JPH0828496B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0828496B2 JPH0828496B2 JP62079155A JP7915587A JPH0828496B2 JP H0828496 B2 JPH0828496 B2 JP H0828496B2 JP 62079155 A JP62079155 A JP 62079155A JP 7915587 A JP7915587 A JP 7915587A JP H0828496 B2 JPH0828496 B2 JP H0828496B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
- H01L31/02164—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は固体撮像装置に関するもので、特にビデオカ
メラの撮像部に使用されるものである。
メラの撮像部に使用されるものである。
（従来の技術） 第３図は従来使用されている固体撮像装置の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
同図によれば、ｎ型半導体基板１の表面下には深い第
１のｐ型ウェル３が形成され、その一部は浅い第２のｐ
型ウェル５となっている。この第１のｐ型ウェル３の半
導体基板表面部には電荷結合素子（CCD）の転送チャネ
ルを構成する第１のｎ型不純物拡散層２が形成されると
ともに、第２のｐ型ウェル５の半導体基板表面には入射
光を光電変換して発生した信号電荷を蓄積する受光蓄積
部であるフォトダイオードを構成する第２のｎ型不純物
拡散層４が形成されている。半導体基板１の表面上には
絶縁膜６を介して第１のｎ型不純物拡散層２に対応して
転送電極７が形成されている。この転送電極７の上には
絶縁膜11を介して制御電極８が形成されており、この制
御電極８はフォトダイオードを構成する第２のｎ型不純
物拡散層４の上にも延在している。この制御電極は、受
光蓄積部のシリコン絶縁膜６とシリコン層４の界面の電
位を制御して白い傷状のノイズ発生を防止するためのも
のである。これらの上には層間絶縁膜12が形成され、さ
らにその上には入射光をフォトダイオードのみに入射さ
せるための光シールド用のアルミニウム膜９が形成され
ている。
１のｐ型ウェル３が形成され、その一部は浅い第２のｐ
型ウェル５となっている。この第１のｐ型ウェル３の半
導体基板表面部には電荷結合素子（CCD）の転送チャネ
ルを構成する第１のｎ型不純物拡散層２が形成されると
ともに、第２のｐ型ウェル５の半導体基板表面には入射
光を光電変換して発生した信号電荷を蓄積する受光蓄積
部であるフォトダイオードを構成する第２のｎ型不純物
拡散層４が形成されている。半導体基板１の表面上には
絶縁膜６を介して第１のｎ型不純物拡散層２に対応して
転送電極７が形成されている。この転送電極７の上には
絶縁膜11を介して制御電極８が形成されており、この制
御電極８はフォトダイオードを構成する第２のｎ型不純
物拡散層４の上にも延在している。この制御電極は、受
光蓄積部のシリコン絶縁膜６とシリコン層４の界面の電
位を制御して白い傷状のノイズ発生を防止するためのも
のである。これらの上には層間絶縁膜12が形成され、さ
らにその上には入射光をフォトダイオードのみに入射さ
せるための光シールド用のアルミニウム膜９が形成され
ている。
ところで、制御電極８は一般に膜厚100Å程度の薄膜
ポリシリコンを用いることが多くなっている。しかし、
この材料は抵抗値が高く、そのままでは動作に悪影響を
与えることがある。そこで光シールド用のアルミニウム
膜９と制御電極８との間でコンタクトをとり、抵抗値を
下げるようにしている。このコンタクトをとる場合には
コンタクトホールを開口する必要があるが、制御電極８
と転送電極７との間の絶縁膜11の厚さは1000Å程度でそ
れ程厚くないため、開口されたコンタクトホールが転送
電極７にまで達することにより光シールド用のアルミニ
ウム膜９と転送電極７との間でショートが発生してしま
うという問題を生じている。
ポリシリコンを用いることが多くなっている。しかし、
この材料は抵抗値が高く、そのままでは動作に悪影響を
与えることがある。そこで光シールド用のアルミニウム
膜９と制御電極８との間でコンタクトをとり、抵抗値を
下げるようにしている。このコンタクトをとる場合には
コンタクトホールを開口する必要があるが、制御電極８
と転送電極７との間の絶縁膜11の厚さは1000Å程度でそ
れ程厚くないため、開口されたコンタクトホールが転送
電極７にまで達することにより光シールド用のアルミニ
ウム膜９と転送電極７との間でショートが発生してしま
うという問題を生じている。
（発明が解決しようとする問題点） この様に従来の固体撮像装置においては、アルミニウ
ム膜９と転送電極７との間でショートが発生しやすいた
めにコンタクトを取ることが非常に困難であり、歩留り
