JPH08222716A - Solid-state infrared image sensing device - Google Patents

Solid-state infrared image sensing device

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Publication number
JPH08222716A
JPH08222716A JP7052025A JP5202595A JPH08222716A JP H08222716 A JPH08222716 A JP H08222716A JP 7052025 A JP7052025 A JP 7052025A JP 5202595 A JP5202595 A JP 5202595A JP H08222716 A JPH08222716 A JP H08222716A
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JP
Japan
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photoelectric conversion
metal
film
semiconductor substrate
metal reflection
Prior art date
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Pending
Application number
JP7052025A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Shoda
昌宏 正田
Keiichi Akagawa
圭一 赤川
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08222716A publication Critical patent/JPH08222716A/en
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Abstract

PURPOSE: To make uniform the characteristics of photoelectric conversion parts and to contrive to prevent the generation of a white damage due to cleaning or the like by a method wherein a metal reflective film is formed on an insulating film so that respective lights face a plurality of the photoelectric conversion parts at regions wider than the peripheral edges of the conversion parts and a DC voltage is applied to the metal reflective film from the outside so that the reflective film is held in a previously set potential. CONSTITUTION: The upper part of a region including a plurality of photoelectric conversion parts 101 formed on a first main surface of a semiconductor substrate 102 is covered with an insulating film 107 and in order to make respective lights, which are incident on those parts 101 from the side of a second main surface on the opposite side to the first main surface of the substrate 102 and are made to pass through the parts 101, reflect in the directions incident again on the respective former parts 101, a metal reflective film 108A is formed on the film 107 so that the lights face the parts 101 at regions wider than the peripheral edges of the parts 101. A DC voltage is applied to the film 108A from the outside by a voltage applying means 109 so that the film 108A is held in a previously set potential to be able to make a white damage quench.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上の複数の
光電変換部に対面して形成された金属反射膜を備えた赤
外線固体撮像装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared solid-state image pickup device provided with a metal reflection film formed facing a plurality of photoelectric conversion parts on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の赤外線固体撮像装置の構造につい
て、図8、図9を参照して以下に説明する。まず、図8
は赤外線撮像装置の平面構成を模式的に示した図であ
る。図8において、光電変換を行う光電変換部を含む受
光セル81は、半導体基板82上に2次元マトリクス状
に配列されている。それぞれの光電変換部で発生した信
号電荷が読み出される垂直電荷転送部83は、受光セル
81の列の間の間隔領域ごとに、受光セル81の列に沿
って設けられている。更に、これら複数の垂直電荷転送
部83は、その一端において水平電荷転送部84に共通
接続されている。
2. Description of the Related Art The structure of a conventional infrared solid-state image pickup device will be described below with reference to FIGS. First, FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a planar configuration of an infrared imaging device. In FIG. 8, the light receiving cells 81 including the photoelectric conversion units that perform photoelectric conversion are arranged in a two-dimensional matrix on the semiconductor substrate 82. The vertical charge transfer units 83 from which the signal charges generated in the respective photoelectric conversion units are read are provided along the columns of the light receiving cells 81 in each interval region between the columns of the light receiving cells 81. Further, the plurality of vertical charge transfer portions 83 are commonly connected to the horizontal charge transfer portion 84 at one end thereof.

【0003】実際の信号電荷の読み出しや転送において
は、電荷転送部の上に設けられた転送電極など(不図
示)が必要である。つまり、この転送電極にクロックパ
ルスを印加することにより、電荷の読み出しなどが行わ
れる。転送電極(不図示)へのクロックパルスは、半導
体基板82の周囲に設けられたボンディングパッド86
および金属配線87などを介して基板の外部から与えら
れる。
In actual reading and transfer of signal charges, transfer electrodes and the like (not shown) provided on the charge transfer section are required. That is, by applying a clock pulse to this transfer electrode, the charge is read out. The clock pulse to the transfer electrode (not shown) is applied to the bonding pad 86 provided around the semiconductor substrate 82.
And from the outside of the substrate through the metal wiring 87 and the like.

【0004】光電変換部に入射した光が光電変換された
結果得られる信号電荷は、まず垂直電荷転送部83へ転
送され、次に水平電荷転送部84に転送され、最終的に
電荷読み出し回路である出力回路85およびボンディン
グパッド86を介して、装置外へ出力される。
The signal charge obtained as a result of photoelectric conversion of the light incident on the photoelectric conversion section is first transferred to the vertical charge transfer section 83, then to the horizontal charge transfer section 84, and finally in the charge read circuit. It is output to the outside of the device via a certain output circuit 85 and a bonding pad 86.

【0005】このような模式的平面構成(図8)をもつ
赤外線固体撮像装置の受光領域(受光セルが2次元配列
された領域)を拡大した図を図9aに示す。ここでは、
説明を簡単にするために、光電変換部を縦横3個の2次
元マトリクス配列した場合(合計9個)が示されてい
る。図9aにおいて、受光セルは、素子分離領域4およ
びガードリング領域3で囲まれた領域を指し、光電変換
部は、金属反射膜8の下に形成されている。一方、この
図では垂直電荷転送部の転送電極6が示されている。
FIG. 9a is an enlarged view of the light receiving area (area where light receiving cells are two-dimensionally arranged) of the infrared solid-state image pickup device having such a schematic plane structure (FIG. 8). here,
For simplification of description, the case where the photoelectric conversion units are arranged in a two-dimensional matrix of three rows and columns (a total of nine) is shown. In FIG. 9 a, the light receiving cell indicates a region surrounded by the element isolation region 4 and the guard ring region 3, and the photoelectric conversion section is formed under the metal reflection film 8. On the other hand, in this figure, the transfer electrode 6 of the vertical charge transfer portion is shown.

【0006】図9aのA−B断面における基板表面付近
の一部の構造を図9bに示す。図9bにおいて、半導体
基板2の第1主面側に形成された光電変換部1は、ガー
ドリング領域3で周囲を囲まれ、更にその外側周囲を素
子分離領域4で囲まれている(光電変換部1とガードリ
ング領域3と素子分離領域4を含めた領域を受光セルと
呼ぶ)。一方、垂直電荷転送部は、受光セルの間の領域
に形成された垂直電荷転送路5と、その上に形成された
転送電極6で構成される。
FIG. 9b shows a part of the structure near the surface of the substrate in the cross section AB of FIG. 9a. In FIG. 9B, the photoelectric conversion part 1 formed on the first main surface side of the semiconductor substrate 2 is surrounded by a guard ring region 3 and further surrounded by an element isolation region 4 (photoelectric conversion). A region including the portion 1, the guard ring region 3, and the element isolation region 4 is called a light receiving cell). On the other hand, the vertical charge transfer section is composed of a vertical charge transfer path 5 formed in a region between the light receiving cells and a transfer electrode 6 formed thereon.

【0007】更に、受光セルおよび垂直電荷転送部の上
を被覆する絶縁膜7が設けられており、この絶縁膜7を
介して光電変換部1上には金属反射膜8が設けられてい
る。尚、図9aは、上記層構造を備えた撮像装置を第1
主面側から見た図である。金属反射膜8は、各受光セル
ごとに個別に設けられており、通常、その下に存在する
光電変換部と同程度の面積を持つ。
Further, an insulating film 7 for covering the light receiving cells and the vertical charge transfer portion is provided, and a metal reflection film 8 is provided on the photoelectric conversion portion 1 via the insulating film 7. It should be noted that FIG. 9A shows a first imaging device having the above layer structure.
It is the figure seen from the main surface side. The metal reflection film 8 is individually provided for each light receiving cell, and usually has an area similar to that of the photoelectric conversion portion existing therebelow.

【0008】被撮像光である入射光は、基板2の第2主
面側(図面下方)から、光電変換部1に入射し光電変換
され、信号電荷を生じる。しかし、このとき光電変換さ
れるのは入射光の一部であり、残りの通過した光は金属
反射膜8により反射させられ再び光電変換部1に入射し
光電変換される。
Incident light, which is the light to be imaged, enters the photoelectric conversion portion 1 from the second main surface side of the substrate 2 (below the drawing) and is photoelectrically converted to generate signal charges. However, at this time, only a part of the incident light is photoelectrically converted, and the remaining passing light is reflected by the metal reflection film 8 and again enters the photoelectric conversion unit 1 and is photoelectrically converted.

【0009】一般に、この種の固体撮像装置における光
電変換部1としてはショットキー接合が用いられる。シ
ョットキー接合は、半導体基板2とショットキー電極と
しての金属シリサイド層との接触部分に形成される。具
体的には、半導体基板2としてp型シリコン、金属シリ
サイド層としてプラチナシリサイド(PtSi)層など
が用いられる。
In general, a Schottky junction is used as the photoelectric conversion section 1 in this type of solid-state image pickup device. The Schottky junction is formed at the contact portion between the semiconductor substrate 2 and the metal silicide layer as the Schottky electrode. Specifically, p-type silicon is used as the semiconductor substrate 2, and platinum silicide (PtSi) layer is used as the metal silicide layer.

【0010】金属シリサイド層は厚さが数10オングス
トローム程度と非常に薄いため、光電変換部1の周縁に
おいて電界が集中してしまう。その結果、金属シリサイ
ド層と半導体基板との接合耐圧は極めて低い値となる。
接合耐圧が低いと、光電変換部における暗電流の増加を
抑えることができない。そこで、この接合耐圧を高める
ために、半導体ショットキー接合の周囲を取り囲むよう
に(金属シリサイド層とわずかにオーバーラップして)
ガードリング領域3が形成されている。
Since the metal silicide layer has a very small thickness of about several tens of angstroms, an electric field is concentrated on the periphery of the photoelectric conversion section 1. As a result, the junction breakdown voltage between the metal silicide layer and the semiconductor substrate has an extremely low value.
If the junction breakdown voltage is low, it is not possible to suppress an increase in dark current in the photoelectric conversion section. Therefore, in order to increase the junction breakdown voltage, surround the semiconductor Schottky junction (slightly overlap with the metal silicide layer).
The guard ring region 3 is formed.

【0011】ガードリング領域3は、半導体基板2とは
逆導電型の不純物を基板に拡散したものである(深さ、
数1000オングストローム)。この拡散領域の周縁で
は曲率が比較的穏やかであり、前記電界の集中を防ぐこ
とができる。このように、ガードリングを採用した赤外
線固体撮像装置では、光電変換部での電界集中を防げる
ため、ショットキー接合の接合耐圧が高められ、暗電流
の増加を抑えることができるようになっている。
The guard ring region 3 is formed by diffusing impurities having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 2 into the substrate (depth,
(Thousands of Angstroms). The peripheral edge of the diffusion region has a relatively gentle curvature, and the concentration of the electric field can be prevented. As described above, in the infrared solid-state imaging device employing the guard ring, the electric field concentration in the photoelectric conversion unit can be prevented, so that the junction breakdown voltage of the Schottky junction is increased and the increase in dark current can be suppressed. .

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなガードリング構造を備え、暗電流抑制効果のある従
来の赤外線固体撮像装置においても、複数の受光セル
(特に光電変換部)の特性が不均一となることがあり、
特に、撮像装置を洗浄したり、乾燥した後に発生するこ
とが多かった。
However, even in the conventional infrared solid-state image pickup device having such a guard ring structure and having a dark current suppressing effect, the characteristics of a plurality of light receiving cells (especially photoelectric conversion portions) are not uniform. Sometimes,
In particular, it often occurs after the imaging device is washed or dried.

【0013】即ち、この装置を用いて撮像し、得られる
画像上には、あたかも被撮像物に高温の部位が存在する
と考えられるような、白い点状あるいは白いライン状の
疑似信号が発生することが頻繁にあった(以降、これら
の疑似信号を白傷を呼ぶ)。この白傷が発生すると、画
像としては、非常に見ずらい。
That is, a pseudo signal in the form of white dots or white lines is generated on an image obtained by imaging with this device, as if a high-temperature part exists in the object to be imaged. Was frequent (hereinafter, these pseudo signals are called white flaws). When this white flaw occurs, it is very difficult to see as an image.

【0014】この白傷は、一度発生すると赤外線固体撮
像装置の電源を切っても消滅せず、数か月に渡って継続
して画像上に残留する。また、撮像装置を使用している
最中に、発生したり、消滅したりすることもある。つま
り、白傷は時間的・空間的に固定されてないものであ
る。
This white defect, once generated, does not disappear even if the infrared solid-state image pickup device is turned off, and remains on the image for several months. Further, it may occur or disappear while using the imaging device. In other words, white scratches are not fixed temporally or spatially.

【0015】もしこの白傷が、時間的・空間的に固定的
な画素欠陥であれば、電気的に補正等の処理を施すこと
ができる。しかし、ここで問題の白傷は、そのような補
正が不可能であり、この白傷が発生する赤外線固体撮像
装置は実用に供することができないという致命的な問題
があった。
If this white defect is a pixel defect that is fixed temporally and spatially, it is possible to electrically perform a process such as correction. However, there is a fatal problem that the problem of white damage here is such that it cannot be corrected and the infrared solid-state imaging device in which the white defect occurs cannot be put to practical use.

【0016】これら白傷の原因は、本発明者らの研究に
よって次のように考えられている。つまり、半導体ショ
ットキー接合などによる光電変換部上の絶縁膜、あるい
は絶縁膜を介して光電変換部に対面する金属反射膜のど
こかに、静電気により負の電荷が帯電すると、この帯電
電位によって光電変換部の暗電流が増減変動を受け、こ
の暗電流の増加により光電変換部で光電変換された本来
の信号電荷に疑似信号が付加され、撮像した画像に白傷
を発生させてしまう。
The cause of these white scratches is considered as follows by the study of the present inventors. In other words, if a negative charge is charged by static electricity somewhere on the insulating film on the photoelectric conversion part such as a semiconductor Schottky junction or on the metal reflection film facing the photoelectric conversion part through the insulating film, this charge potential causes photoelectric conversion. The dark current of the conversion unit is subject to increase / decrease, and due to the increase of the dark current, a pseudo signal is added to the original signal charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit, which causes a white defect in the captured image.

【0017】例えば、赤外線固体撮像装置を製造する半
導体製造プロセスの最終段階で、半導体基板であるシリ
コンウエハは、各種のイオンを取り除いた純水(比抵抗
が18MΩ以上)の高圧噴射流をスプレーすることによ
り洗浄される。このように比抵抗の高い洗浄水の噴射流
がウエハにスプレーされると静電気が発生し、その結
果、ウエハに絶縁膜を介して形成されている金属反射膜
などが負の電荷で帯電される。
For example, at the final stage of a semiconductor manufacturing process for manufacturing an infrared solid-state image pickup device, a silicon wafer, which is a semiconductor substrate, is sprayed with a high-pressure jet stream of pure water (specific resistance is 18 MΩ or more) from which various ions are removed. To be washed. When the jet of cleaning water having a high specific resistance is sprayed onto the wafer, static electricity is generated, and as a result, the metal reflection film and the like formed on the wafer via the insulating film are charged with negative charges. .

【0018】あるいは完成後の赤外線固体撮像装置の洗
浄や高温乾燥雰囲気における乾燥工程、カメラへの取り
付け時においても、静電気が発生し、ウエハに絶縁膜を
介して形成されている金属反射膜などが負の電荷で帯電
される。
Alternatively, during the cleaning process of the infrared solid-state image pickup device after completion, the drying process in a high-temperature dry atmosphere, and the attachment to the camera, static electricity is generated, and a metal reflection film formed on the wafer via an insulating film is removed. It is charged with a negative charge.

【0019】本発明の目的は、以上のような従来の赤外
線固体撮像装置の問題点を解決することにあり、複数の
光電変換部の特性が均一に保たれ、装置の製造工程や完
成後の洗浄や乾燥工程などに起因する白傷の発生が防止
されるだけでなく白傷に対する耐久性の良好な赤外線固
体撮像装置を得ることを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional infrared solid-state image pickup device, in which the characteristics of a plurality of photoelectric conversion parts are kept uniform, and the manufacturing process of the device or after completion of the device is completed. It is an object of the present invention to obtain an infrared solid-state imaging device that not only prevents the occurrence of white scratches due to washing and drying steps but also has good durability against white scratches.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項1に記載した発明に係る赤外線固体撮像
装置では、半導体基板の第1主面に形成された複数の光
電変換部、前記複数の光電変換部を含む領域の上を被覆
する絶縁膜、前記複数の光電変換部に半導体基板の第1
主面とは反対側の第2主面側から入射して各光電変換部
を通過したそれぞれの光を、それぞれ元の光電変換部へ
再び入射する方向に反射させるために、前記絶縁膜の表
面上に前記複数の光電変換部に対してその周縁よりも広
い領域で対面するように形成された金属反射膜、および
前記金属反射膜を予め定められた電位に保持するように
前記金属反射膜に対して外部から直流電圧を印加する電
圧印加手段とを備えている。
In order to achieve the above object, in an infrared solid-state image pickup device according to the invention described in claim 1 of the present application, a plurality of photoelectric conversion portions formed on a first main surface of a semiconductor substrate, An insulating film covering a region including a plurality of photoelectric conversion units, the first photoelectric conversion unit having a semiconductor substrate
The surface of the insulating film in order to reflect each light that has entered from the second main surface side opposite to the main surface and has passed through each photoelectric conversion section in the direction in which it again enters the original photoelectric conversion section. A metal reflective film formed so as to face the plurality of photoelectric conversion units in a region wider than the peripheral edge thereof, and the metal reflective film so as to hold the metal reflective film at a predetermined potential. On the other hand, a voltage applying means for applying a DC voltage from the outside is provided.

【0021】請求項2に記載した発明に係る赤外線固体
撮像装置は、請求項1に記載の赤外線固体撮像装置にお
いて、前記半導体基板はp型半導体基板であり、前記電
圧印加手段は、前記直流電圧として前記金属反射膜の電
位を前記半導体基板の電位に対して相対的に正の電位に
保つ極性の直流電圧を印加するものであることを特徴と
する。
An infrared solid-state image pickup device according to a second aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the first aspect, wherein the semiconductor substrate is a p-type semiconductor substrate, and the voltage applying means is the DC voltage. As the above, a direct current voltage having a polarity for maintaining the potential of the metal reflection film at a positive potential relative to the potential of the semiconductor substrate is applied.

【0022】請求項3に記載した発明に係る赤外線固体
撮像装置は、請求項1又は2に記載の赤外線固体撮像装
置において、前記光電変換部が、半導体基板と、半導体
基板に接触して形成された金属シリサイド層によるショ
ットキー電極とで形成されたショットキー接合を含むこ
とを特徴とする。
An infrared solid-state image pickup device according to a third aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the first or second aspect, in which the photoelectric conversion portion is formed on the semiconductor substrate and in contact with the semiconductor substrate. And a Schottky junction formed by the metal silicide layer and the Schottky electrode.

【0023】請求項4に記載した発明に係る赤外線固体
撮像装置は、請求項3に記載の赤外線固体撮像装置にお
いて、前記金属反射膜が、前記光電変換部の少なくとも
前記金属シリサイド層の周囲端より外方まで延在してい
ることを特徴とする。
An infrared solid-state image pickup device according to a fourth aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the third aspect, wherein the metal reflection film is located at least at a peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion section. It is characterized by extending to the outside.

【0024】請求項5に記載した発明に係る赤外線固体
撮像装置では、半導体基板の第1主面に形成された複数
の光電変換部、前記複数の光電変換部を含む領域の上を
被覆する第1の絶縁膜、前記複数の光電変換部に半導体
基板の第1主面とは反対側の第2主面側から入射して各
光電変換部を通過したそれぞれの光を、それぞれ元の光
電変換部へ再び入射する方向に反射させるために、前記
第1の絶縁膜の表面上に前記複数の光電変換部のそれぞ
れに対してその周縁よりも広い領域で対面するように形
成された複数の金属反射膜、前記複数の金属反射膜を含
む領域の上を被覆すると共に平坦化された表面を有し、
かつ、前記複数の金属反射膜に達する複数の貫通孔を含
む第2の絶縁膜、前記第2の絶縁膜の平坦化された表面
上に前記複数の金属反射膜と対面するように形成され、
前記複数の貫通孔を介して前記複数の金属反射膜と電気
的に導通された金属薄膜、および前記金属反射膜を予め
定められた電位に保持するように前記金属薄膜に対して
外部から直流電圧を印加する電圧印加手段とを備えてい
る。
In the infrared solid-state imaging device according to the invention described in claim 5, a plurality of photoelectric conversion portions formed on the first main surface of the semiconductor substrate and a region covering the plurality of photoelectric conversion portions are covered. One insulating film, each light incident on the plurality of photoelectric conversion units from the second main surface side opposite to the first main surface of the semiconductor substrate and passing through each photoelectric conversion unit is converted into the original photoelectric conversion. A plurality of metals formed on the surface of the first insulating film so as to face each of the plurality of photoelectric conversion portions in a region wider than the peripheral edge thereof in order to reflect the light in the direction in which the light is incident again on the portion. A reflective film, having a surface that is flattened and covers the area including the plurality of metal reflective films;
And a second insulating film including a plurality of through holes reaching the plurality of metal reflecting films, formed on the flattened surface of the second insulating film so as to face the plurality of metal reflecting films,
A metal thin film electrically connected to the plurality of metal reflection films via the plurality of through holes, and a DC voltage from the outside to the metal thin film so as to hold the metal reflection film at a predetermined potential. And a voltage applying means for applying.

【0025】請求項6に記載した発明に係る赤外線固体
撮像装置は、請求項5に記載の赤外線固体撮像装置にお
いて、前記半導体基板はp型半導体基板であり、前記電
圧印加手段は、前記直流電圧として前記金属反射膜の電
位を前記半導体基板の電位に対して相対的に正の電位に
保つ極性の直流電圧を印加するものであることを特徴と
する。
An infrared solid-state image pickup device according to a sixth aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the fifth aspect, wherein the semiconductor substrate is a p-type semiconductor substrate, and the voltage applying means is the DC voltage. As the above, a direct current voltage having a polarity for maintaining the potential of the metal reflection film at a positive potential relative to the potential of the semiconductor substrate is applied.

