JPH08306895A - 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スミア電荷の発生要因となる斜め入射光の反
射光が多重反射を繰り返す間隔を狭くし、上記反射光の
減衰をより大きくしてモニタ画面上でのスミア現象の発
生を抑制する。 【構成】 シリコン基板１１にｎ形の不純物拡散領域１
３と第１のｐ形ウェル領域１２とのｐｎ接合による受光
部１とｎ形の不純物導入による転送チャネル領域１４と
を形成し、該転送チャネル領域１４上にゲート絶縁膜１
９を介して転送電極２０を形成し、該転送電極２０の表
面に熱酸化による熱酸化膜２１を形成し、該熱酸化膜２
１上に下層の転送電極２０を覆うように高融点金属膜２
２を形成し、該高融点金属膜２２を含む全面にＰＳＧ膜
２３を形成し、該ＰＳＧ膜２３上に下層の転送電極２０
を覆うように遮光膜２４を形成して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子、特にス
ミアの低減を図ることができる固体撮像素子及び固体撮
像素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＣＤ固体撮像素子は、図１２に
示すように、例えばｎ形のシリコン基板１０１にｐ形不
純物（例えばボロン（Ｂ））の導入による第１のｐ形ウ
ェル領域１０２と、受光部１０３を形成するためのｎ形
の不純物拡散領域１０４と、垂直転送レジスタ１０５を
構成するｎ形の転送チャネル領域１０６並びにｐ形のチ
ャネルストッパ領域１０７が形成され、更に上記ｎ形の
不純物拡散領域１０４の表面にｐ形の正電荷蓄積領域１
０８が形成され、ｎ形の転送チャネル領域１０６の直下
にスミアの低減を目的とした第２のｐ形ウェル領域１０
９が形成されている。なお、ｎ形の不純物拡散領域１０
４と転送チャネル領域１０６間のｐ形領域は、読出しゲ
ート部１１０を構成する。

【０００３】そして、上記転送チャネル領域１０６上に
ゲート絶縁膜１１１を介して多結晶シリコン層による転
送電極１１２が選択的に形成されている。この転送電極
１１２の表面には、熱酸化処理による熱酸化膜１１３が
形成されている。この転送電極１１２を含む全面には平
坦化を目的としたＰＳＧ膜１１４が形成され、更にこの
平坦化膜１１４上に、下層の転送電極１１２を覆うよう
に遮光膜１１５が形成されている。

【０００４】また、上記遮光膜１１５は、受光部１０３
上において選択的にエッチング除去されており、光は、
このエッチング除去によって形成された開口１１５ａを
通じて受光部１０３に入射されるようになっている。該
遮光膜１１５に形成される開口１１５ａは、エッチング
処理時におけるマスク合わせのずれを考慮して受光部１
０３の面積よりも小さい開口面積となっている。そのた
め、この遮光膜１１５の受光部周辺には、受光部１０３
側に張り出す張り出し部１１５ｂが形成されたかたちと
なる。

【０００５】ところで、固体撮像素子の遮光膜１１５と
して従来からＡｌが用いられている。しかし、ＡｌはＳ
ｉと反応しやすく、例えば、遮光膜１１５とその下層の
ＰＳＧ膜１１４とのコンタクト面においてスパイクを発
生させたり、突発的なヒロックが発生し、その結果、多
数形成されている受光部開口１１５ａのうち、ランダム
な箇所における受光部開口１１５ａの開口幅を狭くした
り、エレクトロマイグレーションによる断線を引き起こ
すなど、決してプロセス的に有利な材料とはいえない。

【０００６】また、Ａｌは光反射成分が多いことから、
ＴｉＯＮやＷＳｉ（タングステンシリサイド）などの反
射防止膜をＡｌによる遮光膜の下に形成して、モニタ画
面上でのスミア現象の発生要因となるスミア電荷の発生
を低減するプロセス面の工夫を施すようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｌに
よる遮光膜１１５（以下、単にＡｌ遮光膜と記す）の下
層にＴｉＯＮやＷＳｉを形成する方法は、工程数が増加
し、しかも構造が複雑になり、高価格な材料及び高機能
な半導体処理装置が必要になるなど、総合的なコストの
上昇を招くおそれがある。

【０００８】また、デバイス特性の面からは、スミア電
荷の発生を低減するために、Ａｌ遮光膜１１５をできる
限り基板（Ｓｉ）表面に近づけたいが、Ａｌ遮光膜１１
５の下層に形成されるＰＳＧ膜１１４を薄くすると、金
属不純物の基板表面への拡散量が多くなり、白傷による
欠陥数が増加するという問題が生じるおそれがある。

【０００９】具体的に説明すると、図１２で示す従来の
固体撮像素子の構造は、受光部１０３の中央部分に対応
する部分においては、その上層にゲート絶縁膜１１１と
ＰＳＧ膜１１４が積層されたかたちとなり、受光部１０
３の周辺部に対応する部分においては、その上層にゲー
ト絶縁膜１１１と転送電極１１２の熱酸化膜１１３とＰ
ＳＧ膜１１４が積層されたかたちとなり、特に受光部１
０３の周辺部における積層膜の厚みが大きくなってい
る。

【００１０】従って、例えば図１３に示すように、斜め
に入射する光（即ち、斜め入射光）のうち、受光部１０
３の周辺部に向かって入射する光（Ａｌ遮光膜の張り出
し部分の近傍から入射する斜め光：光路ａで示す）は、
上層のＰＳＧ膜１１４の界面にて屈折されて転送チャネ
ル領域１０６に向かうことになる。また、上記斜め入射
光にうち、受光部１０３の中央部分に向かって入射する
光（光路ｂで示す）は、ゲート絶縁膜１１１とシリコン
基板１０１との界面で反射し、この反射光がＡｌ遮光膜
１１５の張り出し部１１５ｂの下面で反射することにな
り、結果的に、これらの反射を多数回繰り返しながら、
即ち多重反射しながら進行して転送チャネル領域１０６
に入り、ｎ形の転送チャネル領域１０６とｐ形の読出し
ゲート部１１０でのｐｎ接合（寄生フォトダイオード）
にて光電変換されてスミア電荷が発生するという問題が
生じる。

【００１１】具体的には、受光部１０３の中央部分に対
して斜めに入射した光は、ゲート絶縁膜１１１とシリコ
ン基板１０１との界面で約数１０％（例えば５０％）反
射し、残りはシリコン基板１０１の受光部１０３に吸収
される。従って、上記界面で反射されるたびにその斜め
入射光は界面での吸収により例えば２分の１ほど減衰す
るが、斜め入射光の数分の１〜約数１０分の１は転送チ
ャネル領域１０６にまで到達し、この到達した反射光成
分がｎ形の転送チャネル領域１０６とｐ形の読出しゲー
ト部１１０でのｐｎ接合にて光電変換されてスミア電荷
となる。

【００１２】上記図１３にから明かなように、Ａｌ遮光
膜１１５とシリコン基板表面（ゲート絶縁膜１１１とシ
リコン基板１０１との界面）との間隔が大きいと、ＯＣ
Ｌ（集光率向上を目的としたオンチップレンズ）で集光
された光が、受光部開口（Ａｌ遮光膜１１５の張り出し
部１１５ｂの間）から直接、転送チャネル領域１０６に
進入する確率も高くなり、スミア電荷の発生が多くな
る。これは、デバイス特性の劣化の一つとして挙げられ
る。

