JPH10135442A - Solid state imaging element - Google Patents

Solid state imaging element

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JPH10135442A
JPH10135442A JP8292148A JP29214896A JPH10135442A JP H10135442 A JPH10135442 A JP H10135442A JP 8292148 A JP8292148 A JP 8292148A JP 29214896 A JP29214896 A JP 29214896A JP H10135442 A JPH10135442 A JP H10135442A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge transfer
transfer electrodes
photoelectric conversion
state imaging
wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP8292148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomihiro Yamaguchi
富大 山口
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH10135442A publication Critical patent/JPH10135442A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state imaging element which suppresses small the step caused due to overlapping of charge transfer electrodes, and does not cause the potential pocket, and does not reduce the effective are of the photoelectric conversion element. SOLUTION: A vertical charge transfer part has a first through fourth charge transfer electrodes 5-8 arranged at the side of each of photoelectric conversion elements 1. Both ends of each of the first and third transfer electrodes 5, 7 cover both ends of each of the second and fourth charge transfer electrodes 6, 8. The first and fourth transfer electrodes 5, 8 extend between the conversion elements 1 orthogonally to the array of the change transfer electrodes to form wirings 5L, 8L. On the first an third charge transfer electrodes 5, 7, a first and second metal wirings 17, 19 are formed to cover each transfer electrode therewith.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、各光電変換素子
の電荷を電荷転送素子(Charge Couped Device)によっ
て転送して取り出す固体撮像素子に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solid-state imaging device in which electric charges of each photoelectric conversion element are transferred and taken out by a charge transfer device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの急速な
普及に伴い、画像入力用カメラやデジタルスチールカメ
ラの需要が高まって来ている。これらのカメラの初期の
頃には、固体撮像素子としてビデオカメラ用のものが転
用されていた。
2. Description of the Related Art In recent years, with the rapid spread of personal computers, demand for image input cameras and digital still cameras has been increasing. In the early days of these cameras, those for video cameras were diverted as solid-state imaging devices.

【0003】しかしながら、ビデオカメラ用の固体撮像
素子は、TV表示に対応したインターレース方式を適用
しているので、最近になってパーソナルコンピュータに
要求される高い解像度を満たせなかった。このため、イ
ンターレース方式よりも解像度が高い全画素読み出し方
式(ノンインターレース方式)が採用されている。
However, since the solid-state image pickup device for a video camera employs an interlaced system corresponding to TV display, it has not been possible recently to satisfy the high resolution required for a personal computer. For this reason, an all-pixel reading method (non-interlacing method) having a higher resolution than the interlacing method is adopted.

【0004】この全画素読み出し方式は、全ての各画素
のデータを1度に読み出す方式であって、1画像の情報
をそのまま取り出すので、1画像における上下の情報を
混合するインターレース方式と比較すると、この全画素
読み出し方式の方が解像度の点で優れている。
This all-pixel readout method is a method of reading out all the data of each pixel at once, and extracts the information of one image as it is. Therefore, compared with the interlace method of mixing upper and lower information in one image, This all-pixel readout method is superior in resolution.

【0005】この全画素読み出し方式の固体撮像素子の
場合、光電変換素子の電荷を転送して取り出すには、1
つの光電変換素子に対して3つ以上の電荷転送電極を割
り当てる必要があり、例えば1つの光電変換素子に対し
て3つの電荷転送電極を割り当てた3相駆動方式の固体
撮像素子、あるいは1つの光電変換素子に対して4つの
電荷転送電極を与えた4相駆動方式の固体撮像素子が開
発されている。
[0005] In the case of the solid-state image pickup device of the all-pixel readout method, in order to transfer and extract the electric charge of the photoelectric conversion element, 1
It is necessary to allocate three or more charge transfer electrodes to one photoelectric conversion element. For example, a three-phase driving solid-state imaging device in which three charge transfer electrodes are allocated to one photoelectric conversion element, or one photoelectric transfer element A four-phase drive type solid-state imaging device in which four charge transfer electrodes are provided for a conversion device has been developed.

