JPS6020688A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS6020688A JPS6020688A JP58129010A JP12901083A JPS6020688A JP S6020688 A JPS6020688 A JP S6020688A JP 58129010 A JP58129010 A JP 58129010A JP 12901083 A JP12901083 A JP 12901083A JP S6020688 A JPS6020688 A JP S6020688A
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Classifications
-
- 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
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固体撮像装置、特に光電変換出力の基準値出力
の素子構造に関するものである。
の素子構造に関するものである。
半導体基板に形成された固体撮像装置に於ては、該装置
に配置された光電変換素子では、入射光に応じて光電変
換された電荷に加え、半導体基板温度上昇に伴う熱雑音
電荷等が蓄積され、該雑音電荷出力が光電変換電荷出力
に重畳して検出され、真の光情報に歪みが生じる。従っ
て歪みのない画像信号を得るためには、常圧光電変換素
子に入射光がない場合の出力を基準とし、光電変換出力
のみを注出すればよい。該−手法として特開昭５１−６
４８２３号公報に公知の如く、固体撮像装置内に配置さ
れた複数の光電変換素子の１部に光遮蔽膜を配置し、該
光遮蔽された光電変換素子（オプティカル−ブラック以
下０．Ｂ、と呼ぶことにする）の出力を基準とし、各光
電変換素子での光信号電荷のみを注出し、入射光に対応
した画像信号を取シ出せるものである。以下の説明に於
ては固体撮像装置の一例として、２次元ＭＯＢスイッチ
型固体撮像装置につき行うが、本発明は該構造のものに
限定されることはなく、あらゆる固体撮像装置に適用さ
れるものである。
に配置された光電変換素子では、入射光に応じて光電変
換された電荷に加え、半導体基板温度上昇に伴う熱雑音
電荷等が蓄積され、該雑音電荷出力が光電変換電荷出力
に重畳して検出され、真の光情報に歪みが生じる。従っ
て歪みのない画像信号を得るためには、常圧光電変換素
子に入射光がない場合の出力を基準とし、光電変換出力
のみを注出すればよい。該−手法として特開昭５１−６
４８２３号公報に公知の如く、固体撮像装置内に配置さ
れた複数の光電変換素子の１部に光遮蔽膜を配置し、該
光遮蔽された光電変換素子（オプティカル−ブラック以
下０．Ｂ、と呼ぶことにする）の出力を基準とし、各光
電変換素子での光信号電荷のみを注出し、入射光に対応
した画像信号を取シ出せるものである。以下の説明に於
ては固体撮像装置の一例として、２次元ＭＯＢスイッチ
型固体撮像装置につき行うが、本発明は該構造のものに
限定されることはなく、あらゆる固体撮像装置に適用さ
れるものである。
第１図に２次元ＭＯＳスイッチ型面体撮像装置の一平面
図を示す。第１図に於て、１０１は光電変換素子、１０
２は上部に遮光膜を有する光電変換素子の０．Ｂ、、１
０３は光電変換蓄積電荷を読み出し締に引き出すＭＯＳ
スイッチトランジスタを走査する垂直シフトレジスタ、
１０４は垂直信号線を走査する水平シフトレジスタで１
０５は信号検出回路を表わす。
図を示す。第１図に於て、１０１は光電変換素子、１０
２は上部に遮光膜を有する光電変換素子の０．Ｂ、、１
０３は光電変換蓄積電荷を読み出し締に引き出すＭＯＳ
スイッチトランジスタを走査する垂直シフトレジスタ、
１０４は垂直信号線を走査する水平シフトレジスタで１
０５は信号検出回路を表わす。
従来の０．８．の構造を第１図のＡ−Ａでの断面図で第
２図に示す。第２図に於て、１１はＰ型シリコン基板、
１２は素子分離の基板と同−導電盤高濃度不純物層、１
３は金属電極配線下の絶縁膜、１４は信号読み出しスイ
ッチ用ＭＯ８）ランジスタの多結晶シリコンゲート電極
