JPH05110045A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPH05110045A JPH05110045A JP3293893A JP29389391A JPH05110045A JP H05110045 A JPH05110045 A JP H05110045A JP 3293893 A JP3293893 A JP 3293893A JP 29389391 A JP29389391 A JP 29389391A JP H05110045 A JPH05110045 A JP H05110045A
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- pixel part
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 半導体基板の表面上に、少なくとも第１およ
び第２の金属層が設けられ、第２の金属層は第１の金属
層上の絶縁膜上にあり、有効画素に隣接する遮光画素は
第１または第２の金属層により遮光し、他の遮光画素は
第２の金属層上の絶縁膜上に形成した第３の金属層によ
り遮光した光電変換装置。 【効果】 ＯＢ画素への光漏れやクロストークを防止
し、光電変換装置の表面段差を軽減するとともに、暗時
において、ＯＢ画素と有効画素との出力差を低減する。
び第２の金属層が設けられ、第２の金属層は第１の金属
層上の絶縁膜上にあり、有効画素に隣接する遮光画素は
第１または第２の金属層により遮光し、他の遮光画素は
第２の金属層上の絶縁膜上に形成した第３の金属層によ
り遮光した光電変換装置。 【効果】 ＯＢ画素への光漏れやクロストークを防止
し、光電変換装置の表面段差を軽減するとともに、暗時
において、ＯＢ画素と有効画素との出力差を低減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遮光層を有する光電変
換装置に関するものである。
換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＢＡＳＩＳエリアセンサの断面図
を図７に示す。１は半導体基板、２はエピタキシャル
層、３は光電変換領域であるベース層、４はＭＯＳ−Ｔ
ｒのソース、ドレイン領域である高濃度半導体層、５は
ゲート酸化膜、６はＭＯＳ−ＴｒのゲートであるポリＳ
ｉ電極、７は層間絶縁膜１、８は配線であるＡｌ１層、
９は第２の層間絶縁膜、１０は第３の層間絶縁膜、１１
は表面保護膜、１７は遮光層であるＡｌ膜である。Ａｌ
は遮光性に優れ、また、低抵抗な材料であるため、配線
としても遮光層としても用いることができる。
を図７に示す。１は半導体基板、２はエピタキシャル
層、３は光電変換領域であるベース層、４はＭＯＳ−Ｔ
ｒのソース、ドレイン領域である高濃度半導体層、５は
ゲート酸化膜、６はＭＯＳ−ＴｒのゲートであるポリＳ
ｉ電極、７は層間絶縁膜１、８は配線であるＡｌ１層、
９は第２の層間絶縁膜、１０は第３の層間絶縁膜、１１
は表面保護膜、１７は遮光層であるＡｌ膜である。Ａｌ
は遮光性に優れ、また、低抵抗な材料であるため、配線
としても遮光層としても用いることができる。
【０００３】ベース領域およびベースコレクタ間の空乏
層において、入射光により発生した正孔がベースに蓄積
されるに従いベース電位は上昇する。この正孔による信
号ＶPは次式で表わされる。
層において、入射光により発生した正孔がベースに蓄積
されるに従いベース電位は上昇する。この正孔による信
号ＶPは次式で表わされる。
【０００４】ＶP ＝ＡE・ｉP ・ｔS ／ＣB ここでｉPは光電流密度、ｔSは蓄積時間、ＣBはベース
容量、ＡEは開口面積である。
容量、ＡEは開口面積である。
【０００５】オプチカルブラック（ＯＢ）画素上は遮光
層で覆われているため、ベースには光が入射せず、ベー
ス電位は光量によらず一定となり、ＯＢ画素の出力は基
準電位として用いられる。
層で覆われているため、ベースには光が入射せず、ベー
ス電位は光量によらず一定となり、ＯＢ画素の出力は基
準電位として用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例では、ＯＢ画素への有効画素からの光漏れやクロ
ストークにより、光照射時にＯＢ画素出力が変動してし
まう欠点があった。
従来例では、ＯＢ画素への有効画素からの光漏れやクロ
ストークにより、光照射時にＯＢ画素出力が変動してし
まう欠点があった。
【０００７】また、遮光層がベースに近い位置にあるた
め、ＯＢ画素のベース容量が増加し、有効画素との暗時
出力差が大きくなる欠点があった。
め、ＯＢ画素のベース容量が増加し、有効画素との暗時
出力差が大きくなる欠点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
基板に有効画素部と遮光画素部とを設けた光電変換装置
