JPH0453166A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0453166A JPH0453166A JP2158961A JP15896190A JPH0453166A JP H0453166 A JPH0453166 A JP H0453166A JP 2158961 A JP2158961 A JP 2158961A JP 15896190 A JP15896190 A JP 15896190A JP H0453166 A JPH0453166 A JP H0453166A
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (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
この発明は固体撮像素子に関する。
従来の固体撮像素子としては例えば第３図に示すような
ものがある。この固体撮像素子は、ｐ型半導体基板２１
の表面２１ａに、ｎ型領域２３からなる受光部１０１と
、ｎ−型領域２２およびポリシリコン電極２７からなる
ＣＣＤ（電荷転送）部■０２とを有している。受光部１
（Ｎの周辺域とＣＣＤ部１０２全域は遮光用メタル３０
で覆われており、受光部１０１の中央だけが窓Ｄ０を通
して外部に面する状態になっている。この固体撮像素子
に被写体からの光が入射した場合、基板垂直に入射した
光は窓り。を通して受光部１０１へ導かれる一方、斜め
に入射した光り。は遮光用メタル３０の端部３０ａで遮
ぎられる。そして、上記垂直に入射した光は受光部１０
１で光電変換される。 光電変換されて生じた電荷は、ＣＣＤ部１０２のｎ−型
領域２２を通してポリシリコン電極２７の電位に応じて
転送される。なお、２５は基板表面２１ａを覆う均一な
厚さの酸化膜、２８．２９は中間絶縁膜を示している。 ２４は画素分離用のｐ′″型チャンネルストッパである
。
ものがある。この固体撮像素子は、ｐ型半導体基板２１
の表面２１ａに、ｎ型領域２３からなる受光部１０１と
、ｎ−型領域２２およびポリシリコン電極２７からなる
ＣＣＤ（電荷転送）部■０２とを有している。受光部１
（Ｎの周辺域とＣＣＤ部１０２全域は遮光用メタル３０
で覆われており、受光部１０１の中央だけが窓Ｄ０を通
して外部に面する状態になっている。この固体撮像素子
に被写体からの光が入射した場合、基板垂直に入射した
光は窓り。を通して受光部１０１へ導かれる一方、斜め
に入射した光り。は遮光用メタル３０の端部３０ａで遮
ぎられる。そして、上記垂直に入射した光は受光部１０
１で光電変換される。 光電変換されて生じた電荷は、ＣＣＤ部１０２のｎ−型
領域２２を通してポリシリコン電極２７の電位に応じて
転送される。なお、２５は基板表面２１ａを覆う均一な
厚さの酸化膜、２８．２９は中間絶縁膜を示している。 ２４は画素分離用のｐ′″型チャンネルストッパである
。
【発明が解決しようとする課題］
ところで、仮に遮光用メタル３０が受光部１０１の周辺
域を覆っていないものとすると、第３図中に破線で示す
ように、上記光り。がｃｃＤ６ｆ＜］０２側の基板ＩＩ
中に入射する。この結果、基板１１中で生じた電荷がｎ
−型領域２２に到達して、被写体に明るい線が入ったよ
うに見える不具合現象（スミア）が起こる。この固体撮
像素子は、遮光メタル３０で受光部１（Ｈの周辺域を覆
うことによって、このようなスミアを低減している。 しかしながら、上記従来の固体撮像素子は、上に述べた
ように遮光用メタル３０で受光部１０１の周辺域を覆っ
ているため、受光部１０１上の窓Ｄ０の幅が狭くなって
感度が低下するという問題がある。 そこで、この発明の目的は、スミアを低減できるうえ、
感度を向上させることができる固体撮像素子を提供する
ことにある。 【課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明は、基板表面に設
けられた受光部と、この受光部に隣接し上記受光部で発
生した信号電荷を読出す続出し部と、この続出し部上に
設けられた遮光用メタルを備えて、被写体から入射した
光を上記受光部で光電変換し、光電変換して生した電荷
を上記読出し部を通して出力するようにした固体撮像素
子において、上記受光部の表面に、上記基板表面を局所
酸化して形成したレンズを設けたことを特徴としている
。 【作用】 受光部の表面にレンズを設けた場合、仮に遮光用メタル
が受光部の周辺域を覆っておらず受光部上の全域が窓と
なっていたとしても、斜めに入射した光は上記レンズに
よって受光部側に集束する。 したがって読出し部側の基板中に入射することかなく、
スミアか低減される。しかも、受光部」二の全域を窓と
