JPH021978A - Solid-state image sensing device - Google Patents

Solid-state image sensing device

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JPH021978A
JPH021978A JP63144348A JP14434888A JPH021978A JP H021978 A JPH021978 A JP H021978A JP 63144348 A JP63144348 A JP 63144348A JP 14434888 A JP14434888 A JP 14434888A JP H021978 A JPH021978 A JP H021978A
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JP
Japan
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region
type silicon
bonding pad
silicon region
solid
Prior art date
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Pending
Application number
JP63144348A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Hirose
広瀬 諭
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH021978A publication Critical patent/JPH021978A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an image sensing device which is free from the effect of light rays leaked in from the periphery of a bonding pad and easily manufactured by a method wherein a second conductivity type second semiconductor region is formed on a region of a semiconductor substrate, which includes lower parts of the bonding pad and the part not covered with a light shielding layer around the bonding pad and is apart from a first semiconductor region. CONSTITUTION:Light is leaked in from the gap (non-covered part) of a light shielding aluminum layer 7a provided around a bonding pad 13, and a positive charge Q is generated inside an n-type silicon region 14 through the leaked gap. The charge Q diffuses around the n-type silicon region 14 until it re-joins together but it does not move outside of the n-type silicon region. And, the n-type silicon region, which the light rays are incident on, is electrically connected with an aluminum wiring layer 5a so as to be fixed at a constant voltage, so that the charge Q generated in the n-type silicon region 14 is swept outside through the aluminum wiring layer 5a.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、CODなどの固体撮像装置に関するもの(
゛ある。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to solid-state imaging devices such as COD (
There is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図(a)は従来の固体@像装置の概略の構成を示1
重、面図であり、第4図は第3図(a)のAA矢視断面
図である。この固体vi像装置は画素を1911に並べ
・た1次元の固体搬像装置であって、図において、1は
[)型シリコン基板であり、そのM根゛1Fには受光部
および電荷転送部を構成するnう−“!シリコン領域2
が形成され、このn型シリコンfll或2を含む基板1
上の所定領域には酸化シリニ1ン膜3が形成されている
。さらに、酸化シリコン膜3上の上;妃r)型シリコン
領域2に対応する部分を含む−・部領域にはポリシリコ
ン層4aが形成され、また酸化シリコン11a3上のL
記n型シリコン領域2から離れた位置に相当する部分に
も上記ポリシリコン層4aとは分離された別のポリシリ
コン層4bが形成されている。また上記酸化シリコン膜
3の一部は除去されて、p型シリコン基板1と導通する
アルミニウム配線m5aが酸化シリコン膜3F−に選択
的に形成される一方、ポリシリ:Iン層4b上に第1ア
ルミニウム層5bが形成されている。これら全領域の土
に酸化シリコン膜6が形成されたあと、第1アルミニウ
ム層5b上の酸化シリコン慢6の一部が除去されて、第
・1アルミニウム層5b上に第2アルミニウム層7bを
積層して、ボンディングパッドが形成されている。また
、このボンディングパッドとなる第2アルミニウム層7
bを除く、酸化シリコン膜6上の他の領域にも遮光用ア
ルミニウム層7aが形成されている。ただし、ボンディ
ングパッドとなる第2アルミニウムIE!17bの周辺
部の一部領域については、この遮光用アルミニウム層7
aは形成されていない。これは、ボンディング作業時に
、ボンディングパッドを検出しやすくするために行われ
ているbのである。
Figure 3(a) shows the schematic configuration of a conventional solid-state @imaging device.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 3(a). This solid-state VI image device is a one-dimensional solid-state image device in which pixels are arranged in a 1911 pattern. Silicon region 2
A substrate 1 containing this n-type silicon full or 2 is formed.
A silicon oxide film 3 is formed in a predetermined region above. Furthermore, a polysilicon layer 4a is formed on the upper silicon oxide film 3;
Another polysilicon layer 4b separated from the polysilicon layer 4a is also formed in a portion corresponding to a position away from the n-type silicon region 2. Further, a part of the silicon oxide film 3 is removed, and an aluminum wiring m5a electrically connected to the p-type silicon substrate 1 is selectively formed on the silicon oxide film 3F-, while a first aluminum wiring m5a is formed on the polysilicon:In layer 4b. An aluminum layer 5b is formed. After the silicon oxide film 6 is formed on the soil in all these areas, a part of the silicon oxide layer 6 on the first aluminum layer 5b is removed, and a second aluminum layer 7b is laminated on the first aluminum layer 5b. A bonding pad is formed. Also, the second aluminum layer 7 which becomes this bonding pad
A light-shielding aluminum layer 7a is also formed in other regions on the silicon oxide film 6 except for the area b. However, the second aluminum IE that becomes the bonding pad! This light-shielding aluminum layer 7
a is not formed. This is done to make it easier to detect bonding pads during bonding work.

