JP3586128B2 - Photoelectric conversion element and image sensor - Google Patents

Photoelectric conversion element and image sensor Download PDF

Info

Publication number
JP3586128B2
JP3586128B2 JP03270399A JP3270399A JP3586128B2 JP 3586128 B2 JP3586128 B2 JP 3586128B2 JP 03270399 A JP03270399 A JP 03270399A JP 3270399 A JP3270399 A JP 3270399A JP 3586128 B2 JP3586128 B2 JP 3586128B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
light
conversion element
insulating film
shielding layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03270399A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11297975A (en
Inventor
幸司 澤田
開 小塚
茂 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP03270399A priority Critical patent/JP3586128B2/en
Publication of JPH11297975A publication Critical patent/JPH11297975A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3586128B2 publication Critical patent/JP3586128B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられるイメージセンサ及びそれに構成される光電変換素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
電荷結合素子(CCD)や、ホトトランジスタやホトダイオードを用いた増幅型又は非増幅型の固体撮像素子は、ラインセンサ或いはエリアセンサとして上記イメージスキャナ等の情報機器の電子の目として広く用いられている。
【0003】
光電変換部(受光素子)と信号転送部等の周辺回路を同一基板上に作製するような光電変換素子の場合、受光素子上は層間絶縁膜や保護膜などの多層構造になっている。これら各層の材質が違うと屈折率が異なることによって光の多重干渉が生じる。その多層構造の分光感度特性を見るとリプルを生じており、その結果わずかな波長の違いによって光電変換素子の感度が大きく変換することがある。
【0004】
よって、受光素子上の多層膜の膜厚がばらつくと分光感度特性は膜厚に応じてずれ、ある波長に対する感度のばらつきとなる。この事は複数の受光素子が配列された光電変換素子において、1チップ内である波長に対する感度がばらつくことを意味する。
【0005】
受光素子上の膜厚を均一化するための技術は、特開平9−55488に記載されている。図16は、このような従来の光電変換素子の断面を示しており、1は基板、2は受光素子、3は第1層ポリシリコンゲート、4は第2層ポリシリコンゲート、5は遮光層、6は保護膜であり、この上に平坦化層7を設けている。ここでは、平坦化層上にオンチップレンズ9とカラーフィルタ8を形成している。
【0006】
この平坦化層7は、絶縁性物質の平坦化前駆層を成膜した後、化学機械研磨(CMP)により、凸部を除去して形成する。CMP工程は、研磨剤や研磨パッドのランニングコストが高く、更には研磨に用いるアルカリ性研磨剤や研磨によって発生する研磨くずを除去する為に研磨後の洗浄を精密に行なわねばならず、非常に高コストの工程である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、CMP工程を用いずに遮光層の上に平坦な絶縁膜を形成する為に、SOG(スピンオングラス)を用いた塗布型絶縁膜を採用することを試みた。
【0008】
しかしながら、遮光層が塗布の際のバリアになる為、同一チップ上の受光素子間での塗布型絶縁膜の厚さに差が生じることがあった。
【0009】
例えば、図17に示すように受光素子が遮光層5によって定められた開口OPにてその位置が規定される場合、隣接する開口間には遮光層5が介在している為、この遮光層を乗り越えて塗布型絶縁膜の流動性の前駆物質が流動し難くなっている。従って、光電変換素子における中心付近の受光素子上の塗布型絶縁膜と該素子の端部付近の受光素子上の該膜とでは厚さに差が生じることがある。更に、複数の光電変換素子を作る為の一枚のウエハ上ではその差がより大きくなる。
【0010】
そして、このような膜の厚さの差は、次のような場合、光電変換素子の特性として顕著に現われることとなる。
【0011】
受光素子が多数配列されている光電変換素子を基板上に配置されたイメージセンサにおいて、光源に赤、緑、青の3色のLEDを時系列に順次切り替えて原稿を照明してカラー画像を読み込む場合、受光素子上の多層膜の総膜厚が均一であっても、それぞれの膜の膜厚が異なると分光感度特性はずれを生じ、各々の波長において感度の分布曲線が異なり、正しい画像が得られなくなる。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、遮光層が塗布の際のバリアにならず、同一チップ上の受光素子間での塗布型絶縁膜の厚さに差が生じ難い光電変換素子及びイメージセンサを提供することにある。
【0013】
本発明は、複数の光電変換部と、該光電変換部上に配置された開口を有する遮光手段と、を具備する光電変換素子において、該遮光手段は、第1の遮光層と、該第1の遮光層上に層間絶縁膜を介して設けられた第2の遮光層と、を有しており、該第1の遮光層は、隣接する2つの該開口を連通させる為の間隙を有し、該第1の遮光層の該間隙上には、該第2の遮光層の遮光部が配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、複数の光電変換部と、該光電変換部上に配置された開口を有する遮光手段と、を具備する光電変換素子において、
配線用の遮光性導電層と、該導電層上に層間絶縁膜を介して設けられた導電性遮光層と、を有しており、該導電層は、隣接する2つの該開口を連通させる為の間隙を有し、
該導電層の該間隙上には該導電性遮光層の遮光部が配置され、該導電層に接続されていることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施の形態による光電変換素子とその構成部品を示している。
【0015】
(a)は素子の上面を、(b)は第1の遮光層を、(c)は第2の遮光層を、(d)は(a)のAA′線による断面を、(e)は(a)のBB′線による断面を示している。
【0016】
図1の(a)、(d)に示すように基板1上には光電変換部(受光素子)2が複数設けられており、基板1の上方には遮光手段としての第1の遮光層11と第2の遮光層12とが設けられている。
【0017】
図1の(a)に示すように遮光手段は受光素子2上に光を通過させる開口OPを有している。
【0018】
図1の(b)に示すように第1の遮光層11は、隣接する開口OP同士を少なくとも開口の配列方向に連通させる長さl1の間隙GPを有している。
【0019】
図1の(a)、(c)、(e)に示すようにそして第1の遮光層11の間隙GPの上には、それを覆うように層間絶縁膜13を介して第2の遮光層の遮光部12aが配置されている。
【0020】
本実施の形態の光電変換素子によれば、受光素子間においては、第1の遮光層11に間隙GPが設けられている為、この間隙を通って層間絶縁膜となる前駆物質が流動する。こうして、図1の(d)(e)に示すように層間絶縁膜13の厚さのバラツキは受光素子間で抑制され、均一な膜厚となる。
【0021】
そして、この間隙GPを通して光が基板1内に入射しないように、間隙GP上には、第2の遮光層12の遮光部12aが配置されている。
【0022】
これに対して、第1遮光層11に間隙を設けずに開口OPが個々に独立したものとして形成したとすると、受光素子間の断面はその受光素子間のどの部分においても図1の(d)のようなものとなり、前駆物質の流動を妨げて、厚さt1、t2に差が出来てしまう。
【0023】
本発明に用いられる受光素子2としては、ショットキー接合、MIS接合、PN接合又はPIN接合等をもつホトダイオードやホトトランジスタが挙げられ、必要に応じて受光素子間は、素子分離領域により電気的に又は物理的に分離され個々の受光素子はアイソレートされる。
【0024】
本発明に用いられる遮光層11、12としては、それぞれ、純金属、合金、シリサイド等から形成される。具体的には、Al,AlSi,AlSiCu,AlCu,Cr,Mo,W,WN,Ta,TaN,Ti,TiN等の単一層又は積層体からなる導電体を用いるとよい。