【0026】請求項7に記載した発明に係る赤外線固体
撮像装置は、請求項5又は6に記載の赤外線固体撮像装
置において、前記光電変換部が、半導体基板と、半導体
基板に接触して形成された金属シリサイド層によるショ
ットキー電極とで形成されたショットキー接合を含むこ
とを特徴とする。
An infrared solid-state image pickup device according to a seventh aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the fifth or sixth aspect, wherein the photoelectric conversion portion is formed on the semiconductor substrate and in contact with the semiconductor substrate. And a Schottky junction formed by the metal silicide layer and the Schottky electrode.

【0027】請求項8に記載した発明に係る赤外線固体
撮像装置は、請求項7に記載の赤外線固体撮像装置にお
いて、前記金属反射膜が、前記光電変換部の少なくとも
前記金属シリサイド層の周囲端より外方まで延在してい
ることを特徴とする。
An infrared solid-state image pickup device according to an eighth aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the seventh aspect, wherein the metal reflection film is formed at least from the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion section. It is characterized by extending to the outside.

【0028】請求項9に記載した発明に係る赤外線固体
撮像装置は、請求項7に記載の赤外線固体撮像装置にお
いて、前記金属薄膜が、前記光電変換部の少なくとも前
記金属シリサイド層の周囲端より外方まで延在している
ことを特徴とする。
An infrared solid-state image pickup device according to a ninth aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the seventh aspect, wherein the metal thin film is outside the peripheral edge of at least the metal silicide layer of the photoelectric conversion section. It is characterized by extending to the direction.

【0029】請求項10に記載した発明に係る赤外線固
体撮像装置は、半導体基板の第1主面に形成された複数
の光電変換部、前記複数の光電変換部を含む領域の上を
被覆する第1の絶縁膜、前記複数の光電変換部に半導体
基板の第1主面とは反対側の第2主面側から入射して各
光電変換部を通過したそれぞれの光を、それぞれ元の光
電変換部へ再び入射する方向に反射させるために、前記
第1の絶縁膜の表面上に前記複数の光電変換部のそれぞ
れに対してその周縁よりも広い領域で対面するように形
成された複数の金属反射膜、前記複数の金属反射膜を含
む領域の上を被覆すると共に平坦化された表面を有する
第2の絶縁膜、前記第2の絶縁膜の平坦化された表面上
に前記複数の金属反射膜と対面するように形成され、前
記複数の金属反射膜に対して前記第2の絶縁膜により直
流電気的には絶縁され、且つ、交流電気的には容量結合
された金属薄膜、および前記金属薄膜を予め定められた
電位に保持するように前記金属薄膜に対して外部から直
流電圧を印加する電圧印加手段とを備えている。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an infrared solid-state image pickup device, wherein a plurality of photoelectric conversion portions formed on a first main surface of a semiconductor substrate and a region including the plurality of photoelectric conversion portions are covered. One insulating film, each light incident on the plurality of photoelectric conversion units from the second main surface side opposite to the first main surface of the semiconductor substrate and passing through each photoelectric conversion unit is converted into the original photoelectric conversion. A plurality of metals formed on the surface of the first insulating film so as to face each of the plurality of photoelectric conversion portions in a region wider than the peripheral edge thereof in order to reflect the light in the direction in which the light is incident again on the portion. A reflective film, a second insulating film covering a region including the plurality of metal reflective films and having a planarized surface, and the plurality of metal reflections on the planarized surface of the second insulating film A plurality of metal reflections formed so as to face the film. With respect to the second insulating film, the metal thin film is galvanically insulated by the second insulating film, and is capacitively coupled AC alternating current, and the metal thin film so as to hold the metal thin film at a predetermined potential. And a voltage applying means for externally applying a DC voltage.

【0030】請求項11に記載した発明に係る赤外線固
体撮像装置は、請求項10に記載の赤外線固体撮像装置
において、前記半導体基板はp型半導体基板であり、前
記電圧印加手段は、前記直流電圧として前記金属反射膜
の電位を前記半導体基板の電位に対して相対的に正の電
位に保つ極性の直流電圧を印加するものであることを特
徴とする。
The infrared solid-state image pickup device according to the invention described in claim 11 is the infrared solid-state image pickup device according to claim 10, wherein the semiconductor substrate is a p-type semiconductor substrate, and the voltage applying means is the DC voltage. As the above, a direct current voltage having a polarity for maintaining the potential of the metal reflection film at a positive potential relative to the potential of the semiconductor substrate is applied.

【0031】請求項12に記載した発明に係る赤外線固
体撮像装置は、請求項10又は11に記載の赤外線固体
撮像装置において、前記光電変換部が、半導体基板と、
該半導体基板に接触して形成された金属シリサイド層に
よるショットキー電極とで形成されたショットキー接合
を含むことを特徴とする。
An infrared solid-state image pickup device according to a twelfth aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the tenth or eleventh aspect, wherein the photoelectric conversion section is a semiconductor substrate.
A Schottky junction formed by a Schottky electrode made of a metal silicide layer formed in contact with the semiconductor substrate is included.

【0032】請求項13に記載した発明に係る赤外線固
体撮像装置は、請求項12に記載の赤外線固体撮像装置
において、前記金属反射膜と前記金属薄膜の少なくとも
一方が、前記光電変換部の少なくとも前記金属シリサイ
ド層の周囲端より外方まで延在していることを特徴とす
る。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an infrared solid-state imaging device according to the twelfth aspect, wherein at least one of the metal reflection film and the metal thin film is at least the photoelectric conversion unit. It is characterized in that it extends outward from the peripheral edge of the metal silicide layer.

【0033】[0033]

【作用】請求項1に記載した発明による赤外線固体撮像
装置は、複数の光電変換部と、絶縁膜と、金属反射膜
と、電圧印加手段とで主に構成されている。複数の光電
変換部は半導体基板の第1主面に形成され、これら複数
の光電変換部を含む領域の上を被覆する絶縁膜、更に、
絶縁膜の表面上には各光電変換部に対面する金属反射膜
が形成されている。電圧印加手段は金属反射膜に対して
外部から直流電圧を印加するものである。
The infrared solid-state image pickup device according to the invention described in claim 1 is mainly composed of a plurality of photoelectric conversion parts, an insulating film, a metal reflection film, and a voltage applying means. The plurality of photoelectric conversion units are formed on the first main surface of the semiconductor substrate, and an insulating film that covers the region including the plurality of photoelectric conversion units,
On the surface of the insulating film, a metal reflection film facing each photoelectric conversion portion is formed. The voltage applying means applies a DC voltage from the outside to the metal reflection film.

【0034】すなわち、本発明の赤外線固体撮像装置に
設けられた金属反射膜は、複数の光電変換部に対してそ
の周縁よりも広い領域で対面する大きさを持つと同時
に、電圧印加手段により予め定められた電位に保持され
ている。
That is, the metal reflection film provided in the infrared solid-state image pickup device of the present invention has a size to face a plurality of photoelectric conversion units in a region wider than the peripheral edge thereof, and at the same time, is preliminarily set by the voltage applying means. It is held at the specified potential.

【0035】一般に撮像装置は、その製造工程の最終段
階において半導体基板の洗浄が行われる。このときの洗
浄方法としては、比抵抗の高い純水の噴射流をスプレー
する方法が用いられることが多い。この方法によれば、
光電変換部に対面する金属反射膜あるいは、光電変換部
と金属反射膜の間に通常設けられる絶縁膜などに静電気
が発生し負に帯電してしまう。また、完成後の撮像装置
の洗浄や、高温かつ乾燥した空気を強制対流している雰
囲気における乾燥工程などにおいても、基板の表面に形
成されている金属反射膜などに静電気が発生し負に帯電
してしまう。
Generally, in an image pickup device, the semiconductor substrate is cleaned at the final stage of its manufacturing process. As a cleaning method at this time, a method of spraying a jet flow of pure water having a high specific resistance is often used. According to this method
Electrostatic charges are generated in the metal reflection film facing the photoelectric conversion unit or the insulating film ordinarily provided between the photoelectric conversion unit and the metal reflection film, so that the film is negatively charged. In addition, during the cleaning of the image pickup device after completion and the drying process in the atmosphere where high temperature and dry air are forced to convection, static electricity is generated on the metal reflection film, etc. formed on the surface of the substrate, resulting in negative charge. Resulting in.

【0036】それでも、本発明の装置では光電変換部に
対面する金属反射膜が予め定められた電位、例えば半導
体基板の導電型がp型の場合には好ましくは正の電位に
保持されているので、静電気の影響を除去することがで
きる。よって、光電変換部において暗電流が増加しない
ため、暗電流に起因する疑似信号が発生しない。その結
果、画像上の白傷の発生を防止でき、入射光に応じた信
号電荷によってのみ画像が形成され、複数の光電変換部
の特性が均一に保たれる。
Even so, in the device of the present invention, the metal reflection film facing the photoelectric conversion portion is held at a predetermined potential, for example, preferably a positive potential when the conductivity type of the semiconductor substrate is p-type. , The effect of static electricity can be eliminated. Therefore, since the dark current does not increase in the photoelectric conversion unit, a pseudo signal due to the dark current does not occur. As a result, the occurrence of white scratches on the image can be prevented, the image is formed only by the signal charges corresponding to the incident light, and the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units are kept uniform.

【0037】また、赤外線固体撮像装置を使用している
最中にも、金属反射膜を予め定められた電位に保たれて
いるので、同様に白傷が画面上に発生することはなく、
特性が均一な状態に光電変換部を保つことができる。
Further, even while the infrared solid-state image pickup device is being used, since the metal reflection film is kept at a predetermined electric potential, white scratches are not similarly generated on the screen.
The photoelectric conversion unit can be kept in a state where the characteristics are uniform.

【0038】更に、上述した白傷の発生を防止する効果
は光電変換部に対面する金属反射膜の大きさと同程度の
範囲に及ぼされるため、本発明の装置に設けられた金属
反射膜のように光電変換部の周縁より広い領域まで延在
する面積を備えて光電変換部に対面していれば、白傷の
発生を防止する効果を光電変換部の周縁より広い領域に
及ぼすことができる。その結果、白傷に対する耐久性が
良好な装置となる。
Furthermore, the effect of preventing the occurrence of white scratches described above extends to the same extent as the size of the metal reflection film facing the photoelectric conversion portion, and therefore the effect of the metal reflection film provided in the device of the present invention is the same. In addition, when the photoelectric conversion unit faces the photoelectric conversion unit with an area extending to a region wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion unit, the effect of preventing white scratches can be exerted on the region wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion unit. As a result, the device has good durability against white scratches.

【0039】例えば、本発明の装置を静電気が一定の割
合で生じるような環境下に放置して白傷に対する耐久試
験を行った結果として、従来装置のように金属反射膜の
大きさが光電変換部と同程度であると放置時間の経過と
ともに白傷が著しく増加したのに対して、本発明の装置
では白傷の増加を効果的に防ぐことができるという事実
を得た。
For example, as a result of a durability test against white scratches by leaving the device of the present invention in an environment where static electricity is generated at a constant rate, the size of the metal reflection film is photoelectrically converted as in the conventional device. It was obtained that the white scratches increased remarkably with the passage of time as long as it was about the same as the parts, whereas the device of the present invention could effectively prevent the increase of white scratches.

【0040】請求項2に記載した発明による赤外線固体
撮像装置は、請求項1に記載の赤外線固体撮像装置にお
いて、半導体基板としてp型半導体を用いたものであ
り、電圧印加手段により外部から金属反射膜に印加され
る直流電圧は、基板の電位に対して金属反射膜の電位が
相対的に正の電位に保たれるような極性を持つものであ
る。このとき、光電変換部に対面する金属反射膜の電位
が光電変換部の電位に対して相対的に正の電位に保たれ
ている。
An infrared solid-state image pickup device according to a second aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the first aspect, wherein a p-type semiconductor is used as a semiconductor substrate, and metal reflection from the outside is caused by voltage application means. The DC voltage applied to the film has such a polarity that the potential of the metal reflection film is kept relatively positive with respect to the potential of the substrate. At this time, the potential of the metal reflection film facing the photoelectric conversion unit is kept at a positive potential relatively to the potential of the photoelectric conversion unit.

【0041】よって、光電変換部に対面する金属反射膜
あるいは光電変換部と金属反射膜の間に設けられる絶縁
膜などに静電気に起因する負の電荷が蓄積することはな
く、光電変換部に対する静電気による帯電電位の影響を
除去することができる。その結果、画像上の白傷の発生
を防止でき、入射光に応じた信号電荷のみによって画像
が形成され、複数の光電変換部の特性が均一に保たれ
る。
Therefore, the negative charges due to static electricity do not accumulate in the metal reflection film facing the photoelectric conversion portion or the insulating film provided between the photoelectric conversion portion and the metal reflection film, and the static electricity to the photoelectric conversion portion is not accumulated. It is possible to eliminate the influence of the charging potential due to. As a result, the occurrence of white scratches on the image can be prevented, the image is formed only by the signal charges corresponding to the incident light, and the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units are kept uniform.

【0042】請求項3に記載した発明による赤外線固体
撮像装置では、光電変換部がショットキー接合によって
形成されている。つまり、半導体基板には接触して金属
シリサイド層が形成されており、このショットキー電極
と半導体基板との接合がショットキー接合を形成してい
る。
In the infrared solid-state image pickup device according to the invention described in claim 3, the photoelectric conversion portion is formed by the Schottky junction. That is, the metal silicide layer is formed in contact with the semiconductor substrate, and the junction between the Schottky electrode and the semiconductor substrate forms a Schottky junction.

【0043】一般に、ショットキー接合は、その実質的
な接合部の厚さが例えば100オングストローム以下と
極めて薄いため接合周辺部での電界集中が強く、ショッ
トキー接合だけでは接合耐圧が極めて低い値となる。そ
こで、この接合耐圧を高めるために、ショットキー接合
の周囲には不純物の拡散によるガードリングが形成され
ている。しかし、ショットキー接合部に対して容量結合
するような対面金属膜(本発明では金属反射膜など)が
存在すると、この接合耐圧は対面金属膜の電位の影響を
受けて変化してしまう。
Generally, in a Schottky junction, since the substantial thickness of the junction is extremely thin, for example, 100 angstroms or less, electric field concentration is strong at the periphery of the junction, and the junction breakdown voltage is extremely low only by the Schottky junction. Become. Therefore, in order to increase the junction breakdown voltage, a guard ring is formed around the Schottky junction by diffusion of impurities. However, if there is a facing metal film (such as a metal reflection film in the present invention) that capacitively couples to the Schottky junction, the junction breakdown voltage changes under the influence of the potential of the facing metal film.

【0044】このことから、金属反射膜などが負の電荷
で帯電されると、その影響によってショットキー接合周
辺のガードリングが充分に機能しなくなり、接合耐圧が
低下することが理解できる。これに対する解決策の一つ
として、ガードリングの機能がショットキー接合部に容
量結合するような対面金属膜の電位に影響されないよう
にすることが考えられる。しかし、この場合には、ガー
ドリングの不純物濃度を高めなければならないため、受
光セルの光電変換部の有効面積を狭くする結果を招き、
撮像装置の高感度化や解像度向上に反することにしかな
らない。
From this, it can be understood that if the metal reflection film or the like is charged with negative charges, the guard ring around the Schottky junction does not function sufficiently due to the influence thereof, and the junction breakdown voltage decreases. One possible solution to this is to prevent the function of the guard ring from being affected by the potential of the facing metal film that capacitively couples to the Schottky junction. However, in this case, since the impurity concentration of the guard ring must be increased, the result is that the effective area of the photoelectric conversion portion of the light receiving cell is narrowed,
It is only against the improvement of the sensitivity and the resolution of the image pickup device.

【0045】これに対して、上述の本発明による赤外線
固体撮像装置では、金属反射膜が予め定められた電位、
例えばp型基板に対しては好ましくは正の電位に保たれ
ているだけでなく、ショットキー接合の周縁よりも広い
領域に延在しているので、受光セルの光電変換部の有効
面積を狭くすることなく、静電気に起因する白傷を効果
的に減少させることができる。よって、各受光セル間の
受光特性を均一に保つことが可能である。
On the other hand, in the infrared solid-state image pickup device according to the present invention, the metal reflection film has a predetermined potential,
For example, for a p-type substrate, not only is it maintained at a positive potential, but it also extends over a region wider than the periphery of the Schottky junction, so the effective area of the photoelectric conversion portion of the light receiving cell is narrowed. It is possible to effectively reduce white scratches caused by static electricity. Therefore, it is possible to maintain uniform light receiving characteristics among the light receiving cells.

【0046】請求項4に記載した発明による赤外線固体
撮像装置では、請求項3に記載した金属反射膜が、前記
光電変換部の少なくとも前記金属シリサイド層の周囲端
より外方まで延在している。
In the infrared solid-state image pickup device according to the invention described in claim 4, the metal reflection film described in claim 3 extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion section. .

【0047】金属シリサイド層は前述したようにショッ
トキー電極として機能し、それと半導体基板との接合部
分にショットキー接合による光電変換部がある。また、
前述したように、金属シリサイド層は厚さが数10オン
グストローム程度と非常に薄い。暗電流の増加に寄与す
る電界の集中が最も強いのは、金属シリサイド層の周囲
端における半導体基板との接合部分である。
The metal silicide layer functions as the Schottky electrode as described above, and the photoelectric conversion portion by the Schottky junction is provided at the junction between the metal silicide layer and the semiconductor substrate. Also,
As described above, the metal silicide layer has a very small thickness of about several tens of angstroms. The strongest concentration of the electric field that contributes to the increase of dark current is at the junction with the semiconductor substrate at the peripheral edge of the metal silicide layer.

【0048】これに対して、本発明による赤外線固体撮
像装置では、予め定められた電位、例えばp型基板の電
位に対して好ましくは正の電位に保たれた金属反射膜
が、少なくとも金属シリサイド層の周囲端よりも外方ま
で延在している。よって、光電変換部における暗電流の
増加を効果的に抑制でき、静電気に起因する白傷の発生
を防止させることができると同時に、白傷に対して良好
な耐久性を実現することができ、複数の光電変換部の特
性を均一に保持できる。
On the other hand, in the infrared solid-state imaging device according to the present invention, the metal reflection film kept at a predetermined potential, for example, preferably a positive potential with respect to the potential of the p-type substrate is at least the metal silicide layer. Extends to the outside of the perimeter edge of. Therefore, it is possible to effectively suppress an increase in dark current in the photoelectric conversion unit, it is possible to prevent the occurrence of white scratches due to static electricity, at the same time, it is possible to achieve good durability against white scratches, The characteristics of the plurality of photoelectric conversion units can be kept uniform.

【0049】請求項5に記載した発明による赤外線固体
撮像装置は、複数の光電変換部と、第1の絶縁膜と、複
数の金属反射膜と、第2の絶縁膜と、金属薄膜と、電圧
印加手段とで主に構成されている。複数の光電変換部は
半導体基板の第1主面に形成され、これら複数の光電変
換部を含む領域の上を被覆する第1の絶縁膜、更に、第
1の絶縁膜の表面上には各光電変換部に対面する金属反
射膜が複数形成されている。
An infrared solid-state image pickup device according to a fifth aspect of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion units, a first insulating film, a plurality of metal reflecting films, a second insulating film, a metal thin film, and a voltage. It is mainly composed of an application means. The plurality of photoelectric conversion units are formed on the first main surface of the semiconductor substrate, and the first insulating film that covers the region including the plurality of photoelectric conversion units is further formed on the surface of the first insulating film. A plurality of metal reflection films facing the photoelectric conversion unit are formed.

【0050】また複数の金属反射膜を含む領域の上には
第2の絶縁膜が形成され、その平坦化された表面上には
金属薄膜が各金属反射膜と対面するように形成されてい
る。第2の絶縁膜には、金属薄膜から各金属反射膜に達
する複数の貫通孔が含まれており、複数の金属反射膜は
これら複数の貫通孔を介して金属薄膜と電気的に導通さ
れている。電圧印加手段は金属薄膜に対して外部から直
流電圧を印加するものである。
A second insulating film is formed on a region including a plurality of metal reflection films, and a metal thin film is formed on the flattened surface so as to face each metal reflection film. . The second insulating film includes a plurality of through holes reaching from the metal thin film to each metal reflection film, and the plurality of metal reflection films are electrically connected to the metal thin film through the plurality of through holes. There is. The voltage applying means applies a DC voltage from the outside to the metal thin film.

【0051】すなわち、本発明の赤外線固体撮像装置に
設けられた各金属反射膜は、各光電変換部に対してその
周縁よりも広い領域で対面する大きさを持つと同時に、
電圧印加手段により金属薄膜および貫通孔を介して予め
定められた電位に保持されている。
That is, each metal reflection film provided in the infrared solid-state image pickup device of the present invention has a size that faces each photoelectric conversion portion in a region wider than the periphery thereof, and at the same time,
It is held at a predetermined potential by the voltage applying means through the metal thin film and the through hole.

【0052】よって、撮像装置の製造最終段階における
半導体基板の洗浄、あるいは装置完成後の洗浄や乾燥等
において発生する静電気に起因する白傷の発生を防止で
き、複数の光電変換部の特性が均一に保たれる。また装
置を動作させているときも、金属反射膜を予め定められ
た電位に保つので、同様に白傷が画面上に発生すること
はなく、複数の光電変換部の特性が均一に保たれる。
Therefore, it is possible to prevent the generation of white scratches due to static electricity generated during cleaning of the semiconductor substrate at the final stage of manufacturing the image pickup device, or cleaning and drying after the device is completed, and the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units are uniform. Kept in. In addition, since the metal reflection film is kept at a predetermined potential even when the device is in operation, white scratches are not similarly generated on the screen, and the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units are kept uniform. .