第5図は、第3図(a)および第4図r示したn型シリ
コン領域2の部分の具体的な構造を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a specific structure of the n-type silicon region 2 shown in FIGS. 3(a) and 4(r).

図において、n型シリコンffi域2の左辺部は受光部
2aを構成し、右辺部は電荷転送部2bを構成いている
。8はトランスファゲートである。
In the figure, the left side of the n-type silicon ffi region 2 constitutes a light receiving section 2a, and the right side constitutes a charge transfer section 2b. 8 is a transfer gate.

この固体w*装aでは、上記したようにボンデCフグ作
業時にボン1イングパツドを検出しやずくするための対
策として、ボンディングパッドである第2アルミニウム
層7bの周辺部に限って遮光用アルミニウム層7aの形
成が省略されている。
In this solid w* device a, as a measure to prevent the detection of the bonding pad during the bonding pad work as described above, a light-shielding aluminum layer is applied only to the periphery of the second aluminum layer 7b, which is the bonding pad. The formation of 7a is omitted.

このため、その隙間からp型シリコン基根1内に第4図
に示すように光が入射して、基板1中で負の電荷Qが発
生し、これがr1型シリ−1ン領域2に拡散する。この
ようにして、拡散した電荷QSn型シリコン領域2の信
号電荷に加わるため、各画素の信号出力は、それぞれの
ボンディングパッドでの光の入射の影響を受けて第3図
(b)に示すようなノイズを口むことになる。
Therefore, light enters the p-type silicon root 1 through the gap as shown in FIG. 4, and a negative charge Q is generated in the substrate 1, which is diffused into the r1-type silicon region 2. do. In this way, since the diffused charge is added to the signal charge in the QSn type silicon region 2, the signal output of each pixel is affected by the incidence of light at each bonding pad, as shown in FIG. 3(b). You'll end up making a lot of noise.

s、M、sze著“Physics of Sem1c
onductor Devices”第1版(1969
)のP、661に開示されている式 [5] ただし[:拡散長 D=拡散係数 τ:ライフタイム においでD = 30ct/sec 、 z: = 8
 x 10−6secとして導かれるように、p型シリ
コン中の少数キレリアである電子の拡散長は150μm
程度となることから、上記した固体陽像装置の場合、ボ
ンディングパッドの周辺部からの光の漏れ込みによって
生じるノイズを減らすためには、ボンディングパッドの
位置を電荷転送部2bつまりn型シリ−1ン領域2から
200〜300μ瓦程度離さなければならず、これでは
集積度を低下さゼることになる。
“Physics of Sem1c” by S, M, sze
1st edition (1969)
), formula [5] disclosed in P, 661 [: Diffusion length D = Diffusion coefficient τ: Lifetime D = 30ct/sec, z: = 8
As derived from
Therefore, in the case of the solid-state positive image device described above, in order to reduce the noise caused by the leakage of light from the periphery of the bonding pad, the position of the bonding pad must be changed to the charge transfer part 2b, that is, the n-type series 1. It must be separated from the contact area 2 by about 200 to 300 micrometers, which will reduce the degree of integration.

