ｂが、図７（ｂ）および図８に示
すように、平面視して前記開口部２３Ｂの内側に位置さ
れることにより、リセットゲート配線層１３Ｂの開口部
４１Ｂによって入射光の縁部が遮光されて、光電変換領
域１４に入射する光入射領域が規定される。
述の第１実施形態の固体撮像装置１０Ａと略同様に動作
する。このとき、遮光膜２２Ｂ側から入射してきた入射
光においては、開口部２３Ｂによる回折効果により回折
された入射光２５Ｂが、図８に示すように光電変換領域
１４の周辺部に入射する。この入射光２５Ｂは、遮光膜
２２Ｂの開口部２３Ｂの周縁部により回折するが、リセ
ットゲート配線層１３Ｂが、図７（ｂ）および図８に示
すように、平面視して前記開口部２３Ｂの内側に位置さ
れることにより、リセットゲート配線層１３Ｂの開口部
４１Ｂによって入射光の縁部が遮光されて、光電変換領
域１４に入射する光入射領域が規定される。
【００２３】ここで、図８に示すように、開口部４１Ｂ
を規定するリセットゲート配線層１３Ｂとシリコン基板
１１上の光電変換領域１４との間隔ＬB と、開口部２３
Ｂを規定する遮光膜２２Ｂと光電変換領域１４との間隔
Ｌ0 （図１０に示した開口部２３を規定する遮光膜２２
と光電変換領域１４との間隔Ｌ0 と等しい）との関係
は、 ＬB ＜Ｌ0 となっており、入射光２５Ｂが回折効果により拡散して
ゆく距離が、図１０に示したものより、短くなってい
る。さらに、図８に示すように、開口部４１Ｂを規定す
るリセットゲート配線層１３Ｂとシリコン基板１１上の
光電変換領域１４との間隔ＬB と、図１および図２に示
す第１実施形態におけるＶｄｄ配線層１５Ａとシリコン
基板１１上の光電変換領域１４との間隔ＬA との関係
は、 ＬB ＜ＬA となっており、入射光２５Ｂが回折効果により拡散して
ゆく距離は、図１および図２に示す第１実施形態におけ
るＶｄｄ配線層１５Ａとシリコン基板１１上の光電変換
領域１４との間隔ＬA と比較してもさらに短くなってい
る。その結果、光の回折効果により光電変換領域１４の
周辺部に入射する光量を低減することができるととも
に、この回折光による光電変換で発生するスミアの発生
を低減することができ、映像信号のＳ／Ｎ比を向上する
ことができる。
を規定するリセットゲート配線層１３Ｂとシリコン基板
１１上の光電変換領域１４との間隔ＬB と、開口部２３
Ｂを規定する遮光膜２２Ｂと光電変換領域１４との間隔
Ｌ0 （図１０に示した開口部２３を規定する遮光膜２２
と光電変換領域１４との間隔Ｌ0 と等しい）との関係
は、 ＬB ＜Ｌ0 となっており、入射光２５Ｂが回折効果により拡散して
ゆく距離が、図１０に示したものより、短くなってい
る。さらに、図８に示すように、開口部４１Ｂを規定す
るリセットゲート配線層１３Ｂとシリコン基板１１上の
光電変換領域１４との間隔ＬB と、図１および図２に示
す第１実施形態におけるＶｄｄ配線層１５Ａとシリコン
基板１１上の光電変換領域１４との間隔ＬA との関係
は、 ＬB ＜ＬA となっており、入射光２５Ｂが回折効果により拡散して
ゆく距離は、図１および図２に示す第１実施形態におけ
るＶｄｄ配線層１５Ａとシリコン基板１１上の光電変換
領域１４との間隔ＬA と比較してもさらに短くなってい
る。その結果、光の回折効果により光電変換領域１４の
周辺部に入射する光量を低減することができるととも
に、この回折光による光電変換で発生するスミアの発生
を低減することができ、映像信号のＳ／Ｎ比を向上する
ことができる。
【００２４】ここで、前記リセットゲート配線層１３Ｂ
が、図７（ｂ）および図８に示すように、前記光電変換
領域１４の全周を囲むようにその周囲に位置し、平面視
して前記開口部２３Ｂの内側に位置されることにより、
このリセットゲート配線層１３Ｂの開口部４１Ｂによっ
て前記光電変換領域１４周辺部に対して入射する入射光
を遮光して光入射領域を規定する。つまり、光電変換領
域１４に入射する光量が、これらの開口部の寸法に比例
するために、図７（ｂ）および図８に示すように、リセ
ットゲート配線層１３Ｂの開口部４１Ｂの寸法（例えば
幅ＷB ）が、図１０に示した開口部２３の寸法（例えば
幅Ｗ0 ）に対して、 Ｗ0 ＜ＷB となるように設定されていることにより、リセットゲー
ト配線層１３Ｂの開口部４１Ｂを入射光が通過する場合
には、図１０に示した開口部２３を通過する場合に比べ
て、光電変換領域１４に入射する光量を増大することが
でき、感度の低下を防止することができる。さらに、図
８に示すように、リセットゲート配線層１３Ｂとシリコ
ン基板１１上の光電変換領域１４との間隔ＬB と、図１
および図２に示す第１実施形態におけるＶｄｄ配線層１
５Ａとシリコン基板１１上の光電変換領域１４との間隔