【0053】更に、上述した白傷の発生を防止する効果
は光電変換部に対面する金属反射膜(あるいは金属薄
膜)の大きさと同程度の範囲に及ぼされるため、本発明
の装置に設けられた金属反射膜のように光電変換部の周
縁より広い領域まで延在する面積を備えて光電変換部に
対面していれば、白傷の発生を防止する効果を光電変換
部の周縁より広い領域に及ぼすことができる。その結
果、白傷に対する耐久性が良好な装置となる。
Furthermore, the effect of preventing the occurrence of the above-mentioned white scratches extends to the same extent as the size of the metal reflection film (or the metal thin film) facing the photoelectric conversion portion, and therefore is provided in the device of the present invention. When facing the photoelectric conversion part with an area extending to a region wider than the periphery of the photoelectric conversion part like a metal reflection film, the effect of preventing the occurrence of white scratches can be achieved in a region wider than the periphery of the photoelectric conversion part. Can be exerted. As a result, the device has good durability against white scratches.

【0054】請求項6に記載した発明による赤外線固体
撮像装置は、請求項5に記載の赤外線固体撮像装置にお
いて、半導体基板としてp型半導体を用いたものであ
り、電圧印加手段により外部から金属薄膜に印加される
直流電圧は、基板の電位に対して金属反射膜の電位が相
対的に正電位に保たれるような極性を持つものである。
このとき、光電変換部に対面する金属反射膜の電位が光
電変換部の電位に対して相対的に正の電位に保たれてい
る。
An infrared solid-state image pickup device according to a sixth aspect of the present invention is the infrared solid-state image pickup device according to the fifth aspect, wherein a p-type semiconductor is used as a semiconductor substrate, and a metal thin film is externally applied by voltage application means. The direct current voltage applied to has a polarity such that the potential of the metal reflection film is kept at a positive potential relative to the potential of the substrate.
At this time, the potential of the metal reflection film facing the photoelectric conversion unit is kept at a positive potential relatively to the potential of the photoelectric conversion unit.

【0055】よって、光電変換部に対面する金属反射膜
あるいは光電変換部と金属反射膜の間に設けられる絶縁
膜などに静電気に起因する負の電荷が蓄積することはな
く、光電変換部に対する静電気による帯電電位の影響を
除去することができる。その結果、画像上の白傷の発生
を防止でき、入射光に応じた信号電荷のみによって画像
が形成され、複数の光電変換部の特性が均一に保たれ
る。
Therefore, negative charges due to static electricity do not accumulate in the metal reflection film facing the photoelectric conversion unit or the insulating film provided between the photoelectric conversion unit and the metal reflection film, and the static electricity to the photoelectric conversion unit is not accumulated. It is possible to eliminate the influence of the charging potential due to. As a result, the occurrence of white scratches on the image can be prevented, the image is formed only by the signal charges corresponding to the incident light, and the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units are kept uniform.

【0056】請求項7に記載した発明による赤外線固体
撮像装置では、光電変換部がショットキー接合によって
なる。つまり、半導体基板には接触して金属シリサイド
層が形成されており、このショットキー電極と半導体基
板との接合がショットキー接合を形成している。
In the infrared solid-state image pickup device according to the invention described in claim 7, the photoelectric conversion portion is formed by a Schottky junction. That is, the metal silicide layer is formed in contact with the semiconductor substrate, and the junction between the Schottky electrode and the semiconductor substrate forms a Schottky junction.

【0057】金属薄膜には外部から直流電圧が印加され
ており、これが複数の貫通孔を介してショットキー接合
に対面している全ての金属反射膜に与えられ、金属反射
膜が予め定められた電位、例えばp型基板の電位に対し
て好ましくは相対的に正の電位に保たれている。加え
て、金属反射膜はショットキー接合の周縁よりも広い領
域に延在している。よって、ショットキー接合における
接合耐圧が向上し、暗電流が減少する。その結果、複数
のショットキー接合の間の特性が均一となる。
A direct current voltage is applied to the metal thin film from the outside, and this is applied to all the metal reflective films facing the Schottky junction via a plurality of through holes, and the metal reflective film is predetermined. The potential, for example the potential of the p-type substrate, is preferably kept relatively positive. In addition, the metal reflection film extends in a region wider than the peripheral edge of the Schottky junction. Therefore, the junction breakdown voltage in the Schottky junction is improved and the dark current is reduced. As a result, the characteristics among the plurality of Schottky junctions become uniform.

【0058】請求項8に記載の発明による赤外線固体撮
像装置では、予め定められた電位、例えばp型基板の電
位に対して好ましくは相対的に正の電位に保持された各
金属反射膜が、少なくとも金属シリサイド層の周囲端よ
り外方まで延在している。よって、光電変換部における
暗電流の増加を効果的に抑制でき、静電気に起因する白
傷の発生を防止させることができると同時に、白傷に対
して良好な耐久性とすることができ、複数の光電変換部
の特性を均一に保持できる。
In the infrared solid-state image pickup device according to the eighth aspect of the present invention, each metal reflection film held at a predetermined potential, for example, a positive potential preferably relative to the potential of the p-type substrate, It extends at least outward from the peripheral edge of the metal silicide layer. Therefore, it is possible to effectively suppress an increase in dark current in the photoelectric conversion unit, prevent the occurrence of white scratches due to static electricity, and at the same time have good durability against white scratches. The characteristics of the photoelectric conversion part can be kept uniform.

【0059】請求項9に記載した発明による赤外線固体
撮像装置では、外部から直流電圧を印加され、例えばp
型基板の電位に対して好ましくは相対的に正の電位に保
持された金属薄膜が、少なくとも金属シリサイド層の周
囲端より外方まで延在している。よって、光電変換部に
おける暗電流の増加を効果的に抑制でき、静電気に起因
する白傷の発生を防止させることができると同時に、白
傷に対して良好な耐久性とすることができ、複数の光電
変換部の特性を均一に保持できる。
In the infrared solid-state image pickup device according to the ninth aspect of the present invention, a DC voltage is applied from the outside and, for example, p
The metal thin film, which is preferably held at a positive potential relatively to the potential of the mold substrate, extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer. Therefore, it is possible to effectively suppress an increase in dark current in the photoelectric conversion unit, prevent the occurrence of white scratches due to static electricity, and at the same time have good durability against white scratches. The characteristics of the photoelectric conversion part can be kept uniform.

【0060】請求項10に記載の発明による赤外線固体
撮像装置は、複数の光電変換部と、第1の絶縁膜と、複
数の金属反射膜と、第2の絶縁膜と、金属薄膜と、電圧
印加手段とで主に構成されている。複数の光電変換部は
半導体基板の第1主面に形成され、これら複数の光電変
換部を含む領域の上を被覆する第1の絶縁膜、更に、第
1の絶縁膜の表面上には各光電変換部に対面する金属反
射膜が複数形成されている。
An infrared solid-state image pickup device according to a tenth aspect of the present invention is a plurality of photoelectric conversion units, a first insulating film, a plurality of metal reflection films, a second insulating film, a metal thin film, and a voltage. It is mainly composed of an application means. The plurality of photoelectric conversion units are formed on the first main surface of the semiconductor substrate, and the first insulating film that covers the region including the plurality of photoelectric conversion units is further formed on the surface of the first insulating film. A plurality of metal reflection films facing the photoelectric conversion unit are formed.

【0061】また、複数の金属反射膜を含む領域の上に
は第2の絶縁膜が形成され、その平坦化された表面上に
は、金属薄膜が各金属反射膜と対面するように形成され
ている。この金属薄膜は、複数の金属反射膜に対して第
2の絶縁膜により直流電気的には絶縁され、且つ、交流
電気的には容量結合されている。電圧印加手段は金属薄
膜に対して外部から直流電圧を印加するものである。
A second insulating film is formed on a region including a plurality of metal reflection films, and a metal thin film is formed on the flattened surface so as to face each metal reflection film. ing. The metal thin film is galvanically isolated from the plurality of metal reflective films by the second insulating film, and is capacitively coupled AC electrically. The voltage applying means applies a DC voltage from the outside to the metal thin film.

【0062】即ち、本発明の赤外線固体撮像装置に設け
られた各金属反射膜は、各光電変換部に対してその周縁
よりも広い領域で対面する大きさを持つと同時に、電圧
印加手段により予め定められた電位に保持された金属薄
膜と容量結合している。
That is, each metal reflection film provided in the infrared solid-state image pickup device of the present invention has a size to face each photoelectric conversion portion in a region wider than the peripheral edge thereof, and at the same time, is preliminarily set by the voltage applying means. It is capacitively coupled with a metal thin film held at a specified potential.

【0063】ここで、金属反射膜と半導体基板との間の
静電容量をC1 、金属薄膜と金属反射膜との間の静電容
量をC2 とすると、これら静電容量は等価的に直列接続
されていることになる。そこで、外部から金属薄膜に印
加される予め定められた電位をVa 、半導体基板(光電
変換部)の電位をVc とすると、金属薄膜と容量結合し
て与えられる金属反射膜の電位Vb は、次の式(1)の
ようになる。
Assuming that the capacitance between the metal reflection film and the semiconductor substrate is C 1 and the capacitance between the metal thin film and the metal reflection film is C 2 , these capacitances are equivalent. They are connected in series. Therefore, assuming that a predetermined potential applied to the metal thin film from the outside is V a and a potential of the semiconductor substrate (photoelectric conversion portion) is V c , the potential V b of the metal reflection film given by capacitive coupling with the metal thin film is given. Becomes like the following formula (1).

【0064】 Vb =(C1 ×Vc +C2 ×Va )/(C1 +C2 )・・式(1)V b = (C 1 × V c + C 2 × V a ) / (C 1 + C 2 ) ·· Equation (1)

【0065】従って、金属反射膜には金属薄膜に印加さ
れた直流電圧(バイアス電圧)Vaと、半導体基板の電
位Vc 等で決まる或る値の電位Vb が与えられる。ここ
で、半導体基板の電位Vc が予め定められた一定の値に
保持されていれば、金属反射膜の電位Vb も一定値に保
たれる。
Therefore, a direct current voltage (bias voltage) V a applied to the metal thin film and a certain potential V b determined by the potential V c of the semiconductor substrate are applied to the metal reflection film. Here, if the potential V c of the semiconductor substrate is kept at a predetermined constant value, the potential V b of the metal reflection film is also kept constant.

【0066】このように、複数の光電変換部に対面する
金属反射膜は実質的に金属薄膜と半導体基板とによって
静電シールドされた状態になるので、製造過程および完
成後に発生する静電気に起因する帯電電位の影響を除去
することができ、白傷の発生を防止でき、複数の光電変
換部の特性が均一に保たれる。また、装置を動作させて
いるときも、金属薄膜には直流電圧が印加され、金属反
射膜は金属薄膜との容量結合により予め定められた電位
に保持されている。このことによっても、静電気に起因
する帯電電位の影響が除去され、同様に白傷が画面上に
発生することはなく、複数の光電変換部の特性が均一に
保たれる。
As described above, since the metal reflection film facing the plurality of photoelectric conversion parts is substantially electrostatically shielded by the metal thin film and the semiconductor substrate, it is caused by static electricity generated during the manufacturing process and after completion. The influence of the charging potential can be removed, the occurrence of white scratches can be prevented, and the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units can be kept uniform. Further, even when the device is operated, a DC voltage is applied to the metal thin film, and the metal reflection film is held at a predetermined potential by capacitive coupling with the metal thin film. This also eliminates the influence of the charging potential caused by static electricity, similarly, white scratches do not occur on the screen, and the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units are kept uniform.

【0067】更に、上述した白傷の発生を防止する効果
は光電変換部に対面する金属反射膜(あるいは金属薄
膜)の大きさと同程度の範囲に及ぼされるため、本発明
のように金属反射膜が光電変換部の周縁より広い領域ま
で延在する面積を備えて光電変換部に対面していれば、
白傷発生防止効果を光電変換部の周縁より広い領域に及
ぼすことができる。その結果、白傷に対する耐久性が良
好な装置となる。
Furthermore, the effect of preventing the occurrence of the above-mentioned white scratches extends to the same extent as the size of the metal reflection film (or metal thin film) facing the photoelectric conversion portion, and therefore the metal reflection film as in the present invention. Is facing the photoelectric conversion unit with an area extending to a region wider than the periphery of the photoelectric conversion unit,
The effect of preventing the occurrence of white scratches can be exerted on a region wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion unit. As a result, the device has good durability against white scratches.

【0068】請求項11に記載の発明による赤外線固体
撮像装置は、請求項10に記載の赤外線固体撮像装置に
おいて、半導体基板としてp型半導体を用いたものであ
り、電圧印加手段により外部から金属薄膜に印加される
直流電圧は、基板の電位に対して金属反射膜の電位が相
対的に正の電位に保たれるような極性を持つものであ
る。
The infrared solid-state image pickup device according to the invention of claim 11 is the infrared solid-state image pickup device of claim 10 in which a p-type semiconductor is used as a semiconductor substrate, and a metal thin film is externally applied by a voltage applying means. The direct current voltage applied to has a polarity such that the potential of the metal reflection film is kept at a positive potential relative to the potential of the substrate.

【0069】つまり、電圧印加手段により外部から金属
薄膜に印加される直流電圧(バイアス電圧)Va とし
て、半導体基板の電位Vc に対して相対的に正の電位を
与えれば、前述の式(1)より、金属反射膜の電位Vb
は金属薄膜との容量結合によって基板の電位に対して相
対的に正の電位に保たれることとなる。このとき、光電
変換部に対面する金属反射膜の電位が光電変換部の電位
に対して相対的に正の電位に保たれている。
That is, if a positive potential relative to the potential V c of the semiconductor substrate is given as the DC voltage (bias voltage) V a externally applied to the metal thin film by the voltage applying means, the above formula ( From 1), the potential V b of the metal reflection film
Is held at a positive potential relatively to the potential of the substrate by capacitive coupling with the metal thin film. At this time, the potential of the metal reflection film facing the photoelectric conversion unit is kept at a positive potential relatively to the potential of the photoelectric conversion unit.

【0070】よって、光電変換部に対面する金属反射膜
あるいは光電変換部と金属反射膜の間に設けられる絶縁
膜などに静電気に起因する負の電荷が蓄積することはな
く、光電変換部に対する静電気による帯電電位の影響を
除去することができる。その結果、画像上の白傷の発生
を防止でき、入射光に応じた信号電荷のみによって画像
が形成され、複数の光電変換部の特性が均一に保たれ
る。
Therefore, negative charges due to static electricity do not accumulate in the metal reflection film facing the photoelectric conversion portion or the insulating film provided between the photoelectric conversion portion and the metal reflection film, and the static electricity to the photoelectric conversion portion is not accumulated. It is possible to eliminate the influence of the charging potential due to. As a result, the occurrence of white scratches on the image can be prevented, the image is formed only by the signal charges corresponding to the incident light, and the characteristics of the plurality of photoelectric conversion units are kept uniform.

【0071】請求項12に記載した発明による赤外線固
体撮像装置では、光電変換部がショットキー接合によっ
て形成されている。つまり、半導体基板には接触して金
属シリサイド層が形成されており、このショットキー電
極と半導体基板との接合がショットキー接合を形成して
いる。
In the infrared solid-state image pickup device according to the twelfth aspect of the present invention, the photoelectric conversion portion is formed by the Schottky junction. That is, the metal silicide layer is formed in contact with the semiconductor substrate, and the junction between the Schottky electrode and the semiconductor substrate forms a Schottky junction.

【0072】金属薄膜には外部から直流電圧が印加され
ており、この電位が容量結合によりショットキー接合に
対面している全ての金属反射膜に与えられた結果、金属
反射膜も例えばp型基板の電位に対して好ましくは相対
的に正の電位保たれている。加えて、金属反射膜はショ
ットキー接合の周縁よりも広い領域に延在している。よ
って、ショットキー接合における接合耐圧が向上し、暗
電流が減少する。その結果、複数のショットキー接合の
間の特性が均一となる。
A direct current voltage is applied to the metal thin film from the outside, and this potential is applied to all metal reflective films facing the Schottky junction by capacitive coupling. As a result, the metal reflective film is also a p-type substrate, for example. The potential is preferably kept relatively positive with respect to the potential. In addition, the metal reflection film extends in a region wider than the peripheral edge of the Schottky junction. Therefore, the junction breakdown voltage in the Schottky junction is improved and the dark current is reduced. As a result, the characteristics among the plurality of Schottky junctions become uniform.

【0073】請求項13に記載した発明による赤外線固
体撮像装置では、例えばp型基板の電位に対して好まし
くは相対的に正の電位に保持された金属薄膜および金属
反射膜の少なくとも一方が、前記光電変換部の少なくと
も前記金属シリサイド層の周囲端より外方まで延在して
いる。よって、光電変換部における暗電流の増加を効果
的に抑制でき、静電気に起因する白傷の発生を防止させ
ることができると同時に、白傷に対して良好な耐久性と
することができ、複数の光電変換部の特性を均一に保持
できる。
In the infrared solid-state image pickup device according to the thirteenth aspect of the present invention, for example, at least one of the metal thin film and the metal reflective film held at a positive potential, which is preferably relatively positive to the potential of the p-type substrate, is The photoelectric conversion portion extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer. Therefore, it is possible to effectively suppress an increase in dark current in the photoelectric conversion unit, prevent the occurrence of white scratches due to static electricity, and at the same time have good durability against white scratches. The characteristics of the photoelectric conversion part can be kept uniform.

【0074】[0074]

【実施例】【Example】

(第1実施例)以下に、実施例を通じ本発明を更に詳し
く説明する。まず本発明に係る赤外線固体撮像装置の第
1実施例について、図1を参照して以下に説明する。図
1aは、受光セルが2次元配列されてなる受光領域を備
えた装置の平面構成(第1主面側から見た)の一部を模
式的に示した図である。ここでは、説明を簡単にするた
めに、受光領域のみを拡大し縦横3個の合計9個の受光
セルを2次元配列した場合が示されている。
(First Embodiment) The present invention will be described in more detail through the following embodiments. First, a first embodiment of the infrared solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1A is a diagram schematically showing a part of a plane configuration (viewed from the first main surface side) of an apparatus including a light receiving region in which light receiving cells are two-dimensionally arranged. Here, in order to simplify the description, a case is shown in which only the light receiving region is enlarged and a total of nine light receiving cells, which are three vertically and horizontally, are two-dimensionally arranged.

【0075】図1aに示されているハッチング部108
Aは金属反射膜を表している。金属反射膜108Aは、
垂直方向に配列した3個の受光セルにわたって連続して
形成されている。これは勿論水平方向に連続して形成し
ても構わない。図を見てわかるように、従来装置(図
9)と異なり、本実施例の金属反射膜108Aは、その
周囲端が素子分離領域104まで延在しており、光電変
換部と、その周囲を囲むガードリング領域とを含む領域
をカバーしている。ここで、光電変換部を表す領域10
1が図中に示されているが、これは、金属反射膜108
Aの下に形成されているものであり、本来、第1主面側
から見ることはできない。
The hatched portion 108 shown in FIG. 1a.
A represents a metal reflection film. The metal reflective film 108A is
It is formed continuously over three light receiving cells arranged in the vertical direction. This may of course be formed continuously in the horizontal direction. As can be seen from the figure, unlike the conventional device (FIG. 9), the metal reflection film 108A of the present embodiment has the peripheral edge extending to the element isolation region 104, and the photoelectric conversion portion and its periphery are surrounded. It covers the area including the surrounding guard ring area. Here, the region 10 representing the photoelectric conversion unit
No. 1 is shown in the figure, this is the metal reflection film 108.
Since it is formed under A, it cannot be seen from the first main surface side.

【0076】図1aのA−B断面における基板表面付近
の一部の構造を図1bに示す。図1bにおいて、半導体
基板102の第1主面側に形成された光電変換部101
は、ガードリング領域103で周囲を囲まれ、更にその
外側周囲を素子分離領域104で囲まれている(光電変
換部101とガードリング領域103と素子分離領域1
04を含めた領域を受光セルと呼ぶ)。一方、垂直電荷
転送部は、受光セルの間隔領域に形成された垂直電荷転
送路105と、その上に形成された転送電極106等で
構成される。
FIG. 1b shows a part of the structure near the surface of the substrate in the section AB of FIG. 1a. In FIG. 1B, the photoelectric conversion unit 101 formed on the first main surface side of the semiconductor substrate 102.
Are surrounded by the guard ring region 103, and further surrounded by the element isolation region 104 (the photoelectric conversion unit 101, the guard ring region 103, and the element isolation region 1).
A region including 04 is called a light receiving cell). On the other hand, the vertical charge transfer section is composed of a vertical charge transfer path 105 formed in the interval region of the light receiving cells, a transfer electrode 106 formed thereon, and the like.

【0077】更に、受光セルおよび垂直電荷転送部の上
を被覆するように絶縁膜107が設けられており、この
絶縁膜107を介して光電変換部101上には金属反射
膜108Aが設けられている。この金属反射膜108A
は、前述したように、光電変換部101を囲むガードリ
ング領域103を覆い、素子分離領域104まで延在し
ている。
Further, an insulating film 107 is provided so as to cover the light receiving cells and the vertical charge transfer portion, and a metal reflection film 108A is provided on the photoelectric conversion portion 101 via the insulating film 107. There is. This metal reflection film 108A
As described above, covers the guard ring region 103 surrounding the photoelectric conversion unit 101 and extends to the element isolation region 104.

【0078】このような金属反射膜108Aには、電圧
印加手段109により外部から電圧が印加されており、
半導体基板102の導電型がp型の場合には、基板の電
位に対して相対的に正の電位となるように固定されてい
る。ここで、金属反射膜108Aは平面において垂直ま
たは水平方向に連続して形成されているため、上述の給
電を容易にしている。
A voltage is externally applied to the metal reflective film 108A by the voltage applying means 109,
When the conductivity type of the semiconductor substrate 102 is p-type, it is fixed so as to have a positive potential relative to the potential of the substrate. Here, since the metal reflection film 108A is formed continuously in the vertical or horizontal direction on the plane, the above-described power feeding is facilitated.