【0025】
本発明に用いられる層間絶縁膜としては、無機SOG、有機SOG等の流動性のある平坦化前駆物質を用いた塗布型絶縁膜が好ましく用いられる。又、必要に応じてCVD法で堆積された絶縁膜と組み合わせた多層膜であってもよい。
【0026】
更に、第2の遮光層12上に、それを覆うように窒化シリコン等からなる保護膜(パッシベーション膜)を形成してもよい。
【0027】
遮光層L1の間隙の長さL1は、開口OPの辺の長さL2の1/3以上あればよく、より好ましくは1/3以上3/3以下である。
【0028】
図2は本発明の別の光電変換素子の平面図、図3は図2のCC′線による断面図、図4は図2のDD′線による断面図である。
【0029】
図2に示すとおり、光電変換素子は、受光素子2上に開口OPのある遮光手段を有している。
【0030】
図3、図4を示すとおり、Si等の半導体基板19の表面側には、選択酸化などにより形成された絶縁材料からなる素子分離領域15と、その間に受光素子2とが形成されている。
【0031】
半導体基板19の表面上には、不図示のポリシリコンゲート電極とその上に形成される配線とを絶縁する為の絶縁膜16が設けられている。この絶縁膜16は、ノンドープ或いはボロン(B)やリン(P)をドープした酸化シリコン膜で形成される。
【0032】
絶縁膜16の表面上には、前述したようにAl等からなる第1の遮光層11がスパッタリング等で形成されている。第1の遮光層11の平面パターンは、図2に示すように開口OP間に間隙GPを有する。この第1の遮光層11として導電体を用いて、光電変換素子の配線の一部を形成してもよい。
【0033】
第1の遮光層11上には、層間絶縁膜13が設けられている。
【0034】
まず、プラズマCVD法により段差被覆性のよい酸化シリコンを300nm〜500nm程堆積し、次に、SOGのスピンコーティングを行い、熱処理した後エッチバックして100nm〜400nm厚の酸化シリコン膜(塗布型の層間絶縁膜)を形成し、更にその上にプラズマCVD法により、酸化シリコンを300nm〜500nm堆積することにより、層間絶縁膜13を形成する。
【0035】
SOGのスピンコーティングの時、前駆物質は、第1の遮光層11の間隙GPを通って隣の受光素子上に流れる為に、前駆物質は1つの受光素子2上に滞留することなくスムーズに流れ、膜厚の均一性が向上する。
【0036】
層間絶縁膜13の上には、第2の遮光層12が、第1の遮光層11の間隙GPを覆うように設けられている。
【0037】
この第2の遮光層12の遮光部12aにより、受光素子間への光の入射が妨げられる。
【0038】
そして、第2の遮光層12上には、水分やアルカリイオン等の侵入を防止する為の保護膜18が設けられている。この保護膜は、プラズマCVD法により堆積した窒化シリコン等で形成するとよい。
【0039】
以上のとおり、遮光手段を互いにパターンの異なる複数の遮光層11、12で構成し、塗布絶縁膜の下層となる第1の遮光層12には、隣接受光素子2間に間隙を形成することで、該絶縁膜の厚さを均一化する。又、遮光手段は少なくとも周辺回路21の主要部分を遮光する。
【0040】
次に図5を参照して本発明の光電変換素子に用いられる1画素分の周辺回路の一例を説明する。
【0041】
光電変換部2を構成するホトダイオードのアノードは、リセット手段51と、増幅部52を構成するソースホロワアンプのpMOSトランジスタ53のゲートに接続されている。
【0042】
ホトダイオードのカソード及びソースホロワアンプの負荷となるpMOSトランジスタ53’は、それぞれ高電位の基準電圧源に接続されている。
【0043】
増幅された光信号は転送用のnMOSトランジスタ54のオンによって転送されて蓄積容量55に一旦蓄積される。
【0044】
蓄積容量55はソースホロワアンプのpMOSトランジスタ56のゲートに接続されているので、ソースホロワの出力は、蓄積容量に蓄積される電圧に依存して増幅される。このnMOSトランジスタ54、蓄積容量55、ソースホロワアンプとなるpMOSトランジスタ56、負荷用のpMOSトランジスタ56’は信号保持手段となっている。
【0045】
この信号保持手段の出力はノイズ信号除去手段に接続されている。
【0046】
ノイズ信号除去手段は、一対のサンプリング回路のペアからなり、その一方は、ノイズ転送用のnMOSトランジスタ57、ノイズ保持容量59、リセット用nMOSトランジスタ61、走査用トランジスタ64’からなる。
【0047】
他方は、光信号転送用のnMOSトランジスタ58、光信号保持容量60、リセット用nMOSトランジスタ62、走査用トランジスタ64からなる。
【0048】
図6は、図5の回路の動作を説明する為のタイミングチャートである。スタートパルスSPが入力に従って、まずリセット用nMOSトランジスタ61、62のゲートの端子φCRにハイレベルのパルスが入力されノイズ保持容量59と光信号保持容量60とが低電位(グランドレベル)の基準電圧にリセットされる。
【0049】
端子φTNにハイレベルのパルスが入力され、ノイズ転送用nMOSトランジスタ57がオンして、容量55に蓄積された電圧に応じて増幅された出力電圧をノイズ保持容量59に読み出す。この出力電圧は、前のフィールドにおいて、光電変換部2がリセットされた直後のノイズ電圧である。
【0050】
そして、端子φT1にハイレベルのパルスが入力され、転送用のnMOSトランジスタ54がオンして、増幅部の出力電圧を蓄積容量55に読み出す。この出力電圧は現フィールドの光信号電圧である。
【0051】
続いて端子φTSにハイレベルのパルスが入力されると、光信号転送用のnMOSトランジスタ58がオンして、光信号は容量60に読み出されて保持される。
【0052】
次に、端子φRにハイレベルのパルスを入力してリセット用nMOSトランジスタRTをオンして、ホトダイオードのアノードを、リセット用の基準電圧源VSRに接続して、リセット電位にリセットする(期間tr)。続いて端子φTIにハイレベルのパルスを入力してnMOSトランジスタ54をオンしてホトダイオードのリセット直後の電圧成分をノイズ電圧として容量55に読み出す(期間tn1)。
【0053】
そしてホトダイオードが光キャリアの蓄積動作を行っている最中に、ノイズ保持容量59と光信号保持容量60に保持された電圧はそれぞれ走査用トランジスタ64,64’を介して共通出力信号線65,66に出力される。
【0054】
共通出力信号線65,66には、差分回路67が接続されており、光信号電圧からノイズ電圧を差し引く処理が行われる。
【0055】
蓄積容量55に保持されているノイズ電圧は、再び端子φTNにハイレベルのパルスが入力されることで容量59に転送される(期間tn2)。そして、再び端子φT1にハイレベルのパルスが入力され、光信号が蓄積容量に保持され(期間ts1)、端子φTSにハイレベルのパルスが入力されることで光信号は容量60に転送される(期間ts2)。そして、次の蓄積期間において、容量59,60に蓄積されたノイズ及び光信号は画素毎に順次走査されて差分処理がなされる。
【0056】
図7は、半導体チップ上の光電変換素子のレイアウトの一例を示す図であり、受光素子2の配列に沿って、一方の側(図中上方)には、高電位VDDの電圧ライン21、リセット電位VSRのリセットライン22、接地電位のグランドライン23等の基準電圧を供給する基準電圧ラインが準電圧ライン配置部24に配されている。
【0057】
受光素子アレイの他方の側(図中下方)には周辺回路としてのリセット手段、増幅部、信号保持手段、ノイズ信号除去手段が各配置部25、26、27に配置されており、周辺回路を構成する各トランジスタは主として第2の遮光層により実質的に遮光されている。
【0058】
図8は、本発明の別の光電変換素子の上面を示す図であり、遮光手段のパターンを示している。図9は図8に対応した第1及び第2の遮光層の各パターンを示している。
【0059】
74,75は第1の遮光層であり、ここでは、74及び75は配線を兼ねている。74,75は例えば接地ラインやリセットラインである。
【0060】
第1の遮光層74,75の上層には、塗布型絶縁膜を介して第2の遮光層70,71,72,73が配されており、周辺回路を遮光している。
【0061】
第1の遮光層74,75は、前述したように開口の縦辺の3分の1以上の間隔をおいて上下に分離している。
【0062】
その為、塗布型絶縁膜に設けられたコンタクトホールCNを介して、該間隔を覆う位置にある第2の遮光層の遮光部71,72とそれぞれ接続されている。
【0063】
こうして、図中下方にある周辺回路には、遮光部72を通して接地電圧が、層70を通して高電位の電圧が、遮光部71を通じてリセット電圧が、図中上方から供給される。
【0064】
第1の遮光層74,75の間には、それらのすき間を埋め且つ電気的接続を得るように第2の遮光層の遮光部73が配されている。それでも尚、受光素子間には光の通るすき間が残るが、この下は素子分離領域となる為それ程問題にはならない。
【0065】
図9は、図8における第1の遮光層11と第2の遮光層12のパターンを示している。