ＬAとの関係が、 ＬB ＜ＬA となっていることから、リセットゲート配線層１３Ｂの
開口部４１Ｂの寸法（例えば幅ＷB ）が、図１および図
２に示した第１実施形態のＶｄｄ配線層１５Ａの開口部
４０Ａの寸法（例えば幅ＷA ）に対して、 ＷA ＜ＷB となるように設定されていることにより、リセットゲー
ト配線層１３Ｂの開口部４１Ｂを入射光が通過する場合
には、第１実施形態のＶｄｄ配線層１５Ａの開口部４０
Ａを通過する場合に比べても、光電変換領域１４に入射
する光量をより増大することができ、感度の低下をさら
に防止することができる。
が、図７（ｂ）および図８に示すように、前記光電変換
領域１４の全周を囲むようにその周囲に位置し、平面視
して前記開口部２３Ｂの内側に位置されることにより、
このリセットゲート配線層１３Ｂの開口部４１Ｂによっ
て前記光電変換領域１４周辺部に対して入射する入射光
を遮光して光入射領域を規定する。つまり、光電変換領
域１４に入射する光量が、これらの開口部の寸法に比例
するために、図７（ｂ）および図８に示すように、リセ
ットゲート配線層１３Ｂの開口部４１Ｂの寸法（例えば
幅ＷB ）が、図１０に示した開口部２３の寸法（例えば
幅Ｗ0 ）に対して、 Ｗ0 ＜ＷB となるように設定されていることにより、リセットゲー
ト配線層１３Ｂの開口部４１Ｂを入射光が通過する場合
には、図１０に示した開口部２３を通過する場合に比べ
て、光電変換領域１４に入射する光量を増大することが
でき、感度の低下を防止することができる。さらに、図
８に示すように、リセットゲート配線層１３Ｂとシリコ
ン基板１１上の光電変換領域１４との間隔ＬB と、図１
および図２に示す第１実施形態におけるＶｄｄ配線層１
５Ａとシリコン基板１１上の光電変換領域１４との間隔
ＬAとの関係が、 ＬB ＜ＬA となっていることから、リセットゲート配線層１３Ｂの
開口部４１Ｂの寸法（例えば幅ＷB ）が、図１および図
２に示した第１実施形態のＶｄｄ配線層１５Ａの開口部
４０Ａの寸法（例えば幅ＷA ）に対して、 ＷA ＜ＷB となるように設定されていることにより、リセットゲー
ト配線層１３Ｂの開口部４１Ｂを入射光が通過する場合
には、第１実施形態のＶｄｄ配線層１５Ａの開口部４０
Ａを通過する場合に比べても、光電変換領域１４に入射
する光量をより増大することができ、感度の低下をさら
に防止することができる。
【００２５】本実施形態の固体撮像装置１０Ｂによれ
ば、遮光膜２２Ｂの内側に位置する金属からなるリセッ
トゲート配線層１３Ｂにより光電変換領域１４周辺部に
入射する入射光を遮光するために、この光入射領域１４
を規定した部分から光電変換領域１４までの距離ＬB を
短縮し、入射光２５Ｂの回折等による回り込みを低減す
ることができるため、光電変換領域１４の周辺部に入射
する可能性を低減してその結果生じるスミアをさらに低
減することが可能となるとともに、このスミアが隣接す
る他の光電変換領域あるいは出力回路の拡散層等にトラ
ップされ、映像信号のＳ／Ｎ比が劣化することをより防
止することが可能となる。また、本実施形態の固体撮像
装置１０Ｂにおいては、遮光膜２２Ｂの内側に位置する
リセットゲート配線層１３Ｂにより光電変換領域１４周
辺部に入射する入射光を遮光し、この光入射領域を規定
したリセットゲート配線層１３Ｂから光電変換領域１４
までの距離を短縮することにより、入射光２５Ｂの回折
等による回り込みを低減することができるため、同一の
光電変換領域１４に対する入射領域を増大することが可
能となり、その結果、入射光量をより増大することが可
能となり、光電変換の感度を向上することができ、固体
撮像装置１０Ｂの感度を向上することができるという効
果を奏する。
ば、遮光膜２２Ｂの内側に位置する金属からなるリセッ
トゲート配線層１３Ｂにより光電変換領域１４周辺部に
入射する入射光を遮光するために、この光入射領域１４
を規定した部分から光電変換領域１４までの距離ＬB を
短縮し、入射光２５Ｂの回折等による回り込みを低減す
ることができるため、光電変換領域１４の周辺部に入射
する可能性を低減してその結果生じるスミアをさらに低
減することが可能となるとともに、このスミアが隣接す
る他の光電変換領域あるいは出力回路の拡散層等にトラ
ップされ、映像信号のＳ／Ｎ比が劣化することをより防
止することが可能となる。また、本実施形態の固体撮像
装置１０Ｂにおいては、遮光膜２２Ｂの内側に位置する
リセットゲート配線層１３Ｂにより光電変換領域１４周
辺部に入射する入射光を遮光し、この光入射領域を規定
したリセットゲート配線層１３Ｂから光電変換領域１４
までの距離を短縮することにより、入射光２５Ｂの回折