【0079】なお、正の電位とは半導体基板102に対
して5V〜30Vの範囲が好ましいことが実験結果から
得られている。また、正の電位を10V〜15Vの範囲
とすれば、電荷転送部(105等)の駆動に用いる回路
の電源電圧(不図示)と共通に用いることができるた
め、コスト的に有利であり、更に好ましい。
Experimental results have shown that the positive potential is preferably in the range of 5 V to 30 V with respect to the semiconductor substrate 102. Further, if the positive potential is in the range of 10 V to 15 V, it can be used in common with the power supply voltage (not shown) of the circuit used to drive the charge transfer unit (105 etc.), which is advantageous in terms of cost. More preferable.

【0080】以上のように、金属反射膜108Aをp型
基板に対して正の電位に固定すれば装置の画像上におい
て白傷は減少するが、ここで仮に、金属反射膜108A
の電位をp型基板102に対して負の電位に固定すれ
ば、装置の画像上において当然白傷の増加が観察され
る。以上のことから、本発明者らは、白傷増加の原因に
ついて次のように考えている。
As described above, fixing the metal reflection film 108A to a positive potential with respect to the p-type substrate reduces white scratches on the image of the device.
If the potential of is fixed to a negative potential with respect to the p-type substrate 102, an increase in white defects is naturally observed on the image of the device. From the above, the present inventors consider the cause of the increase in white scratches as follows.

【0081】光電変換部101上の絶縁膜107、ある
いは絶縁膜107を介して光電変換部101に対面する
金属反射膜108Aのどこかに負の電荷である静電気が
たまって負の電位に帯電すれば、光電変換部101の形
成されているp型半導体基板の表面に基板の多数キャリ
アが集まり、ガードリング103の不純物濃度が実効的
に低下する効果を生じる。
Static electricity, which is a negative charge, is accumulated in the insulating film 107 on the photoelectric conversion unit 101 or somewhere in the metal reflection film 108A facing the photoelectric conversion unit 101 through the insulating film 107 and charged to a negative potential. For example, the majority carriers of the substrate are gathered on the surface of the p-type semiconductor substrate on which the photoelectric conversion unit 101 is formed, so that the impurity concentration of the guard ring 103 is effectively reduced.

【0082】また同時に、ガードリング103自体の電
界分布と、基板102と帯電膜(107あるいは108
A)間で生じる電界分布との合成により電界の集中が進
む。この2つの相乗効果により、ガードリング効果が不
足することとなり、暗電流が増加する。よって、被撮像
光に応じた信号電荷に暗電流による疑似信号が付加さ
れ、撮像した画像上に白傷が発生する。
At the same time, the electric field distribution of the guard ring 103 itself, the substrate 102 and the charging film (107 or 108).
The concentration of the electric field proceeds due to the combination with the electric field distribution generated between A). Due to the synergistic effect of the two, the guard ring effect becomes insufficient and the dark current increases. Therefore, a pseudo signal due to a dark current is added to the signal charge corresponding to the imaged light, and a white defect occurs on the captured image.

【0083】本実施例では、金属反射膜108Aをp型
基板に対して正の電位に固定することによって装置の画
像上における白傷を減少させるので、ガードリング効果
自体の強化に伴う不利益(光電変換部の有効面積の減少
など)を回避することができる。
In the present embodiment, since the metal reflection film 108A is fixed at a positive potential with respect to the p-type substrate, white scratches on the image of the device are reduced, which is disadvantageous in strengthening the guard ring effect itself ( It is possible to avoid a decrease in the effective area of the photoelectric conversion unit.

【0084】更に、本実施例の赤外線固体撮像装置は、
上記のように光電変換部101上に設けられる金属反射
膜108Aを正の電位に固定するだけでなく、その大き
さを限定したものである。つまり、金属反射膜108A
の周囲端は素子分離領域104まで延在しており、金属
反射膜108Aによって光電変換部101及びその周囲
を囲むガードリング領域103とを含む領域が覆われて
いる。これに対して、従来装置(図9)における金属反
射膜8は、光電変換部1と同程度の面積を持つものであ
った。
Furthermore, the infrared solid-state image pickup device of this embodiment is
As described above, not only is the metal reflection film 108A provided on the photoelectric conversion unit 101 fixed to a positive potential, but its size is limited. That is, the metal reflection film 108A
A peripheral edge of the element extends to the element isolation region 104, and a region including the photoelectric conversion unit 101 and the guard ring region 103 surrounding the photoelectric conversion unit 101 is covered with the metal reflection film 108A. On the other hand, the metal reflection film 8 in the conventional device (FIG. 9) had an area similar to that of the photoelectric conversion section 1.

【0085】ここで、本実施例の装置と従来装置のそれ
ぞれに対して、静電気が一定の割合で生じるような環境
を設け、その中に装置を放置する高温放置試験を行っ
た。その結果は、光電変換部上に形成された金属反射膜
の大きさに起因して、画像上に発生する白傷に対する耐
久性が異なり、本実施例のように金属反射膜が素子分離
領域まで延在している装置で、白傷の増加を効果的に防
ぐことができることを明示している。次に説明する。
Here, the apparatus of this embodiment and the conventional apparatus were each subjected to a high temperature storage test in which an environment in which static electricity was generated at a constant rate was provided and the apparatus was left in the environment. The result is that due to the size of the metal reflective film formed on the photoelectric conversion unit, the durability against white scratches that occur on the image is different, and the metal reflective film extends to the element isolation region as in this example. It has been clarified that the extended device can effectively prevent the increase of white scratches. Next, a description will be given.

【0086】ここで行った高温放置試験は、環境温度を
150℃に保ち、かつ、乾燥した空気(又は窒素)を強
制対流させた雰囲気中に完成した装置を放置することに
よって、装置に対して一定の割合で静電気を生じさせ、
装置の画像上における白傷の変化を調べて行った。
The high-temperature storage test conducted here was performed by keeping the environment temperature at 150 ° C. and leaving the completed device in an atmosphere in which dry air (or nitrogen) was forced to convection. Generate static electricity at a certain rate,
The change in white scratches on the image of the device was examined.

【0087】この雰囲気中に本実施例の装置(6個)と
従来装置(5個)を放置し、放置してから100時間後
および250時間後における各装置の画像を観察し、白
傷が増加した装置の数を計数した結果を表1に示す。従
来装置は、100時間後においては5個の装置全てに白
傷が発生しなかったが、時間経過と共に画像上の白傷は
増加し、250時間が経過すると5個の装置全てに白傷
が増加していた。ところが、本発明の装置は、250時
間が経過しても依然として6個の装置全てに白傷が発生
しなかった。
The apparatus (6 pieces) of the present example and the conventional apparatus (5 pieces) were left in this atmosphere, and the images of the respective apparatuses were observed 100 hours and 250 hours after being left, and white scratches were observed. The results of counting the increased number of devices are shown in Table 1. In the conventional device, white scratches did not occur on all five devices after 100 hours, but white scratches on the image increased with the passage of time, and after 250 hours, all five devices had white scratches. Was increasing. However, in the device of the present invention, white defects did not occur in all 6 devices even after 250 hours had passed.

【0088】[0088]

【表1】 [Table 1]

【0089】以上の結果から従来装置でもある程度は白
傷発生を防止することができるが、250時間後には著
しく白傷が増加したことから、その白傷発生防止の効果
は充分ではないことがわかった。これに対して、本実施
例の装置では、白傷に対する耐久性が良好であり、金属
反射膜を光電変換部の周縁よりも広い領域まで延在させ
ることによって、より効果的に白傷発生を防止すること
ができることが明らかになった。つまり、白傷発生を効
果的に防止するためには、金属反射膜を光電変換部の周
縁よりも広い領域まで延在させることが必要である。
From the above results, it can be seen that the conventional apparatus can prevent white scratches to some extent, but after 250 hours, the white scratches increased remarkably, so that the effect of preventing white scratches was not sufficient. It was On the other hand, in the device of the present embodiment, the durability against white scratches is good, and by extending the metal reflective film to a region wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion unit, white scratches are generated more effectively. It became clear that it could be prevented. That is, in order to effectively prevent the occurrence of white scratches, it is necessary to extend the metal reflection film to a region wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion section.

【0090】以上の構造を備えた本第1実施例の赤外線
固体撮像装置の製造方法について、製造工程の各段階に
おける形成状態を示す断面図13a〜fを参照して以下
に説明する。
A method of manufacturing the infrared solid-state imaging device of the first embodiment having the above structure will be described below with reference to the sectional views 13a to 13f showing the formation state at each stage of the manufacturing process.

【0091】本実施例の赤外線固体撮像装置において、
半導体基板としては、p型シリコン半導体を用いる。図
13aにおいて、まず最初に、素子分離領域104を形
成する。これは、従来からよく知られているLOCOS
分離法(選択酸化分離法)によってシリコン基板102
上に形成される比較的厚い熱酸化膜と、素子分離を強化
するために熱酸化膜の直下に形成された不純物濃度の高
いp+ 型不純物拡散領域とからなる。
In the infrared solid-state image pickup device of this embodiment,
A p-type silicon semiconductor is used as the semiconductor substrate. In FIG. 13a, first, the element isolation region 104 is formed. This is the well known LOCOS
Silicon substrate 102 by a separation method (selective oxidation separation method)
It is composed of a relatively thick thermal oxide film formed above and a p + -type impurity diffusion region having a high impurity concentration formed immediately below the thermal oxide film to enhance element isolation.

【0092】次に垂直電荷転送部に垂直電荷転送路とし
てBCCD(Buried Channel CCD)拡散層105を形成
し、この拡散領域105上にポリシリコンからなるCC
D転送電極106を形成する。その後、基板とは逆導電
型のn型不純物を基板102に拡散させることによっ
て、ガードリング領域としてのn型不純物拡散層103
が形成される。深さは300nm程度である。
Next, a BCCD (Buried Channel CCD) diffusion layer 105 is formed in the vertical charge transfer portion as a vertical charge transfer path, and a CC made of polysilicon is formed on the diffusion region 105.
The D transfer electrode 106 is formed. After that, an n-type impurity having a conductivity type opposite to that of the substrate is diffused into the substrate 102 to thereby form an n-type impurity diffusion layer 103 as a guard ring region.
Is formed. The depth is about 300 nm.

【0093】また図には省略されているが、電荷転送部
の出力部であるMOSトランジスタを構成するソース・
ドレイン拡散層を初めとする種々の熱拡散層の全て、お
よび全てのポリシリコン電極が形成される。図13a
は、上記熱拡散層とポリシリコン電極の形成が終了した
状態を示す。この状態では、ポリシリコン電極部分も光
電変換部となるべき領域も薄い酸化膜110、111で
被覆されている。
Although not shown in the figure, the source and the source of the MOS transistor, which is the output section of the charge transfer section, are formed.
All of the various thermal diffusion layers, including the drain diffusion layer, and all polysilicon electrodes are formed. Figure 13a
Shows the state where the formation of the thermal diffusion layer and the polysilicon electrode is completed. In this state, both the polysilicon electrode portion and the region to be the photoelectric conversion portion are covered with the thin oxide films 110 and 111.

【0094】続いて、図13bに示すようにシリコン基
板102の表面全体にCVD法(化学気相成長法)を用
いて、厚さ400〜1000nm程度の比較的厚い酸化
物絶縁膜112を積層する。通常、この絶縁膜112に
は、リン、ボロン、砒素などの不純物が含まれており、
900℃程度の温度で熱処理すると、表面形状が平坦に
なる。
Subsequently, as shown in FIG. 13B, a relatively thick oxide insulating film 112 having a thickness of about 400 to 1000 nm is laminated on the entire surface of the silicon substrate 102 by the CVD method (chemical vapor deposition method). . Usually, the insulating film 112 contains impurities such as phosphorus, boron, and arsenic,
When heat-treated at a temperature of about 900 ° C., the surface shape becomes flat.

【0095】ここで述べたように、不純物を含んだ絶縁
膜112を熱処理により平坦化する方法は「リフロー処
理」としてよく知られた技術である。この「リフロー処
理」は、後の工程で形成するアルミニウム又はアルミニ
ウム合金などからなる金属配線の電気的不良(断線・シ
ョートなど)を防止するのに効果がある。
As described above, the method of flattening the insulating film 112 containing impurities by heat treatment is a technique well known as "reflow treatment". This "reflow treatment" is effective in preventing electrical defects (disconnection, short circuit, etc.) of the metal wiring made of aluminum or aluminum alloy or the like that will be formed in a later step.

【0096】「リフロー処理」の終了後、レジスト11
3が塗布され、引き続き露光・現像処理を行い、光電変
換部となる領域の熱酸化膜111および絶縁膜112を
除去するためのパターンニングを行う。このパターンニ
ングが終了したときの状態を図13bに示す。次に、ウ
エットエッチング法により、薄い熱酸化膜111および
絶縁膜112を同時にエッチング除去し、シリコン基板
102の表面を露出させる。この時の状態を図13cに
示す。
After the "reflow process" is completed, the resist 11
3 is applied, and then exposure / development processing is performed to perform patterning for removing the thermal oxide film 111 and the insulating film 112 in the region to be the photoelectric conversion portion. The state when this patterning is completed is shown in FIG. 13b. Next, the thin thermal oxide film 111 and the insulating film 112 are simultaneously etched and removed by a wet etching method to expose the surface of the silicon substrate 102. The state at this time is shown in FIG. 13c.

【0097】ここで、前述した図13bおよび図13c
の工程について、更に詳しく説明する。一般に、固体撮
像装置における光電変換部は、最も重要な素子活性領域
であり、結晶欠陥等の損傷があってはならない。このた
め、前述したCVD法による酸化物絶縁膜112などに
穴を開ける工程(図13c)では、シリコン基板102
に損傷を与え易いドライエッチング法は適用できない。
よって、まず、CVD酸化物絶縁膜112に対して「リ
フロー処理」を行い(図13b)、その後、ウエットエ
ッチング法で穴開けを行う。
Now, referring to FIG. 13b and FIG. 13c described above.
The process will be described in more detail. In general, the photoelectric conversion unit in a solid-state image pickup device is the most important element active region and should not be damaged by crystal defects or the like. Therefore, in the step of forming a hole in the oxide insulating film 112 or the like by the above-described CVD method (FIG. 13c), the silicon substrate 102 is
The dry etching method, which easily damages the substrate, cannot be applied.
Therefore, first, the "reflow process" is performed on the CVD oxide insulating film 112 (FIG. 13B), and then the holes are formed by the wet etching method.

【0098】このときウエットエッチング法では、エッ
チングが全ての方向に等速に進むため、サイドエッチン
グが大きい。その結果、図13cに符号Iで示した部分
において、絶縁膜112が極めて薄くなると、CCD転
送電極106の電気的不良が多発することになる。
At this time, in the wet etching method, since the etching proceeds at a constant speed in all directions, side etching is large. As a result, if the insulating film 112 becomes extremely thin in the portion indicated by reference numeral I in FIG. 13C, electrical defects of the CCD transfer electrode 106 will frequently occur.

【0099】これを防ぐために、レジスト113は、パ
ターンニングにより受光セルの内側に充分入り込んだ位
置まで設けておく、即ち、図13cにおける寸法L1
充分な余裕をもって大きくしておく必要がある。通常、
寸法L1 は、1.5〜2μm程度に選ばれている。従っ
て、受光セルに形成されるべき素子活性領域の幅Wを例
えば10μmとすると、実際に受光セルの有効部分が形
成できる領域の幅L2は、6〜7μm程度までである。
In order to prevent this, it is necessary to provide the resist 113 to a position that is sufficiently inside the light receiving cell by patterning, that is, to increase the dimension L 1 in FIG. 13c with a sufficient margin. Normal,
The dimension L 1 is selected to be about 1.5 to 2 μm. Therefore, assuming that the width W of the element active region to be formed in the light receiving cell is, for example, 10 μm, the width L 2 of the region where the effective portion of the light receiving cell can actually be formed is about 6 to 7 μm.

【0100】光電変換部となる領域内のシリコン基板1
02の表面を露出させたあと、レジスト113の剥離・
洗浄を行い、その後、光電変換部を形成する。光電変換
部の形成工程では、まず初めに、光電変換部となる領域
内のシリコン基板102の露出表面にPtを披着し、次
いで、熱処理を施す。よって、プラチナとシリコンが反
応してPtSi層(プラチナシリサイド層)が形成され
る。シリコンと反応せず残留したプラチナは、その後、
除去される。こうして、PtSi層とSi基板との接合
部分に、光電変換部(ショットキーバリアダイオード)
101が形成される。この状態を図13dに示す。
Silicon substrate 1 in a region to be a photoelectric conversion part
After exposing the surface of 02, the resist 113 is peeled off.
Cleaning is performed, and then a photoelectric conversion unit is formed. In the step of forming the photoelectric conversion part, first, Pt is deposited on the exposed surface of the silicon substrate 102 in the region to be the photoelectric conversion part, and then heat treatment is performed. Therefore, platinum reacts with silicon to form a PtSi layer (platinum silicide layer). The platinum that did not react with the silicon remained
To be removed. In this way, the photoelectric conversion section (Schottky barrier diode) is formed at the junction between the PtSi layer and the Si substrate.
101 is formed. This state is shown in FIG. 13d.

【0101】その後、図13eに示されるように、再び
CVD法によって比較的厚い酸化物絶縁膜107を全面
に積層する。このとき、絶縁膜107の材料としては、
既に述べた絶縁膜112と同様の材料が使用できる。
Thereafter, as shown in FIG. 13e, a relatively thick oxide insulating film 107 is laminated on the entire surface by the CVD method again. At this time, as the material of the insulating film 107,
The same material as that of the insulating film 112 described above can be used.

【0102】図13eに示した工程の終了後、次の工程
では、図13fに示すように光電変換部101上の絶縁
膜107の表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金
などからなる金属反射膜108を形成する。最後に、赤
外線固体撮像装置を駆動するためのアルミニウムまたは
アルミニウム合金などからなる配線層(不図示)を形成
し、赤外線固体撮像装置は完成する。
After the step shown in FIG. 13e is completed, in the next step, as shown in FIG. 13f, a metal reflection film 108 made of aluminum or an aluminum alloy is formed on the surface of the insulating film 107 on the photoelectric conversion portion 101. . Finally, a wiring layer (not shown) made of aluminum or an aluminum alloy for driving the infrared solid-state imaging device is formed to complete the infrared solid-state imaging device.

【0103】金属反射膜108は、半導体チップの第2
主面側から入射する赤外線(被撮像光)(図13fの矢
印i)に対する受光感度(撮像感度)を向上させるため
に設けられている。つまり、入射赤外線は、光電変換部
としてのショットキー接合部101に入射し光電変換さ
れ信号電荷となるが、ショットキー接合部101は極め
て薄いので、このとき光電変換されるのは入射光の一部
であり、残りは通過してしまう。しかし、ショットキー
接合部101を通過した赤外線は、金属反射膜108に
おいて反射され再び元のショットキー接合部101に導
き入れられる。こうして、受光感度を向上させることが
できる。
The metal reflection film 108 is formed on the second surface of the semiconductor chip.
It is provided to improve the light receiving sensitivity (imaging sensitivity) with respect to infrared rays (light to be imaged) (arrow i in FIG. 13f) incident from the main surface side. That is, the incident infrared rays are incident on the Schottky junction portion 101 serving as a photoelectric conversion portion and photoelectrically converted into signal charges. However, since the Schottky junction portion 101 is extremely thin, only one incident light ray is photoelectrically converted at this time. It is a part, and the rest passes. However, the infrared light that has passed through the Schottky junction 101 is reflected by the metal reflection film 108 and is guided back into the original Schottky junction 101. In this way, the light receiving sensitivity can be improved.

【0104】光電変換部101上に形成された金属反射
膜108は、絶縁膜107の表面にアルミニウムまたは
アルミニウム合金など、入射光を内部反射させることが
できるような物質なら、何でも用いることができる。
The metal reflection film 108 formed on the photoelectric conversion portion 101 may be made of any material capable of internally reflecting incident light such as aluminum or aluminum alloy on the surface of the insulating film 107.

【0105】なお、金属反射膜108の大きさは、図1
3f、図1bに示されるように、特に素子分離領域10
4まで延在させる必要はなく、光電変換部の少なくとも
金属シリサイド層の周囲端より外方まで延在していれば
よい。すなわち、図2に示される金属反射膜108Bの
ように、絶縁膜107の表面上を全面にわたって覆うよ
うに設けても構わない(効果は同じである)。ここで、
図2aにおいては、金属反射膜108Bの下の様子がわ
かるように、受光領域の中心領域近傍のみに示されてい
る。
The size of the metal reflection film 108 is as shown in FIG.
3f, as shown in FIG. 1b, in particular the isolation region 10
It is not necessary to extend to 4 and it is sufficient that it extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion portion. That is, like the metal reflection film 108B shown in FIG. 2, it may be provided so as to cover the entire surface of the insulating film 107 (the same effect). here,
In FIG. 2A, only the vicinity of the central region of the light receiving region is shown so that the state under the metal reflection film 108B can be seen.

【0106】金属反射膜108Bを全面にわたって設け
る場合、アルミニウムまたはアルミニウム合金などを絶
縁膜107上に蒸着した後のパターンニング等の工程が
不要となるため、大きさを限定した場合(図1)と比較
して、装置の製造工程が簡単(単純)となる利点があ
る。
When the metal reflection film 108B is provided over the entire surface, a step such as patterning after vapor-depositing aluminum or aluminum alloy on the insulating film 107 becomes unnecessary, so that the size is limited (FIG. 1). In comparison, there is an advantage that the manufacturing process of the device is simple (simple).

【0107】また、上述の「リフロー処理」は、金属反
射膜の断線やショートなどを防止するために必要な工程
であるが、下地(絶縁膜107)の小さな凹凸に対して
も敏感に影響を受ける金属反射膜を、断線やショートな
どをまったく無しに形成することは非常に困難である。
よって、形成される金属反射膜の面積は、できるだけ小
さい方が歩留がよいこととなる。
Further, the above-mentioned "reflow treatment" is a step necessary for preventing disconnection or short circuit of the metal reflection film, but it is sensitive to small irregularities of the base (insulating film 107). It is very difficult to form the receiving metal reflection film without any disconnection or short circuit.
Therefore, the smaller the area of the formed metal reflective film, the better the yield.

