JP3472102B2 - Ｍｏｓ型固体撮像装置 - Google Patents
Ｍｏｓ型固体撮像装置Info
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- JP3472102B2 JP3472102B2 JP25334497A JP25334497A JP3472102B2 JP 3472102 B2 JP3472102 B2 JP 3472102B2 JP 25334497 A JP25334497 A JP 25334497A JP 25334497 A JP25334497 A JP 25334497A JP 3472102 B2 JP3472102 B2 JP 3472102B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＯＳ型固体撮像
装置に係わり、特に低雑音のＭＯＳ型固体撮像装置に関
する。
装置に係わり、特に低雑音のＭＯＳ型固体撮像装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＭＯＳ型固体撮像装置は、ｐ型半
導体基板上に形成されたウエル層にフォトダイオードと
ＭＯＳトランジスタが形成されている。即ち、ウエル層
にフォトダイオード拡散層とシャッタゲートとＭＯＳト
ランジスタ領域とが形成されている。シャッタゲートと
ＭＯＳトランジスタのゲートとを接続するための第１メ
タル層がウエル層上に絶縁して形成される。また、この
第１メタル層上に絶縁して第２メタル層が形成される。
この第２メタル層が給電層および遮光膜として機能す
る。
導体基板上に形成されたウエル層にフォトダイオードと
ＭＯＳトランジスタが形成されている。即ち、ウエル層
にフォトダイオード拡散層とシャッタゲートとＭＯＳト
ランジスタ領域とが形成されている。シャッタゲートと
ＭＯＳトランジスタのゲートとを接続するための第１メ
タル層がウエル層上に絶縁して形成される。また、この
第１メタル層上に絶縁して第２メタル層が形成される。
この第２メタル層が給電層および遮光膜として機能す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のＭＯＳ型固体撮
像装置によると、遮光膜が第２層メタルで形成されてい
たので、斜め光が入射した場合に遮光膜で反射されてフ
ォトダイオードに入らないことがあるという問題があっ
た。本発明は、遮光膜の高さを低くして、斜めの有効光
が入った時でも遮光膜で反射されにくい遮光膜構造を備
えた固体撮像装置を提供することを目的とする。
像装置によると、遮光膜が第２層メタルで形成されてい
たので、斜め光が入射した場合に遮光膜で反射されてフ
ォトダイオードに入らないことがあるという問題があっ
た。本発明は、遮光膜の高さを低くして、斜めの有効光
が入った時でも遮光膜で反射されにくい遮光膜構造を備
えた固体撮像装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、半導体基板
上に形成され、光電変換蓄積部と、この光電変換蓄積部
以外に光が入射するのを防ぐ最上層のメタル層と、前記
光電変換蓄積部の信号出力が入力される制御電極を有す
る増幅トランジスタと、前記光電変換蓄積部からの信号
出力を前記増幅トランジスタに入力するための繋ぎ配線
と、信号を読み出す信号線を選択する垂直選択トランジ
スタと、前記光電変換蓄積部の電位をリセットするリセ
ットトランジスタによって各々が構成される複数の単位
セルを行列に配列してなる撮像領域と、前記増幅トラン
ジスタと前記リセットトランジスタに接続される電源線
と、前記増幅トランジスタの電流を読み出すため列方向
に配置された複数の垂直信号線と、前記垂直信号線の一
端に設けられた複数の水平選択トランジスタと、前記水
平選択トランジスタのゲートに順次選択パルス信号を与
える水平選択手段と、前記水平選択トランジスタを介し
て前記垂直信号線から信号電流を読み出す水平信号線と
により構成され、前記電源線は、前記垂直信号線と同じ
平行な方向に配置され、両線とも第１層のメタル層で形
成されており、前記光電変換蓄積部の水平方向の開口幅
は、前記電源線と前記垂直信号線で規定され、前記繋ぎ
配線を形成する配線層は、前記最上層のメタル層から離
れており前記第１層のメタル層より基板に近い配線層に
より形成されていることを特徴とする固体撮像装置を提
供する。
上に形成され、光電変換蓄積部と、この光電変換蓄積部
以外に光が入射するのを防ぐ最上層のメタル層と、前記
光電変換蓄積部の信号出力が入力される制御電極を有す
