JPH0521768A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0521768A JPH0521768A JP3174168A JP17416891A JPH0521768A JP H0521768 A JPH0521768 A JP H0521768A JP 3174168 A JP3174168 A JP 3174168A JP 17416891 A JP17416891 A JP 17416891A JP H0521768 A JPH0521768 A JP H0521768A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
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-
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- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高価な装置を使用することなく、遮光メタル
から受光部への乱反射光の入射を防いで輝度ムラや画像
ムラの発生を防止する。 【構成】 遮光メタル８へ光が入射する光路上に配置し
て、又は遮光メタル８を覆って光吸収膜９が形成され、
該光吸収膜９にて遮光メタル８へ入射する光を吸収する
構成としてあるので、遮光メタル８への光入射光路の途
中に光吸収膜９が存在し、この膜９により遮光メタル８
へ入射して乱反射する光を吸収できる。このため、受光
部２へ遮光メタル８からの余分な反射光が入射するのを
防止することが可能となる。また、光吸収膜９がフォト
エッチングにより形成されるので、高価なスパッター装
置や蒸着装置を必要とせず、低コストで製造することが
できる。
から受光部への乱反射光の入射を防いで輝度ムラや画像
ムラの発生を防止する。 【構成】 遮光メタル８へ光が入射する光路上に配置し
て、又は遮光メタル８を覆って光吸収膜９が形成され、
該光吸収膜９にて遮光メタル８へ入射する光を吸収する
構成としてあるので、遮光メタル８への光入射光路の途
中に光吸収膜９が存在し、この膜９により遮光メタル８
へ入射して乱反射する光を吸収できる。このため、受光
部２へ遮光メタル８からの余分な反射光が入射するのを
防止することが可能となる。また、光吸収膜９がフォト
エッチングにより形成されるので、高価なスパッター装
置や蒸着装置を必要とせず、低コストで製造することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばエリアセンサ、
ラインセンサなどに使用され、ＣＣＤ（電荷結合素子）
等を用いた固体撮像素子に関する。
ラインセンサなどに使用され、ＣＣＤ（電荷結合素子）
等を用いた固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記固体撮像素子として、従来、図４に
示すものが知られている。この素子は、基板１００上に
フォトダイオード等の受光部１０１…が多数形成され、
隣合う受光部１０１、１０１間に転送部１０２が、また
転送部１０２の上方に遮光メタル１０３が形成された構
成となっており、受光部１０１は入射した光を電気信号
に変換し、転送部１０２は受光部１０１からの電気信号
を順次図示しない出力部へ転送する。
示すものが知られている。この素子は、基板１００上に
フォトダイオード等の受光部１０１…が多数形成され、
隣合う受光部１０１、１０１間に転送部１０２が、また
転送部１０２の上方に遮光メタル１０３が形成された構
成となっており、受光部１０１は入射した光を電気信号
に変換し、転送部１０２は受光部１０１からの電気信号
を順次図示しない出力部へ転送する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来素
子の場合、遮光メタルにはＬＳＩ、ＩＣ等と同様にアル
ミ配線が用いられ、このアルミ配線としては、純粋のア
ルミニウムや、アルミニウムにシリコンを数％添加した
もの、或はアルミニウムにシリコンと銅を添加したもの
などが使用されている。
子の場合、遮光メタルにはＬＳＩ、ＩＣ等と同様にアル
ミ配線が用いられ、このアルミ配線としては、純粋のア
ルミニウムや、アルミニウムにシリコンを数％添加した
もの、或はアルミニウムにシリコンと銅を添加したもの
などが使用されている。
【０００４】しかしながら、これらのアルミ配線におい
ては入射してくる光に対して反射率が８０〜１００％と
大きいため、アルミ配線で乱反射が起こり易い。そのた
め、その反射光の一部が受光部１０１に入射すると、画
像信号にノイズ信号として重畳されて画像ムラが発生
し、また並列に配設された受光部からの電気信号に差が
生じて輝度ムラが発生するという問題点があった。
ては入射してくる光に対して反射率が８０〜１００％と
