JPH04315472A - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

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JPH04315472A
JPH04315472A JP3082593A JP8259391A JPH04315472A JP H04315472 A JPH04315472 A JP H04315472A JP 3082593 A JP3082593 A JP 3082593A JP 8259391 A JP8259391 A JP 8259391A JP H04315472 A JPH04315472 A JP H04315472A
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JP
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light
wiring
shift register
metal layer
shunt
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Koichi Harada
耕一 原田
Michio Negishi
根岸 三千雄
Tatsuji Oda
小田 達治
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Sony Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばフレームインタ
ーライン(FIT)型等の固体撮像素子に関する。
【0002】
【従来の技術】図5〜図7は縦形のFIT型固体撮像素
子の一例を示す。同図において、1は撮像部、2は蓄積
部、3は出力部即ちCCD構造の水平シフトレジスタ部
を示す。撮像部1は画素となる多数の受光素子4をマト
リックス状に配すると共に、受光素子4の各垂直列の1
側に受光素子4の信号電荷を垂直方向に転送するCCD
構造の垂直シフトレジスタ5を配してなる。蓄積部2は
撮像部1の垂直方向の下側に配され、撮像部1で発生し
た信号電荷を一時記憶するためのもので、撮像部1の各
垂直シフトレジスタ5と1対1で対応する同様にCCD
構造の複数の垂直シフトレジスタ6を有してなる。
【0003】撮像部1の垂直シフトレジスタ5及び蓄積
部2の垂直シフトレジスタ6は、いずれも例えば4相の
駆動パルスφIM1,φIM2,φIM3,φIM4 
及びφST1,φST2,φST3,φST4 で制御
される4相駆動方式を採用しており、図6に示すように
転送電極9〔9A,9B,9C,9D〕を有する4つの
転送部VR〔VR1,VR2,VR3,VR4 〕を1
ビットとし、撮像部1の垂直シフトレジスタ5では例え
ば2つの転送部VR1,VR2 、2つの転送部VR3
,VR4 が夫々1つの受光素子4に対応するように形
成される。各受光素子4と垂直シフトレジスタ5間には
読み出しゲート部(ROG)7が配される。出力部の水
平シフトレジスタ部3は例えば2相の駆動パルスφH1
 及びφH2 で制御される2相駆動方式を採用してい
る。撮像部1の垂直シフトレジスタ5の例えば多結晶シ
リコンよりなる各転送電極9、及び蓄積部2の垂直シフ
トレジスタ6の同様に例えば多結晶シリコンよりなる各
転送電極(図示せず)は、夫々水平方向に各列に共通す
るように形成される。
【0004】そして、垂直シフトレジスタ5の転送電極
9の低抵抗化を図ると共に、垂直シフトレジスタ5を遮
光するために、各垂直シフトレジスタ5上に沿ってシャ
ント兼遮光用の配線10が配され、対応する転送電極に
接続される。図6では配線10を太い実線で示し、配線
10と転送電極9〔9A,9B,9C,9D〕とのコン
タクト部分11を太い点で示している。このコンタクト
部分11は各配線10において4つの転送電極9A,9
B,9C,9Dで互に1転送電極ずつ位置がずれるよう
に設けられている。
【0005】通常、このシャント兼遮光用の配線10は
Al配線が用いられる。即ち、図7に示すように、Si
O2 等のゲート絶縁膜12を介して多結晶シリコンに
よる転送電極9を形成し、転送電極9の表面にSiO2
 等の絶縁膜13を形成した後、例えばPSG(リンシ
リケートガラス)膜等による層間絶縁膜19を介してシ
ャント兼遮光用のAl配線10を形成し、所要位置(図
6のコンタクト部分11)においてAl配線10と転送
電極9との接続を行っている。尚、14は例えばn形の
半導体基板、15はp形のウエル領域を示す。8は受光
素子4、読み出しゲート部7及び垂直シフトレジスタ5
を取り囲むように形成されたチャネルストップ領域であ
る。
【0006】この縦形のFIT型固体撮像素子16では
垂直ブランキング期間内において受光素子4の信号電荷
が読み出しゲート部7を通して垂直シフトレジスタ5に
読み出されたのち、垂直シフトレジスタ5内を転送して
蓄積部2に一旦蓄積される。そして、水平ブランキング
期間毎に蓄積部2より1水平ライン毎の信号電荷が水平
シフトレジスタ部3に転送される。水平シフトレジスタ
部3に転送された1水平ラインの信号電荷は水平シフト
レジスタ部3内を水平方向に転送されて出力される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、超高解像度
のいわゆる高品位用固体撮像素子において、画素数が高
密度化してくると、シャント兼遮光用のAl配線10の
影響で受光部4の開口率が小さくなる。即ち、このAl
配線10は、図4、図7に示すようにAl配線10の端
から入射光17によって垂直シフトレジスタ5内にスミ