そこで、このような問題点を解決する1つの手段として
、第6図に示ずようにr)型シリ−】ン基根11ヒにn
型シリコン領域12を形成し、このn型シリコン領域1
2の中に受光部や電荷転送部となる「1型シリコン領[
2を形成することが考えられる。図において、2〜7a
、7bは第4図の場合と同一の部分である。
Therefore, as a means to solve such problems, as shown in FIG.
A type silicon region 12 is formed, and this n-type silicon region 1
2 contains a type 1 silicon region [
It is conceivable to form 2. In the figure, 2 to 7a
, 7b are the same parts as in the case of FIG.

このように構成した固体搬像装置では、ボンディングパ
ッドである第2アルミニウムlm7bの周辺部から漏れ
込んだ光によっ(生じた負の電荷QBp型シリコン領1
412に到達しても、このn型シリコン領域12を一定
電位に固定しておけば、拡散してぎた電荷Qがp型シリ
コン領I412内のn型シリコン領域2に到達するのを
阻止することがでさる、。
In the solid-state image transfer device configured in this way, the negative charge QBp-type silicon region 1 caused by light leaking from the periphery of the second aluminum lm7b, which is the bonding pad, is
412, if this n-type silicon region 12 is fixed at a constant potential, the diffused charge Q can be prevented from reaching the n-type silicon region 2 in the p-type silicon region I412. Gade monkey.

(発明が解決しようとする課題〕 上記したように、ボンディングパッドの周辺部から漏れ
込む光によってノイズが生じるという従来の固体1li
i像装置の問題点は、第6図に示す構造を採用づること
によって改善り゛ることができるが、この(ず4漬では
、n型シリコンI!根11上にイオンt−を人によって
n型シリコン領域12を形成し、ざらにその中に受光部
および′tri荷転進部を構成する[1型シリ]ン領域
2を形成する場合の不純物濃度の制御が容易でなく、し
たがって製造が困難であるという問題点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional solid-state 1li in which noise is caused by light leaking from the periphery of the bonding pad.
The problems of the i-image device can be improved by adopting the structure shown in FIG. It is difficult to control the impurity concentration when forming the n-type silicon region 12 and then forming the [1-type silicon] region 2 that constitutes the light receiving section and the 'tri load transfer section within the n-type silicon region 12, and therefore the manufacturing process is difficult. The problem is that it is difficult.

この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たもので、ボンディングパッドの周辺部から漏れ込む光
の影響がなく製造も容易な固体岡像装置を得ることを目
的とする。
The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that is not affected by light leaking from the periphery of the bonding pad and is easy to manufacture.

(課題を解決するための手段) この発明に係る固体囚81装置は、第1導電型の半導体
基板トに形成され受光部および雷、荷転送部を構成する
第2導電型の第1の半導体領域と、この第1の半導体領
域から離して前記半導体基板上に形成されたボンディン
グパッドとを含み、このボンディングパッドとその周辺
部とを除く所定領域を遮光層で被覆した固体li!像装
置であって、上記半導体基板上で、ボンディングパッド
下部とこのボンディングパッドの周辺の遮光層で被覆さ
れない部分のド部とを含み、かつ第1の半導体領域から
離れた領域に、第2導電型の第2の半導体領域を形成し
、該第2の半導体領域を所定電位に固定したものである
(Means for Solving the Problems) A solid-state prisoner 81 device according to the present invention includes a first semiconductor of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type and constituting a light receiving section and a charge transfer section. and a bonding pad formed on the semiconductor substrate apart from the first semiconductor region, and a predetermined region excluding the bonding pad and its peripheral portion is covered with a light-shielding layer. The imaging device includes a second conductive layer on the semiconductor substrate in a region including a lower part of the bonding pad and a portion around the bonding pad that is not covered with the light shielding layer and is away from the first semiconductor region. A type second semiconductor region is formed and the second semiconductor region is fixed at a predetermined potential.

(作用) この発明においては、ボンディングパッドの周辺部から
漏れ込んだ光によつ(、ボンディングパッド下部を含む
領域に形成された第2の半導体領域に電荷が発生するが
、この電荷は電位を所定電位に固定された第2の半導体
領域外に拡散することはない1゜ (実施例) 第1図は、この発明による固体撮像装置の一実施例を示
1縦断面図、第2図はその平面図である。
(Function) In the present invention, charges are generated in the second semiconductor region formed in the region including the lower part of the bonding pad due to light leaking from the periphery of the bonding pad. 1° (Embodiment) FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, and FIG. FIG.