大きいため、アルミ配線で乱反射が起こり易い。そのた
め、その反射光の一部が受光部１０１に入射すると、画
像信号にノイズ信号として重畳されて画像ムラが発生
し、また並列に配設された受光部からの電気信号に差が
生じて輝度ムラが発生するという問題点があった。
【０００５】なお、上記問題点を解決する方法として、
例えばアルミニウムにＷ（タングステン）を数ｐｐｍ〜
数百ｐｐｍ添加して反射率を抑制したものを使用するこ
とや、或はアルミ配線の上に厚みが数百オングストロー
ムのＴｉＷやＴｉＮからなる膜を被覆させることなどが
提案されている。しかし、これらの方法による場合に
は、遮光メタル或はその上の被覆膜の形成に１台で数億
円という大変高価な専用のスパッター装置や蒸着装置を
必要とするため、コスト的に負担が大きいものとなって
いた。
例えばアルミニウムにＷ（タングステン）を数ｐｐｍ〜
数百ｐｐｍ添加して反射率を抑制したものを使用するこ
とや、或はアルミ配線の上に厚みが数百オングストロー
ムのＴｉＷやＴｉＮからなる膜を被覆させることなどが
提案されている。しかし、これらの方法による場合に
は、遮光メタル或はその上の被覆膜の形成に１台で数億
円という大変高価な専用のスパッター装置や蒸着装置を
必要とするため、コスト的に負担が大きいものとなって
いた。
【０００６】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するものであり、高価な装置を使用することなく、遮光
メタルから受光部への乱反射光の入射を防いで輝度ムラ
や画像ムラの発生を防止できる固体撮像素子を提供する
ことを目的とする。
するものであり、高価な装置を使用することなく、遮光
メタルから受光部への乱反射光の入射を防いで輝度ムラ
や画像ムラの発生を防止できる固体撮像素子を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、基板上に光電変換機能を有する受光部、該受光部か
らの電気信号を転送する転送部及び該転送部に光が入射
することを防ぐ遮光メタルが形成された固体撮像素子に
おいて、該遮光メタルへ光が入射する光路上に配置し
て、又は遮光メタルを覆って光吸収膜がフォトエッチン
グにより形成されており、そのことによって、上記目的
が達成される。
は、基板上に光電変換機能を有する受光部、該受光部か
らの電気信号を転送する転送部及び該転送部に光が入射
することを防ぐ遮光メタルが形成された固体撮像素子に
おいて、該遮光メタルへ光が入射する光路上に配置し
て、又は遮光メタルを覆って光吸収膜がフォトエッチン
グにより形成されており、そのことによって、上記目的
が達成される。
【０００８】
【作用】本発明にあっては、遮光メタルへの光入射光路
の途中に光吸収膜が存在し、この膜により遮光メタルへ
入射して乱反射する光を吸収できるので、受光部へ遮光
メタルからの余分な反射光が入射するのを防止すること
が可能となる。また、その光吸収膜がフォトエッチング
により形成されているので、高価なスパッター装置や蒸
着装置を必要としない。
の途中に光吸収膜が存在し、この膜により遮光メタルへ
入射して乱反射する光を吸収できるので、受光部へ遮光
メタルからの余分な反射光が入射するのを防止すること
が可能となる。また、その光吸収膜がフォトエッチング
により形成されているので、高価なスパッター装置や蒸
着装置を必要としない。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。
【００１０】図１及び図２に本発明を適用したインター
ライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子を示す。この素子
は、図２に示すように半導体基板１の上に複数列に配設
されたフォトダイオードからなる多数の受光部２…と、
この受光部２の各列の間に設けられた垂直レジスタ部３
…と、各垂直レジスタ部３の一端を接続した水平レジス
タ部４と、水平レジスタ部４の近傍に設けた出力部５と
を備える。
ライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子を示す。この素子
は、図２に示すように半導体基板１の上に複数列に配設
されたフォトダイオードからなる多数の受光部２…と、
この受光部２の各列の間に設けられた垂直レジスタ部３
…と、各垂直レジスタ部３の一端を接続した水平レジス
タ部４と、水平レジスタ部４の近傍に設けた出力部５と
を備える。
【００１１】各受光部２の近傍には、図１に示すように
転送部６が形成されている。この転送部６は、半導体基
板１の上層部に形成されたｎ+層６ａと、その上方に設
けられた上下方向に対向する前記垂直レジスタ部３に相
当する２つのポリシリコン電極６ｂ、６ｃとからなる。
これら２つのポリシリコン電極６ｂ、６ｃは、基板１上
に形成した酸化シリコン絶縁膜７に内蔵されている。こ