等による回り込みを低減することができるため、同一の
光電変換領域１４に対する入射領域を増大することが可
能となり、その結果、入射光量をより増大することが可
能となり、光電変換の感度を向上することができ、固体
撮像装置１０Ｂの感度を向上することができるという効
果を奏する。
【００２６】本実施形態においては、前記リセットゲー
ト配線層１３Ｂが、前記光電変換領域１４を囲むように
その周囲に位置するが、それ以外にも、前述の第１実施
形態における図３に示すように、前記光電変換領域１４
を断続的に囲む、つまり、光電変換領域１４の全周を囲
んで、その一部に切欠を有してその周囲に位置するか、
または、図４に示すように、前記光電変換領域１４の少
なくとも一部を覆うように位置する、つまり、光電変換
領域１４の一辺に沿って延在する配線層から連続する光
電変換領域１４の二辺の周囲に位置するか、または、図
５に示すように、前記光電変換領域１４の少なくとも一
部を覆うように位置する、つまり、光電変換領域１４の
一辺に沿って延在する配線層から連続する光電変換領域
１４の一辺に位置するか、または、図６に示すように、
前記光電変換領域１４の少なくとも一部を覆うように位
置する、つまり、光電変換領域１４の一辺に沿って延在
する配線層から離した状態の光電変換領域１４の二辺に
位置されることができる。この場合、光電変換領域１４
の一部分において、上述したような効果を奏することが
できる。さらに、光線入射方向における前記光電変換領
域１４からの距離がリセットゲート配線層１３Ｂとは異
なるか、または、リセットゲート配線層１３Ｂと同一の
距離を有する配線層１５，１７，１９を組み合わせて、
最終的に前記光電変換領域１４を平面視して囲むように
設けることができ、これにより、上述したように、光電
変換領域１４に対して、スミアのを低減、Ｓ／Ｎ比の劣
化防止、感度の向上という効果を奏することができる。
ト配線層１３Ｂが、前記光電変換領域１４を囲むように
その周囲に位置するが、それ以外にも、前述の第１実施
形態における図３に示すように、前記光電変換領域１４
を断続的に囲む、つまり、光電変換領域１４の全周を囲
んで、その一部に切欠を有してその周囲に位置するか、
または、図４に示すように、前記光電変換領域１４の少
なくとも一部を覆うように位置する、つまり、光電変換
領域１４の一辺に沿って延在する配線層から連続する光
電変換領域１４の二辺の周囲に位置するか、または、図
５に示すように、前記光電変換領域１４の少なくとも一
部を覆うように位置する、つまり、光電変換領域１４の
一辺に沿って延在する配線層から連続する光電変換領域
１４の一辺に位置するか、または、図６に示すように、
前記光電変換領域１４の少なくとも一部を覆うように位
置する、つまり、光電変換領域１４の一辺に沿って延在
する配線層から離した状態の光電変換領域１４の二辺に
位置されることができる。この場合、光電変換領域１４
の一部分において、上述したような効果を奏することが
できる。さらに、光線入射方向における前記光電変換領
域１４からの距離がリセットゲート配線層１３Ｂとは異
なるか、または、リセットゲート配線層１３Ｂと同一の
距離を有する配線層１５，１７，１９を組み合わせて、
最終的に前記光電変換領域１４を平面視して囲むように
設けることができ、これにより、上述したように、光電
変換領域１４に対して、スミアのを低減、Ｓ／Ｎ比の劣
化防止、感度の向上という効果を奏することができる。
【００２７】以下、本発明に係る固体撮像装置の第３実
施形態を、図面に基づいて説明する。図９は、本実施形
態の固体撮像装置を示す模式側断面図（ａ）および平面
図（ｂ）である。
施形態を、図面に基づいて説明する。図９は、本実施形
態の固体撮像装置を示す模式側断面図（ａ）および平面
図（ｂ）である。
【００２８】本実施形態において、図１ないし図６に示
す第１実施形態と略同一の構成要素には同一の符号を付
して説明を省略する。図９において、符号１０Ｃは本実
施形態の固体撮像装置、１５はリセットドレイン領域２
０に接続されたＶｄｄ配線層、２２Ｃは遮光膜となる金
属膜、２３Ｃは遮光膜２２Ｃに規定され光が入射する開
口部である。
す第１実施形態と略同一の構成要素には同一の符号を付
して説明を省略する。図９において、符号１０Ｃは本実
施形態の固体撮像装置、１５はリセットドレイン領域２
０に接続されたＶｄｄ配線層、２２Ｃは遮光膜となる金
属膜、２３Ｃは遮光膜２２Ｃに規定され光が入射する開
口部である。
【００２９】本実施形態において、図１ないし図６に示
す第１実施形態と異なる箇所は、光入射領域を規定する
配線層として、ポリシリコンからなるリセットゲート１
８Ｃが選択されたことである。ここで、リセットゲート