することによって、受光部へ入射する光量が増加して従
来に比して感度が向上する。
域を覆っていないものとすると、第３図中に破線で示す
ように、上記光り。がｃｃＤ６ｆ＜］０２側の基板ＩＩ
中に入射する。この結果、基板１１中で生じた電荷がｎ
−型領域２２に到達して、被写体に明るい線が入ったよ
うに見える不具合現象（スミア）が起こる。この固体撮
像素子は、遮光メタル３０で受光部１（Ｈの周辺域を覆
うことによって、このようなスミアを低減している。 しかしながら、上記従来の固体撮像素子は、上に述べた
ように遮光用メタル３０で受光部１０１の周辺域を覆っ
ているため、受光部１０１上の窓Ｄ０の幅が狭くなって
感度が低下するという問題がある。 そこで、この発明の目的は、スミアを低減できるうえ、
感度を向上させることができる固体撮像素子を提供する
ことにある。 【課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明は、基板表面に設
けられた受光部と、この受光部に隣接し上記受光部で発
生した信号電荷を読出す続出し部と、この続出し部上に
設けられた遮光用メタルを備えて、被写体から入射した
光を上記受光部で光電変換し、光電変換して生した電荷
を上記読出し部を通して出力するようにした固体撮像素
子において、上記受光部の表面に、上記基板表面を局所
酸化して形成したレンズを設けたことを特徴としている
。 【作用】 受光部の表面にレンズを設けた場合、仮に遮光用メタル
が受光部の周辺域を覆っておらず受光部上の全域が窓と
なっていたとしても、斜めに入射した光は上記レンズに
よって受光部側に集束する。 したがって読出し部側の基板中に入射することかなく、
スミアか低減される。しかも、受光部」二の全域を窓と
することによって、受光部へ入射する光量が増加して従
来に比して感度が向上する。
以下、この発明の固体撮像素子を図示の実施例により詳
細に説明する。 第１図に示すように、この固体撮像素子は、ｐ型半導体
基板】１の表面１１ａにｎ型領域Ｉ３からなる受光部ｌ
と、ｎ−型領域１２およびポリシリコン電極１７からな
るＣＣＤＣ２Ｏ４有している。 基板表面１１ａは酸化膜１５で覆われており、上記ポリ
シリコン電極１７はこの酸化膜（ＳｉＯｔ）１５上に設
けられている。受光部ｌのｎ型領域１３の表面には、基
板表面１１ａを局所酸化して形成したレンズ（酸化膜」
５の一部をなす月５ａが設けられている。ＣＣＤＣ２Ｏ
４域は遮光用メタル２０で覆われる一方、受光部１の略
全域は窓Ｄ１を通して外部に面する状態となっている。 なお、１６は窒化Ｍ（ＳｉＮｘ）、Ｉ ８，１９は中間
Ｓｉｎ。 膜を示している。 この固体撮像素子は次のようにして作製される。 まず、第２図（ａ）に示すように、ｐ型半導体基板１１
の表面１１ｇに、受光部ｌを構成するｎ型領域１３と、
ＣＣＤＣ２Ｏ４成するｎ−型領域１２と、Ｐ′チャンネ
ルストッパ１４を形成する。基板表面１１ａの全域に酸
化膜１５．窒化［１６を順に形成し、続いてＣＣＤＣ２
Ｏ４リシリコン電極１７を形成する。次に、第２図（ｂ
）に示すように、受光部１の周辺域とＣＣＤＣ２Ｏ４域
とにホトレノストＲを設ける。そして、このホトレジス
トＲをマスクとして、窒化膜１６のうち受光部１の中央
に存する部分をエツチングして除去する。次に、第２図
（ｃ）に示すように、上記ホトレジストＲを除去した後
、この試料を酸化する。すると、窒化Ｍ１６を除去した
受光部１の中央では酸化が進行して酸化膜１５か厚くな
る一方、窒化膜１６を残したＣＣＤＣ２Ｏ４酸化は進行
せず酸化膜１５は元の厚さのままとなっている。受光部
ｌの周辺域では、酸化膜１５は中央に向かって次第に厚
くなる形状となる。このようにして、受光部１上にＳｉ
Ｏ３からなるレンズ１５ａを形成する。なお、同時に、
ポリシリコン電極１７の上部および側部が酸化されて中
間５ｉＣｈ膜１８となる。次に、第２図（ｄ）に示すよ
うに、上記窒化膜１６のうち受光部１上の部分をエツチ
ングして、上記レンズ１５ａを露出させる。最後に、第
１図に示すように、ＣＶＤ法によりＳｉｎ、からなる中
間絶縁膜１９をレンズ１５ａの形状を表面側に反映する
厚さで成長し、その上にＣＣ０部２を覆う遮光用メタル
２０を形成する。遮光用メタル２０は、受光部Ｉの略全
域が外部に面するように形成する。 このように受光部Ｉの表面にレンズ１５ａを設けた場合
、被写体から入射した光のうち斜めに入射した光Ｌｌは
、第１図中に実線で示すように、レンズ１５ａによって
受光部ｌに集束する。すなわち、ＣＣＤ部２側の基板Ｉ
Ｉ中に入射（同図中に破線で示す）するようなことがな
い。したがって、スミアを低減することができる。しか
も、受光部Ｉの略全域が遮光用メタル２０間の窓Ｄ１を