、１５は信号読み出し線の１部を構成する基板と逆導電
型不純物層、１６はＰ−Ｎ接合フォトダイオード型光電
変換素子を構成する基板と逆導電型不純物層、１７はア
ルミ電極の信号読み出し線、１８はアルミ光遮蔽膜を表
し、図に示す如く、Ｏ，Ｂ、を構成する光遮蔽膜１８を
信号読み出し線等を含む金属電極配線と同時に形成する
もの゛である。この場合該膜１８は役割として当然のこ
とながら入射光を完全に遮蔽すべき十分な膜厚が必要で
あって、通常蒸着アルミニウムを用いと、１．５μｍ程
度必要で、厚ければ厚い程確実である。−１高密度固体
撮像装置に於ては、微細金属配線とする必要があシ、金
属電極配線があまシ厚いと微細加工が困難となる。
２図に示す。第２図に於て、１１はＰ型シリコン基板、
１２は素子分離の基板と同−導電盤高濃度不純物層、１
３は金属電極配線下の絶縁膜、１４は信号読み出しスイ
ッチ用ＭＯ８）ランジスタの多結晶シリコンゲート電極
、１５は信号読み出し線の１部を構成する基板と逆導電
型不純物層、１６はＰ−Ｎ接合フォトダイオード型光電
変換素子を構成する基板と逆導電型不純物層、１７はア
ルミ電極の信号読み出し線、１８はアルミ光遮蔽膜を表
し、図に示す如く、Ｏ，Ｂ、を構成する光遮蔽膜１８を
信号読み出し線等を含む金属電極配線と同時に形成する
もの゛である。この場合該膜１８は役割として当然のこ
とながら入射光を完全に遮蔽すべき十分な膜厚が必要で
あって、通常蒸着アルミニウムを用いと、１．５μｍ程
度必要で、厚ければ厚い程確実である。−１高密度固体
撮像装置に於ては、微細金属配線とする必要があシ、金
属電極配線があまシ厚いと微細加工が困難となる。
又金属電極配線の微細加工にとっては、反応プラズマエ
ツチング等のドライエツチングが必須であシ、該ドライ
エツチングは、被エツチング領域のフォトダイオードに
アルミ電極合金化熱処理では改復しないダメージを与え
、リーク電流が増大し、入射光がない状態に於て、被エ
ツチング領域である光電変換素子のフォトダイオードと
エツチングされない領域であるＯ、 Ｂ、のフォトダイ
オードにリーク電流の差が発生し従って０．Ｂ、は入射
光害の場合の基準となシ得なくなる。
ツチング等のドライエツチングが必須であシ、該ドライ
エツチングは、被エツチング領域のフォトダイオードに
アルミ電極合金化熱処理では改復しないダメージを与え
、リーク電流が増大し、入射光がない状態に於て、被エ
ツチング領域である光電変換素子のフォトダイオードと
エツチングされない領域であるＯ、 Ｂ、のフォトダイ
オードにリーク電流の差が発生し従って０．Ｂ、は入射
光害の場合の基準となシ得なくなる。
本発明の目的はかかる欠点を解決し、その形成に自由度
を有する光遮蔽膜を持つＯ，Ｂ、（オプティカル−ブラ
ック）構造を提供することＫある。
を有する光遮蔽膜を持つＯ，Ｂ、（オプティカル−ブラ
ック）構造を提供することＫある。
本発明によれば、金属電極配線とは別の光遮蔽膜を用い
た０、Ｂ、 ｗ造が形成されるので、良好な入射光害の
基準値を有する高密度固体撮像装置が得られるものであ
る。
た０、Ｂ、 ｗ造が形成されるので、良好な入射光害の
基準値を有する高密度固体撮像装置が得られるものであ
る。
次に本発明の実施例を図面を参照に説明する。
第３図は本発明の一実施例であって、第２図と同等領域
の素子断面図を示す。第２図と同様に、Ｐ型シリコン基
板２１の上に素子分離の基板と同一導電型高濃度不純物
層２２、下層絶縁膜２３、スイッチＭＯ８）ランジスタ
の多結晶シリコンゲート電極２４、信号読み出し線用基
板と逆導電型不純物層２５とＰ−Ｎ接合フォトダイオー
ドを構成する基板と逆導電型不純物層２６及び図には示
してないが周辺回路部のアルミ電極配線と信号読み出し
アルミ電極配線２７を形成する。この際該同−アルミ層
で光電変換素子上の光遮蔽膜は形成しないでおく。従っ
て該アルミ電極配線は規定の電流密度に耐うるべく最低
限の膜厚でよく、入射光を完全に遮蔽する程の膜厚は必
要としなく、高密度化に伴う微細加工は容易である。又
該アルミ電極パターン形成にドライエツチング法を用い
、フォトダイオード接合部にダメージを与えたとしても
、有効光電変換素子のフォトダイオード接合部と、０．
Ｂ、となるべきフォトダイオード接合部とには全く同一