この固体HaF’A装置は画素を一列に並べた1次元の
固体!b:像装冒であって、図において1〜7a、7【
)【よ第1図に示ず従来装置とfjl−または相当部分
をボす。この固体撮像装置では、酸化シリコン膜3上に
積層されるポリシリコン層4b、第1アルミニウムbr
 b bの上にさらに第2アルミニウム居7bを債hM
して形成されるボンディングパッド1J3の下部および
遮光用アルミニウムIn7aによって12 mされてい
ないボンディングパッド13の周辺のF部を含むp型シ
リコン基板1上の所定領域にn型シリコン領域、14が
形成されている。nJpシリコン領域14は受光部およ
び電荷転送部を構成りるn型シリ−1ン領域2とは分離
して形成されており、また酸化シリコン膜3上に選択的
に形成されたアルミニウム配線15aをこのn型シリコ
ン領1414と導通させて一定の゛電位に固定するよう
にしである。
This solid-state HaF'A device is a one-dimensional solid state with pixels arranged in a row! b: Image installation, 1 to 7a, 7[ in the figure
) [Not shown in FIG. 1, the conventional device and fjl- or equivalent parts are removed. In this solid-state imaging device, a polysilicon layer 4b stacked on a silicon oxide film 3, a first aluminum br
b Add a second aluminum layer 7b on top of b
An n-type silicon region 14 is formed in a predetermined region on the p-type silicon substrate 1, including the lower part of the bonding pad 1J3 formed by the bonding pad 1J3 and the F portion around the bonding pad 13 which is not covered by the light-shielding aluminum In7a. ing. The nJp silicon region 14 is formed separately from the n-type silicon region 2 constituting the light receiving section and the charge transfer section, and is formed separately from the aluminum wiring 15a selectively formed on the silicon oxide film 3. It is designed to be electrically connected to this n-type silicon region 1414 and fixed at a constant potential.

この固体撮像装置の場合、ボンディングパッド13の周
辺部に設けられた遮光用アルミニ・クム層7aの隙間(
非被覆部)から漏れ込む光によって、r1型シリコン領
域14内で正の電荷Qが発生する。
In the case of this solid-state imaging device, the gap (
Positive charges Q are generated in the r1 type silicon region 14 by light leaking from the uncovered portion).

この電荷Qは再結合するま℃゛「1型シリコン領域14
の周辺に拡散して行くが、このn型シリコン領j或14
の外に出ることはない。したがって、受光部および電荷
転送部を構成するn型シリコン領域2が漏れ込む光の影
漕を受けることはない。また、光の入射する「1型シリ
コン領域14はアルミニウム配線層5aど導通して一定
電位に固定されているので、このn型シリコン領域14
内で発生した電荷Qはアルミニウム配線層5 aを通し
て外部に掃き出される。
These charges Q are recombined until ℃ ``type 1 silicon region 14
However, this n-type silicon region j or 14
I never go outside. Therefore, the n-type silicon region 2 constituting the light receiving section and the charge transfer section is not affected by leaking light. In addition, since the "1 type silicon region 14 on which light is incident is electrically connected to the aluminum wiring layer 5a and fixed at a constant potential, this n-type silicon region 14
The charges Q generated inside are swept out to the outside through the aluminum wiring layer 5a.

この実施例では、p型シリコン基根1上に発光部および
電荷転送部を構成するn型シリコン領域2どは分離して
、ボンディングパッド13ド部を含む領域に別のn型シ
リコン領域14を形成するらのであるから、それを形成
するイオン?1人において不純物温度の制す11に困難
を伴うということはない。
In this embodiment, the n-type silicon region 2 constituting the light emitting part and the charge transfer part on the p-type silicon base 1 is separated, and another n-type silicon region 14 is formed in the region including the bonding pad 13 part. Since it forms, the ions that form it? One person does not have any difficulty in controlling the impurity temperature at 11.