１８Ｃは、図９に示すように、図１ないし図２に示す第
１実施形態のＶｄｄ配線層１５Ａおよび図７ないし図８
に示す第２実施形態のリセットゲート配線層１３Ｂに比
べて、光電変換領域１４からの間隔が小さい、つまり、
光電変換領域１４により近い位置に設けられる。ここ
で、図８に示すように、リセットゲート１８Ｃは光電変
換領域１４と略同一高さのゲートＳｉＯ2 膜１６上に存
在する。ここで、リセットゲート１８Ｃが、図９（ｂ）
に示すように、前記光電変換領域１４周辺部に対して入
射光を遮光して光入射領域を規定するよう平面視して前
記開口部２３Ｃ内側に位置されるとともに、前記リセッ
トゲート１８Ｃは、前記光電変換領域１４の一辺にのみ
位置するものとされる。このリセットゲート１８Ｃの端
部から対向する光電変換領域１４の一辺までの寸法（例
えば幅ＷC ）は、図９（ｂ）に示すように、図１０に示
した開口部２３の寸法（例えば幅Ｗ0 ）、図７に示すリ
セットゲート配線層１３Ｂの開口部４１Ｂの寸法（例え
ば幅ＷB ）および、光電変換領域１４の寸法（例えば幅
Ｗ14）に対して、 Ｗ0 ＜ＷB ＜ＷC ＜Ｗ14 となるように設定されている。
す第１実施形態と異なる箇所は、光入射領域を規定する
配線層として、ポリシリコンからなるリセットゲート１
８Ｃが選択されたことである。ここで、リセットゲート
１８Ｃは、図９に示すように、図１ないし図２に示す第
１実施形態のＶｄｄ配線層１５Ａおよび図７ないし図８
に示す第２実施形態のリセットゲート配線層１３Ｂに比
べて、光電変換領域１４からの間隔が小さい、つまり、
光電変換領域１４により近い位置に設けられる。ここ
で、図８に示すように、リセットゲート１８Ｃは光電変
換領域１４と略同一高さのゲートＳｉＯ2 膜１６上に存
在する。ここで、リセットゲート１８Ｃが、図９（ｂ）
に示すように、前記光電変換領域１４周辺部に対して入
射光を遮光して光入射領域を規定するよう平面視して前
記開口部２３Ｃ内側に位置されるとともに、前記リセッ
トゲート１８Ｃは、前記光電変換領域１４の一辺にのみ
位置するものとされる。このリセットゲート１８Ｃの端
部から対向する光電変換領域１４の一辺までの寸法（例
えば幅ＷC ）は、図９（ｂ）に示すように、図１０に示
した開口部２３の寸法（例えば幅Ｗ0 ）、図７に示すリ
セットゲート配線層１３Ｂの開口部４１Ｂの寸法（例え
ば幅ＷB ）および、光電変換領域１４の寸法（例えば幅
Ｗ14）に対して、 Ｗ0 ＜ＷB ＜ＷC ＜Ｗ14 となるように設定されている。
【００３０】このような構成の固体撮像装置１０Ｃは前
述の第１実施形態および第２実施形態の固体撮像装置１
０Ａ，１０Ｂと略同様に動作する。このとき、遮光膜２
２Ｃ側から入射してきた入射光においては、開口部２３
Ｃによる回折効果により回折された入射光２５Ｃが、図
９に示すように光電変換領域１４の周辺部に入射する。
この入射光２５Ｃは、遮光膜２２Ｃの開口部２３Ｃの周
縁部により回折するが、図９（ｂ）に示すように、光電
変換領域１４の一辺においてはリセットゲート１８Ｃ
が、平面視して前記開口部２３Ｃの内側に位置されるこ
とにより、リセットゲート１８Ｃによって入射光の縁部
が遮光されて、光電変換領域１４に入射する光入射領域
が規定される。
述の第１実施形態および第２実施形態の固体撮像装置１
０Ａ，１０Ｂと略同様に動作する。このとき、遮光膜２
２Ｃ側から入射してきた入射光においては、開口部２３
Ｃによる回折効果により回折された入射光２５Ｃが、図
９に示すように光電変換領域１４の周辺部に入射する。
この入射光２５Ｃは、遮光膜２２Ｃの開口部２３Ｃの周
縁部により回折するが、図９（ｂ）に示すように、光電
変換領域１４の一辺においてはリセットゲート１８Ｃ
が、平面視して前記開口部２３Ｃの内側に位置されるこ
とにより、リセットゲート１８Ｃによって入射光の縁部
が遮光されて、光電変換領域１４に入射する光入射領域
が規定される。
【００３１】ここで、図８に示すように、リセットゲー
ト１８Ｃと光電変換領域１４との間には、スミアの原因
となる回折光が入射する間隔がほぼ存在しない。そのた
め、図１に示す第１実施形態における開口部４０Ａを規
定するＶｄｄ配線層１５Ａ、図８に示す第２実施形態に
おける開口部４１ｂを規定するリセットゲート配線層１
３Ｂ、図１０に示した開口部２３を規定する遮光膜２２
に比べて、光の回折効果により光電変換領域１４の周辺
部に入射する光量をより低減することができるととも
に、この回折光による光電変換で発生するスミアの発生
を低減することができ、映像信号のＳ／Ｎ比をさらに向
上することができる。
ト１８Ｃと光電変換領域１４との間には、スミアの原因
となる回折光が入射する間隔がほぼ存在しない。そのた