【0108】つまり、金属反射膜を装置の全面にわたっ
て形成させたもの(図2)は、製造工程は単純となる
が、例えば、図1のように、大きさを限定した(受光セ
ルの列ごとにつなげて形成させる)方が、歩留はよい。
That is, the metal reflection film formed over the entire surface of the device (FIG. 2) has a simple manufacturing process, but for example, as shown in FIG. 1, the size is limited (for each row of light receiving cells). The yield is better if it is formed by connecting to the above.

【0109】上述した製造工程においては省略したが、
通常、工程の最終段階において、シリコン基板102は
比抵抗の高い純水の噴射流をスプレーすることによって
洗浄される。このとき、金属反射膜108などには静電
気が発生し、負に帯電することが頻繁にある。また、完
成した装置を洗浄あるいは乾燥するとき、更にカメラへ
取り付けるときにも同様に静電気が発生し、負の電位に
帯電してしまう。
Although omitted in the manufacturing process described above,
Usually, in the final stage of the process, the silicon substrate 102 is cleaned by spraying a jet of pure water having a high specific resistance. At this time, static electricity is often generated in the metal reflection film 108 and the like, and is often negatively charged. Further, when the completed device is washed or dried, and also when it is attached to the camera, static electricity is similarly generated and charged to a negative potential.

【0110】本実施例おいては、金属反射膜108に対
して、電圧印加手段109から基板に対して5V〜30
Vの範囲の電圧、好ましくは10V〜15Vの電圧を印
加するため、このような静電気は除去され、白傷は発生
しない。更に、金属反射膜の大きさを光電変換部の周縁
よりも広い領域まで延在させたので、白傷の発生を効果
的に防止することができ、白傷耐久性が良好な装置とな
った。
In the present embodiment, the voltage applied from the voltage applying means 109 to the substrate is 5 V to 30 V with respect to the metal reflection film 108.
By applying a voltage in the range of V, preferably a voltage of 10V to 15V, such static electricity is removed and no white scratch is generated. Further, since the size of the metal reflection film is extended to a region wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion portion, it is possible to effectively prevent the occurrence of white scratches, and the device has good white scratch durability. .

【0111】もちろん、完成した装置を例えばカメラへ
取り付けて、撮像している最中においても、金属反射膜
をp型基板に対して正の電位に固定してあるので、静電
気に起因する白傷が発生することもない。
Of course, even when the completed device is attached to, for example, a camera and the image is picked up, the metal reflection film is fixed at a positive potential with respect to the p-type substrate. Does not occur.

【0112】このように本実施例によれば、光電変換部
としてのショットキー接合に対面する金属反射膜を各受
光セルの素子分離領域まで延在させ、かつ、p型半導体
基板に対して正の電位を保っているので、光電変換部の
ショットキー接合における接合耐圧が向上し、その結果
暗電流が減少する。つまり、白傷を発生することがな
く、更に、白傷に対する耐久性も良好であり、各光電変
換部の間の受光特性を均一に保つことができる。
As described above, according to this embodiment, the metal reflection film facing the Schottky junction as the photoelectric conversion portion is extended to the element isolation region of each light receiving cell, and is positive with respect to the p-type semiconductor substrate. Since the electric potential is maintained, the junction breakdown voltage at the Schottky junction of the photoelectric conversion portion is improved, and as a result, the dark current is reduced. That is, white scratches do not occur, the durability against white scratches is good, and the light receiving characteristics between the photoelectric conversion units can be kept uniform.

【0113】(第2実施例)次に、本発明に係る赤外線
固体撮像装置の第2実施例について、図3を参照して以
下に説明する。図3aは、第1実施例の図1aと同様
の、装置の平面構成に関する模式図である。本実施例
は、光電変換部上の金属反射膜の上に更に金属薄膜が設
けられたものであり、図3aにおいて、金属反射膜は右
下がりハッチング部208、金属薄膜はクロスハッチン
グ部211として表されている。ここで、図3aにおけ
る金属薄膜211は、その下の様子がわかるように中心
領域近傍のみ示した。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the infrared solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 3a is a schematic view similar to FIG. 1a of the first embodiment, regarding the plane configuration of the apparatus. In the present embodiment, a metal thin film is further provided on the metal reflection film on the photoelectric conversion portion. In FIG. 3A, the metal reflection film is shown as a rightward hatching portion 208, and the metal thin film is shown as a cross hatching portion 211. Has been done. Here, the metal thin film 211 in FIG. 3A is shown only in the vicinity of the central region so that the state below it can be seen.

【0114】金属反射膜208は、各受光セルごとに個
別に形成されている。各金属反射膜208の周囲端は、
第1実施例と同様に素子分離領域204まで延在してお
り、光電変換部と、その周囲を囲むガードリング領域を
含む領域をカバーしている。一方、金属薄膜211は、
水平方向には光電変換部よりも狭い幅を有し、垂直方向
に配列した3個の受光セルにわたって連続して形成され
ている。これはもちろん水平方向に連続に形成しても構
わない。
The metal reflection film 208 is formed individually for each light receiving cell. The peripheral edge of each metal reflection film 208 is
As in the first embodiment, it extends to the element isolation region 204 and covers the photoelectric conversion unit and a region including the guard ring region surrounding the photoelectric conversion unit. On the other hand, the metal thin film 211 is
It has a width narrower than that of the photoelectric conversion portion in the horizontal direction and is formed continuously over three light receiving cells arranged in the vertical direction. Of course, this may be formed continuously in the horizontal direction.

【0115】更に、これらの金属反射膜208と金属薄
膜211は互いに、その間に設けられた絶縁膜により絶
縁されているが、図中の黒く塗りつぶした部分210に
存在する絶縁膜の貫通孔によってのみ導通されている。
即ち、垂直方向に配列している各金属反射膜208は、
それぞれの貫通孔210を介して金属薄膜211に共通
接続した構成となっている。
Further, the metal reflection film 208 and the metal thin film 211 are insulated from each other by the insulating film provided between them, but only by the through holes of the insulating film existing in the blackened portion 210 in the figure. It is conducted.
That is, the metal reflection films 208 arranged in the vertical direction are
The metal thin film 211 is commonly connected through the through holes 210.

【0116】図3aのA−B断面における基板表面付近
の一部の構造を図3bに示す。図3bにおいて、半導体
基板202の第1主面側に形成された光電変換部201
は、ガードリング領域203で周囲を囲まれ、更にその
外側周囲を素子分離領域204で囲まれている。一方、
垂直電荷転送部は、受光セル(201、203〜20
4)の間隔領域に形成された垂直電荷転送路205と、
その上に形成された転送電極206などで構成される。
FIG. 3b shows a part of the structure near the surface of the substrate in the cross section AB of FIG. 3a. In FIG. 3B, the photoelectric conversion unit 201 formed on the first main surface side of the semiconductor substrate 202.
Are surrounded by a guard ring region 203, and the outer periphery thereof is surrounded by an element isolation region 204. on the other hand,
The vertical charge transfer unit includes light receiving cells (201, 203 to 20).
4) a vertical charge transfer path 205 formed in the interval region,
The transfer electrode 206 and the like are formed thereon.

【0117】更に、受光セルおよび垂直電荷転送部の上
を被覆する第1の絶縁膜207が設けられており、この
第1の絶縁膜207を介して光電変換部201上には金
属反射膜208が設けられている。この金属反射膜20
8は、従来の赤外線固体撮像装置と異なり、光電変換部
201を囲むガードリング領域203を覆い、素子分離
領域204まで延在している。
Further, a first insulating film 207 is provided to cover the light receiving cells and the vertical charge transfer portion, and the metal reflection film 208 is provided on the photoelectric conversion portion 201 via the first insulating film 207. Is provided. This metal reflection film 20
Unlike the conventional infrared solid-state image pickup device, 8 covers the guard ring region 203 surrounding the photoelectric conversion unit 201 and extends to the element isolation region 204.

【0118】そして、金属反射膜208の上には、第2
の絶縁膜209を介して金属薄膜211が形成されてい
る。第2の絶縁膜209には、金属反射膜208に達す
る貫通孔210が形成されており、そこを介して金属薄
膜211と金属反射膜208は電気的に導通されてい
る。本実施例の金属薄膜211は、図3bの通り、光電
変換部よりも小さく形成されており、外部から金属薄膜
211に印加された電位を金属反射膜208に与えるた
めの端子として機能するものである。
Then, a second film is formed on the metal reflection film 208.
The metal thin film 211 is formed via the insulating film 209. A through hole 210 reaching the metal reflection film 208 is formed in the second insulating film 209, and the metal thin film 211 and the metal reflection film 208 are electrically connected to each other through the through hole 210. As shown in FIG. 3b, the metal thin film 211 of the present embodiment is formed smaller than the photoelectric conversion part, and functions as a terminal for applying the potential applied to the metal thin film 211 from the outside to the metal reflective film 208. is there.

【0119】このような金属薄膜211には、電圧印加
手段212により外部から電圧が印加されており、半導
体基板202の導電性がp型の場合には、基板の電位に
対して金属反射膜208の電位が相対的に正の電位とな
るように固定されている。ここで、金属反射膜208は
各受光セルごとに個別に形成されているが、その上に設
けられた金属薄膜211端子により、平面において垂直
方向に共通接続され、電圧が印加される。よって、上述
の給電が容易になっている。
A voltage is applied to the metal thin film 211 from the outside by the voltage applying means 212, and when the conductivity of the semiconductor substrate 202 is p-type, the metal reflection film 208 with respect to the potential of the substrate. Is fixed so that the potential of is a relatively positive potential. Here, the metal reflection film 208 is individually formed for each light receiving cell, but is commonly connected in the vertical direction in a plane by a metal thin film 211 terminal provided thereon, and a voltage is applied. Therefore, the above-mentioned power supply is facilitated.

【0120】なお、正の電位とは半導体基板202に対
して5V〜30Vの範囲が好ましいことが実験結果から
得られている。また、正の電位を10V〜15Vの範囲
とすれば、電荷転造部(205等)の駆動に用いる回路
の電源電圧と共通に用いることができるため、コスト的
に有利であり、更に好ましい。
From the experimental results, it has been found that the positive potential is preferably in the range of 5 V to 30 V with respect to the semiconductor substrate 202. Further, if the positive potential is in the range of 10 V to 15 V, it can be used in common with the power supply voltage of the circuit used for driving the charge transfer section (205 etc.), which is advantageous in terms of cost and is more preferable.

【0121】以上のように、本実施例の赤外線固体撮像
装置は、光電変換部201上に設けられた金属反射膜2
08を金属薄膜211端子を介して上記電位に固定する
だけでなく、第1実施例と同様に、その大きさを限定し
たものである。即ち、金属反射膜208の周囲端は素子
分離領域204まで延在しており、金属反射膜208に
よって光電変換部201およびその周囲を囲むガードリ
ング領域203とを含む領域が覆われている。
As described above, in the infrared solid-state image pickup device of this embodiment, the metal reflection film 2 provided on the photoelectric conversion unit 201 is used.
Not only is 08 fixed to the above potential through the metal thin film 211 terminal, but its size is limited as in the first embodiment. That is, the peripheral edge of the metal reflection film 208 extends to the element isolation region 204, and the region including the photoelectric conversion unit 201 and the guard ring region 203 surrounding the photoelectric conversion unit 201 is covered by the metal reflection film 208.

【0122】よって、前述の高温放置試験の結果が明示
しているように、本実施例の装置でも白傷の発生を防止
できるだけではなく、白傷に対する耐久性が良好であ
り、より効果的に白傷発生を防止することができるもの
である。
Therefore, as clearly shown by the results of the above-mentioned high-temperature storage test, the apparatus of this embodiment can not only prevent the occurrence of white scratches, but also have good durability against white scratches and are more effective. It is possible to prevent the occurrence of white scratches.

【0123】以上の構成を備えた本第2実施例の赤外線
固体撮像装置の製造方法について、製造方法の各段階に
おける形成状態を示す断面図10a〜e、および図11
a〜cを参照して以下に説明する。
With respect to the method of manufacturing the infrared solid-state imaging device of the second embodiment having the above-described structure, sectional views 10a to 10e showing the formation state at each stage of the manufacturing method, and FIG.
A description will be given below with reference to ac.

【0124】=前半工程(図10a〜e)= 第1実施例と同様に、半導体基板として、p型シリコン
半導体を用い、素子分離領域204、垂直電荷転送路2
05、CCD転送電極206を形成する。その後、ガー
ドリング領域203、種々の熱拡散層(不図示)、他の
ポリシリコン電極(不図示)を形成し、図10aに示す
断面構造が得られる。この状態では、ポリシリコン電極
も光電変換部となるべき領域も薄い酸化膜213、21
4で被覆されている。ここまでは、第1実施例と同じ製
造工程、同じ断面構造である。
= First Half Step (FIGS. 10A to 10E) = As in the first embodiment, a p-type silicon semiconductor is used as the semiconductor substrate, and the element isolation region 204 and the vertical charge transfer path 2 are used.
05, the CCD transfer electrode 206 is formed. After that, the guard ring region 203, various thermal diffusion layers (not shown), and other polysilicon electrodes (not shown) are formed to obtain the sectional structure shown in FIG. 10a. In this state, both the polysilicon electrode and the region to be the photoelectric conversion portion are thin oxide films 213 and 21.
It is covered with 4. Up to this point, the manufacturing process and the sectional structure are the same as those of the first embodiment.

【0125】続いて、本第2実施例では光電変換部を形
成するためのフォトリソグラフィー工程を行う。即ち、
レジスト215を塗布し、引き続き露光・現像処理を行
い、光電変換部となる領域の酸化膜214を除去するた
めのパターンニングを行う。このパターンニングが終了
したときの状態を図10bに示す。このとき、光電変換
部となる領域(素子活性領域)以外がレジスト215で
保護されている。
Subsequently, in the second embodiment, a photolithography process for forming a photoelectric conversion portion is performed. That is,
A resist 215 is applied, and then exposure / development processing is performed to perform patterning for removing the oxide film 214 in a region to be a photoelectric conversion portion. The state at the end of this patterning is shown in FIG. 10b. At this time, the region other than the region (device active region) that becomes the photoelectric conversion unit is protected by the resist 215.

【0126】次に、ウエットエッチング法により、酸化
膜214に穴を開け、光電変換部となる領域のシリコン
基板202表面を露出させる。このときの状態を図10
cに示す。この段階において、エッチング除去されるの
は、厚さ200nm以下の薄い酸化膜214(ゲート酸
化膜)のみである。従って、サイドエッチングの量は極
めて小さい。
Next, by wet etching, a hole is formed in the oxide film 214 to expose the surface of the silicon substrate 202 in the region to be the photoelectric conversion portion. The state at this time is shown in FIG.
It is shown in c. At this stage, only the thin oxide film 214 (gate oxide film) having a thickness of 200 nm or less is removed by etching. Therefore, the amount of side etching is extremely small.

【0127】本実施例の場合、寸法L1 (転送電極20
6を保護するために必要な寸法)は余裕を見ても0.5
μm程度に設定すればよい。よって、受光セルに形成さ
れるべき素子活性領域の幅寸法Wを例えば10μmとす
ると、本実施例において実際に有効な光電変換部として
形成される領域の幅寸法L2 は、9μm程度となる。こ
れを、第1実施例の装置の製造方法(図13c)(以
降、従来の製造方法という。)により得られる幅L2
比較すると、単位画素の大きさが同じでも、図13cに
示した方法(L2 =6〜7μm)に比べて、本実施例の
方法の方が光電変換部の有効面積を大幅に拡大すること
ができる。
In the case of this embodiment, the dimension L 1 (transfer electrode 20
The size required to protect 6) is 0.5
It may be set to about μm. Therefore, when the width dimension W of the element active region to be formed in the light receiving cell is, for example, 10 μm, the width dimension L 2 of the region actually formed as the photoelectric conversion portion in this embodiment is about 9 μm. When this is compared with the width L 2 obtained by the method of manufacturing the device of the first embodiment (FIG. 13c) (hereinafter referred to as the conventional manufacturing method), even if the unit pixel size is the same, it is shown in FIG. 13c. Compared with the method (L 2 = 6 to 7 μm), the method of this embodiment can significantly increase the effective area of the photoelectric conversion unit.

【0128】その後、レジスト215の剥離・洗浄を行
い、引き続き光電変換部201を形成する。本実施例で
も、光電変換部201はショットキーバリアダイオード
であり、第1実施例と同様の構成、形成方法があてはま
る。
After that, the resist 215 is peeled off and washed, and then the photoelectric conversion portion 201 is formed. Also in this embodiment, the photoelectric conversion unit 201 is a Schottky barrier diode, and the same configuration and forming method as in the first embodiment apply.

【0129】次に、図10eに示されるように、500
℃程度以下の比較的低温で得られる絶縁膜207を全面
に積層する。この絶縁膜207は、常圧CVD法、プラ
ズマCVD法、減圧CVD法、またはスパッタ法などに
よる酸化膜、酸化窒化膜、または窒化膜など、種々のも
のから選択できる。
Next, as shown in FIG.
An insulating film 207 obtained at a relatively low temperature of about C or less is laminated on the entire surface. The insulating film 207 can be selected from various materials such as an oxide film, an oxynitride film, or a nitride film formed by an atmospheric pressure CVD method, a plasma CVD method, a low pressure CVD method, a sputtering method, or the like.

【0130】その後、光電変換部201上の絶縁膜20
7の表面に、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合
金などによって金属反射膜208を、その周囲端が素子
分離領域204まで延在するように形成する。この時の
状態を図10eに示す。
After that, the insulating film 20 on the photoelectric conversion portion 201 is formed.
A metal reflection film 208 is formed on the surface of 7 by, for example, aluminum or an aluminum alloy so that its peripheral edge extends to the element isolation region 204. The state at this time is shown in FIG. 10e.

【0131】以上の製造工程(前半)において得られた
本実施例の装置は、第1実施例の装置と比較して、光電
変換部の有効面積が大幅に拡大したものである。一般
に、固体撮像装置に対するチップサイズの縮小、空間分
解能の向上(画素密度の増加)および受光感度の向上と
いった要求を同時に満たすためには、固体撮像装置の単
位画素内で光電変換部が占有する面積率(開口率)を大
きくすることが必要である。言い換えると、固体撮像装
置の感度特性に影響を与えない領域の面積を削減するこ
とが必要となる。
The device of this embodiment obtained in the above manufacturing process (first half) is a device in which the effective area of the photoelectric conversion portion is greatly expanded as compared with the device of the first embodiment. Generally, in order to simultaneously satisfy the requirements for the solid-state imaging device, such as reduction in chip size, improvement in spatial resolution (increased pixel density) and improvement in light-receiving sensitivity, the area occupied by the photoelectric conversion unit in the unit pixel of the solid-state imaging device It is necessary to increase the ratio (aperture ratio). In other words, it is necessary to reduce the area of the region that does not affect the sensitivity characteristics of the solid-state imaging device.

【0132】このような要求に応えるための一つの方法
として、素子分離領域204の幅を狭くすること、更に
寸法L1 をできるだけ小さくすることが考えられる。し
かしながら、従来の製造方法では、図13cに示したよ
うに比較的厚いCVD酸化物絶縁膜112の大きなサイ
ドエッチングが避けられないため、寸法L1 を低減する
ことができず、受光感度の向上が困難であった。
As one method to meet such a demand, it is conceivable to reduce the width of the element isolation region 204 and further reduce the dimension L 1 as much as possible. However, in the conventional manufacturing method, the large side etching of the relatively thick CVD oxide insulating film 112 is unavoidable as shown in FIG. 13C, so that the dimension L 1 cannot be reduced and the light receiving sensitivity is improved. It was difficult.

【0133】一方、本実施例の赤外線固体撮像装置の製
造方法においては、従来方法の厚いCVD酸化物絶縁膜
112を積層することなく、光電変換部を形成するため
の領域の半導体基板表面が露出される。即ち、この半導
体基板表面を露出するウエットエッチング工程では、光
電変換部となる領域の表面に成長している薄い熱酸化膜
(通常厚さ50〜150nm程度)だけを除去すればよ
い。このため、サイドエッチングの量も極めて小さく抑
えることができる(0.1〜0.3μm)。
On the other hand, in the method of manufacturing the infrared solid-state imaging device of this embodiment, the surface of the semiconductor substrate in the region for forming the photoelectric conversion portion is exposed without stacking the thick CVD oxide insulating film 112 of the conventional method. To be done. That is, in the wet etching step of exposing the surface of the semiconductor substrate, only the thin thermal oxide film (usually about 50 to 150 nm) grown on the surface of the region to be the photoelectric conversion portion may be removed. Therefore, the amount of side etching can be suppressed to be extremely small (0.1 to 0.3 μm).

【0134】このように、本実施例の装置の製造方法で
は、光電変換部201の開口周縁を受光セル周囲の素子
分離領域204に極力接近させることができ、その結
果、従来方法によって製造された撮像装置(例えば、第
1実施例の図1)と比較して単位画素中の光電変換部の
面積開口率を大幅に増加した固体撮像装置構造とするこ
とができる。
As described above, in the method of manufacturing the device of this embodiment, the peripheral edge of the opening of the photoelectric conversion portion 201 can be brought as close as possible to the element isolation region 204 around the light receiving cell, and as a result, the device is manufactured by the conventional method. A solid-state imaging device structure can be obtained in which the area aperture ratio of the photoelectric conversion unit in the unit pixel is significantly increased as compared with the imaging device (for example, FIG. 1 of the first embodiment).

【0135】更に、本実施例の赤外線固体撮像装置の製
造方法においては、従来方法の厚いCVD酸化物絶縁膜
膜112(図13c)は積層されない。よって、この絶
縁膜112に対して施される「リフロー処理」工程が必
要なくなる。この工程を省略することができる本製造方
法により得られる本実施例の撮像装置は、第1実施例に
比較すると、非常に簡単に得ることができることとな
る。
Furthermore, in the method of manufacturing the infrared solid-state image pickup device of this embodiment, the thick CVD oxide insulating film 112 (FIG. 13c) of the conventional method is not laminated. Therefore, the “reflow treatment” step performed on the insulating film 112 is not necessary. The image pickup apparatus of the present embodiment obtained by this manufacturing method capable of omitting this step can be obtained very easily as compared with the first embodiment.

