JPH05190819A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH05190819A JPH05190819A JP4005152A JP515292A JPH05190819A JP H05190819 A JPH05190819 A JP H05190819A JP 4005152 A JP4005152 A JP 4005152A JP 515292 A JP515292 A JP 515292A JP H05190819 A JPH05190819 A JP H05190819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microlens
- aluminum
- solid
- layer
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、マイクロレンズの焦光率の低下を抑
制することを主要な目的とする。 【構成】内部増幅機能を有するマイクロレンズ付ＣＭＤ
受光素子を光電変換素子として用いた画素を、半導体基
板(44)上にマトリクス状に配置した固体撮像装置におい
て、マイクロレンズ(43)上部より入射して前記基板上に
形成されたゲ−ト電極(33a,33b,51)上に集光される入射
光の軌跡(45)の外側周辺を、前記基板上でかつ前記軌跡
の外側にのみ形成された多層配線層の少なくとも１層を
使用して被覆したことを特徴とする固体撮像装置。
制することを主要な目的とする。 【構成】内部増幅機能を有するマイクロレンズ付ＣＭＤ
受光素子を光電変換素子として用いた画素を、半導体基
板(44)上にマトリクス状に配置した固体撮像装置におい
て、マイクロレンズ(43)上部より入射して前記基板上に
形成されたゲ−ト電極(33a,33b,51)上に集光される入射
光の軌跡(45)の外側周辺を、前記基板上でかつ前記軌跡
の外側にのみ形成された多層配線層の少なくとも１層を
使用して被覆したことを特徴とする固体撮像装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画素アレイ上にマイク
ロレンズアレイを備えた固体撮像装置に関する。
ロレンズアレイを備えた固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＭＯＳ型受光・蓄積部を有する受
光素子からなる固体撮像装置は種々のものが知られてい
るが、そのうち、ＭＯＳ型受光・蓄積部を有しかつ内部
増幅機能を有する受光素子を用いた固体撮像装置があ
る。その一例として、本発明者等が提案したＣＭＤを用
いた固体撮像装置があり、特開昭６１−８４０５９号、
及び1986年に開催されたＩnternational Ｅlectron Ｄ
evice Ｍeeting（ＩＥＤＭ）の予稿集の第353 〜356 頁
の“A NEW MOS IMAGE SENSOR OPERATING IN A NON-DEST
RUCTIVE READOUT MODE”という題名の論文でその内容に
ついて開示がなされている。
光素子からなる固体撮像装置は種々のものが知られてい
るが、そのうち、ＭＯＳ型受光・蓄積部を有しかつ内部
増幅機能を有する受光素子を用いた固体撮像装置があ
る。その一例として、本発明者等が提案したＣＭＤを用
いた固体撮像装置があり、特開昭６１−８４０５９号、
及び1986年に開催されたＩnternational Ｅlectron Ｄ
evice Ｍeeting（ＩＥＤＭ）の予稿集の第353 〜356 頁
の“A NEW MOS IMAGE SENSOR OPERATING IN A NON-DEST
RUCTIVE READOUT MODE”という題名の論文でその内容に
ついて開示がなされている。
【０００３】図７は、従来のＣＭＤ型固体撮像装置の１
画素部分の断面構造を示す。
画素部分の断面構造を示す。
【０００４】図中の１は、Ｐ- 型のＳｉ基板を示す。こ
の基板１上にはＮ- 型のエピタキシャル層からなるチャ
ンネル層２が形成されている。このチャネル層２の表面
には、Ｎ+ 型のソ−ス領域３，Ｎ+ 型のドレイン領域４
が形成されている。前記チャネル層２上には、内部に環
状のゲ−ト電極５が前記ソ−ス・ドレイン領域３，４間
の領域上に位置するように埋設された保護膜６が形成さ
れている。なお、前記ゲ−ト電極５とチャンネル層２間
の保護膜６´はゲ−ト絶縁膜として機能する。
の基板１上にはＮ- 型のエピタキシャル層からなるチャ
ンネル層２が形成されている。このチャネル層２の表面
には、Ｎ+ 型のソ−ス領域３，Ｎ+ 型のドレイン領域４