【0006】これらの3相駆動方式と4相駆動方式を比
較すると、電荷転送電極の実効面積は、4相駆動方式の
方が広く、3相駆動方式の略1.5倍程である、このた
めに4相駆動方式の方が非常に有利である。
Comparing the three-phase driving method and the four-phase driving method, the effective area of the charge transfer electrode is larger in the four-phase driving method and about 1.5 times that in the three-phase driving method. Therefore, the four-phase driving method is very advantageous.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記3
相駆動方式は、例えば図14に示す様に3つの各電荷転
送電極101,102,103を積層する構造を有す部位
があり、同様に4相駆動方式は、例えば図15に示す様
に4つの各電荷転送電極111,112,113,114
を積層する構造を有する部位があるため、各電荷転送電
極の重なった箇所に大きな段差を生じ、この部位で電荷
転送電極が切れ易く、固体撮像装置の歩留まりが低下す
ると言う問題があった。
However, the above 3)
The phase drive method has a portion having a structure in which three charge transfer electrodes 101, 102, and 103 are stacked as shown in FIG. 14, for example. Similarly, the four-phase drive method has a structure in which four charge transfer electrodes 101, 102 and 103 are stacked as shown in FIG. Charge transfer electrodes 111, 112, 113, 114
Since there is a portion having a structure in which the charge transfer electrodes are stacked, a large step is generated at a portion where the charge transfer electrodes overlap, and there is a problem that the charge transfer electrodes are easily cut at these portions and the yield of the solid-state imaging device is reduced.

【0008】この様な問題を解決するために、本願発明
の出願人は、先に特願平5−26555号(特開平6−
244402号公報)を出願している。ここでは、3相
駆動方式の装置を提案しており、各ゲート電極(電荷転
送電極)を1層のポリシリコン膜から形成し、これらの
ゲート電極を分離している。したがって、各ゲート電極
は、相互に重なり合わず、このために大きな段差を生ぜ
ずに済み、ゲート電極の切れを防止することができる。
In order to solve such a problem, the applicant of the present invention has previously filed Japanese Patent Application No. 5-26555 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
244402). Here, a three-phase drive type device is proposed, in which each gate electrode (charge transfer electrode) is formed from a single polysilicon film, and these gate electrodes are separated. Therefore, the respective gate electrodes do not overlap each other, so that a large step is not generated, and disconnection of the gate electrode can be prevented.

【0009】ところが、この様に各ゲート電極を分離し
て形成した場合、各ゲート電極間のギャップにポテンシ
ャルポケットが発生するので、このポテンシャルポケッ
トによって転送電荷が劣化すると言う問題を生じた
(「単層電極4相CCDの検討」1996年テレビジョ
ン学会年次大会報告,pp5−6,1996)。
However, when each gate electrode is formed in such a manner as described above, a potential pocket is generated in a gap between the gate electrodes, so that there is a problem that the transfer charge is deteriorated by the potential pocket. Investigation of Four-Phase CCD with Layered Electrodes ", 1996 Annual Conference of the Institute of Television Engineers of Japan, pp5-6, 1996).

【0010】あるいは、図16及び図17に示す様な構
造のものが考えられる。ここでは、各光電変換部121
(それぞれが2つのフォトダイオードからなる)毎に、
光電変換部121の側方に、第1、第2、第3及び第4
電荷転送電極122,123,124,125を配列し、
これらの電荷転送電極122〜125の端部を相互に重
ね合わせ、第1及び第4電荷転送電極122,125を
各電荷転送電極の配列とは直交する方向で各光電変換部
121間に延ばして各配線122L,125Lを形成し、
各クロックパルスφ2,φ5を印加すると共に、第2及び
第3電荷転送電極123,124を同方向で光電変換部
121を横切る様に延ばして各配線123L,124Lを
形成し、各クロックパルスφ3,φ4を印加している。
Alternatively, a structure as shown in FIGS. 16 and 17 can be considered. Here, each photoelectric conversion unit 121
(Each consisting of two photodiodes)
The first, second, third, and fourth sides of the photoelectric conversion unit 121
The charge transfer electrodes 122, 123, 124, 125 are arranged,
The ends of these charge transfer electrodes 122 to 125 are overlapped with each other, and the first and fourth charge transfer electrodes 122 and 125 are extended between the photoelectric conversion units 121 in a direction orthogonal to the arrangement of the charge transfer electrodes. Forming each wiring 122L, 125L,
Each clock pulse φ2, φ5 is applied, and the second and third charge transfer electrodes 123, 124 are extended in the same direction so as to cross the photoelectric conversion unit 121 to form wirings 123L, 124L. φ4 is applied.

【0011】この場合、2つの電荷転送電極の端部が重
なり合うだけであるから、各電荷転送電極の段差が図1
4及び図15に示すのものと比較して小さくなり、かつ
各電荷転送電極間にポテンシャルポケットを生ぜずに済
む。
In this case, since the ends of the two charge transfer electrodes only overlap, the step of each charge transfer electrode is different from that in FIG.
4 and FIG. 15, and the potential pocket is not generated between the charge transfer electrodes.