の影響を受けるのでリーク電流差は発生しない。しかる
後肢電極アルミ配線層を覆う絶縁膜２９を形成し、アル
ミ層を１．５μ瓜蒸着し、０．８８部の光遮蔽アルミパ
ターン２８を形成する。
の素子断面図を示す。第２図と同様に、Ｐ型シリコン基
板２１の上に素子分離の基板と同一導電型高濃度不純物
層２２、下層絶縁膜２３、スイッチＭＯ８）ランジスタ
の多結晶シリコンゲート電極２４、信号読み出し線用基
板と逆導電型不純物層２５とＰ−Ｎ接合フォトダイオー
ドを構成する基板と逆導電型不純物層２６及び図には示
してないが周辺回路部のアルミ電極配線と信号読み出し
アルミ電極配線２７を形成する。この際該同−アルミ層
で光電変換素子上の光遮蔽膜は形成しないでおく。従っ
て該アルミ電極配線は規定の電流密度に耐うるべく最低
限の膜厚でよく、入射光を完全に遮蔽する程の膜厚は必
要としなく、高密度化に伴う微細加工は容易である。又
該アルミ電極パターン形成にドライエツチング法を用い
、フォトダイオード接合部にダメージを与えたとしても
、有効光電変換素子のフォトダイオード接合部と、０．
Ｂ、となるべきフォトダイオード接合部とには全く同一
の影響を受けるのでリーク電流差は発生しない。しかる
後肢電極アルミ配線層を覆う絶縁膜２９を形成し、アル
ミ層を１．５μ瓜蒸着し、０．８８部の光遮蔽アルミパ
ターン２８を形成する。
該光遮蔽アルミパターンは光電変換素子部全体を覆うも
のであって比較的微細バタニンの加工は必要でなく、加
工にダメージのない従来の熱リン酸液エツチング法を用
いれば有効光電変換素子のフォトダイオードと０．８９
部光電変換素子のフォトダイオードの接合部にリーク電
流の差し１発生せず、従って該形成された０、Ｂ、では
入射光がない場合に有効光電変換部で発生する雑音電荷
出力と全く同一の出力が得られ、正確な入射光害の基準
値を有する高密度固体撮像素子が得られる。
のであって比較的微細バタニンの加工は必要でなく、加
工にダメージのない従来の熱リン酸液エツチング法を用
いれば有効光電変換素子のフォトダイオードと０．８９
部光電変換素子のフォトダイオードの接合部にリーク電
流の差し１発生せず、従って該形成された０、Ｂ、では
入射光がない場合に有効光電変換部で発生する雑音電荷
出力と全く同一の出力が得られ、正確な入射光害の基準
値を有する高密度固体撮像素子が得られる。
以上の実施例では光遮蔽膜とし蒸着アルミを用いたが、
光を遮蔽する他の材質を用いてもよいことはいうまでも
ない。
光を遮蔽する他の材質を用いてもよいことはいうまでも
ない。
第１図は一固体撮像装置の平面図で、図中の１０１は光
電変換素子、１０２は上部に光遮蔽膜を有する光電変換
素子（０，Ｂ、）、１０３は水平走査用シフトレジスタ
、１０４は垂直走査用シフトレジスタ、１０５は検出回
路を表わす。 第２図は従来の実施例に於ける第１図Ａ−Ａ’切断面で
の素子断面図を表わす。 第３図は本発明に基づく一実施例に於ける同等部の素子
断面図を表わす。第２図、第３図に於て１１と２１はシ
リコン半導体基板、１２と２１は素子分離の基板と同一
導電型高濃度不純物層、１３と２３は金属電極配線下層
の絶縁膜、１４と２４はスイッチＭＯ８）ランジスタの
多結晶シリコンゲート電極、１５と２５は信号読み出し
線用の基板と逆導電型不純物層、１６と２６はフォトダ
イオード型光電変換素子のＰ−Ｎ接合を構成する基板と
逆導電型不純物層、１７と２７は信号読み出しアルミ電
極配線、１８と２８は光遮蔽膜を表わす。 第 ｌ 図 第、２ 図 第３ 図
電変換素子、１０２は上部に光遮蔽膜を有する光電変換
素子（０，Ｂ、）、１０３は水平走査用シフトレジスタ
、１０４は垂直走査用シフトレジスタ、１０５は検出回
路を表わす。 第２図は従来の実施例に於ける第１図Ａ−Ａ’切断面で
の素子断面図を表わす。 第３図は本発明に基づく一実施例に於ける同等部の素子
断面図を表わす。第２図、第３図に於て１１と２１はシ
リコン半導体基板、１２と２１は素子分離の基板と同一
導電型高濃度不純物層、１３と２３は金属電極配線下層
の絶縁膜、１４と２４はスイッチＭＯ８）ランジスタの
多結晶シリコンゲート電極、１５と２５は信号読み出し
線用の基板と逆導電型不純物層、１６と２６はフォトダ
