JPH0414873A - 積層型固体撮像装置 - 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〕 この発明は、半導体基板上に各層が積層されて構成され
た積層型固体撮像装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来の積層型固体撮像装置の切断ＩＥ面図であ
り、ｐ型半導体基板１の表面に複数の画素ごとのｎ型の
信号電荷蓄積層２及びｎ型の埋込みチャネル形成層３が
形成されると共に、隣接する画素間を分離するｐ”型の
素子分離層４が基板］の表面に形成されている。

さらに、前後方向の各チャネル形成層３の各列上に一定
間隔で電荷読出し・転送用のポリシリコンからなるゲー
ト電極５が複数個形成、配列され、基板１及び各ゲート
電極５の上面全面を被覆してシリコン酸化膜６が形成さ
れ、このシリコン酸化膜６の各蓄積層２の上側に形成さ
れたコンタクトホール内及びシリコン酸化膜６上に配線
用の遮光性配線層としてのポリサイド層７が形成され、
このポリサイド層７か各画素ことに所定パターンに分離
され、各コンタクトホール内において、分離された各ポ
リサイド層７が各蓄積層２に接触している。

そして、各ポリサイド層７を被覆してシリコン酸化膜等
からなる透光性絶縁層８か形成され、この絶縁層８に各
ポリサイド層７の一部が露出され、絶縁層８上に各画素
ごとに分離してアルミニウム等の配線金属層９が形成さ
れると共に、各配線金属層９が各ポリサイド層７に電気
的に接続され、各配線金属層９を被覆してアモルファス
シリコン等からなる充電変換層１０が形成され、この光
電変換層１０上に透明電極１１が形成されている。

このとき、第３図に示すように隣接した各配線金属層９
の分離部１２の下方には各ポリサイド層７の端部かそれ
ぞれ位置し、かつ各分離部１２の下方に蓄積層２が位置
しない構造になっている。

つぎに、動作について簡単に説明すると、透明電極１１
に負の電圧を印加した状態で光照射を行うと、光電変換
＠１０て光電変換により発生した電荷のうち、電子が電
界効果によって各配線金属層９側に移動し、各配線金属
層９及びこれら各配線金属層９に接触した各ポリサイド
層７を介して、各蓄積層２に電子が蓄積される。

そして、各ゲート電極５に大きな正の電圧を印加するこ
とにより、各画素の蓄積層２に蓄積された電子がチャネ
ル形成層３に移り、前後方向に配列された各チャネル形
成層３とともにＣＣＤ垂直転送部を構成する各ゲートＳ
極５に、図外の転送制御部により転送りロックか与えら
れ、各チャネル形成層３に移った各画素ごとの電子が前
後の一方向に順次に転送された後、図外のＣＣＤ水平転
送部によって左右の一方向に転送され、外部に信号電荷
が読み出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の場合、蓄積層２と光電変換層１ｏの遮光のために
ポリサイド層７を形成し、このポリサイド層７が各配線
金属層９の分離部１２の下方に各位置しているため、光
電変換層１２て光電変換に寄与しなかった光が光電変換
層１０から各分離部１２に入射し、この光がポリサイド
層７によって遮断され、光電変換に有効に利用されない
という問題点かあった。

また、各分離部１２に入射した光がポリサイド層７と配
線金属層９との間で反射を繰り返し、反射した光が他の
画素に迷い込み、スミア（偽信号）を生じるという問題
点もあった。

二の発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、各画素ごとの配線金属層の分離部に入射し
た光を充電変換に有効に利用できるようにし、かつスミ
アを低減することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る積層型固体撮像装置は、半導体基板の表
面に画素ごとに形成された複数の信号電荷蓄積層と、前
記基板上方に形成された光電変換層と、前記光電変換層
の下面に前記各画素ごとに分離して設けられた配線金属
層と、前記基板と前記各配線金属層それぞれとの間に設
けられ前記各画素ごとの前記配線金属層と前記蓄積層と
を接続した遮光性配線層とを備えた積層型固体撮像装置
において、前記各配線層のうち前記各蓄積層の上側に位
置した部分を透光性導電材料により形成し、前記各配線
金属層の分離部を前記各蓄積層の上側に配置したことを
特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、各配線層のうち各信号電荷蓄積層
の上側部分を透光性導電材料により形成し、各配線金属
層の分離部を各信号蓄積層の上側に配置したため、従来
有効に利用できなかった各配線金属層の分離部への入射
光が、配線層の透光性を有する部分を介して信号電荷蓄
積部に取り込まれ、蓄積層において光電変換用にを効に
利用され、しかも従来のような配線層と配線金属層との
間での反射光の他の画素への迷い込みが抑制される。