【0066】
図10に本発明の光電変換素子を使用した密着型イメージセンサの例を示す。複数の受光素子を1次元的に配列した光電変換素子31をセラミック基板あるいはガラスエポキシ基板32上に複数個1ライン状又はスタガー状に配置し、ワイヤーボンディングによって基板32上の配線に電気的に接続し、保護のために光電変換装置上をシリコーン樹脂等からなるチップコート剤33で覆う。この基板32と、原稿からの反射光を集光し、受光素子表面で結像させるレンズアレイ34と、赤、緑、青色の光を発生するLED光源35と、透明部材からなる原稿支持体36と、を組み立てて密着型イメージセンサを構成している。
【0067】
LED光源35が、赤のみを発光している時、光電変換素子31を駆動して赤色情報を読み取る。次に赤色及び青色LEDを消灯し、緑色LEDを点灯して緑色情報を読み取る。最後に青色LEDのみを点灯し、青色情報を読み取る。こうして、カラーフィルターを用いることなくカラー原稿のカラーの画像読み取りが可能になる。
【0068】
図11は、密着型イメージセンサ用の光電変換素子における、開口の辺の長さに対する第1の遮光層の間隙GPの長さの比と、明出力ばらつき不良率と、の関係をグラフに示したものである。間隙の割合がおよそ1/3になるまでは不良率は減少し、それ以上は不良率の変化はほとんどない。
【0069】
以上のことより、この構成をとることで層間絶縁膜の膜厚ばらつきが減少し、分光感度のずれを抑えることができ、感度ばらつきが低減した。
【0070】
図12、13は本発明の更に別の実施形態による光電変換素子の上面と断面を示す。
【0071】
図8に示した素子と異なる点は、ホトダイオードの一方の電極・配線76が開口内に延出している点である。
【0072】
半導体基板19の表層には、ホトダイオードの一方のアノード又はカソードとなる半導体領域77が島状に1つの開口内に1つ設けられており、絶縁膜16のコンタクトホールを介して第1の遮光層74、75と同じ膜で構成された電極配線76に接続されている。
【0073】
2は受光によりキャリアを発生し、且つ空乏層となる光電変換部(受光素子)である。
【0074】
各受光素子の間には素子分離領域15が設けられている。
【0075】
そして、素子分離領域15の上に受光素子間を遮光する第1の遮光層74、75と第2の遮光層70、71、72が設けられている。
【0076】
又、必要に応じて第2の遮光層70と、電極配線76と、はそれらの間の容量を小さくする為、図12のように第2の遮光層70に切り欠き部79を設けてもよい。
【0077】
本例においても各受光素子間の遮光手段が規準電圧ラインとなっており、規準電圧ラインの寄生抵抗を低くし各画素間のバラツキを抑えている。
【0078】
図14は本発明の光電変換素子の一画素分の回路図である。
【0079】
図5に示したものと異なる主な点は、ホトダイオードとMOSトランジスタ53のゲートとの間に電荷転送用のMOSトランジスタ81を設けた点、、図5の信号保持手段を省略した点、出力信号線のリセットを一対のMOSトランジスタ61で同時に行う点、いくつかのMOSトランジスタの導電型が逆になっている点等である。
【0080】
図15はその動作タイミングチャートを示す。
【0081】
まず、nMOSトランジスタRTによりリセットを行った直後に、nMOSトランジスタ57をオンして容量59にリセットノイズ成分を蓄積する。
【0082】
ホトダイオードに蓄積された光信号電荷はMOSトランジスタ81をオンすることによりnMOSトランジスタ53のゲートに転送・蓄積される。nMOSトランジスタ58をオンすることにより、nMOSトランジスタから増幅された光信号を容量60に蓄積する。不図示の水平シフトレジスタにより一対のnMOSトランジスタ64’、64がオンして、リセットノイズ成分と光信号成分との差分が差動アンプ87より出力される。こうして一画素分のリセットノイズ成分が除去された光信号が得られる。次に、不図示のトランジスタ64(N+1)がオンして隣の画素から光信号を得る。
【0083】
図12〜図14の例では、各画素における接地電圧(リセット電圧)は遮光部72、75を介して供給し、高電位の準電圧は70又は74を介して供給するようにしてもよい。
【0084】
図8や図12に示した光電変換素子の製造方法について簡単に述べる。
【0085】
Siウエハを用意し、選択酸化により酸化シリコンからなる厚い絶縁膜(素子分離領域)15を作る。各MOSトランジスタのゲート電極を形成し、ソース・ドレイン及び半導体領域77を形成する。CVD等により絶縁膜16を形成し、コンタクトホールを開ける。第1の遮光層74、75や電極・配線76となるAlのような導電膜を形成し、遮光パターン及び配線パターンにエッチングする。
【0086】
SOGの前駆物質をスピンコートし、熱処理して塗布型絶縁膜の層間絶縁膜13を形成する。スルーホールを絶縁膜13に開けて、第2の遮光層70、71、72となるAlのような導電膜を形成し、遮光パターン及び配線パターンにエッチングする。CVD等により保護膜18を形成する。
【0087】
以上のように、第1の遮光層74、75、76の上に塗布される絶縁膜用前駆物質は第1の遮光層の間隔を通って流動する。よって、この構成をとることで層間絶縁膜の膜厚ばらつきが減少し、分光感度のずれを抑えることができ、感度ばらつきが低減した。
【0088】
MOSトランジスタ81を電荷転送MOSゲートに変えて、半導体領域77に蓄積されたキャリアを全てトランジスタ53のゲートに接続された拡散層に転送し、半導体領域77を完全に空乏化するように構造を変更することも好ましいものである。
【0089】
【発明の効果】
本発明によれば、第1の遮光層に設けられた間隙を通じて塗布型絶縁膜の前駆物質が流れる為に1チップ内の少なくとも隣接受光素子間で絶縁膜の膜厚の差が抑制される。
【0090】
更に、該間隙を覆うように第2の遮光層が設けられているので、受光素子間を遮光し、不要な光生成キャリアの発生を抑制することが出来る。
【0091】
こうして、比較的低コストで、均一な膜厚の絶縁膜を形成でき、感度ばらつきの小さい光電変換素子を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光電変換素子の構造を説明する為の模式図。
【図2】本発明の光電変換素子の上面図。
【図3】図2のCC’線による光電変換素子の断面図。
【図4】図2のDD’線による光電変換素子の断面図。
【図5】本発明の光電変換素子の一部の回路図。
【図6】本発明の光電変換素子の動作タイミングチャートを示す図。
【図7】本発明の光電変換素子の回路ブロックのレイアウトを示す図。
【図8】本発明の光電変換素子の上面図。
【図9】本発明の光電変換素子に用いられる遮光手段の上面図。
【図10】本発明によるイメージセンサの断面図。
【図11】遮光層の開口の辺の長さに対する間隙の長さと、明出力のばらつき不良率と、の関係を示す図。
【図12】本発明よる別の光電変換素子の上面図。
【図13】図12のEE’線による断面図。
【図14】本発明よる別の光電変換素子の回路図。
【図15】本発明による光電変換素子の動作タイミングチャートを示す図。
【図16】従来の光電変換素子の断面図。
【図17】光電変換素子の上面図。
【符号の説明】
1 基板
2 光電変換部(受光素子)
11 第1の遮光層
12 第2の遮光層
13 層間絶縁膜
OP 開口
GP 間隙
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image sensor used for an image scanner, a facsimile, a video camera, a digital camera, and the like, and a photoelectric conversion element configured therein.
[0002]
[Prior art]
A charge-coupled device (CCD) and an amplifying or non-amplifying solid-state imaging device using a phototransistor or a photodiode are widely used as an electronic eye of an information device such as the image scanner as a line sensor or an area sensor. .
[0003]