通して外部に面する状態になっているので、受光部１へ
入射する光量を増加させることができる。 したがって、従来に比して感度を向上させることができ
る。 なお、中間絶縁膜１９を厚く成長すると、中間絶縁膜１
９の表面はレンズ１５ａの形状を反映せず、平坦な状態
に仕上がる。けれども、レンズＩ５ａの下半分はレンズ
形状を保っているので、受光部“１上のレンズ効果が消
失するようなことはない。
細に説明する。 第１図に示すように、この固体撮像素子は、ｐ型半導体
基板】１の表面１１ａにｎ型領域Ｉ３からなる受光部ｌ
と、ｎ−型領域１２およびポリシリコン電極１７からな
るＣＣＤＣ２Ｏ４有している。 基板表面１１ａは酸化膜１５で覆われており、上記ポリ
シリコン電極１７はこの酸化膜（ＳｉＯｔ）１５上に設
けられている。受光部ｌのｎ型領域１３の表面には、基
板表面１１ａを局所酸化して形成したレンズ（酸化膜」
５の一部をなす月５ａが設けられている。ＣＣＤＣ２Ｏ
４域は遮光用メタル２０で覆われる一方、受光部１の略
全域は窓Ｄ１を通して外部に面する状態となっている。 なお、１６は窒化Ｍ（ＳｉＮｘ）、Ｉ ８，１９は中間
Ｓｉｎ。 膜を示している。 この固体撮像素子は次のようにして作製される。 まず、第２図（ａ）に示すように、ｐ型半導体基板１１
の表面１１ｇに、受光部ｌを構成するｎ型領域１３と、
ＣＣＤＣ２Ｏ４成するｎ−型領域１２と、Ｐ′チャンネ
ルストッパ１４を形成する。基板表面１１ａの全域に酸
化膜１５．窒化［１６を順に形成し、続いてＣＣＤＣ２
Ｏ４リシリコン電極１７を形成する。次に、第２図（ｂ
）に示すように、受光部１の周辺域とＣＣＤＣ２Ｏ４域
とにホトレノストＲを設ける。そして、このホトレジス
トＲをマスクとして、窒化膜１６のうち受光部１の中央
に存する部分をエツチングして除去する。次に、第２図
（ｃ）に示すように、上記ホトレジストＲを除去した後
、この試料を酸化する。すると、窒化Ｍ１６を除去した
受光部１の中央では酸化が進行して酸化膜１５か厚くな
る一方、窒化膜１６を残したＣＣＤＣ２Ｏ４酸化は進行
せず酸化膜１５は元の厚さのままとなっている。受光部
ｌの周辺域では、酸化膜１５は中央に向かって次第に厚
くなる形状となる。このようにして、受光部１上にＳｉ
Ｏ３からなるレンズ１５ａを形成する。なお、同時に、
ポリシリコン電極１７の上部および側部が酸化されて中
間５ｉＣｈ膜１８となる。次に、第２図（ｄ）に示すよ
うに、上記窒化膜１６のうち受光部１上の部分をエツチ
ングして、上記レンズ１５ａを露出させる。最後に、第
１図に示すように、ＣＶＤ法によりＳｉｎ、からなる中
間絶縁膜１９をレンズ１５ａの形状を表面側に反映する
厚さで成長し、その上にＣＣ０部２を覆う遮光用メタル
２０を形成する。遮光用メタル２０は、受光部Ｉの略全
域が外部に面するように形成する。 このように受光部Ｉの表面にレンズ１５ａを設けた場合
、被写体から入射した光のうち斜めに入射した光Ｌｌは
、第１図中に実線で示すように、レンズ１５ａによって
受光部ｌに集束する。すなわち、ＣＣＤ部２側の基板Ｉ
Ｉ中に入射（同図中に破線で示す）するようなことがな
い。したがって、スミアを低減することができる。しか
も、受光部Ｉの略全域が遮光用メタル２０間の窓Ｄ１を
通して外部に面する状態になっているので、受光部１へ
入射する光量を増加させることができる。 したがって、従来に比して感度を向上させることができ
る。 なお、中間絶縁膜１９を厚く成長すると、中間絶縁膜１
９の表面はレンズ１５ａの形状を反映せず、平坦な状態
に仕上がる。けれども、レンズＩ５ａの下半分はレンズ
形状を保っているので、受光部“１上のレンズ効果が消
失するようなことはない。
以上より明らかなように、この発明の固体撮像素子は、
受光部の表面に基板表面を局所酸化して形成したレンズ
を設けているので、スミアを低減できるうえに感度を向
上させることができる。
受光部の表面に基板表面を局所酸化して形成したレンズ
を設けているので、スミアを低減できるうえに感度を向
上させることができる。
第１図はこの発明の一実施例の固体撮像素子の構造を示
す断面図、第２図（ａ）乃至（ｄ）は上記固体撮像素子
を作製する工程を示す図、第３図は従来の固体撮像素子
の構造を示す断面図である。 １・・・受光部、２・・・ＣＣＤ部、 １・・ｐ型半導体基板、ｌｌａ・・・基板表面、２・・
・ｎ−型領域、１３・・・ｎ型領域、４・・・ｐ′″チ
ャンネルストッパ、１５・・・酸化膜、５ａ・レンズ、
Ｉ６・窒化膜、 ７・・・ポリシリコン電極、１８・・・中間Ｓｉｎ、膜
、９・・・中間絶縁膜、２０ ・遮光用メタル、Ｄｌ・
・・窓、Ｌ、・・・斜めに入射した光。
す断面図、第２図（ａ）乃至（ｄ）は上記固体撮像素子