Ｃ実施例〕 第１図はこの発明の積層型固体撮像装置の一実施例の切
断正面図である。

第１−図において、第３図と相違するのは、遮光性配線
層としてのポリサイド層７の信号電荷蓄積層２の上側に
位置した部分を、透光性導電材料であるポリシリコンに
より形成してポリシリコン層１３を形成し、各配線金属
層９の分離部１２を各蓄積層２の上側に配置したことで
ある。

ところで、第１図と第２図において、信号電荷蓄積層２
やゲート電極５の大きさが若干界なっているが、これら
の大きさの違いは本質的なものではなく、各々の機能は
全く異なるところかな０゜つぎに、第１図に示す装置の
平面レイアウトを示す第２図について簡単に説明する。

第２図に示すように、平面的に見て、信号電荷蓄積層２
の内側にこれより面積の小さなポリシリコン層１３が位
置し、絶縁層６のコンタクトホール１４において蓄積層
２とポリシリコン層１３とが接触し、ポリシリコン層１
３に連続して面積の大きなポリサイド層７が位置してい
る。

そして、左右に隣接する配線金属層９の分離部１２の下
側にポリシリコン層１３．コンタクトホール１４及び信
号電荷蓄積層２が位置しており、第２図のｘ−ｘ’線に
おける断面図が第１図に相当する。

また、第２図において、破線で示す前後方向の帯状部分
は、前後方向に配列された各埋込みチャネル形成層３及
び各ゲート電極５からなるＣＣＤ垂直転送部による信号
電荷（電子）の転送路を表わしている。

ところで、透明電極１１に負の電圧を印加した状態で光
照射を行うと、前述した第３図の場合と同様の動作によ
って信号電荷（電子）が発生し、転送されて外部に読み
比される。

このとき、分離部１２の下側に透光性つポリシフコン層
１３か位置するため、光電変換層１０て光電変換に寄与
せずに分離部１２へ入射（た光は、ポリシリコン層１３
を介して信号電荷蓄積層２に入射し、この蓄積層２と基
板１とのｐｎ接合において光電変換されて信号電荷が発
生し、発生した信号電荷が蓄積層２に蓄積される。

従って、分離部１２に入った光の有効利用を図ることが
でき、しかも分離部１２への入射光かポリシリコン層１
３を透過するため、従来のｊ、うに、ポリサイド層７と
配線金属層９との間で反対して他の画素に迷い込むこと
を抑制でき、スミアの抑制を図ることかできる。

なお、上記実施例では、遮光性配線層としてポリサイド
層７を形成し、その一部を透光性導電材料であるポリシ
リコンにより形成した場合について説明したか、これら
はポリサイド、ポリシリコンに限定されるものではない
。

また、半導体基板、信号電荷蓄積層及び埋込みチャネル
形成層の導電型が上記実施例と反対であっても“よい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の積層型固体撮像装置によれば
、各配線層のうち各信号電荷蓄積層の上側部分を透光性
導電材料により形成し、各配線金属層の分離部を各信号
蓄積層の上側に配置したため、従来有効に利用できなか
った各配線金属層の分離部へ入射した光を、配線層の透
光性を有する部分を介して信号電荷蓄積部に取り込むこ
とかでき、信号電荷蓄積において光電変換用に有効に利
用することが可能になり、しかも従来のような配線層と
配線金属層との間での反射光の他の画素への迷い込みを
抑制することができ、スミアの抑制を図ることも可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の積層型固体撮像装置の一実施例の切
断正面図、第２図は第１図の平面図、第３図は従来の積
層型固体撮像装置の切断正面図である。 図において、１は半導体基板、２は信号電荷蓄積層、７
はポリサイド層、９は配線金属層、］Ｏは光電変換層、
１２は分離部、１３はポリシリコン層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板の表面に画素ごとに形成された複数の
   信号電荷蓄積層と、前記基板上方に形成された光電変換
   層と、前記光電変換層の下面に前記各画素ごとに分離し
   て設けられた配線金属層と、前記基板と前記各配線金属
   層それぞれとの間に設けられ前記各画素ごとの前記配線
   金属層と前記蓄積層とを接続した遮光性配線層とを備え
   た積層型固体撮像装置において、 前記各配線層のうち前記各蓄積層の上側に位置した部分
   を透光性導電材料により形成し、前記各配線金属層の分
   離部を前記各蓄積層の上側に配置したことを特徴とする
   積層型固体撮像装置。