JPH04352475A - Ｃｃｄ固体撮像素子 - Google Patents
Ｃｃｄ固体撮像素子Info
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- JPH04352475A JPH04352475A JP4022468A JP2246892A JPH04352475A JP H04352475 A JPH04352475 A JP H04352475A JP 4022468 A JP4022468 A JP 4022468A JP 2246892 A JP2246892 A JP 2246892A JP H04352475 A JPH04352475 A JP H04352475A
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- ccd solid
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
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- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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。
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、ＣＣＤ固体撮像素子に
関し、特に単位画素から発生するスミアを防止するため
の光遮断膜を改善したＣＣＤ固体撮像素子に関する。
関し、特に単位画素から発生するスミアを防止するため
の光遮断膜を改善したＣＣＤ固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＣＣＤ固体撮像素子は、カメラ一
体型ＶＴＲや監視用カメラなどの急激な補給とともにそ
の需要が急増している。特に、ＣＣＤ消費量の９０％を
占める一般のムービーカメラにおいては急激に増加する
勢いである。さらに、半導体微細加工技術の発展に従い
、小型化、多画素化および高性能化が要求されている。
体型ＶＴＲや監視用カメラなどの急激な補給とともにそ
の需要が急増している。特に、ＣＣＤ消費量の９０％を
占める一般のムービーカメラにおいては急激に増加する
勢いである。さらに、半導体微細加工技術の発展に従い
、小型化、多画素化および高性能化が要求されている。
【０００３】図１は、従来のＣＣＤ撮像素子の断面図で
あり、日経マイクロデバイス１９９０年６月号頁８７〜
９４に掲載された論文であるＣＣＤ固体撮像素子の一例
を示すものである。
あり、日経マイクロデバイス１９９０年６月号頁８７〜
９４に掲載された論文であるＣＣＤ固体撮像素子の一例
を示すものである。
【０００４】同図に示すように、Ｎ型基板１００にＰ−
ウェル１０およびＰウェル１２を形成し、Ｐ− ウェ
ル１０にはフォトダイオード１６を形成し、その上には
Ｐ＋ 層１８を形成する。前記Ｐウェル１２にはＮ型の
不純物をドーピングして垂直電荷結合素子（Ｖｅｒｔｉ
ｃａｌ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖ
ｉｃｅ，以下、ＶＣＣＤという）１４を形成し、その上
に第１伝送ゲート絶縁膜２０を形成して、その上に前記
ＶＣＣＤ１４と対応する位置に伝送ゲート電極２４およ
びフォトダイオード１６の受光部が開くことができるよ
うに光遮断膜２６を形成している。
ウェル１０およびＰウェル１２を形成し、Ｐ− ウェ
ル１０にはフォトダイオード１６を形成し、その上には
Ｐ＋ 層１８を形成する。前記Ｐウェル１２にはＮ型の
不純物をドーピングして垂直電荷結合素子（Ｖｅｒｔｉ
ｃａｌ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖ
ｉｃｅ，以下、ＶＣＣＤという）１４を形成し、その上
に第１伝送ゲート絶縁膜２０を形成して、その上に前記
ＶＣＣＤ１４と対応する位置に伝送ゲート電極２４およ
びフォトダイオード１６の受光部が開くことができるよ
うに光遮断膜２６を形成している。
【０００５】前記のような構造のＣＣＤ撮像素子はフォ
トダイオード１６に垂直光■が入射されると、フォトダ
イオード１６においては入力光による正常的なキャリア
が発生され、スミアキャリアは発生されないが、フォト
ダイオード１６に傾斜光■が入力されると、その光の一
部がフォトダイオード１６の表面に反射され再び光遮断
膜２６の下方から再反射されて伝送ゲート絶縁膜２０と
同様な通路を通じてＶＣＣＤ１４を通過するようになる
ため、ＶＣＣＤ１４の下方においてはスミアキャリアが
発生する。
