JPH03165572A

JPH03165572A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH03165572A
Application number: JP1305852A
Authority: JP
Inventors: Koichi Harada; 耕一原田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1991-07-17
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2876659B2

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】以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野Ｂ０発明の概要Ｃ０従来技術り９発明が解決しようとする問題点Ｅ９問題点を解決するための手段Ｆ１作用Ｇ、実施例［第１図、第２図］Ｈ１発明の効果（Ａ、産業上の利用分野）本発明は固体撮像装置、特に転送電極の上層にそれと接
続されたシャント配線を有する固体撮像装置に関する。

（Ｂ、発明の概要）本発明は、上記固体撮像装置において、シャント配線の
段切れ、シート抵抗の低下を防止するため、シャント配線を多結晶シリコン膜とその上に形成したア
ルミニウム又はアルミニウム合金膜により構成するもの
である。

（Ｃ，従来技術）ＨＤＶＳ対応の固体撮像装置においては、チップサイズ
が例えば１８ｍｍ角、クロック周波数が約ＩＭＨｚとな
り、多結晶シリコンからなる転送電極では抵抗が高くな
り、必要とする転送効率が得られない。

そこで、転送電極の上側にアルミニウム配線膜をシャン
ト配線として形成することより転送電極の低抵抗化を図
り、転送用の駆動パルスの伝送速度の高速化を図る技術
が開発され、例えば特開昭５６−８７３７９号公報によ
りその技術が公表されている。

そして１本願出願人会社においてもアルミニウム配線膜
からなるシャント配線を設けた固体撮像装置についての
技術開発を盛んに行っており、それに関する各種提案を
例えば特願昭６３−２３８４１６号等により行っている
。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、シャ
ント配線としてアルミニウム配線膜からなるものを用い
るために問題となるのは、アルミニウム配線膜のステッ
プカバレッジの悪さである。というのは、ステップカバ
レッジが悪いと激しい段差部上では膜厚が薄くなり、段
切れが生じる虞れがあるからである。また、段切れが生
じないとしても膜厚が薄くなり、その結果、抵抗率の小
さいアルミニウムでシャント配線を形成したことの効果
が半減してしまうことになる。

これは好ましいことでないことはいうまでもない。尤も
、Ｓ　ＯＧ　（Ｓｐｉｎ　Ｏｎ　ｇｌａｓｓ）により層
間絶縁膜を形成し、その上にアルミニウム配線膜を形成
することとすれば１段切れ、膜厚減少の問題を回避する
ことができるが、しかしＳＯＧ膜は透明であるので、光
透過が問題となる固体撮像装置には採り得ないのである
。

そして、アルミニウム配線膜を遮光に用いるようにした
場合においてアルミニウム配線膜が段差上で膜厚が薄（
なるということは単に段切れによる断線の虞れをもたら
す、シート抵抗が増大する、というような問題をもたら
すだけでなく、光透過が生じ、スメアが生じるという問
題をももたらす。

また、アルミニウム配線膜のステップカバレッジの悪さ
はアルミニウム配線膜の上側にカラーフィルタやオンチ
ップレンズ等を形成することの妨げになるという問題も
生じる。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、シャント配線の段切れ、シート抵抗の低下、光透
過等を防止し、また装置表面にカラーフィルター、オプ
チカルレンズを形成し易くすることを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段）本発明固体撮像装置は上記問題点を解決するため、シャ
ント配線を多結晶シリコン膜とその上により構成するこ
とを特徴とする。

（Ｆ、作用）本発明固体撮像装置によれば、シャント配線の下層部分
がステップカバレッジの良いアルミニウム配線膜からな
るので、配線抵抗を小さくすることに寄与するアルミニ
ウム配線膜は平坦な面上に形成されることになり、その
膜厚の均一性が高くなる。従って、段切れ、膜厚の減少
、シート抵抗の増大、光透過を防止することができる。