【0012】しかしながら、第2及び第3電荷転送電極
123,124が光電変換部121を横切るので、光電
変換部121の有効面積が小さくなって、入射する光量
が低下してしまう。
However, since the second and third charge transfer electrodes 123 and 124 cross the photoelectric conversion unit 121, the effective area of the photoelectric conversion unit 121 is reduced, and the amount of incident light is reduced.

【0013】なお、図17に示す様に光電変換部121
が2つのフォトダイオードからなるものでなく、図18
に示す様に光電変換部121が単体のフォトダイオード
からなる場合も、同様のことが言える。
Incidentally, as shown in FIG.
Is not composed of two photodiodes, and FIG.
The same can be said for the case where the photoelectric conversion unit 121 is formed of a single photodiode as shown in FIG.

【0014】そこで、この発明は、この様な従来技術の
課題を解決するものであって、各電荷転送電極の重なり
によって生じる段差を小さく抑え、ポテンシャルポケッ
トを生じること無く、かつ光電変換素子の有効面積の縮
小を招くことが無い固体撮像素子を提供することを目的
とする。
Accordingly, the present invention is to solve such a problem of the prior art, and suppresses the step caused by the overlapping of the charge transfer electrodes to be small, without generating a potential pocket, and effectively using the photoelectric conversion element. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that does not reduce the area.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、複数の光電変換素子を配列すると共
に、これらの光電変換素子の側方に複数の電荷転送電極
を配列し、各光電変換素子毎に、光電変換素子の一端か
ら他端に至る範囲で、第1、第2、第3及び第4電荷転
送電極を順次配列し、1つの光電変換素子に対して4つ
の電荷転送電極を割り当ててなる固体撮像素子におい
て、遮光性を有する第1及び第2配線を各電荷転送電極
の上方に配して、これらの電荷転送電極を覆い、各光電
変換素子毎に、第1配線を第2及び第3電荷転送電極の
うちの一方に接続すると共に、第2配線を第1配線のコ
ンタクト孔を通じて他方に接続し、各光電変換素子毎
に、第1及び第4電荷転送電極を各電荷転送電極の配列
とは直交する方向で各光電変換素子間に延ばして、第1
及び第4電荷転送電極の配線を形成している。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of arranging a plurality of photoelectric conversion elements and arranging a plurality of charge transfer electrodes beside these photoelectric conversion elements. The first, second, third, and fourth charge transfer electrodes are sequentially arranged in a range from one end of the photoelectric conversion element to the other end for each photoelectric conversion element, and four charge transfer electrodes are provided for one photoelectric conversion element. In a solid-state imaging device to which electrodes are assigned, first and second wirings having a light-shielding property are arranged above each charge transfer electrode to cover these charge transfer electrodes, and a first wiring is provided for each photoelectric conversion element. Is connected to one of the second and third charge transfer electrodes, the second wiring is connected to the other through the contact hole of the first wiring, and the first and fourth charge transfer electrodes are connected to each photoelectric conversion element. Each light in a direction orthogonal to the arrangement of each charge transfer electrode It is extended between the transducer, the first
And the wiring of the fourth charge transfer electrode.

【0016】この様な構成によれば、第2及び第3電荷
転送電極は、各電荷転送電極を覆う第1及び第2配線に
接続されるので、これらの電荷転送電極に該各配線を通
じてクロックパルスを印加することができる。また、第
1及び第4電荷転送電極は、各光電変換素子間に延ばさ
れ、該各電荷転送電極の配線となるので、これらの電荷
転送電極に該各配線を通じてクロックパルスを印加する
ことができる。
According to such a configuration, the second and third charge transfer electrodes are connected to the first and second wirings covering the respective charge transfer electrodes, so that these charge transfer electrodes are clocked through the respective wirings. A pulse can be applied. Further, since the first and fourth charge transfer electrodes extend between the photoelectric conversion elements and serve as wirings for the respective charge transfer electrodes, it is possible to apply a clock pulse to these charge transfer electrodes through the respective wirings. it can.

【0017】これらの電荷転送電極の配線は、いずれも
光電変換素子を横切らないので、光電変換素子の有効面
積の縮小を招くことが無い。
Since the wiring of these charge transfer electrodes does not cross the photoelectric conversion element, the effective area of the photoelectric conversion element is not reduced.

