JPS63226959A - Solid-state image sensing device - Google Patents
Solid-state image sensing deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は固体撮像装置に関し、特に固体撮像装置を形成
する配線用金属膜の反射を防止した固体撮像装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a solid-state imaging device that prevents reflection from a wiring metal film forming the solid-state imaging device.
従来、固体撮像装置は、半導体基板主面に光電変換部及
びアルミニウム膜等の金属膜で遮光された信号読み出し
部が形成されて成っている。この金属遮光膜は信号読み
出し部に直接光が入射して偽信号が発生することを防ぐ
ための手段である。2. Description of the Related Art Conventionally, a solid-state imaging device includes a photoelectric conversion section and a signal readout section shielded from light by a metal film such as an aluminum film, formed on the main surface of a semiconductor substrate. This metal light-shielding film is a means for preventing direct light from entering the signal reading section and generating false signals.
しかし、強い光が入射するとこの金属遮光膜で反射した
光が撮像装置のキャップガラス、あるいはレンズ面で再
度反射して固体撮像装置に入射し、ゴーストやフレヤー
のような画像を損ねてしまい偽信号の発生を十分に防止
できない。However, when strong light is incident, the light reflected by this metal light-shielding film is reflected again on the imaging device's cap glass or lens surface and enters the solid-state imaging device, causing image damage such as ghosts and flare, and false signals. cannot sufficiently prevent the occurrence of
第2図は従来の固体撮像装置であるインターライン転送
方式CODイメージセンサの平面配ttgである。同図
は便宜上3×3絵素(ピクチャー・エレメント(pic
ture element))を有する装置が示されて
いる。同図において1は例えばホトダイオードのような
光電変換素子の受光面、2は光電変換された信号を読み
出す信号読み出し部を構成する垂直CCDレジスタ、3
は同じく水平CODレジスタ、4は出力回路、5は出力
端子である。インターライン転送方式CODイメージセ
ンサは公知であるので動作の詳細は説明しない。FIG. 2 is a plan view ttg of an interline transfer type COD image sensor, which is a conventional solid-state imaging device. For convenience, the figure shows 3×3 picture elements (picture elements).
ture element)) is shown. In the figure, 1 is a light-receiving surface of a photoelectric conversion element such as a photodiode, 2 is a vertical CCD register constituting a signal readout section for reading out a photoelectrically converted signal, and 3
Similarly, 4 is a horizontal COD register, 4 is an output circuit, and 5 is an output terminal. Since the interline transfer type COD image sensor is well known, the details of its operation will not be explained.
第3図は第1図に示したCODイメージセンサの半導体
チップの断面図である。なお、同図では説明の便宜上、
概念的な模式図が示されているにすぎず、寸法的には実
際の素子と対応しているわけではない。FIG. 3 is a sectional view of the semiconductor chip of the COD image sensor shown in FIG. 1. In addition, in the same figure, for convenience of explanation,
It is only a conceptual diagram and does not correspond dimensionally to an actual device.
第3図において、6は例えばシリコンからなるp型半導
体基板、7はホトダイオードの素子領域でn型の拡散層
からなりp型半導体基板6との間にp−n接合を形成し
ている。8は垂直CODレジスタの転送チャネル部で通
常半導体基板とは逆導電型層から成っている。9は例え
ば5i02等の絶縁層膜10を介して形成された垂直C
CDの転送電極である。また垂直CCDレジスタの転送
チャネル部8とホトダイオードの素子領域7はチャネル
ストッパ11で電気的に分離されている。12は信号を
読み出す垂直CODレジスタの転送チャネル部8に直接
光が入射しないように設けられた例えばアルミニウムの
ような金属からなる金属遮光膜である。このようなイン
ターライン転送方式CCDイメージセンサでは前述のよ
うに信号読み出し部である垂直CODレジスタ部を遮光
した部分はホトダイオードに入射する光13と同様な光
が金属遮光膜12で反射し、散乱光14としてゴースト
やフレ千の原因となる。このような欠点を解決する手段
として、光電変換部と信号読み出し部を分離したフレー
ム転送方式〇CDイメージセンサが発表されている。In FIG. 3, 6 is a p-type semiconductor substrate made of silicon, for example, and 7 is an element region of a photodiode, which is an n-type diffusion layer and forms a p-n junction with the p-type semiconductor substrate 6. In FIG. Reference numeral 8 denotes a transfer channel portion of the vertical COD register, which is usually made of a layer of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate. 9 is a vertical C formed through an insulating layer film 10 such as 5i02.