【0136】このため、「リフロー処理」によって得ら
れる表面が平坦化された絶縁膜112を介することな
く、即ち、平坦化されないままに、光電変換部201が
形成され、その後全面を被覆する絶縁膜207が設けら
れる。よって、金属反射膜208は、この絶縁膜207
の平坦化されていない表面上に形成されることとなる
(図10e)。しかし本実施例では、金属反射膜208
を単位画素ごとに個別に形成させているため、金属反射
膜208の断線・ショートなどの問題が生じることはほ
とんどない。
Therefore, the photoelectric conversion portion 201 is formed without the intervention of the flattened insulating film 112 obtained by the “reflow treatment”, that is, without being flattened, and then the insulating film covering the entire surface is formed. 207 is provided. Therefore, the metal reflection film 208 is the insulating film 207.
Will be formed on the non-planarized surface of the (FIG. 10e). However, in this embodiment, the metal reflection film 208
Is formed for each unit pixel, there is almost no problem such as disconnection or short circuit of the metal reflection film 208.

【0137】ここで、図1あるいは図2に示される第1
実施例のように、金属反射膜の連続面積が複数の受光セ
ルにわたっている場合には、断線・ショートによる問題
が生じるため、「リフロー処理」工程を省略した本実施
例の製造方法を用いて製造しても歩留は非常に悪くなる
ため、用いることはできない。
Here, the first shown in FIG. 1 or FIG.
When the continuous area of the metal reflection film extends over a plurality of light receiving cells as in the embodiment, a problem due to disconnection / short circuit occurs, and therefore, the manufacturing method of the present embodiment omitting the “reflow treatment” step is used. However, the yield is very poor and cannot be used.

【0138】=後半工程(図11a〜c)= 次に、500℃程度以下の比較的低温で得られる、今度
は平坦な絶縁膜209を全面に形成する。図11aは、
絶縁膜209が形成されて、その表面が平坦化された状
態を示している。この絶縁膜209は、液状のポリイミ
ド樹脂を回転塗布し、熱処理することによって形成され
るポリイミド膜、スピンオングラス(SGO)膜、もし
くはCVD法による酸化膜、特にテトラエトキシシラン
(TEOS)を主材料としたCVD酸化膜等、種々のも
のから選択できる。
= Second Half Step (FIGS. 11A to 11C) = Next, a flat insulating film 209, which is obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or less and is now flat, is formed on the entire surface. FIG. 11a shows
The state where the insulating film 209 is formed and the surface thereof is flattened is shown. The insulating film 209 is mainly composed of a polyimide film formed by spin-coating a liquid polyimide resin and heat-treating it, a spin-on-glass (SGO) film, or an oxide film formed by a CVD method, particularly tetraethoxysilane (TEOS). The CVD oxide film can be selected from various materials.

【0139】絶縁膜209の各受光セル毎に通常のフォ
トリソグラフィー手法を用いて金属反射膜208に達す
る比較的径の小さい貫通孔210を形成する(図11
b)。この貫通孔210の形成に続いて、フォトリソグ
ラフィー手法によってこれら貫通孔210部分を橋絡す
るように、アルミニウムまたはアルミニウム合金による
金属薄膜211を絶縁膜209の平坦化された表面に形
成する(図11c)。最後に、赤外線固体撮像装置を駆
動するための金属配線層(不図示)を形成し、装置は完
成する。
A through hole 210 having a relatively small diameter reaching the metal reflection film 208 is formed in each light receiving cell of the insulating film 209 by using a normal photolithography technique (FIG. 11).
b). Subsequent to the formation of the through holes 210, a metal thin film 211 made of aluminum or an aluminum alloy is formed on the flattened surface of the insulating film 209 by a photolithography method so as to bridge the through hole 210 portions (FIG. 11c). ). Finally, a metal wiring layer (not shown) for driving the infrared solid-state imaging device is formed, and the device is completed.

【0140】本実施例において形成される金属薄膜21
1端子は、図3aに示されるように例えば垂直方向に配
列した3個の受光セルにわたって連続して形成されてい
る。このように複数の受光セルにわたっていても、金属
薄膜211が形成される下地となる第2絶縁膜209の
表面は非常に平坦なものであり、断線・ショートなどの
問題が生じることはほとんどない。
The metal thin film 21 formed in this embodiment.
As shown in FIG. 3a, one terminal is continuously formed over, for example, three light receiving cells arranged in the vertical direction. As described above, the surface of the second insulating film 209, which is the base on which the metal thin film 211 is formed, is very flat even over a plurality of light receiving cells, and problems such as disconnection and short circuit hardly occur.

【0141】そのため、金属反射膜208は、第1実施
例の如く垂直方向に複数の受光セルにわたって形成する
必要はなく、図3aに示されるように、各受光セルごと
に孤立して形成されるものである。前述したように、金
属反射膜208を形成する土台は、表面凹凸の激しい状
態にあり、従来方法のように「リフロー処理」による平
坦化工程を経ても、断線等による形成の失敗が多かっ
た。ここで、金属反射膜208の面積を小さくすること
ができるので、歩留が向上する。
Therefore, the metal reflection film 208 does not need to be formed vertically over a plurality of light receiving cells as in the first embodiment, but is formed separately for each light receiving cell as shown in FIG. 3a. It is a thing. As described above, the base on which the metal reflection film 208 is formed is in a state where surface irregularities are severe, and even after the flattening step by the "reflow process" as in the conventional method, there were many failures in formation due to disconnection or the like. Here, since the area of the metal reflection film 208 can be reduced, the yield is improved.

【0142】上述した本実施例の製造方法により得られ
た赤外線固体撮像装置は、第1実施例と比較すると構造
は複雑である。しかし、前述したように、前半工程にお
いて「リフロー処理」は行われないため、容易に製造す
ることができる。更に、この結果得られる装置は、既に
述べたように、単位画素内で光電変換部が占有する面積
率(開口率)の大きいものである。よって、固体撮像装
置に対するチップサイズの縮小、空間分解能の向上(画
素密度の増加)および受光感度の向上といった要求を同
時に満たすことができる。
The infrared solid-state image pickup device obtained by the manufacturing method of this embodiment described above has a complicated structure as compared with the first embodiment. However, as described above, since the "reflow treatment" is not performed in the first half step, it can be easily manufactured. Furthermore, as described above, the device obtained as a result has a large area ratio (aperture ratio) occupied by the photoelectric conversion unit in the unit pixel. Therefore, it is possible to simultaneously satisfy the requirements for the solid-state imaging device, such as reduction in chip size, improvement in spatial resolution (increase in pixel density), and improvement in light receiving sensitivity.

【0143】金属反射膜208は、第1実施例と同様
に、シリコン基板の第2主面側から入射する赤外光に対
する反射面であり、受光感度の向上のために設けられて
いる。なお、金属反射膜208の大きさは、図11c、
図3bに示されるように、特に素子分離領域204まで
延在させる必要はなく、光電変換部の少なくとも金属シ
リサイド層の周囲端より外方まで延在していればよい。
Similar to the first embodiment, the metal reflecting film 208 is a reflecting surface for infrared light incident from the second main surface side of the silicon substrate, and is provided for improving the light receiving sensitivity. The size of the metal reflection film 208 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 3B, there is no particular need to extend to the element isolation region 204, as long as it extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion portion.

【0144】電圧印加手段は、装置の完成後、金属薄膜
に対して、p型基板の電位より5V〜30V、好ましく
は10V〜15Vの範囲の電圧分だけ高い電圧を印加し
て、その電位を貫通孔を介して金属反射膜に与える。こ
うして、製造中における洗浄や、完成後の洗浄や乾燥、
あるいはカメラへの取り付け時において発生した静電気
を除去するので、白傷は発生しない。
After the completion of the device, the voltage applying means applies a voltage higher than the potential of the p-type substrate by 5 V to 30 V, preferably 10 V to 15 V to the metal thin film, and the potential thereof is increased. It is given to the metal reflection film through the through hole. In this way, cleaning during manufacturing, cleaning and drying after completion,
Alternatively, since static electricity generated at the time of attachment to the camera is removed, white scratches do not occur.

【0145】更に、金属反射膜の大きさを光電変換部の
周縁よりも広い領域まで延在させたので、白傷の発生を
効果的に防止することができ、白傷耐久性が良好な装置
となった。また、装置を使用しているとき(撮像中)に
も、金属反射膜には、同様に上記の電位が与えられてい
るので、画像上に白傷が発生することはない。
Furthermore, since the size of the metal reflection film is extended to a region wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion portion, it is possible to effectively prevent the generation of white scratches and the device has good white scratch durability. Became. Further, even when the apparatus is in use (during image capturing), since the above-mentioned potential is similarly applied to the metal reflection film, white scratches do not occur on the image.

【0146】このように本実施例によれば、光電変換部
としてのショットキー接合に対面する金属反射膜を各受
光セルの素子分離領域まで延在させ、かつ、半導体基板
に対して正の電位を保っているので、光電変換部のショ
ットキー接合における接合耐圧が向上し、その結果暗電
流が減少する。つまり、白傷を発生することがないだけ
でなく、白傷に対する耐久性も良好であり、各光電変換
部の間の受光特性を均一に保つことができる。
As described above, according to the present embodiment, the metal reflection film facing the Schottky junction as the photoelectric conversion portion is extended to the element isolation region of each light receiving cell, and the positive potential with respect to the semiconductor substrate. Therefore, the junction breakdown voltage in the Schottky junction of the photoelectric conversion part is improved, and as a result, the dark current is reduced. In other words, not only white scratches do not occur, but also the durability against white scratches is good, and the light receiving characteristics between the photoelectric conversion units can be kept uniform.

【0147】(第3実施例)次に、本発明に係る赤外線
固体撮像装置の第3実施例について、図4を参照して以
下に説明する。図4aは、前述の実施例と同様の、装置
の平面構成に関する模式図である。本実施例は、第2実
施例と同様に、光電変換部上には金属反射膜と金属薄膜
が設けられ、図4aにおいてはそれぞれ、右下がりハッ
チング部308とクロスハッチング部311Aとして表
されている。ここで、図4aにおける金属薄膜311A
は、その下の様子がわかるように中心領域近傍のみ示し
た。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the infrared solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4a is a schematic view of a plane configuration of the device, similar to the above-described embodiment. In this embodiment, similar to the second embodiment, a metal reflection film and a metal thin film are provided on the photoelectric conversion portion, and are shown as a rightward hatching portion 308 and a cross hatching portion 311A in FIG. 4a, respectively. . Here, the metal thin film 311A in FIG.
Shows only the vicinity of the central region so that the situation below can be seen.

【0148】金属反射膜308は、各受光セルごとに個
別に形成されている。各金属反射膜308の周囲端は、
第1及び第2実施例とは異なり、光電変換部の周囲端ま
で延在しているのみで、光電変換部の周囲を囲むガード
リング領域303に対面する領域には金属反射膜308
は存在しない。
The metal reflection film 308 is individually formed for each light receiving cell. The peripheral edge of each metal reflection film 308 is
Unlike the first and second embodiments, the metal reflective film 308 extends only up to the peripheral edge of the photoelectric conversion unit and faces the guard ring region 303 surrounding the photoelectric conversion unit.
Does not exist.

【0149】しかし、金属薄膜311Aが、その周囲端
を素子分離領域304まで延在させている。つまり、金
属薄膜311Aは、光電変換部とその周囲を囲むガード
リング領域303とを含む領域をカバーしている。更
に、金属薄膜311Aは、垂直方向に配列した3個の受
光セルにわたって連続して形成されている。これは、も
ちろん水平方向に連続して形成しても構わない。
However, the metal thin film 311A has its peripheral edge extended to the element isolation region 304. That is, the metal thin film 311A covers a region including the photoelectric conversion unit and the guard ring region 303 surrounding the photoelectric conversion unit. Further, the metal thin film 311A is continuously formed over three light receiving cells arranged in the vertical direction. This may of course be formed continuously in the horizontal direction.

【0150】更に、これらの金属反射膜308と金属薄
膜311Aは互いに、その間に設けられた絶縁膜により
絶縁されているが、図中の黒く塗りつぶした部分310
に存在する絶縁膜の貫通孔によってのみ導通されてい
る。即ち、垂直方向に配列している各金属反射膜308
は、それぞれの貫通孔310を介して金属薄膜311A
に共通接続した構成となっている。
Further, the metal reflection film 308 and the metal thin film 311A are insulated from each other by the insulating film provided between them, but the blackened portion 310 in the figure.
Is conducted only by the through holes of the insulating film existing in the. That is, the metal reflection films 308 arranged in the vertical direction.
Is a metal thin film 311A through each through hole 310.
It is configured to be commonly connected to.

【0151】図4aのA−B断面における基板表面付近
の一部の構造を図4bに示す。図4bにおいて、半導体
基板302の第1主面側に形成された光電変換部301
は、ガードリング領域303で周囲を囲まれ、更にその
外側周囲を素子分離領域304で囲まれている。一方、
垂直電荷転送部は、受光セル(301、303〜30
4)の間隔領域に形成された垂直電荷転送路305と、
その上に形成された転送電極306などで構成される。
FIG. 4b shows a part of the structure near the surface of the substrate in the section AB of FIG. 4a. In FIG. 4B, the photoelectric conversion unit 301 formed on the first main surface side of the semiconductor substrate 302.
Is surrounded by a guard ring region 303 and further surrounded by an element isolation region 304. on the other hand,
The vertical charge transfer unit includes light receiving cells (301, 303 to 30).
4) a vertical charge transfer path 305 formed in the interval region,
The transfer electrode 306 and the like formed thereon are included.

【0152】更に、受光セルおよび垂直電荷転送部の上
を被覆する第1の絶縁膜307が設けられており、この
第1の絶縁膜307を介して光電変換部301上には金
属反射膜308が設けられている。この金属反射膜30
8は、第1及び第2実施例とは異なり、従来の赤外線固
体撮像装置(図9)と同様に、光電変換部301のみを
覆っている。
Further, a first insulating film 307 is provided to cover the light receiving cells and the vertical charge transfer portion, and the metal reflection film 308 is provided on the photoelectric conversion portion 301 via the first insulating film 307. Is provided. This metal reflective film 30
Unlike the first and second embodiments, the reference numeral 8 covers only the photoelectric conversion unit 301 as in the conventional infrared solid-state imaging device (FIG. 9).

【0153】そして、金属反射膜308の上には、第2
の絶縁膜309を介して金属薄膜311が形成されてい
る。第2の絶縁膜309には、金属反射膜308に達す
る貫通孔310が形成されており、そこを介して金属薄
膜311Aと金属反射膜308は電気的に導通されてい
る。加えて、本実施例の金属薄膜311は、図4bの通
り、光電変換部301を囲むガードリング領域303を
覆い、素子分離領域304まで延在している。即ち、本
実施例の金属薄膜311Aは、外部から金属薄膜311
Aに印加された電位を金属反射膜308に与えるための
端子として機能するだけでなく、白傷を消滅させるため
の電極としても機能するものである。
On the metal reflection film 308, a second film is formed.
The metal thin film 311 is formed via the insulating film 309. The second insulating film 309 has a through hole 310 reaching the metal reflection film 308, and the metal thin film 311A and the metal reflection film 308 are electrically connected to each other through the through hole 310. In addition, the metal thin film 311 of this embodiment covers the guard ring region 303 surrounding the photoelectric conversion unit 301 and extends to the element isolation region 304 as shown in FIG. 4B. That is, the metal thin film 311A of the present embodiment is the same as the metal thin film 311 from the outside.
It functions not only as a terminal for applying the potential applied to A to the metal reflection film 308, but also as an electrode for eliminating white scratches.

【0154】このような金属薄膜311Aには、電圧印
加手段312により外部から電圧が印加されており、半
導体基板302の導電性がp型の場合には、基板の電位
に対して金属反射膜308の電位が相対的に正の電位と
なるように固定されている。ここで、金属反射膜308
は各受光セルごとに個別に形成されているが、その上に
設けられた金属薄膜311Aにより、平面において垂直
方向に共通接続され、電圧が印加される。よって上述の
給電が容易になっている。
A voltage is externally applied to such a metal thin film 311A by the voltage applying means 312, and when the conductivity of the semiconductor substrate 302 is p-type, the metal reflection film 308 with respect to the potential of the substrate. Is fixed so that the potential of is a relatively positive potential. Here, the metal reflection film 308
Are individually formed for each light receiving cell, and are commonly connected in a vertical direction in a plane by a metal thin film 311A provided thereon, and a voltage is applied. Therefore, the above-mentioned power supply is facilitated.

【0155】なお、既に述べたように、正の電位とは半
導体基板302に対して5V〜30Vの範囲が好まし
く、10V〜15Vの範囲が更に好ましい。
As described above, the positive potential is preferably in the range of 5V to 30V with respect to the semiconductor substrate 302, and more preferably in the range of 10V to 15V.

【0156】以上のように、本実施例の赤外線固体撮像
装置は、光電変換部301上に設けられた金属反射膜3
08および金属薄膜311Aが上記電位に固定されてい
るだけでなく、金属薄膜311Aの大きさを限定したも
のである。即ち、金属薄膜311Aの周囲端は素子分離
領域304まで延在しており、金属薄膜311Aによっ
て光電変換部301およびその周囲を囲むガードリング
領域303とを含む領域が覆われている。
As described above, in the infrared solid-state image pickup device of this embodiment, the metal reflection film 3 provided on the photoelectric conversion section 301 is used.
08 and the metal thin film 311A are not only fixed to the above potential, but also the size of the metal thin film 311A is limited. That is, the peripheral edge of the metal thin film 311A extends to the element isolation region 304, and the region including the photoelectric conversion unit 301 and the guard ring region 303 surrounding the photoelectric conversion unit 301 is covered by the metal thin film 311A.

【0157】よって、前述の高温放置試験の結果が明示
しているように、本実施例の装置でも白傷の発生を防止
できるだけではなく、白傷に対する耐久性が良好であ
り、より効果的に白傷発生を防止することができるもの
である。
Therefore, as clearly shown by the results of the above-mentioned high temperature storage test, the apparatus of this embodiment can not only prevent the occurrence of white scratches, but also have good durability against white scratches and are more effective. It is possible to prevent the occurrence of white scratches.

【0158】以上の構成を備えた本第3実施例の赤外線
固体撮像装置の製造方法は、前述した第2実施例の装置
を製造する場合とほぼ同じである。異なる点は、図10
eにおける金属反射膜のパターンニング、および図11
cにおける金属薄膜のパターンニングである。即ち、本
実施例では第2実施例よりも、金属反射膜はより小さく
(光電変換部と同程度の大きさ)、金属薄膜はより大き
く(素子分離領域まで延在する大きさ)形成される。
The method of manufacturing the infrared solid-state image pickup device of the third embodiment having the above structure is almost the same as the case of manufacturing the device of the second embodiment described above. The difference is that FIG.
patterning of the metal reflective film in FIG.
It is the patterning of the metal thin film in c. That is, in this embodiment, the metal reflection film is formed smaller (about the same size as the photoelectric conversion portion) and the metal thin film is formed larger (size extending to the element isolation region) than in the second embodiment. .

【0159】まず、金属反射膜が形成される下地である
絶縁膜(図11の207)の表面は平坦化されていない
ので、金属反射膜の連続面積は小さい方が断線・ショー
トなどの発生頻度が小さくなり、歩留よく形成される。
本実施例の金属反射膜の大きさは第2実施例のものより
も小さいので、上述の理由から、本実施例の方が金属反
射膜を形成する上での失敗が少ない。
First, since the surface of the insulating film (207 in FIG. 11), which is the base on which the metal reflection film is formed, is not flattened, the smaller the continuous area of the metal reflection film, the more frequently the disconnection or short circuit occurs. Becomes smaller and the yield is improved.
Since the size of the metal reflective film of the present embodiment is smaller than that of the second embodiment, this embodiment is less likely to fail in forming the metal reflective film for the above-mentioned reason.

【0160】一方、金属薄膜の大きさは第2実施例のも
のよりも大きいが、金属薄膜を形成する下地である絶縁
膜(図11の209)の表面は、従来方法において金属
反射膜を形成する下地であるリフロー処理による平坦化
絶縁膜(図13の107)の表面に比べて平坦の度合い
が高い。そのため、本実施例のように金属薄膜を大き
く、素子分離領域まで延在するように形成し、更に、複
数の受光セルにわたって連続形成しても、断線・ショー
トなどの問題が生じることはなく、容易に形成すること
ができる。
On the other hand, although the size of the metal thin film is larger than that of the second embodiment, the surface of the insulating film (209 in FIG. 11) which is the base for forming the metal thin film is formed with the metal reflective film by the conventional method. The degree of flatness is higher than that of the surface of the flattening insulating film (107 in FIG. 13) by the reflow process, which is the underlying layer. Therefore, as in the present embodiment, the metal thin film is formed to be large so as to extend to the element isolation region, and even when continuously formed over a plurality of light receiving cells, problems such as disconnection and short circuit do not occur. It can be easily formed.

【0161】更に、本実施例の撮像装置を第1実施例の
装置と比較すると、構造は複雑であるが、上述した理由
により形成は容易で、歩留がよい。
Further, when the image pickup apparatus of the present embodiment is compared with the apparatus of the first embodiment, the structure is complicated, but the formation is easy and the yield is good for the reasons described above.

【0162】金属反射膜308は、前述の実施例と同様
に、シリコン基板の第2主面側から入射する赤外光に対
する反射面として機能するものであり、受光感度の向上
のために設けられている。そのため、本実施例のよう
に、光電変換部と同程度の大きさを備えていれば、反射
面としての機能は充分果たすことができる。
The metal reflection film 308 functions as a reflection surface for infrared light incident from the second main surface side of the silicon substrate, as in the above-mentioned embodiment, and is provided for improving the light receiving sensitivity. ing. Therefore, as in this embodiment, if it has a size comparable to that of the photoelectric conversion portion, it can sufficiently function as a reflecting surface.