【0018】また、この様な構成を採用したことから、
第1、第2、第3及び第4電荷転送電極を2つの導電層
から形成し、第1及び第3電荷転送電極を一方の導電層
から形成すると共に、第2及び第4電荷転送電極を他方
の導電層から形成し、隣接する同士で、それぞれの電荷
転送電極の端部を相互に重なり合わせることができる。
Further, since such a configuration is adopted,
The first, second, third and fourth charge transfer electrodes are formed from two conductive layers, the first and third charge transfer electrodes are formed from one conductive layer, and the second and fourth charge transfer electrodes are formed. The end portions of the charge transfer electrodes formed of the other conductive layer and adjacent to each other can overlap each other.

【0019】この場合、隣接する2つの電荷転送電極の
端部が重なるだけであるから、その段差を小さく抑える
ことができ、また各電荷転送電極の端部が相互に重なり
合うので、ポテンシャルポケットの発生を防ぐことがで
きる。
In this case, since only the ends of two adjacent charge transfer electrodes overlap, the step can be suppressed to a small level. Further, since the ends of the charge transfer electrodes overlap each other, a potential pocket is generated. Can be prevented.

【0020】また、第2配線を第2及び第3電荷転送電
極のうちの他方に接続するために形成された第1配線の
コンタクト孔は、第2配線によって覆われ遮光される様
にしても良い。
Further, the contact hole of the first wiring formed to connect the second wiring to the other of the second and third charge transfer electrodes may be covered with the second wiring and shielded from light. good.

【0021】更に、第1配線を高融点の金属材料から形
成しても良い。
Further, the first wiring may be formed from a high melting point metal material.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0023】図1は、この発明の固体撮像素子の一実施
形態を示す平面図である。また、図2は図1におけるA
−A’に沿い破断して示す断面図、図3は図1における
B−B’に沿い破断して示す断面図、図4は図1におけ
るC−C’に沿い破断して示す断面図、図5は図1にお
けるD−D’に沿い破断して示す断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the solid-state imaging device of the present invention. FIG. 2 shows A in FIG.
1; FIG. 3 is a sectional view taken along line BB 'in FIG. 1; FIG. 4 is a sectional view taken along line CC' in FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along the line DD ′ in FIG.

【0024】これらの図から明らかな様に、この固体撮
像素子においては、複数の光電変換素子(フォトダイオ
ード)1をマトリックス状に配列し、各光電変換素子1
からなる各列の側方に各垂直電荷転送部2を設けてい
る。
As is apparent from these figures, in this solid-state imaging device, a plurality of photoelectric conversion elements (photodiodes) 1 are arranged in a matrix, and each photoelectric conversion element 1
Each vertical charge transfer section 2 is provided on the side of each column composed of.

【0025】各光電変換素子1及び各垂直電荷転送部2
は、半導体基板3の表面近傍に形成されたものであり、
この半導体基板3の表面を第1絶縁膜4によって被覆し
ている。
Each photoelectric conversion element 1 and each vertical charge transfer section 2
Is formed in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 3,
The surface of the semiconductor substrate 3 is covered with a first insulating film 4.

【0026】垂直電荷転送部2は、各光電変換素子1毎
に、光電変換素子1の側方に配列された第1、第2、第
3及び第4電荷転送電極5,6,7,8を有している。
The vertical charge transfer section 2 includes, for each photoelectric conversion element 1, first, second, third and fourth charge transfer electrodes 5, 6, 7, 8 arranged on the side of the photoelectric conversion element 1. have.

【0027】第2及び第4電荷転送電極6,8は、図6
(a)に示す様に第1ポリシリコン膜9(電極として使
用するため、例えば高濃度のP(リン)がドープされて
いる)を第1絶縁膜4上に形成してから、この第1ポリ
シリコン膜9を図7に示す様にパターニングし、この上
を図6(b)に示す様にゲート絶縁膜11によって被覆
したものである。この状態では、第2電荷転送電極6が
島状となって孤立している。
The second and fourth charge transfer electrodes 6 and 8 correspond to FIG.
As shown in (a), a first polysilicon film 9 (for example, doped with a high concentration of P (phosphorus) for use as an electrode) is formed on the first insulating film 4 and then the first polysilicon film 9 is formed. The polysilicon film 9 is patterned as shown in FIG. 7, and is covered with a gate insulating film 11 as shown in FIG. 6B. In this state, the second charge transfer electrode 6 has an island shape and is isolated.