る増幅トランジスタと、前記光電変換蓄積部からの信号
出力を前記増幅トランジスタに入力するための繋ぎ配線
と、信号を読み出す信号線を選択する垂直選択トランジ
スタと、前記光電変換蓄積部の電位をリセットするリセ
ットトランジスタによって各々が構成される複数の単位
セルを行列に配列してなる撮像領域と、前記増幅トラン
ジスタと前記リセットトランジスタに接続される電源線
と、前記増幅トランジスタの電流を読み出すため列方向
に配置された複数の垂直信号線と、前記垂直信号線の一
端に設けられた複数の水平選択トランジスタと、前記水
平選択トランジスタのゲートに順次選択パルス信号を与
える水平選択手段と、前記水平選択トランジスタを介し
て前記垂直信号線から信号電流を読み出す水平信号線と
により構成され、前記電源線は、前記垂直信号線と同じ
平行な方向に配置され、両線とも第１層のメタル層で形
成されており、前記光電変換蓄積部の水平方向の開口幅
は、前記電源線と前記垂直信号線で規定され、前記繋ぎ
配線を形成する配線層は、前記最上層のメタル層から離
れており前記第１層のメタル層より基板に近い配線層に
より形成されていることを特徴とする固体撮像装置を提
供する。
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１には、本発明の第１実施形態に
係るＭＯＳ型固体撮像装置の回路が示され、図２には、
図１の固体撮像装置の単位セルの構成を示している。
施形態を説明する。図１には、本発明の第１実施形態に
係るＭＯＳ型固体撮像装置の回路が示され、図２には、
図１の固体撮像装置の単位セルの構成を示している。
【０００９】図１の固体撮像装置によると、複数の単位
セル１１が行列方向に配列され、これら単位セル１１は
垂直選択線１２およびリセット線１３並びに読み取り線
１４を介して垂直シフトレジスタ１５に接続される。ま
た、これら単位セル１１は垂直信号線１６および水平選
択トランジスタ１７を介して水平信号線１８に接続され
る。水平選択トランジスタ１６のゲートは水平シフトレ
ジスタ１９に接続され、水平シフトレジスタ１９からの
信号により水平選択トランジスタ１７が選択的にＯＮさ
れる。これにより、垂直信号線１６の信号が水平信号線
１８に読み込まれる。更に、電源線２０および負荷トラ
ンジスタ２１が単位セル１１に接続される。
セル１１が行列方向に配列され、これら単位セル１１は
垂直選択線１２およびリセット線１３並びに読み取り線
１４を介して垂直シフトレジスタ１５に接続される。ま
た、これら単位セル１１は垂直信号線１６および水平選
択トランジスタ１７を介して水平信号線１８に接続され
る。水平選択トランジスタ１６のゲートは水平シフトレ
ジスタ１９に接続され、水平シフトレジスタ１９からの
信号により水平選択トランジスタ１７が選択的にＯＮさ
れる。これにより、垂直信号線１６の信号が水平信号線
１８に読み込まれる。更に、電源線２０および負荷トラ
ンジスタ２１が単位セル１１に接続される。
【００１０】図２は、単位当たり２画素の単位セル、即
ち２pixel/unitの単位セル１１の構造を示している。こ
れによると、セル１１には２つのフォトダイオード３１
ａ、３１ｂが設けられており、これらフォトダイオード
３１ａ、３１ｂは読み出しトランジスタ（シャッタゲー
トトランジスタ）３２ａ、３２ｂを介して増幅トランジ
スタ３３のゲートに接続されると共にリセットトランジ
スタ３５を介して電源線２０に接続される。
ち２pixel/unitの単位セル１１の構造を示している。こ
れによると、セル１１には２つのフォトダイオード３１
ａ、３１ｂが設けられており、これらフォトダイオード
３１ａ、３１ｂは読み出しトランジスタ（シャッタゲー
トトランジスタ）３２ａ、３２ｂを介して増幅トランジ
スタ３３のゲートに接続されると共にリセットトランジ
スタ３５を介して電源線２０に接続される。
【００１１】垂直信号線１６は増幅トランジスタ３３お
よび垂直選択トランジスタ３４を直列に介して電源線２
０に接続される。垂直選択トランジスタ３４のゲートに
は選択線（アドレス線）１２が接続される。
よび垂直選択トランジスタ３４を直列に介して電源線２
０に接続される。垂直選択トランジスタ３４のゲートに
は選択線（アドレス線）１２が接続される。
【００１２】上記の構成の単位セル１１において、読み
取り線１４に読み取り信号が入ると、読み出しトランジ
スタ３２ａ、３２ｂがＯＮとなり、フォトダイオード３
１ａ、３１ｂの光電変換信号が読み出しトランジスタ３
２ａ、３２ｂを介して増幅トランジスタ３３に入力され