トダイオード１６に垂直光■が入射されると、フォトダ
イオード１６においては入力光による正常的なキャリア
が発生され、スミアキャリアは発生されないが、フォト
ダイオード１６に傾斜光■が入力されると、その光の一
部がフォトダイオード１６の表面に反射され再び光遮断
膜２６の下方から再反射されて伝送ゲート絶縁膜２０と
同様な通路を通じてＶＣＣＤ１４を通過するようになる
ため、ＶＣＣＤ１４の下方においてはスミアキャリアが
発生する。
【０００６】前記のようにスミアは、フォトダイオード
１６の領域以外から光電変換された信号電荷が直接ＶＣ
ＣＤ１４に混入されるため生じる。
１６の領域以外から光電変換された信号電荷が直接ＶＣ
ＣＤ１４に混入されるため生じる。
【０００７】したがって、入射される光のうち、一部の
洩れ光■が図１の絶縁膜２０を通じて電荷の伝送中にＶ
ＣＣＤ領域の近方に入射されることを完全に遮断する必
要がある。
洩れ光■が図１の絶縁膜２０を通じて電荷の伝送中にＶ
ＣＣＤ領域の近方に入射されることを完全に遮断する必
要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記論
文においては、開口面積を最適値としてスミアを減少さ
せる方法を講じたが、これは伝送ゲート絶縁膜２０を通
じて入射する洩れ光によるスミアは防止することができ
ないという問題があった。
文においては、開口面積を最適値としてスミアを減少さ
せる方法を講じたが、これは伝送ゲート絶縁膜２０を通
じて入射する洩れ光によるスミアは防止することができ
ないという問題があった。
【０００９】したがって、本発明の目的は、単位画素の
以外の部分に入射される入射光を遮断する光遮断膜をシ
リコン基板に接するように形成して、光遮断膜とシリコ
ン基板との間に伝送ゲート絶縁膜を通じて発生するスミ
アノーズを根本的に除去することができるＣＣＤ固体撮
像素子を提供することである。
以外の部分に入射される入射光を遮断する光遮断膜をシ
リコン基板に接するように形成して、光遮断膜とシリコ
ン基板との間に伝送ゲート絶縁膜を通じて発生するスミ
アノーズを根本的に除去することができるＣＣＤ固体撮
像素子を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、シリコン基板、入射する光を受入れる前記
シリコン基板内の埋立フォトダイオード、前記埋立フォ
トダイオードに蓄積された電荷を伝送するＶＣＣＤ領域
、伝送ゲート電極、伝送ゲート電極絶縁膜および光遮断
膜からなるＣＣＤ固体撮像素子において、前記光遮断膜
が前記伝送ゲート絶縁膜を覆いながらその下側端部が前
記シリコン基板の表面に接するように形成されたことを
特徴とする。
の本発明は、シリコン基板、入射する光を受入れる前記
シリコン基板内の埋立フォトダイオード、前記埋立フォ
トダイオードに蓄積された電荷を伝送するＶＣＣＤ領域
、伝送ゲート電極、伝送ゲート電極絶縁膜および光遮断
膜からなるＣＣＤ固体撮像素子において、前記光遮断膜
が前記伝送ゲート絶縁膜を覆いながらその下側端部が前
記シリコン基板の表面に接するように形成されたことを
特徴とする。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１２】図２は、本発明の一実施例を示すものであ
る。同図に示すように、シリコン基板１００、入射する
光を受入れる前記シリコン基板１００内に形成された埋
立フォトダイオード１６、前記埋立フォトダイオード１
６に蓄積された電荷を伝送するＶＣＣＤ１４、伝送ゲー
ト電極２４、伝送ゲート絶縁膜２０、２２および光遮断
膜２６からなる通常のＣＣＤ固体撮像素子において、前
記光遮断膜２６が前記伝送ゲート絶縁膜２２を覆いなが
らその下側端部２８が前記シリコン基板１００の表面に
接するように形成される。
る。同図に示すように、シリコン基板１００、入射する
光を受入れる前記シリコン基板１００内に形成された埋
立フォトダイオード１６、前記埋立フォトダイオード１
６に蓄積された電荷を伝送するＶＣＣＤ１４、伝送ゲー
ト電極２４、伝送ゲート絶縁膜２０、２２および光遮断
膜２６からなる通常のＣＣＤ固体撮像素子において、前
記光遮断膜２６が前記伝送ゲート絶縁膜２２を覆いなが
らその下側端部２８が前記シリコン基板１００の表面に
接するように形成される。
【００１３】前記のような構成を有するＣＣＤ固体撮像
素子に対する製造方法を説明する。図３は、図２の実施
例の遮断膜を形成する方法を示す工程断面図である。
素子に対する製造方法を説明する。図３は、図２の実施
例の遮断膜を形成する方法を示す工程断面図である。
【００１４】まず、図３の（ａ）に示すように、通常の
ＣＣＤ製造工程にてＮ型シリコン基板にＰ型不純物を拡