が形成されている。前記チャネル層２上には、内部に環
状のゲ−ト電極５が前記ソ−ス・ドレイン領域３，４間
の領域上に位置するように埋設された保護膜６が形成さ
れている。なお、前記ゲ−ト電極５とチャンネル層２間
の保護膜６´はゲ−ト絶縁膜として機能する。
【０００５】こうした構成の固体撮像装置の受光動作
は、次の通りである。
は、次の通りである。
【０００６】まず、光７がゲ−ト電極５の上部より入射
すると、入射光７は保護膜６，ゲ−ト電極５，ゲ−ト絶
縁膜を通ってチャネル層２に入り、そこで正孔−電子対
を発生させる。そのうちの光発生正孔が、逆バイアスが
印加されているゲ−ト電極５直下のゲ−ト絶縁膜とチャ
ネル層２の界面に蓄積され、その結果、チャネル層２の
表面電位が上昇する。それにより、ソ−ス領域３とドレ
イン領域４間に存在する電子に対する電位障壁が低下
し、チャネル層２中を電子電流が流れる。そして、この
電流を読み取ることにより増幅された光信号が得られる
ようになっている。
すると、入射光７は保護膜６，ゲ−ト電極５，ゲ−ト絶
縁膜を通ってチャネル層２に入り、そこで正孔−電子対
を発生させる。そのうちの光発生正孔が、逆バイアスが
印加されているゲ−ト電極５直下のゲ−ト絶縁膜とチャ
ネル層２の界面に蓄積され、その結果、チャネル層２の
表面電位が上昇する。それにより、ソ−ス領域３とドレ
イン領域４間に存在する電子に対する電位障壁が低下
し、チャネル層２中を電子電流が流れる。そして、この
電流を読み取ることにより増幅された光信号が得られる
ようになっている。
【０００７】一方、ＣＣＤ等の撮像素子において、樹脂
を用いて撮像素子上にマイクロレンズアレイを集積して
形成し、開口率を向上させる技術が実用化されている。
例えば、特開平１−３０９３７０号公報には、図８に示
すような構成のものが開示されている。図中の11は、Ｐ
型のＳｉ基板である。この基板11の表面には、多数の光
電変換素子のＮ+ 型ホトダイオ−ド領域12，Ｎ型の埋込
チャネル13及びＰ+ 型のチャネルストッパ14が設けられ
ている。前記基板11上には、前記ホトダイオ−ド領域12
に対応する部分以外に複数の転送電極15が埋め込まれた
層間絶縁膜16が形成されている。前記転送電極15に対応
する層間絶縁膜16上には、アルミニウムからなる遮光膜
17が配置されている。これらの遮光膜17を含む前記層間
絶縁膜16上には、平坦で透明な第１中間層18ａ，第２中
間層18ｂ，第３中間層18ｃ，第４中間層18ｄが順次形成
されている。前記第１中間層18ａと第２中間層18ｂ間に
は、マゼンタ染色層19が前記ホトダイオ−ド領域12に対
応して選択的に形成されている。前記第２中間層18ｂと
第３中間層18ｃ間には、シアン染色層20が前記ホトダイ
オ−ド領域12に対応して選択的に形成されている。前記
第３中間層18ｃと第４中間層18ｄ間には、イエロ−染色
層21が前記ホトダイオ−ド領域12に対応して選択的に形
成されている。前記第４中間層18ｄ上には、透明感光性
樹脂層22が前記ホトダイオ−ド領域12に対応して選択的
に形成されている。前記透明感光性樹脂層22を含む第４
中間層18ｄ上には、透明な保護層23が形成されている。
なお、前記透明感光性樹脂層22及びこれを被覆する保護
層23により凸レンズが構成されている。前記第１〜第４
中間層及び保護層はＰＧＭＡで形成され、透明感光性樹
脂層22はゼラチンにより形成されている。
を用いて撮像素子上にマイクロレンズアレイを集積して
形成し、開口率を向上させる技術が実用化されている。
例えば、特開平１−３０９３７０号公報には、図８に示
すような構成のものが開示されている。図中の11は、Ｐ
型のＳｉ基板である。この基板11の表面には、多数の光
電変換素子のＮ+ 型ホトダイオ−ド領域12，Ｎ型の埋込
チャネル13及びＰ+ 型のチャネルストッパ14が設けられ
ている。前記基板11上には、前記ホトダイオ−ド領域12
に対応する部分以外に複数の転送電極15が埋め込まれた
層間絶縁膜16が形成されている。前記転送電極15に対応
する層間絶縁膜16上には、アルミニウムからなる遮光膜
17が配置されている。これらの遮光膜17を含む前記層間
絶縁膜16上には、平坦で透明な第１中間層18ａ，第２中
間層18ｂ，第３中間層18ｃ，第４中間層18ｄが順次形成
されている。前記第１中間層18ａと第２中間層18ｂ間に
は、マゼンタ染色層19が前記ホトダイオ−ド領域12に対
応して選択的に形成されている。前記第２中間層18ｂと
第３中間層18ｃ間には、シアン染色層20が前記ホトダイ
オ−ド領域12に対応して選択的に形成されている。前記
第３中間層18ｃと第４中間層18ｄ間には、イエロ−染色
