JPH04280675A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH04280675A JPH04280675A JP3069339A JP6933991A JPH04280675A JP H04280675 A JPH04280675 A JP H04280675A JP 3069339 A JP3069339 A JP 3069339A JP 6933991 A JP6933991 A JP 6933991A JP H04280675 A JPH04280675 A JP H04280675A
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特に画素単位で２次元配列された複数個のフォトセンサ
部の垂直列毎に配された垂直転送部の構造に関する。
特に画素単位で２次元配列された複数個のフォトセンサ
部の垂直列毎に配された垂直転送部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置の一例として、例えばイン
ターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装置の概略構成を
図３に示す。同図において、水平及び垂直方向にて画素
単位で２次元的に配列されて入射光量に応じた信号電荷
を蓄積する複数個のフォトセンサ部１と、これらフォト
センサ部１の垂直列毎に配されかつ垂直ブランキング期
間の一部にて読出しゲート部２を介して瞬時に読み出さ
れた信号電荷を垂直方向に転送する垂直シフトレジスタ
（垂直転送部）３とによって撮像部４が構成されている
。この撮像部４において、フォトセンサ部１は例えばフ
ォトダイオードからなり、垂直シフトレジスタ３はＣＣ
Ｄ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）
によって構成される。垂直シフトレジスタ３に移された
信号電荷は、水平ブランキング期間の一部にて１走査線
に相当する部分ずつ順に水平シフトレジスタ（水平転送
部）５へ移される。１走査線分の信号電荷は、水平シフ
トレジスタ５によって順次水平方向に転送される。水平
シフトレジスタ５の最終端には、転送されてきた信号電
荷を検出して電気信号に変換する例えばＦＤＡ（Ｆｌｏ
ａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ
）からなる出力部６が配されている。単位画素のフォト
センサ部１及び垂直シフトレジスタ３の断面構造（図３
のＡ‐Ａ′線矢視断面）の要部を図４に示す。
ターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装置の概略構成を
図３に示す。同図において、水平及び垂直方向にて画素
単位で２次元的に配列されて入射光量に応じた信号電荷
を蓄積する複数個のフォトセンサ部１と、これらフォト
センサ部１の垂直列毎に配されかつ垂直ブランキング期
間の一部にて読出しゲート部２を介して瞬時に読み出さ
れた信号電荷を垂直方向に転送する垂直シフトレジスタ
（垂直転送部）３とによって撮像部４が構成されている
。この撮像部４において、フォトセンサ部１は例えばフ
ォトダイオードからなり、垂直シフトレジスタ３はＣＣ
Ｄ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）
によって構成される。垂直シフトレジスタ３に移された
信号電荷は、水平ブランキング期間の一部にて１走査線
に相当する部分ずつ順に水平シフトレジスタ（水平転送
部）５へ移される。１走査線分の信号電荷は、水平シフ
トレジスタ５によって順次水平方向に転送される。水平
シフトレジスタ５の最終端には、転送されてきた信号電
荷を検出して電気信号に変換する例えばＦＤＡ（Ｆｌｏ
ａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ
）からなる出力部６が配されている。単位画素のフォト
センサ部１及び垂直シフトレジスタ３の断面構造（図３
のＡ‐Ａ′線矢視断面）の要部を図４に示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の垂直シフトレジ
スタ３では、図４から明らかなように、フォトセンサ部
１を除く部分、即ち転送電極１９の外側にアルミニウム
等からなる遮光膜２３を形成することで、信号電荷転送
領域１７に外部光が入射するのを遮断する構造を採って
いる。ところが、図に示すように、フォトセンサ部１に
光が斜めに入射した場合、シリコン基板１１の表面で反
射した光のうち遮光膜２３の下端面に入射する成分があ
り、この反射光成分がシリコン基板１１の表面と遮光膜
２３又は転送電極１９の間で多重反射を繰り返し、最終
的に信号電荷転送領域１７に飛び込んで光電子を発生す
ることになり、これがスミアの発生の一因になるものと
考えられる。なお、シリコン基板１１と絶縁層１８を形
成するＳｉＯ２界面での反射は、約３０％程度である。
スタ３では、図４から明らかなように、フォトセンサ部