る。このとき、選択線１２に選択信号が供給されると、
垂直選択トランジスタ３４がＯＮとなり、増幅トランジ
スタ３３により増幅された光電変換信号が垂直信号線１
６に読み出される。
取り線１４に読み取り信号が入ると、読み出しトランジ
スタ３２ａ、３２ｂがＯＮとなり、フォトダイオード３
１ａ、３１ｂの光電変換信号が読み出しトランジスタ３
２ａ、３２ｂを介して増幅トランジスタ３３に入力され
る。このとき、選択線１２に選択信号が供給されると、
垂直選択トランジスタ３４がＯＮとなり、増幅トランジ
スタ３３により増幅された光電変換信号が垂直信号線１
６に読み出される。
【００１３】リセット信号がリセット線１３に入ると、
リセットトランジスタ３５がＯＮとなり、単位セル１１
はリセットされる。図３は、図２に示す単位セル１１の
平面パターンを示しており、図４は図３のＡ−Ａ線に沿
った単位セルの断面を示している。
リセットトランジスタ３５がＯＮとなり、単位セル１１
はリセットされる。図３は、図２に示す単位セル１１の
平面パターンを示しており、図４は図３のＡ−Ａ線に沿
った単位セルの断面を示している。
【００１４】図４に示されるように、基板１０１に光電
変換蓄積領域、即ちフォトダイオード領域１０２とLOCO
S 層１０３が交互に形成されている。フォトダイオード
領域１０２とLOCOS 層１０３を含めて基板１０１上にシ
リコン酸化膜１０４が積層される。このシリコン酸化膜
１０４には、LOCOS 層１０３上においてポリシリコンで
形成されるつなぎ配線１０５が埋設されている。
変換蓄積領域、即ちフォトダイオード領域１０２とLOCO
S 層１０３が交互に形成されている。フォトダイオード
領域１０２とLOCOS 層１０３を含めて基板１０１上にシ
リコン酸化膜１０４が積層される。このシリコン酸化膜
１０４には、LOCOS 層１０３上においてポリシリコンで
形成されるつなぎ配線１０５が埋設されている。
【００１５】シリコン酸化膜１０４上面には垂直信号線
１０６および電源線１０７が形成されている。垂直信号
線１０６および電源線１０７を含むシリコン酸化膜１０
４の上にパシベーション膜１０８が積層される。
１０６および電源線１０７が形成されている。垂直信号
線１０６および電源線１０７を含むシリコン酸化膜１０
４の上にパシベーション膜１０８が積層される。
【００１６】上記のような単位セルの構造において、シ
リコン酸化膜１０４上に形成された垂直信号線１０６お
よび電源線１０７が複数のメタル層の最下層である第１
層として形成される。第２層以上の上位層は図４には示
されていないが、周辺回路、例えば垂直シフトレジスタ
および水平シフトレジスタなどを構成するために形成さ
れる。
リコン酸化膜１０４上に形成された垂直信号線１０６お
よび電源線１０７が複数のメタル層の最下層である第１
層として形成される。第２層以上の上位層は図４には示
されていないが、周辺回路、例えば垂直シフトレジスタ
および水平シフトレジスタなどを構成するために形成さ
れる。
【００１７】前記第１層１０６および１０７はアルミな
どの遮光性を有するメタルにより形成されおり、入射光
に対する遮光膜としても機能する。従来、この遮光膜は
図５Ｂに示されるようにフォトダイオードより離れた第
２層のメタルで形成されているので、マクロレンズによ
って収束された入射光がこの第２層の遮光膜により反射
され、フォトダイオードに入射する光が少なくなる。特
に、斜めから入射する光は殆どこの遮光膜により反射さ
れ、フォトダイオードに入射しなくなる。
どの遮光性を有するメタルにより形成されおり、入射光
に対する遮光膜としても機能する。従来、この遮光膜は
図５Ｂに示されるようにフォトダイオードより離れた第
２層のメタルで形成されているので、マクロレンズによ
って収束された入射光がこの第２層の遮光膜により反射
され、フォトダイオードに入射する光が少なくなる。特
に、斜めから入射する光は殆どこの遮光膜により反射さ
れ、フォトダイオードに入射しなくなる。
【００１８】これに対して、本発明では、遮光膜がフォ
トダイオード領域１０２に近い第１層により形成されて
いるので、入射光はこの遮光膜により遮光されることな
く、効率的にフォトダイオード領域１０２に入射し、光
電変換信号のレベルを向上させる。
トダイオード領域１０２に近い第１層により形成されて
いるので、入射光はこの遮光膜により遮光されることな
く、効率的にフォトダイオード領域１０２に入射し、光
電変換信号のレベルを向上させる。
【００１９】図６および図７は、第２の実施形態の固体
撮像装置の断面を示しており、図６は水平方向の断面、