アが発生するを防止するために、一部受光素子4上に跨
るような延長部10aが設けられる。この延長部10a
の長さa0 は、Al配線延長部10a下の絶縁膜12
,19の合計の膜厚をb0 とすると、b0 /a0 
=一定となるような値に決められる。
【0008】従って、高密度化しても絶縁膜12,19
の合計膜厚b0が変わらないので、Al配線10の延長
部10aの長さa0 を小さくすることができず、受光
素子4の開口率が小さくなってしまう。ここで、層間絶
縁膜19としてPSG膜を用いたときには、PSG膜の
被着後、アニール処理するため、耐熱性に劣るAlを配
線10として用いるときは、Al配線10をPSG膜1
9上に形成せざるをえない。
【0009】また、PSG膜19によって垂直シフトレ
ジスタ5と受光素子4間の段差が大きくなるので、フォ
トリソグラフィー工程において受光素子4に露光焦点を
合わせると垂直シフトレジスタ5の所謂段差上部では焦
点が合わなくなる。その結果、フォトレジスト膜に対す
る露光精度が悪くなり、シャント兼遮光用のAl配線1
0の微細パターニングができず、高密度化したときに受
光素子4間の垂直シフトレジスタ5を十分に遮光できな
くなる懼れも生ずる。
【0010】また、上記段差による露光精度の悪化でA
l配線10をパターニングすると、垂直方向の受光素子
4間に対応する部分ではAl配線10が細かくなる傾向
がある。このため、Al配線10の幅を均一にするため
に、例えば図8に示すように、予め露光マスク18のマ
スクパターンを垂直方向に隣り合う受光素子4と受光素
子4との間に対応する部分18aを他部の幅d1 より
広い幅d2 とした露光マスクが用いられる。しかし、
受光素子4が高密度化し、受光素子4間の間隔が小さく
なってくると、このような露光マスクを用いると隣り合
うAl配線に対応するマスクパターンが互に接触してし
まうので、上記のように受光素子間で幅を広げるという
対応ができなくなる。このような事情で高品位化してゆ
くと、スミアを防止しながら受光素子の開口率を上げる
ことが困難であった。
【0011】本発明は、上述の点に鑑み、受光素子の開
口率を上げると共に、スミア防止も行い、且つシャント
兼遮光用配線のシート抵抗を低減させて高品位用に適す
るようにした固体撮像素子を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、マトリックス
状に配置され複数の受光素子4と、この受光素子4の各
列に対応して設けられたシフトレジスタ5からなる撮像
部1を備え、各シフトレジスタ5上にこのシフトレジス
タ5の転送電極9に接続されるシャント兼遮光用の配線
21が形成されてなる固体撮像素子において、シャント
兼遮光用の配線21を高融点金属層23とその上の低融
点金属層24の2層構造で形成する。
【0013】
【作用】本発明においては、シャント兼遮光用の配線2
1を高融点金属層23とその上の低融点金属層24の2
層構造で形成することにより、高融点金属層23下の絶
縁膜を薄く(膜厚d1)形成することが可能となる。即
ち、高融点金属層23は耐熱性に優れるために高融点金
属層23を形成した上にPSG膜のようなアニール処理
される層間絶縁膜19を形成することが可能となり、こ
のため高融点金属層23下は薄いゲート絶縁膜12でよ
いことになる。このため、シャント兼遮光用の配線21
の受光素子4上へ跨る延長部23aの長さa1を小さく
することができ、受光素子4の開口率が上がると共に、
スミア防止が可能となる。また2層構造であるので、シ
ャント配線21としてのシート抵抗も十分に低減できる
【0014】
【実施例】以下、図1〜図3を参照して本発明の実施例
を説明する。
【0015】本例は、図5の縦形のFIT型の固体撮像
素子に適用した場合であり、図1はその撮像部1の要部
の平面図、図2はそのA−A線上の断面を示す。図1及
び図2において、前述の図7及び図6と対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略するも、太い実線2
1は本発明に係るシャント兼遮光用の配線を示す。この
配線21は各垂直シフトレジスタ5上に沿って配され、
対応する転送電極9〔9A,9B,9C,9D〕に接続
をされる。配線21と転送電極9とのコンタクト部分2
2は太い点で示しており、本例では4つの転送電極9A
,9B,9C,9Dで互に1転送電極ずつ位置がずれる
ように設けられる。
【0016】しかして、本例では図2に示すように各垂
直シフトレジスタ5上に一部両側の受光素子4に跨るよ
うに例えばTi,Mo,W等の高融点金属、又はそのシ
リサイド、又はこれらの組合せによる高融点金属層23
と、例えばAl等の低融点金属層24の2層構造からな
るシャント兼遮光用の配線21を形成する。即ち、半導
体領域上にSiO2 膜等のゲート絶縁膜12を介して
例えば多結晶シリコンからなる転送電極9を形成し、こ
の転送電極9の表面を例えば熱酸化してSiO2 によ
る絶縁膜13を形成した後、受光素子4上にも薄いゲー
ト絶縁膜12が形成された状態で、垂直シフトレジスタ
5に沿うように転送電極9及び一部両側の受光素子4に
跨るように、上記薄い絶縁膜13,12上に高融点金属
層23を形成し、さらにこの上に層間絶縁層例えばPS
G膜19を介して転送電極9に対応する領域に沿って低
融点金属例えばAl層24を形成し、この高融点金属2
3とAl層24の2層構造からなるシャント兼遮光用の
配線21を形成する。
【0017】高融点金属層23と転送電極9とは図1の
太い点22の位置で互に接続し、また、高融点金属層2
3とAl層24とは適当な位置でPSG膜19の開口2
5を通じて接続する。
【0018】上述の構成によれば、シャント兼遮光用の