【0028】また、第1及び第3電荷転送電極5,7
は、図8(a)に示す様に第2ポリシリコン膜12(第
1ポリシリコン膜9と同様に、電極として使用するた
め、例えば高濃度のP(リン)がドープされている)を
第2及び第4電荷転送電極6,8上に形成してから、こ
の第2ポリシリコン膜12を図9に示す様にパターニン
グし、この上を図8(b)に示す様にゲート絶縁膜13
によって被覆したものである。この状態では、第3電荷
転送電極7が島状となって孤立している。
The first and third charge transfer electrodes 5, 7
As shown in FIG. 8A, the second polysilicon film 12 (for example, high-concentration P (phosphorus) is doped for use as an electrode, like the first polysilicon film 9), After being formed on the second and fourth charge transfer electrodes 6 and 8, the second polysilicon film 12 is patterned as shown in FIG. 9, and the gate insulating film 13 is formed thereon as shown in FIG.
Coated with In this state, the third charge transfer electrodes 7 are island-shaped and isolated.

【0029】図3から明らかな様に、第1及び第3電荷
転送電極5,7の両端は、第2及び第4電荷転送電極6,
8の両端に覆い被さっている。このため、各電荷転送電
極5〜8間には、ギャップが存在せず、ポテンシャルポ
ケットも生じない。
As is apparent from FIG. 3, both ends of the first and third charge transfer electrodes 5, 7 are connected to the second and fourth charge transfer electrodes 6, 7, respectively.
8 covers both ends. For this reason, no gap exists between the charge transfer electrodes 5 to 8, and no potential pocket occurs.

【0030】第1及び第3電荷転送電極5,7上には、
第2絶縁膜14を形成する。そして、図10に示す様な
マスクパターンで、各第1コンタクト孔15及び各第2
コンタクト孔16を第2絶縁膜14及び各ゲート絶縁膜
11,13に形成してから、高融点の金属膜(例えばW
−Si)を図11に示す様にパターニングして、第1金
属配線17を形成すると共に、この第1金属膜17に各
第2コンタクト孔16を形成する。この第1金属配線1
7は、各第1コンタクト孔15を通じて各光電変換素子
1の第2電荷転送電極6にシャントされる。この第1金
属配線17を介してクロック信号φ6を各第2電荷転送
電極6に加える。
On the first and third charge transfer electrodes 5, 7,
The second insulating film 14 is formed. Then, each of the first contact holes 15 and each of the second contact holes 15 are formed with a mask pattern as shown in FIG.
After the contact holes 16 are formed in the second insulating film 14 and the gate insulating films 11 and 13, a high-melting metal film (for example, W
−Si) is patterned as shown in FIG. 11 to form first metal wirings 17 and second contact holes 16 in the first metal film 17. This first metal wiring 1
7 is shunted to the second charge transfer electrode 6 of each photoelectric conversion element 1 through each first contact hole 15. The clock signal φ 6 is applied to each second charge transfer electrode 6 via the first metal wiring 17.

【0031】第1金属配線17の上には、第3絶縁膜1
8を形成する。そして、図12に示す様なマスクパター
ンで、各第2コンタクト孔16を第3絶縁膜18に形成
してから、金属膜(例えばAl)を図13に示す様にパ
ターニングして、第2金属配線19を形成する。この第
2金属配線19は、各第2コンタクト孔16を通じて各
光電変換素子1の第3電荷転送電極7にシャントされ
る。この第2金属配線19を介してクロック信号φ7を
各第3電荷転送電極7に加える。
The third insulating film 1 is formed on the first metal wiring 17.
8 is formed. Then, after forming each second contact hole 16 in the third insulating film 18 with a mask pattern as shown in FIG. 12, a metal film (eg, Al) is patterned as shown in FIG. The wiring 19 is formed. This second metal wiring 19 is shunted to the third charge transfer electrode 7 of each photoelectric conversion element 1 through each second contact hole 16. A clock signal φ7 is applied to each third charge transfer electrode 7 via the second metal wiring 19.

【0032】一方、図1から明らかな様に、第1及び第
4電荷転送電極5,8は、各電荷転送電極の配列とは直
交する方向で各光電変換素子1間に延びて、各配線5L,
8Lとなる。これらの配線5L,8Lを介して各クロック信
号φ5, φ8を各光電変換素子1の第1及び第4電荷転送
電極5,8に加える。
On the other hand, as is apparent from FIG. 1, the first and fourth charge transfer electrodes 5 and 8 extend between the photoelectric conversion elements 1 in a direction orthogonal to the arrangement of the charge transfer electrodes, and 5L,
8L. The clock signals φ5 and φ8 are applied to the first and fourth charge transfer electrodes 5 and 8 of each photoelectric conversion element 1 via these wirings 5L and 8L.