This is a CD transfer electrode. Further, the transfer channel section 8 of the vertical CCD register and the element region 7 of the photodiode are electrically separated by a channel stopper 11. Reference numeral 12 denotes a metal light-shielding film made of a metal such as aluminum, which is provided to prevent direct light from entering the transfer channel portion 8 of the vertical COD register from which signals are read. In such an interline transfer type CCD image sensor, as mentioned above, in the part where the vertical COD register part, which is the signal readout part, is light-shielded, light similar to the light 13 incident on the photodiode is reflected by the metal light-shielding film 12, and scattered light is generated. As 14, it causes ghosts and flares. As a means to solve these drawbacks, a frame transfer type CD image sensor in which a photoelectric conversion section and a signal readout section are separated has been announced.
しかし、このフレーム転送方式CCDイメージセンサは
チップサイズが大きくなり、フレヤー。However, this frame transfer type CCD image sensor has a larger chip size and is less flexible.
ゴースト防止対策として実際上必ずしも有効ではない。This is not necessarily effective in practice as a ghost prevention measure.
上述したように従来のインターライン転送方式CCDイ
メージセンサでは金属遮光膜による反射に基因する偽信
号が発生する欠点がある。又フレーム転送方式〇CDイ
メージセンサは高密度集積に適していないという欠点が
ある。As described above, the conventional interline transfer type CCD image sensor has the drawback that false signals are generated due to reflection from a metal light-shielding film. Furthermore, the CD image sensor using the frame transfer method has the disadvantage that it is not suitable for high-density integration.
本発明の目的はゴーストやフレアのような偽信号の発生
を防止した高密度集積に適した固体撮像装置を提携する
ことにある。An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that is suitable for high-density integration and prevents the generation of false signals such as ghosts and flares.
本発明の固体撮像装置は、光電変換素子群を含む光電変
換部と、前記光電変換素子のそれぞれから信号電荷を読
み出す信号読み出し部とが同一半導体基板に設けられて
いる固体撮像装置において、所定の波長範囲の光を吸収
する染料で染色された樹脂膜からなる偽信号防止膜が前
記信号読み出し部に形成されているものである。A solid-state imaging device of the present invention is a solid-state imaging device in which a photoelectric conversion section including a group of photoelectric conversion elements and a signal readout section for reading signal charges from each of the photoelectric conversion elements are provided on the same semiconductor substrate. A false signal prevention film made of a resin film dyed with a dye that absorbs light in a wavelength range is formed in the signal readout section.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す半導体チップの断面図
である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor chip showing one embodiment of the present invention.
6は例えばシリコンからなるp型半導体基板、7はホト
ダイオードの素子領域で選択的に形成されたn型拡散領
域でありp型半導体基板6との間にp−n接合を形成し
ている。8は信号読み出し部である垂直CODレジスタ
の転送チャネルで通常n型拡散層からなる。すなわち信
号読み出し部は埋込みチャネル型CODから成っている
。9は5i02等の絶縁膜10を介して転送チャネル上
に形成された転送電極である。11はチャネルストッパ
で、p型半導体基板6と同じ導電型で高い不純物濃度の
p+型領領域ら成っている。12は信号読み出し部に光
が入射しないように、例えば配線金属であるアルミニウ
ム4のような金属膜からなる金属遮光膜である。6 is a p-type semiconductor substrate made of, for example, silicon; 7 is an n-type diffusion region selectively formed in the element region of the photodiode, forming a p-n junction with the p-type semiconductor substrate 6; Reference numeral 8 denotes a transfer channel of a vertical COD register, which is a signal readout section, and is usually made of an n-type diffusion layer. That is, the signal readout section is composed of a buried channel type COD. 9 is a transfer electrode formed on the transfer channel via an insulating film 10 such as 5i02. Reference numeral 11 denotes a channel stopper, which is composed of a p+ type region having the same conductivity type as the p type semiconductor substrate 6 and having a high impurity concentration. Reference numeral 12 denotes a metal light-shielding film made of a metal film such as aluminum 4, which is a wiring metal, to prevent light from entering the signal readout section.
以上は第2図に示した従来例と構成および動作において
全く同様である。The above configuration and operation are completely similar to the conventional example shown in FIG. 2.
本実施例が従来と異る点の第1は、従来のインターライ
ン転送方式CCDイメージセンサの主面に、平坦化のた
め設けられた例えば、リンガラス膜、バイアススパッタ
法で形成した酸化シリコン膜、シリカフィルムあるいは
ポリメタクリル酸クリジン(PGMA)のような透明樹
脂膜からなる平坦化WA15を有することである。この
平坦化膜15は本発明に必ずしも必要な構成要素ではな
いが、次の反射防止策を講じる、前工程として、この平
坦化膜を形成した方が都合がよい。The first difference between this embodiment and the conventional one is that, for example, a phosphor glass film or a silicon oxide film formed by bias sputtering is provided on the main surface of a conventional interline transfer type CCD image sensor for flattening. , it has a flattened WA 15 made of a silica film or a transparent resin film such as polymethacrylic acid cridine (PGMA). Although this flattening film 15 is not necessarily a necessary component for the present invention, it is convenient to form this flattening film as a pre-process for taking the next antireflection measure.
第2の点は染色された樹脂膜16が転送電極9上に設け
られていることである。The second point is that the dyed resin film 16 is provided on the transfer electrode 9.
この染色された樹脂膜を形成するには、ゼラチン、カゼ
イン、プルランあるいはポリビニールアルコール等に感
光剤(例えば重クロム酸カリウムンを混合した染色可能
な樹脂層を平坦化膜15上にスピンコード法で塗布する
。その後、金属遮光膜12を覆うようにホトリソグラフ
ィー技術によって染色可能な樹脂層を選択的に除去する
。この残された染色可能な樹脂層は第2図に示した受光
面とスクライブ領域およびボンディング領域を除く固体
撮像装置の半導体チップの全表面に残すように形成され
ている。その後、少なくとも波長350nmから750
nmの可視光を吸収する酸性染料、カチオン染料等の水
溶液中に半導体チップを浸して樹脂層を染色し、染色さ
れた樹脂膜16を形成する。To form this dyed resin film, a dyeable resin layer made of gelatin, casein, pullulan, polyvinyl alcohol, etc. mixed with a photosensitizer (for example, potassium dichromate) is applied onto the flattened film 15 using a spin code method. Thereafter, the dyeable resin layer is selectively removed by photolithography so as to cover the metal light shielding film 12.The remaining dyeable resin layer covers the light-receiving surface and scribe area shown in FIG. and is formed so as to remain on the entire surface of the semiconductor chip of the solid-state imaging device except for the bonding region.
The resin layer is dyed by immersing the semiconductor chip in an aqueous solution of an acidic dye, cationic dye, etc. that absorbs nm visible light, and a dyed resin film 16 is formed.
この構成ではホトダイオードの受光面1以外の領域は全
て黒色に染色された樹脂膜で覆われているので従来問題
となっていた金属遮光71!12によるゴースト、フレ
ヤーなどの偽信号の発生は完全になくすことができる。In this configuration, the entire area other than the light-receiving surface 1 of the photodiode is covered with a black-dyed resin film, so the generation of false signals such as ghosts and flares due to metal shielding 71!12, which has been a problem in the past, is completely eliminated. It can be eliminated.
以上説明した実施例は可視光用の固体撮像装置であるの
で、黒色に染色したが、固体撮像装置の感光波長の光を
吸収すればよいのであるから、分光感度特性によっては
必ずしも黒色に染色しなくてもよい。Since the embodiment described above is a solid-state imaging device for visible light, it is dyed black, but since it is sufficient to absorb light at the wavelength to which the solid-state imaging device is sensitive, it may not necessarily be dyed black depending on the spectral sensitivity characteristics. You don't have to.
以上説明したように本発明は固体撮像装置の光電変換素
子領域以外の、特に信号読み出し部を所定の波長範囲の
光を吸収する染料で染色された樹脂膜で覆うことにより
、ゴースト、フレアーなどの偽信号を防止することがで
きる効果がある。As explained above, the present invention eliminates ghosts, flares, etc. by covering areas other than the photoelectric conversion element area of a solid-state imaging device, especially the signal readout area, with a resin film dyed with a dye that absorbs light in a predetermined wavelength range. This has the effect of preventing false signals.
また、インターライン転送方式CODイメージセンサを
例にして本発明について説明したが、MO8型イメージ
センサなと全ての・固体撮像装置に適用できることは言
うまでもない。Further, although the present invention has been described using an interline transfer type COD image sensor as an example, it goes without saying that the present invention can be applied to all solid-state imaging devices such as an MO8 type image sensor.
第1図は本発明の一実施例を示す半導体チップの断面図
、第2図は従来のインターライン転送方式CCD撮像装
置の平面配置図、第3図は第2図に示した従来例を示す
半導体チップの断面図である。
1・・・受光面、2・・・垂直CCDレジスタ、3・・
・水子〇CDレジスタ、4・・・出力回路、5・・・出
力端子、6・・・p型半導体基板、7・・・ホトダイオ
ードの素子領域、8・・・転送チャネル、9・・・転送
電極、10・・・絶縁膜、11・・・チャネルストッパ
、12・・・金属遮光膜、13・・・入射光、14・・
・反射光、15・・・平坦化膜、16・・・染色された
樹脂膜。
代理人 弁理士 内 原 音
第30FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor chip showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan layout diagram of a conventional interline transfer type CCD imaging device, and FIG. 3 shows the conventional example shown in FIG. 2. FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor chip. 1... Light receiving surface, 2... Vertical CCD register, 3...
・Mizuko〇CD register, 4... Output circuit, 5... Output terminal, 6... P-type semiconductor substrate, 7... Photodiode element region, 8... Transfer channel, 9... Transfer electrode, 10... Insulating film, 11... Channel stopper, 12... Metal light shielding film, 13... Incident light, 14...
- Reflected light, 15... Flattening film, 16... Dyed resin film. Agent Patent Attorney Uchihara Oto No. 30
Claims (1)
のそれぞれから信号電荷を読み出す信号読み出し部とが
同一半導体基板に設けられている固体撮像装置において
、所定の波長範囲の光を吸収する染料で染色された樹脂
膜からなる偽信号防止膜が前記信号読み出し部に形成さ
れていることを特徴とする固体撮像装置。A dye that absorbs light in a predetermined wavelength range in a solid-state imaging device in which a photoelectric conversion unit including a group of photoelectric conversion elements and a signal readout unit that reads signal charges from each of the photoelectric conversion elements are provided on the same semiconductor substrate. A solid-state imaging device, characterized in that a false signal prevention film made of a resin film dyed with is formed in the signal readout section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62061712A JPS63226959A (en) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | Solid-state image sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62061712A JPS63226959A (en) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | Solid-state image sensing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS63226959A true JPS63226959A (en) | 1988-09-21 |
Family
ID=13179113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP62061712A Pending JPS63226959A (en) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | Solid-state image sensing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63226959A (en) |
-
1987
- 1987-03-16 JP JP62061712A patent/JPS63226959A/en active Pending
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