JPH01130562A

JPH01130562A - 電荷結合素子

Info

Publication number: JPH01130562A
Application number: JP62289741A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Fujii; 一郎藤井; Shinji Matsukawa; 松川　真二
Original assignee: Texas Instruments Japan Ltd
Current assignee: Texas Instruments Japan Ltd
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-05-23
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JP2630407B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】イ、産業上の利用分野本発明は電荷結合素子、特にカラー用ＣＣＤ（Ｃｈａｒ
ｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）に関するもので
ある。

口、従来技術従来のＣＯＤは、第５図に示すように、主に受光部１と
蓄積部２とによって形成されているフレームトランスフ
ァ方式のものが知られている。こうしたＣＣＤは、受光
部で発生した電荷を転送ゲート（電極）に電圧を印加し
て駆動し、転送している。

また、色分解機能のあるカラー用ＣＣＤが知られている
が、この−例として第６図に示すように、赤色光透過層
Ｒ１緑色光透過層Ｇ、青色光透過層臼を所定パターンに
ガラス基板３に形成してなるカラーフィルタ４をＣＣＤ
チップ５上に接着剤６を介して受光面に接着固定したも
のがある。このようなフィルタ４は一般に、ＣＣＤチッ
プ５とは別々に作製した後、パンケージング後に高精度
の７ライナーを用いて接着される。この際、ＣＣＤ側の
Ｐ型基板７に形成した各ピクセル（画素）分離用のＰ１
型チャンネルストンパ８に対し、フィルタ４例の遮光及
びフィルタ分離層９が個々に対応するように位置決めが
なされる。ＣＣＤ受光面には、基板７上にＳｉＯ□層１
０、ポリシリコン転送電極１１．５ｉｎ２保護層１２が
夫々形成されている。

しかしながら、フィルタとチップを接着すると、フィル
タとチップの間に空隙が生じてしまう。この結果、この
空隙の箇所での光漏れ等が生じたり、或いは製造工数も
増加したり、コストが増大してしまう。しかも、上記の
層９は通常クロムで形成するので、環境汚染等の問題が
生じる。

これに対し、ＣＣＤチップ上にフィルタを直接的に作製
したオン・チップ・カラーフィルタが知られている。こ
のクイ１のフィルタは、ＣＣＤチップ５の受光面にカラ
ーフィルタをＣＣＤ製造プロセス時に一体に作製したも
のである。従って、第７Ａ図のように、上記した保護層
１２上にまず、チャンネルストッパ８に対応した遮光及
びフィルタ分離Ｎ１９を形成し、この上に絶縁層１３を
介して各フィルタ材１５を被着する。このフィルタ材１
５は感光性樹脂（例えばポジ型又はネガ型）からなって
いて、第７Ａ図に示すように例えば赤色用としてのフィ
ルタ材１５に対し露光マスク１６により選択的に露光し
、光１７の照射された部分をエツチングで除去しくポジ
型フィルタ材の場合）、第７Ｂ図のように非露光部のみ
フィルタ層Ｒとして残す。こうした工程を緑色用、青色
用の各フィルタ材（順次被着される。）について繰返せ
ば、Ｒ，Ｇ、Ｂの各フィルタ層が遮光層１９で分離され
たパターンのカラーフィルタをＣＣＤチップに一体に形
成することができる。

ところが、このようなオン・チップタイプのフィルタの
場合、通常、デバイス機能上の遮光領域、即ち第５図に
示す周辺部１８は転送電極の外部端子等を取り出す領域
であって遮光用にアルミニウム層を被着しており、かつ
上記した遮光層１９も同様にアルミニウムで形成してい
る。このため、第７Ａ図に示した露光工程において、フ
ィルタ材１５に入射した光１７が、光反射率の高い遮光
層１９で反射され、露光すべきでない領域までも露光し
てしまう。この結果、次のエツチング処理後に、例えば
フィルタ層Ｒのパターンが第７日図のように一点鎖線の
設定パターンから大きくくずれてしまい、フィルタ性能
自体が不良となることがある。