【００１３】上記現象は、Ａｌ遮光膜１１５の下層にＴ
ｉＯＮ膜やＷＳｉ膜を形成した構造のものでも同様に発
生し、この場合は、ゲート絶縁膜１１１とシリコン基板
１０１との界面とＴｉＯＮやＷＳｉ膜の下面との間を繰
り返し反射しながら転送チャネル領域１０６に到達して
結果的にスミア電荷となる。

【００１４】このようなスミア電荷は、高輝度被写体を
撮像した場合に、モニタ画面上で上下に白く尾を引くよ
うな像（スミア現象）をつくるため好ましくない。従っ
て、画質の向上のためには、このスミア電荷の発生の低
減を図る必要があるが、それには、まず、Ａｌ遮光膜１
１５の張り出し部１１５ｂの受光部１０３側に向かう長
さを長くしてスミア電荷の発生の原因となる反射光の光
路の長さ（張り出し部１１５ｂの受光部側端面から転送
チャネル領域１０６に至るまでの距離）を長くすること
が考えられる。その理由は、上記光路の長さが長くなる
ほど、スミア電荷の発生要因となる反射光の反射回数が
多くなり、その減衰の度合が大きくなるからである。

【００１５】しかしながら、この方法の場合、即ちＡｌ
遮光膜１１５の張り出し部１１５ｂの長さを長くするこ
とは、受光部開口１１５ａの開口率を小さくしてしまう
ことにつながり、感度が低下するという新たな設けられ
問題が生じるおそれがある。

【００１６】他の方法としては、斜め入射光が多重反射
を繰り返す部分の膜の厚さｈ（図１２において、ゲート
絶縁膜１１１の膜厚とＰＳＧ膜１１４の膜厚の合計）を
薄くする、特にＰＳＧ膜１１４の厚みを薄くすることが
考えられる。その理由は、上記ＰＳＧ膜１１４の厚さを
薄くするほど、斜め入射光が転送チャネル領域１０６に
到達するまでに反射する回数が多くなり、転送チャネル
領域１０６に到達するまでの経路においてスミア電荷の
発生要因となる光がより多く減衰するからである。

【００１７】しかし、図１２で示す従来の固体撮像素子
においては、ＰＳＧ膜１１４の厚みを薄くすることには
制約があるという問題がある。それは、ＰＳＧ膜１１４
を薄くすると、平坦化を目的としたＰＳＧ膜１１４の役
割が果たせず、また、ＰＳＧ膜１１４の効果であるナト
リウム等の不要な不純物の侵入を防止する効果が弱くな
り、白傷が発生しやすくなるからであり、ＰＳＧ膜１１
４を薄くすることには限界がある。従って、ＰＳＧ膜１
１４の厚さを約２００ｎｍ以下にする構造は現在のとこ
ろ採用することができない。

【００１８】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、スミア電荷の発生要因
となる斜め入射光の反射光が多重反射を繰り返す間隔を
狭くすることができ、上記反射光の減衰をより大きくし
てモニタ画面上でのスミア現象の発生を抑制することが
できる固体撮像素子及びその製造方法を提供することに
ある。

【００１９】また、本発明の他の目的は、デバイス特性
の劣化（ポテンシャルシフトやストレスの発生）を引き
起こすことなく、スミア現象の発生を抑制することがで
きる固体撮像素子及びその製造方法を提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像素
子は、同一基板に光電変換部と転送チャネル領域とがそ
れぞれ配列・形成され、上記転送チャネル領域上にゲー
ト絶縁膜を介して転送電極が選択的に形成され、該転送
電極を含む全面に層間絶縁膜が形成され、該層間絶縁膜
上に上記転送電極を覆うように遮光膜が形成された固体
撮像素子において、少なくとも上記光電変換部の周辺部
に高融点金属膜を介在させて構成する（請求項１記載の
発明）。

【００２１】この場合、上記高融点金属膜を、上記転送
電極を覆うように形成するようにしてもよいし（請求項
２記載の発明）、光電変換部の周辺における平坦部にの
み形成するようにしてもよい（請求項３記載の発明）。

【００２２】また、上記構成において、上記高融点金属
膜に光吸収率の高い光吸収膜を積層するようにしてもよ
い（請求項４記載の発明）。

【００２３】次に、本発明は、同一基板に光電変換部と
転送チャネル領域がそれぞれ配列・形成され、上記転送
チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して転送電極が選択
的に形成された固体撮像素子の製法において、上記転送
電極の表面に絶縁膜を形成する工程と、少なくとも上記
光電変換部の周辺部に高融点金属膜を形成する工程と、
全面に層間絶縁膜を形成する工程と、上記転送電極を覆
うように遮光膜を形成する工程とを有する（請求項６記
載の発明）。

【００２４】この場合、上記高融点金属膜を、下層の上
記転送電極を覆うように形成するようにしてもよい（請
求項７記載の発明）。

【００２５】

【作用】請求項１記載の本発明に係る固体撮像素子にお
いて、光電変換部に対し、斜め方向から光が入射した場
合についてその作用を説明する。

【００２６】まず、光電変換部の中央部分に向かって光
が斜め入射した場合は、ゲート絶縁膜と基板との界面で
反射し、この反射光が光電変換部の周辺において遮光膜
よりも下の位置に形成された高融点金属膜の張り出し部
の下面で反射することになり、結果的に、これらの反射
を多数回繰り返しながら、即ち、多重反射しながら転送
チャネル領域に向かって進行することになる。

【００２７】しかし、ゲート絶縁膜と基板との界面と高
融点金属膜の下面との間隔が、ゲート絶縁膜の膜厚に相
当するほど非常に狭いものとなっているため、ゲート絶
縁膜と基板との界面と高融点金属膜の下面との間で行な
われる多重反射の繰り返し回数が多くなり、スミア電荷
の発生要因となる反射光は、反射回数の増大に伴いその
減衰が大きくなる。

【００２８】即ち、上記反射光は、その数多い多重反射
によって大きく減衰されることになり、反射光の転送チ
ャネル領域への入射はほとんど生じなくなる。その結
果、転送チャネル領域でのスミア電荷の発生が低減さ
れ、モニタ画面上でのスミア現象の発生を抑制すること
が可能となる。

【００２９】次に、光電変換部の周辺部に向かって光が
斜め入射した場合について説明する。この場合は、代表
的に２つのケース（形態）があり、１つは、光電変換部
上に形成された層間絶縁膜の表面にて屈折して、該光電
変換部の周辺部に形成されている高融点金属膜の表面に
斜め入射する場合と、高融点金属膜の光電変換部側端面
近傍を通じて基板内部に斜め入射する場合とがある。

【００３０】まず、前者の場合は、その斜め入射光が高
融点金属膜の表面にて反射され、この反射光が上層の遮
光膜にて反射されることになる。即ち、この斜め入射光
は高融点金属膜と遮光膜間を減衰しながら多重反射する
に止まり、結局、この反射光の転送チャネル領域への入
射は行なわれないことになる。

【００３１】後者の場合は、高融点金属膜の光電変換部
側端面近傍から斜め入射するかたちとなるため、その位
置関係により、転送電極下に形成されている転送チャネ
ル領域への入射は行なわれず、該転送チャネル領域より
も下の位置に入射されることになる。従って、この場
合、転送チャネル領域でのスミア電荷の発生はない。

【００３２】このように、本発明に係る固体撮像素子に
おいては、斜め入射光によるスミア電荷の発生が低減さ
れ、モニタ画面上でのスミア現象の発生を抑制すること
ができる。

