JPH05145855A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH05145855A JPH05145855A JP3333968A JP33396891A JPH05145855A JP H05145855 A JPH05145855 A JP H05145855A JP 3333968 A JP3333968 A JP 3333968A JP 33396891 A JP33396891 A JP 33396891A JP H05145855 A JPH05145855 A JP H05145855A
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 画素間の遮光を損なうことなく、垂直転送ク
ロックの伝搬遅延を抑制できることにより、高画素化、
高感度化、高解像度化及びインチ系の縮小化を可能とし
た固体撮像装置を提供する。 【構成】 垂直ＣＣＤ１３上にその転送方向に沿ってシ
ャント配線２４を配し、垂直転送ゲート電極１７にコン
タクトをとるとともに、このシャント配線２４として高
融点シリサイドを用いることにより、水平方向の配線に
兼用される垂直転送ゲート電極１７の実効的な配線抵抗
を低減するとともに、遮光を配線とは独立したＡl で行
えることで、画素間の遮光も確実に行う。
ロックの伝搬遅延を抑制できることにより、高画素化、
高感度化、高解像度化及びインチ系の縮小化を可能とし
た固体撮像装置を提供する。 【構成】 垂直ＣＣＤ１３上にその転送方向に沿ってシ
ャント配線２４を配し、垂直転送ゲート電極１７にコン
タクトをとるとともに、このシャント配線２４として高
融点シリサイドを用いることにより、水平方向の配線に
兼用される垂直転送ゲート電極１７の実効的な配線抵抗
を低減するとともに、遮光を配線とは独立したＡl で行
えることで、画素間の遮光も確実に行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特に固体撮像装置の撮像領域における垂直転送部のシャ
ント構造に関する。
特に固体撮像装置の撮像領域における垂直転送部のシャ
ント構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、例えばインターライン転送方式
ＣＣＤ固体撮像装置の一例を示す構成図である。同図に
おいて、画素単位で２次元配列されて入射光を光電変換
して蓄積する複数個の受光部１１と、これら受光部１１
の垂直列毎に配されかつ読出しゲート１２を介して読み
出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ（垂
直転送部）１３とによって撮像領域１４が構成されてい
る。垂直ＣＣＤ１３は、例えば４相にて駆動される。
ＣＣＤ固体撮像装置の一例を示す構成図である。同図に
おいて、画素単位で２次元配列されて入射光を光電変換
して蓄積する複数個の受光部１１と、これら受光部１１
の垂直列毎に配されかつ読出しゲート１２を介して読み
出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ（垂
直転送部）１３とによって撮像領域１４が構成されてい
る。垂直ＣＣＤ１３は、例えば４相にて駆動される。
【０００３】垂直ＣＣＤ１３に読み出された信号電荷
は、１走査線毎に順に水平ＣＣＤ（水平転送部）１５へ
転送される。水平ＣＣＤ１５は、垂直ＣＣＤ１３から転
送された１走査線分の信号電荷を２相駆動によって水平
方向に転送する。水平ＣＣＤ１５の出力端には、例えば
ＦＤＡ(Floating Diffusion Amplifier)構成の電荷検出
部１６が配されている。この電荷検出部１６は、水平Ｃ
ＣＤ１５によって転送されてきた信号電荷を検出して電
圧信号として導出する。
は、１走査線毎に順に水平ＣＣＤ（水平転送部）１５へ
転送される。水平ＣＣＤ１５は、垂直ＣＣＤ１３から転
送された１走査線分の信号電荷を２相駆動によって水平
方向に転送する。水平ＣＣＤ１５の出力端には、例えば
ＦＤＡ(Floating Diffusion Amplifier)構成の電荷検出
部１６が配されている。この電荷検出部１６は、水平Ｃ
ＣＤ１５によって転送されてきた信号電荷を検出して電
圧信号として導出する。
【０００４】図４に、受光部１１及び垂直ＣＣＤ１３の
配線パターンを示す。垂直ＣＣＤ１３は１層目のポリシ
リコン（１Poly）と２層目のポリシリコン（２Poly）か
らなる２層ポリシリコン構造の垂直転送ゲート電極１７
を有している。この垂直転送ゲート電極１７は水平方向
に延在して配線としても用いられ、撮像領域１４の横に
Ａl(アルミニウム）配線された４ビットの垂直転送用の
バスライン群１８に、その端部にて接続されている。な
お、図中、破線で示す開口１９は受光部１１の開口であ
り、その外側の実線で示す開口２０は遮光Ａl の開口で
ある。
配線パターンを示す。垂直ＣＣＤ１３は１層目のポリシ