散させたＰウェル１２層および埋立フォトダイオード１
６層を積層し、ＶＣＣＤ領域１４などが形成されてなす
結果的構造のシリコン基板上に第１伝送ゲート絶縁膜２
０を形成した後、ポリシリコンを沈積しパターン形成し
て伝送ゲート電極２４を形成する。
ＣＣＤ製造工程にてＮ型シリコン基板にＰ型不純物を拡
散させたＰウェル１２層および埋立フォトダイオード１
６層を積層し、ＶＣＣＤ領域１４などが形成されてなす
結果的構造のシリコン基板上に第１伝送ゲート絶縁膜２
０を形成した後、ポリシリコンを沈積しパターン形成し
て伝送ゲート電極２４を形成する。
【００１５】その後、前記伝送ゲート電極２４上に第２
ゲート絶縁膜２２を形成した後、絶縁膜（図において斜
線部分）を乾式エッチングする。このとき、第１ゲート
絶縁膜２０の斜線部分が完全にエッチングされるように
するため、第２ゲート絶縁膜２２を十分に厚く形成する
ことは周知の事実である。
ゲート絶縁膜２２を形成した後、絶縁膜（図において斜
線部分）を乾式エッチングする。このとき、第１ゲート
絶縁膜２０の斜線部分が完全にエッチングされるように
するため、第２ゲート絶縁膜２２を十分に厚く形成する
ことは周知の事実である。
【００１６】前記第１および第２ゲート絶縁膜２０、２
２をエッチングした後、図３の（ｂ）に示すように、光
遮断膜２６の形成物質を蒸着し斜線部分をエッチングし
て光遮断膜２６を完成する。ここで、前記光遮断膜２６
はアルミニウムなどの導電性物質を用いるか、あるいは
ポリシリコンを蒸着し、その上にＴｉあるいはＷを蒸着
熱処理して、ポリサイドを設けることもできる。
２をエッチングした後、図３の（ｂ）に示すように、光
遮断膜２６の形成物質を蒸着し斜線部分をエッチングし
て光遮断膜２６を完成する。ここで、前記光遮断膜２６
はアルミニウムなどの導電性物質を用いるか、あるいは
ポリシリコンを蒸着し、その上にＴｉあるいはＷを蒸着
熱処理して、ポリサイドを設けることもできる。
【００１７】図３の（ｃ）は、完成された光遮断膜２６
の形状を示すものである。ここで、光遮断膜２６の形成
工程の際エッチングする場合、工程の便宜上、光遮断膜
２６の側壁に突出された突起部２７を形成しているが、
これは形成しなくてもよい。
の形状を示すものである。ここで、光遮断膜２６の形成
工程の際エッチングする場合、工程の便宜上、光遮断膜
２６の側壁に突出された突起部２７を形成しているが、
これは形成しなくてもよい。
【００１８】さらに、従来の場合とは異なり、光遮断膜
２６がシリコン基板の表面に接するため素子の特性に影
響を及ぼすものであると考えられるが、光遮断膜２６が
これに接するようになるシリコン基板１００と同一な電
位状態になるようにするか、電流がほとんど流れない状
態、たとえばショットキーダイオードやＰＮ接合ダイオ
ードの逆方向バイアス状態になるため、素子の動作には
影響を与えない。好ましくは、光遮断膜２６をフォトダ
イオード１６上に形成されるＰ＋ 層（図２において、
符号１８）に接するようにして同一な電位を維持するよ
うにするか、光遮断膜２６をＮ型ポリシリコンおよび珪
化物で形成してＮ型ポリシリコンがＰ＋ 層２０と同様
な電位あるいはさらに高い電位になると、素子の動作に
影響を与えることなくスミアを防止することができる。
２６がシリコン基板の表面に接するため素子の特性に影
響を及ぼすものであると考えられるが、光遮断膜２６が
これに接するようになるシリコン基板１００と同一な電
位状態になるようにするか、電流がほとんど流れない状
態、たとえばショットキーダイオードやＰＮ接合ダイオ
ードの逆方向バイアス状態になるため、素子の動作には
影響を与えない。好ましくは、光遮断膜２６をフォトダ
イオード１６上に形成されるＰ＋ 層（図２において、
符号１８）に接するようにして同一な電位を維持するよ
うにするか、光遮断膜２６をＮ型ポリシリコンおよび珪
化物で形成してＮ型ポリシリコンがＰ＋ 層２０と同様
な電位あるいはさらに高い電位になると、素子の動作に
影響を与えることなくスミアを防止することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、光遮断
膜をシリコン基板に接するように形成することにより入
射する光が直接ＶＣＣＤ領域に伝達されないよう、効果
的に光を遮断してスミアノーズを防止することができる
。
膜をシリコン基板に接するように形成することにより入
射する光が直接ＶＣＣＤ領域に伝達されないよう、効果
的に光を遮断してスミアノーズを防止することができる
。
【図１】従来の固体撮像素子の構成を示す断面図である
。
。
【図２】本発明の一実施例を示す固体撮像素子の断面図
である。
である。
【図３】図２の固体撮像素子の光遮断膜を形成する工程
を順に示す断面図である。