において、前記半導体基板の表面上に、少なくとも第１
および第２の金属層が設けられ、第２の金属層は第１の
金属層上の絶縁膜上にあり、有効画素に隣接する遮光画
素は第１または第２の金属層により遮光し、他の遮光画
素は第２の金属層上の絶縁膜上に形成した第３の金属層
により遮光したことを特徴とする光電変換装置が提供さ
れる。
基板に有効画素部と遮光画素部とを設けた光電変換装置
において、前記半導体基板の表面上に、少なくとも第１
および第２の金属層が設けられ、第２の金属層は第１の
金属層上の絶縁膜上にあり、有効画素に隣接する遮光画
素は第１または第２の金属層により遮光し、他の遮光画
素は第２の金属層上の絶縁膜上に形成した第３の金属層
により遮光したことを特徴とする光電変換装置が提供さ
れる。
【０００９】すなわち本発明は、遮光画素部を第３の金
属層で遮光し、有効画素に隣接する遮光画素の最低１画
素を第１または第２の金属層で遮光することにより、
(1) ＯＢ画素への光漏れやクロストークを防止、(2) Ｏ
Ｂ画素への遮光層による寄生容量の低減、(3) センサ表
面形状の段差軽減、を可能としたものである。
属層で遮光し、有効画素に隣接する遮光画素の最低１画
素を第１または第２の金属層で遮光することにより、
(1) ＯＢ画素への光漏れやクロストークを防止、(2) Ｏ
Ｂ画素への遮光層による寄生容量の低減、(3) センサ表
面形状の段差軽減、を可能としたものである。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の特徴を最もよく表わす図面で
あり、図において符号１は半導体基板、２はエピタキシ
ャル層、３は光電変換領域であるベース層、４はＭＯＳ
−Ｔｒのソース、ドレイン領域である高濃度半導体層、
５はゲート酸化膜、６はＭＯＳトランジスタのゲートで
あるポリシリコン電極、７は第１の層間絶縁膜、８は配
線であるＡｌ1層、９は第２の層間絶縁膜、１０は第３
の層間絶縁膜、１１は表面保護膜、１２は遮光層である
Ａｌ膜である。１４は遮光膜１２で遮光されたオプチカ
ルブラック（ＯＢ）画素、１５は第１の配線層８（Ａｌ
1）で遮光されたＯＢ画素（以下「ダミー画素」と記
す）、１６は光電変換が行われる有効画素である。
あり、図において符号１は半導体基板、２はエピタキシ
ャル層、３は光電変換領域であるベース層、４はＭＯＳ
−Ｔｒのソース、ドレイン領域である高濃度半導体層、
５はゲート酸化膜、６はＭＯＳトランジスタのゲートで
あるポリシリコン電極、７は第１の層間絶縁膜、８は配
線であるＡｌ1層、９は第２の層間絶縁膜、１０は第３
の層間絶縁膜、１１は表面保護膜、１２は遮光層である
Ａｌ膜である。１４は遮光膜１２で遮光されたオプチカ
ルブラック（ＯＢ）画素、１５は第１の配線層８（Ａｌ
1）で遮光されたＯＢ画素（以下「ダミー画素」と記
す）、１６は光電変換が行われる有効画素である。
【００１１】ダミー画素１５の出力信号は実際には用い
られず、ＯＢ画素１４の出力信号（ＶOB）が基準電位と
なり、有効画素１６の出力信号（ＶE）との電位差が光
出力信号（ＶP）として用いられる。（Ｖp ＝ＶE −Ｖ
OB）ＯＢ画素１４の遮光層１２は表面保護膜１１の上部
に形成されており、センサベース領域３から十分離れた
位置にあるので遮光層によるベースへの寄生容量は十分
小さくなる。
られず、ＯＢ画素１４の出力信号（ＶOB）が基準電位と
なり、有効画素１６の出力信号（ＶE）との電位差が光
出力信号（ＶP）として用いられる。（Ｖp ＝ＶE −Ｖ
OB）ＯＢ画素１４の遮光層１２は表面保護膜１１の上部
に形成されており、センサベース領域３から十分離れた
位置にあるので遮光層によるベースへの寄生容量は十分
小さくなる。
【００１２】従って有効画素とＯＢ画素のベース容量は
ほとんど同じ大きさとなるため、暗時でのＯＢ画素し有
効画素の出力差を小さくできた。また、ＯＢ画素に隣接
してＡｌ１で遮光したダミー画素が形成されているの
で、ＯＢ画素１４への光漏れやクロストークが無くな
り、ＯＢ出力ＶOBは光の強度に依存せずに一定となっ
た。センサの断面形状も従来よりも段差がゆるやかにな
るため、カラーフィルタを上部に形成する場合、膜厚の
均一性を向上させることが可能となった。
ほとんど同じ大きさとなるため、暗時でのＯＢ画素し有
効画素の出力差を小さくできた。また、ＯＢ画素に隣接
してＡｌ１で遮光したダミー画素が形成されているの
で、ＯＢ画素１４への光漏れやクロストークが無くな
り、ＯＢ出力ＶOBは光の強度に依存せずに一定となっ
た。センサの断面形状も従来よりも段差がゆるやかにな
るため、カラーフィルタを上部に形成する場合、膜厚の
均一性を向上させることが可能となった。
【００１３】遮光層１２や配線層８はＡｌ以外にＷ，Ｍ
ｏ，Ｔｉ，Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｃｕ
等の遮光性の高い配線材料の使用が可能である。