リコン（１Poly）と２層目のポリシリコン（２Poly）か
らなる２層ポリシリコン構造の垂直転送ゲート電極１７
を有している。この垂直転送ゲート電極１７は水平方向
に延在して配線としても用いられ、撮像領域１４の横に
Ａl(アルミニウム）配線された４ビットの垂直転送用の
バスライン群１８に、その端部にて接続されている。な
お、図中、破線で示す開口１９は受光部１１の開口であ
り、その外側の実線で示す開口２０は遮光Ａl の開口で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、水平
方向に延在する垂直転送ゲート電極１７を配線として用
いた構成の従来装置では、高画素化、インチ系の縮小
化、或いはセンサ開口を大きくすることによる高感度化
を図るためには、画素間のポリシリコン電極（垂直転送
ゲート電極１７）の狭幅化が必要となる。しかしなが
ら、ポリシリコン電極の狭幅化により、ポリシリコン電
極が高抵抗とならざるを得なく、このポリシリコン電極
の抵抗が原因となって垂直転送クロックφ1 〜φ4 の伝
搬遅延が問題となる。
方向に延在する垂直転送ゲート電極１７を配線として用
いた構成の従来装置では、高画素化、インチ系の縮小
化、或いはセンサ開口を大きくすることによる高感度化
を図るためには、画素間のポリシリコン電極（垂直転送
ゲート電極１７）の狭幅化が必要となる。しかしなが
ら、ポリシリコン電極の狭幅化により、ポリシリコン電
極が高抵抗とならざるを得なく、このポリシリコン電極
の抵抗が原因となって垂直転送クロックφ1 〜φ4 の伝
搬遅延が問題となる。
【０００６】すなわち、水平方向に非常に長いポリシリ
コン電極がＣＲ時定数の大きい分布定数回路を形成して
いるため、高い周波数の垂直転送クロックφ1 〜φ4 を
ポリシリコン電極の端部より給電しても、ポリシリコン
電極の中央部分では垂直転送クロックφ1 〜φ4 の振幅
が低下してしまうのである。
コン電極がＣＲ時定数の大きい分布定数回路を形成して
いるため、高い周波数の垂直転送クロックφ1 〜φ4 を
ポリシリコン電極の端部より給電しても、ポリシリコン
電極の中央部分では垂直転送クロックφ1 〜φ4 の振幅
が低下してしまうのである。
【０００７】一方、この伝搬遅延を抑制するために、垂
直ＣＣＤ４３上に遮光を兼ねたＡlシャント配線を配置
してポリシリコン電極と接続するＡl シャント構造が提
案されている。しかしながら、このＡl シャント構造で
は、Ａl シャント配線が直接ポリシリコン電極に接触し
ないように、Ａl シャント配線とポリシリコン電極の間
に３層目のポリシリコンからなる緩衝層を形成している
ので、作製工程が複雑になるという欠点がある。
直ＣＣＤ４３上に遮光を兼ねたＡlシャント配線を配置
してポリシリコン電極と接続するＡl シャント構造が提
案されている。しかしながら、このＡl シャント構造で
は、Ａl シャント配線が直接ポリシリコン電極に接触し
ないように、Ａl シャント配線とポリシリコン電極の間
に３層目のポリシリコンからなる緩衝層を形成している
ので、作製工程が複雑になるという欠点がある。
【０００８】また、Ａl シャント構造を採った場合に
は、 垂直方向に延びるＡl シャント配線に垂直振幅電圧が
印加されるため、受光部１１の表面も絶縁膜を介しては
いるものの変調を受ける。 隣接するＡl シャント配線は相互に分離されねばなら
ないため、このシャント配線用のＡl では画素間の遮光
が全くできず、スミア特性が悪化する。 バスラインを形成するには２層Ａl 構造となるため、
作製工程が複雑となる。等の問題点がある。
は、 垂直方向に延びるＡl シャント配線に垂直振幅電圧が
印加されるため、受光部１１の表面も絶縁膜を介しては
いるものの変調を受ける。 隣接するＡl シャント配線は相互に分離されねばなら
ないため、このシャント配線用のＡl では画素間の遮光
が全くできず、スミア特性が悪化する。 バスラインを形成するには２層Ａl 構造となるため、
作製工程が複雑となる。等の問題点がある。
【０００９】そこで、本発明は、画素間の遮光を損なう
ことなく、垂直転送クロックの伝搬遅延を抑制できるこ
とにより、高画素化、高感度化、高解像度化及びインチ
系の縮小化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。
ことなく、垂直転送クロックの伝搬遅延を抑制できるこ
とにより、高画素化、高感度化、高解像度化及びインチ
系の縮小化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。
【００１０】
【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次元配列されて入射光を光電変換し
て蓄積する複数個の受光部と、バスライン群に接続され
た端部から駆動クロックが印加される２層構造の垂直転
送ゲート電極を有し、複数個の受光部から垂直列毎に読