即ち図３のＡ−Ａ線に沿った断面であり、図７は垂直方
向の断面、即ち図３のＢ−Ｂに沿った断面である。
撮像装置の断面を示しており、図６は水平方向の断面、
即ち図３のＡ−Ａ線に沿った断面であり、図７は垂直方
向の断面、即ち図３のＢ−Ｂに沿った断面である。
【００２０】この実施形態によると、図６に示すように
基板１０１に第１の実施形態と同様にフォトダイオード
領域１０２およびLOCOS 層１０３が形成され、また、シ
リコン酸化膜１０４にはつなぎ配線１０５が埋設されて
いる。シリコン酸化膜１０４の上に垂直信号線１０６お
よび電源線１０７が第１層として形成され、更にその上
にシリコン酸化膜１０９が形成される。この第１層（１
０６，１０７）が第１方向に対する遮光膜として機能す
る。更に、シリコン酸化膜１０９の上に第１方向に直交
する第２方向に延びるメタル層、例えばアルミ層１１０
が形成される。このアルミ層１１０は第１層（１０６，
１０７）による第１方向の遮光に対して第２方向の遮光
を行う。このアルミ遮光膜１１０を含めてシリコン酸化
膜１０９上面にパシベーション膜１０８が形成される。
基板１０１に第１の実施形態と同様にフォトダイオード
領域１０２およびLOCOS 層１０３が形成され、また、シ
リコン酸化膜１０４にはつなぎ配線１０５が埋設されて
いる。シリコン酸化膜１０４の上に垂直信号線１０６お
よび電源線１０７が第１層として形成され、更にその上
にシリコン酸化膜１０９が形成される。この第１層（１
０６，１０７）が第１方向に対する遮光膜として機能す
る。更に、シリコン酸化膜１０９の上に第１方向に直交
する第２方向に延びるメタル層、例えばアルミ層１１０
が形成される。このアルミ層１１０は第１層（１０６，
１０７）による第１方向の遮光に対して第２方向の遮光
を行う。このアルミ遮光膜１１０を含めてシリコン酸化
膜１０９上面にパシベーション膜１０８が形成される。
【００２１】また、図７の垂直断面で示されるようにシ
リコン基板１０１上にはゲートポリシリコン層１１１が
形成されている。これらポリシリコン層１１１は光電変
換蓄積領域、即ちフォトダイオード領域１０２をセルフ
アライン（自己整合）で形成するときにマスクとして使
用される。即ち、このゲートポリシリコン層１１１によ
りフォトダイオード領域１０２の長さを規定している。
リコン基板１０１上にはゲートポリシリコン層１１１が
形成されている。これらポリシリコン層１１１は光電変
換蓄積領域、即ちフォトダイオード領域１０２をセルフ
アライン（自己整合）で形成するときにマスクとして使
用される。即ち、このゲートポリシリコン層１１１によ
りフォトダイオード領域１０２の長さを規定している。
【００２２】この実施形態においても、垂直信号線１０
６および電源線１０７を構成する第１層が遮光膜として
機能するので、図５で説明したような本発明の効果が達
成できる。
６および電源線１０７を構成する第１層が遮光膜として
機能するので、図５で説明したような本発明の効果が達
成できる。
【００２３】図８は第３の実施形態の固体撮像装置の垂
直方向に沿った断面を示している。この実施形態による
と、基板１０２には上記実施形態と同様にフォトダイオ
ード領域１０２とLOCOS 層１０３が形成される。その上
にはゲートポリシリコン層１１１が形成される。このゲ
ートポリシリコン層１１１は図７の実施形態と同様にセ
ルフアラインで光電変換蓄積領域、即ちフォトダイオー
ド領域１０３を形成するためのマスクとして使用でき
る。
直方向に沿った断面を示している。この実施形態による
と、基板１０２には上記実施形態と同様にフォトダイオ
ード領域１０２とLOCOS 層１０３が形成される。その上
にはゲートポリシリコン層１１１が形成される。このゲ
ートポリシリコン層１１１は図７の実施形態と同様にセ
ルフアラインで光電変換蓄積領域、即ちフォトダイオー
ド領域１０３を形成するためのマスクとして使用でき
る。
【００２４】シリコン基板１０１には上記実施形態と同
様にシリコン酸化膜１０４および１０９が順次積層され
る。下側シリコン酸化膜１０４上には図示されていない
が第１層としての垂直信号線１０６および電源線１０７
が形成されており、上側シリコン酸化膜１０９上には第
２層目のメタル層１１０が形成されている。即ち、第１
層のメタル層、即ち垂直信号線１０６および電源線１０
７が第１方向に対する遮光膜として機能し、第２層のメ
タル層１１０が第１方向と交差する第２方向に対する遮
光膜として機能する。
様にシリコン酸化膜１０４および１０９が順次積層され
る。下側シリコン酸化膜１０４上には図示されていない