を順に示す断面図である。
１４ ＶＣＣＤ
１６ 埋立フォトダイオード
２０，２２ 伝送ゲート絶縁膜
２４ 伝送ゲート電極２６ 光遮断膜１００ シ
リコン基板
リコン基板
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン基板、入射する光を受入れる
前記シリコン基板内の埋立フォトダイオード、前記埋立
フォトダイオードに蓄積された電荷を伝送する垂直電荷
結合素子領域、伝送ゲート電極、伝送ゲート電極絶縁膜
および光遮断膜からなるＣＣＤ固体撮像素子において、
前記光遮断膜が前記伝送ゲート絶縁膜を覆いながらその
下側端部が前記シリコン基板の表面に接するように形成
されたことを特徴とするＣＣＤ固体撮像素子。 - 【請求項２】 前記光遮断膜が導電性物質で形成され
ることを特徴とする請求項１に記載のＣＣＤ固体撮像素
子。 - 【請求項３】 前記光遮断膜とシリコン基板がショッ
トキーダイオードを形成することを特徴とする請求項１
に記載のＣＣＤ固体撮像素子。 - 【請求項４】 前記光遮断膜がポリシリコンにＴｉあ
るいはＷを蒸着して形成されたポリサイドであることを
特徴とする請求項１に記載のＣＣＤ固体撮像素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910008486A KR920022484A (ko) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Ccd 고체 촬상소자 |
| KR8486 | 1991-05-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04352475A true JPH04352475A (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=19314888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4022468A Pending JPH04352475A (ja) | 1991-05-24 | 1992-02-07 | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04352475A (ja) |
| KR (1) | KR920022484A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100457335B1 (ko) * | 1997-09-11 | 2005-05-17 | 삼성전자주식회사 | 반도체장치및그의제조방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159564A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-10 | Sony Corp | 固体光−電気変換装置 |
| JPS63142850A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Nec Corp | 半導体記憶装置 |
| JPH04263469A (ja) * | 1991-02-18 | 1992-09-18 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
-
1991
- 1991-05-24 KR KR1019910008486A patent/KR920022484A/ko not_active Application Discontinuation
-
1992
- 1992-02-07 JP JP4022468A patent/JPH04352475A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159564A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-10 | Sony Corp | 固体光−電気変換装置 |
| JPS63142850A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Nec Corp | 半導体記憶装置 |
| JPH04263469A (ja) * | 1991-02-18 | 1992-09-18 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR920022484A (ko) | 1992-12-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19951017 |