１を除く部分、即ち転送電極１９の外側にアルミニウム
等からなる遮光膜２３を形成することで、信号電荷転送
領域１７に外部光が入射するのを遮断する構造を採って
いる。ところが、図に示すように、フォトセンサ部１に
光が斜めに入射した場合、シリコン基板１１の表面で反
射した光のうち遮光膜２３の下端面に入射する成分があ
り、この反射光成分がシリコン基板１１の表面と遮光膜
２３又は転送電極１９の間で多重反射を繰り返し、最終
的に信号電荷転送領域１７に飛び込んで光電子を発生す
ることになり、これがスミアの発生の一因になるものと
考えられる。なお、シリコン基板１１と絶縁層１８を形
成するＳｉＯ２界面での反射は、約３０％程度である。
【０００４】この斜め入射に起因する信号電荷転送領域
１７への光の混入を防止するには、遮光膜２３の下端部
２３ａとシリコン基板１１間の間隔を狭くするか、遮光
膜２３の下端部２３ａをフォトセンサ部１側へ突出させ
れば良い訳であるが、前者の場合は、間隔を狭くし過ぎ
ると信頼性の点で問題があり、後者の場合は、フォトセ
ンサ部１の感度が低下するという問題があり、いずれの
方策を採るにしても限界がある。そこで、本発明は、垂
直シフトレジスタにおけるシリコン基板と遮光膜又は転
送電極間での多重反射をなくすことにより、フォトセン
サ部の感度等に悪影響を及ぼすことなく、スミアの低減
を可能とした固体撮像装置を提供することを目的とする
。
１７への光の混入を防止するには、遮光膜２３の下端部
２３ａとシリコン基板１１間の間隔を狭くするか、遮光
膜２３の下端部２３ａをフォトセンサ部１側へ突出させ
れば良い訳であるが、前者の場合は、間隔を狭くし過ぎ
ると信頼性の点で問題があり、後者の場合は、フォトセ
ンサ部１の感度が低下するという問題があり、いずれの
方策を採るにしても限界がある。そこで、本発明は、垂
直シフトレジスタにおけるシリコン基板と遮光膜又は転
送電極間での多重反射をなくすことにより、フォトセン
サ部の感度等に悪影響を及ぼすことなく、スミアの低減
を可能とした固体撮像装置を提供することを目的とする
。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、画素単位で２次元配列された複数個のフォトセン
サ部の垂直列毎に半導体基板の表面側に形成された信号
電荷転送領域と、この信号電荷転送領域上に絶縁層を介
して配された転送電極と、信号電荷転送領域への外部光
の入射を遮断すべく転送電極の外側に形成された遮光膜
とを備えた垂直シフトレジスタにおいて、遮光膜の半導
体基板側の面に低反射膜を形成した構成となっている。
置は、画素単位で２次元配列された複数個のフォトセン
サ部の垂直列毎に半導体基板の表面側に形成された信号
電荷転送領域と、この信号電荷転送領域上に絶縁層を介
して配された転送電極と、信号電荷転送領域への外部光
の入射を遮断すべく転送電極の外側に形成された遮光膜
とを備えた垂直シフトレジスタにおいて、遮光膜の半導
体基板側の面に低反射膜を形成した構成となっている。
【０００６】
【作用】本発明による固体撮像装置においては、フォト
センサ部への斜め入射光があった場合、基板表面で反射
した光成分が遮光膜側に入射したとしても、遮光膜の内
側に形成された低反射膜の存在によって基板表面と遮光
膜又は転送電極間での多重反射を防止できる。よって、
この多重反射によって信号電荷転送領域に光が混入する
こともないので、フォトセンサ部の感度等に悪影響を及
ぼすことなく、スミアを低減できる。
センサ部への斜め入射光があった場合、基板表面で反射
した光成分が遮光膜側に入射したとしても、遮光膜の内
側に形成された低反射膜の存在によって基板表面と遮光
膜又は転送電極間での多重反射を防止できる。よって、
この多重反射によって信号電荷転送領域に光が混入する
こともないので、フォトセンサ部の感度等に悪影響を及
ぼすことなく、スミアを低減できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明による固体撮像装置におけ
る単位画素のフォトセンサ部及び垂直シフトレジスタの
断面構造図であり、図３のＡ‐Ａ′線矢視断面を示す。 本発明に係るＣＣＤ固体撮像装置は、Ｎ型シリコン基板
１１上に図３において説明したフォトセンサ部１、垂直
シフトレジスタ３、水平シフトレジスタ５及び出力部６
が設けられたインターライン転送方式のものとして構成
されている。Ｎ型シリコン基板１１の表面側にはＰ型領
域１２が形成され、このＰ型領域１２の表面側にはさら
にＮ− 型領域１３が形成されている。そして、フォト
センサ部１は、このＮ− 型領域１３の表面側に形成さ
れた浅いＰ＋＋型領域１４と、このＰ＋＋型領域１４の
下方に形成された信号電荷蓄積領域を構成するＮ＋ 型
領域１５とによって構成されている。また、Ｐ＋＋型領
域１４及びＮ＋ 型領域１５に隣接してチャンネルスト
ップ部を構成するＰ＋ 型領域１６が形成されている。
に説明する。図１は、本発明による固体撮像装置におけ
る単位画素のフォトセンサ部及び垂直シフトレジスタの
断面構造図であり、図３のＡ‐Ａ′線矢視断面を示す。 本発明に係るＣＣＤ固体撮像装置は、Ｎ型シリコン基板