が第１層としての垂直信号線１０６および電源線１０７
が形成されており、上側シリコン酸化膜１０９上には第
２層目のメタル層１１０が形成されている。即ち、第１
層のメタル層、即ち垂直信号線１０６および電源線１０
７が第１方向に対する遮光膜として機能し、第２層のメ
タル層１１０が第１方向と交差する第２方向に対する遮
光膜として機能する。
【００２５】第２遮光膜１１０を含めて上側シリコン酸
化膜１０８上にパシベーション膜が形成される。この第
３の実施形態も第１層が上記第１及び第２実施形態と同
様な遮光膜として機能し、入射光を不所望に遮光しなく
単位セルの感度の向上が図れ、しかも第２層により第１
層とは直交する方向の遮光を行うことができる。
化膜１０８上にパシベーション膜が形成される。この第
３の実施形態も第１層が上記第１及び第２実施形態と同
様な遮光膜として機能し、入射光を不所望に遮光しなく
単位セルの感度の向上が図れ、しかも第２層により第１
層とは直交する方向の遮光を行うことができる。
【００２６】尚、上記各実施形態においては、垂直信号
線１０６と電源線１０７を共に第１層のメタル層で形成
しているが、これに限ることなく、例えば垂直信号線を
水平方向の開口を決める遮光膜として機能する第１層の
メタル層で形成し、電源線を垂直方向の開口を決める遮
光膜として機能する第２層のメタル層で形成することに
より両者を異なる層としても良い。
線１０６と電源線１０７を共に第１層のメタル層で形成
しているが、これに限ることなく、例えば垂直信号線を
水平方向の開口を決める遮光膜として機能する第１層の
メタル層で形成し、電源線を垂直方向の開口を決める遮
光膜として機能する第２層のメタル層で形成することに
より両者を異なる層としても良い。
【００２７】図９は、第４の実施形態の固体撮像装置の
断面を示している。この実施形態は、ＭＯＳ型固体撮像
装置の検出部、即ち単位セルに組み込まれる増幅型トラ
ンジスタのゲートの容量をできるだけ小さくして感度を
向上させる構成を持っている。即ち、単位セルの感度は
検出部の容量に反比例するので、検出部の容量をできる
だけ小さくすることが好ましい。そこで、検出部の特に
増幅型トランジスタの配線層を他の配線層からできるだ
け離すように検出部が構成される。
断面を示している。この実施形態は、ＭＯＳ型固体撮像
装置の検出部、即ち単位セルに組み込まれる増幅型トラ
ンジスタのゲートの容量をできるだけ小さくして感度を
向上させる構成を持っている。即ち、単位セルの感度は
検出部の容量に反比例するので、検出部の容量をできる
だけ小さくすることが好ましい。そこで、検出部の特に
増幅型トランジスタの配線層を他の配線層からできるだ
け離すように検出部が構成される。
【００２８】即ち、図９の単位セルによると、シリコン
基板１０１に光電変換蓄積領域、即ちフォトダイオード
領域１０２およびシャッタゲートとして機能するＭＯＳ
トランジスタ（即ち、図２のＭＯＳトランジスタ３２ａ
または３２ｂ）のソースまたはドレイン領域となるｎ型
不純物領域１１２が形成される。領域１０２と１１２と
の間においてシリコン基板１０１上にゲートポリシリコ
ン１１３が絶縁して形成されている。このゲートポリシ
リコンがシャッタゲートトランジスタのゲート電極とな
る。
基板１０１に光電変換蓄積領域、即ちフォトダイオード
領域１０２およびシャッタゲートとして機能するＭＯＳ
トランジスタ（即ち、図２のＭＯＳトランジスタ３２ａ
または３２ｂ）のソースまたはドレイン領域となるｎ型
不純物領域１１２が形成される。領域１０２と１１２と
の間においてシリコン基板１０１上にゲートポリシリコ
ン１１３が絶縁して形成されている。このゲートポリシ
リコンがシャッタゲートトランジスタのゲート電極とな
る。
【００２９】同図の右側においてシリコン基板１０１上
に絶縁してゲートポリシリコン層１１４が形成されてい
る。このゲートポリシリコン層１１４は図２に示される
増幅トランジスタ３３のゲート電極となる。このゲート
ポリシリコン層１１４とｎ型不純物拡散層１１２とを繋
ぐつなぎ配線用ポリシリコン層１１５が下側シリコン酸
化膜１０４側に形成される。
に絶縁してゲートポリシリコン層１１４が形成されてい
る。このゲートポリシリコン層１１４は図２に示される
増幅トランジスタ３３のゲート電極となる。このゲート
ポリシリコン層１１４とｎ型不純物拡散層１１２とを繋
ぐつなぎ配線用ポリシリコン層１１５が下側シリコン酸
化膜１０４側に形成される。
【００３０】下側シリコン酸化膜１０４上にアルミ層よ
り成る垂直信号線１０６が形成される。この垂直信号線