【0033】この様な構成において、第1、第2、第3
及び第4電荷転送電極5,6,7,8にそれぞれの位相の
各クロック信号φ5, φ6, φ7, φ8を加えると、1列の
各光電変換素子1の電荷が垂直電荷転送部2を通じて転
送されていく。
In such a configuration, the first, second and third
When the clock signals φ5, φ6, φ7, φ8 of the respective phases are added to the fourth charge transfer electrodes 5, 6, 7, 8 respectively, the charges of the photoelectric conversion elements 1 in one row are transferred through the vertical charge transfer unit 2. Will be done.

【0034】なお、ここでは、各第1コンタクト孔15
及び各第2コンタクト孔16を第2絶縁膜14及び各ゲ
ート絶縁膜11,13に形成し、この後に各第2コンタ
クト孔16を第3絶縁膜18に形成しているが、この代
わりに、各第1コンタクト孔15のみを第2絶縁膜14
及びゲート絶縁膜11に形成し、この後に各第2コンタ
クト孔16を第3絶縁膜18、第2絶縁膜14及びゲー
ト絶縁膜13に形成しても構わない。
Here, each of the first contact holes 15
And the second contact holes 16 are formed in the second insulating film 14 and the gate insulating films 11 and 13, and thereafter, the second contact holes 16 are formed in the third insulating film 18. Only the first contact holes 15 are formed in the second insulating film 14.
After that, the second contact holes 16 may be formed in the third insulating film 18, the second insulating film 14, and the gate insulating film 13.

【0035】この実施形態の固体撮像素子においては、
図14及び図15に示す従来のものの様に各電荷転送電
極が光電変換素子を横切ることは無く、入射する光量が
低下せずに済む。
In the solid-state imaging device of this embodiment,
Unlike the conventional device shown in FIGS. 14 and 15, each charge transfer electrode does not cross the photoelectric conversion element, and the amount of incident light does not decrease.

【0036】また、先に述べた様に第1及び第3電荷転
送電極5,7の両端を第2及び第4電荷転送電極6,8の
両端に覆い被せているから、各電荷転送電極5〜8間に
は、ギャップが存在せず、ポテンシャルポケットも生じ
ない。
Further, as described above, since both ends of the first and third charge transfer electrodes 5 and 7 are covered over both ends of the second and fourth charge transfer electrodes 6 and 8, respectively. There is no gap and no potential pocket between # 8.

【0037】更に、各電荷転送電極5〜8を2層の第1
及び第2ポリシリコン膜9,12から形成しているた
め、これらの電荷転送電極5〜8の段差が図14及び図
15に示す従来のものと比較して小さくて済み、電荷転
送電極は勿論のこと、この段差に覆い被さる他の層の切
れを防ぐことができる。
Further, each of the charge transfer electrodes 5 to 8 is formed by a two-layer first
And the second polysilicon films 9 and 12, the steps of these charge transfer electrodes 5 to 8 can be smaller than those of the prior art shown in FIGS. That is, it is possible to prevent the other layer covering the step from being cut.

【0038】また、第1及び第2金属配線16,19
は、遮光性を有し、各電荷転送電極への光を遮ってい
る。また、第1金属配線16に形成された各第1コンタ
クト孔15は、第2金属配線19によって覆われるの
で、これらの第1コンタクト孔15を通じて各電荷転送
電極へと光が入射することは無い。この様な遮光によっ
て、スミアの発生が防止される。
The first and second metal wirings 16, 19
Has a light-shielding property and blocks light to each charge transfer electrode. Further, since each first contact hole 15 formed in the first metal wiring 16 is covered by the second metal wiring 19, light does not enter each charge transfer electrode through these first contact holes 15. . The occurrence of smear is prevented by such light shielding.

【0039】なお、本願発明は、上記実施形態に限定さ
れるものでなく、様々な変形が可能である。例えば、各
電荷転送電極や各金属配線の形状を変形したり、基板、
各電荷転送電極、各金属配線、各絶縁膜等の材質を適宜
に選択して変更しても構わない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, deforming the shape of each charge transfer electrode or each metal wiring,
The material of each charge transfer electrode, each metal wiring, each insulating film, and the like may be appropriately selected and changed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明した様に、この発明の固体撮像
装置によれば、遮光性を有する第1及び第2配線によっ
て各電荷転送電極を覆い、各光電変換素子毎に、第1及
び第2配線を第2及び第3電荷転送電極に接続し、各光
電変換素子毎に、第1及び第4電荷転送電極を各電荷転
送電極の配列とは直交する方向で各光電変換素子間に延
ばして、第1及び第4電荷転送電極の配線を形成してい
る。
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, each charge transfer electrode is covered by the first and second wirings having light shielding properties, and the first and second wirings are provided for each photoelectric conversion element. Two wires are connected to the second and third charge transfer electrodes, and for each photoelectric conversion element, the first and fourth charge transfer electrodes are extended between the photoelectric conversion elements in a direction orthogonal to the arrangement of the charge transfer electrodes. Thus, wirings for the first and fourth charge transfer electrodes are formed.