を犠牲にして制御電極の低抵抗化を図るか、不満足な特
性で使用せざるを得ないという問題がある。
ム膜９と転送電極７との間でショートが発生しやすいた
めにコンタクトを取ることが非常に困難であり、歩留り
を犠牲にして制御電極の低抵抗化を図るか、不満足な特
性で使用せざるを得ないという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためなされたも
ので、制御電極の低い抵抗化を安定にかつ高い歩留りで
得ることのできる固体撮像装置を提供することを目的と
する。
ので、制御電極の低い抵抗化を安定にかつ高い歩留りで
得ることのできる固体撮像装置を提供することを目的と
する。
（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、半導体基板表面部に二次元状に配設
された、入射光を信号電荷に光電変換して蓄積する受光
蓄積部と、前記受光蓄積部で得られた信号を転送する転
送電極を有する電荷転送部と、前記転送電極の上方およ
び前記受光蓄積部上にそれぞれ絶縁膜を介して設けられ
た制御電極と、前記受光蓄積部および前記電荷転送部の
上方にあって、前記受光蓄積部の所定箇所にのみ光を導
く光シールド層とを備えた固体撮像装置において、前記
光シールド層が絶縁膜を介して前記制御電極の上方に設
けられ、前記制御電極が前記受光蓄積部および前記電荷
転送部を覆うように配設された透光性の第１の導電膜を
なし、この第１の導電膜の下面に接触してその抵抗値を
低下させるための第２の導電体が前記受光蓄積部を除い
て設けられていることを特徴とする。また、本発明によ
れば、半導体基板表面部に二次元状に配設された、入射
光を信号電荷に光電変換して蓄積する受光蓄積部と、前
記受光蓄積部で得られた信号を転送する転送電極を有す
る電荷転送部と、前記転送電極の上方および前記受光蓄
積部上にそれぞれ絶縁膜を介して設けられた制御電極
と、前記受光蓄積部および前記電荷転送部の上方にあっ
て、前記受光蓄積部の所定箇所にのみ光を導く光シール
ド層とを備えた固体撮像装置において、前記制御電極を
構成する透光性の導電膜の下面に接触して前記光シール
ド層が形成されたことを特徴とする。
された、入射光を信号電荷に光電変換して蓄積する受光
蓄積部と、前記受光蓄積部で得られた信号を転送する転
送電極を有する電荷転送部と、前記転送電極の上方およ
び前記受光蓄積部上にそれぞれ絶縁膜を介して設けられ
た制御電極と、前記受光蓄積部および前記電荷転送部の
上方にあって、前記受光蓄積部の所定箇所にのみ光を導
く光シールド層とを備えた固体撮像装置において、前記
光シールド層が絶縁膜を介して前記制御電極の上方に設
けられ、前記制御電極が前記受光蓄積部および前記電荷
転送部を覆うように配設された透光性の第１の導電膜を
なし、この第１の導電膜の下面に接触してその抵抗値を
低下させるための第２の導電体が前記受光蓄積部を除い
て設けられていることを特徴とする。また、本発明によ
れば、半導体基板表面部に二次元状に配設された、入射
光を信号電荷に光電変換して蓄積する受光蓄積部と、前
記受光蓄積部で得られた信号を転送する転送電極を有す
る電荷転送部と、前記転送電極の上方および前記受光蓄
積部上にそれぞれ絶縁膜を介して設けられた制御電極
と、前記受光蓄積部および前記電荷転送部の上方にあっ
て、前記受光蓄積部の所定箇所にのみ光を導く光シール
ド層とを備えた固体撮像装置において、前記制御電極を
構成する透光性の導電膜の下面に接触して前記光シール
ド層が形成されたことを特徴とする。
（作用） 制御電極の下面に接して形成された低抵抗化のための
導電体は光シールド膜とのコンタクト形成を行わなくと
も安定に十分な低抵抗化を図ることができる。
導電体は光シールド膜とのコンタクト形成を行わなくと
も安定に十分な低抵抗化を図ることができる。
光シールド層の上に接して制御電極用の導電体を設け
た場合にも同様に安定に低抵抗化を図ることができる。
た場合にも同様に安定に低抵抗化を図ることができる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明にかかる固体撮像装置の
実施例のいくつかを詳細に説明する。
実施例のいくつかを詳細に説明する。
第１図は本発明にかかる固体撮像装置の一実施例を示
す素子断面図である。
す素子断面図である。
この実施例においても従来の固体撮像装置と同様にｎ
型半導体基板１の表面下には深い第１のｐ型ウェル３が
形成され、その一部は浅い第２のｐ型ウェル５となって
いる。第１のｐ型ウェル３の半導体基板表面部にはCCD
の転送チャネルを構成する第１のｎ型不純物拡散層２が
形成されるとともに第２のｐ型ウェル５の半導体基板表
面にはフォトダイオードを構成する第２のｎ型不純物拡
散層４が形成されている。半導体基板１の表面上には絶
縁膜６を介して第１のｎ型不純物拡散層２に対応して転
送電極７が形成されている。
型半導体基板１の表面下には深い第１のｐ型ウェル３が