また、アルミニウム配線膜が平坦化された面上に形成さ
れるので、固体撮像装置の表面が平坦化され、カラーフ
ィルタ、オプチカルレンズ等が形成し易くなる。

（Ｇ、実施例）［第１図、第２図１以下、本発明固体撮像装置を図示実施例に従って詳細に
説明する。

第１図及び第２図は本発明固体撮像装置の一つ＾中機−
もニーー＾鴫　愉１画挿面需悶　笛ワＭは第１図の２−
２線に沿う断面図である。

図面において、１は半導体基板、２は該半導体基板１の
表面部を加熱酸化することにより形成された絶縁膜、３
は第１層目の多結晶シリコンからなる転送電極、４は該
多結晶シリコンからなる転送電極３の表面部を加熱酸化
することにより形成された絶縁膜、５は第２層目の多結
晶シリコンからなる転送電極、６は該多結晶シリコンか
らなる転送電極５の表面部を加熱酸化することにより形
成された絶縁膜、７は第３層目の多結晶シリコン膜で、
コンタクトホール８を介して第１層目の多結晶シリコン
からなる転送電極３あるいは第２層目の多結晶シリコン
からなる転送電極５に接続されている。尚、図面には多
結晶シリコン膜７と第２層目の多結晶シリコンからなる
転送電極５との接続部は現われない。

９は第３層目の多結晶シリコン膜７の上側に形成された
例えばＰＳＧからなる絶縁膜、１０は該絶縁膜９上に形
成されたアルミニウム配線膜で、スルーホール１１を介
して多結晶シリコン膜７と接続されている。該多結晶シ
リコン膜７とアルミニウム配線膜１０とはパターン及び
形成位置が略同じされ、二層構造のシャント配線１２を
構成している。

このように、本固体撮像装置はシャント配線１２が第３
層目の多結晶シリコン膜７とアルミニウム配線膜１０と
からなる二層構造を有しているのである。このようにす
るのは、アルミニウム配線膜１０の下地の平坦化のため
である。

即ち、転送電極を成す第１層目の多結晶シリコン膜３と
、第２層目の多結晶シリコン膜５により激しい凹凸の生
じた面にステップカバレッジの悪いアルミニウムのみか
らなるシャント配線を形成した場合には段切れ、膜厚の
減少、シート抵抗の増大、光透過、スメアの発生等の虞
れが生じるが、本固体撮像装置においては転送電極を成
す多結晶シリコン膜３及び５により激しい凹凸の生じた
面にステップカバレッジの良い多結晶シリコン膜７と抵
抗率の小さなアルミニウム配線膜１０とからなる二層構
造のシャント配線１２を形成するので、シート抵抗を小
さくし遮光の役割を担うアルミニウム配線膜１０はステ
ップカバレッジの良い多結晶シリコン膜７によりより平
坦化された面上に形成されることになる。

従って、アルミニウム配線膜１０が従来におけるような
段部上において膜厚が薄くなるという虞れがなくなり、
膜厚が均一化される。従って、段切れの虞れはないし、
シート抵抗も充分に小さくできる。依って、シャント配
線によって抵抗を小さ（して転送用駆動信号の伝送スピ
ードを速（する効果を充分に得ることができるのである
。

また、シャント配線１４を構成するアルミニウム配線膜
１０の膜厚が均一にでき薄い部分が生じないので、薄い
部分で光透過が生じ、スメアの発生等の虞れがあるとい
う従来の問題を回避することができる。

更にまた、スルーホール８の微細化を図ることができる
。というのは、第３層目の多結晶シリコン膜７を設けな
いでシャント配線１２をアルミニウム配線膜１０のみで
形成した場合には、そのアルミニウム配線膜１０と多結
晶シリコン膜７からなる転送電極３．５との間に数千人
の層間絶縁膜を設けなけらばならないのに対して、本固
体撮像装置においては多結晶シリコン膜からなる転送電
極３．５とアルミニウム配線膜１０との間に第３層目の
多結晶シリコン膜７を介在させる。そして、該多結晶シ
リコン膜７と転送電極３．５とは多結晶シリコン膜どう
しなのでその間を１０００人程度０きわめて薄い層間絶
縁膜４．６によって絶縁することができる。従って、コ
ンタクト部のサイズが同じならば、層間絶縁膜の薄い分
だけ転送電極３どつしあるいは転送電極５どうしの間の
ギャップ（第２図中のｄ）を小さくすることができる。