イオード型光電変換素子のＰ−Ｎ接合を構成する基板と
逆導電型不純物層、１７と２７は信号読み出しアルミ電
極配線、１８と２８は光遮蔽膜を表わす。 第 ｌ 図 第、２ 図 第３ 図
Claims (1)
- 半導体基板に配置され、入射光に応じた電荷坦体な光電
変換蓄積する複数個の光電変換素子と、該素子で蓄積さ
れた電荷坦体な信号電荷出力として取シ出す手段と、前
記複数個の光電変換素子の少くとも１部の光電変換素子
上に配置された入射光を遮蔽する膜とを有し、該遮蔽さ
れた光電変換素子の出力信号を基準として、前記光電変
換素子からの光信号電荷成分のみを検出すべく構成され
た固体撮像装置に於て、該装置を駆動するために形成さ
れた金属電極配線を覆う絶縁膜上に、前記光遮蔽膜が配
置されていることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129010A JPS6020688A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129010A JPS6020688A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020688A true JPS6020688A (ja) | 1985-02-01 |
Family
ID=14998930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58129010A Pending JPS6020688A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020688A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4737841A (en) * | 1984-07-01 | 1988-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image sensor with horizontally-aligned image section, buffer section, storage section, and overflow drain section featuring multiple modes of operation |
| JPS63161784A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像素子 |
| JPH03169078A (ja) * | 1989-11-28 | 1991-07-22 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP58129010A patent/JPS6020688A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4737841A (en) * | 1984-07-01 | 1988-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image sensor with horizontally-aligned image section, buffer section, storage section, and overflow drain section featuring multiple modes of operation |
| JPS63161784A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像素子 |
| JPH0511829B2 (ja) * | 1986-12-25 | 1993-02-16 | Hamamatsu Photonics Kk | |
| JPH03169078A (ja) * | 1989-11-28 | 1991-07-22 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
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