ｏ，Ｔｉ，Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｃｕ
等の遮光性の高い配線材料の使用が可能である。
【００１４】また、上記の構造の光電変換装置以外に
も、ＣＣＤ，ＭＯＳ型光電変換装置等の遮光画素への適
用も可能である。
も、ＣＣＤ，ＭＯＳ型光電変換装置等の遮光画素への適
用も可能である。
【００１５】つぎに本発明の第２の実施例について図２
を用いて説明する。図２は本発明の第２実施例の光電変
換装置の断面図である。図１と同一または対応部分は同
一符号を付け、その説明は省略する。前述の第１の実施
例では最上部の遮光層はＯＢ画素上のみに形成していた
が、この第２の実施例では、ダミー画素１５の最上部ま
で延長して形成している。この構成の場合、第１の実施
例よりも段差を軽減できる。
を用いて説明する。図２は本発明の第２実施例の光電変
換装置の断面図である。図１と同一または対応部分は同
一符号を付け、その説明は省略する。前述の第１の実施
例では最上部の遮光層はＯＢ画素上のみに形成していた
が、この第２の実施例では、ダミー画素１５の最上部ま
で延長して形成している。この構成の場合、第１の実施
例よりも段差を軽減できる。
【００１６】図３は本発明の第３の実施例の光電変換装
置の断面図である。図１と同一または対応部分は同一符
号を付け、その説明は省略する。図３において１７は第
２の配線層であり遮光性も兼ねている金属配線層Ａｌ2
である。第１の実施例と第２の実施例では、ダミー画素
の遮光を第１の配線層Ａｌ1で遮光しているが、この第
３の実施例ではＡｌ2により遮光している。この場合
も、第１の実施例と同様の効果がある。
置の断面図である。図１と同一または対応部分は同一符
号を付け、その説明は省略する。図３において１７は第
２の配線層であり遮光性も兼ねている金属配線層Ａｌ2
である。第１の実施例と第２の実施例では、ダミー画素
の遮光を第１の配線層Ａｌ1で遮光しているが、この第
３の実施例ではＡｌ2により遮光している。この場合
も、第１の実施例と同様の効果がある。
【００１７】図４は本発明の第４の実施例の光電変換装
置の断面図である。図１と同一または対応部分は同一符
号を付け説明は省略する。第１の実施例ではＡｌ1で遮
光したダミー画素は１画素のみであるが、本実施例で
は、このダミー画素を複数画素設けたことを特徴とす
る。
置の断面図である。図１と同一または対応部分は同一符
号を付け説明は省略する。第１の実施例ではＡｌ1で遮
光したダミー画素は１画素のみであるが、本実施例で
は、このダミー画素を複数画素設けたことを特徴とす
る。
【００１８】本構成の場合、第１実施例よりもＯＢ画素
への光漏れやクロストークを更に減少させることができ
る。
への光漏れやクロストークを更に減少させることができ
る。
【００１９】図５は本発明の第５の実施例の光電変換装
置の断面図である。第１〜４図と同一または対応部分は
同一符号を付け、その説明は省略する。本実施例では、
Ａｌで遮光したダミー画素を複数画素を設けたことを特
徴とする。本構成の場合も、第４実施例と同様にＯＢ画
素への光漏れやクロストークを更に減少させることがで
きる。
置の断面図である。第１〜４図と同一または対応部分は
同一符号を付け、その説明は省略する。本実施例では、
Ａｌで遮光したダミー画素を複数画素を設けたことを特
徴とする。本構成の場合も、第４実施例と同様にＯＢ画
素への光漏れやクロストークを更に減少させることがで
きる。
【００２０】図６は本発明の第６の実施例の光電変換装
置の断面図である。本実施例ではＡｌ3とＡｌ2間の絶縁
膜にスルーホールを開けＡｌ3とＡｌ2を接合させている
のが特徴である。このような構成の場合、光のＡｌ2と
Ａｌ3の多重反射によるＯＢ画素への光の漏れ込みを完
全に防止することができる。
置の断面図である。本実施例ではＡｌ3とＡｌ2間の絶縁
膜にスルーホールを開けＡｌ3とＡｌ2を接合させている
のが特徴である。このような構成の場合、光のＡｌ2と
Ａｌ3の多重反射によるＯＢ画素への光の漏れ込みを完
全に防止することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｏ
Ｂ画素を第３の金属層により遮光し、有効画素に隣接す
るＯＢ画素を第１または第２の金属層により遮光するこ
とにより、(1) ＯＢ画素への光漏れやクロストークの防
止、(2) 光電変換装置の表面段差の軽減、(3) 暗時にお
いて、ＯＢ画素と有効画素の出力差の低減、が可能とな
るという効果が得られる。
Ｂ画素を第３の金属層により遮光し、有効画素に隣接す
るＯＢ画素を第１または第２の金属層により遮光するこ
とにより、(1) ＯＢ画素への光漏れやクロストークの防
止、(2) 光電変換装置の表面段差の軽減、(3) 暗時にお
いて、ＯＢ画素と有効画素の出力差の低減、が可能とな
るという効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例の光電変換装置の断面