層21が前記ホトダイオ−ド領域12に対応して選択的に形
成されている。前記第４中間層18ｄ上には、透明感光性
樹脂層22が前記ホトダイオ−ド領域12に対応して選択的
に形成されている。前記透明感光性樹脂層22を含む第４
中間層18ｄ上には、透明な保護層23が形成されている。
なお、前記透明感光性樹脂層22及びこれを被覆する保護
層23により凸レンズが構成されている。前記第１〜第４
中間層及び保護層はＰＧＭＡで形成され、透明感光性樹
脂層22はゼラチンにより形成されている。
【０００８】図８の構成の撮像素子において、第１〜第
４中間層及び保護層の屈折率は１．５であり、各染色層
の屈折率とほぼ等しく、入射光が凸レンズに対して垂直
に入射されると仮定した場合、図９に示すように、中間
層（保護層を含む）18の厚さをｔ1 、凸レンズの厚さを
ｔ2 としたとき、次式を満足すると開口率は１００％近
くになる。
４中間層及び保護層の屈折率は１．５であり、各染色層
の屈折率とほぼ等しく、入射光が凸レンズに対して垂直
に入射されると仮定した場合、図９に示すように、中間
層（保護層を含む）18の厚さをｔ1 、凸レンズの厚さを
ｔ2 としたとき、次式を満足すると開口率は１００％近
くになる。
【０００９】 ｔ1 ＝ｎ1 ／（ｎ1 −ｎ0 ）・（ｐ2 ＋ｔ2 2 ）／２ｔ2 −ｔ2 ここで、ｎ0 ，ｎ1 は、それぞれ空気、中間層の屈折
率、ｐは水平方向セルピッチの１／２である。
率、ｐは水平方向セルピッチの１／２である。
【００１０】すなわち、ピッチｐに対して、上式による
厚さｔ1 を有するマイクロレンズを受光部上に形成する
ことにより、入射光束はほぼ受光部表面上の１点に絞り
込むことが可能となる。そして、この焦点を受光領域内
に位置させることにより、約８０％以上の高開口率が達
成される。
厚さｔ1 を有するマイクロレンズを受光部上に形成する
ことにより、入射光束はほぼ受光部表面上の１点に絞り
込むことが可能となる。そして、この焦点を受光領域内
に位置させることにより、約８０％以上の高開口率が達
成される。
【００１１】次に、ＣＭＤにマイクロレンズを形成する
構成について説明する。ＣＭＤ撮像素子の具体的な平面
構成図は、図１に示す通りである（特開昭６３−２６１
７４４号公報）。
構成について説明する。ＣＭＤ撮像素子の具体的な平面
構成図は、図１に示す通りである（特開昭６３−２６１
７４４号公報）。
【００１２】図中の31ａ，31ｂは水平方向に配列された
画素であり、隣接するＣＭＤ受光素子からなる。また、
32はソ−ス領域、33ａ，33ｂは前記画素31ａ，31ｂのソ
−ス領域32を囲むように形成された多結晶シリコンから
なるゲ−ト電極である。これらのゲ−ト電極の延長部33
ａ′，33ｂ′は夫々斜め方向に延長されて、ゲ−ト電極
結合部34が形成されている。35は２層目のアルミニウム
からなるゲ−トラインで、前記画素31ａ，31ｂに列間に
沿って前記ゲ−ト電極結合部34上を通るように配置され
ている。前記ゲ−トライン35は、一つのゲ−トコンタク
ト36を介して前記ゲ−ト電極結合部34に接続されてい
る。
画素であり、隣接するＣＭＤ受光素子からなる。また、
32はソ−ス領域、33ａ，33ｂは前記画素31ａ，31ｂのソ
−ス領域32を囲むように形成された多結晶シリコンから
なるゲ−ト電極である。これらのゲ−ト電極の延長部33
ａ′，33ｂ′は夫々斜め方向に延長されて、ゲ−ト電極
結合部34が形成されている。35は２層目のアルミニウム
からなるゲ−トラインで、前記画素31ａ，31ｂに列間に
沿って前記ゲ−ト電極結合部34上を通るように配置され
ている。前記ゲ−トライン35は、一つのゲ−トコンタク
ト36を介して前記ゲ−ト電極結合部34に接続されてい
る。
【００１３】また、図中の37は浅い拡散領域で形成され
ているドレイン領域、38は深い拡散領域で形成されてい
るドレイン領域を示し、各画素間の分離領域を構成して
いる。39は１層目のアルミニウムよりなるソ−スライン
を示し、垂直方向に配列された各画素の各ソ−ス領域32
上を通るように配置されている。前記ソ−スライン39
は、各画素のソ−ス領域32とソ−スコンタクト40を介し
て接続されている。41は１層目のアルミニウムよりなる
ドレインラインを示し、前記ゲ−ト電極結合部34の配置
されていない画素間において垂直方向に配置されてい
る。前記ドレインライン41は、前記ドレイン領域38とド
レインコンタクト42を介して接続されている。
ているドレイン領域、38は深い拡散領域で形成されてい
るドレイン領域を示し、各画素間の分離領域を構成して
いる。39は１層目のアルミニウムよりなるソ−スライン