【0041】これらの電荷転送電極の配線は、いずれも
光電変換素子を横切らず、光電変換素子の有効面積の縮
小を招くことが無い。
None of these wirings of the charge transfer electrodes cross the photoelectric conversion element, and the effective area of the photoelectric conversion element is not reduced.

【0042】また、この様な構成を採用したことから、
相互に隣接する同士のみで、第1、第2、第3及び第4
電荷転送電の端部を重なり合わせることができ、これに
伴い、各電荷転送電極の重なりによって生じる段差を小
さく抑えたり、ポテンシャルポケットの発生を防ぐこと
ができる。
Also, since such a configuration is adopted,
First, second, third, and fourth
The ends of the charge transfer electrodes can be overlapped, and accordingly, the step caused by the overlap of the charge transfer electrodes can be suppressed to a small level, and the generation of potential pockets can be prevented.

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

【図1】この発明の固体撮像素子の一実施形態を示す平
面図
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】図1におけるA−A’に沿い破断して示す断面
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA ′ in FIG.

【図3】図1におけるB−B’に沿い破断して示す断面
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB ′ in FIG. 1;

【図4】図1におけるC−C’に沿い破断して示す断面
FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 1;

【図5】図1におけるD−D’に沿い破断して示す断面
FIG. 5 is a sectional view taken along line DD ′ in FIG. 1;

【図6】(a)は図1における第2及び第4電荷転送電
極を形成するための第1ポリシリコン膜の積層状態を示
す断面図、(b)は第2及び第4電荷転送電極を示す断
面図
6A is a cross-sectional view showing a stacked state of a first polysilicon film for forming second and fourth charge transfer electrodes in FIG. 1, and FIG. 6B is a sectional view showing the second and fourth charge transfer electrodes. Cross section shown

【図7】図1の固体撮像素子における第2及び第4電荷
転送電極のパターンを示す平面図
FIG. 7 is a plan view showing patterns of second and fourth charge transfer electrodes in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図8】(a)は図1の固体撮像素子における第1及び
第3電荷転送電極を形成するための第2ポリシリコン膜
の積層状態を示す断面図、(b)は第1及び第3電荷転
送電極を示す断面図
8A is a cross-sectional view showing a stacked state of a second polysilicon film for forming first and third charge transfer electrodes in the solid-state imaging device of FIG. 1, and FIG. Sectional view showing charge transfer electrodes

【図9】図1の固体撮像素子における第1及び第3電荷
転送電極のパターンを示す平面図
FIG. 9 is a plan view showing patterns of first and third charge transfer electrodes in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図10】図1の固体撮像素子における第1及び第2コ
ンタクト孔を形成するためのマスクパターンを示す平面
FIG. 10 is a plan view showing a mask pattern for forming first and second contact holes in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図11】図1の固体撮像素子における第1金属配線を
示す平面図
FIG. 11 is a plan view showing a first metal wiring in the solid-state imaging device in FIG. 1;

【図12】図1の固体撮像素子における第2コンタクト
孔を形成するためのマスクパターンを示す平面図
FIG. 12 is a plan view showing a mask pattern for forming a second contact hole in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図13】図1の固体撮像素子における第2金属配線を
示す平面図
FIG. 13 is a plan view showing a second metal wiring in the solid-state imaging device of FIG. 1;

【図14】従来の3相駆動方式の固体撮像装置を破断し
て示す断面図
FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional solid-state imaging device of a three-phase driving method, which is cut away.

【図15】従来の4相駆動方式の固体撮像装置を破断し
て示す断面図
FIG. 15 is a cross-sectional view of a conventional solid-state imaging device of a four-phase drive system, which is cut away.

【図16】従来の4相駆動方式の固体撮像装置の他の例
を示す平面図
FIG. 16 is a plan view showing another example of a conventional solid-state imaging device of a four-phase drive system.