具体的には０．５〜０．８μｍ程度小さ（することがで
きる。尚、層間絶縁膜９に形成したスルーホール１１の
位置は多結晶シリコン膜７の任意のところに設定できる
。従って、スルーホール１１を下地のうち高いところに
位置するようにすれば、より平坦化を強めることができ
る。

そして、アルミニウム配線膜１０と多結晶シリコン膜７
との間に例えばＰＳＧからなる層間絶縁膜９を設けるこ
とにより転送電極３．５の仕事関数の変動を防止するこ
とが可能になる。即ち、アルミニウム配線膜１０を形成
した場合にアルミニウム粒子が若干多結晶シリコン膜か
らなる転送電極３．５中に侵入する。すると、転送電極
３．５は仕事関数が変動し、延いては垂直転送レジスタ
のしきい値電圧が変動する。これは、設計通りの電荷の
転送を困難にするので好ましくない。しかるに、本固体
撮像装置においては多結晶シリコン膜７とアルミニウム
配線膜１０との間にＰＳＧからなる層間絶縁膜９を介在
させているので、該層間絶縁膜９によってアルミニウム
配線膜１０中のアルミニウム粒子の下側への拡散を防止
することががきる。従って、転送電極３．５の仕事関数
の変動、転送レジスタのしきい値電圧の変動を防止する
ことができる。

尚、上記実施例においてはシャント配線１２を成す多結
晶シリコン膜７とアルミニウム配線膜１０との間には層
間絶縁膜９が介在していた。しかし、層間絶縁膜９を介
在させることは必ずしも必要ではなく、多結晶シリコン
膜７上にアルミニウム配線膜１０を直接形成するように
しても良い。但し、このようにした場合には、層間絶縁
膜９によるアルミニウム配線膜１０中のアルミニウムの
下側への拡散を防止する効果は当然のことながら得られ
ない、しかし、拡散防止効果は多結晶シリコン膜７によ
っである程度得ることができるので、仕事関数の変動、
しきい値電圧の変動の防止効果が第１図、第２図に示し
た実施例の場合よりも多少弱くなる程度で済む。

また、シャント配線１２の上層部はアルミニウム配線膜
１０により形成されていたが、例えばシリコン等を含有
したアルミニウム合金膜により形成するようにしても良
い。

ところで、アルミニウム又はアルミニウム合金膜と多結
晶シリコン膜からなるシャント配線はイメージ部に形成
されるが、このシャント配線をストレージ部、水平転送
レジスタ等に形成する配線と同時に同じ材料により形成
するようにしても良い。換言すれば、ストレージ部、水
平転送レジスタ等周辺回路に形成する配線を、シャント
配線と同じ材料で同時に形成する（謂わばシャント配線
と周辺回路の配線との共通化をする）ようにしても良い
。このようにすれば、平坦化による段切れ防止、シート
抵抗増大防止の効果をストレージ部や水平転送レジスタ
等の周辺回路の配線にも及ぼすことができる。尚、この
場合、第３層目の多結晶シリコン膜７とスルーホールを
通じて接続される下地は第１層目の多結晶シリコン膜３
あるいは第２層目の多結晶シリコン膜５の場合もあれば
、半導体基板ｌの場合もある。

（Ｈ，発明の効果）請求項（１）の固体撮像装置は、転送電極の上層にそれ
と接続されたシャント配線を有する固体撮像装置におい
て、上記シャント配線が多結晶シリコン膜とその上に形
成されたアルミニウム又はアルミニウム合金膜によって
構成されてなることを特徴とするものである。