In the case of a photoelectric conversion element in which peripheral circuits such as a photoelectric conversion unit (light receiving element) and a signal transfer unit are formed on the same substrate, the light receiving element has a multilayer structure such as an interlayer insulating film and a protective film. When the materials of these layers are different, multiple interference of light occurs due to different refractive indexes. Looking at the spectral sensitivity characteristics of the multilayer structure, ripples are generated, and as a result, the sensitivity of the photoelectric conversion element may be significantly changed due to a slight difference in wavelength.
[0004]
Therefore, if the film thickness of the multilayer film on the light receiving element varies, the spectral sensitivity characteristic shifts according to the film thickness, resulting in a variation in sensitivity to a certain wavelength. This means that in a photoelectric conversion element in which a plurality of light receiving elements are arranged, sensitivity to a certain wavelength in one chip varies.
[0005]
A technique for making the film thickness on the light receiving element uniform is described in JP-A-9-55488. FIG. 16 shows a cross section of such a conventional photoelectric conversion element, wherein 1 is a substrate, 2 is a light receiving element, 3 is a first layer polysilicon gate, 4 is a second layer polysilicon gate, and 5 is a light shielding layer. , 6 are protective films, on which a planarizing layer 7 is provided. Here, the on-chip lens 9 and the color filter 8 are formed on the flattening layer.
[0006]
The flattening layer 7 is formed by forming a flattening precursor layer of an insulating material and then removing the projections by chemical mechanical polishing (CMP). In the CMP process, the running cost of the polishing agent and the polishing pad is high, and the post-polishing cleaning must be performed precisely in order to remove the alkaline polishing agent used for polishing and the polishing debris generated by the polishing. It is a cost process.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in order to form a flat insulating film on the light shielding layer without using the CMP process, an attempt was made to adopt a coating type insulating film using SOG (spin-on-glass).
[0008]
However, since the light-shielding layer serves as a barrier at the time of coating, the thickness of the coating-type insulating film may differ between light-receiving elements on the same chip.
[0009]
For example, as shown in FIG. 17, when the position of the light receiving element is defined by an opening OP defined by the light shielding layer 5, the light shielding layer 5 is interposed between adjacent openings. It is difficult for the flowable precursor of the coating type insulating film to flow over. Therefore, there may be a difference in thickness between the coating type insulating film on the light receiving element near the center of the photoelectric conversion element and the film on the light receiving element near the end of the element. Further, the difference becomes larger on one wafer for producing a plurality of photoelectric conversion elements.
[0010]
Then, such a difference in the thickness of the film will be conspicuously exhibited as a characteristic of the photoelectric conversion element in the following cases.
[0011]
In an image sensor in which a large number of light receiving elements are arranged on a substrate, a color image is read by illuminating a document by sequentially switching red, green, and blue LEDs as light sources in a time series manner. In this case, even if the total film thickness of the multilayer film on the light receiving element is uniform, if the film thickness of each film is different, the spectral sensitivity characteristic is shifted, and the sensitivity distribution curve is different at each wavelength, so that a correct image can be obtained. Can not be.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element and an image sensor in which a light-shielding layer does not become a barrier at the time of coating and a difference in the thickness of a coating type insulating film between light-receiving elements on the same chip hardly occurs. is there.