形成され、その一部は浅い第２のｐ型ウェル５となって
いる。第１のｐ型ウェル３の半導体基板表面部にはCCD
の転送チャネルを構成する第１のｎ型不純物拡散層２が
形成されるとともに第２のｐ型ウェル５の半導体基板表
面にはフォトダイオードを構成する第２のｎ型不純物拡
散層４が形成されている。半導体基板１の表面上には絶
縁膜６を介して第１のｎ型不純物拡散層２に対応して転
送電極７が形成されている。
この転送電極７の上および側部には絶縁膜11を介して
厚さ4000−5000Åの低抵抗電極21が設けられている点で
従来のものと異なる。この低抵抗電極21としてはリン等
の不純物をイオン打込みにより注入したポリシリコンあ
るいはモリブデンシリサイド等の高融点金属シリサイド
が用いられる。
厚さ4000−5000Åの低抵抗電極21が設けられている点で
従来のものと異なる。この低抵抗電極21としてはリン等
の不純物をイオン打込みにより注入したポリシリコンあ
るいはモリブデンシリサイド等の高融点金属シリサイド
が用いられる。
低抵抗電極21の上およびフォトダイオード部には制御
電極22が設けられている。制御電極としては、厚さ0.05
μｍ以下のポリシリコン膜が用いられることが多く、リ
ン等の不純物をイオン打込みが用いられる。なお、しば
しば用いられるリン雰囲気でのリン拡散はポリシリコン
のエッチングレートを増加させるため、ポリシリコンの
厚さが薄いこの電極では後処理等でエッチングされるお
それがあるので、適さない。
電極22が設けられている。制御電極としては、厚さ0.05
μｍ以下のポリシリコン膜が用いられることが多く、リ
ン等の不純物をイオン打込みが用いられる。なお、しば
しば用いられるリン雰囲気でのリン拡散はポリシリコン
のエッチングレートを増加させるため、ポリシリコンの
厚さが薄いこの電極では後処理等でエッチングされるお
それがあるので、適さない。
これらの上には層間絶縁膜23が形成され、さらにその
上には入射光をフォトダイオードのみに入射させるため
の光シールド用のアルミニウム膜24がフォトダイオード
部のみが開口された形で形成されている。
上には入射光をフォトダイオードのみに入射させるため
の光シールド用のアルミニウム膜24がフォトダイオード
部のみが開口された形で形成されている。
このような装置では、低抵抗電極21が制御電極の低抵
抗化に寄与しており、光シールド用のアルミニウム膜と
の接続を行う必要がないため、制御電極と転送電極のシ
ョートを招くことはない。また、低抵抗電極を安定して
形成できるため歩留りも向上する。
抗化に寄与しており、光シールド用のアルミニウム膜と
の接続を行う必要がないため、制御電極と転送電極のシ
ョートを招くことはない。また、低抵抗電極を安定して
形成できるため歩留りも向上する。
第２図は本発明にかかる固体撮像装置の他の実施例を
示す素子断面図である。
示す素子断面図である。
この実施例では第１図の実施例と比較して転送電極７
までの構成は同じであるが、転送電極７上に形成された
絶縁膜31の厚さに比べ、フォトダイオード部の上に形成
された絶縁膜32の厚さは非常に薄くなっている。また、
転送電極の上方にはアルミニウムよりなる光シールド膜
33が形成され、その上およびフォトダイオード部の上に
は酸化錫等の透明な導電膜34が形成されている。この導
電膜34は制御電極として用いられるが、アルミニウム膜
の上に直接接触しているために抵抗値は低くなってい
る。なお、酸化錫膜は蒸着やスパッタリングで形成する
ことができる。
までの構成は同じであるが、転送電極７上に形成された
絶縁膜31の厚さに比べ、フォトダイオード部の上に形成
された絶縁膜32の厚さは非常に薄くなっている。また、
転送電極の上方にはアルミニウムよりなる光シールド膜
33が形成され、その上およびフォトダイオード部の上に
は酸化錫等の透明な導電膜34が形成されている。この導
電膜34は制御電極として用いられるが、アルミニウム膜
の上に直接接触しているために抵抗値は低くなってい
る。なお、酸化錫膜は蒸着やスパッタリングで形成する
ことができる。
この実施例における絶縁膜31および32は一旦CVD法に
より厚く堆積された絶縁膜をエッチバックすることによ
り得ることができる。また、アルミニウム膜は周知の蒸
着法等で形成すればよい。
より厚く堆積された絶縁膜をエッチバックすることによ
り得ることができる。また、アルミニウム膜は周知の蒸
着法等で形成すればよい。
この実施例においてもアルミニウム膜およびその上に
形成される酸化錫膜はきわめて安定に形成することが可
能であり、歩留りが良く、低抵抗化した制御電極により
良好な特性を有する固体撮像装置が提供される。
形成される酸化錫膜はきわめて安定に形成することが可
能であり、歩留りが良く、低抵抗化した制御電極により
良好な特性を有する固体撮像装置が提供される。
以上のように、第１の本発明によれば、転送電極の上
方に設けられた制御電極をなす透光性の第１の導電膜の
下面に低抵抗化のための第２の導電膜が接触しているの