のように構成した転送部６は、入射光量に応じて光電変
換する受光部２からの電気信号を転送するためのもので
あり、酸化シリコン絶縁膜７の上表面には転送部６の上
方部分に従来と同様に遮光メタル８が形成されている。
この遮光メタル８としては、例えば高純度のアルミニウ
ムからなるアルミ配線を使用している。このアルミ配線
に代えて、アルミニウムにシリコンを数％添加したも
の、或はアルミニウムにシリコンと銅を添加したアルミ
配線を使用してもよい。
転送部６が形成されている。この転送部６は、半導体基
板１の上層部に形成されたｎ+層６ａと、その上方に設
けられた上下方向に対向する前記垂直レジスタ部３に相
当する２つのポリシリコン電極６ｂ、６ｃとからなる。
これら２つのポリシリコン電極６ｂ、６ｃは、基板１上
に形成した酸化シリコン絶縁膜７に内蔵されている。こ
のように構成した転送部６は、入射光量に応じて光電変
換する受光部２からの電気信号を転送するためのもので
あり、酸化シリコン絶縁膜７の上表面には転送部６の上
方部分に従来と同様に遮光メタル８が形成されている。
この遮光メタル８としては、例えば高純度のアルミニウ
ムからなるアルミ配線を使用している。このアルミ配線
に代えて、アルミニウムにシリコンを数％添加したも
の、或はアルミニウムにシリコンと銅を添加したアルミ
配線を使用してもよい。
【００１２】上記遮光メタル８の外側は、酸化シリコン
絶縁膜７と接する下面を除いて光吸収膜９にて覆われて
いる。この光吸収膜９は、可視光を吸収する染料や顔料
を添加した樹脂を酸化シリコン絶縁膜７の表面に付着さ
せ、その後遮光メタル８の部分を残すようにフォトエッ
チングすることにより形成される。なお、これに代え
て、カゼイン、ゼラチン等の染色可能な材料を酸化シリ
コン絶縁膜７の表面に付着させ、その後遮光メタル８の
部分を残すようにフォトエッチングし、次いで可視光を
吸収する染料で前記染色可能な材料を染色することによ
り形成してもよい。更には、遮光メタル８を覆った状態
に光吸収膜９をフォトエッチングにより形成できれば、
他の方式を用いてもよい。
絶縁膜７と接する下面を除いて光吸収膜９にて覆われて
いる。この光吸収膜９は、可視光を吸収する染料や顔料
を添加した樹脂を酸化シリコン絶縁膜７の表面に付着さ
せ、その後遮光メタル８の部分を残すようにフォトエッ
チングすることにより形成される。なお、これに代え
て、カゼイン、ゼラチン等の染色可能な材料を酸化シリ
コン絶縁膜７の表面に付着させ、その後遮光メタル８の
部分を残すようにフォトエッチングし、次いで可視光を
吸収する染料で前記染色可能な材料を染色することによ
り形成してもよい。更には、遮光メタル８を覆った状態
に光吸収膜９をフォトエッチングにより形成できれば、
他の方式を用いてもよい。
【００１３】このような光吸収膜９で被覆された遮光メ
タル８を有する酸化シリコン絶縁膜７の上には、前記受
光部２へ光を集中させて入射させるべく、例えば透明樹
脂等からなるマイクロレンズ１０が形成されている。
タル８を有する酸化シリコン絶縁膜７の上には、前記受
光部２へ光を集中させて入射させるべく、例えば透明樹
脂等からなるマイクロレンズ１０が形成されている。
【００１４】次に、このように構成された本発明素子の
動作内容について説明する。
動作内容について説明する。
【００１５】前記受光部２にマイクロレンズ１０を通っ
て光が入射すると、受光部２は入射した光量に応じて光
を電気信号に変換する。その後、転送クロックパルスに
よって垂直ＣＣＤレジスタ部３を介して水平ＣＣＤレジ
スタ部４方向に転送され、水平ＣＣＤレジスタ部４に転
送されてきた電荷は、出力部５から電圧信号として読み
出されていく。このとき、上述したように遮光メタル８
が光吸収膜９にて覆われているので、遮光メタル８に入
射すると乱反射を起こす筈の光が光吸収膜９にて吸収さ
れる。このため遮光メタル８からは光の乱反射が起こら
ず、受光部２にはその乱反射光が入射しにくい。
て光が入射すると、受光部２は入射した光量に応じて光
を電気信号に変換する。その後、転送クロックパルスに
よって垂直ＣＣＤレジスタ部３を介して水平ＣＣＤレジ
スタ部４方向に転送され、水平ＣＣＤレジスタ部４に転
送されてきた電荷は、出力部５から電圧信号として読み
出されていく。このとき、上述したように遮光メタル８
が光吸収膜９にて覆われているので、遮光メタル８に入
射すると乱反射を起こす筈の光が光吸収膜９にて吸収さ
れる。このため遮光メタル８からは光の乱反射が起こら
ず、受光部２にはその乱反射光が入射しにくい。
【００１６】したがって、本発明素子の場合には、遮光
メタル８から受光部２への乱反射光の入射を防ぐことが
できるので、受光部２にて検出された画像信号や、受光
部２から転送される画像信号に悪影響が及ぶことがな
く、画像ムラや輝度ムラの発生を防止できる。また、遮
光メタル８としては従来と同様の材料を使用しても支障