め、図１に示す第１実施形態における開口部４０Ａを規
定するＶｄｄ配線層１５Ａ、図８に示す第２実施形態に
おける開口部４１ｂを規定するリセットゲート配線層１
３Ｂ、図１０に示した開口部２３を規定する遮光膜２２
に比べて、光の回折効果により光電変換領域１４の周辺
部に入射する光量をより低減することができるととも
に、この回折光による光電変換で発生するスミアの発生
を低減することができ、映像信号のＳ／Ｎ比をさらに向
上することができる。
【００３２】ここで、前記リセットゲート１８Ｃが、図
９に示すように、前記光電変換領域１４の一辺に位置
し、平面視して前記開口部２３Ｃの内側に位置されるこ
とにより、このリセットゲート１８Ｃによって前記光電
変換領域１４周辺部に対して入射する入射光２５Ｃの一
部を遮光して光入射領域を規定する。つまり、光電変換
領域１４に入射する光量が、前述のリセットゲート１８
Ｃの端部から対向する光電変換領域１４の一辺までの寸
法（例えば幅ＷC ）に比例するために、この寸法が、図
７（ｂ）および図８に示すリセットゲート配線層１３Ｂ
の開口部４１Ｂの寸法（例えば幅ＷB ）、および、図１
０に示した開口部２３の寸法（例えば幅Ｗ0 ）に対し
て、 Ｗ0 ＜ＷB ＜ＷC となるように設定されていることにより、リセットゲー
トＣにより光入射領域を規定された場合には、図１０に
示した開口部２３を通過する場合に比べて、光電変換領
域１４に入射する光量を増大することができ、感度の低
下を防止することができる。
９に示すように、前記光電変換領域１４の一辺に位置
し、平面視して前記開口部２３Ｃの内側に位置されるこ
とにより、このリセットゲート１８Ｃによって前記光電
変換領域１４周辺部に対して入射する入射光２５Ｃの一
部を遮光して光入射領域を規定する。つまり、光電変換
領域１４に入射する光量が、前述のリセットゲート１８
Ｃの端部から対向する光電変換領域１４の一辺までの寸
法（例えば幅ＷC ）に比例するために、この寸法が、図
７（ｂ）および図８に示すリセットゲート配線層１３Ｂ
の開口部４１Ｂの寸法（例えば幅ＷB ）、および、図１
０に示した開口部２３の寸法（例えば幅Ｗ0 ）に対し
て、 Ｗ0 ＜ＷB ＜ＷC となるように設定されていることにより、リセットゲー
トＣにより光入射領域を規定された場合には、図１０に
示した開口部２３を通過する場合に比べて、光電変換領
域１４に入射する光量を増大することができ、感度の低
下を防止することができる。
【００３３】本実施形態の固体撮像装置１０Ｃによれ
ば、遮光膜２２Ｃの内側に位置するポリシリコンからな
るリセットゲート１８Ｃにより光電変換領域１４周辺部
に入射する入射光２５Ｃを遮光するために、この光入射
領域１４を規定した部分から光電変換領域１４までの距
離をほぼなくし、入射光２５Ｃの回折等による回り込み
を低減することができるため、光電変換領域１４の周辺
部に入射する可能性を低減してその結果生じるスミアを
低減することが可能となるとともに、このスミアが隣接
する他の光電変換領域あるいは出力回路の拡散層等にト
ラップされ、映像信号のＳ／Ｎ比が劣化することを防止
することが可能となる。また、本実施形態の固体撮像装
置１０Ｃにおいては、遮光膜２２Ｃの内側に位置するリ
セットゲート１８Ｃにより光電変換領域１４周辺部に入
射する入射光２５Ｃを遮光し、この光入射領域を規定し
たリセットゲート１８Ｃから光電変換領域１４までの距
離をなくすことにより、入射光２５Ｃの回折等による回
り込みを低減することができるため、同一の光電変換領
域１４に対する入射領域の面積を増大することが可能と
なり、その結果、入射光量を増大することが可能とな
り、光電変換の感度を向上することができ、固体撮像装
置１０Ｃの感度を向上することができるという効果を奏
する。
ば、遮光膜２２Ｃの内側に位置するポリシリコンからな
るリセットゲート１８Ｃにより光電変換領域１４周辺部
に入射する入射光２５Ｃを遮光するために、この光入射
領域１４を規定した部分から光電変換領域１４までの距
離をほぼなくし、入射光２５Ｃの回折等による回り込み
を低減することができるため、光電変換領域１４の周辺
部に入射する可能性を低減してその結果生じるスミアを
低減することが可能となるとともに、このスミアが隣接
する他の光電変換領域あるいは出力回路の拡散層等にト
ラップされ、映像信号のＳ／Ｎ比が劣化することを防止
することが可能となる。また、本実施形態の固体撮像装
置１０Ｃにおいては、遮光膜２２Ｃの内側に位置するリ
セットゲート１８Ｃにより光電変換領域１４周辺部に入
射する入射光２５Ｃを遮光し、この光入射領域を規定し
たリセットゲート１８Ｃから光電変換領域１４までの距