【００３３】次に、請求項２記載の本発明に係る固体撮
像素子においては、転送電極を覆うように形成された高
融点金属膜が第２の遮光膜として機能することになる。
即ち、上層に形成された遮光膜と高融点金属膜による第
２の遮光膜の２種の遮光膜が層間絶縁膜を介して積層さ
れたかたちとなる。

【００３４】従って、この場合は、上記スミア電荷の発
生の低減という効果に加えて、上層の遮光膜の膜厚を薄
くすることが可能となり、構造上、薄型の固体撮像素子
を得ることができる。

【００３５】次に、請求項３記載の本発明に係る固体撮
像素子においては、光電変換部の周辺部における平坦部
にのみ高融点金属膜を形成するようにしているため、以
下の３つの作用効果を奏することになる。

【００３６】第１に、転送電極の側面に高融点金属膜が
存しないため、転送電極の側面に形成される層間絶縁膜
の光電変換部への張り出しが小さくなり、全体として、
転送電極と層間絶縁膜からなる積層膜の平面上の占有面
積が小さくなる。その結果、層間絶縁膜上に形成される
遮光膜の光電変換部への張り出しを長くすることが可能
となり、入射光が遮光膜の上面において反射して大きな
角度をもって光電変換部に入射する割合を低減すること
ができる。これは、スミア電荷の発生の低減につなが
る。

【００３７】第２に、高融点金属膜は、そのプロセス中
において、その表面でチャージアップ（帯電）され、そ
のまま電荷を保有することになる。高融点金属膜の表面
に保有された電荷は、光電変換部から読み出された信号
電荷の転送のために転送電極に供給される駆動信号のレ
ベルに変化を与え、転送チャネル領域にいわゆるポテン
シャルシフトを生じさせるおそれがある。

【００３８】しかし、高融点金属膜が光電変換部の周辺
部にのみ形成されている場合は、その帯電による電荷の
量が少ないことと、位置的に高融点金属膜の下には転送
チャネル領域が存在しないこととなるため、高融点金属
膜の表面に保有された電荷による転送チャネル領域での
ポテンシャルシフトは無視できる程度となる。従って、
駆動信号のレベルを強制的に変化させる回路を設けるな
どの特殊な回路構成を組み込む必要がなくなり、固体撮
像素子の製造を設計どおりに行なうことが可能となる。

【００３９】第３に、高融点金属膜によるストレスの影
響を受けることがない。一般に、高融点金属膜は、スト
レス（応力）が大きいために、その体積を小さくする方
が形状，形態の面からその後のプロセスを容易に行なう
ことができる。このストレスは、デバイス特性上も電荷
の発生・注入源を増加させるため、極力緩和することが
望ましい。

【００４０】本発明においては、高融点金属膜を光電変
換部の周辺にのみ形成しているため、その体積が小さ
く、高融点金属膜のストレスによる形状，形態の影響を
無視することができる。

【００４１】次に、請求項４記載の本発明に係る固体撮
像素子においては、上記高融点金属膜に光吸収率の高い
光吸収膜を積層するようにしたので、スミア電荷の発生
要因となる斜め入射光の反射光成分を高融点金属膜の下
面あるいは上面にて吸収し、その減衰を大きくすること
が可能となる。この場合、スミア電荷の発生を更に低減
することができる。

【００４２】次に、請求項６記載の本発明に係る固体撮
像素子の製造方法においては、まず、転送電極の表面に
絶縁膜を形成した後、少なくとも上記光電変換部の周辺
部に高融点金属膜を形成する。その後、全面に層間絶縁
膜を形成した後、上記転送電極を覆うように遮光膜を形
成する。

【００４３】この製造方法によって、請求項１記載の本
発明に係る固体撮像素子を容易に作製することが可能と
なる。即ち、転送チャネル領域でのスミア電荷の発生を
低減することができ、モニタ画面上でのスミア現象の発
生を抑制することが可能な固体撮像素子を容易に作製す
ることができる。

【００４４】そして、請求項７記載の本発明に係る固体
撮像素子の製造方法においては、まず、転送電極の表面
に絶縁膜を形成した後、下層の転送電極を覆うように公
有点金属膜を形成する。その後、全面に層間絶縁膜を形
成した後、上記転送電極を覆うように遮光膜を形成す
る。

【００４５】この製造方法によって、請求項２記載の本
発明に係る固体撮像素子を容易に作製することが可能と
なる。即ち、転送チャネル領域でのスミア電荷の発生を
低減することができ、モニタ画面上でのスミア現象の発
生を抑制することが可能で、更に固体撮像素子自体の薄
型化を図ることができる固体撮像素子を容易に作製する
ことができる。

【００４６】

【実施例】以下、本発明に係る固体撮像素子をインター
ライン転送（ＩＴ）方式のイメージセンサに適用した２
つの実施例（以下、単に第１実施例に係るイメージセン
サ及び第２実施例に係るイメージセンサと記す）を図１
〜図１１を参照しながら説明する。

【００４７】まず、第１実施例及び第２実施例に係るイ
メージセンサは、図１に示すように、入射光量に応じた
量の電荷に光電変換する受光部１が多数マトリクス状に
配され、更にこれら多数の受光部１のうち、列方向に配
列された受光部１に対して共通とされた垂直転送レジス
タ２が多数本、行方向に配列されたイメージ部（撮像
部）３を有する。

【００４８】また、上記イメージ部３に隣接し、かつ多
数本の垂直転送レジスタ２に対して共通とされた水平転
送レジスタ４が１本並設されている。

【００４９】そして、イメージ部３と水平転送レジスタ
４間には、イメージ部３における垂直転送レジスタ２の
最終段に転送された信号電荷を水平転送レジスタ４に転
送するための２つの垂直−水平転送レジスタＶＨ１及び
ＶＨ２が多数の垂直転送レジスタ２に対して共通に、か
つそれぞれ並列に形成されている。これら２本の垂直−
水平転送レジスタＶＨ１及びＶＨ２には、それぞれ垂直
−水平転送パルスφＶＨ１及びφＶＨ２が供給されるよ
うになっており、これら転送パルスφＶＨ１及びφＶＨ
２の供給によって、垂直転送レジスタ２からの信号電荷
が水平転送レジスタ４に転送されることになる。

【００５０】また、上記水平転送レジスタ４の最終段に
は、出力部５が接続されている。この出力部５は、水平
転送レジスタ４の最終段から転送されてきた信号電荷を
電気信号（例えば電圧信号）に変換する例えばフローテ
ィング・ディフュージョンあるいはフローティング・ゲ
ート等で構成される電荷−電気信号変換部６と、この電
荷−電気信号変換部６にて電気信号の変換が行われた後
の信号電荷を、リセットパルスＰｒの入力に従ってドレ
イン領域Ｄに掃き捨てるリセットゲートＲＧと、電荷−
電気信号変換部６からの電気信号を増幅するアンプ７を
有して構成されている。なお、ドレイン領域Ｄには電源
電圧Ｖｄｄが印加されている。

【００５１】そして、イメージ部３における垂直転送パ
ルスφＶ１〜φＶ４の供給によって、イメージ部３にお
ける各垂直転送電極下のポテンシャル分布が順次変化
し、これによって、信号電荷がそれぞれイメージ部３に
おける垂直転送レジスタ２に沿って縦方向（水平転送レ
ジスタ４側）に転送されることになる。