【0163】金属薄膜311Aの大きさは、図4に示さ
れるように、特に素子分離領域304まで延在させる必
要はなく、光電変換部の少なくとも金属シリサイド層の
周囲端より外方まで延在していればよい。即ち、図5に
示される金属薄膜311Bのように、絶縁膜309の表
面上を全面にわたって覆うように設けても構わない(効
果は同じである)。ここで、図5aにおいては、金属薄
膜311Bの下の様子がわかるように、受光領域の中心
領域付近のみに示されている。
As shown in FIG. 4, the size of the metal thin film 311A does not need to extend particularly to the element isolation region 304, and extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion portion. If you have. That is, like the metal thin film 311B shown in FIG. 5, it may be provided so as to cover the entire surface of the insulating film 309 (the same effect). Here, in FIG. 5a, only the vicinity of the central region of the light receiving region is shown so that the state under the metal thin film 311B can be seen.

【0164】金属薄膜311Bを全面にわたって設ける
場合、アルミニウムまたはアルミニウム合金などを絶縁
膜309上に蒸着した後のパターンニングなどの工程が
不要となるため、大きさを限定する場合と比較して装置
の製造工程が単純となる利点がある。また、この場合に
も下地の絶縁膜が平坦なため製造上の困難はない。
When the metal thin film 311B is provided over the entire surface, a step such as patterning after vapor-depositing aluminum or aluminum alloy on the insulating film 309 is unnecessary, so that the size of the device is smaller than that when the size is limited. There is an advantage that the manufacturing process is simple. Also in this case, since the underlying insulating film is flat, there is no difficulty in manufacturing.

【0165】電圧印加手段は、装置の完成後、金属薄膜
に対して、p型基板の電位より5V〜30V、好ましく
は10V〜15Vの範囲の電圧分だけ高い電圧を印加し
て、その電位を貫通孔を介して金属反射膜に与える。こ
うして、製造中における洗浄や、完成後の洗浄や乾燥、
あるいはカメラへの取り付け時において発生した静電気
を除去するので、白傷は発生しない。
After the completion of the device, the voltage applying means applies a voltage higher than the potential of the p-type substrate by 5 V to 30 V, preferably 10 V to 15 V to the metal thin film, and the potential thereof is changed. It is given to the metal reflection film through the through hole. In this way, cleaning during manufacturing, cleaning and drying after completion,
Alternatively, since static electricity generated at the time of attachment to the camera is removed, white scratches do not occur.

【0166】更に、金属薄膜の大きさを光電変換部の周
縁よりも広い領域まで延在させたので、白傷の発生を効
果的に防止することができ、白傷耐久性が良好な装置と
なった。また、装置を使用しているとき(撮像中)に
も、金属反射膜には、同様に上記の電位が与えられてい
るので、画像上に白傷が発生することはない。
Furthermore, since the size of the metal thin film is extended to a region wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion portion, it is possible to effectively prevent the occurrence of white scratches and to provide a device having good white scratch durability. became. Further, even when the apparatus is in use (during image capturing), since the above-mentioned potential is similarly applied to the metal reflection film, white scratches do not occur on the image.

【0167】このように本実施例によれば、光電変換部
としてのショットキー接合に対面する金属薄膜を各受光
セルの素子分離領域まで延在させ、かつ、半導体基板に
対して正の電位を保っているので、光電変換部のショッ
トキー接合における接合耐圧が向上し、その結果暗電流
が減少する。つまり、白傷を発生することがないだけで
なく、白傷に対する耐久性も良好であり、各光電変換部
の間の受光特性を均一に保つことができる。
As described above, according to this embodiment, the metal thin film facing the Schottky junction as the photoelectric conversion portion is extended to the element isolation region of each light receiving cell, and a positive potential is applied to the semiconductor substrate. Since this is maintained, the junction breakdown voltage at the Schottky junction of the photoelectric conversion portion is improved, and as a result, the dark current is reduced. In other words, not only white scratches do not occur, but also the durability against white scratches is good, and the light receiving characteristics between the photoelectric conversion units can be kept uniform.

【0168】(第4実施例)次に、本発明に係る赤外線
固体撮像装置の第4実施例について、図6を参照して以
下に説明する。まず、図6aは装置の平面構成に関する
模式図である。図中において、右下がりハッチング部4
08は金属反射膜、クロスハッチング部411Aは金属
薄膜を表している。ここで、金属薄膜411Aは、その
下の様子がわかるように中心付近の領域のみ示されてい
る。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the infrared solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to FIG. First, FIG. 6a is a schematic view of the plane configuration of the device. In the figure, the hatching portion 4 is on the right
Reference numeral 08 represents a metal reflection film, and cross-hatched portion 411A represents a metal thin film. Here, the metal thin film 411A is shown only in the region near the center so that the state below it can be seen.

【0169】金属反射膜408および金属薄膜411A
の形成領域(範囲)は、第3実施例と同様である。即
ち、金属反射膜408は、受光セルごとに個別に光電変
換部上を覆っているのみであり、一方の金属薄膜411
Aが光電変換部とその周囲を囲むガードリング領域40
3とを含む領域を覆っている。更に金属薄膜411Aは
垂直方向に配列した3個の受光セルにわたって連続して
形成されている。
Metal reflection film 408 and metal thin film 411A
The formation area (range) of is similar to that of the third embodiment. That is, the metal reflection film 408 only covers the photoelectric conversion unit individually for each light receiving cell, and the metal thin film 411 on one side is covered.
A is a guard ring region 40 surrounding the photoelectric conversion unit and its periphery.
It covers the area including 3 and 3. Further, the metal thin film 411A is continuously formed over three light receiving cells arranged in the vertical direction.

【0170】図6aのA−B断面における基板表面付近
の一部の構造を図6bに示す。図6bにおいて、半導体
基板402の第1主面側に形成された光電変換部401
は、ガードリング領域403で周囲を囲まれ、更にその
外側周囲を素子分離領域404で囲まれている。一方、
垂直電荷転送部は、受光セル(401、403〜40
4)の間隔領域に形成された垂直電荷転送路405と、
その上に形成された転送電極406等で構成される。
FIG. 6b shows a part of the structure near the surface of the substrate in the section AB of FIG. 6a. In FIG. 6B, the photoelectric conversion unit 401 formed on the first main surface side of the semiconductor substrate 402.
Are surrounded by a guard ring region 403 and further surrounded by an element isolation region 404. on the other hand,
The vertical charge transfer unit includes light receiving cells (401, 403 to 40).
4) a vertical charge transfer path 405 formed in the interval region,
It is composed of the transfer electrode 406 and the like formed thereon.

【0171】更に、受光セルおよび垂直電荷転送部の上
を被覆する第1の絶縁膜407が設けられており、この
第1の絶縁膜407を介して光電変換部401上には金
属反射膜408が設けられている。この金属反射膜40
8は、第3実施例と同様に、光電変換部401のみを覆
っている。そして、金属反射膜408の上には、第2の
絶縁膜409を介して金属薄膜411Aが、光電変換部
401を囲むガードリング領域403を覆い、素子分離
領域404まで延在するように形成され、更に平面的に
は垂直方向に連続形成されている。
Further, a first insulating film 407 for covering the light receiving cells and the vertical charge transfer portion is provided, and the metal reflection film 408 is provided on the photoelectric conversion portion 401 via the first insulating film 407. Is provided. This metal reflective film 40
Similar to the third embodiment, 8 covers only the photoelectric conversion unit 401. Then, a metal thin film 411A is formed on the metal reflection film 408 via a second insulating film 409 so as to cover the guard ring region 403 surrounding the photoelectric conversion unit 401 and extend to the element isolation region 404. Further, in plan view, it is formed continuously in the vertical direction.

【0172】金属薄膜411Aは、第2実施例とは異な
り、金属反射膜408に対して直流電気的には絶縁さ
れ、かつ、交流電気的には容量結合されるように形成さ
れたものである。この構造により、金属反射膜408は
金属薄膜411Aと半導体基板402とによって静電シ
ールドされていることになる。
Unlike the second embodiment, the metal thin film 411A is formed so as to be galvanically insulated from the metal reflection film 408 and capacitively coupled to the galvanic AC. . With this structure, the metal reflection film 408 is electrostatically shielded by the metal thin film 411A and the semiconductor substrate 402.

【0173】このような金属薄膜411Aに対して電圧
印加手段412により外部から印加される電圧は、半導
体基板402の導電性がp型の場合には、基板の電位よ
りも高い一定電圧である。これにより金属反射膜408
の電位は、基板の電位に対して、金属薄膜411Aとの
容量結合により常にある定められた正の電位に保たれ
る。
The voltage applied to the metal thin film 411A from the outside by the voltage applying means 412 is a constant voltage higher than the potential of the substrate when the conductivity of the semiconductor substrate 402 is p-type. Thereby, the metal reflection film 408
The potential of is always maintained at a certain positive potential with respect to the potential of the substrate by capacitive coupling with the metal thin film 411A.

【0174】なお、金属反射膜408に与えられる正の
電位とは、既に述べたように、半導体基板402に対し
て5V〜30Vの範囲が好ましく、10V〜15Vの範
囲が更に好ましい。ここで、金属反射膜408の電位を
10V〜15Vの範囲内に保つためには、金属薄膜41
1Aに対して15〜20V程度の電位を与えておけばよ
い。
The positive potential applied to the metal reflection film 408 is, as described above, preferably in the range of 5V to 30V with respect to the semiconductor substrate 402, and more preferably in the range of 10V to 15V. Here, in order to keep the potential of the metal reflection film 408 within the range of 10V to 15V, the metal thin film 41
A potential of about 15 to 20 V may be applied to 1 A.

【0175】しかし、前述したように金属薄膜411A
に与えた電位は、容量結合によって金属反射膜408に
与えられる。よって、金属反射膜408の電位は正確に
は、金属薄膜411Aと金属反射膜408の間隔(つま
り第2絶縁膜409の膜厚)や、金属反射膜408と半
導体基板402の間隔(つまり第1絶縁膜407の膜
厚)や、各絶縁膜の誘電率などに依存している。
However, as described above, the metal thin film 411A
The electric potential applied to the metal reflective film 408 is applied to the metal reflective film 408 by capacitive coupling. Therefore, to be precise, the potential of the metal reflection film 408 is equal to the distance between the metal thin film 411A and the metal reflection film 408 (that is, the film thickness of the second insulating film 409) or the distance between the metal reflection film 408 and the semiconductor substrate 402 (that is, the first thickness). It depends on the film thickness of the insulating film 407) and the dielectric constant of each insulating film.

【0176】シリコン基板と金属反射膜との間の第1静
電容量をC1 、金属反射膜と金属薄膜との間の第2静電
容量をC2 とすると、これら静電容量は等価的に直列接
続されていることになり、シリコン基板の電位Vc 、金
属反射膜の電位Vb 、金属薄膜の電位Va の関係は、前
述の式(1)で表すことができる。一般に、平行平板コ
ンデンサーの容量Cは、絶縁膜の誘電率εOXと絶縁膜の
膜厚TOXを用いて、次の式(2)で表せる。
Letting C 1 be the first capacitance between the silicon substrate and the metal reflection film, and C 2 be the second capacitance between the metal reflection film and the metal thin film, these capacitances are equivalent. in will be connected in series, the potential V c of the silicon substrate, the potential V b of the metal reflection film, the relationship between the potential V a of the metal thin film can be expressed by equation (1) above. Generally, the capacitance C of a parallel plate capacitor can be expressed by the following equation (2) using the dielectric constant ε OX of the insulating film and the film thickness T OX of the insulating film.

【0177】 C=εOX/TOX ・・・・式(2)C = ε OX / T OX ··· Equation (2)

【0178】すなわち、各絶縁膜の誘電率εOXが一定で
あれば、膜厚TOXが薄い方が静電容量は大きくなり、式
(1)より、容量結合によって金属反射膜408に与え
ることができる正の電位Vb を高くすることができる。
このことについて、次に具体例を用いて述べる。
That is, if the dielectric constant ε OX of each insulating film is constant, the smaller the film thickness T OX , the larger the electrostatic capacitance, which is given to the metal reflection film 408 by capacitive coupling according to the equation (1). It is possible to increase the positive potential V b that can be generated.
This will be described below using a specific example.

【0179】ここで、例えば第1および第2絶縁膜がシ
リコン酸化膜であれば、εOX=3.5×10-13 (F/
cm)である。よって、各静電容量C1 およびC2 は、
それぞれシリコン基板と金属反射膜の間隔(第1絶縁膜
の膜厚)TOX1 および金属反射膜と金属薄膜の間隔(第
2絶縁膜の膜厚)TOX2 に依存して決まる。
Here, for example, if the first and second insulating films are silicon oxide films, ε OX = 3.5 × 10 −13 (F /
cm). Therefore, each capacitance C 1 and C 2 is
It is determined depending on the spacing (thickness of the first insulating film) T OX1 between the silicon substrate and the metal reflective film and the spacing (thickness of the second insulating film) T OX2 between the metal reflective film and the metal thin film, respectively.

【0180】まずTOX1 は光学的な制約から750nm
程度が適当である。よって式(2)より、第1静電容量
はC1 =4.7×10-9(F/cm2 )となる。次にT
OX2を例えば500nmとすると、同様に第2静電容量
はC2 =7×10-9(F/cm2 )となる。以上の構成
をもつ装置において、金属薄膜に電位Va =15Vを印
加すると、金属反射膜は電位Vb =9Vに保たれること
となる。ここで簡単のために、シリコン基板の電位をV
c =0Vとした。
First, T OX1 is 750 nm due to optical restrictions.
The degree is appropriate. Therefore, from the formula (2), the first capacitance is C 1 = 4.7 × 10 −9 (F / cm 2 ). Then T
When OX2 is, for example, 500 nm, the second electrostatic capacitance is C 2 = 7 × 10 −9 (F / cm 2 ) similarly. In the device having the above structure, when the potential V a = 15V is applied to the metal thin film, the metal reflection film is kept at the potential V b = 9V. Here, for simplification, the potential of the silicon substrate is set to V
c = 0V.

【0181】上記よりも第2絶縁膜の膜厚が薄く、T
OX2 =100nmとすると、第2静電容量はC2 =3.
5×10-8(F/cm2 )となる。この構成の装置にお
いて、先と同様に金属薄膜に電位Va =15Vを印加す
ると、金属反射膜は先(膜厚500nmの場合)よりも
高い電位Vb =13.2Vに保たれることとなる。
The film thickness of the second insulating film is thinner than the above, and T
When OX2 = 100 nm, a second capacitance C 2 = 3.
It becomes 5 × 10 −8 (F / cm 2 ). In the device of this configuration, when the potential V a = 15V is applied to the metal thin film as before, the metal reflection film is kept at the potential V b = 13.2V, which is higher than the above (when the film thickness is 500 nm). Become.

【0182】一方、各絶縁膜の膜厚TOXが同じであって
も、絶縁膜としてより誘電率εOXの高い材質のものを用
いることによって強い容量結合を実現することができ
る。具体的には、上述のシリコン酸化膜のみで構成した
絶縁膜ではなく、窒化シリコン膜、あるいは窒化シリコ
ン膜とシリコン酸化膜との組み合わせで構成した絶縁膜
の方が誘電率が高い(シリコン酸化膜に比べて窒化シリ
コン膜の方が誘電率が高いから)。
On the other hand, even if each insulating film has the same film thickness T OX , strong capacitive coupling can be realized by using a material having a higher dielectric constant ε OX as the insulating film. Specifically, instead of the above-described insulating film formed of only a silicon oxide film, an insulating film formed of a silicon nitride film or a combination of a silicon nitride film and a silicon oxide film has a higher dielectric constant (silicon oxide film). (Since the silicon nitride film has a higher dielectric constant than that of).

【0183】以上のように、本実施例の赤外線固体撮像
装置は、金属反射膜408および金属薄膜411Aが上
記電位に固定されているだけでなく、金属薄膜411A
の大きさを限定したものである。即ち、金属薄膜411
Aの周囲端は素子分離領域404まで延在しており、金
属薄膜411Aによって光電変換部401およびその周
囲を囲むガードリング領域403とを含む領域が覆われ
ている。
As described above, in the infrared solid-state image pickup device of this embodiment, not only the metal reflection film 408 and the metal thin film 411A are fixed to the above potential, but also the metal thin film 411A.
Is limited in size. That is, the metal thin film 411
A peripheral edge of A extends to the element isolation region 404, and a region including the photoelectric conversion unit 401 and a guard ring region 403 surrounding the photoelectric conversion unit 401 is covered with the metal thin film 411A.

【0184】よって、前述の高温放置試験の結果が明示
しているように、本実施例の装置でも白傷の発生を防止
できるだけではなく、白傷に対する耐久性が良好であ
り、より効果的に白傷発生を防止することができるもの
である。
Therefore, as clearly shown by the results of the above-mentioned high-temperature storage test, the apparatus of this embodiment can not only prevent the occurrence of white scratches, but also have good durability against white scratches and are more effective. It is possible to prevent the occurrence of white scratches.

【0185】以上の構成を備えた本題4実施例の赤外線
固体撮像装置の製造方法は、前述した第2実施例の装置
を製造する方法とほぼ同様である。金属反射膜を設ける
までの前半工程は、その大きさを第3実施例と同様に小
さくすること以外は、同じなのでここでも省略する。一
方、金属反射膜を設けた後の後半工程について、製造方
法の各段階における形成状態を示す断面図12a〜dを
参照して以下に説明する。
The method of manufacturing the infrared solid-state image pickup device having the above-mentioned structure according to the fourth embodiment is substantially the same as the method of manufacturing the device according to the second embodiment described above. The first half process up to the provision of the metal reflection film is the same as in the third embodiment except that the size thereof is reduced, and therefore the description thereof is omitted here. On the other hand, the latter half process after providing the metal reflection film will be described below with reference to the cross-sectional views 12a to 12d showing the formation state at each stage of the manufacturing method.

【0186】=後半工程(図12a〜d)= まず、図12aに金属反射膜408が、光電変換部40
1と同程度の大きさに形成された段階における断面構造
が示されている。この上に、500℃程度以下の比較的
低温で得られる平坦な第2絶縁膜409を全面に形成す
る。この第2絶縁膜409は、図11の絶縁膜209と
同種材料により形成されたものであり、ここでは説明を
省略する。図12bは、第2絶縁膜409が形成されて
その表面が平坦化された状態を示している。
= Latter half step (FIGS. 12a to 12d) = First, in FIG. 12a, the metal reflection film 408 corresponds to the photoelectric conversion section 40.
The cross-sectional structure at the stage of being formed to the same size as 1 is shown. On top of this, a flat second insulating film 409 obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or lower is formed on the entire surface. The second insulating film 409 is formed of the same material as the insulating film 209 of FIG. 11, and the description is omitted here. FIG. 12b shows a state in which the second insulating film 409 is formed and the surface thereof is flattened.

【0187】上述した第3実施例では、次に第2絶縁膜
409に貫通孔を設けるための工程があるが、本実施例
の金属反射膜408は、次に形成する金属薄膜との容量
結合によって正の電位を給電されるため、金属反射膜4
08は金属薄膜と電気的に導通される必要はなく、従っ
て第2絶縁膜409に貫通孔を設ける必要はない。
In the above-described third embodiment, there is a step for forming a through hole in the second insulating film 409 next, but the metal reflection film 408 of this embodiment is capacitively coupled with a metal thin film to be formed next. Since a positive potential is supplied by the metal reflection film 4
08 does not need to be electrically connected to the metal thin film, and therefore it is not necessary to provide a through hole in the second insulating film 409.

【0188】よって、次に、第2絶縁膜409の上にア
ルミニウムまたはアルミニウム合金等により金属薄膜4
11Bを形成し(図12c)、その後、公知のフォトリ
ソエッチング技術を用い、素子分離領域404まで延在
するようにこれをパターンニングして、金属薄膜411
Aを形成する(図12d)。よって、図6bに示されて
いる本実施例の装置が完成する。
Therefore, next, the metal thin film 4 is formed on the second insulating film 409 by aluminum or aluminum alloy.
11B is formed (FIG. 12C), and thereafter, using a known photolithographic etching technique, this is patterned so as to extend to the element isolation region 404, and the metal thin film 411 is formed.
Form A (FIG. 12d). Thus, the device of this embodiment shown in FIG. 6b is completed.

【0189】このように、本第4実施例の装置は、第3
実施例と比較して貫通孔を形成する工程が省かれ、更に
製造が容易である。また、貫通孔形成に伴う歩留低下を
考慮する必要がなく、量産性に優れた撮像装置を提供す
ることができる。
As described above, the apparatus of the fourth embodiment has the third
Compared to the embodiment, the step of forming the through hole is omitted, and the manufacturing is easier. Further, it is not necessary to consider the yield reduction due to the formation of the through holes, and it is possible to provide an image pickup device excellent in mass productivity.

【0190】ここで、金属薄膜411Aの大きさは、素
子分離領域404まで延在させる必要は特になく、光電
変換部の少なくとも金属シリサイド層の周囲端よりも外
方まで延在していればよい。よって、図7に示される金
属薄膜411Bのように、第2絶縁膜409の表面上を
全面にわたって覆うように設けても構わず、効果は同じ
である。ここで、図7aにおいて金属薄膜411Bは受
光領域の中心付近にのみ示されている。
Here, the size of the metal thin film 411A is not particularly required to extend to the element isolation region 404, and it is sufficient that the metal thin film 411A extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion portion. . Therefore, like the metal thin film 411B shown in FIG. 7, it may be provided so as to cover the entire surface of the second insulating film 409, and the same effect is obtained. Here, in FIG. 7a, the metal thin film 411B is shown only near the center of the light receiving region.