がなく、更に光吸収膜９としてはフォトエッチングを用
いて形成できるので、課題の欄で説明したような高価な
スパッター装置や蒸着装置を必要とせずに、安価な固体
撮像素子を提供することができる。
メタル８から受光部２への乱反射光の入射を防ぐことが
できるので、受光部２にて検出された画像信号や、受光
部２から転送される画像信号に悪影響が及ぶことがな
く、画像ムラや輝度ムラの発生を防止できる。また、遮
光メタル８としては従来と同様の材料を使用しても支障
がなく、更に光吸収膜９としてはフォトエッチングを用
いて形成できるので、課題の欄で説明したような高価な
スパッター装置や蒸着装置を必要とせずに、安価な固体
撮像素子を提供することができる。
【００１７】図３は、本発明の他の実施例を示す断面図
である。この実施例においては、遮光メタル８を表面に
形成した酸化シリコン絶縁膜７の上に、マイクロレンズ
１０と同一の材料で中間層１１をマイクロレンズ１０の
下に形成し、その中間層１１の上であって、遮光メタル
８の上方部分に光吸収膜１２を形成し、その上にマイク
ロレンズ１０を設けている。つまり、光吸収膜１２は、
この形成が無い場合に遮光メタル８への光路上に配設さ
れている。この実施例のようにしても、前述した実施例
と同様な効果を得ることが可能である。
である。この実施例においては、遮光メタル８を表面に
形成した酸化シリコン絶縁膜７の上に、マイクロレンズ
１０と同一の材料で中間層１１をマイクロレンズ１０の
下に形成し、その中間層１１の上であって、遮光メタル
８の上方部分に光吸収膜１２を形成し、その上にマイク
ロレンズ１０を設けている。つまり、光吸収膜１２は、
この形成が無い場合に遮光メタル８への光路上に配設さ
れている。この実施例のようにしても、前述した実施例
と同様な効果を得ることが可能である。
【００１８】なお、上記説明においては本発明をインタ
ーライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子に適用したが、
本発明はこれに限らず、フレームトランスファ方式の固
体撮像素子などにも適用可能である。
ーライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子に適用したが、
本発明はこれに限らず、フレームトランスファ方式の固
体撮像素子などにも適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の固体撮像素
子にあっては、遮光メタルから受光部への乱反射光の入
射を防ぐことができるので、受光部にて検出した光に悪
影響が及ぶことがなく、輝度ムラや画像ムラの発生を防
止できる。また、光吸収膜がフォトエッチングにより形
成されているので、高価なスパッター装置や蒸着装置を
必要とせず、低コストで製造することができる。
子にあっては、遮光メタルから受光部への乱反射光の入
射を防ぐことができるので、受光部にて検出した光に悪
影響が及ぶことがなく、輝度ムラや画像ムラの発生を防
止できる。また、光吸収膜がフォトエッチングにより形
成されているので、高価なスパッター装置や蒸着装置を
必要とせず、低コストで製造することができる。
【図１】本発明を適用した固体撮像素子を示す断面図。
【図２】その固体撮像素子を示す平面図。
【図３】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図４】従来の固体撮像素子を示す断面図。
１ 基板 ２ 受光部 ６ 転送部 ８ 遮光メタル ９ 光吸収膜 １２ 光吸収膜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】基板上に光電変換機能を有する受光部、該
受光部からの電気信号を転送する転送部及び該転送部に
光が入射することを防ぐ遮光メタルが形成された固体撮
像素子において、 該遮光メタルへ光が入射する光路上に配置して、又は遮
光メタルを覆って光吸収膜がフォトエッチングにより形
成された固体撮像素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174168A JPH0521768A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 固体撮像素子 |
| EP92302227A EP0524714B1 (en) | 1991-07-15 | 1992-03-16 | A solid-state camera device |
| DE69219825T DE69219825T2 (de) | 1991-07-15 | 1992-03-16 | Festkörperkamera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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