従って、請求項（１）の固体撮像装置によれば、シャン
ト配線の下層部分がステップカバレッジの良いアルミニ
ウム配線膜からなるので、シート抵抗を小さくすること
に寄与するアルミニウム配線膜は平坦な面上に形成され
ることになる。

従って、段切れ、膜厚の減少、シート抵抗の増大、光透
過を防止することができる。また、アルミニウム配線膜
が平坦化された面上に形成されるので、固体撮像装置の
表面が平坦化され、カラーフィルタ、オプチカルレンズ
等が形成し易（なる。

請求項（２）の固体撮像装置は、シャント配線が、多結
晶シリコン膜と、その上に層間絶縁膜を介して構成され
且つスルーホールを通して接続された多結晶シリコン膜
によって構成されてなることを特徴とするものである。

従って、請求項（２）の固体撮像装置によれば、シャン
ト配線を構成するアルミニウム又・はアルミニウム合金
膜と多結晶シリコン膜との間に層聞納縁膜を介在させる
ので、該層間絶縁膜によってアルミニウム又はアルミニ
ウム合金膜中の金属粒子が下側へ拡散するのを阻むこと
ができる。

依って、金属粒子の拡散による転送電極の仕事関数の変
動、レジスタのしきい値変動を有効に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明固体撮像装置の一つの実施例
を説明するためのもので、第１図は平面図、第２図は第
１図の２−２４！に沿う断面図である。符号の説明ｌ・・・基板、３．４・・・転送電極、７・・・多結晶シリコン膜、９・・・層間絶縁膜、１０・・・アルミニウム又はアルミニウム合金膜、 ■ ・スルーホール、・シャント配本泉。手続ネｍ正書（自発）平成２年４月２日平成１年特許願第３０５８５２号住所東京部品用区北品ハ６１１７番３５号名称（２１ｇ）ソニー株式会社４゜代理人住所東京都荒川区西日暮里２丁目５３番５号ニューハウス西
日暮里７０３号室明細書の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明６、補正
の内容（１）特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。（２）明細書第６頁４行目から５行目にかけての「アル
ミニウム配線」を「多結晶シリコン」に訂正する。（３）明細書筒８頁３行目、「同じされ」を「同じにさ
れ」に訂正する。（４）明細書筒９頁１２行目、「１４Ｊを「１２」に訂
正する。（５）明細書第１０頁１行目、「７」を削除する。（６）明細書第１４頁４行目、「アルミニウム配線」を
「多結晶シリコン」に訂正する。（７）明細書第１４頁１６行目、「多結晶シリコン」を
「アルミニウム又はアルミニウム合金」に訂正する。特許請求の範囲（１）転送電極の上層にそれと接続されたシャント配線
を有する固体撮像装置において、上記シャント配線が、
多結晶シリコン膜と、その上に形成されたアルミニウム
又はアルミニウム合金膜によって構成されてなることを特徴とする固体撮像装置（２）転送電極の上層にそれと接続されたシャント配線
を有する固体撮像装置において、上記シャント配線が、
多結晶シリコン膜と、その上に層間絶縁膜を介して形成
され且つスルーホールを通して接続されたアルミニウム
　はアル主三文人童遣膜によって構成されてなることを
特徴とする固体撮像装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）転送電極の上層にそれと接続されたシャント配線
を有する固体撮像装置において、上記シャント配線が、多結晶シリコン膜と、その上に形
成されたアルミニウム又はアルミニウム合金膜によって
構成されてなることを特徴とする固体撮像装置
（２）転送電極の上層にそれと接続されたシャント配線
を有する固体撮像装置において、上記シャント配線が、多結晶シリコン膜と、その上に層
間絶縁膜を介して形成され且つスルーホールを通して接
続された多結晶シリコン膜によって構成されてなることを特徴とする固体撮像装置