１０６は遮光膜として機能する第１層のメタル層とな
る。この第１層１０６を含めてシリコン酸化膜１０４上
に上側シリコン酸化膜１０９が積層される。
り成る垂直信号線１０６が形成される。この垂直信号線
１０６は遮光膜として機能する第１層のメタル層とな
る。この第１層１０６を含めてシリコン酸化膜１０４上
に上側シリコン酸化膜１０９が積層される。
【００３１】上記上側シリコン酸化膜１０９上に第２の
メタル層としてのアルミ層１１０が形成される。この第
２層１１０は第１層と交差する方向に形成され、この交
差方向に対する遮光膜として機能する。この第２層１１
０を含めて上側シリコン酸化膜１０９上にパシベーショ
ン膜１０８が形成される。
メタル層としてのアルミ層１１０が形成される。この第
２層１１０は第１層と交差する方向に形成され、この交
差方向に対する遮光膜として機能する。この第２層１１
０を含めて上側シリコン酸化膜１０９上にパシベーショ
ン膜１０８が形成される。
【００３２】上記の構成によると、増幅型トランジスタ
のゲートを構成するゲートポリシリコン層１１４および
このポリシリコン層１１４がシャッタトランジスタを構
成するｎ型不純物拡散層１１２に繋ぐつなぎ配線層１１
５が他の配線層、例えば第１層１０６および第２層１１
０から離れるようにできるだけシリコン基板１０１に近
づけて形成されている。従って、ゲートポリシリコン層
１１４およびつなぎ配線層１１５と第１層および第２層
との間に形成される寄生容量が小さくなり、単位セルの
検出部の感度が向上する。
のゲートを構成するゲートポリシリコン層１１４および
このポリシリコン層１１４がシャッタトランジスタを構
成するｎ型不純物拡散層１１２に繋ぐつなぎ配線層１１
５が他の配線層、例えば第１層１０６および第２層１１
０から離れるようにできるだけシリコン基板１０１に近
づけて形成されている。従って、ゲートポリシリコン層
１１４およびつなぎ配線層１１５と第１層および第２層
との間に形成される寄生容量が小さくなり、単位セルの
検出部の感度が向上する。
【００３３】
【発明の効果】この発明によると、複数のメタル層を用
いて配線された固体撮像装置において第１層、即ち最下
層のメタル層を遮光層として用いているので、入射光は
遮光層により不所望に反射されることが無く、即ちけら
れが生じなく入射光は効率的に光電変換蓄積領域、即ち
フォトトランジスタ領域に入射し、固体撮像装置の感度
を向上させる。
いて配線された固体撮像装置において第１層、即ち最下
層のメタル層を遮光層として用いているので、入射光は
遮光層により不所望に反射されることが無く、即ちけら
れが生じなく入射光は効率的に光電変換蓄積領域、即ち
フォトトランジスタ領域に入射し、固体撮像装置の感度
を向上させる。
【００３４】また、第１層で形成される遮光膜の上層で
ある第２層のメタル層が第１層の遮光膜とは交差する方
向に遮光を行うように形成されている。即ち、第１層及
び第２層の遮光膜により交差する２つの方向について遮
光ができる。従って、光電変換蓄積領域には、散乱光な
どの不所望な光を排除した有効光のみが入射できる。
ある第２層のメタル層が第１層の遮光膜とは交差する方
向に遮光を行うように形成されている。即ち、第１層及
び第２層の遮光膜により交差する２つの方向について遮
光ができる。従って、光電変換蓄積領域には、散乱光な
どの不所望な光を排除した有効光のみが入射できる。
【００３５】また、シリコン基板上に形成されるゲート
ポリシリコン層が光電変換蓄積領域をセルフアラインで
形成するためのマスクとして使用されるので、光電変換
蓄積領域の長さが正確に設定できる。
ポリシリコン層が光電変換蓄積領域をセルフアラインで
形成するためのマスクとして使用されるので、光電変換
蓄積領域の長さが正確に設定できる。
【００３６】また、ＭＯＳ型固体撮像装置がその検出部
の特に増幅型トランジスタの配線層を他の配線層からで
きるだけ離すように構成されるので、増幅型トランジス
タのゲートの容量ができるだけ小さくでき、検出部の感
度が向上する。
の特に増幅型トランジスタの配線層を他の配線層からで
きるだけ離すように構成されるので、増幅型トランジス
タのゲートの容量ができるだけ小さくでき、検出部の感
度が向上する。
【図１】この発明のＭＯＳ型固体撮像装置の回路構成を
示す図。
示す図。
【図２】図１のＭＯＳ型固体撮像装置の単位セルの回路
構成を示す図。
構成を示す図。
【図３】図２の回路構成の単位セルの平面パターンを示
す図。
す図。
【図４】本発明の第１の実施形態であり、図３のＡ−Ａ
線に沿った見た単位セルの断面を示す図。