離をなくすことにより、入射光２５Ｃの回折等による回
り込みを低減することができるため、同一の光電変換領
域１４に対する入射領域の面積を増大することが可能と
なり、その結果、入射光量を増大することが可能とな
り、光電変換の感度を向上することができ、固体撮像装
置１０Ｃの感度を向上することができるという効果を奏
する。
【００３４】本実施形態においては、前記リセットゲー
ト１８Ｃが、前記光電変換領域１４の一辺に位置する
が、この場合、光線入射方向における前記光電変換領域
１４からの距離がリセットゲート１８Ｃとは異なるか、
または、リセットゲート１８Ｃと同一の距離を有する配
線層１３，１５，１７，１９を組み合わせて、最終的に
前記光電変換領域１４を平面視して囲むように設けるこ
とができ、これにより、上述したように、光電変換領域
１４に対して、スミアのを低減、Ｓ／Ｎ比の劣化防止、
感度の向上という効果をより奏することができる。
ト１８Ｃが、前記光電変換領域１４の一辺に位置する
が、この場合、光線入射方向における前記光電変換領域
１４からの距離がリセットゲート１８Ｃとは異なるか、
または、リセットゲート１８Ｃと同一の距離を有する配
線層１３，１５，１７，１９を組み合わせて、最終的に
前記光電変換領域１４を平面視して囲むように設けるこ
とができ、これにより、上述したように、光電変換領域
１４に対して、スミアのを低減、Ｓ／Ｎ比の劣化防止、
感度の向上という効果をより奏することができる。
【００３５】それ以外にも、前述の第１実施形態におけ
る図３に示すように、前記光電変換領域１４を断続的に
囲む、つまり、光電変換領域１４の全周を囲んで、その
一部に切欠を有してその周囲に位置するか、または、図
４に示すように、前記光電変換領域１４の少なくとも一
部を覆うように位置する、つまり、光電変換領域１４の
一辺に沿って延在する配線層から連続する光電変換領域
１４の二辺の周囲に位置するか、または、図５に示すよ
うに、前記光電変換領域１４の少なくとも一部を覆うよ
うに位置する、つまり、光電変換領域１４の一辺に沿っ
て延在する配線層から連続する光電変換領域１４の一辺
に位置するか、または、図６に示すように、前記光電変
換領域１４の少なくとも一部を覆うように位置する、つ
まり、光電変換領域１４の一辺に沿って延在する配線層
から離した状態の光電変換領域１４の二辺に位置される
ことができる。
る図３に示すように、前記光電変換領域１４を断続的に
囲む、つまり、光電変換領域１４の全周を囲んで、その
一部に切欠を有してその周囲に位置するか、または、図
４に示すように、前記光電変換領域１４の少なくとも一
部を覆うように位置する、つまり、光電変換領域１４の
一辺に沿って延在する配線層から連続する光電変換領域
１４の二辺の周囲に位置するか、または、図５に示すよ
うに、前記光電変換領域１４の少なくとも一部を覆うよ
うに位置する、つまり、光電変換領域１４の一辺に沿っ
て延在する配線層から連続する光電変換領域１４の一辺
に位置するか、または、図６に示すように、前記光電変
換領域１４の少なくとも一部を覆うように位置する、つ
まり、光電変換領域１４の一辺に沿って延在する配線層
から離した状態の光電変換領域１４の二辺に位置される
ことができる。
【００３６】以上本発明の固体撮像装置をＣＭＯＳセン
サについて説明したが、本発明はＣＣＤセンサにも適用
できることは明らかである。
サについて説明したが、本発明はＣＣＤセンサにも適用
できることは明らかである。
【００３７】また、光入射領域を規定する配線層として
金属からなる出力用配線層１７等、上記以外の配線層を
適用することも可能である。
金属からなる出力用配線層１７等、上記以外の配線層を
適用することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明の固体撮像装置によれば、以下の
効果を奏する。 （１） 本発明の固体撮像装置においては、遮光膜の内
側に位置する金属またはポリシリコンからなる配線層に
より光電変換領域周辺部に入射する入射光を遮光するた
めに、この光入射領域を規定した部分から光電変換領域
までの距離を短縮することにより、入射光の回折等によ
る回り込みを低減することができるため、光電変換領域
の周辺部に入射する可能性を低減してその結果生じる偽
信号（スミア）を低減することが可能となるとともに、
このスミアが隣接する他の光電変換領域あるいは出力回
路の拡散層等にトラップされ、映像信号のＳ／Ｎ比が劣
化することを防止することが可能となる。 （２） また、本発明の固体撮像装置においては、遮光
膜の内側に位置する配線層により光電変換領域周辺部に
入射する入射光を遮光するために、この光入射領域を規
