JPH03169078A - 固体撮像装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像装置、特にインターライン型ＣＣＤｔ
ｌ像装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は、インターライン転送型ＣＣＤ撮像装置の基本
構或を示しており、光電変換素子２，トランスファーゲ
ート３，垂直レジスタ４，水平レジスタ９，電荷検出部
１０によって構成されている。また、全体の画素は、有
効な映像信号を得るための有効受光素子を有する有効受
光領域と黒レベルの基準信号を得るためのオブティカル
ブラック素子を有するオプティカルブラック（ＯＢ）領
域とから戒っている。

本装置の動作を以下に説明する。光電変換素子２によっ
て所定の期間入射光量に比例して蓄積された信号電荷は
、垂直プランキング期間内にトランスファーゲートによ
って電荷結合素子（ＣＯＤ）で構成された垂直レジスタ
４に読み出される．これらの信号電荷は、垂直レジスタ
４を転送され、ＣＯＤで構或された水平レジスタ９へ転
送される．その後、水平レジスタ９を転送され電荷検出
部１０によって信号として外部に順次出力される．第５
図は第４図Ａ−Ｂにおける有効受光領域およびＯＢ領域
の画素の断面図を示す．有効受光領域では、垂直レジス
タ４に光が入射するとスミアと呼ばれる偽信号となって
再生画面上に現れるため、垂直レジスタ４０転送電極上
に遮光膜７′を設けている。ＯＢ領域では、黒レベルの
基準信号を得るために光電変換素子上にも遮光膜８″を
設けている．これらの遮光膜７’　，８’は、工程の簡
略化のため通常トランスファーゲート３や垂直レジスタ
４や水平レジスタ９を駆動する駆動回路や電荷検出部１
０からの出力の出力処理回路等の周辺回路の配線と同一
工程で形或される。一般的にＣＯＤの周辺回路の配線材
料としては、アルミニウムが使用されており、したがっ
てこれらの遮光膜もアルミニウムで形或される。

〔発明が解決しようとする課題〕

アルミニウムを遮光膜として用いる場合には、膜のピン
ホールによる光の透過を防止するため０．８μｍ程度以
上の膜厚が必要とされる．また、アルミニウムは可視光
に対して反射率の値が１００％に近い。これらによって
、第６図に示すように斜めに入射した光１１．１１’が
アルミニウム遮光膜端面で反射したり、半導体基板表面
およびアルミニウム遮光膜裏面で反射して垂直レジスタ
４へ漏れ込んでスミアの原因となる。また、膜厚が厚い
ために遮光膜形成の際の加工精度が悪く、画素毎の開口
ばらつきによって感度むらが発生するという問題がある
。

かかる問題点を防止する手段として、アルミニウムの代
りに高融点金属膜例えばタングステン膜を遮光および周
辺の配線の材料として用いることが考えられる６タング
ステンは、光の反射率がアルミニウムの半分以下であり
、上記したスミアの発生を防止する効果が大きい。また
、膜厚が薄くてもビンホールが発生しにくいため、遮光
膜として用いた場合には加工精度が高く感度ムラが低く
できる利点がある。しかし、一方ではタングステン膜を
ＯＢ領域のように連続した領域の遮光に用いると、タン
グステン膜自体のストレスが大きいために有効受光領域
に比べて暗電流が増加し、正確な黒レベルの基準となら
ないという問題が生じる。

本発明は、上記の欠点を除去した新しい固体撮像装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、２次元的に配列された複数の光電変換
素子とこの光電変換素子に蓄積された信垂直レジスタお
よび水平レジスタとを備え、光電変換素子は有効受光素
子とオブティカルブラック素子とを有する固体撮像装置
であり、有効受光素子の周辺を被覆する遮光材料と周辺
回路の配線材料を異なった材料膜で形成した固体撮像装
置を得る。また、有効受光領域の遮光材料を高融点金属
，周辺回路の配線材料をアルミニウムとしても良く、さ
らにオプティカルブラック領域の遮光をアルミニウム単
独あるいは高融点金属およびアルミニウムとの組合せで
行っても良い。

〔実施例〕

次に、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例による固体撮像装置の有効受
光領域における画素の断面図である。第１図は第５図に
示す従来例の装置と同一構或要素については同一番号を
付して示す。図には示していないが、トランスファーゲ
ート３や垂直レジスタ４や水平レジスタ９の駆動回路や
電荷検出部１０の検出出力の処理回路等の周辺回路の配
線材料には従来例と同様にアルミニウムを用いている。