[0013]
The present invention provides a photoelectric conversion element comprising: a plurality of photoelectric conversion units; and a light shielding unit having an opening disposed on the photoelectric conversion unit. The light shielding unit includes a first light shielding layer, a first light shielding layer, and a first light shielding layer. A second light-shielding layer provided on the light-shielding layer with an interlayer insulating film interposed therebetween, and the first light-shielding layer has a gap for communicating two adjacent openings. The light-shielding portion of the second light-shielding layer is arranged on the gap of the first light-shielding layer.
Further, the present invention provides a photoelectric conversion element including: a plurality of photoelectric conversion units; and a light blocking unit having an opening disposed on the photoelectric conversion unit.
A light-shielding conductive layer for wiring; and a conductive light-shielding layer provided on the conductive layer with an interlayer insulating film interposed therebetween. The conductive layer is used to connect two adjacent openings. With a gap of
A light-shielding portion of the conductive light-shielding layer is disposed on the gap between the conductive layers, and is connected to the conductive layer.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a photoelectric conversion element and its components according to an embodiment of the present invention.
[0015]
(A) shows the upper surface of the element, (b) shows the first light-shielding layer, (c) shows the second light-shielding layer, (d) shows a cross section taken along the line AA 'of (a), and (e) shows 3A shows a cross section taken along line BB ′.
[0016]
As shown in FIGS. 1A and 1D, a plurality of photoelectric conversion units (light receiving elements) 2 are provided on a substrate 1, and a first light shielding layer 11 as a light shielding unit is provided above the substrate 1. And a second light-shielding layer 12.
[0017]
As shown in FIG. 1A, the light shielding means has an opening OP on the light receiving element 2 for transmitting light.
[0018]
As shown in FIG. 1B, the first light-shielding layer 11 has a gap GP having a length 11 that connects adjacent openings OP at least in the arrangement direction of the openings.
[0019]
As shown in FIGS. 1 (a), 1 (c) and 1 (e), and over the gap GP of the first light-shielding layer 11, a second light-shielding layer is provided via an interlayer insulating film 13 so as to cover it. Are arranged.
[0020]
According to the photoelectric conversion element of the present embodiment, since the gap GP is provided in the first light shielding layer 11 between the light receiving elements, the precursor to be the interlayer insulating film flows through this gap. Thus, as shown in FIGS. 1D and 1E, variations in the thickness of the interlayer insulating film 13 are suppressed between the light receiving elements, and the thickness becomes uniform.
[0021]
The light shielding portion 12a of the second light shielding layer 12 is disposed on the gap GP so that light does not enter the substrate 1 through the gap GP.
[0022]
On the other hand, assuming that the openings OP are formed independently of each other without providing a gap in the first light shielding layer 11, the cross section between the light receiving elements can be any part between the light receiving elements in FIG. ), And the flow of the precursor is obstructed, and the thicknesses t1 and t2 are different.
[0023]
Examples of the light receiving element 2 used in the present invention include a photodiode or a phototransistor having a Schottky junction, a MIS junction, a PN junction, a PIN junction, or the like. Alternatively, they are physically separated and the individual light receiving elements are isolated.
[0024]
The light-shielding layers 11 and 12 used in the present invention are formed of a pure metal, an alloy, a silicide, or the like. Specifically, a conductor made of a single layer or a laminated body such as Al, AlSi, AlSiCu, AlCu, Cr, Mo, W, WN, Ta, TaN, Ti, and TiN may be used.
[0025]
As the interlayer insulating film used in the present invention, a coating type insulating film using a fluid planarizing precursor such as inorganic SOG or organic SOG is preferably used. Further, if necessary, a multilayer film may be used in combination with an insulating film deposited by a CVD method.
[0026]
Further, a protective film (passivation film) made of silicon nitride or the like may be formed on the second light shielding layer 12 so as to cover the second light shielding layer 12.
[0027]
The length L1 of the gap between the light-shielding layers L1 may be at least 1/3 of the length L2 of the side of the opening OP, and is more preferably at least 1/3 and at most 3/3.
[0028]
FIG. 2 is a plan view of another photoelectric conversion element of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line DD ′ of FIG.
[0029]
As shown in FIG. 2, the photoelectric conversion element has light shielding means having an opening OP on the light receiving element 2.
[0030]
As shown in FIGS. 3 and 4, an element isolation region 15 made of an insulating material formed by selective oxidation or the like, and a light receiving element 2 therebetween are formed on the surface side of a semiconductor substrate 19 such as Si.
[0031]
On the surface of the semiconductor substrate 19, an insulating film 16 for insulating a polysilicon gate electrode (not shown) and a wiring formed thereon is provided. The insulating film 16 is formed of a non-doped silicon oxide film doped with boron (B) or phosphorus (P).
[0032]
As described above, the first light-shielding layer 11 made of Al or the like is formed on the surface of the insulating film 16 by sputtering or the like. The planar pattern of the first light shielding layer 11 has a gap GP between the openings OP as shown in FIG. A part of the wiring of the photoelectric conversion element may be formed using a conductor as the first light shielding layer 11.
[0033]
On the first light shielding layer 11, an interlayer insulating film 13 is provided.
[0034]
First, silicon oxide having good step coverage is deposited to a thickness of about 300 nm to 500 nm by a plasma CVD method. Then, SOG is spin-coated, heat-treated, and then etched back to form a 100-400 nm-thick silicon oxide film (coating type). An interlayer insulating film 13 is formed thereon, and silicon oxide is deposited thereon by plasma CVD to a thickness of 300 to 500 nm to form an interlayer insulating film 13.
[0035]
At the time of spin coating of SOG, the precursor flows on the adjacent light receiving element through the gap GP of the first light shielding layer 11, so that the precursor flows smoothly without staying on one light receiving element 2. In addition, the uniformity of the film thickness is improved.
[0036]
The second light shielding layer 12 is provided on the interlayer insulating film 13 so as to cover the gap GP between the first light shielding layers 11.
[0037]
The light shielding portion 12a of the second light shielding layer 12 prevents light from entering between the light receiving elements.
[0038]
Then, on the second light-shielding layer 12, a protective film 18 for preventing intrusion of moisture, alkali ions and the like is provided. This protective film is preferably formed of silicon nitride or the like deposited by a plasma CVD method.
[0039]
As described above, the light-shielding means is constituted by the plurality of light-shielding layers 11 and 12 having different patterns from each other, and a gap is formed between adjacent light-receiving elements 2 in the first light-shielding layer 12 below the coating insulating film. In addition, the thickness of the insulating film is made uniform. The light-shielding means shields at least a main part of the peripheral circuit 21 from light.
[0040]
Next, an example of a peripheral circuit for one pixel used in the photoelectric conversion element of the present invention will be described with reference to FIG.
[0041]
The anode of the photodiode forming the photoelectric conversion unit 2 is connected to the reset means 51 and the gate of the pMOS transistor 53 of the source follower amplifier forming the amplification unit 52.
[0042]
The pMOS transistor 53 'serving as a load of the cathode and the source follower amplifier of the photodiode is connected to a high-potential reference voltage source.