【００５２】また、イメージ部３においては、受光部１
に蓄積されている信号電荷を垂直帰線期間において、ま
ず、垂直転送レジスタ２に読出し、その後の水平帰線期
間において１行単位に水平転送レジスタ４側に転送す
る。これによって、垂直転送レジスタ２の最終段にあっ
た信号電荷は、２つの垂直−水平転送レジスタＶＨ１及
びＶＨ２を経て水平転送レジスタ４に転送される。

【００５３】次の水平走査期間において、水平転送レジ
スタ４上に形成された例えば２層の多結晶シリコン層に
よる水平転送電極への互いに位相の異なる２相の水平転
送パルスφＨ１及びφＨ２の印加によって、信号電荷が
順次出力部５側の電荷−電気信号変換部６に転送され、
この電荷−電気信号変換部６において電気信号に変換さ
れて、アンプ７を介して対応する出力端子８より撮像信
号Ｓとして取り出されることになる。

【００５４】ここで、このイメージセンサの受光部１周
辺の断面をみると、図２に示すように、例えばｎ形のシ
リコン基板１１にｐ形不純物（例えばボロン（Ｂ））の
導入による第１のｐ形ウェル領域１２と、上記受光部１
を形成するためのｎ形の不純物拡散領域１３と、垂直転
送レジスタ２を構成するｎ形の転送チャネル領域１４並
びにｐ形のチャネルストッパ領域１５が形成され、更に
上記ｎ形の不純物拡散領域１３の表面にｐ形の正電荷蓄
積領域１６が形成され、ｎ形の転送チャネル領域１４の
直下にスミアの低減を目的とした第２のｐ形ウェル領域
１７が形成されている。なお、ｎ形の不純物拡散領域１
３と転送チャネル領域１４間のｐ形領域は、読出しゲー
ト部１８を構成する。

【００５５】また、このイメージセンサは、図示するよ
うに、ｎ形シリコン基板１１の表面に第１のｐ形ウェル
領域１２を形成して、このウェル領域１２よりも浅い位
置に上記受光部１を構成するｎ形の不純物拡散領域１３
を形成することで、いわゆる電子シャッタの機能を有す
るように構成されている。

【００５６】即ち、シリコン基板１１に供給される基板
電位をシャッタパルスに同期して高レベルにすることに
より、第１のｐ形ウェル領域１２におけるポテンシャル
障壁（オーバーフローバリア）が下がり、受光部１に蓄
積された電荷（この場合、電子）が上記オーバーフロー
バリアを越えて縦方向、即ちシリコン基板１１側に掃き
捨てられることになる。これにより、シャッタパルスの
最終印加時点から電荷読出し時点までの期間が実質的な
露光期間となり、残像等の不都合を防止することができ
るようになっている。

【００５７】また、このイメージセンサにおいては、上
記ｎ形の不純物拡散領域１３と第１のｐ形ウェル領域１
２とのｐｎ接合によるフォトダイオード，ｎ形の不純物
拡散領域１３と読出しゲート部１８とのｐｎ接合による
フォトダイオード，ｎ形の不純物拡散領域１３とチャネ
ルストッパ領域１５とのｐｎ接合によるフォトダイオー
ド、並びにｎ形の不純物拡散領域１３とｐ形の正孔蓄積
領域１６とのｐｎ接合によるフォトダイオードによって
受光部１（光電変換部）が構成され、この受光部１が多
数個マトリクス状に配列されてイメージ部３が形成され
ている。そして、カラー撮像方式の場合、上記受光部１
に対応して形成される色フィルタ（三原色フィルタや補
色フィルタ）の配色などの関係によって、例えば互いに
隣接する４つの受光部１にて１つの画素を構成するよう
になっている。

【００５８】また、転送チャネル領域１４，チャネルス
トッパ領域１５及び読出しゲート部１８上に、例えばＳ
ｉＯ₂ 膜を介してＳｉ３Ｎ４膜及びＳｉＯ₂ 膜が順次積
層され、これらＳｉＯ₂ 膜，Ｓｉ３Ｎ４膜及びＳｉＯ₂
膜による３層構造のゲート絶縁膜１９上に１層目の多結
晶シリコン層及び２層目の多結晶シリコン層による４つ
の転送電極（図２においては代表的に１層目の多結晶シ
リコン層による転送電極２０を示す）が形成され、これ
ら転送チャネル領域１４，ゲート絶縁膜１９及び転送電
極２０によって垂直転送レジスタ２が構成される。

【００５９】そして、第１実施例に係るイメージセンサ
は、図２に示すように、上記転送電極２０の表面に、熱
酸化による熱酸化膜（ＳｉＯ₂ 膜）２１が形成され、該
熱酸化膜２１の表面に高融点金属膜２２が形成されてい
る。また、高融点金属膜２２を含む全面には層間絶縁膜
であるＰＳＧ膜２３（Phosphorate-Silica-Glass；リン
をドープしたＳｉＯ₂ 膜）が形成され、このＰＳＧ膜２
３上に下層の転送電極２０を覆うようにＡｌなどの金属
又は金属化合物による遮光膜２４が形成され、更に全面
にプラズマＣＶＤ法によるＳｉＮ膜２５が形成されてい
る。

【００６０】上記遮光膜２４及び下層の高融点金属膜２
２は、受光部１上において選択的にエッチング除去され
ており、光は、このエッチング除去によって形成された
遮光膜２４の受光部開口２４ａ及び高融点金属膜２２の
受光部開口２２ａを通じて受光部１内に入射されるよう
になっている。

【００６１】これら遮光膜２４及び高融点金属膜２２に
形成される各受光部開口２４ａ及び２２ａは、エッチン
グ処理時におけるマスク合わせのずれを考慮して受光部
１の面積よりも小さい開口面積となっている。そのた
め、この遮光膜２４及び高融点金属膜２２の受光部１周
辺には、それぞれ受光部１側に張り出す張り出し部２４
ｂ及び２２ｂが形成されたかたちとなる。

【００６２】なお、上記上層のＳｉＮ膜２５上には、平
坦化を目的とした例えばＳＯＧ膜等の平坦化膜２６が形
成され、該平坦化膜２６上に色フィルタ層２７が形成さ
れ、更に、この色フィルタ層２７上にマイクロ集光レン
ズ（オンチップレンズ）２８が形成される。

【００６３】次に、上記第１実施例に係るイメージセン
サの作製方法を図３〜図５の製造工程図に基づいて説明
する。なお、図２と対応するものについては同符号を記
す。

【００６４】まず、図３Ａに示すように、通常のＣＣＤ
プロセスを用いて、必要な不純物、例えばｎ形及びｐ形
の不純物（リン（Ｐ）及びボロン（Ｂ））の例えばイオ
ン注入や膜拡散等による導入及び熱処理による活性化を
行って、ｎ形シリコン基板１１上の第１のｐ形ウェル領
域１２に、ｎ形の転送チャネル領域１４，ｐ型のチャネ
ルストッパ領域１５及び第２のｐ形ウェル領域１７を形
成する。その後、転送チャネル領域１４上に例えばＳｉ
Ｏ₂ 等からなるゲート絶縁膜１９を介して多結晶シリコ
ン層による転送電極２０を形成する。その後、熱酸化を
施して転送電極２０の表面に薄い熱酸化膜（ＳｉＯ
₂ 膜）２１を形成する。なお、上記ゲート絶縁膜１９
は、シリコン基板１１に対する熱酸化によって形成して
もよく、ＣＶＤ法にて被着形成するようにしてもよい。