で、安定な薄い制御電極により良好な特性を有する固体
撮像装置を高い歩留りで実現することができる。
方に設けられた制御電極をなす透光性の第１の導電膜の
下面に低抵抗化のための第２の導電膜が接触しているの
で、安定な薄い制御電極により良好な特性を有する固体
撮像装置を高い歩留りで実現することができる。
また、第２の本発明によれば、制御電極の下面に接し
て光シールド層が形成されているので、安定な薄い制御
電極により良好な特性を有する固体撮像装置を高い歩留
りで実現することができる他、光が洩れて転送部に達す
ることによるスミアの発生を効果的に防止することがで
きる。
て光シールド層が形成されているので、安定な薄い制御
電極により良好な特性を有する固体撮像装置を高い歩留
りで実現することができる他、光が洩れて転送部に達す
ることによるスミアの発生を効果的に防止することがで
きる。
第１図は本発明にかかる固体撮像装置の一実施例を示す
素子断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す素子断
面図、第３図は従来の固体撮像装置の例を示す素子断面
図である。 １……半導体基板、2,4……ｐ型不純物拡散層、3,5……
ｎ型不純物拡散層、７……転送電極、8,22,34……制御
電極、9,24,33……光シールド膜、21……低抵抗電極。
素子断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す素子断
面図、第３図は従来の固体撮像装置の例を示す素子断面
図である。 １……半導体基板、2,4……ｐ型不純物拡散層、3,5……
ｎ型不純物拡散層、７……転送電極、8,22,34……制御
電極、9,24,33……光シールド膜、21……低抵抗電極。
Claims (5)
- 【請求項１】半導体基板表面部に二次元状に配設され
た、入射光を信号電荷に光電変換して蓄積する受光蓄積
部と、 前記受光蓄積部で得られた信号を転送する転送電極を有
する電荷転送部と、 前記転送電極の上方および前記受光蓄積部上にそれぞれ
絶縁膜を介して設けられた制御電極と、 前記受光蓄積部および前記電荷転送部の上方にあって、
前記受光蓄積部の所定箇所にのみ光を導く光シールド層
とを備えた固体撮像装置において、 前記光シールド層が絶縁膜を介して前記制御電極の上方
に設けられ、前記制御電極が前記受光蓄積部および前記
電荷転送部を覆うように配設された透光性の第１の導電
膜をなし、この第１の導電膜の下面に接触してその抵抗
値を低下させるための第２の導電体が前記受光蓄積部を
除いて設けられていることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】第２の導電膜が不純物をドープしたポリシ
リコンである特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装
置。 - 【請求項３】第２の導電膜が高融点金属シリサイドであ
る特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】半導体基板表面部に二次元状に配設され
た、入射光を信号電荷に光電変換して蓄積する受光蓄積
部と、 前記受光蓄積部で得られた信号を転送する転送電極を有
する電荷転送部と、 前記転送電極の上方および前記受光蓄積部上にそれぞれ
絶縁膜を介して設けられた制御電極と、 前記受光蓄積部および前記電荷転送部の上方にあって、
前記受光蓄積部の所定箇所にのみ光を導く光シールド層
とを備えた固体撮像装置において、 前記制御電極を構成する透光性の導電膜の下面に接触し
て前記光シールド層が形成されたことを特徴とする固体
撮像装置。 - 【請求項５】透光性の導電膜が酸化錫膜である特許請求
の範囲第４項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62079155A JPH0828496B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 固体撮像装置 |
| EP88105057A EP0285084B1 (en) | 1987-03-31 | 1988-03-29 | Solid state imaging device |
| DE3853172T DE3853172T2 (de) | 1987-03-31 | 1988-03-29 | Festkörperbildsensor. |
| US07/175,253 US4982252A (en) | 1987-03-31 | 1988-03-30 | Solid state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62079155A JPH0828496B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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