[0043]
The amplified optical signal is transferred by turning on the transfer nMOS transistor 54 and is temporarily stored in the storage capacitor 55.
[0044]
Since the storage capacitor 55 is connected to the gate of the pMOS transistor 56 of the source follower amplifier, the output of the source follower is amplified depending on the voltage stored in the storage capacitor. The nMOS transistor 54, the storage capacitor 55, the pMOS transistor 56 serving as a source follower amplifier, and the load pMOS transistor 56 'constitute signal holding means.
[0045]
The output of the signal holding means is connected to the noise signal removing means.
[0046]
The noise signal removing means is composed of a pair of sampling circuits, one of which is composed of a noise transfer nMOS transistor 57, a noise holding capacitor 59, a reset nMOS transistor 61, and a scanning transistor 64 '.
[0047]
The other is composed of an nMOS transistor 58 for transferring an optical signal, an optical signal holding capacitor 60, an nMOS transistor 62 for reset, and a scanning transistor 64.
[0048]
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the circuit of FIG. In response to the input of the start pulse SP, first, a high-level pulse is input to the terminal φCR of the gate of the reset nMOS transistors 61 and 62, and the noise holding capacitor 59 and the optical signal holding capacitor 60 become the low potential (ground level) reference voltage. Reset.
[0049]
When a high-level pulse is input to the terminal φTN, the noise transfer nMOS transistor 57 is turned on, and an output voltage amplified according to the voltage accumulated in the capacitor 55 is read out to the noise holding capacitor 59. This output voltage is a noise voltage immediately after the photoelectric conversion unit 2 is reset in the previous field.
[0050]
Then, a high-level pulse is input to the terminal φT1, the transfer nMOS transistor 54 is turned on, and the output voltage of the amplifier is read out to the storage capacitor 55. This output voltage is the optical signal voltage of the current field.
[0051]
Subsequently, when a high-level pulse is input to the terminal φTS, the nMOS transistor 58 for optical signal transfer is turned on, and the optical signal is read out and held by the capacitor 60.
[0052]
Next, a high-level pulse is input to the terminal φR to turn on the reset nMOS transistor RT, connect the anode of the photodiode to the reset reference voltage source VSR , and reset to the reset potential (period tr ). Subsequently, a high-level pulse is input to the terminal φTI to turn on the nMOS transistor 54, and the voltage component immediately after the reset of the photodiode is read out to the capacitor 55 as a noise voltage (period tn1).
[0053]
While the photodiode is performing the photocarrier accumulation operation, the voltages held in the noise holding capacitor 59 and the optical signal holding capacitor 60 are applied to the common output signal lines 65 and 66 via the scanning transistors 64 and 64 ', respectively. Is output to
[0054]
A difference circuit 67 is connected to the common output signal lines 65 and 66, and performs a process of subtracting a noise voltage from an optical signal voltage.
[0055]
The noise voltage held in the storage capacitor 55 is transferred to the capacitor 59 when a high-level pulse is input to the terminal φTN again (period tn2). Then, a high-level pulse is input to the terminal φT1 again, the optical signal is held in the storage capacitor (period ts1), and the optical signal is transferred to the capacitor 60 by inputting the high-level pulse to the terminal φTS ( Period ts2). Then, in the next accumulation period, the noise and the optical signal accumulated in the capacitors 59 and 60 are sequentially scanned for each pixel, and the difference processing is performed.
[0056]
FIG. 7 is a diagram showing an example of the layout of the photoelectric conversion elements on the semiconductor chip. The high potential VDD voltage line 21 and the reset are arranged on one side (upper side in the figure) along the arrangement of the light receiving elements 2. reset line 22 of the potential VSR, reference voltage lines are arranged based on the reference voltage line array unit 24 supplies a reference voltage such as the ground line 23 of the ground potential.
[0057]
On the other side (lower side in the figure) of the light receiving element array, reset means, amplifying section, signal holding means, and noise signal removing means as peripheral circuits are arranged in each of the arrangement sections 25, 26, 27. The constituent transistors are substantially shielded from light mainly by the second light-shielding layer.
[0058]
FIG. 8 is a diagram showing the upper surface of another photoelectric conversion element of the present invention, and shows a pattern of the light shielding means. FIG. 9 shows each pattern of the first and second light shielding layers corresponding to FIG.
[0059]
74 and 75 are first light-shielding layers, and here, 74 and 75 also serve as wiring. 74 and 75 are, for example, ground lines and reset lines.
[0060]
Second light-shielding layers 70, 71, 72, and 73 are disposed above the first light-shielding layers 74 and 75 with a coating-type insulating film interposed therebetween to shield peripheral circuits from light.
[0061]
As described above, the first light shielding layers 74 and 75 are vertically separated from each other by an interval of one third or more of the vertical side of the opening.
[0062]
Therefore, they are connected to the light-shielding portions 71 and 72 of the second light-shielding layer located at positions covering the gaps, respectively, via the contact holes CN provided in the coating type insulating film.
[0063]
In this manner, the ground voltage, the high-potential voltage through the layer 70, and the reset voltage through the light-shielding portion 71 are supplied to the peripheral circuits at the bottom in the drawing from above in the drawing.
[0064]
Between the first light-shielding layers 74 and 75, a light-shielding portion 73 of the second light-shielding layer is arranged so as to fill the gap and obtain electrical connection. Nevertheless, a gap through which light passes remains between the light receiving elements, but there is no problem since the area under the light receiving element is an element isolation region.
[0065]
FIG. 9 shows a pattern of the first light shielding layer 11 and the second light shielding layer 12 in FIG.
[0066]
FIG. 10 shows an example of a contact type image sensor using the photoelectric conversion element of the present invention. A plurality of photoelectric conversion elements 31 in which a plurality of light receiving elements are arranged one-dimensionally are arranged on a ceramic substrate or a glass epoxy substrate 32 in the form of one line or stagger, and are electrically connected to wiring on the substrate 32 by wire bonding. Then, for protection, the upper part of the photoelectric conversion device is covered with a chip coating agent 33 made of a silicone resin or the like. This substrate 32, a lens array 34 for condensing the reflected light from the document and forming an image on the light receiving element surface, an LED light source 35 for generating red, green, and blue light, and a document support 36 made of a transparent member Are assembled to form a contact image sensor.
[0067]
When the LED light source 35 emits only red light, the photoelectric conversion element 31 is driven to read red information. Next, the red and blue LEDs are turned off, and the green LED is turned on to read green information. Finally, only the blue LED is turned on to read blue information. Thus, a color image of a color original can be read without using a color filter.
[0068]
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the ratio of the length of the gap GP of the first light-shielding layer to the length of the side of the opening in the photoelectric conversion element for a contact image sensor, and the bright output variation failure rate. It is a thing. The defect rate decreases until the ratio of the gap becomes approximately 1/3, and after that, there is almost no change in the defect rate.
[0069]
As described above, by adopting this configuration, the variation in the thickness of the interlayer insulating film was reduced, the shift in the spectral sensitivity was suppressed, and the variation in the sensitivity was reduced.