ハ１発明の目的本発明の目的は、遮光及びフィルタ分離層を微細パター
ンにできる上にフィルタ層自体を所定パターンに容易か
つ低コストに形成できる電荷結合素子を提供することに
ある。

ニ４発明の構成即ち、本発明は、受光面にフィルタ層を一体に設けた電
荷結合素子において、遮光及びフィルタ分離層が遮光性
に優れかつ光反射の少ない材質からなっていることを特
徴とする電荷結合素子に係るものである。

ホ、実施例以下、本発明の実施例を第１図〜第４図について説明す
る。但し、第５図〜第７図に示した例と共通する部分に
は共通符号を付し、その説明を省略することがある。

本例によれば、第１図及び第２図に示すように、ＣＣＤ
チップの受光面１に、遮光及びフィルタ（更には画素）
分離用の高融点金属シリサイド層２９が保護層１２上に
て所定パターンに被着され、この上に絶縁層１３を介し
てＲ，Ｇ、［３の各フィルタ層が形成され、更にこれら
各フィルタ層は個々に透明樹脂で被覆され、全体として
平坦な透明樹脂膜２０により表面が覆われている。他方
、周辺の遮光領域１８では、保護３１１３の形成後にス
ルーホールエツチングを行い、アルミニウム２１仮想電
極層であって、その詳細は特公昭６０−８６３４号公報
に記載されている。

上記のシリサイド層２Ｂは、具体的にはシリコン酸化に
よる絶縁層１３の形成工程と、アルミニウム配線２１の
形成工程との間に形成されるが、−ｉ目としてポリシリ
コン２９ａを、二層目として高融点金属シリサイド２９
ｂを有した２層構造からなっている。即ち、絶縁層１３
上にまずポリシリコンをＣＶＤ　（化学的気相成長法）
で全面に被着させた後、スパッタ法又はＣＶＤで高融点
金属シリサイド（例えばタングステンシリサイド）を全
面に被着させ、しかる後に熱処理（例えば９００℃で加
熱）する。或いは、高融点金属（例えばタングステン）
をスパッタ法等で被着後に熱処理し、下地のポリシリコ
ンとの合金化によりシリサイド２９ｂを形成できる。そ
して次に、上層のシリサイド２９ｂと下層のポリシリコ
ン２９ａとを共通のマスク（図示せず）で順次同一パタ
ーンに工、７チングし、上記した遮光及びフィルタ分ｉ
ＪＪ！５２９に加工する。

こうして得られた分離層２３のパターンはフォトリソグ
ラフィー技術によって微細に形成でき、かつＣＯＤのチ
ャンネルストッパ８に対し高精度の位置合せが可能な条
件で形成できる。従って、この分離層２９の線幅を細く
してＣＣＤの光感度を向上させ得ると共に、ＣＣＤの素
子密度も増大させることによって解像も向上させること
ができる。

そして重要なことは、上記の層２９がシリサイド２９ｂ
から卒っていて、遮光性に優れている、ことは勿論であ
るが、光反射率が小さいことである。

即ち、第３Ａ図に示すように、フィルタ材１５の被着後
にマスク１６を用いて露光したとき、上記のＮ２９によ
る光反射はシリサイド２９ｂの存在によって大きく減少
せしめられるから、設定したパターン通りの露光を行え
、次の第３日図のようにエツチングによってフィルタ層
Ｒを忠実に形成することができる。他のフィルタ層Ｇ、
Ｂも同様に形成するが、図示省略した。なお、シリサイ
ド２９ｂの遮光性も十分であり、可視光の透過率はゼロ
、赤外光（例えば波長７００ｎｍ）の透過率は０．５％
程度である。

他方、周辺部１８においては、上記シリサイド２９ｂに
よる遮光作用が十分であるから、第４図のように光２２
が入射しようとしても完全に遮断される。しかも、外部
光（特にレーザー光や太陽光）やＣＣＤパッケージ内面
での反射光等によるまわり込み光２３が、従来の構造で
は第４図に示すように受光部方向へ層１０及び１１を通
して導かれ易いが、本例では遮光がシリサイド２９ｂに
よって十分となっているために、光２３が生じない。こ
の結果、フレアの如き疑似信号の発生等を阻止すること
ができる。