み出された信号電荷を転送するｎ相駆動の垂直転送部
と、垂直転送部上にその転送方向に沿って配されかつ各
相毎に垂直転送ゲート電極に接続された高融点シリサイ
ドからなるシャント配線とを備えた構成となっている。
置は、画素単位で２次元配列されて入射光を光電変換し
て蓄積する複数個の受光部と、バスライン群に接続され
た端部から駆動クロックが印加される２層構造の垂直転
送ゲート電極を有し、複数個の受光部から垂直列毎に読
み出された信号電荷を転送するｎ相駆動の垂直転送部
と、垂直転送部上にその転送方向に沿って配されかつ各
相毎に垂直転送ゲート電極に接続された高融点シリサイ
ドからなるシャント配線とを備えた構成となっている。
【００１１】
【作用】固体撮像装置の垂直転送部において、垂直転送
部上にその転送方向に沿ってシャント配線を配すること
で、垂直転送ゲート電極の実効的な配線抵抗が減少する
ため、垂直転送クロックの伝搬遅延を抑制できる。ま
た、シャント配線として、高融点シリサイドを用いるこ
とで、遮光は配線とは独立したＡl で行えることから、
画素間も確実に遮光でき、従来と同レベルのスミア特性
を達成できる。
部上にその転送方向に沿ってシャント配線を配すること
で、垂直転送ゲート電極の実効的な配線抵抗が減少する
ため、垂直転送クロックの伝搬遅延を抑制できる。ま
た、シャント配線として、高融点シリサイドを用いるこ
とで、遮光は配線とは独立したＡl で行えることから、
画素間も確実に遮光でき、従来と同レベルのスミア特性
を達成できる。
【００１２】
【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の一実
施例を示す要部の配線パターン図であり、図２（Ａ）に
図１のＡ‐Ａ矢視断面を、同図（Ｂ）は図１のＢ‐Ｂ矢
視断面をそれぞれ示す。図において、受光部１１及び垂
直転送ゲート電極１７は、従来例の場合と同様に、１層
目のポリシリコン（１Poly）と２層目のポリシリコン
（２Poly）からなる２層ポリシリコン構造で、４相駆動
方式を採っている。
に説明する。図１は、本発明による固体撮像装置の一実
施例を示す要部の配線パターン図であり、図２（Ａ）に
図１のＡ‐Ａ矢視断面を、同図（Ｂ）は図１のＢ‐Ｂ矢
視断面をそれぞれ示す。図において、受光部１１及び垂
直転送ゲート電極１７は、従来例の場合と同様に、１層
目のポリシリコン（１Poly）と２層目のポリシリコン
（２Poly）からなる２層ポリシリコン構造で、４相駆動
方式を採っている。
【００１３】垂直転送ゲート電極１７は、水平方向に延
在して駆動クロックを供給するための配線としても用い
られ、撮像領域１４の側部にＡl 配線されて垂直方向に
延在する４相（φ1 〜φ4)のバスライン群１８に、その
両端部にてコンタクト２３を介して接続されている。
在して駆動クロックを供給するための配線としても用い
られ、撮像領域１４の側部にＡl 配線されて垂直方向に
延在する４相（φ1 〜φ4)のバスライン群１８に、その
両端部にてコンタクト２３を介して接続されている。
【００１４】垂直ＣＣＤ１３上には、その転送方向（垂
直方向）に高融点シリサイドからなるシャント配線２４
が配されている。高融点シリサイドとしては、後で熱処
理が可能なタングステンポリサイド、タングステンシリ
サイド、モリブデンシリサイド或いはチタンシリサイド
等が用いられる。
直方向）に高融点シリサイドからなるシャント配線２４
が配されている。高融点シリサイドとしては、後で熱処
理が可能なタングステンポリサイド、タングステンシリ
サイド、モリブデンシリサイド或いはチタンシリサイド
等が用いられる。
【００１５】このシャント配線２４は、４ビット毎にポ
リシリコンコンタクト２５を介して各相（φ1 〜φ4)毎
に垂直転送ゲート電極（１Poly，２Poly）１７に接続さ
れ、さらに撮像領域１４の上部にＡl 配線されて水平方
向に延在するバスライン群２６にコンタクト２７を介し
て接続されている。
リシリコンコンタクト２５を介して各相（φ1 〜φ4)毎
に垂直転送ゲート電極（１Poly，２Poly）１７に接続さ
れ、さらに撮像領域１４の上部にＡl 配線されて水平方
向に延在するバスライン群２６にコンタクト２７を介し
て接続されている。
【００１６】上述したように、垂直転送ゲート電極（１
Poly，２Poly）１７による水平方向のポリシリコン配線
に加えて、垂直方向に高融点シリサイドからなるシャン
ト配線２４によってメッシュ状に配線パターンを形成す
ることにより、垂直転送ゲート電極１７の配線の実効的
な抵抗を著しく低減できることになる。
Poly，２Poly）１７による水平方向のポリシリコン配線
に加えて、垂直方向に高融点シリサイドからなるシャン
ト配線２４によってメッシュ状に配線パターンを形成す
ることにより、垂直転送ゲート電極１７の配線の実効的
な抵抗を著しく低減できることになる。
【００１７】例えば、１インチ系垂直１００×水平２０
００画素のＣＣＤ固体撮像素子において、図３に示す如