[0070]
12 and 13 show a top view and a cross section of a photoelectric conversion element according to still another embodiment of the present invention.
[0071]
The difference from the element shown in FIG. 8 is that one electrode / wiring 76 of the photodiode extends into the opening.
[0072]
In the surface layer of the semiconductor substrate 19, one semiconductor region 77 serving as one anode or cathode of the photodiode is provided in one opening in an island shape, and the first light-shielding layer is provided through the contact hole of the insulating film 16. The electrodes 74 and 75 are connected to an electrode wiring 76 composed of the same film.
[0073]
Reference numeral 2 denotes a photoelectric conversion unit (light receiving element) that generates carriers by receiving light and serves as a depletion layer.
[0074]
An element isolation region 15 is provided between each light receiving element.
[0075]
Further, first light-shielding layers 74 and 75 and second light-shielding layers 70, 71 and 72 for shielding light between the light receiving elements are provided on the element isolation region 15.
[0076]
If necessary, the second light-shielding layer 70 and the electrode wiring 76 may be provided with a cutout 79 in the second light-shielding layer 70 as shown in FIG. 12 in order to reduce the capacitance between them. Good.
[0077]
Also in this example, the light-blocking means between the light receiving elements is a reference voltage line, and the parasitic resistance of the reference voltage line is reduced to suppress the variation between pixels.
[0078]
FIG. 14 is a circuit diagram of one pixel of the photoelectric conversion element of the present invention.
[0079]
The main points different from those shown in FIG. 5 are that a MOS transistor 81 for charge transfer is provided between the photodiode and the gate of the MOS transistor 53, that the signal holding means of FIG. The line reset is performed by a pair of MOS transistors 61 at the same time, and the conductivity types of some MOS transistors are reversed.
[0080]
FIG. 15 shows an operation timing chart thereof.
[0081]
First, immediately after the reset by the nMOS transistor RT, the nMOS transistor 57 is turned on to store a reset noise component in the capacitor 59.
[0082]
The optical signal charges stored in the photodiode are transferred and stored in the gate of the nMOS transistor 53 by turning on the MOS transistor 81. By turning on the nMOS transistor 58, the optical signal amplified from the nMOS transistor is stored in the capacitor 60. The pair of nMOS transistors 64 ′ and 64 are turned on by a horizontal shift register (not shown), and the difference between the reset noise component and the optical signal component is output from the differential amplifier 87. Thus, an optical signal from which the reset noise component for one pixel has been removed is obtained. Next, a transistor 64 (N + 1) (not shown) is turned on to obtain an optical signal from an adjacent pixel.
[0083]
In the example of FIGS. 12 to 14, the ground voltage in each pixel (reset voltage) is supplied via the light shielding portion 72 and 75, criteria voltage of the high potential may be supplied via a 70 or 74 .
[0084]
A method for manufacturing the photoelectric conversion element shown in FIGS. 8 and 12 will be briefly described.
[0085]
A Si wafer is prepared, and a thick insulating film (element isolation region) 15 made of silicon oxide is formed by selective oxidation. A gate electrode of each MOS transistor is formed, and a source / drain and a semiconductor region 77 are formed. An insulating film 16 is formed by CVD or the like, and a contact hole is opened. A conductive film such as Al to be the first light-shielding layers 74 and 75 and the electrodes and wirings 76 is formed, and the light-shielding patterns and the wiring patterns are etched.
[0086]
An SOG precursor is spin-coated and heat-treated to form an interlayer insulating film 13 of a coating type insulating film. A through hole is formed in the insulating film 13, a conductive film such as Al to be the second light shielding layers 70, 71 and 72 is formed, and the light shielding pattern and the wiring pattern are etched. The protection film 18 is formed by CVD or the like.
[0087]
As described above, the insulating film precursor applied on the first light-shielding layers 74, 75, and 76 flows through the space between the first light-shielding layers. Therefore, by adopting this configuration, the variation in the thickness of the interlayer insulating film is reduced, the shift in the spectral sensitivity can be suppressed, and the variation in the sensitivity is reduced.
[0088]
The structure is changed so that the MOS transistor 81 is changed to a charge transfer MOS gate, all the carriers accumulated in the semiconductor region 77 are transferred to the diffusion layer connected to the gate of the transistor 53, and the semiconductor region 77 is completely depleted. Is also preferred.
[0089]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the precursor of the coating type insulating film flows through the gap provided in the first light shielding layer, the difference in the thickness of the insulating film between at least adjacent light receiving elements in one chip is suppressed.
[0090]
Further, since the second light shielding layer is provided so as to cover the gap, it is possible to shield between the light receiving elements and suppress generation of unnecessary photogenerated carriers.
[0091]
Thus, an insulating film having a uniform thickness can be formed at a relatively low cost, and a photoelectric conversion element with small sensitivity variation can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a structure of a photoelectric conversion element of the present invention.
FIG. 2 is a top view of the photoelectric conversion element of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of the photoelectric conversion element taken along line CC ′ in FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view of the photoelectric conversion element taken along line DD ′ in FIG. 2;
FIG. 5 is a circuit diagram of a part of the photoelectric conversion element of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an operation timing chart of the photoelectric conversion element of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a layout of a circuit block of the photoelectric conversion element of the present invention.
FIG. 8 is a top view of the photoelectric conversion element of the present invention.
FIG. 9 is a top view of the light shielding means used in the photoelectric conversion element of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of an image sensor according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the length of the gap with respect to the length of the side of the opening of the light-shielding layer and the variation defect rate of the bright output.
FIG. 12 is a top view of another photoelectric conversion element according to the present invention.
FIG. 13 is a sectional view taken along the line EE ′ of FIG. 12;
FIG. 14 is a circuit diagram of another photoelectric conversion element according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing an operation timing chart of the photoelectric conversion element according to the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view of a conventional photoelectric conversion element.
FIG. 17 is a top view of a photoelectric conversion element.
[Explanation of symbols]
1 substrate 2 photoelectric conversion unit (light receiving element)
11 first light shielding layer 12 second light shielding layer 13 interlayer insulating film OP opening GP gap

Claims (15)

複数の光電変換部と、該光電変換部上に配置された開口を有する遮光手段と、を具備する光電変換素子において、
該遮光手段は、第1の遮光層と、該第1の遮光層上に層間絶縁膜を介して設けられた第2の遮光層と、を有しており、
該第1の遮光層は、隣接する2つの該開口を連通させる為の間隙を有し、
該第1の遮光層の該間隙上には、該第2の遮光層の遮光部が配置されていることを特徴とする光電変換素子。
A plurality of photoelectric conversion units, and a light blocking unit having an opening disposed on the photoelectric conversion unit, a photoelectric conversion element comprising:
The light-shielding means has a first light-shielding layer, and a second light-shielding layer provided on the first light-shielding layer via an interlayer insulating film,
The first light-blocking layer has a gap for communicating two adjacent openings,
A photoelectric conversion element, wherein a light-shielding portion of the second light-shielding layer is arranged on the gap of the first light-shielding layer.