を示し、垂直方向に配列された各画素の各ソ−ス領域32
上を通るように配置されている。前記ソ−スライン39
は、各画素のソ−ス領域32とソ−スコンタクト40を介し
て接続されている。41は１層目のアルミニウムよりなる
ドレインラインを示し、前記ゲ−ト電極結合部34の配置
されていない画素間において垂直方向に配置されてい
る。前記ドレインライン41は、前記ドレイン領域38とド
レインコンタクト42を介して接続されている。
【００１４】図２（Ａ）は図１の平面構造のＣＭＤ撮像
素子にマイクロレンズ群を形成した場合の平面図であ
り、同図中の43がマイクロレンズである。この場合、マ
イクロレンズ43の形状は例えば正方形状になっている。
また、同図において、マイクロレンズ群の焦点は、ソ−
スコンタクト40の右側のゲ−ト中央部、Ｙ点に位置して
いることが望ましい（あるいはソ−スコンタクト40の左
側のゲ−ト中央部，Ｚ点。）これは、半導体表面上に形
成された、最も高い部分に位置する遮光作用を有する前
記ゲ−トライン35より、マイクロレンズ43の焦点Ｙ，及
び光軸を遠ざけることにより、マイクロレンズ43の遮光
作用を低下させない、という理由による。
素子にマイクロレンズ群を形成した場合の平面図であ
り、同図中の43がマイクロレンズである。この場合、マ
イクロレンズ43の形状は例えば正方形状になっている。
また、同図において、マイクロレンズ群の焦点は、ソ−
スコンタクト40の右側のゲ−ト中央部、Ｙ点に位置して
いることが望ましい（あるいはソ−スコンタクト40の左
側のゲ−ト中央部，Ｚ点。）これは、半導体表面上に形
成された、最も高い部分に位置する遮光作用を有する前
記ゲ−トライン35より、マイクロレンズ43の焦点Ｙ，及
び光軸を遠ざけることにより、マイクロレンズ43の遮光
作用を低下させない、という理由による。
【００１５】図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＣ1 ，Ｃ2 に
沿った断面図を示す。図２（Ｂ）において、39は１層目
のアルミニウムよりなるソ−スライン、33ｂはＣＭＤの
ゲ−ト電極、41は１層目のアルミニウムよりなるドレイ
ンライン、43はマイクロレンズ、44は半導体基板であ
る。また、45はレンズＸの最外周に入射した光の軌跡を
表わしている。結局、マイクロレンズで焦光された全て
のゲ−ト電極に入射することになる。
沿った断面図を示す。図２（Ｂ）において、39は１層目
のアルミニウムよりなるソ−スライン、33ｂはＣＭＤの
ゲ−ト電極、41は１層目のアルミニウムよりなるドレイ
ンライン、43はマイクロレンズ、44は半導体基板であ
る。また、45はレンズＸの最外周に入射した光の軌跡を
表わしている。結局、マイクロレンズで焦光された全て
のゲ−ト電極に入射することになる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体撮像装置によれば、図２（Ｂ）より分かるように、
光の経路45の一部がドレインライン41に接触しているた
め、結局マイクロレンズ43の焦光率の低下をきたすこと
となる。
固体撮像装置によれば、図２（Ｂ）より分かるように、
光の経路45の一部がドレインライン41に接触しているた
め、結局マイクロレンズ43の焦光率の低下をきたすこと
となる。
【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、第１層，第２層のソ−ス，ドレイン，ゲ−トライン
を形成する金属層に改良を施すことにより、マイクロレ
ンズの焦光率の低下を抑制できる固体撮像装置を提供す
ることを目的とする。
で、第１層，第２層のソ−ス，ドレイン，ゲ−トライン
を形成する金属層に改良を施すことにより、マイクロレ
ンズの焦光率の低下を抑制できる固体撮像装置を提供す
ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部増幅機能
を有するマイクロレンズ付ＣＭＤ受光素子を光電変換素
子として用いた画素を、半導体基板上にマトリクス状に
配置した固体撮像装置において、マイクロレンズ上部よ
り入射して前記基板上に形成されたゲ−ト電極上に集光
される入射光の軌跡の外側周辺を、前記基板上でかつ前
記軌跡の外側にのみ形成された多層配線層の少なくとも
１層を使用して被覆したことを特徴とする固体撮像装置
である。
を有するマイクロレンズ付ＣＭＤ受光素子を光電変換素
子として用いた画素を、半導体基板上にマトリクス状に
配置した固体撮像装置において、マイクロレンズ上部よ
り入射して前記基板上に形成されたゲ−ト電極上に集光