き寸法のユニットセルでは、最も伝搬遅延が大きくなる
受光アレイセンタの最下部においての実効的な抵抗は、
Poly抵抗を２０Ω／□とすると、シャント配線２４が無
い場合は、
００画素のＣＣＤ固体撮像素子において、図３に示す如
き寸法のユニットセルでは、最も伝搬遅延が大きくなる
受光アレイセンタの最下部においての実効的な抵抗は、
Poly抵抗を２０Ω／□とすると、シャント配線２４が無
い場合は、
【数１】 20Ω／□×｛ (4/2)＋(3.8/4.0) ｝×1000＝59,000Ω となる。
【００１８】一方、シャント配線２４を設けた場合は、
その線幅を３μｍとし、シート抵抗を３Ω／□とする
と、メッシュ配線でなく単線に高融点シリサイドを１本
追加による抵抗は、
その線幅を３μｍとし、シート抵抗を３Ω／□とする
と、メッシュ配線でなく単線に高融点シリサイドを１本
追加による抵抗は、
【数２】 1 ／｛ 1/(7.6 ×3/3 ×1000) ＋1/59000 ｝＝6730Ω となり、シャント配線２４を設けない場合に比して１桁
低減できる。実際には、メッシュ状の配線パターンのた
め、さらに抵抗を低減できることになる。
低減できる。実際には、メッシュ状の配線パターンのた
め、さらに抵抗を低減できることになる。
【００１９】また、本例では、高融点シリサイドとし
て、図２（Ａ）から明らかなように、タングステンシリ
コン（ＷＳi)／ポリシリコン（PolyＳi)膜を使用し、ポ
リシリコンコンタクト２５を介して１Polyとコンタクト
をとっているため、ポリシリコン電極である垂直転送ゲ
ート電極１７とＡl とを直接接触させる場合に問題とな
る仕事関数差によるコンタクト２５の下部のポテンシャ
ルシフトがなく、よってこれに起因する転送劣化を避け
ることができる。
て、図２（Ａ）から明らかなように、タングステンシリ
コン（ＷＳi)／ポリシリコン（PolyＳi)膜を使用し、ポ
リシリコンコンタクト２５を介して１Polyとコンタクト
をとっているため、ポリシリコン電極である垂直転送ゲ
ート電極１７とＡl とを直接接触させる場合に問題とな
る仕事関数差によるコンタクト２５の下部のポテンシャ
ルシフトがなく、よってこれに起因する転送劣化を避け
ることができる。
【００２０】さらに、図２において、遮光は配線とは独
立したＡl で行え、しかもＡl による遮光は従来と同様
に接地（ＧＮＤ）で使用できることにより、同図（Ｂ）
に示すように、画素間も完全にＡl で覆うことができる
ため、スミア特性の良いものとなる。
立したＡl で行え、しかもＡl による遮光は従来と同様
に接地（ＧＮＤ）で使用できることにより、同図（Ｂ）
に示すように、画素間も完全にＡl で覆うことができる
ため、スミア特性の良いものとなる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
垂直転送部上にその転送方向に沿ってシャント配線を配
し、垂直転送ゲート電極にコンタクトを介して接続した
ことにより、垂直転送ゲート電極の実効的な配線抵抗を
低減できるため、垂直転送クロックの伝搬遅延を抑制で
き、またシャント配線として、高融点シリサイドを用い
たことにより、遮光は配線とは独立したＡl で行えるこ
とため、画素間も確実に遮光でき、従来と同レベルのス
ミア特性を達成できることになる。
垂直転送部上にその転送方向に沿ってシャント配線を配
し、垂直転送ゲート電極にコンタクトを介して接続した
ことにより、垂直転送ゲート電極の実効的な配線抵抗を
低減できるため、垂直転送クロックの伝搬遅延を抑制で
き、またシャント配線として、高融点シリサイドを用い
たことにより、遮光は配線とは独立したＡl で行えるこ
とため、画素間も確実に遮光でき、従来と同レベルのス
ミア特性を達成できることになる。
【００２２】また、高融点シリサイドとして、タングス
テンシリコン（ＷＳi)／ポリシリコン（PolyＳi)膜を使
用したことにより、垂直転送ゲート電極上にコンタクト
をとっても、仕事関数差によるポテンシャルディップの
形成を誘起することがないため、これに起因する転送不
良を引き起こすことがなく、転送劣化を避けることもで
きる。
テンシリコン（ＷＳi)／ポリシリコン（PolyＳi)膜を使
用したことにより、垂直転送ゲート電極上にコンタクト
をとっても、仕事関数差によるポテンシャルディップの
形成を誘起することがないため、これに起因する転送不
良を引き起こすことがなく、転送劣化を避けることもで
きる。
【図１】本発明による固体撮像装置の一実施例を示す要
部の配線パターン図である。
部の配線パターン図である。
【図２】受光部及び垂直ＣＣＤの一例の断面図であっ
て、（Ａ）は図１のＡ‐Ａ矢視断面、（Ｂ）は図１のＢ
‐Ｂ矢視断面をそれぞれ示す。
て、（Ａ）は図１のＡ‐Ａ矢視断面、（Ｂ）は図１のＢ
‐Ｂ矢視断面をそれぞれ示す。
【図３】ユニットセルの平面図である。
【図４】受光部及び垂直ＣＣＤの従来例の配線パターン
図である。
図である。
【図５】インターライン転送方式ＣＣＤ固体撮像装置の