１１上に図３において説明したフォトセンサ部１、垂直
シフトレジスタ３、水平シフトレジスタ５及び出力部６
が設けられたインターライン転送方式のものとして構成
されている。Ｎ型シリコン基板１１の表面側にはＰ型領
域１２が形成され、このＰ型領域１２の表面側にはさら
にＮ− 型領域１３が形成されている。そして、フォト
センサ部１は、このＮ− 型領域１３の表面側に形成さ
れた浅いＰ＋＋型領域１４と、このＰ＋＋型領域１４の
下方に形成された信号電荷蓄積領域を構成するＮ＋ 型
領域１５とによって構成されている。また、Ｐ＋＋型領
域１４及びＮ＋ 型領域１５に隣接してチャンネルスト
ップ部を構成するＰ＋ 型領域１６が形成されている。
【０００８】垂直シフトレジスタ３は、信号電荷転送領
域を構成するＮ＋型領域１７を形成すると共に、このＮ
＋ 型領域１７にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）よりなる
絶縁層１８を介してポリシリコンよりなる転送電極１９
を形成することによって構成される。この場合、信号電
荷転送領域（Ｎ＋ 型領域）１７の下方に、スミアを防
止するためのＰ型領域２０が形成される。また、フォト
センサ部１と垂直シフトレジスタ３の間には、フォトセ
ンサ部１の信号電荷を垂直シフトレジスタ３へ読み出す
ための読出しゲート部２が設けられる。この読出しゲー
ト部２はチャンネル領域を構成するＰ型領域２１上に絶
縁層１８を介してゲート電極２２を形成することによっ
て構成される。本例では、ゲート電極２２はポリシリコ
ンにて転送電極１９と共通に形成される。
域を構成するＮ＋型領域１７を形成すると共に、このＮ
＋ 型領域１７にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）よりなる
絶縁層１８を介してポリシリコンよりなる転送電極１９
を形成することによって構成される。この場合、信号電
荷転送領域（Ｎ＋ 型領域）１７の下方に、スミアを防
止するためのＰ型領域２０が形成される。また、フォト
センサ部１と垂直シフトレジスタ３の間には、フォトセ
ンサ部１の信号電荷を垂直シフトレジスタ３へ読み出す
ための読出しゲート部２が設けられる。この読出しゲー
ト部２はチャンネル領域を構成するＰ型領域２１上に絶
縁層１８を介してゲート電極２２を形成することによっ
て構成される。本例では、ゲート電極２２はポリシリコ
ンにて転送電極１９と共通に形成される。
【０００９】フォトセンサ部１を除いて読出しゲート部
２、垂直シフトレジスタ３及びチャンネルストップ部１
６上には、絶縁層１８を介してアルミニウム等からなる
遮光膜２３が転送電極１９の外側を覆うように設けられ
、さらにこの遮光膜２３の基板１１側の面にはチタンオ
キシナイトライド（ＴｉＯＮ）等からなる低反射膜２４
が形成される。遮光膜２３の基板１１側の面に低反射膜
２４を形成することにより、図２に示すように、フォト
センサ部１に光が斜めに入射した場合、シリコン基板１
１の表面で反射した光のうち遮光膜２３の下端面に入射
する成分があったとしても、この反射光成分が低反射膜
２４で吸収されるため、シリコン基板１１の表面と遮光
膜２３又は転送電極１９間で多重反射することはない。 したがって、斜め入射に起因する多重反射による垂直シ
フトレジスタ３への光の混入を防止できるため、スミア
を低減できることになる。
２、垂直シフトレジスタ３及びチャンネルストップ部１
６上には、絶縁層１８を介してアルミニウム等からなる
遮光膜２３が転送電極１９の外側を覆うように設けられ
、さらにこの遮光膜２３の基板１１側の面にはチタンオ
キシナイトライド（ＴｉＯＮ）等からなる低反射膜２４
が形成される。遮光膜２３の基板１１側の面に低反射膜
２４を形成することにより、図２に示すように、フォト
センサ部１に光が斜めに入射した場合、シリコン基板１
１の表面で反射した光のうち遮光膜２３の下端面に入射
する成分があったとしても、この反射光成分が低反射膜
２４で吸収されるため、シリコン基板１１の表面と遮光
膜２３又は転送電極１９間で多重反射することはない。 したがって、斜め入射に起因する多重反射による垂直シ
フトレジスタ３への光の混入を防止できるため、スミア
を低減できることになる。
【００１０】なお、上記実施例においては、低反射膜２
４として、チタンオキシナイトライド（ＴｉＯＮ）等を
用いてシリコン基板１１の表面で反射された光を吸収す
ることによって再反射を減少させて多重反射を阻止する
としたが、タングステン（Ｗ）等を用いて光干渉を起こ
させることによって再反射を減少させて多重反射を阻止
するようにすることも可能である。また、上記実施例で
は、低反射膜２４を単層膜構造としたが、多層膜構造で
あっても良く、例えば吸収膜と干渉膜の多層膜による多
重干渉によって再反射を減少させて多重反射を阻止する
ことも可能である。さらには、シリコン基板１１の表面
にシリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４） 等からなる低
反射膜を形成することで、多重反射を阻止しスミアを低