しかも、シリサイド２９ｂの下地としてポリシリコン２
９ａを設けているので、層２９自体の絶縁層１２に対す
る密着性が良好となっており、剥れ等の問題は生じない
。

また、シリサイド２９ｂは使用する金属自体（例えばタ
ングステン）が無害であって環境面で問題はない。この
シリサイドは、アルミニウム２１等の配線の形成前に形
成されるが、シリサイドの熱処理（例えば９００℃）は
アルミニウム被着前であるためにアルミニウムには何ら
影響はな（（この逆であればアルミニウムが合金化して
しまう。）、かつアルミニウム被着によってはシリサイ
ド２９ｂは全く影響がない。

なお、本例によるフィルタは、上記したように、ＣＣＤ
の製造工程において作製できるものであるから、製造が
容易であり、かつコストも低減可能となる。

また、フィルタがＣＣＤチフブ上に完全に一体化されて
いるので、上記したことに加えて、フィルターＣＣＤの
密着不良による光漏れがない。これは、受光部における
画質の向上にとって極めて望ましいことである。

本例によるＣＣＤにおいては、上記したシリサイド２９
ｂを構成する金属は、タングステン以外にもタンタル、
チタン、モリブデン等を用いることができる。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が可能で屍る。

例えば、上述のシリサイドの形成方法は変更してよいし
、またその下層には必ずしもポリシリコンを設けなくて
もよい。また、このシリサイドに代えて、遮光性及び低
反射率の他の材料、例えばＣｒＯ□を使用することもで
きる。上述の半導体領域の導電型を変更することもでき
る。なお、本発明は上述のフレームトランスファ方式だ
けでな（、インター・ライン方式等のＣＣＤにも適用で
きるし、またＣＣＤ自体の素子構造も変更してよく、公
知の種々の構造をとり得る。

へ０発明の作用効果本発明は上述の如く、遮光及びフィルタ分離層が遮光性
と共に低光反射の材質からなっているので、光反射を減
少させ、フィルタ材に対し設定したパターン通りの露光
を行え、フィルタ層を忠実に形成することができる。ま
た、この分離層は）オドリソグラフィーで微細にして高
精度に形成でき、その線幅を細くしてデバイスの光感度
を向上させ得ると共に、デバイスの素子密度も増大させ
ることによって解像も向上させることができる。

しかも、フィルタ層を受光面に一体に設けた構造である
から、デバイス製造工程においてフィルタを作製でき、
製造が容易で低コスト化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はＣＣＤの要部断面斜視図、第２図は第、１図のＵ−Ｕ線断面図（但し、フィルタ層
も図示）、第３Ａ図、第３Ｂ図はＣＣＤ受光部の製造工程の主要段
階の各断面図、第４図はＣＯＤ周辺部の断面図である。第５図〜第７図は従来例を示すものであって、第５図は
ＣＣＤの概略レイアウト図、第６図はカラーフィルタを接着するときのＣＣＤ要部の
断面図、第７Ａ図、第７Ｂ図はＣＣＤ受光部の製造工程の主要段
階の各断面図である。なお、図面に示す符号において、１・・−−−−−・−−−−−一受光部８−−−−−−
−−−チャンネルストッパ１０．１２．１３−−−・・
・・絶縁層又はＳｉＯ，層１１−−−−−一・−・ポリ
シリコン転送電極１５−−ｍ−・−・−・−フィルタ材１６−−−−−−・−−−−−マスク１８−・−−−−一・−・−・周辺部２１−−−−−−−−−−・アルミニウム配線（電極）
２９・・−・・−−−−−一−−遮光及びフィルタ分離
層２９ａ−・−・−・・−ポリシリコン２９　ｂ−−−−−−−一金属シリサイドＲ，Ｇ、８−
・−・・−・−フィルタ層である。代理人　　弁理士　　逢　坂　　　宏第３Ａ図 ′Ｉ第３Ｂ図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１、受光面にフィルタ層を一体に設けた電荷結合素子に
おいて、遮光及びフィルタ分離層が遮光性に優れかつ光
反射の少ない材質からなっていることを特徴とする電荷
結合素子。