される入射光の軌跡の外側周辺を、前記基板上でかつ前
記軌跡の外側にのみ形成された多層配線層の少なくとも
１層を使用して被覆したことを特徴とする固体撮像装置
である。
【００１９】
【作用】第１層目，第２層目の多層配線層の平面配置に
検討を加えマイクロレンズ付ＣＭＤに適したＣＭＤの平
面構造を与えることにより、つまりマイクロレンズより
ゲ−ト電極に至る光路中に遮光物が存在しない構成とす
ることにより、マイクロレンズの焦光率の低下を抑制で
きる。
検討を加えマイクロレンズ付ＣＭＤに適したＣＭＤの平
面構造を与えることにより、つまりマイクロレンズより
ゲ−ト電極に至る光路中に遮光物が存在しない構成とす
ることにより、マイクロレンズの焦光率の低下を抑制で
きる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。
る。
【００２１】（実施例１）図３（Ａ），（Ｂ）を参照す
る。ここで、図３（Ｂ）は図（Ａ）のＣ1 〜Ｃ2 線に沿
った断面図である。この実施例１は、第１アルミニウム
よりなるドレインライン（図２）の平面パタ−ンを改良
したものである。なお、従来と同部材は同符号を付して
説明を省略する。
る。ここで、図３（Ｂ）は図（Ａ）のＣ1 〜Ｃ2 線に沿
った断面図である。この実施例１は、第１アルミニウム
よりなるドレインライン（図２）の平面パタ−ンを改良
したものである。なお、従来と同部材は同符号を付して
説明を省略する。
【００２２】即ち、マイクロレンズ43の焦点Ｙの右方の
ドレインライン51は、図２の場合と比べ、図３（Ａ）の
上右方向に移動させ、右隣りのゲ−ト電極52部上に部分
的にオ−バ−ラップするように構成されている。しかる
に、マイクロレンズ43が無い場合、ゲ−ト電極部はＣＭ
Ｄ受光部の一部となり、そのゲ−ト電極の上部に遮光作
用を有するアルミニウムを形成することは開口率の低下
をきたし、悪影響を与えるが、図３（Ａ）のようにマイ
クロレンズ43を形成した場合は、レンズ集光以外にあれ
ば、ゲ−ト電極上部にアルミニウムを形成しても問題は
無い。
ドレインライン51は、図２の場合と比べ、図３（Ａ）の
上右方向に移動させ、右隣りのゲ−ト電極52部上に部分
的にオ−バ−ラップするように構成されている。しかる
に、マイクロレンズ43が無い場合、ゲ−ト電極部はＣＭ
Ｄ受光部の一部となり、そのゲ−ト電極の上部に遮光作
用を有するアルミニウムを形成することは開口率の低下
をきたし、悪影響を与えるが、図３（Ａ）のようにマイ
クロレンズ43を形成した場合は、レンズ集光以外にあれ
ば、ゲ−ト電極上部にアルミニウムを形成しても問題は
無い。
【００２３】また、図３（Ｂ）より、ドレインライン51
が、光軌跡45の外側に位置していることが明らかであ
る。つまり、実施例１では、レンズ43で集光される光
が、全て受光領域に入射可能となる。
が、光軌跡45の外側に位置していることが明らかであ
る。つまり、実施例１では、レンズ43で集光される光
が、全て受光領域に入射可能となる。
【００２４】なお、上記実施例１では、ドレインライン
を焦点Ｙから遠ざける様に配置を行なったが、焦点存在
位置のもう一つの候補である、Ｚ点にマイクロレンズの
焦点（光軸）を形成した場合は、図３（Ａ）のドレイン
ラインを同図とは逆の方向（Ｅ線に関し、軸対象な形状
とする）に形成すれば良い。
を焦点Ｙから遠ざける様に配置を行なったが、焦点存在
位置のもう一つの候補である、Ｚ点にマイクロレンズの
焦点（光軸）を形成した場合は、図３（Ａ）のドレイン
ラインを同図とは逆の方向（Ｅ線に関し、軸対象な形状
とする）に形成すれば良い。
【００２５】また、図３（Ｂ）のソ−スライン39もプロ
セスのデザインル−ルの範囲内において、焦点Ｙより遠
ざける方向に離すことにより遮光作用を有するアルミニ
ウムなどの金属配線がマイクロレンズの集光率を低下さ
せる悪影響を低下させることが可能となる。
セスのデザインル−ルの範囲内において、焦点Ｙより遠
ざける方向に離すことにより遮光作用を有するアルミニ
ウムなどの金属配線がマイクロレンズの集光率を低下さ
せる悪影響を低下させることが可能となる。
【００２６】（実施例２）図４，図５を参照する。この
実施例２は、実施例１が信号量Ｓを向上させてＳ／Ｎ比
を向上させたのに対し、雑音量Ｎを減少させてＳ／Ｎ比
を向上させる例である。
実施例２は、実施例１が信号量Ｓを向上させてＳ／Ｎ比
を向上させたのに対し、雑音量Ｎを減少させてＳ／Ｎ比
を向上させる例である。
【００２７】図４は図３（Ａ）と同じであるが、特に第
２アルミニウムよりなるゲ−トライン61が点々で示して
いる。図４から明らかのように、ゲ−ト電極33ａ，33ｂ