【００６５】その後、転送電極２０をマスクとして第１
のｐ形ウェル領域１２の表面にｎ形の不純物、例えばリ
ン（Ｐ）をイオン注入し、更に活性化して、該第１のｐ
形ウェル領域１２の表面にｎ形の不純物拡散領域１３を
形成する。このとき、該ｎ形の不純物拡散領域１３と第
１のｐ形ウェル領域１２とのｐｎ接合によって受光部
（フォトダイオード）１が形成される。この受光部１の
形成後、再び上記転送電極２０をマスクとして今度はｐ
形の不純物、例えばボロン（Ｂ）をイオン注入し、更に
活性化してｎ形の不純物拡散領域１３の表面にｐ形の正
孔蓄積領域１６を形成する。上記不純物のイオン注入に
おいては、シリコン基板１１の表面に形成されたゲート
絶縁膜１９がイオン注入による照射損傷を吸収するため
のバッファ層として機能する。

【００６６】その後、タングステン（Ｗ），チタン（Ｔ
ｉ）やモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属をスパッタ法
により、例えば常温、チャンバー内圧＝数ｍＴｏｒｒ程
度でウェハ全面に堆積させて膜厚約３０ｎｍ〜約１００
ｎｍの高融点金属膜２２を形成する。

【００６７】次に、図３Ｂに示すように、全面にフォト
レジスト膜３１を形成した後、露光・現像（フォトリソ
グラフィ）を行なって、受光部１上に開口３１ａを有す
るレジストマスク３１を形成する。その後、該マスク３
１の開口３１ａから露出する下層の高融点金属膜２２を
ドライエッチング又はウェットエッチングにて除去し
て、高融点金属膜２２に受光部開口２２ａを形成する。
上記フォトレジスト膜３１に対するリソグラフィは、デ
バイスのデザインルールにより、ｇ線，ｉ線，エキシマ
レーザーなどが選択可能であり、ここでは、その波長を
問わない。

【００６８】なお、上記高融点金属膜２２は、単層でも
よいが、水素吸収量やチャージアップ量など、目的に応
じてその表面状態を適宜選択することが可能であり、ま
た、高融点金属膜２２の上面もしくは下面における光の
反射を防止するために、光吸収率の高い膜を積層するよ
うにしてもよい。具体的には、ＴｉＯＮ／Ｗなどの２層
構造やＳｉＮ／Ｗ／ＳｉＮなどの３層構造を採用するこ
とが可能である。

【００６９】次に、図４Ａに示すように、上記フォトレ
ジスト膜３１を除去した後、全面に層間絶縁膜であるＰ
ＳＧ膜２３を厚み２００〜４００ｎｍ程度、例えば常圧
ＣＶＤ法により堆積する。このＣＶＤ法によるＰＳＧ膜
２３は、初めＳｉＯ₂ 膜を堆積し、途中から０．１〜１
０［ｃｃ／ｍｉｎ．］のＰＨ₃ を気相中に流してＰＳＧ
膜２３としてもよい。

【００７０】その後、約９００〜１０００℃の窒素雰囲
気（例えばＮ₂ 流量＝２５［リットル／ｍｉｎ．］，常
圧）で熱処理を行い、ＰＳＧ膜２３の粘性を利用して表
面を平坦化する。下層の高融点金属膜２２は、融点が高
いため、上記熱処理によって溶融したり、蒸発して積層
膜に構造上の変形をもたらすという不都合は生じない。

【００７１】上記ＰＳＧ膜２３は、単独もしくはＳｉＯ
₂ やＳｉＮなどとの界面（例えばゲート絶縁膜１９とＰ
ＳＧ膜２３との界面）においてナトリウムなどの不純物
を捕獲する能力（不純物捕獲能力）があるため、シリコ
ン基板１１への不純物汚染を阻止する上で意味がある。

【００７２】次に、図４Ｂに示すように、光透過防止を
目的としてＡｌもしくはＡｌ系化合物又はタングステン
（Ｗ）などの金属もしくは金属化合物からなる遮光膜２
４をスパッタ法又はＣＶＤ法により形成する。例えばＡ
ｌによる遮光膜２４をスパッタ法にて形成する場合、ウ
ェハ（シリコン基板１１）を１５０℃程度に加熱し、６
〜１０ｍＴｏｒｒ程度に制御されたＡｒガス雰囲気中で
行なう。なお、ここでは、遮光膜２４の形成回数や膜種
は問わない。

【００７３】次に、図５に示すように、全面にフォトレ
ジスト膜３２を形成した後、露光・現像（フォトリソグ
ラフィ）を行なって、受光部１上に開口３２ａを有する
レジストマスク３２を形成する。その後、該マスク３２
の開口３２ａから露出する下層の遮光膜２４をドライエ
ッチング又はウェットエッチングにて除去して、遮光膜
２４に受光部開口２４ａを形成する。ここでは、リソグ
ラフィ方法（露光に用いる光の波長等）やエッチング方
法（エッチングガスや温度等）は問わない。

【００７４】そして、図２に示すように、平坦化を目的
としたＳｉＮ膜（膜厚約２００〜３５０ｎｍ）２５を例
えばプラズマＣＶＤ法にて形成した後、更にＳＯＧ膜等
の平坦化膜２６を形成し、この平坦化膜２６上に色フィ
ルタ層２７及びオンチップレンズ２８を形成してこの第
１実施例に係るイメージセンサを得る。

【００７５】次に、上記第１実施例に係るイメージセン
サにおいて、受光部１に対し、斜め方向から光が入射し
た場合についての作用を図６を参照しながら説明する。

【００７６】まず、光路ａで示すように、受光部１の中
央部分に向かって光が斜め入射した場合は、該斜め入射
光は、ゲート絶縁膜１９とシリコン基板１１との界面で
反射し、この反射光が受光部１の周辺において遮光膜２
４よりも下の位置に形成された高融点金属膜２２の張り
出し部２２ｂの下面で反射することになり、結果的に、
これらの反射を多数回繰り返しながら、即ち、多重反射
しながら転送チャネル領域１４に向かって進行すること
になる。

【００７７】しかし、ゲート絶縁膜１９とシリコン基板
１１との界面と高融点金属膜２２の下面との間隔が、ゲ
ート絶縁膜１９の膜厚に相当するほど非常に狭いものと
なっているため、ゲート絶縁膜１９とシリコン基板１１
との界面と高融点金属膜２２の下面との間で行なわれる
多重反射の繰り返し回数が多くなり、スミア電荷の発生
要因となる反射光は、反射回数の増大に伴いその減衰が
大きくなる。

【００７８】即ち、上記反射光は、その数多い多重反射
によって大きく減衰されることになり、反射光の転送チ
ャネル領域１４への入射はほとんど生じなくなる。その
結果、転送チャネル領域１４でのスミア電荷の発生が低
減され、モニタ画面上でのスミア現象の発生を抑制する
ことが可能となる。

【００７９】次に、受光部１の周辺部に向かって光が斜
め入射した場合について説明する。この場合は、代表的
に２つのケース（形態）があり、１つは、光路ｂに示す
ように、受光部１上に形成されたＰＳＧ膜２３の表面に
て屈折して、該受光部１の周辺部に形成されている高融
点金属膜２２の表面に斜め入射する場合と、光路ｃに示
すように、高融点金属膜２２の受光部側端面近傍を通じ
てシリコン基板１１内部に斜め入射する場合とがある。

【００８０】まず、前者（光路ｂ）の場合は、その斜め
入射光が高融点金属膜２２の表面にて反射され、この反
射光が上層の遮光膜２４にて反射されることになる。即
ち、この斜め入射光は高融点金属膜２２と遮光膜２４間
を減衰しながら多重反射するに止まり、結局、この反射
光の転送チャネル領域１４への入射は行なわれないこと
になる。

【００８１】後者（光路ｃ）の場合は、高融点金属膜２
２の受光部側端面近傍から斜め入射するかたちとなるた
め、その位置関係により、転送電極２０下に形成されて
いる転送チャネル領域１４への入射は行なわれず、該転
送チャネル領域１４よりも下の位置に入射されることに
なる。従って、この場合、転送チャネル領域１４でのス
ミア電荷の発生はない。

【００８２】このように、上記第１実施例に係る固体撮
像素子においては、斜め入射光によるスミア電荷の発生
が低減され、モニタ画面上でのスミア現象の発生を抑制
することができる。

【００８３】特に、上記第１実施例においては、転送電
極２０を覆うように高融点金属膜２２を形成するように
しているため、該高融点金属膜２２が第２の遮光膜とし
て機能することになる。これにより、高融点金属膜２２
及び上層の遮光膜２４の各膜厚を薄くしても十分に光の
透過量を低減させることが可能となる。このように、上
層の遮光膜２４の膜厚を薄くすることができるため、受
光部側に入射した光が受光部開口周縁（遮光膜の肩の部
分）において反射するという、いわゆる「けられ」の発
生を抑えることが可能となり、受光感度の低下及びモニ
タ画面上での点欠陥の発生を十分に抑制することができ
る。また、構造上、薄型の固体撮像素子を得ることがで
きる。

【００８４】また、高融点金属膜２２に光吸収率の高い
光吸収膜を積層するようにして、例えばＴｉＯＮ／Ｗの
２層構造やＳｉＮ／Ｗ／ＳｉＮの３層構造とした場合
は、スミア電荷の発生要因となる斜め入射光の反射光成
分が高融点金属膜２２の下面あるいは上面にて吸収さ
れ、その減衰率を大きくすることが可能となる。この場
合、スミア電荷の発生を更に低減することができる。

【００８５】また、高融点金属膜２２上に不純物捕獲能
力を有するＰＳＧ膜２３を形成するようにしているた
め、白傷による欠陥数を低減することができ、イメージ
センサの撮像特性を向上させることができる。

【００８６】また、高融点金属膜２２とその下層の転送
電極２０とは、該転送電極２０に対する熱酸化により転
送電極２０の表面に形成された熱酸化膜２１によって、
互いに絶縁がとれているため、高融点金属膜２２を形成
したことによる短絡現象を防止することができる。

【００８７】ここで、上記高融点金属膜２２の膜厚を約
３０ｎｍ〜約１００ｎｍとしたのは、高融点金属膜２２
だけでは、スミア電荷の発生の効果的な低減や遮光が不
可能である場合があり、そのため、シリコン基板１１か
ら遮光膜２４までの間隔をできる限り小さくすることが
必要となる。従って、高融点金属膜２２の膜厚としては
約１００ｎｍ以下が実用上必要となる。逆に、高融点金
属膜２２が遮光性を有するといっても、あまりにも薄い
場合はやはり光が透過するというおそれがある。従っ
て、光透過率を十分小さくするためには、約３０ｎｍ程
度の厚さが必要になるからである。

【００８８】次に、第２実施例に係るイメージセンサに
ついて図７〜図１１を参照しながら説明する。なお、図
２と対応するものについては同符号を記す。

【００８９】この第２実施例に係るイメージセンサは、
図７に示すように、上記第１実施例に係るイメージセン
サとほぼ同じ構成を有するが、高融点金属膜２２が受光
部１の周辺部分におけるほぼ平坦な部分にのみ形成され
ている点で異なる。この異なる点以外の構成について
は、図２で示す第１実施例に係るイメージセンサの構成
と同じであるため、それらの説明は省略する。

【００９０】次に、上記第２実施例に係るイメージセン
サの作製方法について図８〜図１０の製造工程図を参照
しながら説明する。

【００９１】まず、ウェハ全面に高融点金属膜２２を形
成するまでの工程は、上記第１実施例に係るイメージセ
ンサを作製する場合（図３Ａで示す工程）と同じである
ため、その詳細説明は省略するが、図８Ａに示すよう
に、転送電極２０上に熱酸化膜２１を形成した後、全面
に膜厚が約３０ｎｍ〜１００ｎｍの高融点金属膜２２を
スパッタ法あるいはＣＶＤ法にて形成する。

【００９２】次に、図８Ｂに示すように、全面にフォト
レジスト膜３１を形成した後、露光・現像（フォトリソ
グラフィ）を行なって、受光部１上及び転送電極２０上
に開口３１ａを有するレジストマスク３１を形成する。
その後、該マスク３１の開口３１ａから露出する下層の
高融点金属膜２２をドライエッチング又はウェットエッ
チングにて除去して、高融点金属膜２２を受光部１の周
辺部におけるほぼ平坦な部分にのみ残す。このとき、受
光部開口２２ａも同時に形成される。上記フォトレジス
ト膜３１に対するリソグラフィは、デバイスのデザイン
ルールにより、ｇ線，ｉ線，エキシマレーザーなどが選
択可能であり、ここでは、その波長を問わない。

【００９３】なお、上記高融点金属膜２２は、単層でも
よいが、水素吸収量やチャージアップ量など、目的に応
じてその表面状態を適宜選択することが可能であり、ま
た、高融点金属膜２２の上面もしくは下面における光の
反射を防止するために、光吸収率の高い膜を積層するよ
うにしてもよい。具体的には、ＴｉＯＮ／Ｗなどの２層
構造やＳｉＮ／Ｗ／ＳｉＮなどの３層構造を採用するこ
とが可能である。

【００９４】次に、図９Ａに示すように、全面に層間絶
縁膜であるＰＳＧ膜２３を厚み２００〜４００ｎｍ程
度、例えば常圧ＣＶＤ法により堆積する。このＣＶＤ法
によるＰＳＧ膜２３は、初めＳｉＯ₂ 膜を堆積し、途中
から０．１〜１０［ｃｃ／ｍｉｎ．］のＰＨ₃ を気相中
に流してＰＳＧ膜２３としてもよい。

【００９５】その後、約９００〜１０００℃の窒素雰囲
気（例えばＮ₂ 流量＝２５［リットル／ｍｉｎ．］，常
圧）で熱処理を行い、ＰＳＧ膜２３の粘性を利用して表
面を平坦化する。下層の高融点金属膜２２は、融点が高
いため、上記熱処理によって溶融したり、蒸発して積層
膜に構造上の変形をもたらすという不都合を生じること
がない。

【００９６】上記ＰＳＧ膜２３は、単独もしくはＳｉＯ
₂ やＳｉＮなどとの界面（例えばゲート絶縁膜とＰＳＧ
膜との界面）においてナトリウムなどの不純物を捕獲す
る能力（不純物捕獲能力）があるため、シリコン基板１
１への不純物汚染を阻止する上で意味がある。

【００９７】次に、図９Ｂに示すように、光透過防止を
目的としてＡｌもしくはＡｌ系化合物又はタングステン
（Ｗ）などの金属もしくは金属化合物からなる遮光膜２
４をスパッタ法又はＣＶＤ法により形成する。例えばＡ
ｌによる遮光膜２４をスパッタ法にて形成する場合は、
ウェハ（シリコン基板１１）を１５０℃程度に加熱し、
６〜１０ｍＴｏｒｒ程度に制御されたＡｒガス雰囲気中
で行なう。なお、ここでは、遮光膜２４の形成回数や膜
種は問わない。

【００９８】次に、図１０に示すように、全面にフォト
レジスト膜３２を形成した後、露光・現像（フォトリソ
グラフィ）を行なって、受光部１上に開口３２ａを有す
るレジストマスク３２を形成する。その後、該マスク３
２の開口３２ａから露出する下層の遮光膜２４をドライ
エッチング又はウェットエッチングにて除去して、遮光
膜２４に受光部開口２４ａを形成する。ここでは、リソ
グラフィ方法（露光に用いる光の波長等）やエッチング
方法（エッチングガスや温度等）は問わない。

【００９９】そして、図７に示すように、平坦化を目的
としたＳｉＮ膜（膜厚約２００〜３５０ｎｍ）２５を例
えばプラズマＣＶＤ法にて形成した後、更にＳＯＧ膜等
の平坦化膜２６を形成し、この平坦化膜２６上に色フィ
ルタ層２７及びオンチップレンズ２８を形成してこの第
２実施例に係るイメージセンサを得る。

【０１００】この第２実施例に係るイメージセンサにお
いても、図１１に示すように、上記第１実施例に係るイ
メージセンサと同様に、光路ａで示すように、受光部１
の中央部分に向かって光が斜め入射した場合は、該斜め
入射光は、ゲート絶縁膜１９とシリコン基板１１との界
面で反射し、この反射光が受光部１の周辺において遮光
膜２４よりも下の位置に形成された高融点金属膜２２の
下面で反射することになり、結果的に、これらの反射を
多数回繰り返しながら、即ち、多重反射しながら転送チ
ャネル領域１４に向かって進行することになる。

【０１０１】しかし、ゲート絶縁膜１９とシリコン基板
１１との界面と高融点金属膜２２の下面との間隔が、ゲ
ート絶縁膜１９の膜厚に相当するほど非常に狭いものと
なっているため、ゲート絶縁膜１９とシリコン基板１１
との界面と高融点金属膜２２の下面との間で行なわれる
多重反射の繰り返し回数が多くなり、スミア電荷の発生
要因となる反射光は、反射回数の増大に伴いその減衰が
大きくなる。

【０１０２】即ち、上記反射光は、その数多い多重反射
によって大きく減衰されることになり、反射光の転送チ
ャネル領域１４への入射はほとんど生じなくなる。その
結果、転送チャネル領域１４でのスミア電荷の発生が低
減され、モニタ画面上でのスミア現象の発生を抑制する
ことが可能となる。

【０１０３】また、光路ｂに示すように、受光部１上に
形成されたＰＳＧ膜２３の表面にて屈折して、該受光部
１の周辺部に形成されている高融点金属膜２２の表面に
斜め入射する場合は、その斜め入射光が高融点金属膜２
２の表面にて反射され、この反射光が上層の遮光膜２４
にて反射されることになる。即ち、この斜め入射光は高
融点金属膜２２と遮光膜２４間を減衰しながら多重反射
するに止まり、結局、この反射光の転送チャネル領域１
４への入射は行なわれないことになる。

【０１０４】また、光路ｃに示すように、高融点金属膜
２２の受光部側端面近傍を通じてシリコン基板１１内部
に斜め入射する場合は、高融点金属膜２２の受光部側端
面近傍から斜め入射するかたちとなるため、その位置関
係により、転送電極２０下に形成されている転送チャネ
ル領域１４への入射は行なわれず、該転送チャネル領域
１４よりも下の位置に入射されることになる。従って、
この場合、転送チャネル領域１４でのスミア電荷の発生
はない。

【０１０５】このように、上記第２実施例に係る固体撮
像素子においても、斜め入射光によるスミア電荷の発生
が低減され、モニタ画面上でのスミア現象の発生を抑制
することができる。

【０１０６】特に、この第２実施例に係るイメージセン
サにおいては、受光部１の周辺部におけるほぼ平坦な部
分にのみ高融点金属膜２２を形成するようにしているた
め、以下の３つの作用効果を奏することになる。

【０１０７】第１に、転送電極２０の側面に高融点金属
膜２２が存しないため、転送電極２０の側面に形成され
るＰＳＧ膜２３の受光部１への張り出しが小さくなり、
全体として、転送電極２０とＰＳＧ膜２３からなる積層
膜の平面上の占有面積が小さくなる。その結果、ＰＳＧ
膜２３上に形成される遮光膜２４の受光部１への張り出
し（張り出し部２４ｂ）を長くすることが可能となり、
入射光が遮光膜２４の上面において反射して大きな角度
をもって受光部１に入射する割合を低減することができ
る。これは、スミア電荷の発生の低減につながる。

【０１０８】第２に、高融点金属膜２２は、そのプロセ
ス中において、その表面でチャージアップ（帯電）さ
れ、そのまま電荷を保有することになる。高融点金属膜
２２の表面に保有された電荷は、受光部１から読み出さ
れた信号電荷の転送のために転送電極２０に供給される
駆動信号のレベルに変化を与え、転送チャネル領域１４
にいわゆるポテンシャルシフトを生じさせるおそれがあ
る。

【０１０９】しかし、高融点金属膜２２が受光部１の周
辺部にのみ形成されている場合は、その帯電による電荷
の量が少ないことと、位置的に高融点金属膜２２の下に
は転送チャネル領域１４が存在しないこととなるため、
高融点金属膜２２の表面に保有された電荷による転送チ
ャネル領域１４でのポテンシャルシフトは無視できる程
度となる。従って、駆動信号のレベルを強制的に変化さ
せる回路を設けるなどの特殊な回路構成を組み込む必要
がなくなり、固体撮像素子の製造を設計どおりに行なう
ことが可能となる。

【０１１０】第３に、高融点金属膜２２によるストレス
の影響を受けることがない。一般に、高融点金属膜２２
は、ストレス（応力）が大きいために、その体積を小さ
くする方が形状，形態の面からその後のプロセスを容易
に行なうことができる。このストレスは、デバイス特性
上も電荷の発生・注入源を増加させるため、極力緩和す
ることが望ましい。

【０１１１】この第２実施例においては、高融点金属膜
２２を受光部１の周辺にのみ形成しているため、その体
積が小さく、高融点金属膜２２のストレスによる形状，
形態の影響を無視することができる。

【０１１２】そして、高融点金属膜２２に光吸収率の高
い光吸収膜を積層するようにして、例えばＴｉＯＮ／Ｗ
の２層構造やＳｉＮ／Ｗ／ＳｉＮの３層構造とした場合
は、スミア電荷の発生要因となる斜め入射光の反射光成
分を高融点金属膜２２の下面あるいは上面にて吸収し、
その減衰を大きくすることが可能となる。この場合、ス
ミア電荷の発生を更に低減することができる。

【０１１３】また、高融点金属膜２２上に不純物捕獲能
力を有するＰＳＧ膜２３を形成するようにしているた
め、白傷による欠陥数を低減することができ、イメージ
センサの撮像特性を向上させることができる。

【０１１４】なお、高融点金属膜２２とその下層の転送
電極２０とは、転送電極２０に対する熱酸化により転送
電極２０の表面に形成された熱酸化膜２１によって、互
いに絶縁がとれているため、高融点金属膜２２を形成し
たことによる短絡現象を防止することができる。