4工お、上記実施例にでは、画素が1列に並ぶ1次元の
固体撮像装置を例示して説明したが、これに限らず画素
が縦横にマトリクス状に並ぶ2次元の固体lId像装首
に本発明を適用して6L記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。
4. In the above embodiment, a one-dimensional solid-state imaging device in which pixels are arranged in a single row was explained as an example, but the invention is not limited to this, and a two-dimensional solid-state imaging device in which pixels are arranged in a matrix in a vertical and horizontal manner is also applicable. By applying the present invention to Embodiment 6L, it is possible to obtain the same effects as in Example 6L.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、ボンディングパッド
の周辺部から漏れ込む光によって半導体S、L li中
に発生する電荷を、そのボンディングパッド18部を含
む領域に形成した半導体阜叛と逆導電21′!の第2の
半導体領域に取り込むように構成したので、受光部J3
よび°電荷転送部を構成Jる第1の半導体領域に上記し
た入射光の影響が及ぶのを阻止ひき、また第1.第2の
半導体領域の形成にも国難を伴わないので容易に製造す
ることができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the charges generated in the semiconductors S and Lli due to light leaking from the peripheral portion of the bonding pad are absorbed by the semiconductor conductor formed in the region including the bonding pad 18 and the reverse conduction. 21'! Since the light is taken into the second semiconductor region of the light receiving part J3,
and the first semiconductor region constituting the charge transfer section, and prevents the influence of the incident light described above from reaching the first semiconductor region constituting the charge transfer section. The formation of the second semiconductor region also has the advantage that it can be manufactured easily since it does not pose any national crisis.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明による固体撮像装置の一実施例を示す
縦断面図、第2図はその固体陽像装置の平面図、第3図
(a)および第3図(b)はそれぞれ従来の固体陽像装
置をボす平面図おにび・その信号出力を示す波形図、第
4図は第3図(a)のA−A矢視断面図、第5図はその
固体撮像装置の「)型シリコン領域の具体的構成を示す
平面図、第6図は従来の固体wl像装置を改善した構造
を示り゛縦断面図である。 図において、1はp型シリコン領域、2および14はn
型シリコン領域、5aはアルミニウム配線層、13はボ
ンディングパッドである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を小す。 代理人   大  岩  増  雄
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the solid-state positive imaging device, and FIGS. 3(a) and 3(b) are respectively A top view of the solid-state imaging device; a waveform diagram showing its signal output; FIG. 4 is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 3(a); and FIG. ) type silicon region, and FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a structure improved from the conventional solid-state wl image device. In the figure, 1 is a p-type silicon region, 2 and 14 is n
5a is an aluminum wiring layer, and 13 is a bonding pad. Note that the same reference numerals in each figure represent the same or equivalent parts. Agent Masuo Oiwa

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電型の半導体基板上に形成され受光部およ
び電荷転送部を構成する第2導電型の第1の半導体領域
と、この第1の半導体領域から離して前記半導体基板上
に形成されたボンディングパッドとを含み、このボンデ
ィングパッドとその周辺部とを除く所定領域を遮光層で
被覆した固体撮像装置において、 前記半導体基板上で前記ボンディングパッド下部とこの
ボンディングパッドの周辺の遮光層で被覆されない部分
の下部とを含み、かつ前記第1の半導体領域から離れた
領域に、第2導電型の第2の半導体領域を形成し、該第
2の半導体領域を所定電位に固定したことを特徴とする
固体撮像装置。
(1) A first semiconductor region of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type and constituting a light receiving section and a charge transfer section, and a first semiconductor region of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate away from the first semiconductor region. In the solid-state imaging device, the solid-state imaging device includes a bonding pad that is formed on the semiconductor substrate, and a predetermined area excluding the bonding pad and its surrounding area is covered with a light-shielding layer. A second semiconductor region of a second conductivity type is formed in a region including the lower part of the uncovered portion and is away from the first semiconductor region, and the second semiconductor region is fixed at a predetermined potential. Characteristic solid-state imaging device.
JP63144348A 1988-06-10 1988-06-10 Solid-state image sensing device Pending JPH021978A (en)

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