図。
図。
【図２】本発明の第２の実施例の光電変換装置の断面
図。
図。
【図３】本発明の第３の実施例の光電変換装置の断面
図。
図。
【図４】本発明の第４の実施例の光電変換装置の断面
図。
図。
【図５】本発明の第５の実施例の光電変換装置の断面
図。
図。
【図６】本発明の第６の実施例の光電変換装置の断面
図。
図。
【図７】従来の光電変換装置の断面図。
１ 半導体基板 ２ エピタキシャル層 ３ ベース領域 ４ 高濃度半導体層 ５ ゲート絶縁膜 ６ ゲート電極 ７ 第１の層間絶縁膜 ８ 配線金属 ９ 第２の層間絶縁膜 １０ 第３の層間絶縁膜 １１ 表面保護膜 １２ 遮光層 １３ 配線金属 １４ ＯＢ画素 １５ ダミー画素 １６ 有効画素 １７ 配線層 １８ スルーホール
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板に有効画素部と遮光画素部と
を設けた光電変換装置において、前記半導体基板の表面
上に、少なくとも第１および第２の金属層が設けられ、
第２の金属層は第１の金属層上の絶縁膜上にあり、有効
画素に隣接する遮光画素は第１または第２の金属層によ
り遮光し、他の遮光画素は第２の金属層上の絶縁膜上に
形成した第３の金属層により遮光したことを特徴とする
光電変換装置。 - 【請求項２】 第３の金属層と第２の金属層との間の絶
縁膜にスルーホールを開け、このスルーホール中に金属
を埋め込んだことを特徴とする請求項１に記載の光電変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293893A JPH05110045A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293893A JPH05110045A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110045A true JPH05110045A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17800519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3293893A Pending JPH05110045A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05110045A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7030918B1 (en) | 1999-06-30 | 2006-04-18 | Nec Electronics Corporation | Solid-state image pickup device |
| JP2010135509A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Canon Inc | 撮像装置、及び撮像システム |
| JP2012199583A (ja) * | 2005-09-12 | 2012-10-18 | Intellectual Venturesii Llc | 光干渉を減少させたイメージセンサ |
| WO2024048292A1 (ja) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出素子、撮像装置、及び車両制御システム |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP3293893A patent/JPH05110045A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7030918B1 (en) | 1999-06-30 | 2006-04-18 | Nec Electronics Corporation | Solid-state image pickup device |
| JP2012199583A (ja) * | 2005-09-12 | 2012-10-18 | Intellectual Venturesii Llc | 光干渉を減少させたイメージセンサ |
| JP2010135509A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Canon Inc | 撮像装置、及び撮像システム |
| WO2024048292A1 (ja) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出素子、撮像装置、及び車両制御システム |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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