の上部，下部はマイクロレンズ付ＣＭＤの受光部以外と
なっているが、表面は金属膜では覆われていない。そこ
で、この実施例２では、図５に示された如く、２層目の
アルミニウムよりなるゲ−トライン62を図４の従来例の
ゲ−トライン61に比べて太くし、不要な部分のゲ−ト電
極部をアルミニウムで覆うようにした。
２アルミニウムよりなるゲ−トライン61が点々で示して
いる。図４から明らかのように、ゲ−ト電極33ａ，33ｂ
の上部，下部はマイクロレンズ付ＣＭＤの受光部以外と
なっているが、表面は金属膜では覆われていない。そこ
で、この実施例２では、図５に示された如く、２層目の
アルミニウムよりなるゲ−トライン62を図４の従来例の
ゲ−トライン61に比べて太くし、不要な部分のゲ−ト電
極部をアルミニウムで覆うようにした。
【００２８】実施例２をマイクロレンズ付ＣＭＤイメ−
ジャ−に適用することにより、暗電流に起因する雑音の
低下が可能となる。
ジャ−に適用することにより、暗電流に起因する雑音の
低下が可能となる。
【００２９】なお、実施例２においては、２層目のアル
ミニウムを延在させたが、１層目のアルミニウムを延在
させることによっても同様な効果が達成可能である。例
えば、図５中のＦ点は受光部領域外であり、しかも以上
の説明においては表面はアルミニウムにより覆われてい
ないが、Ｆ点右に存在するソ−スコンタクト40を左方に
延在させ、Ｆ点上に１層目のアルミニウムを形成するこ
とが可能となる。このような処置を行なうことにより、
更に暗電流の低減が可能となる。
ミニウムを延在させたが、１層目のアルミニウムを延在
させることによっても同様な効果が達成可能である。例
えば、図５中のＦ点は受光部領域外であり、しかも以上
の説明においては表面はアルミニウムにより覆われてい
ないが、Ｆ点右に存在するソ−スコンタクト40を左方に
延在させ、Ｆ点上に１層目のアルミニウムを形成するこ
とが可能となる。このような処置を行なうことにより、
更に暗電流の低減が可能となる。
【００３０】以上の説明においては、１層目のアルミニ
ウム，２層目のアルミニウム等の金属配線でマイクロレ
ンズ付ＣＭＤの受光部以外の不要な領域を遮蔽したが、
ＣＭＤプロセスにおいては１，２層目のアルミニウムに
加え、３層目のアルミニウムを形成し、シフトレジスタ
−等のＣＭＤ形成領域外を遮光することがある。この場
合、３層目のアルミニウムを利用し、マイクロレンズ付
の受光部以外を遮うことも可能となる。この手段を採用
した例を実施例３で説明する。
ウム，２層目のアルミニウム等の金属配線でマイクロレ
ンズ付ＣＭＤの受光部以外の不要な領域を遮蔽したが、
ＣＭＤプロセスにおいては１，２層目のアルミニウムに
加え、３層目のアルミニウムを形成し、シフトレジスタ
−等のＣＭＤ形成領域外を遮光することがある。この場
合、３層目のアルミニウムを利用し、マイクロレンズ付
の受光部以外を遮うことも可能となる。この手段を採用
した例を実施例３で説明する。
【００３１】（実施例３）図６を参照する。
【００３２】この実施例３の要旨は、図３（Ｂ）に比べ
て、レンズの光軌跡外部に３層目のアルミニウムよりな
る薄膜71を追加形成している点にある。この薄膜71の存
在により、レンズ付ＣＭＤの信号量Ｓを低下させること
なく、更に暗電流に起因する雑音Ｎを低下させることが
可能となる。
て、レンズの光軌跡外部に３層目のアルミニウムよりな
る薄膜71を追加形成している点にある。この薄膜71の存
在により、レンズ付ＣＭＤの信号量Ｓを低下させること
なく、更に暗電流に起因する雑音Ｎを低下させることが
可能となる。
【００３３】なお、上記実施例１〜３では、金属膜がア
ルミニウムからなる場合について説明した。しかし、高
強度の光が入射すると、半導体表面と、金属膜下面間の
多重反射により当該画素以外に光が伝播し、偽信号が増
加する現象（ブル−ミング又はスメア）が現われる。こ
のための偽信号対策としては、上記各実施例の１〜３層
目のアルミニウムの上部あるいは下部をＴｉＮ等の薄膜
で覆いサンドイッチ構造とすること等が挙げられる。本
発明においては、ＣＭＤの金属膜による被覆率が上り、
スメアに対して弱くなることが予想されるが、これらの
対策には以上に説明した多層金属膜の使用が効果的であ
る。
ルミニウムからなる場合について説明した。しかし、高
強度の光が入射すると、半導体表面と、金属膜下面間の
多重反射により当該画素以外に光が伝播し、偽信号が増
加する現象（ブル−ミング又はスメア）が現われる。こ
のための偽信号対策としては、上記各実施例の１〜３層
目のアルミニウムの上部あるいは下部をＴｉＮ等の薄膜
で覆いサンドイッチ構造とすること等が挙げられる。本