線に沿った見た単位セルの断面を示す図。
【図５】本発明の単位セルと従来の単位セルの構造を比
較して説明する図。
較して説明する図。
【図６】本発明の第２の実施形態であり、図３のＡ−Ａ
線に沿った見た単位セルの断面を示す図。
線に沿った見た単位セルの断面を示す図。
【図７】本発明の第３の実施形態であり、図３のＢ−Ｂ
線に沿って見た単位セルの断面を示す図。
線に沿って見た単位セルの断面を示す図。
【図８】図７の第３の実施形態であり、図３のＢ−Ｂ線
に沿った見た単位セルの断面を示す図。
に沿った見た単位セルの断面を示す図。
【図９】本発明の第４の実施形態であり、図３のＡ−Ａ
線に沿った見た単位セルの断面を示す図。
線に沿った見た単位セルの断面を示す図。
１１…単位セル
１２…垂直選択線
１３…リセット線
１４…読み取り線
１５…垂直シフトレジスタ
１６…垂直信号線
１７…水平選択トランジスタ
１８…水平シフトレジスタ
１９…電源線
２０…負荷トランジスタ
３１ａ、３１ｂ…フォトトランジスタ
３２ａ、３２ｂ…読み出しトランジスタ
３３…増幅トランジスタ
３４…垂直選択トランジスタ
３５…リセットトランジスタ
１０１…シリコン基板
１０２…光電変換蓄積領域（フォトトランジスタ領域
１０３…LOCOS 領域
１０４…シリコン酸化膜
１０５…つなぎ配線層
１０６…垂直信号線
１０７…電源線
１０９…シリコン酸化膜
１１０…第２層の遮光膜
フロントページの続き
(72)発明者 佐々木 道夫
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝多摩川工場内
(72)発明者 馬淵 圭司
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝多摩川工場内
(56)参考文献 特開 昭60−58779（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−238287（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−293591（ＪＰ，Ａ)
国際公開97／007631（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/339
H01L 27/14 - 27/148
H01L 29/762 - 29/768
H04N 5/335
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成され、光電変換蓄積
部と、この光電変換蓄積部以外に光が入射するのを防ぐ
最上層のメタル層と、前記光電変換蓄積部の信号出力が
入力される制御電極を有する増幅トランジスタと、前記
光電変換蓄積部からの信号出力を前記増幅トランジスタ
に入力するための繋ぎ配線と、信号を読み出す信号線を
選択する垂直選択トランジスタと、前記光電変換蓄積部
の電位をリセットするリセットトランジスタによって各
々が構成される複数の単位セルを行列に配列してなる撮
像領域と、前記増幅トランジスタと前記リセットトラン
ジスタに接続される電源線と、前記増幅トランジスタの
電流を読み出すため列方向に配置された複数の垂直信号
線と、前記垂直信号線の一端に設けられた複数の水平選
択トランジスタと、前記水平選択トランジスタのゲート
に順次選択パルス信号を与える水平選択手段と、前記水
平選択トランジスタを介して前記垂直信号線から信号電
流を読み出す水平信号線とにより構成され、前記電源線
は、前記垂直信号線と同じ平行な方向に配置され、両線
とも第１層のメタル層で形成されており、前記光電変換
蓄積部の水平方向の開口幅は、前記電源線と前記垂直信
号線で規定され、前記繋ぎ配線を形成する配線層は、前
記最上層のメタル層から離れており前記第１層のメタル
層より基板に近い配線層により形成されていることを特
徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記第１層のメタル層と前記最上層のメ
タル層の２つの配線層が、前記遮光膜として機能し、垂
直方向の開口幅は、前記最上層のメタル層で規定されて
い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】 半導体基板上に形成され、光電変換蓄積
部と、この光電変換蓄積部以外に光が入射するのを防ぐ
最上層のメタル層と、前記光電変換蓄積部の信号出力が
入力される制御電極を有する増幅トランジスタと、前記
光電変換蓄積部からの信号出力を前記増幅トランジスタ
に入力するための繋ぎ配線と、信号を読み出す信号線を