一例の構成図である。
一例の構成図である。
１１ 受光部 １３ 垂直ＣＣＤ １４ 撮像領域 １５ 水平ＣＣＤ １７ 垂直転送ゲート電極 １８，２６ バスライン群 ２１ １層目のポリシリコン（１Poly） ２２ ２層目のポリシリコン（２Poly） ２４ シャント配線
Claims (2)
- 【請求項１】 画素単位で２次元配列されて入射光を光
電変換して蓄積する複数個の受光部と、 第１のバスライン群に接続された端部から転送クロック
が印加される２層構造の垂直転送ゲート電極を有し、前
記複数個の受光部から垂直列毎に読み出された信号電荷
を転送するｎ相駆動の垂直転送部と、 前記垂直転送部上にその転送方向に沿って配されかつ各
相毎に前記垂直転送ゲート電極に接続された高融点シリ
サイドからなるシャント配線とを備えたことを特徴とす
る固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記垂直転送部の転送方向とは反対側
に、転送方向と直交する方向に沿って配されかつ前記第
１のバスライン群と各相毎に接続された第２のバスライ
ン群を有し、 前記シャント配線は、各相毎に前記第２のバスライン群
に接続されたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33396891A JP3200899B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33396891A JP3200899B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05145855A true JPH05145855A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3200899B2 JP3200899B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=18272008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33396891A Expired - Fee Related JP3200899B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 固体撮像装置 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0625799A1 (en) * | 1993-05-17 | 1994-11-23 | Sony Corporation | Solid state imager with reduced smear and method of making the same |
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| JP2002158932A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-31 | Sony Corp | 固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法 |
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-
1991
- 1991-11-21 JP JP33396891A patent/JP3200899B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0625799A1 (en) * | 1993-05-17 | 1994-11-23 | Sony Corporation | Solid state imager with reduced smear and method of making the same |
| US5614741A (en) * | 1993-05-17 | 1997-03-25 | Sony Corporation | Solid state imager with reduced smear and method of making the same |
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| KR100662502B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2007-01-02 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 고체 촬상 소자 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3200899B2 (ja) | 2001-08-20 |
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