発明においては、ＣＭＤの金属膜による被覆率が上り、
スメアに対して弱くなることが予想されるが、これらの
対策には以上に説明した多層金属膜の使用が効果的であ
る。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、第１
層，第２層のソ−ス，ドレイン，ゲ−トラインを形成す
る金属層に改良を施すことにより、マイクロレンズの焦
光率の低下を抑制できる固体撮像装置を提供できる。
層，第２層のソ−ス，ドレイン，ゲ−トラインを形成す
る金属層に改良を施すことにより、マイクロレンズの焦
光率の低下を抑制できる固体撮像装置を提供できる。
【図１】ＣＭＤ撮像素子の平面図。
【図２】図１のＣＭＤ撮像素子にマイクロレンズ群を形
成した場合の説明図であり、図２（Ａ）は平面図、図２
（Ｂ）は図２（Ａ）のＣ1 −Ｃ2 に沿う断面図。
成した場合の説明図であり、図２（Ａ）は平面図、図２
（Ｂ）は図２（Ａ）のＣ1 −Ｃ2 に沿う断面図。
【図３】本発明の実施例１に係るＣＭＤ撮像素子の説明
図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）のＣ1 −Ｃ2 に沿う断面図。
図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）のＣ1 −Ｃ2 に沿う断面図。
【図４】従来のＣＭＤ撮像素子の平面図。
【図５】本発明の実施例２に係るＣＭＤ撮像素子の平面
図。
図。
【図６】本発明の実施例３に係るＣＭＤ撮像素子の要部
の断面図。
の断面図。
【図７】従来のＣＭＤ固体撮像装置の１画素部分の断面
図。
図。
【図８】従来のその他のＣＭＤ固体撮像装置の断面図。
【図９】マイクロレンズ光学設計を説明するための図。
31ａ，31ｂ…画素、32…ソ−ス領域、33ａ，33ｂ，52…
ゲ−ト電極、34…ゲ−ト電極結合部、35…ゲ−トライ
ン、36…ゲ−トコンタクト、37，38…ドレイン領域、39
…ソ−スライン、40…ソ−スコンタクト、41，51…ドレ
インライン、42…ドレインコンタクト、43…マイクロレ
ンズ、44…半導体基板、45…光軌跡、62…ゲ−トライ
ン、71…薄膜。
ゲ−ト電極、34…ゲ−ト電極結合部、35…ゲ−トライ
ン、36…ゲ−トコンタクト、37，38…ドレイン領域、39
…ソ−スライン、40…ソ−スコンタクト、41，51…ドレ
インライン、42…ドレインコンタクト、43…マイクロレ
ンズ、44…半導体基板、45…光軌跡、62…ゲ−トライ
ン、71…薄膜。
Claims (3)
- 【請求項１】 内部増幅機能を有するマイクロレンズ付
ＣＭＤ受光素子を光電変換素子として用いた画素を、半
導体基板上にマトリクス状に配置した固体撮像装置にお
いて、マイクロレンズ上部より入射して前記基板上に形
成されたゲ−ト電極上に集光される入射光の軌跡の外側
周辺を、前記基板上でかつ前記軌跡の外側にのみ形成さ
れた多層配線層の少なくとも１層を使用して被覆したこ
とを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記多層配線層が、アルミニウム、ある
いはアルミニウム−シリコン膜である請求項１記載の固
体撮像装置。 - 【請求項３】 前記多層配線層が、ＴｉＮよりなる光反
射防止層により、少なくとも上，下の一部を被覆したア
ルミニウムあるいはアルミニウム−シリコン膜である請
求項１記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00515292A JP3191967B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00515292A JP3191967B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190819A true JPH05190819A (ja) | 1993-07-30 |
| JP3191967B2 JP3191967B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=11603301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00515292A Expired - Fee Related JP3191967B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191967B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP00515292A patent/JP3191967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3191967B2 (ja) | 2001-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9906743B2 (en) | Solid-state imaging apparatus and imaging system having a light shielding portion | |
| US8623690B2 (en) | X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same | |
| US5514888A (en) | On-chip screen type solid state image sensor and manufacturing method thereof | |
| CN1722459B (zh) | 图像传感器和制造其的方法 | |
| US7400004B2 (en) | Isolation structures for preventing photons and carriers from reaching active areas and methods of formation | |
| US7075164B2 (en) | Semiconductor photoelectric conversion device suitable for miniaturization | |
| JP4751865B2 (ja) | 裏面照射型固体撮像素子及びその製造方法 | |
| US7491923B2 (en) | Solid state imaging device including a converging structure | |
| JPH0745805A (ja) | オンチップマイクロレンズを備えた固体撮像装置 | |
| US9093349B2 (en) | Solid-state imaging apparatus | |
| JPH0645569A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| JP2866328B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH04199874A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US20100066883A1 (en) | Solid-state imaging device and method for manufacturing the same | |
| JP4419264B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0424964A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH03276677A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP3191967B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH07153932A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3138502B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH053313A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2007194359A (ja) | 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 | |
| JPH0964331A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2018061060A (ja) | 固体撮像装置及び撮像システム | |
| JPH06310701A (ja) | 固体撮像素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010501 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080525 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |