JPH0878654A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0878654A JPH0878654A JP6210120A JP21012094A JPH0878654A JP H0878654 A JPH0878654 A JP H0878654A JP 6210120 A JP6210120 A JP 6210120A JP 21012094 A JP21012094 A JP 21012094A JP H0878654 A JPH0878654 A JP H0878654A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体撮像素子において、画素領域の受光部と
オプティカルブラック領域の画素部との暗電流の違いに
よる黒ずれを防止する。 【構成】 撮像部の黒レベルを規定するオプティカルブ
ラック領域４２において、オプティカルブラック領域４
２に形成された遮光膜４３の画素部２′に対応する部分
に開口４４を形成して構成する。
オプティカルブラック領域の画素部との暗電流の違いに
よる黒ずれを防止する。 【構成】 撮像部の黒レベルを規定するオプティカルブ
ラック領域４２において、オプティカルブラック領域４
２に形成された遮光膜４３の画素部２′に対応する部分
に開口４４を形成して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】図５〜図７は、従来のインターライン転
送方式のＣＣＤ固体撮像素子の例を示す。インターライ
ン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１は、図５に示すよう
に、画素となる複数の受光部２がマトリックス状に配列
され、各受光部列の一側にＣＣＤ構造の垂直転送レジス
タ部３が設けられた撮像部４と、撮像部４の下側に配さ
れたＣＣＤ構造の水平転送レジスタ部５と、水平転送レ
ジスタ部５の出力側に接続された出力回路６とを備えて
成る。撮像部４では、受光を必要とする画素領域７と、
黒レベルを規定するための所謂オプティカルブラック領
域８とを有し、このオプティカルブラック領域８と、水
平転送レジスタ部５の全面には、斜線で示すように遮光
膜、例えばＡｌ遮光膜９が形成される。
送方式のＣＣＤ固体撮像素子の例を示す。インターライ
ン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１は、図５に示すよう
に、画素となる複数の受光部２がマトリックス状に配列
され、各受光部列の一側にＣＣＤ構造の垂直転送レジス
タ部３が設けられた撮像部４と、撮像部４の下側に配さ
れたＣＣＤ構造の水平転送レジスタ部５と、水平転送レ
ジスタ部５の出力側に接続された出力回路６とを備えて
成る。撮像部４では、受光を必要とする画素領域７と、
黒レベルを規定するための所謂オプティカルブラック領
域８とを有し、このオプティカルブラック領域８と、水
平転送レジスタ部５の全面には、斜線で示すように遮光
膜、例えばＡｌ遮光膜９が形成される。
【０００３】画素領域７においては、図６（図５のＡ−
Ａ線上の断面図）に示すように構成される。即ち、第１
導電形例えばｎ形のシリコン基板１１上の第１の第２導
電形即ちｐ形のウエル領域１２内に、ｎ形の不純物拡散
領域（即ち信号電荷蓄積層）１３と垂直転送レジスタ部
３を構成するｎ形転送チャネル領域１４及びｐ形チャネ
ルストップ領域１５が形成され、上記ｎ形の不純物拡散
領域１３上にｐ形の正電荷蓄積領域１６が、また、ｎ形
転送チャネル領域１４下に第２のｐ形ウエル領域１７が
夫々形成される。
Ａ線上の断面図）に示すように構成される。即ち、第１
導電形例えばｎ形のシリコン基板１１上の第１の第２導
電形即ちｐ形のウエル領域１２内に、ｎ形の不純物拡散
領域（即ち信号電荷蓄積層）１３と垂直転送レジスタ部
３を構成するｎ形転送チャネル領域１４及びｐ形チャネ
ルストップ領域１５が形成され、上記ｎ形の不純物拡散
領域１３上にｐ形の正電荷蓄積領域１６が、また、ｎ形
転送チャネル領域１４下に第２のｐ形ウエル領域１７が
夫々形成される。
【０００４】ここで、ｎ形の不純物拡散領域１３とｐ形
ウエル領域１２とのｐｎ接合によるフォトダイオードＰ
Ｄによって受光部（光電変換部）２が構成される。
ウエル領域１２とのｐｎ接合によるフォトダイオードＰ
Ｄによって受光部（光電変換部）２が構成される。
【０００５】そして、垂直転送レジスタ部３を構成する
転送チャネル領域１４、チャネルストップ領域１５及び
読み出しゲート部１８上にＳｉＯ2 膜２０を介してＳｉ
3 Ｎ 4 膜２１及びＳｉＯ2 膜２２が順次積層され、この
ＳｉＯ2 膜２０、Ｓｉ3 Ｎ4膜２１及びＳｉＯ2 膜２２
による３層構造のゲート絶縁膜２３上に多結晶シリコン
からなる転送電極２４が形成され、転送チャネル領域１
４、ゲート絶縁膜２３及び転送電極２４により垂直転送
レジスタ部３が構成される。
転送チャネル領域１４、チャネルストップ領域１５及び
読み出しゲート部１８上にＳｉＯ2 膜２０を介してＳｉ
3 Ｎ 4 膜２１及びＳｉＯ2 膜２２が順次積層され、この
ＳｉＯ2 膜２０、Ｓｉ3 Ｎ4膜２１及びＳｉＯ2 膜２２
による３層構造のゲート絶縁膜２３上に多結晶シリコン
からなる転送電極２４が形成され、転送チャネル領域１
４、ゲート絶縁膜２３及び転送電極２４により垂直転送
レジスタ部３が構成される。
【０００６】転送電極２４及び正電荷蓄積領域１６を含
む全面にＰＳＧ（リン・シリケートガラス）からなる層
間絶縁膜２５が積層され、更に転送電極２４上にこの層
間絶縁膜２５を介して遮光膜、例えばＡｌ遮光膜９が選
択的に形成される。Ａｌ遮光膜９には、受光部２から直
接垂直転送レジスタ部３に入射される光（斜めに入射さ
れる光）を阻止するために、受光部２側に一部延長する
はり出し部９ａが一体に設けられる。
む全面にＰＳＧ（リン・シリケートガラス）からなる層
間絶縁膜２５が積層され、更に転送電極２４上にこの層
間絶縁膜２５を介して遮光膜、例えばＡｌ遮光膜９が選
択的に形成される。Ａｌ遮光膜９には、受光部２から直
接垂直転送レジスタ部３に入射される光（斜めに入射さ
れる光）を阻止するために、受光部２側に一部延長する
はり出し部９ａが一体に設けられる。
【０００７】そして、このＡｌ遮光膜９を含む全面上に
例えばプラズマＳｉＮ膜による表面保護膜２７が形成さ
れ、更に、この上に平坦化膜２８を介して表面反射によ
るフレア防止のための黒色染色部２９ａを有する染色層
２９が形成され、この染色層２９上にオンチップマイク
ロレンズ３０が形成される。
例えばプラズマＳｉＮ膜による表面保護膜２７が形成さ
れ、更に、この上に平坦化膜２８を介して表面反射によ
るフレア防止のための黒色染色部２９ａを有する染色層
２９が形成され、この染色層２９上にオンチップマイク
ロレンズ３０が形成される。
【０００８】一方、オプティカルブラック領域８におい
ては、図７（図５のＢ−Ｂ線上の断面図）に示すよう
に、垂直転送レジスタ部３、受光部２が画素領域７と同
様に形成されると共に、Ａｌ遮光膜９が垂直転送レジス
タ部３及び受光部２を含む全面に亘って形成される。ま
た染色層２９の黒色染色部２９ａも全面に亘って形成さ
れる。オプティカルブラック領域８上ではオンチップマ
イクロレンズ３０は形成されず、オンチップマイクロレ
ンズ形成後の材料層３０ａが残る。
ては、図７（図５のＢ−Ｂ線上の断面図）に示すよう
に、垂直転送レジスタ部３、受光部２が画素領域７と同
様に形成されると共に、Ａｌ遮光膜９が垂直転送レジス
タ部３及び受光部２を含む全面に亘って形成される。ま
た染色層２９の黒色染色部２９ａも全面に亘って形成さ
れる。オプティカルブラック領域８上ではオンチップマ
イクロレンズ３０は形成されず、オンチップマイクロレ
ンズ形成後の材料層３０ａが残る。
【０００９】このＣＣＤ固体撮像素子１では、各受光部
２において受光量に応じて光電変換された信号電荷が垂
直転送レジスタ部３に読み出される。そして信号電荷が
垂直転送レジスタ部３内を転送して、一水平ライン毎に
水平転送レジスタ部５に転送され、水平転送レジスタ部
５内を順次転送して出力回路を通じて出力される。
２において受光量に応じて光電変換された信号電荷が垂
直転送レジスタ部３に読み出される。そして信号電荷が
垂直転送レジスタ部３内を転送して、一水平ライン毎に
水平転送レジスタ部５に転送され、水平転送レジスタ部
５内を順次転送して出力回路を通じて出力される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】通常、かかるＣＣＤ固
体撮像素子では、暗電流を低減するために、アニール処
理が行なわれる。ところで、上述したＣＣＤ固体撮像素
子においては、黒レベルを検出するために、オプティカ
ルブラック領域８というＡｌ遮光膜９で遮光された受光
部（つまり画素部）２を設けている。この場合、オプテ
ィカルブラック領域８の受光部２は、画素領域７の受光
部２と異なり、その全面上にＡｌ遮光膜９が設けられて
いるので、暗電流低減のためのアニール処理時に、Ａｌ
遮光膜９中に含まれる水素が拡散し、画素領域７よりも
オプティカルブラック領域８の方が、より暗電流が低減
してしまう。
体撮像素子では、暗電流を低減するために、アニール処
理が行なわれる。ところで、上述したＣＣＤ固体撮像素
子においては、黒レベルを検出するために、オプティカ
ルブラック領域８というＡｌ遮光膜９で遮光された受光
部（つまり画素部）２を設けている。この場合、オプテ
ィカルブラック領域８の受光部２は、画素領域７の受光
部２と異なり、その全面上にＡｌ遮光膜９が設けられて
いるので、暗電流低減のためのアニール処理時に、Ａｌ
遮光膜９中に含まれる水素が拡散し、画素領域７よりも
オプティカルブラック領域８の方が、より暗電流が低減
してしまう。
【００１１】この画素領域７の受光部２とオプティカル
ブラック領域８の受光部２での黒レベルの違いをオプテ
ィカルブラック（ＯＰＢ）段差と呼んでいるが、この結
果、画像としてみたとき、黒くなるべき部分が、本来の
黒にならず、いわゆる黒ずれという現象が起きてしま
う。
ブラック領域８の受光部２での黒レベルの違いをオプテ
ィカルブラック（ＯＰＢ）段差と呼んでいるが、この結
果、画像としてみたとき、黒くなるべき部分が、本来の
黒にならず、いわゆる黒ずれという現象が起きてしま
う。
【００１２】本発明は、上述の点に鑑み、オプティカル
ブラック段差による黒ずれの低減を図った固体撮像素子
を提供するものである。
ブラック段差による黒ずれの低減を図った固体撮像素子
を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】第１の本発明に係る固体
撮像素子は、撮像部４の黒レベルを規定するオプティカ
ルブラック領域４２において、このオプティカルブラッ
ク領域４２に形成された遮光膜４３の画素部２′に対応
する部分に開口４４を有する構成とする。
撮像素子は、撮像部４の黒レベルを規定するオプティカ
ルブラック領域４２において、このオプティカルブラッ
ク領域４２に形成された遮光膜４３の画素部２′に対応
する部分に開口４４を有する構成とする。
【００１４】第２の本発明は、第１の発明の固体撮像素
子において、オプティカルブラック領域４２における画
素部２′に信号電荷蓄積層を形成せず、画素部２′と垂
直転送レジスタ部３との間にチャネルストップ領域４５
を形成した構成とする。
子において、オプティカルブラック領域４２における画
素部２′に信号電荷蓄積層を形成せず、画素部２′と垂
直転送レジスタ部３との間にチャネルストップ領域４５
を形成した構成とする。
【００１５】第３の本発明は、第１の発明の固体撮像素
子において、オプティカルブラック領域４２における画
素部２′の読み出しゲート部１８から離れた位置に信号
電荷蓄積層が形成された構成とする。
子において、オプティカルブラック領域４２における画
素部２′の読み出しゲート部１８から離れた位置に信号
電荷蓄積層が形成された構成とする。
【００１６】
【作用】第１の本発明に係る固体撮像素子においては、
オプティカルブラック領域４２に形成された遮光膜４３
の画素部２′に対応する部分に開口４４を有することに
より、暗電流低減のためのアニール処理時に、画素領域
７とオプティカルブラック領域４２の遮光膜４３中に含
まれる水素量が同程度となり、オプティカルブラック領
域４２の画素部２′と、画素領域７の受光部２との水素
アニール効果（暗電流低減効果）が同程度となる。従っ
て、オプティカルブラック段差が低減する。
オプティカルブラック領域４２に形成された遮光膜４３
の画素部２′に対応する部分に開口４４を有することに
より、暗電流低減のためのアニール処理時に、画素領域
７とオプティカルブラック領域４２の遮光膜４３中に含
まれる水素量が同程度となり、オプティカルブラック領
域４２の画素部２′と、画素領域７の受光部２との水素
アニール効果（暗電流低減効果）が同程度となる。従っ
て、オプティカルブラック段差が低減する。
【００１７】第２の本発明に係る固体撮像素子において
は、第１の発明と同様に、オプティカルブラック領域４
２に形成された遮光膜４３の画素部２′に対応する部分
に開口４４を有するので、オプティカルブラック領域４
２の画素部２′と、画素領域７の受光部２との水素アニ
ール効果が同程度となり、オプティカルブラック段差が
低減する。そして、この発明では、さらに、オプティカ
ルブラック領域４２の画素部２′に信号電荷蓄積層が形
成されないので、この画素部２′に光が透過し、光電変
換により信号電荷（例えば電子）が発生した場合にも、
信号電荷蓄積層がないので、信号電荷は大部分基板１１
側へ排出されるか、再結合により消滅する。
は、第１の発明と同様に、オプティカルブラック領域４
２に形成された遮光膜４３の画素部２′に対応する部分
に開口４４を有するので、オプティカルブラック領域４
２の画素部２′と、画素領域７の受光部２との水素アニ
ール効果が同程度となり、オプティカルブラック段差が
低減する。そして、この発明では、さらに、オプティカ
ルブラック領域４２の画素部２′に信号電荷蓄積層が形
成されないので、この画素部２′に光が透過し、光電変
換により信号電荷（例えば電子）が発生した場合にも、
信号電荷蓄積層がないので、信号電荷は大部分基板１１
側へ排出されるか、再結合により消滅する。
【００１８】更に、この画素部２′と垂直転送レジスタ
部３との間にチャネルストップ領域４５が形成されるこ
とにより、信号電荷の垂直転送レジスタ部３への侵入が
防止される。従って、遮光膜４３に開口４４を形成した
ことによる光入射による問題も同時に解決される。
部３との間にチャネルストップ領域４５が形成されるこ
とにより、信号電荷の垂直転送レジスタ部３への侵入が
防止される。従って、遮光膜４３に開口４４を形成した
ことによる光入射による問題も同時に解決される。
【００１９】第３の本発明に係る固体撮像素子において
は、第１の発明と同様に、オプティカルブラック領域４
２に形成された遮光膜４３の画素部２′に対応する部分
に開口４４を有するので、オプティカルブラック領域４
２の画素部２′と、画素領域７の受光部２との水素アニ
ール効果が同程度となり、オプティカルブラック段差が
低減する。
は、第１の発明と同様に、オプティカルブラック領域４
２に形成された遮光膜４３の画素部２′に対応する部分
に開口４４を有するので、オプティカルブラック領域４
２の画素部２′と、画素領域７の受光部２との水素アニ
ール効果が同程度となり、オプティカルブラック段差が
低減する。
【００２０】そして、この発明ではさらに、画素部２′
の読み出しゲート部１８から離れた位置に信号電荷蓄積
層４６が形成されるので、この画素部２′に光が透過
し、光電変換により信号電荷（例えば電子）が発生した
場合にも、この信号電荷が信号電荷蓄積層４６にトラッ
プされ、拡散されない。しかも、この信号電荷蓄積層４
６は読み出しゲート部１８から離れているため、信号電
荷が垂直転送レジスタ部３に侵入することもない。従っ
て、遮光膜４３に開口４４を形成したことによる光入射
による問題も同時に解決される。
の読み出しゲート部１８から離れた位置に信号電荷蓄積
層４６が形成されるので、この画素部２′に光が透過
し、光電変換により信号電荷（例えば電子）が発生した
場合にも、この信号電荷が信号電荷蓄積層４６にトラッ
プされ、拡散されない。しかも、この信号電荷蓄積層４
６は読み出しゲート部１８から離れているため、信号電
荷が垂直転送レジスタ部３に侵入することもない。従っ
て、遮光膜４３に開口４４を形成したことによる光入射
による問題も同時に解決される。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００２２】図１〜図３は、本発明をインターライン転
送方式のＣＣＤ固体撮像素子に適用した場合である。本
例のインターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子４１
は、図１に示すように、前述と同様に、画素となる複数
の受光部２がマトリックス状に配列され、各受光部列の
一側にＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ部３が設けられた
撮像部４と、撮像部４の下側に配されたＣＣＤ構造の水
平転送レジスタ部５と、水平転送レジスタ部５の出力側
に接続された出力回路６とを備えて成る。撮像部４では
受光を必要とする画素領域７と、黒レベルを規定するた
めの所謂オプティカルブラック領域４２とを有してい
る。水平転送レジスタ部５の全面と、オプティカルブラ
ック領域４２は、斜線で示すように遮光膜例えばＡｌ遮
光膜４３が形成される。
送方式のＣＣＤ固体撮像素子に適用した場合である。本
例のインターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子４１
は、図１に示すように、前述と同様に、画素となる複数
の受光部２がマトリックス状に配列され、各受光部列の
一側にＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ部３が設けられた
撮像部４と、撮像部４の下側に配されたＣＣＤ構造の水
平転送レジスタ部５と、水平転送レジスタ部５の出力側
に接続された出力回路６とを備えて成る。撮像部４では
受光を必要とする画素領域７と、黒レベルを規定するた
めの所謂オプティカルブラック領域４２とを有してい
る。水平転送レジスタ部５の全面と、オプティカルブラ
ック領域４２は、斜線で示すように遮光膜例えばＡｌ遮
光膜４３が形成される。
【００２３】画素領域７においては、図２（図１のＣ−
Ｃ線上の断面図）に示すように構成される。即ち第１導
電形例えばｎ形のシリコン基板１１上の第１の第２導電
形即ちｐ形のウエル領域１２内に、ｎ形の不純物拡散領
域（いわゆる信号電荷蓄積層）１３と、垂直転送レジス
タ部３を構成するｎ形転送チャネル領域１４およびｐ形
チャネルストップ領域１５が形成され、上記ｎ形の不純
物拡散領域１３上にｐ形の正電極蓄積領域１６が、ま
た、ｎ形転送チャネル領域１４下に第２のｐ形ウエル領
域１７が夫々形成される。
Ｃ線上の断面図）に示すように構成される。即ち第１導
電形例えばｎ形のシリコン基板１１上の第１の第２導電
形即ちｐ形のウエル領域１２内に、ｎ形の不純物拡散領
域（いわゆる信号電荷蓄積層）１３と、垂直転送レジス
タ部３を構成するｎ形転送チャネル領域１４およびｐ形
チャネルストップ領域１５が形成され、上記ｎ形の不純
物拡散領域１３上にｐ形の正電極蓄積領域１６が、ま
た、ｎ形転送チャネル領域１４下に第２のｐ形ウエル領
域１７が夫々形成される。
【００２４】ここで、ｎ形の不純物拡散領域１３とｐ形
ウエル領域１２とのｐｎ接合部によるフォトダイオード
ＰＤによって受光部（光電変換部）２が構成される。
ウエル領域１２とのｐｎ接合部によるフォトダイオード
ＰＤによって受光部（光電変換部）２が構成される。
【００２５】そして、垂直転送レジスタ部３を構成する
転送チャネル領域１４、チャネルストップ領域１５及び
読み出しゲート部１８上に、ＳｉＯ2 膜２０を介してＳ
ｉ3Ｎ4 膜２１及びＳｉＯ2 膜２２が順次積層され、こ
のＳｉＯ2 膜２０、Ｓｉ3 Ｎ 4 膜２１及びＳｉＯ2 膜２
２による３層構造のゲート絶縁膜２３上に多結晶シリコ
ンからなる転送電極２４が形成され、転送チャネル領域
１４、ゲート絶縁膜２３及び転送電極２４により垂直転
送レジスタ部３が構成される。
転送チャネル領域１４、チャネルストップ領域１５及び
読み出しゲート部１８上に、ＳｉＯ2 膜２０を介してＳ
ｉ3Ｎ4 膜２１及びＳｉＯ2 膜２２が順次積層され、こ
のＳｉＯ2 膜２０、Ｓｉ3 Ｎ 4 膜２１及びＳｉＯ2 膜２
２による３層構造のゲート絶縁膜２３上に多結晶シリコ
ンからなる転送電極２４が形成され、転送チャネル領域
１４、ゲート絶縁膜２３及び転送電極２４により垂直転
送レジスタ部３が構成される。
【００２６】転送電極２４及び正電荷蓄積領域１６を含
む全面にＰＳＧ（リン・シリケートガラス）からなる層
間絶縁膜２５が積層され、更に転送電極２４上にこの層
間絶縁膜２５を介して遮光膜、例えばＡｌ遮光膜４３が
選択的に形成される。このＡｌ遮光膜４３には、受光部
２から直接垂直転送レジスタ部３に入射される光（斜め
に入射される光）を阻止するために、受光部２側に一部
延長するはり出し部４３ａが一体に設けられる。
む全面にＰＳＧ（リン・シリケートガラス）からなる層
間絶縁膜２５が積層され、更に転送電極２４上にこの層
間絶縁膜２５を介して遮光膜、例えばＡｌ遮光膜４３が
選択的に形成される。このＡｌ遮光膜４３には、受光部
２から直接垂直転送レジスタ部３に入射される光（斜め
に入射される光）を阻止するために、受光部２側に一部
延長するはり出し部４３ａが一体に設けられる。
【００２７】そして、このＡｌ遮光膜４３を含む全面上
に例えばプラズマＳｉＮ膜による表面保護膜２７が形成
され、更に、この上に平坦化膜２８を介して表面反射に
よるフレア防止のための黒色染色部２９ａを有する染色
層２９が形成され、この染色層２９上にオンプチッマイ
クロレンズ３０が形成される。
に例えばプラズマＳｉＮ膜による表面保護膜２７が形成
され、更に、この上に平坦化膜２８を介して表面反射に
よるフレア防止のための黒色染色部２９ａを有する染色
層２９が形成され、この染色層２９上にオンプチッマイ
クロレンズ３０が形成される。
【００２８】しかして、本例においては、特に、オプテ
ィカルブラック領域４２を図３（図１のＤ−Ｄ線上の断
面図）に示すように構成する。即ち、オプティカルブラ
ック領域４２において、そのＡｌ遮光膜４３の画素部
２′に対応する部分に開口４４を形成する。また、この
画素部２′では、第１のｐ形ウエル領域１２に図２で示
す信号電荷蓄積層となるｎ形不純物拡散領域１３を形成
せず、所謂フォトダイオードとしての機能を持たせない
ように構成する。更に、この画素部２′と垂直転送レジ
スタ部３との間の読み出しゲート部に対応する部分にｐ
形のチャネルストップ領域４５を形成する。
ィカルブラック領域４２を図３（図１のＤ−Ｄ線上の断
面図）に示すように構成する。即ち、オプティカルブラ
ック領域４２において、そのＡｌ遮光膜４３の画素部
２′に対応する部分に開口４４を形成する。また、この
画素部２′では、第１のｐ形ウエル領域１２に図２で示
す信号電荷蓄積層となるｎ形不純物拡散領域１３を形成
せず、所謂フォトダイオードとしての機能を持たせない
ように構成する。更に、この画素部２′と垂直転送レジ
スタ部３との間の読み出しゲート部に対応する部分にｐ
形のチャネルストップ領域４５を形成する。
【００２９】オプティカルブラック領域４２の染色層２
９は全てが黒色染色部２９ａで構成される。このオプテ
ィカルブラック領域４２ではオンチップマイクロレンズ
３０は形成されず、オンチップマイクロレンズ形成後の
材料層３０ａが残る。オプティカルブラック領域４２に
おける他の構成は、画素領域７と同様であるので、重複
説明は省略する。
９は全てが黒色染色部２９ａで構成される。このオプテ
ィカルブラック領域４２ではオンチップマイクロレンズ
３０は形成されず、オンチップマイクロレンズ形成後の
材料層３０ａが残る。オプティカルブラック領域４２に
おける他の構成は、画素領域７と同様であるので、重複
説明は省略する。
【００３０】尚、上例では、オプティカルブラック領域
４２におけるＡｌ遮光膜４３の画素部２′に対応する部
分の開口４４を、画素領域７におけるＡｌ遮光膜４３の
受光部２上の開口と同一にした。
４２におけるＡｌ遮光膜４３の画素部２′に対応する部
分の開口４４を、画素領域７におけるＡｌ遮光膜４３の
受光部２上の開口と同一にした。
【００３１】画素領域７側におけるＡｌ遮光膜４３、特
にそのはり出し部４３ａの下面には例えばＴｉＯＮ膜等
による低反射膜を形成するようにしてもよい。このとき
には、斜めの光入射によるはり出し部４３ａとシリコン
表面との間に入射した光の多重反射が減衰し、スミアの
低減が図れる。
にそのはり出し部４３ａの下面には例えばＴｉＯＮ膜等
による低反射膜を形成するようにしてもよい。このとき
には、斜めの光入射によるはり出し部４３ａとシリコン
表面との間に入射した光の多重反射が減衰し、スミアの
低減が図れる。
【００３２】このＣＣＤ固体撮像素子４１では、前述と
同様に、各受光部２において受光量に応じて光電変換さ
れた信号電荷が垂直転送レジスタ部３に読み出される。
そして、信号電荷が垂直転送レジスタ部３内を転送して
一水平ライン毎に水平転送レジスタ部５に転送され、水
平転送レジスタ部５内を順次転送して出力回路６を通じ
て出力される。
同様に、各受光部２において受光量に応じて光電変換さ
れた信号電荷が垂直転送レジスタ部３に読み出される。
そして、信号電荷が垂直転送レジスタ部３内を転送して
一水平ライン毎に水平転送レジスタ部５に転送され、水
平転送レジスタ部５内を順次転送して出力回路６を通じ
て出力される。
【００３３】かかる構成のＣＣＤ固体撮像素子４１によ
れば、オプティカルブラック領域４２において、そのＡ
ｌ遮光膜４３の画素部２′に対応する部分に、画素領域
７の受光部２におけるＡｌ遮光膜４３の開口と同一構造
の開口４４が形成されているので、暗電流低減のための
アニール処理時、Ａｌ遮光膜中に含まれる水素の拡散量
が画素領域７の受光部２とオプティカルブラック領域４
２の画素部２′で同じになり、即ち、水素アニール効果
（暗電流低減効果）が等しくなり、オプティカルブラッ
ク段差が低減し、結果として黒ずれが低減する。
れば、オプティカルブラック領域４２において、そのＡ
ｌ遮光膜４３の画素部２′に対応する部分に、画素領域
７の受光部２におけるＡｌ遮光膜４３の開口と同一構造
の開口４４が形成されているので、暗電流低減のための
アニール処理時、Ａｌ遮光膜中に含まれる水素の拡散量
が画素領域７の受光部２とオプティカルブラック領域４
２の画素部２′で同じになり、即ち、水素アニール効果
（暗電流低減効果）が等しくなり、オプティカルブラッ
ク段差が低減し、結果として黒ずれが低減する。
【００３４】ここで、Ａｌ遮光膜４３の開口４４が受光
部２と画素部２′で同一の場合、染色層２９の黒色染色
部２９ａの光透過率が７〜８％あるために、このままで
は画素部２′に光が透過する。しかし、この画素部２′
では、信号電荷蓄積層となるｎ形不純物拡散領域１３が
形成されていないので、この画素部２′に光が入射し、
光電変換により信号電荷となる電子が発生しても、大部
分の電子は基板１１に排出されるか、再結合により消滅
し、垂直転送レジスタ部３側に侵入しない。
部２と画素部２′で同一の場合、染色層２９の黒色染色
部２９ａの光透過率が７〜８％あるために、このままで
は画素部２′に光が透過する。しかし、この画素部２′
では、信号電荷蓄積層となるｎ形不純物拡散領域１３が
形成されていないので、この画素部２′に光が入射し、
光電変換により信号電荷となる電子が発生しても、大部
分の電子は基板１１に排出されるか、再結合により消滅
し、垂直転送レジスタ部３側に侵入しない。
【００３５】更に、画素部２′と垂直転送レジスタ部３
との間の読み出しゲート部に対応する部分にチャネルス
トップ領域４５を形成することにより、一部電子が残存
しても、このチャネルストップ領域４５によって、確実
に垂直転送レジスタ部３への電子の侵入を防止すること
ができる。
との間の読み出しゲート部に対応する部分にチャネルス
トップ領域４５を形成することにより、一部電子が残存
しても、このチャネルストップ領域４５によって、確実
に垂直転送レジスタ部３への電子の侵入を防止すること
ができる。
【００３６】これによって、オプティカルブラック領域
４２に現われる信号は、垂直転送レジスタ部３へのスミ
ア成分（主にシリコン表面にＡｌ遮光膜４３のはり出し
部４３ａ間の多重反射によるスミア）のみとなり、数１
の条件を満たせば、図３の構成において、黒レベルを検
出することができる。
４２に現われる信号は、垂直転送レジスタ部３へのスミ
ア成分（主にシリコン表面にＡｌ遮光膜４３のはり出し
部４３ａ間の多重反射によるスミア）のみとなり、数１
の条件を満たせば、図３の構成において、黒レベルを検
出することができる。
【００３７】
【数１】ａ×ＶSM＜ｂ
【００３８】但し、ａは黒色染色部２９ａの透過率、Ｖ
SMはスミア信号量、ｂはオプティカルブラック領域４２
の光透過規格値である。
SMはスミア信号量、ｂはオプティカルブラック領域４２
の光透過規格値である。
【００３９】尚、図３のオプティカルブラック領域４２
の構造とした場合、受光部２に比較して、画素部２′で
は信号電荷蓄積層であるｎ形不純物拡散領域１３が存在
しないため、ここで発生する暗電流分だけ画素領域７に
比較してオプティカルブラック領域４２の方が小さくな
るが、ここでの暗電流成分は、垂直転送レジスタ部３で
発生する暗電流成分の約１／１０程度であるので、無視
できる。
の構造とした場合、受光部２に比較して、画素部２′で
は信号電荷蓄積層であるｎ形不純物拡散領域１３が存在
しないため、ここで発生する暗電流分だけ画素領域７に
比較してオプティカルブラック領域４２の方が小さくな
るが、ここでの暗電流成分は、垂直転送レジスタ部３で
発生する暗電流成分の約１／１０程度であるので、無視
できる。
【００４０】上例の図３では、オプティカルブラック領
域４２におけるＡｌ遮光膜４３の画素部２′に対応する
部分の開口４４を、画素領域７の受光部２におけるＡｌ
遮光膜４３の開口と同一としたが、その他、オプティカ
ルブラック領域４２側の開口４４を受光部２側の開口よ
り小さくすることもできる。この場合には画素部２′へ
の光の入射量が少なくなり、光電変換によって発生した
電子の垂直転送レジスタ部３への侵入阻止の確率を更に
高くすることができる。
域４２におけるＡｌ遮光膜４３の画素部２′に対応する
部分の開口４４を、画素領域７の受光部２におけるＡｌ
遮光膜４３の開口と同一としたが、その他、オプティカ
ルブラック領域４２側の開口４４を受光部２側の開口よ
り小さくすることもできる。この場合には画素部２′へ
の光の入射量が少なくなり、光電変換によって発生した
電子の垂直転送レジスタ部３への侵入阻止の確率を更に
高くすることができる。
【００４１】図４は、本発明の他の実施例を示す。本例
は、オプティカルブラック領域４２において、そのＡｌ
遮光膜４３の画素部２′に対応する部分に、図３と同様
の開口４４を形成すると共に、画素部２′のｐ形ウエル
領域１２内に、垂直転送レジスタ部３に隣接する読み出
しゲート部１８より十分離れた位置に小面積の信号電荷
蓄積層となるｎ形不純物拡散領域４６を形成する。その
他の構成は、図３と同様であるので重複説明は省略す
る。
は、オプティカルブラック領域４２において、そのＡｌ
遮光膜４３の画素部２′に対応する部分に、図３と同様
の開口４４を形成すると共に、画素部２′のｐ形ウエル
領域１２内に、垂直転送レジスタ部３に隣接する読み出
しゲート部１８より十分離れた位置に小面積の信号電荷
蓄積層となるｎ形不純物拡散領域４６を形成する。その
他の構成は、図３と同様であるので重複説明は省略す
る。
【００４２】かかる構成のＣＣＤ固体撮像素子によれ
ば、オプティカルブラック領域４２において、そのＡｌ
遮光膜４３の画素部２′に対応する部分に開口４４が形
成されることにより、図３の場合と同様に、暗電流低減
のための水素アニール効果が画素領域７の受光部２とオ
プティカルブラック領域４２の画素部２′で同等とな
り、オプティカルブラック段差が低減し、結果として黒
ずれが低減する。
ば、オプティカルブラック領域４２において、そのＡｌ
遮光膜４３の画素部２′に対応する部分に開口４４が形
成されることにより、図３の場合と同様に、暗電流低減
のための水素アニール効果が画素領域７の受光部２とオ
プティカルブラック領域４２の画素部２′で同等とな
り、オプティカルブラック段差が低減し、結果として黒
ずれが低減する。
【００４３】そして、染色層２９の黒色染色部２９ａを
透過した光によって発生した信号電荷（例えば電子）
は、ｎ形不純物拡散領域４６にトラップされ、拡散され
ることがない。しかも、このｎ形不純物拡散領域４６は
読み出しゲート部１８から十分に離れた位置にあるた
め、ここでトラップされ信号電荷が読み出しゲート部１
８を通して垂直転送レジスタ部３に侵入するのを防止で
きる。
透過した光によって発生した信号電荷（例えば電子）
は、ｎ形不純物拡散領域４６にトラップされ、拡散され
ることがない。しかも、このｎ形不純物拡散領域４６は
読み出しゲート部１８から十分に離れた位置にあるた
め、ここでトラップされ信号電荷が読み出しゲート部１
８を通して垂直転送レジスタ部３に侵入するのを防止で
きる。
【００４４】尚、上例においては、インターライン転送
方式のＣＣＤ固体撮像素子に適用したが、その他、フレ
ームインターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子にも
適用できる。
方式のＣＣＤ固体撮像素子に適用したが、その他、フレ
ームインターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像素子にも
適用できる。
【００４５】
【発明の効果】第１の本発明によれば、画素領域の受光
部とオプティカルブラック領域の画素部との暗電流の違
い（いわゆるオプティカルブラック段差）が低減するの
で、黒ずれを防止することができる。
部とオプティカルブラック領域の画素部との暗電流の違
い（いわゆるオプティカルブラック段差）が低減するの
で、黒ずれを防止することができる。
【００４６】第２の本発明によれば、上記オプティカル
ブラックの低減が図れると共に、更にオプティカルブラ
ック領域の画素部に透過した光により発生した信号電荷
の垂直転送レジスタへの侵入を阻止することができる。
ブラックの低減が図れると共に、更にオプティカルブラ
ック領域の画素部に透過した光により発生した信号電荷
の垂直転送レジスタへの侵入を阻止することができる。
【００４７】第３の本発明によれば、上記オプティカル
ブラック段差の低減が図れると共に、更にオプティカル
ブラック領域の画素部に透過した光により発生した信号
電荷の垂直転送レジスタへの侵入を阻止することができ
る。
ブラック段差の低減が図れると共に、更にオプティカル
ブラック領域の画素部に透過した光により発生した信号
電荷の垂直転送レジスタへの侵入を阻止することができ
る。
【図１】本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の一例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】図１のＣ−Ｃ線上の断面図である。
【図３】図１のＤ−Ｄ線上の断面図である。