【０１１５】上記実施例においては、ＩＴ方式のイメー
ジセンサに適用した例を示したが、その他、フレームイ
ンターライン転送（ＦＩＴ）方式のイメージセンサにも
適用させることができる。

【０１１６】

【発明の効果】上述のように、請求項１記載の本発明に
係る固体撮像素子によれば、少なくとも光電変換部の周
辺部に高融点金属膜を介在させるようにしたので、スミ
ア電荷の発生要因となる斜め入射光の反射光が多重反射
を繰り返す間隔を狭くすることができ、上記反射光の減
衰をより大きくしてモニタ画面上でのスミア現象の発生
を抑制することができる。

【０１１７】請求項２記載の本発明に係る固体撮像素子
によれば、上記構成において、高融点金属膜を上記転送
電極を覆うように形成するようにしたので、上記スミア
電荷の発生の低減という効果に加えて、上層の遮光膜の
膜厚を薄くすることが可能となり、構造上、薄型の固体
撮像素子を得ることができる。

【０１１８】請求項３記載の本発明に係る固体撮像素子
によれば、上記構成において、高融点金属膜を光電変換
部の周辺における平坦部にのみ形成するようにしたの
で、層間絶縁膜上に形成される遮光膜の光電変換部への
張り出しを長くすることが可能となり、入射光が遮光膜
の上面において反射して大きな角度をもって光電変換部
に入射する割合を低減することができ、しかも、デバイ
ス特性の劣化（ポテンシャルシフトやストレスの発生）
を引き起こすことなく、スミア現象の発生を抑制するこ
とができる。

【０１１９】請求項４記載の本発明に係る固体撮像素子
によれば、上記構成において、高融点金属膜に光吸収率
の高い光吸収膜を積層するようにしたので、スミア電荷
の発生要因となる斜め入射光の反射光成分を高融点金属
膜の下面あるいは上面にて吸収し、その減衰を大きくす
ることが可能となり、スミア電荷の発生を更に低減する
ことができる。

【０１２０】請求項６記載の本発明に係る固体撮像素子
の製造方法によれば、転送電極の表面に絶縁膜を形成す
る工程と、少なくとも上記光電変換部の周辺部に高融点
金属膜を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を形成する
工程と、上記転送電極を覆うように遮光膜を形成する工
程とを有するようにしたので、請求項１記載の本発明に
係る固体撮像素子を容易に作製することが可能となる。
即ち、転送チャネル領域でのスミア電荷の発生を低減す
ることができ、モニタ画面上でのスミア現象の発生を抑
制することが可能な固体撮像素子を容易に作製すること
ができる。

【０１２１】請求項７記載の本発明に係る固体撮像素子
の製造方法によれば、上記方法において、高融点金属膜
を、下層の上記転送電極を覆うように形成するようにし
たので、請求項２記載の本発明に係る固体撮像素子を容
易に作製することが可能となる。即ち、転送チャネル領
域でのスミア電荷の発生を低減することができ、モニタ
画面上でのスミア現象の発生を抑制することが可能で、
更に固体撮像素子自体の薄型化を図ることができる固体
撮像素子を容易に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像素子をインターライン転
送（ＩＴ）方式のイメージセンサに適用した２つの実施
例（以下、単に第１実施例に係るイメージセンサ及び第
２実施例に係るイメージセンサと記す）を示す構成図で
ある。

【図２】第１実施例に係るイメージセンサの受光部とそ
の周辺を示す断面図である。

【図３】第１実施例に係るイメージセンサの作製方法を
示す製造工程図（その１）であり、同図Ａは転送電極を
含む全面に高融点金属膜を形成した段階を示し、同図Ｂ
は高融点金属膜に受光部開口を形成した段階を示す。

【図４】第１実施例に係るイメージセンサの作製方法を
示す製造工程図（その２）であり、同図Ａは全面にＰＳ
Ｇ膜を形成した段階を示し、同図Ｂは全面に遮光膜を形
成した段階を示す。

【図５】第１実施例に係るイメージセンサの作製方法を
示す製造工程図（その３）であり、遮光膜に受光部開口
を形成した段階を示す。

【図６】第１実施例に係るイメージセンサに対し、斜め
に光が入射した場合の作用を示す説明図である。

【図７】第２実施例に係るイメージセンサの受光部とそ
の周辺を示す断面図である。

【図８】第２実施例に係るイメージセンサの作製方法を
示す製造工程図（その１）であり、同図Ａは転送電極を
含む全面に高融点金属膜を形成した段階を示し、同図Ｂ
は受光部の周辺部のみに高融点金属膜を残す段階を示
す。

【図９】第２実施例に係るイメージセンサの作製方法を
示す製造工程図（その２）であり、同図Ａは全面にＰＳ
Ｇ膜を形成した段階を示し、同図Ｂは全面に遮光膜を形
成した段階を示す。

【図１０】第２実施例に係るイメージセンサの作製方法
を示す製造工程図（その３）であり、遮光膜に受光部開
口を形成した段階を示す。

【図１１】第２実施例に係るイメージセンサに対し、斜
めに光が入射した場合の作用を示す説明図である。

【図１２】従来例に係るイメージセンサの受光部とその
周辺を示す断面図である。

【図１３】従来例に係るイメージセンサに対し、斜めに
光が入射した場合の作用を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 受光部 ２ 垂直転送レジスタ １１ シリコン基板 １４ 転送チャネル領域 １９ ゲート絶縁膜 ２０ 転送電極 ２１ 熱酸化膜 ２２ 高融点金属膜 ２３ ＰＳＧ膜 ２４ 遮光膜

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一基板に光電変換部と転送チャネル領
   域とがそれぞれ配列・形成され、 上記転送チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して転送電
   極が選択的に形成され、 該転送電極を含む全面に層間絶縁膜が形成され、 該層間絶縁膜上に上記転送電極を覆うように遮光膜が形
   成され、 少なくとも上記光電変換部の周辺部に高融点金属膜が介
   在されていることを特徴とする固体撮像素子。
2. 【請求項２】 上記高融点金属膜は、上記転送電極を覆
   うように形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の固体撮像素子。
3. 【請求項３】 上記高融点金属膜は、光電変換部の周辺
   における平坦部にのみ形成されていることを特徴とする
   請求項１記載の固体撮像素子。
4. 【請求項４】 上記高融点金属膜に光吸収率の高い光吸
   収膜が積層されていることを特徴とする請求項１記載の
   固体撮像素子。
5. 【請求項５】 上記高融点金属膜は、その厚みが約３０
   ｎｍ以上，約１００ｎｍ以下であることを特徴とする請
   求項１記載の固体撮像素子。
6. 【請求項６】 同一基板に光電変換部と転送チャネル領
   域がそれぞれ配列・形成され、上記転送チャネル領域上
   にゲート絶縁膜を介して転送電極が選択的に形成された
   固体撮像素子の製法において、 上記転送電極の表面に絶縁膜を形成する工程と、 少なくとも上記光電変換部の周辺部に高融点金属膜を形
   成する工程と、 全面に層間絶縁膜を形成する工程と、 上記転送電極を覆うように遮光膜を形成する工程とを有
   することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
7. 【請求項７】 上記高融点金属膜を下層の上記転送電極
   を覆うように形成することを特徴とする請求項６記載の
   固体撮像素子の製造方法。