選択する垂直選択トランジスタと、前記光電変換蓄積部
の電位をリセットするリセットトランジスタによって各
々が構成される複数の単位セルを行列に配列してなる撮
像領域と、前記増幅トランジスタと前記リセットトラン
ジスタに接続される電源線と、前記増幅トランジスタの
電流を読み出すため列方向に配置された複数の垂直信号
線と、前記垂直信号線の一端に設けられた複数の水平選
択トランジスタと、前記水平選択トランジスタのゲート
に順次選択パルス信号を与える水平選択手段と、前記水
平選択トランジスタを介して前記垂直信号線から信号電
流を読み出す水平信号線とにより構成され、前記電源線
および前記垂直信号線の少なくとも一方は遮光膜として
も機能する第１層のメタル層により形成され、この第１
層のメタル層は前記最上層のメタル層に対して交差する
方向に形成され、前記繋ぎ配線を形成する配線層は、前
記最上層の前記メタル層から離れており前記第１層のメ
タル層よりも基板に近い配線層により形成される固体撮
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25334497A JP3472102B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Ｍｏｓ型固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25334497A JP3472102B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Ｍｏｓ型固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197662A JPH1197662A (ja) | 1999-04-09 |
| JP3472102B2 true JP3472102B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=17250032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25334497A Expired - Fee Related JP3472102B2 (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Ｍｏｓ型固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472102B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3545288B2 (ja) | 1999-11-08 | 2004-07-21 | 三菱電機株式会社 | イメージセンサ |
| JP3641260B2 (ja) | 2002-09-26 | 2005-04-20 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| WO2004073301A1 (ja) | 2003-02-13 | 2004-08-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 固体撮像装置、その駆動方法及びそれを用いたカメラ |
| JP4505488B2 (ja) * | 2007-09-05 | 2010-07-21 | シャープ株式会社 | 固体撮像素子および電子情報機器 |
| JP5221982B2 (ja) | 2008-02-29 | 2013-06-26 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及びカメラ |
| JP2010177391A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Sony Corp | 固体撮像装置、電子機器、固体撮像装置の製造方法 |
| JP7336206B2 (ja) * | 2019-02-27 | 2023-08-31 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP25334497A patent/JP3472102B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1197662A (ja) | 1999-04-09 |
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