【図17】図16の固体撮像装置を破断して示す断面図FIG. 17 is a cross-sectional view showing the solid-state imaging device of FIG. 16 in a cutaway manner;

【図18】図16の固体撮像装置の他の断面構造を示す
FIG. 18 is a diagram illustrating another cross-sectional structure of the solid-state imaging device in FIG. 16;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光電変換素子 2 垂直電荷転送部 3 半導体基板 4 第1絶縁膜 5 第1電荷転送電極 6 第2電荷転送電極 7 第3電荷転送電極 8 第4電荷転送電極 9 第1ポリシリコン膜 11,13 ゲート絶縁膜 12 第2ポリシリコン膜 14 第2絶縁膜 15 第1コンタクト孔 16 第2コンタクト孔 17 第1金属配線 18 第3絶縁膜 19 第2金属配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoelectric conversion element 2 Vertical charge transfer part 3 Semiconductor substrate 4 First insulating film 5 First charge transfer electrode 6 Second charge transfer electrode 7 Third charge transfer electrode 8 Fourth charge transfer electrode 9 First polysilicon film 11,13 Gate insulating film 12 Second polysilicon film 14 Second insulating film 15 First contact hole 16 Second contact hole 17 First metal wiring 18 Third insulating film 19 Second metal wiring

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の光電変換素子を配列すると共に、
これらの光電変換素子の側方に複数の電荷転送電極を配
列し、各光電変換素子毎に、光電変換素子の一端から他
端に至る範囲で、第1、第2、第3及び第4電荷転送電
極を順次配列し、1つの光電変換素子に対して4つの電
荷転送電極を割り当ててなる固体撮像素子において、 遮光性を有する第1及び第2配線を各電荷転送電極の上
方に配して、これらの電荷転送電極を覆い、 各光電変換素子毎に、第1配線を第2及び第3電荷転送
電極のうちの一方に接続すると共に、第2配線を第1配
線のコンタクト孔を通じて他方に接続し、 各光電変換素子毎に、第1及び第4電荷転送電極を各電
荷転送電極の配列とは直交する方向で各光電変換素子間
に延ばして、第1及び第4電荷転送電極の配線を形成す
る固体撮像素子。
1. A method of arranging a plurality of photoelectric conversion elements,
A plurality of charge transfer electrodes are arranged beside these photoelectric conversion elements, and the first, second, third, and fourth charges are arranged for each photoelectric conversion element in a range from one end to the other end of the photoelectric conversion element. In a solid-state imaging device in which transfer electrodes are sequentially arranged and four charge transfer electrodes are assigned to one photoelectric conversion element, first and second wirings having light shielding properties are arranged above each charge transfer electrode. Covering the charge transfer electrodes, connecting the first wiring to one of the second and third charge transfer electrodes for each photoelectric conversion element, and connecting the second wiring to the other through the contact hole of the first wiring. Connecting, for each photoelectric conversion element, extending the first and fourth charge transfer electrodes between the photoelectric conversion elements in a direction orthogonal to the arrangement of the charge transfer electrodes, and wiring the first and fourth charge transfer electrodes. Forming a solid-state imaging device.
【請求項2】 請求項1に記載の固体撮像素子におい
て、 第1、第2、第3及び第4電荷転送電極を2つの導電層
から形成し、第1及び第3電荷転送電極を一方の導電層
から形成すると共に、第2及び第4電荷転送電極を他方
の導電層から形成し、 第1、第2、第3及び第4電荷転送電極は、隣接する同
士で、それぞれの端部が相互に重なり合う固体撮像素
子。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the first, second, third, and fourth charge transfer electrodes are formed from two conductive layers, and the first and third charge transfer electrodes are formed on one side. The second and fourth charge transfer electrodes are formed from the other conductive layer, and the first, second, third, and fourth charge transfer electrodes are adjacent to each other and have respective ends. Solid-state imaging devices that overlap each other.
【請求項3】 請求項1に記載の固体撮像素子におい
て、 第2配線を第2及び第3電荷転送電極のうちの他方に接
続するために形成された第1配線のコンタクト孔は、第
2配線によって覆われ遮光される固体撮像素子。
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the contact hole of the first wiring formed to connect the second wiring to the other of the second and third charge transfer electrodes is formed of the second wiring. A solid-state imaging device that is covered by wiring and shielded from light.
【請求項4】 請求項1に記載の固体撮像素子におい
て、 第1配線を高融点の金属材料から形成する固体撮像素
子。
4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the first wiring is formed from a high melting point metal material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6452243B1 (en) * 1998-12-18 2002-09-17 Nec Corporation Solid state image sensor and method for fabricating the same
CN100365823C (en) * 2003-12-01 2008-01-30 松下电器产业株式会社 Charge-transfer device
EP4184555A4 (en) * 2020-07-15 2024-02-28 Sony Semiconductor Solutions Corp Imaging element

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Effective date: 20030502