【図４】本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の他の例を示
す要部の断面図である。
す要部の断面図である。
【図５】従来例に係るＣＣＤ固体撮像素子の構成図であ
る。
る。
【図６】図５のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線上の断面図である。
１，４１ ＣＣＤ固体撮像素子 ２ 受光部 ２′ 画素部 ３ 垂直転送レジスタ部 ４ 撮像部 ５ 水平転送レジスタ部 ６ 出力回路部 ７ 画素領域 ８，４２ オプティカルブラック領域 ９，４３ Ａｌ遮光膜 １１ シリコン基板 １２，１７ ウエル領域 １３ 不純物拡散領域 １４ 転送チャネル領域 １５，４５ チャネルストップ領域 ２３ ゲート絶縁膜 ２４ 転送電極 ２９ 染色層 ２９ａ 黒色染色部 ３０ オンチップマイクロレンズ ４４ 開口 ４６ 信号電荷蓄積層
Claims (3)
- 【請求項１】 撮像部の黒レベルを規定するオプティカ
ルブラック領域において、該オプティカルブラック領域
に形成された遮光膜の画素部に対応する部分に開口を有
することを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 上記オプティカルブラック領域における
上記画素部に信号電荷蓄積層を形成せず、上記画素部と
垂直転送レジスタ部との間にチャネルストップ領域を形
成して成ることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像
素子。 - 【請求項３】 上記オプティカルブラック領域における
画素部の読出ゲート部から離れた位置に信号電荷蓄積層
が形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の固
体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6210120A JPH0878654A (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6210120A JPH0878654A (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878654A true JPH0878654A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16584132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6210120A Pending JPH0878654A (ja) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0878654A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100502620B1 (ko) * | 2000-02-17 | 2005-07-22 | 샤프 가부시키가이샤 | 고체촬상장치 |
| KR100712154B1 (ko) * | 1999-05-31 | 2007-05-02 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고체 촬상 장치 |
| US7335963B2 (en) * | 2004-08-25 | 2008-02-26 | Micron Technology, Inc. | Light block for pixel arrays |
| JP2009111427A (ja) * | 1996-07-12 | 2009-05-21 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法およびこれを用いたカメラ |
-
1994
- 1994-09-02 JP JP6210120A patent/JPH0878654A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009111427A (ja) * | 1996-07-12 | 2009-05-21 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法およびこれを用いたカメラ |
| KR100712154B1 (ko) * | 1999-05-31 | 2007-05-02 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고체 촬상 장치 |
| KR100502620B1 (ko) * | 2000-02-17 | 2005-07-22 | 샤프 가부시키가이샤 | 고체촬상장치 |
| US7335963B2 (en) * | 2004-08-25 | 2008-02-26 | Micron Technology, Inc. | Light block for pixel arrays |
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