第１図において第５図に示す従来例の装置との違いは、
遮光膜７の材料として周辺回路の配線材料であるアルミ
ニウムとは異なる高融点金属を採用した点である。高融
点金属の一例としては、タングステン（Ｗ），モリブデ
ン（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ）．白金（Ｐｔ）などが挙
げられる。これらの高融点金属は、可視光に対する反射
率が５０％程度以下とアルミニウムに比べて約１／２で
ある。

また、アルミニウムの欠点であるビンホールの発生がな
いため、膜厚を０、２μｍ程度とアルミニウムに比べて
薄くできる。これらのことにより第６図に示すような遮
光膜端面での反射、あるいは半導体基板および遮光膜裏
面での反射によるスミアを大幅に低減することが可能と
なる。さらに、膜厚を薄くできるために、精度良く加工
ができ開口ばらつきによる感度むらも低減できる。

また、第２図は第１図に示した固体撮像装置のー実施例
の有効受光領域およびＯＢ領域における断面図である。

本実施例では、ＯＢ領域の垂直レジスタを第１図に示し
たように有効受光領域の周辺と同様に高融点金属で遮光
し、さらにＯＢ領域の全体をアルミニウムで遮光してい
る。これによ客 りＯＢ領域全面の高融点金属で遮光する場合に比ベてス
トレスを緩和することが可能となり、暗電流の増加を妨
げるため、正確な黒レベルの基準を得ることができる。

第３図は本発明による別の実施例を示す有効受光領域お
よびＯＢ領域における断面図である。本例では、ＯＢ領
域の光電変換素子および垂直レジスタをアルミニウムの
みで遮光している。これにより従来のアルミニウムを遮
光膜に用いた時の黒レベルの基準を得ることができる。

さらに、ＯＢ領域の垂直レジスタ上の遮光膜厚を有効受
光領域と同程度にできるため、例えばオンチップフィル
タを形或する際に必要な遮光膜上の平坦化が容易となる
。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明では、有効受光領域の遮光
膜と周辺回路の配線とで異なる材料、例えば遮光に高融
点金属，周辺回路の配線にアルミニウムを用いることに
よって、スミ７および感度むらを大幅に低減した固体撮
像装置が実現可能となる。

また、有効受光領域の遮光膜と周辺回路の配線とに異な
る材料を用いることによって、従来では選択の余地がな
かったＯＢ領域の遮光を両者の材料の組合せで行なうこ
とが可能である．以上のように本発明によれば、従来の
欠点を除去した新しい固体撮像装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による固体撮像装置の有効
受光領域における画素の断面図で、第４図Ａ−Ｃにおけ
る断面である。第２図は本発明のー実施例をより一層明
瞭に示した断面図である．第３図は本発明の他の実゜施
例による固体撮像装置の有効受光領域およびＯＢ領域に
おける画素の断面図で、第４図Ａ−Ｂに於ける断面であ
る。第４図はインターライン転送型ＣＣＤ撮像装置の基
本構戒を示す図である。第５図は従来の固体撮像装置の
有効受光領域およびＯＢ領域における画素の断面図で、
第４図のＡ−Ｂに於ける断面である。 第６図は従来の固体撮像装置の有効受光領域における斜
め入射光によるスミアの発生を説明するための断面図で
ある。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・光電変換素
子、３・・・・・・トランスファーゲート、４・・・・
・・垂直レジスタ、５・・・・・・チャネルストッパ、
６・・・・・・垂直転送電極、７・・・・・・有効受光
領域の遮光膜、８・・・・・・オプティカルブラック領
域の遮光膜、９・・・・・水平レジスタ、１０・・・・
・・電荷検出部、１１・・・・・・入射光。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２次元的に配列された複数の光電変換素子と該光
   電変換素子に蓄積された信号電荷を読み出すトランスフ
   ァーゲートと前記信号電荷を転送する垂直レジスタおよ
   び水平レジスタとを備え、前記光電変換素子は有効受光
   素子とオプティカルブラック素子とを有し、前記有効受
   光素子の周辺およびオプティカルブラック素子上には遮
   光材料が被覆されている固体撮像装置において、前記有
   効受光素子の周辺を被覆する前記遮光材料が配線材料と
   は異なる材料で形成されていることを特徴とする固体撮
   像装置。
2. （２）前記有効受光素子の周辺を被覆する遮光材料を高
   融点金属、前記配線材料をアルミニウムとすることを特
   徴とする請求項（１）記載の固体撮像装置。
3. （３）前記オプティカルブラック素子を被覆する前記遮
   光材料をアルミニウム単独もしくは高融点金属およびア
   ルミニウムとの２層で形成することを特徴とする請求項
   （１）または（２）記載の固体撮像装置。