【0191】金属薄膜411Bを全面にわたって設ける
場合、上述した金属薄膜に対するパターンニング工程が
不要となり、図12cの段階で光電変換部上の金属薄膜
の形成は終了する。よって、大きさを限定する場合と比
較して、製造工程が単純化する利点がある。
When the metal thin film 411B is provided over the entire surface, the patterning process for the metal thin film described above is unnecessary, and the formation of the metal thin film on the photoelectric conversion portion is completed at the stage of FIG. 12c. Therefore, there is an advantage that the manufacturing process is simplified as compared with the case where the size is limited.

【0192】電圧印加手段は、装置の完成後、金属薄膜
に対してp型基板の電位より高い電圧を印加して、容量
結合により金属反射膜に対して、p型基板の電位より5
V〜30V、好ましくは10V〜15Vの範囲の電圧分
だけ高い電圧与える。こうして、製造中における洗浄
や、完成後の洗浄や乾燥、あるいはカメラへの取り付け
時において発生した静電気による帯電電位の影響を除去
するので、白傷は発生しない。
After the completion of the device, the voltage applying means applies a voltage higher than the potential of the p-type substrate to the metal thin film, and capacitively couples the metal reflective film with a voltage of 5 or more than the potential of the p-type substrate.
The voltage is increased by a voltage in the range of V to 30V, preferably 10V to 15V. In this way, the white scratches do not occur because the effects of the electrostatic charge generated by the cleaning during manufacturing, the cleaning and drying after completion, and the static electricity generated at the time of attachment to the camera are removed.

【0193】更に、金属薄膜の大きさを光電変換部の周
縁よりも広い範囲まで延在させたので、白傷の発生を効
果的に防止することができ、白傷耐久性の良好な装置と
なった。また、装置を使用しているとき(撮像中)に
も、金属反射膜には、同様に上記の電位が与えられてい
るので、画像上に白傷が発生することはない。
Furthermore, since the size of the metal thin film is extended to a range wider than the peripheral edge of the photoelectric conversion portion, it is possible to effectively prevent the occurrence of white scratches and to provide a device with good white scratch durability. became. Further, even when the apparatus is in use (during image capturing), since the above-mentioned potential is similarly applied to the metal reflection film, white scratches do not occur on the image.

【0194】このように本実施例によれば、光電変換部
としてのショットキー接合に対面する金属薄膜を各受光
セルの素子分離領域まで延在させ、かつ、半導体基板に
対して正の電位を保っているので、光電変換部のショッ
トキー接合における接合耐圧が向上し、その結果暗電流
が減少する。つまり、白傷を発生することがないだけで
なく、白傷に対する耐久性も良好であり、各光電変換部
の間の受光特性を均一に保つことができる。
As described above, according to this embodiment, the metal thin film facing the Schottky junction as the photoelectric conversion portion is extended to the element isolation region of each light receiving cell, and a positive potential is applied to the semiconductor substrate. Since this is maintained, the junction breakdown voltage at the Schottky junction of the photoelectric conversion portion is improved, and as a result, the dark current is reduced. In other words, not only white scratches do not occur, but also the durability against white scratches is good, and the light receiving characteristics between the photoelectric conversion units can be kept uniform.

【0195】なお、本発明は、以上説明した実施例に限
定されるものではないことはもちろんである。光電変換
部の金属シリサイド層としては、PtSiに限らず、パ
ラジウムシリサイド、インジウムシリサイドなどでもよ
い。
It is needless to say that the present invention is not limited to the embodiments described above. The metal silicide layer of the photoelectric conversion part is not limited to PtSi, but may be palladium silicide, indium silicide, or the like.

【0196】また電荷読み出し部についても、CCDに
限らず、例えば、MOS、CSD、CPDなどのいずれ
でもよい。
The charge reading section is not limited to the CCD, but may be any of MOS, CSD, CPD, and the like.

【0197】更に、金属反射膜についても、導電性があ
り、赤外光を反射できる物質であればよいことは本発明
の主旨からすれば明らかである。
Further, it is apparent from the gist of the present invention that the metal reflection film may be any substance that is conductive and can reflect infrared light.

【0198】更に、光電変換部のショットキー接合の周
囲に形成したガードリング拡散層の不純物濃度を高くす
ることなく白傷を消滅させることができるので、ショッ
トキー接合とガードリングのオーバーラップ量を増大さ
せる必要はなく、光電変換部の開口率が向上した、高感
度で画素密度の高い撮像装置を得ることができる。
Furthermore, since the white flaw can be eliminated without increasing the impurity concentration of the guard ring diffusion layer formed around the Schottky junction of the photoelectric conversion portion, the overlap amount of the Schottky junction and the guard ring can be reduced. It is not necessary to increase the number, and it is possible to obtain an image pickup device with a high sensitivity and a high pixel density, in which the aperture ratio of the photoelectric conversion unit is improved.

【0199】また、金属反射膜に正の電位を与えるの
で、光電変換部の静電容量が増大することとなる。よっ
て、光電変換により発生する電荷の最大蓄積量を増大す
ることが可能であり、光電変換部の光電変換特性のダイ
ナミックレンジを拡大することができる利点もある。
Further, since the positive potential is applied to the metal reflection film, the electrostatic capacity of the photoelectric conversion section is increased. Therefore, it is possible to increase the maximum storage amount of electric charges generated by photoelectric conversion, and there is also an advantage that the dynamic range of photoelectric conversion characteristics of the photoelectric conversion unit can be expanded.

【0200】[0200]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の赤外線固
体撮像装置によれば、光電変換部を効果的にシールドす
ることができ、白傷を消滅させることができる。また、
それだけでなく、白傷に対する耐久性も良好であり、各
光電変換部の間の受光特性が均一な撮像装置を構成する
ことができる。
As described above, according to the infrared solid-state image pickup device of the present invention, the photoelectric conversion portion can be effectively shielded and the white scratch can be eliminated. Also,
Not only that, the durability against white scratches is also good, and it is possible to configure an imaging device having uniform light receiving characteristics between the photoelectric conversion units.

【0201】更に、光電変換部の開口率が大幅に増加
し、その結果、受光感度が向上する。よって、更にチッ
プサイズを縮小させることができ、空間分解能が向上す
る。高感度で画素密度の高い撮像装置を構成することが
できる。
Further, the aperture ratio of the photoelectric conversion part is greatly increased, and as a result, the light receiving sensitivity is improved. Therefore, the chip size can be further reduced and the spatial resolution is improved. An imaging device with high sensitivity and high pixel density can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】a図は、本発明に係る赤外線固体撮像装置にお
ける第1実施例の受光領域の平面模式図である。b図
は、a図のA−B断面の構造を示す模式図である。
FIG. 1A is a schematic plan view of a light receiving region of an infrared solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. FIG. b is a schematic diagram showing the structure of the cross section AB in FIG.

【図2】a図は、本発明に係る赤外線固体撮像装置にお
ける第1実施例の受光領域の平面模式図である。b図
は、a図のA−B断面の構造を示す模式図である。
FIG. 2A is a schematic plan view of a light receiving region of an infrared solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. FIG. b is a schematic diagram showing the structure of the cross section AB in FIG.

【図3】a図は、本発明に係る赤外線固体撮像装置にお
ける第2実施例の受光領域の平面模式図である。b図
は、a図のA−B断面の構造を示す模式図である。
FIG. 3A is a schematic plan view of a light receiving region of a second embodiment in an infrared solid-state imaging device according to the present invention. FIG. b is a schematic diagram showing the structure of the cross section AB in FIG.

【図4】a図は、本発明に係る赤外線固体撮像装置にお
ける第3実施例の受光領域の平面模式図である。b図
は、a図のA−B断面の構造を示す模式図である。
FIG. 4A is a schematic plan view of a light receiving region of a third embodiment of the infrared solid-state imaging device according to the present invention. FIG. b is a schematic diagram showing the structure of the cross section AB in FIG.

【図5】a図は、本発明に係る赤外線固体撮像装置にお
ける第3実施例の受光領域の平面模式図である。b図
は、a図のA−B断面の構造を示す模式図である。
FIG. 5A is a schematic plan view of a light receiving region of an infrared solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention. FIG. b is a schematic diagram showing the structure of the cross section AB in FIG.

【図6】a図は、本発明に係る赤外線固体撮像装置にお
ける第4実施例の受光領域の平面模式図である。b図
は、a図のA−B断面の構造を示す模式図である。
FIG. 6A is a schematic plan view of a light receiving region of a fourth embodiment of the infrared solid-state imaging device according to the present invention. FIG. b is a schematic diagram showing the structure of the cross section AB in FIG.

【図7】a図は、本発明に係る赤外線固体撮像装置にお
ける第4実施例の受光領域の平面模式図である。b図
は、a図のA−B断面の構造を示す模式図である。
FIG. 7A is a schematic plan view of a light receiving region of an infrared solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. b is a schematic diagram showing the structure of the cross section AB in FIG.

【図8】赤外線固体撮像装置の模式的な平面構成を示す
説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic plane configuration of an infrared solid-state imaging device.

【図9】a図は、従来の赤外線固体撮像装置の受光領域
の平面模式図である。b図は、a図のA−B断面におけ
る構造を示す模式図である。
FIG. 9A is a schematic plan view of a light receiving area of a conventional infrared solid-state imaging device. FIG. b is a schematic diagram showing a structure in a cross section AB of FIG.

【図10】a〜e図は、本発明に係る赤外線固体撮像装
置における第2〜第4実施例の製造前半工程の各段階に
おける断面構造を示す工程図である。
10A to 10E are process diagrams showing sectional structures at respective stages of the first half manufacturing process of the second to fourth examples in the infrared solid-state imaging device according to the present invention.

【図11】a〜c図は、本発明に係る赤外線固体撮像装
置における第2〜第3実施例の製造後半工程の各段階に
おける断面構造を示す工程図である。
11A to 11C are process diagrams showing cross-sectional structures in respective stages of the second half of the manufacturing process of the second to third embodiments in the infrared solid-state imaging device according to the present invention.

【図12】a〜d図は、本発明に係る赤外線固体撮像装
置における第4実施例の製造後半工程の各段階における
断面構造を示す工程図である。
12A to 12D are process drawings showing a sectional structure in each stage of the latter half of the manufacturing process of the fourth embodiment of the infrared solid-state imaging device according to the present invention.

【図13】a〜f図は、本発明に係る赤外線固体撮像装
置における第1実施例の製造工程の各段階における断面
構造を示す工程図である。
13A to 13F are process drawings showing a cross-sectional structure in each stage of the manufacturing process of the first embodiment of the infrared solid-state imaging device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、301、401、1:光電変換部 102、202、302、402、2、82:半導体基
板 103、203、303、403、3:ガードリング領
域 104、204、304、404、4:素子分離領域 105、205、305、405、5、83:垂直電荷
転送路 84:水平電荷転送路 106、206、306、406、6:転送電極 107、207、209、307、309、407、4
09、7:絶縁膜 108A、108B、208、308、408、8:金
属反射膜 211、311A、311B、411A、411B:金
属薄膜 109、212、312、412:電圧印加手段 210、310:貫通孔 110、111、213、214:熱酸化膜 112:CVD酸化物絶縁膜 113、215:レジスト 81:受光セル 85:出力回路 86:ボンディングパッド 87:金属配線
101, 201, 301, 401, 1: photoelectric conversion unit 102, 202, 302, 402, 2, 82: semiconductor substrate 103, 203, 303, 403, 3: guard ring region 104, 204, 304, 404, 4: Element isolation regions 105, 205, 305, 405, 5, 83: Vertical charge transfer paths 84: Horizontal charge transfer paths 106, 206, 306, 406, 6: Transfer electrodes 107, 207, 209, 307, 309, 407, 4
09, 7: Insulating films 108A, 108B, 208, 308, 408, 8: Metal reflective films 211, 311A, 311B, 411A, 411B: Metal thin films 109, 212, 312, 412: Voltage applying means 210, 310: Through holes 110, 111, 213, 214: Thermal oxide film 112: CVD oxide insulating film 113, 215: Resist 81: Light receiving cell 85: Output circuit 86: Bonding pad 87: Metal wiring

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の第1主面に形成された複数
の光電変換部、 前記複数の光電変換部を含む領域の上を被覆する絶縁
膜、 前記複数の光電変換部に半導体基板の第1主面とは反対
側の第2主面側から入射して各光電変換部を通過したそ
れぞれの光を、それぞれ元の光電変換部へ再び入射する
方向に反射させるために、前記絶縁膜の表面上に前記複
数の光電変換部に対してその周縁よりも広い領域で対面
するように形成された金属反射膜、および前記金属反射
膜を予め定められた電位に保持するように前記金属反射
膜に対して外部から直流電圧を印加する電圧印加手段を
備えたことを特徴とする赤外線固体撮像装置。
1. A plurality of photoelectric conversion parts formed on a first main surface of a semiconductor substrate, an insulating film covering a region including the plurality of photoelectric conversion parts, and a plurality of photoelectric conversion parts of the semiconductor substrate on the plurality of photoelectric conversion parts. In order to reflect each light that has entered from the second main surface side opposite to the one main surface and has passed through each photoelectric conversion section in the direction in which it again enters the original photoelectric conversion section, A metal reflection film formed on the surface so as to face the plurality of photoelectric conversion units in a region wider than the periphery thereof, and the metal reflection film so as to hold the metal reflection film at a predetermined potential. An infrared solid-state image pickup device comprising: a voltage applying unit that applies a DC voltage from the outside.
【請求項2】 前記半導体基板はp型半導体基板であ
り、前記電圧印加手段は、前記直流電圧として前記金属
反射膜の電位を前記半導体基板の電位に対して相対的に
正の電位に保つ極性の直流電圧を印加するものであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の赤外線固体撮像装置。
2. The semiconductor substrate is a p-type semiconductor substrate, and the voltage applying means has a polarity that maintains the potential of the metal reflection film as the DC voltage at a positive potential relative to the potential of the semiconductor substrate. The infrared solid-state imaging device according to claim 1, wherein the DC voltage is applied.
【請求項3】 前記光電変換部が、半導体基板と、半導
体基板に接触して形成された金属シリサイド層によるシ
ョットキー電極とで形成されたショットキー接合を含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の赤外線固体撮
像装置。
3. The photoelectric conversion unit includes a Schottky junction formed of a semiconductor substrate and a Schottky electrode made of a metal silicide layer formed in contact with the semiconductor substrate. 2. The infrared solid-state imaging device according to 2.
【請求項4】 前記金属反射膜が、前記光電変換部の少
なくとも前記金属シリサイド層の周囲端より外方まで延
在していることを特徴とする請求項3に記載の赤外線固
体撮像装置。
4. The infrared solid-state imaging device according to claim 3, wherein the metal reflection film extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion unit.
【請求項5】 半導体基板の第1主面に形成された複数
の光電変換部、 前記複数の光電変換部を含む領域の上を被覆する第1の
絶縁膜、 前記複数の光電変換部に半導体基板の第1主面とは反対
側の第2主面側から入射して各光電変換部を通過したそ
れぞれの光を、それぞれ元の光電変換部へ再び入射する
方向に反射させるために、前記第1の絶縁膜の表面上に
前記複数の光電変換部のそれぞれに対してその周縁より
も広い領域で対面するように形成された複数の金属反射
膜、 前記複数の金属反射膜を含む領域の上を被覆すると共に
平坦化された表面を有し、かつ、前記複数の金属反射膜
に達する複数の貫通孔を含む第2の絶縁膜、 前記第2の絶縁膜の平坦化された表面上に前記複数の金
属反射膜と対面するように形成され、前記複数の貫通孔
を介して前記複数の金属反射膜と電気的に導通された金
属薄膜、および前記金属反射膜を予め定められた電位に
保持するように前記金属薄膜に対して外部から直流電圧
を印加する電圧印加手段を備えたことを特徴とする赤外
線固体撮像装置。
5. A plurality of photoelectric conversion units formed on a first main surface of a semiconductor substrate, a first insulating film covering a region including the plurality of photoelectric conversion units, and a semiconductor for the plurality of photoelectric conversion units. In order to reflect the respective lights that have entered from the second main surface side opposite to the first main surface of the substrate and passed through the respective photoelectric conversion units in the directions in which they re-enter the original photoelectric conversion units, A plurality of metal reflection films formed on the surface of the first insulating film so as to face each of the plurality of photoelectric conversion units in a region wider than the periphery thereof, and a region including the plurality of metal reflection films. A second insulating film that covers the top and has a flattened surface, and includes a plurality of through holes that reach the plurality of metal reflection films; and on the flattened surface of the second insulating film The plurality of penetrating holes are formed so as to face the plurality of metal reflection films. A metal thin film electrically connected to the plurality of metal reflective films via a metal thin film, and a voltage application for externally applying a DC voltage to the metal thin film so as to maintain the metal reflective film at a predetermined potential. An infrared solid-state imaging device comprising means.
【請求項6】 前記半導体基板はp型半導体基板であ
り、前記電圧印加手段は、前記直流電圧として前記金属
反射膜の電位を前記半導体基板の電位に対して相対的に
正の電位に保つ極性の直流電圧を印加するものであるこ
とを特徴とする請求項5に記載の赤外線固体撮像装置。
6. The semiconductor substrate is a p-type semiconductor substrate, and the voltage applying means has a polarity that maintains the potential of the metal reflection film as the DC voltage at a positive potential relative to the potential of the semiconductor substrate. 6. The infrared solid-state image pickup device according to claim 5, wherein the DC voltage is applied.
【請求項7】 前記光電変換部が、半導体基板と、半導
体基板に接触して形成された金属シリサイド層によるシ
ョットキー電極とで形成されたショットキー接合を含む
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の赤外線固体撮
像装置。
7. The photoelectric conversion unit includes a Schottky junction formed of a semiconductor substrate and a Schottky electrode made of a metal silicide layer formed in contact with the semiconductor substrate. 6. The infrared solid-state imaging device according to item 6.
【請求項8】 前記金属反射膜が、前記光電変換部の少
なくとも前記金属シリサイド層の周囲端より外方まで延
在していることを特徴とする請求項7に記載の赤外線固
体撮像装置。
8. The infrared solid-state imaging device according to claim 7, wherein the metal reflection film extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion section.
【請求項9】 前記金属薄膜が、前記光電変換部の少な
くとも前記金属シリサイド層の周囲端より外方まで延在
していることを特徴とする請求項7に記載の赤外線固体
撮像装置。
9. The infrared solid-state imaging device according to claim 7, wherein the metal thin film extends at least outside the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion unit.
【請求項10】 半導体基板の第1主面に形成された複
数の光電変換部、 前記複数の光電変換部を含む領域の上を被覆する第1の
絶縁膜、 前記複数の光電変換部に半導体基板の第1主面とは反対
側の第2主面側から入射して各光電変換部を通過したそ
れぞれの光を、それぞれ元の光電変換部へ再び入射する
方向に反射させるために、前記第1の絶縁膜の表面上に
前記複数の光電変換部のそれぞれに対してその周縁より
も広い領域で対面するように形成された複数の金属反射
膜、 前記複数の金属反射膜を含む領域の上を被覆すると共に
平坦化された表面を有する第2の絶縁膜、 前記第2の絶縁膜の平坦化された表面上に前記複数の金
属反射膜と対面するように形成され、前記複数の金属反
射膜に対して前記第2の絶縁膜により直流電気的には絶
縁され、且つ、交流電気的には容量結合された金属薄
膜、および前記金属薄膜を予め定められた電位に保持す
るように前記金属薄膜に対して外部から直流電圧を印加
する電圧印加手段を備えたことを特徴とする赤外線固体
撮像装置。
10. A plurality of photoelectric conversion units formed on a first main surface of a semiconductor substrate, a first insulating film covering a region including the plurality of photoelectric conversion units, and a semiconductor for the plurality of photoelectric conversion units. In order to reflect the respective lights that have entered from the second main surface side opposite to the first main surface of the substrate and passed through the respective photoelectric conversion units in the directions in which they re-enter the original photoelectric conversion units, A plurality of metal reflection films formed on the surface of the first insulating film so as to face each of the plurality of photoelectric conversion units in a region wider than the periphery thereof, and a region including the plurality of metal reflection films. A second insulating film that covers the upper surface and has a flattened surface; the second insulating film is formed on the flattened surface of the second insulating film so as to face the plurality of metal reflection films; With respect to the reflective film, the second insulating film causes direct current electrical A metal thin film that is capacitively coupled to the metal thin film and that is capacitively coupled in an AC electrical manner; An infrared solid-state image pickup device characterized by the above.
【請求項11】 前記半導体基板はp型半導体基板であ
り、前記電圧印加手段は、前記直流電圧として前記金属
反射膜の電位を前記半導体基板の電位に対して相対的に
正の電位に保つ極性の直流電圧を印加するものであるこ
とを特徴とする請求項10に記載の赤外線固体撮像装
置。
11. The semiconductor substrate is a p-type semiconductor substrate, and the voltage applying means has a polarity that maintains the potential of the metal reflection film as the DC voltage at a positive potential relative to the potential of the semiconductor substrate. 11. The infrared solid-state imaging device according to claim 10, wherein the DC voltage is applied.
【請求項12】 前記光電変換部が、半導体基板と、該
半導体基板に接触して形成された金属シリサイド層によ
るショットキー電極とで形成されたショットキー接合を
含むことを特徴とする請求項10又は11に記載の赤外
線固体撮像装置。
12. The photoelectric conversion part includes a Schottky junction formed by a semiconductor substrate and a Schottky electrode formed of a metal silicide layer in contact with the semiconductor substrate. Alternatively, the infrared solid-state imaging device according to item 11.
【請求項13】 前記金属反射膜と前記金属薄膜の少な
くとも一方が、前記光電変換部の少なくとも前記金属シ
リサイド層の周囲端より外方まで延在していることを特
徴とする請求項12に記載の赤外線固体撮像装置。
13. The method according to claim 12, wherein at least one of the metal reflection film and the metal thin film extends to the outside of at least the peripheral edge of the metal silicide layer of the photoelectric conversion unit. Infrared solid-state imaging device.
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