定した部分から光電変換領域までの距離を短縮すること
により、入射光の回折等による回り込みを低減すること
ができるため、同一の光電変換領域に対する入射領域の
面積を増大することが可能となり、その結果、入射光量
を増大することが可能となり、光電変換の感度を向上す
ることができ、固体撮像装置の感度を向上することがで
きる。 （３） また、本発明においては、配線層として、リセ
ットドレイン領域に接続されたＶｄｄ配線層，リセット
ゲートに接続されたリセットゲート配線層，リセットゲ
ート，ＸＹアドレス配線層，出力用配線層を選択するこ
とや、前記配線層が、前記光電変換領域を囲むようにそ
の周囲に位置するか、前記光電変換領域を断続的に囲む
ようにその周囲に位置するか、または、前記光電変換領
域の少なくとも一部を覆うように位置されること、およ
び、複数の前記配線層が、光線入射方向における前記光
電変換領域からそれぞれ異なる距離を有して設けられる
か、または、複数の前記配線層が、組み合わせて前記光
電変換領域を囲むように設けられることにより、光入射
領域を規定する際における規定状態および配線層の配置
状態における可変性を向上することができ、光入射領域
を規定した部分から光電変換領域までの距離を効果的に
短縮することができる。
効果を奏する。 （１） 本発明の固体撮像装置においては、遮光膜の内
側に位置する金属またはポリシリコンからなる配線層に
より光電変換領域周辺部に入射する入射光を遮光するた
めに、この光入射領域を規定した部分から光電変換領域
までの距離を短縮することにより、入射光の回折等によ
る回り込みを低減することができるため、光電変換領域
の周辺部に入射する可能性を低減してその結果生じる偽
信号（スミア）を低減することが可能となるとともに、
このスミアが隣接する他の光電変換領域あるいは出力回
路の拡散層等にトラップされ、映像信号のＳ／Ｎ比が劣
化することを防止することが可能となる。 （２） また、本発明の固体撮像装置においては、遮光
膜の内側に位置する配線層により光電変換領域周辺部に
入射する入射光を遮光するために、この光入射領域を規
定した部分から光電変換領域までの距離を短縮すること
により、入射光の回折等による回り込みを低減すること
ができるため、同一の光電変換領域に対する入射領域の
面積を増大することが可能となり、その結果、入射光量
を増大することが可能となり、光電変換の感度を向上す
ることができ、固体撮像装置の感度を向上することがで
きる。 （３） また、本発明においては、配線層として、リセ
ットドレイン領域に接続されたＶｄｄ配線層，リセット
ゲートに接続されたリセットゲート配線層，リセットゲ
ート，ＸＹアドレス配線層，出力用配線層を選択するこ
とや、前記配線層が、前記光電変換領域を囲むようにそ
の周囲に位置するか、前記光電変換領域を断続的に囲む
ようにその周囲に位置するか、または、前記光電変換領
域の少なくとも一部を覆うように位置されること、およ
び、複数の前記配線層が、光線入射方向における前記光
電変換領域からそれぞれ異なる距離を有して設けられる
か、または、複数の前記配線層が、組み合わせて前記光
電変換領域を囲むように設けられることにより、光入射
領域を規定する際における規定状態および配線層の配置
状態における可変性を向上することができ、光入射領域
を規定した部分から光電変換領域までの距離を効果的に
短縮することができる。
【図１】 本発明に係る固体撮像装置の第１実施形態を
示す模式側断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
示す模式側断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２】 図１における光電変換領域，斜面膜，配線層
の遮光部分を示す拡大側断面図である。
の遮光部分を示す拡大側断面図である。
【図３】 配線層の光電変換領域に対する位置の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図４】 配線層の光電変換領域に対する位置の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図５】 配線層の光電変換領域に対する位置の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図６】 配線層の光電変換領域に対する位置の例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図７】 本発明に係る固体撮像装置の第２実施形態を
示す模式側断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