を作製する工程を示す図、第３図は従来の固体撮像素子
の構造を示す断面図である。 １・・・受光部、２・・・ＣＣＤ部、 １・・ｐ型半導体基板、ｌｌａ・・・基板表面、２・・
・ｎ−型領域、１３・・・ｎ型領域、４・・・ｐ′″チ
ャンネルストッパ、１５・・・酸化膜、５ａ・レンズ、
Ｉ６・窒化膜、 ７・・・ポリシリコン電極、１８・・・中間Ｓｉｎ、膜
、９・・・中間絶縁膜、２０ ・遮光用メタル、Ｄｌ・
・・窓、Ｌ、・・・斜めに入射した光。
Claims (1)
- （１）基板表面に設けられた受光部と、この受光部に隣
接し上記受光部で発生した信号電荷を読出す読出し部と
、この読出し部上に設けられた遮光用メタルを備えて、
被写体から入射した光を上記受光部で光電変換し、光電
変換して生じた電荷を上記読出し部を通して出力するよ
うにした固体撮像素子において、 上記受光部の表面に、上記基板表面を局所酸化して形成
したレンズを設けたことを特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2158961A JPH0453166A (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2158961A JPH0453166A (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0453166A true JPH0453166A (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=15683140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2158961A Pending JPH0453166A (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0453166A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008012235A1 (fr) * | 2006-07-25 | 2008-01-31 | Commissariat A L'energie Atomique | Structure matricielle de filtrage optique et capteur d'images associé |
| US8766385B2 (en) | 2006-07-25 | 2014-07-01 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Filtering matrix structure, associated image sensor and 3D mapping device |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2158961A patent/JPH0453166A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008012235A1 (fr) * | 2006-07-25 | 2008-01-31 | Commissariat A L'energie Atomique | Structure matricielle de filtrage optique et capteur d'images associé |
| FR2904432A1 (fr) * | 2006-07-25 | 2008-02-01 | Commissariat Energie Atomique | Structure matricielle de filtrage optique et capteur d'images associe |
| US8587080B2 (en) | 2006-07-25 | 2013-11-19 | Commissariat A L'energie Atomique | Optical filtering matrix structure and associated image sensor |
| US8766385B2 (en) | 2006-07-25 | 2014-07-01 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Filtering matrix structure, associated image sensor and 3D mapping device |
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