配線21を高融点金属層23とAl層24との2層構造
で形成し、そのうち、PSG膜19のアニール温度に十
分に耐えることができる高融点金属層23を膜厚b1 
の薄い絶縁膜13,12上に直接形成して構成したこと
により、高融点金属層23の受光素子4上に跨る延長部
23aの長さa1 を小さくすることができる。
【0019】即ち、前述したようにスミア防止のために
、シャント兼遮光用の配線の受光素子上への延長部の長
さaはその下の絶縁膜の膜厚bとの関係で決まる。本構
成では図3で示すように高融点金属層23の延長部23
a下の絶縁膜12が膜厚b1 (<b0)と薄いために
、従来の図4でのスミア防止に必要な入射光17の反射
回転を同じにすると、延長部23aの長さはa1(<a
0)と小さくすることができる。従って、スミア防止を
果たしつつシャント兼遮光用の配線21間の受光素子4
の開口率を上げることができる。
【0020】また、高融点金属層23をパターニングす
るに際して垂直シフトレジスタ5と受光素子4との段差
が小さくなるので、露光精度が上がると共に、高融点金
属層自体はAlより微細加工性がよいために精度よく微
細なパターニングができる。その結果、露光マスクパタ
ーンとして予め垂直方向の受光素子間で幅広とすること
も可能となり、高密度化したときにも垂直シフトレジス
タを十分遮光することができる。また上記段差が小さい
ことからその後の加工性もよくなる。
【0021】そして、W,Mo,Ti等の高融点金属層
23はAlよりも緻密であるので、Al層よりも薄くし
てもAlと同等の遮光効果が得られる。転送電極9の端
の部分では高融点金属層23のみで十分遮光することが
できる。これは、チャネルストップ領域8又は読み出し
ゲート部7があるので、垂直シフトレジスタ5への光の
進入防止は高融点金属層23で十分行える。垂直シフト
レジスタ5の直上からの光に対しては、高融点金属層2
3の遮光能力は不足する懼れがあるも、本例では垂直シ
フトレジスタ5の直上が高融点金属層23とAl層24
の2層構造の配線21となっているので十分に遮光する
ことができる。
【0022】さらに、高融点金属層23上にAl層24
が形成されるので、シャント配線としてのシート抵抗を
十分低くすることができる。
【0023】尚、上例においては、2層構造のシャント
兼遮光用の配線21を撮像部1に適用したが、勿論、蓄
積部2でも同様のシャント兼遮光用の配線21を用いる
。また、上例では縦形のFIT型固体撮像素子に適用し
たが、撮像部1の水平方向の横側に蓄積部2を配した所
謂横形のFIT型固体撮像素子に本発明に係る2層構造
のシャント兼遮光用の配線21を適用することもできる
。さらに、FIT型に限らず、他のインターライン型C
CD固体撮像素子にも本発明に係る2層構造のシャント
兼遮光用の配線21を適用することもできる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、シャント兼遮光用の配
線を高融点金属層と低融点金属層の2層構造とすること
により、受光素子の開口率を上げると共に、スミアを防
止することができる。またシャント配線としてのシート
抵抗も十分に低くすることができる。従って、高品位(
超高解像度)用の固体撮像素子の実用化を促進すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像素子の一例を示す要部の平面
図である。
【図2】図1のA−A線上の断面図である。
【図3】本発明の説明に供する要部の断面図である。
【図4】従来の説明に供する要部の断面図である。
【図5】従来の縦形のFIT型固体撮像素子の構成図で
ある。
【図6】図5の要部の平面図である。
【図7】図6のB−B線上の断面図である。
【図8】露光マスクパターンの説明図である。
【符号の説明】
1  撮像部 2  蓄積部 3  水平シフトレジスタ部 4  受光部 5  垂直シフトレジスタ 9  転送電極 12  ゲート絶縁膜 19  PSG膜 21  シャント兼遮光用の配線 23  高融点金属層 24  Al層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  マトリックス状に配置された複数の受
    光素子と、該受光素子の各列に対応して設けられたシフ
    トレジスタからなる撮像部を備え、上記各シフトレジス
    タ上に該シフトレジスタの転送電極に接続されるシャン
    ト兼遮光用の配線が形成されてなる固体撮像素子におい
    て、上記シャント兼遮光用の配線が高融点金属層とその
    上の低融点金属層の2層構造で形成されて成る固体撮像
    素子。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0687017A1 (en) * 1994-05-31 1995-12-13 Nec Corporation Method of manufacturing solid state image sensing device
CN103037174A (zh) * 2011-10-07 2013-04-10 索尼公司 固态成像装置和其制造方法以及成像单元

Cited By (3)

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JP2013084713A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Sony Corp 固体撮像素子および製造方法、並びに撮像ユニット

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