示す模式側断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図８】 図７における光電変換領域，斜面膜，配線層
の遮光部分を示す拡大側断面図である。
の遮光部分を示す拡大側断面図である。
【図９】 本発明に係る固体撮像装置の第３実施形態を
示す模式側断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
示す模式側断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図１０】 従来の固体撮像装置を示す模式側断面図
（ａ）および平面図（ｂ）である。
（ａ）および平面図（ｂ）である。
１０Ａ…固体撮像装置，１１…Ｐ型シリコン基板，１２
…Ｐ型ウェル，１４…Ｎ型領域（光電変換領域），１６
…ゲートＳｉＯ2 膜，１８，１８Ｃ…リセットゲート，
２０…リセットドレイン，２１…フィールド酸化膜，２
２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…遮光膜，２３Ａ，２３Ｂ，２３
Ｃ，４０Ａ，４１Ｂ…開口部，１５，１５Ａ…Ｖｄｄ配
線層（配線層），１３，１３Ｂ…リセットゲート配線層
（配線層），１７…ＸＹアドレス選択配線層（配線
層），１９…出力用配線層（配線層），２５，２５Ａ，
２５Ｂ，２５Ｃ…入射光
…Ｐ型ウェル，１４…Ｎ型領域（光電変換領域），１６
…ゲートＳｉＯ2 膜，１８，１８Ｃ…リセットゲート，
２０…リセットドレイン，２１…フィールド酸化膜，２
２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…遮光膜，２３Ａ，２３Ｂ，２３
Ｃ，４０Ａ，４１Ｂ…開口部，１５，１５Ａ…Ｖｄｄ配
線層（配線層），１３，１３Ｂ…リセットゲート配線層
（配線層），１７…ＸＹアドレス選択配線層（配線
層），１９…出力用配線層（配線層），２５，２５Ａ，
２５Ｂ，２５Ｃ…入射光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−318154（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−111356（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−98175（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/14 H01L 27/146 H01L 27/148
Claims (4)
- 【請求項１】 光電変換領域と、この光電変換領域の上
方に開口部を有する遮光膜と、光線入射方向における前
記光電変換領域と前記遮光膜との中間位置に設けられた
複数の配線層とを備えた固体撮像装置において、 前記光電変換領域と前記遮光膜との間には層間絶縁膜が
設けられ、この層間絶縁層内に、前記複数の配線層が設
けられ、 前記配線層の一部に切り欠きを有し、かつ前記光電変換
領域周辺部に対して入射光を遮光して光入射領域を規定
するよう平面視して前記開口部の内側に位置され、前記
複数の配線層を組みあわせて前記光電変換領域を囲むよ
うに設けられることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】前記配線層が、前記光電変換領域の少なく
とも一部を覆うように位置されることを特徴とする請求
項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】複数の前記配線層が、光線入射方向におけ
る前記光電変換領域からそれぞれ異なる距離を有して設
けられることを特徴とする請求項１から２のいずれか記
載の固体撮像装置。 - 【請求項４】前記固体撮像装置には、リセットドレイン
領域，リセットゲート電極が設けられ、前記配線層とし
ては、リセットドレイン領域に接続されたＶｄｄ配線
層，リセットゲート電極に接続されたリセットゲート配
線層，リセットゲート，ＸＹアドレス配線層，出力用配
線層のうち少なくとも１以上を選択することを特徴とす
る請求項１から３のいずれか記載の固体撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04720999A JP3319419B2 (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | 固体撮像装置 |
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