減する上で、より大なる効果を得ることができる。
４として、チタンオキシナイトライド（ＴｉＯＮ）等を
用いてシリコン基板１１の表面で反射された光を吸収す
ることによって再反射を減少させて多重反射を阻止する
としたが、タングステン（Ｗ）等を用いて光干渉を起こ
させることによって再反射を減少させて多重反射を阻止
するようにすることも可能である。また、上記実施例で
は、低反射膜２４を単層膜構造としたが、多層膜構造で
あっても良く、例えば吸収膜と干渉膜の多層膜による多
重干渉によって再反射を減少させて多重反射を阻止する
ことも可能である。さらには、シリコン基板１１の表面
にシリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４） 等からなる低
反射膜を形成することで、多重反射を阻止しスミアを低
減する上で、より大なる効果を得ることができる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像装置の垂直シフトレジスタにおいて、遮光膜の
基板側の面に低反射膜を形成したことにより、フォトセ
ンサ部への斜め入射光に起因するシリコン基板と遮光膜
又は転送電極間での多重反射がなくなるため、フォトセ
ンサ部の感度等に悪影響を及ぼすことなく、スミアを低
減できる効果がある。
固体撮像装置の垂直シフトレジスタにおいて、遮光膜の
基板側の面に低反射膜を形成したことにより、フォトセ
ンサ部への斜め入射光に起因するシリコン基板と遮光膜
又は転送電極間での多重反射がなくなるため、フォトセ
ンサ部の感度等に悪影響を及ぼすことなく、スミアを低
減できる効果がある。
【図１】本発明による固体撮像装置における単位画素の
フォトセンサ部及び垂直シフトレジスタの断面構造図で
あり、図３のＡ‐Ａ′線矢視断面を示す。
フォトセンサ部及び垂直シフトレジスタの断面構造図で
あり、図３のＡ‐Ａ′線矢視断面を示す。
【図２】図１の要部を拡大した断面構造図である。
【図３】インターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装置
の概略的な構成の一例を示す構成図である。
の概略的な構成の一例を示す構成図である。
【図４】図３のＡ‐Ａ′線矢視の要部の従来例を示す断
面構造図である。
面構造図である。
１ フォトセンサ部
２ 読出しゲート部
３ 垂直シフトレジスタ
５ 水平シフトレジスタ
１１ シリコン基板
１５ 信号電荷蓄積領域
１７ 信号電荷転送領域
１８ 絶縁層
１９ 転送電極
２３ 遮光膜
２４ 低反射膜
Claims (1)
- 【請求項１】 画素単位で２次元配列された複数個の
フォトセンサ部の垂直列毎に半導体基板の表面側に形成
された信号電荷転送領域と、前記信号電荷転送領域上に
絶縁層を介して配された転送電極と、前記信号電荷転送
領域への外部光の入射を遮断すべく前記転送電極の外側
に形成された遮光膜とを備えた垂直転送部において、前
記遮光膜の前記半導体基板側の面に低反射膜を形成した
ことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069339A JPH04280675A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069339A JPH04280675A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280675A true JPH04280675A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=13399696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3069339A Pending JPH04280675A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280675A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7642614B2 (en) | 2002-11-14 | 2010-01-05 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method for manufacturing the same |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP3069339A patent/JPH04280675A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7642614B2 (en) | 2002-11-14 | 2010-01-05 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method for manufacturing the same |
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