該層間絶縁膜は、CVD法により堆積された絶縁膜と、塗布型絶縁膜の積層体である請求項1記載の光電変換素子。The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the interlayer insulating film is a laminate of an insulating film deposited by a CVD method and a coating type insulating film. 該間隙の辺の長さ(L1)は、該開口の辺の長さ(L2)の1/3以上である請求項1記載の光電変換素子。2. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the length (L1) of the side of the gap is equal to or more than 3 of the length (L2) of the side of the opening. 該層間絶縁膜は、酸化シリコン膜である請求項1記載の光電変換素子。2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein said interlayer insulating film is a silicon oxide film. 該第2の遮光層上には該層間絶縁膜とは異なる材料からなる保護膜が設けられている請求項1記載の光電変換素子。The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein a protective film made of a material different from that of the interlayer insulating film is provided on the second light-shielding layer. 該保護膜は、窒化シリコン膜である請求項5記載の光電変換素子。The photoelectric conversion device according to claim 5, wherein the protective film is a silicon nitride film. 該遮光手段は、該光電変換部からの信号を処理する為の周辺回路の少なくとも一部の上に設けられた遮光部を有する請求項1記載の光電変換素子。The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the light shielding unit has a light shielding unit provided on at least a part of a peripheral circuit for processing a signal from the photoelectric conversion unit. 該周辺回路はCMOS回路である請求項記載の光電変換素子。8. The photoelectric conversion device according to claim 7 , wherein said peripheral circuit is a CMOS circuit. 隣接する2つの該光電変換部の間には、素子分離領域が設けられている請求項1記載の光電変換素子。The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein an element isolation region is provided between two adjacent photoelectric conversion units. 該素子分離領域は、酸化シリコンからなる領域を含む請求項9記載の光電変換素子。The photoelectric conversion element according to claim 9, wherein the element isolation region includes a region made of silicon oxide. 複数の光電変換部と、該光電変換部上に配置された開口を有する遮光手段と、を具備する光電変換素子において、
配線用の遮光性導電層と、該導電層上に層間絶縁膜を介して設けられた導電性遮光層と、を有しており、
該導電層は、隣接する2つの該開口を連通させる為の間隙を有し、
該導電層の該間隙上には該導電性遮光層の遮光部が配置され、該導電層に接続されていることを特徴とする光電変換素子。
A plurality of photoelectric conversion units, and a light blocking unit having an opening disposed on the photoelectric conversion unit, a photoelectric conversion element comprising:
A light-blocking conductive layer for wiring, and a conductive light-blocking layer provided on the conductive layer via an interlayer insulating film,
The conductive layer has a gap for communicating two adjacent openings,
A photoelectric conversion element, wherein a light-shielding portion of the conductive light-shielding layer is disposed on the gap between the conductive layers, and is connected to the conductive layer.
1次元に配列した前記光電変換部の配列方向に沿った一方の側には、周辺回路を構成するトランジスタが配置されており、他方の側には基準電圧ラインが配置されている請求項11記載の光電変換素子。12. A transistor forming a peripheral circuit is arranged on one side of the one-dimensionally arranged photoelectric conversion units in the arrangement direction, and a reference voltage line is arranged on the other side. Photoelectric conversion element. 前記隣接する光電変換部の間には、複数の配線パターンが並んで配置されている請求項11記載の光電変換素子。The photoelectric conversion element according to claim 11, wherein a plurality of wiring patterns are arranged between the adjacent photoelectric conversion units. 前記隣接する光電変換部間にある前記導電性遮光層の遮光部は、配線の一部になっている請求項11記載の光電変換素子。The photoelectric conversion element according to claim 11, wherein a light-shielding portion of the conductive light-shielding layer between the adjacent photoelectric conversion portions is a part of a wiring. 請求項1又は11に記載の光電変換素子と、該光電変換素子によって読み取るべき原稿を照明する為の光源と、を備えたイメージセンサ。An image sensor comprising: the photoelectric conversion element according to claim 1; and a light source for illuminating a document to be read by the photoelectric conversion element.
JP03270399A 1998-02-13 1999-02-10 Photoelectric conversion element and image sensor Expired - Fee Related JP3586128B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03270399A JP3586128B2 (en) 1998-02-13 1999-02-10 Photoelectric conversion element and image sensor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-31223 1998-02-13
JP3122398 1998-02-13
JP03270399A JP3586128B2 (en) 1998-02-13 1999-02-10 Photoelectric conversion element and image sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11297975A JPH11297975A (en) 1999-10-29
JP3586128B2 true JP3586128B2 (en) 2004-11-10

Family

ID=26369671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03270399A Expired - Fee Related JP3586128B2 (en) 1998-02-13 1999-02-10 Photoelectric conversion element and image sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3586128B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4831892B2 (en) 2001-07-30 2011-12-07 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device
JP4224060B2 (en) 2003-03-10 2009-02-12 浜松ホトニクス株式会社 Photodiode array manufacturing method and radiation detector
JP4220817B2 (en) * 2003-03-27 2009-02-04 浜松ホトニクス株式会社 Photodiode array, method of manufacturing the same, and radiation detector
JP5376883B2 (en) * 2008-09-26 2013-12-25 パナソニック株式会社 Solid-state imaging device
JP5468353B2 (en) * 2009-10-27 2014-04-09 株式会社東芝 Solid-state image sensor
JP5948007B2 (en) 2010-03-29 2016-07-06 セイコーエプソン株式会社 Spectroscopic sensor and spectral filter
JP2014171244A (en) * 2014-05-02 2014-09-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11297975A (en) 1999-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6169317B1 (en) Photoelectric conversion device and image sensor
US10263033B2 (en) Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US9455293B2 (en) X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US9559242B2 (en) Back-illuminated type solid-state imaging device
KR101556628B1 (en) Solid-state imaging device method of fabricating solid-state imaging device and camera
US7858433B2 (en) Photoelectric converting film stack type solid-state image pickup device, and method of producing the same
JP2011204797A (en) Solid-state imaging apparatus, method of manufacturing the same, and electronic equipment
CN101740591A (en) Image sensor and method for fabricating the same
US8440954B2 (en) Solid-state image pickup device with a wiring becoming a light receiving surface, method of manufacturing the same, and electronic apparatus
JP3684169B2 (en) Solid-state imaging device
JP3586128B2 (en) Photoelectric conversion element and image sensor
JP2010182789A (en) Solid-state imaging element, imaging device, and manufacturing method of solid-state imaging element
US7256830B2 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method for solid-state imaging device
JP4479436B2 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
CN105185801B (en) Solid-state image pickup device and image pickup system
KR20100089748A (en) Solid-state imaging device, imaging apparatus, and manufacturing method of solid-state imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040323

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040708

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040803

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040805

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070813

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees