JP2002043555A - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2002043555A
JP2002043555A JP2001124660A JP2001124660A JP2002043555A JP 2002043555 A JP2002043555 A JP 2002043555A JP 2001124660 A JP2001124660 A JP 2001124660A JP 2001124660 A JP2001124660 A JP 2001124660A JP 2002043555 A JP2002043555 A JP 2002043555A
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  • Optical Filters (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging device of relatively small chip size while crosstalk and shading are suppressed. SOLUTION: A solid-state imaging device 1 is provided in a structure where first color pixels 2 in which pixels 10 comprising a photoelectric conversion element which converts an incident light into an electric signal are arrayed in two-dimension, and second color pixels 3 where the pixels 10 comprising the photoelectric conversion element which converts the incident light into the electric signal are arrayed in two-dimension. The device 1 is arranged side by side on the surface of a base body. Here, the first color pixels 2 and the second color pixels 3 are provided with a common well 14.

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】本発明は、入射光を電気信号
に変換する光電変換素子を複数備えた固体撮像装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、平面上に、複数の撮像レンズを備
え、各撮像レンズにより撮像対象からの光を、光電変換
素子を有する二次元センサなどに集光して、二次元セン
サなどからの出力信号を、画像処理部において処理し
て、画像を形成する固体撮像装置が特開昭６２−１１２
６４号公報に記載されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a plurality of imaging lenses are provided on a plane, and light from an object to be imaged is condensed by each of the imaging lenses onto a two-dimensional sensor or the like having a photoelectric conversion element. A solid-state imaging device that processes an output signal in an image processing unit to form an image is disclosed in JP-A-62-112.
No. 64 is described.

【０００３】図１１は、従来の固体撮像装置の構成を示
す模式図である。図１１において、６１、６２、６３は
撮像対象からの光をＲ，Ｇ，Ｂの各色フィルタを設けた
色画素群６４、６５、６６に集光する撮像レンズであ
る。Ｒ，Ｇ，Ｂの各色フィルタを設けることにより、カ
ラー画像の複眼撮像をすることができる。FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional solid-state imaging device. In FIG. 11, reference numerals 61, 62, and 63 denote imaging lenses for condensing light from an imaging target onto color pixel groups 64, 65, and 66 provided with R, G, and B color filters. By providing the R, G, and B color filters, a compound image of a color image can be taken.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、平面的な画素のレイアウトや、回路構成につ
いては検討されていたものの、図１１に示したような固
体撮像装置を構成する半導体チップの断面構造やその製
造方法については、本発明者の知る限り全く検討されて
おらず、カラー画像の複眼撮像が可能な実用的な固体撮
像装置が無かった。However, in the prior art, although a planar pixel layout and a circuit configuration have been studied, a semiconductor chip constituting a solid-state imaging device as shown in FIG. As far as the present inventor knows, the cross-sectional structure and the manufacturing method thereof have not been studied at all, and there is no practical solid-state imaging device capable of capturing a compound image of a color image.

【０００５】これとは別に、本発明者らの検討によれ
ば、撮像レンズの配置などの制約から、各色画素群６
４、６５、６６の間を離して形成する場合、必要以上に
離して形成すると半導体チップサイズが大きくなってし
まう。[0005] Apart from this, according to the study of the present inventors, each color pixel group 6
In the case of forming the gap between 4, 65 and 66, if the gap is formed more than necessary, the size of the semiconductor chip becomes large.

【０００６】また、本発明者らの検討によれば、各色画
素群６４、６５、６６の間に光が入射し、発生したキャ
リア（電荷）が、隣接ずる画素に流れ込み、出力信号に
クロストークを発生させる場合があることが判った。According to the study of the present inventors, light enters between the color pixel groups 64, 65, and 66, and generated carriers (charges) flow into adjacent pixels, and crosstalk occurs in an output signal. Was found to occur.

【０００７】更には、本発明者らの検討によれば、得ら
れる映像信号にシェーディングが発生する場合があるこ
とが判った。Further, according to the study of the present inventors, it has been found that shading may occur in the obtained video signal.

【０００８】本発明の目的は、カラー画像の複眼撮像が
可能な実用的な固体撮像装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a practical solid-state imaging device capable of capturing a color image with a compound eye.

【０００９】本発明の別の目的は、チップサイズが比較
的小さい固体撮像装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device having a relatively small chip size.

【００１０】本発明の他の目的は、クロストークを抑制
しうる固体撮像装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of suppressing crosstalk.

【００１１】本発明の更に他の目的は、シェーディング
を抑制しうる固体撮像装置を提供することにある。It is still another object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of suppressing shading.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、入射光
を電気信号に変換する光電変換素子を有する画素を二次
元配列した第１の色画素群と、入射光を電気信号に変換
する光電変換素子を有する画素を二次元配列した第２の
色画素群とが、基体の表面に並置された固体撮像装置に
おいて、前記第１の色画素群と前記第２の色画素群が、
それらに共通の共通ウェルを備えていることを特徴とす
る。そして、必要に応じて、前記第１の色画素群と前記
第２の色画素群の間に、ウェル配線及びウェルコンタク
トが設けられているとよい。The gist of the present invention is that a first color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged, and that the incident light is converted into an electric signal. In a solid-state imaging device in which a second color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged is juxtaposed on the surface of the base, the first color pixel group and the second color pixel group are:
They are characterized by having a common well common to them. Then, if necessary, a well wiring and a well contact may be provided between the first color pixel group and the second color pixel group.

【００１３】本発明の別の骨子は、入射光を電気信号に
変換する光電変換素子を有する画素を二次元配列した第
１の色画素群と、入射光を電気信号に変換する光電変換
素子を有する画素を二次元配列した第２の色画素群とが
基体の表面に並置された固体撮像装置において、前記第
１の色画素群と前記第２の色画素群の間に、前記第１の
色画素群と前記第２の色画素群とに共通の共通ウェルに
基準電圧を与えるためのウェルコンタクト及びウェル配
線が形成されていることを特徴とする。Another gist of the present invention is a first color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged, and a photoelectric conversion element for converting incident light into electric signals. In a solid-state imaging device in which a second color pixel group in which pixels having two colors are two-dimensionally arranged is juxtaposed on the surface of a base, the first color pixel group and the second color pixel group are disposed between the first color pixel group and the second color pixel group. A well contact and a well wiring for applying a reference voltage to a common well common to the color pixel group and the second color pixel group are formed.

【００１４】本発明の更に別の骨子は、入射光を電気信
号に変換する光電変換素子を有する画素を二次元配列し
た第１の色画素群と、入射光を電気信号に変換する光電
変換素子を有する画素を二次元配列した第２及び第３の
色画素群と、入射光を電気信号に変換する光電変換素子
を有する画素を二次元配列した第４の色画素群とが、基
体の表面に並置された固体撮像装置において、前記第１
の色画素群と前記第４の色画素群が対角に配置され、前
記第２の色画素群と前記第３の色画素群が別の対角に配
置され、前記第１の色画素群と前記第２の色画素群の間
に、少なくとも前記第１の色画素群と前記第２の色画素
群とに共通の共通ウェルに基準電圧を与えるためのウェ
ルコンタクト及びウェル配線が形成されていることを特
徴とする。Still another gist of the present invention is a first color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged, and a photoelectric conversion element for converting incident light into electric signals. And a fourth color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arrayed, and a second color pixel group in which pixels having two-dimensional arrangement are arranged on the surface of the base. In the solid-state imaging device arranged side by side, the first
Color pixel group and the fourth color pixel group are arranged diagonally, the second color pixel group and the third color pixel group are arranged diagonally, and the first color pixel group And a well contact and a well wiring for applying a reference voltage to a common well common to at least the first color pixel group and the second color pixel group are formed between the first color pixel group and the second color pixel group. It is characterized by being.

【００１５】また、前記第１の色画素群と前記第２の色
画素群の間に、素子分離領域が設けられているとよい。Preferably, an element isolation region is provided between the first color pixel group and the second color pixel group.

【００１６】また、前記第１の色画素群と前記第２の色
画素群の間に、遮光部材が設けられているとよい。It is preferable that a light-blocking member is provided between the first color pixel group and the second color pixel group.

【００１７】また、前記光電変換素子はホトダイオード
であり、前記画素は複数の絶縁ゲート型トランジスタを
有しており、前記共通ウェル内には、前記ホトダイオー
ドのアノード又はカソードとなる第１導電型の半導体領
域と、前記複数の絶縁ゲート型トランジスタの第１導電
型の各ウェルとが形成されるように構成することが好ま
しい。Further, the photoelectric conversion element is a photodiode, the pixel has a plurality of insulated gate transistors, and a first conductivity type semiconductor serving as an anode or a cathode of the photodiode is provided in the common well. It is preferable that a region and each well of the first conductivity type of the plurality of insulated gate transistors are formed.

【００１８】また、前記光電変換素子はホトダイオード
であり、前記共通ウェル内には、前記ホトダイオードの
アノード又はカソードとなる第１導電型の半導体領域
と、電荷結合素子の電荷転送チャンネルが形成されるウ
ェルとが形成されるように構成することが好ましい。The photoelectric conversion element is a photodiode, and a first conductive type semiconductor region serving as an anode or a cathode of the photodiode and a well in which a charge transfer channel of a charge-coupled device is formed in the common well. Is preferably formed.

【００１９】また、入射光を電気信号に変換する光電変
換素子を有する画素を二次元配列した第３の色画素群を
更に、前記共通ウェルを共有するように備えているとよ
い。また、前記各色画素群は、それぞれ、前記光電変換
素子上に共通色フィルタを有するとよい。Further, it is preferable that a third color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged is further provided so as to share the common well. Further, it is preferable that each of the color pixel groups has a common color filter on the photoelectric conversion element.

【００２０】また、前記共通色フィルタは、赤色、緑
色、青色の色フィルタであるとよい。また、前記共通ウ
ェルに与えられる基準電圧を発生させるための電圧を前
記固体撮像装置外部から供給する電源が付設されている
ことが好ましい。The common color filters are preferably red, green, and blue color filters. It is preferable that a power supply for supplying a voltage for generating a reference voltage applied to the common well from outside the solid-state imaging device is provided.

【００２１】また、前記遮光部材は、アルミニウム又は
銅を主成分とする金属からなることが好ましい。Preferably, the light-shielding member is made of a metal containing aluminum or copper as a main component.

【００２２】また、前記ウェル配線の上部に、前記入射
光の反射を防止する反射防止層が形成されていることが
好ましい。Further, it is preferable that an anti-reflection layer for preventing reflection of the incident light is formed on the well wiring.

【００２３】また、前記反射防止層は、窒化チタン、窒
化タンタル、窒化タングステン又はタングステンを主成
分とすることが好ましい。The antireflection layer preferably contains titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride or tungsten as a main component.

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２５】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１の撮像装置の構成を示す模式図である。図２（ａ）
は、本実施形態の固体撮像装置の平面図であり、いわゆ
る４眼式のものを示している。図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＡ−Ｂ間における断面図である。図１，図２に
おいて、１は固体撮像装置、２〜５は色画素群（撮像領
域）、６〜９は各色画素群に被写体の像を結像するため
の結像レンズ、１０は各画素、１１はウェル配線、１２
はウェルコンタクト、１３はドープ領域、１４は半導体
基板内に形成された共通ウェルである。この共通ウェル
１４は４つの色画素群２〜５に共通の半導体からなる共
通ウェルとなっている。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 (a)
1 is a plan view of the solid-state imaging device according to the present embodiment, which illustrates a so-called four-lens type. FIG.
It is sectional drawing in AB of (a). 1 and 2, 1 is a solid-state imaging device, 2 to 5 are color pixel groups (imaging areas), 6 to 9 are imaging lenses for forming an image of a subject on each color pixel group, and 10 is each pixel. , 11 are well wirings, 12
Is a well contact, 13 is a doped region, and 14 is a common well formed in the semiconductor substrate. The common well 14 is a common well made of a semiconductor common to the four color pixel groups 2 to 5.

【００２６】符号２が、入射光を電気信号に変換する光
電変換素子を有する画素１０を二次元配列した第１の色
画素群となり、符号３が入射光を電気信号に変換する光
電変換素子を有する画素１０を二次元配列した第２の色
画素群となっている。また、符号４が、入射光を電気信
号に変換する光電変換素子を有する画素１０を二次元配
列した第３の色画素群となっており、符号５が入射光を
電気信号に変換する光電変換素子を有する画素１０を二
次元配列した第４の色画素群となっている。ここでは、
第１の色画素群２は赤（Ｒ）色信号を生成し、第２の色
画素群３は緑（Ｇ２）色信号を生成し、第３の色画素群
４は緑（Ｇ１）色信号を生成し、第４の色画素群５は青
（Ｂ）色信号を生成する。Reference numeral 2 denotes a first color pixel group in which pixels 10 having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged. Reference numeral 3 denotes a photoelectric conversion element for converting incident light into electric signals. A second color pixel group in which the pixels 10 are two-dimensionally arranged. Reference numeral 4 denotes a third color pixel group in which pixels 10 each having a photoelectric conversion element that converts incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged. Reference numeral 5 denotes photoelectric conversion that converts incident light into an electric signal. This is a fourth color pixel group in which pixels 10 having elements are two-dimensionally arranged. here,
The first color pixel group 2 generates a red (R) color signal, the second color pixel group 3 generates a green (G2) color signal, and the third color pixel group 4 generates a green (G1) color signal. And the fourth color pixel group 5 generates a blue (B) color signal.

【００２７】そして、この固体撮像装置は、少なくと
も、第１の色画素群２と第２の色画素群３の間に、第１
の色画素群２と第２の色画素群３とに共通の共通ウェル
１４に基準電圧Ｖｒｅｆを与えるためのウェルコンタク
ト１２及びウェル配線１１が形成されている。The solid-state imaging device includes at least a first color pixel group 2 and a second color pixel group 3 between the first color pixel group 2 and the second color pixel group 3.
The well contact 12 and the well wiring 11 for applying the reference voltage Vref to the common well 14 common to the color pixel group 2 and the second color pixel group 3 are formed.

【００２８】ここでは、撮像領域が４つあるため、第３
の色画素群４と第４の色画素群５の間にも、第３の色画
素群４と第４の色画素群５とに共通の共通ウェル１４に
基準電圧Ｖｒｅｆを与えるためのウェルコンタクト１２
及びウェル配線１１が形成されている。Here, since there are four image pickup areas, the third
Between the color pixel group 4 and the fourth color pixel group 5 for applying the reference voltage Vref to the common well 14 common to the third color pixel group 4 and the fourth color pixel group 5. 12
And well wirings 11 are formed.

【００２９】隣接する２つの色画素群２と３との間に
は、ウェル配線１１とウェルコンタクト１２が設けら
れ、ドープ領域１３によって、共通ウェル１４にオーミ
ックコンタクトしている。A well wiring 11 and a well contact 12 are provided between two adjacent color pixel groups 2 and 3, and are in ohmic contact with a common well 14 by a doped region 13.

【００３０】固体撮像装置の所定の動作中、外部の電源
ＥＶから、固体撮像装置チップの端子ＴＭに電源電圧が
供給され、これ自体から、或いは電圧レベルをチップ内
で変えることにより、基準電圧を作り出し、ウェル配線
１１に供給する。色画素群２〜５の間では、ウェル配線
１１及びウェルコンタクト１２により、共通ウェル１４
の電位が基準電圧Ｖｒｅｆに応じた電位（たとえば接地
電位）に保持されるので、共通ウェル１４内の全ての画
素１０のウェル電位がほぼ均一に保たれ、シェーディン
グが抑制される。During a predetermined operation of the solid-state image pickup device, a power supply voltage is supplied from an external power supply EV to a terminal TM of the solid-state image pickup device chip, and the reference voltage is changed by itself or by changing the voltage level in the chip. And supply it to the well wiring 11. Between the color pixel groups 2 to 5, the common well 14 is formed by the well wiring 11 and the well contact 12.
Is maintained at a potential (for example, a ground potential) corresponding to the reference voltage Vref, so that the well potentials of all the pixels 10 in the common well 14 are kept substantially uniform, and shading is suppressed.

【００３１】図３は、本実施形態に用いられる一画素１
０の回路構成図である。図３において、１９は多結晶シ
リコンなどからなる転送ゲート、２０は多結晶シリコン
などからなるリセットゲート、２５は信号読み出しのた
めに画素を選択する多結晶シリコンなどからなる選択ゲ
ート、２６は光電変換素子としてのホトダイオード、２
７はホトダイオード２６にて発生した電荷を転送するた
めの転送スイッチ、２８は増幅用トランジスタ２９の入
力ゲート２４をリセット用基準電位にリセットするため
のリセットスイッチ、３０は行選択用のスイッチ、３１
は画素からの信号を読み出す垂直出力線、３２は電流源
である。FIG. 3 shows one pixel 1 used in the present embodiment.
0 is a circuit configuration diagram of FIG. In FIG. 3, 19 is a transfer gate made of polycrystalline silicon or the like, 20 is a reset gate made of polycrystalline silicon or the like, 25 is a select gate made of polycrystalline silicon or the like for selecting a pixel for signal reading, and 26 is a photoelectric conversion. Photodiode as element, 2
Reference numeral 7 denotes a transfer switch for transferring the charge generated by the photodiode 26, reference numeral 28 denotes a reset switch for resetting the input gate 24 of the amplifying transistor 29 to a reset reference potential, reference numeral 30 denotes a row selection switch, reference numeral 31
Denotes a vertical output line for reading a signal from a pixel, and 32 denotes a current source.

【００３２】図４は、一画素１０を構成するホトダイオ
ードやＭＯＳトランジスタなどの素子の断面を示してい
る。図４において、１６はホトダイオードのカソードと
なる半導体領域であり、光を受けて発生したキャリア
（ここでは電子）を蓄積可能にしている。この半導体領
域１６の表面には反対導電型の層が介在していて、埋め
込みダイオードの構成を採っている。１７は浮遊拡散領
域であり、転送スイッチ２７により転送された電荷を蓄
積する。１８はリセット用基準電圧源に接続される半導
体領域であり、１７、１８はリセットスイッチとなるＭ
ＯＳトランジスタのソース・ドレインになっている。２
１、２２、２３は増幅用トランジスタ２９、選択用スイ
ッチ３０を構成する２つのＭＯＳトランジスタのソース
・ドレインとなっている。FIG. 4 shows a cross section of an element such as a photodiode or a MOS transistor constituting one pixel 10. In FIG. 4, reference numeral 16 denotes a semiconductor region serving as a cathode of a photodiode, which can store carriers (here, electrons) generated by receiving light. A layer of the opposite conductivity type is interposed on the surface of the semiconductor region 16 and has a buried diode configuration. Reference numeral 17 denotes a floating diffusion region, which accumulates charges transferred by the transfer switch 27. Reference numeral 18 denotes a semiconductor region connected to a reset reference voltage source, and reference numerals 17 and 18 denote Ms serving as reset switches.
These are the source and drain of the OS transistor. 2
1, 22, and 23 are the source and drain of the two MOS transistors that constitute the amplifying transistor 29 and the selecting switch 30, respectively.

【００３３】ここでは、ホトダイオード２１のカソード
１６、浮遊拡散領域１７、及び画素内のＭＯＳトランジ
スタのソース・ドレイン１８、２１、２２、２３は、Ｎ
型の不純物がドープされた半導体領域からなり、Ｎ型の
半導体からなる基体１５の表面側に形成された、P型の
半導体からなる共通ウェル１４内にそれぞれ形成されて
いる。Here, the cathode 16 of the photodiode 21, the floating diffusion region 17, and the source / drain 18, 21, 22, 23 of the MOS transistor in the pixel are N
A semiconductor region doped with a type impurity is formed in a common well 14 made of a P-type semiconductor formed on the surface side of a base 15 made of an N-type semiconductor.

【００３４】なお、ドープ領域１３は、酸化膜領域など
と同様に、各色画素群２〜５間を素子分離するものでも
ある。The doped region 13 separates the pixel groups 2 to 5 from each other in the same manner as the oxide film region.

【００３５】本実施形態の固体撮像装置は、Ｒ（赤
色），Ｇ１（緑色），Ｂ（青色），Ｇ２（緑色）という
４つのカラーフィルタが備えられた４つの各色画素群２
〜５を有しており、撮像レンズ６〜９により入射光を各
色画素群２〜５を構成する複数の画素１０に入射するも
のである。The solid-state imaging device of this embodiment has four color pixel groups 2 each having four color filters of R (red), G1 (green), B (blue), and G2 (green).
-5, and the incident light is made incident on the plurality of pixels 10 constituting the color pixel groups 2-5 by the imaging lenses 6-9.

【００３６】ここで、光学設計上たとえばＲフィルタが
設けられた色画素群２とＢフィルタが設けられた色画素
群５とが対角に配置され、Ｇ１フィルタが設けられた色
画素群４とＧ２フィルタが設けられた色画素群３とが対
角に配置されている。Here, due to optical design, for example, a color pixel group 2 provided with an R filter and a color pixel group 5 provided with a B filter are arranged diagonally, and a color pixel group 4 provided with a G1 filter is provided. The color pixel group 3 provided with the G2 filter is arranged diagonally.

【００３７】本実施形態では、４つの各色画素群２〜５
が、それらに共通の共通ウェル１４内に形成されている
ので、カラー画像の複眼撮像が可能な小型で実用的な固
体撮像装置を提供することができる。また、各色画素群
２〜５のウェル電位を容易に共通化できる。In this embodiment, four color pixel groups 2 to 5
However, since they are formed in the common well 14 common to them, it is possible to provide a small and practical solid-state imaging device capable of multicolor imaging of a color image. Further, the well potentials of the color pixel groups 2 to 5 can be easily shared.

【００３８】さらに、本実施形態では、色画素群２及び
３と、色画素群４及び５との間に、アルミニウム、銅、
などを主成分とした導電体からなる入射光を遮るような
ウェル配線１１及びアルミニウム、タングステンなどを
主成分とする導電体からなるウェルコンタクト１２を設
けているのは上記の通りである。ウェルコンタクト１２
は、共通ウェル１４を覆う絶縁膜にコンタクトホールを
形成し、化学的気相成長法（ＣＶＤ）や物理的蒸着法
（ＰＶＤ）により、そのコンタクトホール内に導電体を
堆積することによって得られる。ウェル配線１１は、上
記絶縁膜とコンタクトホール内の導電体との上に堆積さ
れパターニングされた導電体からなる。ウェルコンタク
ト１２とウェル配線１１とを構成する導電体は、別々の
工程で堆積されてもよく、或いは同一工程で堆積されて
もよい。Further, in this embodiment, between the color pixel groups 2 and 3 and the color pixel groups 4 and 5, aluminum, copper,
As described above, the well wiring 11 that blocks incident light made of a conductor mainly composed of aluminum or tungsten and the well contact 12 made of a conductor mainly composed of aluminum, tungsten, or the like are provided. Well contact 12
Can be obtained by forming a contact hole in an insulating film covering the common well 14 and depositing a conductor in the contact hole by chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD). The well wiring 11 is made of a conductor deposited and patterned on the insulating film and the conductor in the contact hole. The conductors forming the well contact 12 and the well wiring 11 may be deposited in separate steps, or may be deposited in the same step.

【００３９】各色画素群２〜５からなるエリアの外周を
囲むようにウェル配線１１を設けることにより、各色画
素群２〜５内の画素１０に対するウェル電位の変動をよ
り一層抑制することができ、シェーディングが低減す
る。さらに、ウェル配線１１により、色画素群２と３及
び色画素群４と５との間への入射光を遮るため、そこで
発生した電荷によるクロストークが発生しない。By providing the well wiring 11 so as to surround the outer periphery of the area composed of the color pixel groups 2 to 5, fluctuation of the well potential with respect to the pixels 10 in the color pixel groups 2 to 5 can be further suppressed. Shading is reduced. Further, since the well wiring 11 blocks incident light between the color pixel groups 2 and 3 and between the color pixel groups 4 and 5, no crosstalk occurs due to the charges generated there.

【００４０】本実施形態の固体撮像装置としては、その
画素構造が図３、４に示したようないわゆるＣＭＯＳセ
ンサと呼ばれるＭＯＳ型のイメージセンサ以外にも、た
とえば、アンプリファイドＭＯＳイメージャ（ＡＭＩ）
や、チャージモジュレーションデバイス（ＣＭＤ）、電
荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサなど、どのような
イメージセンサであってもよい。The solid-state imaging device according to the present embodiment has a pixel structure other than a MOS image sensor called a CMOS sensor as shown in FIGS. 3 and 4, for example, an amplified MOS imager (AMI).
Alternatively, any image sensor such as a charge modulation device (CMD) and a charge-coupled device (CCD) image sensor may be used.

【００４１】ＭＯＳ型のイメージセンサとしては、図３
に示したような回路構成のもののほかに、図３の構成か
ら転送スイッチ２７を省略したホトダイオードを直接ゲ
ート２４に繋いだ構成、或いは、上述した特開昭６２−
１１２６４号公報に記載されているように一個のホトダ
イオードと一個のＭＯＳスイッチとからなる構成などが
挙げられる。As a MOS type image sensor, FIG.
3, a photodiode in which the transfer switch 27 is omitted from the configuration shown in FIG. 3 is directly connected to the gate 24.
As described in Japanese Patent No. 11264, a configuration including one photodiode and one MOS switch is exemplified.

【００４２】本実施形態に用いられる色画素群２〜５と
しては、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外にもイエロー（Ｙ）、シアン
（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）から選択される少なくとも一つ
の色分解信号を得るものであってもよい。色分解のため
には、各色画素群２〜５の受光部上に色フィルタを付設
すればよく、望ましくはある色画素群２〜５内の全画素
１０に共通の共通色フィルタをオンチップで形成するこ
とが好ましいものである。オンチップ色フィルタとして
は、顔料分散法による顔料着色フィルタや、染色法によ
る染色フィルタなどの周知のフィルタが挙げられる。The color pixel groups 2 to 5 used in this embodiment include at least one color separation signal selected from yellow (Y), cyan (C), and magenta (M) in addition to R, G, and B. May be obtained. For color separation, a color filter may be provided on the light receiving portions of the color pixel groups 2 to 5, and a common color filter common to all the pixels 10 in a certain color pixel group 2 to 5 is desirably provided on-chip. It is preferable to form them. Examples of the on-chip color filter include known filters such as a pigment coloring filter using a pigment dispersion method and a dyeing filter using a dyeing method.

【００４３】各画素１０から信号を読み出すための駆動
回路、たとえばＭＯＳ型イメージセンサにおける垂直走
査回路や水平走査回路は、４つの色画素領域全体の外側
を囲むウェル配線１１より内方、又は外方に設けること
ができる。外方に設ける場合には、その駆動制御線や垂
直出力線が、ウェル配線１１やウェルコンタクト１２と
干渉しないように、多層配線構造を採用し、レイアウト
を工夫して配置すればよい。インターラインＣＣＤイメ
ージセンサの場合には、垂直ＣＣＤはウェル配線１１で
囲まれる撮像領域内に配置しなければならないが、水平
ＣＣＤはウェル配線１１で囲まれる撮像領域の内外いず
れであってもよい。A driving circuit for reading signals from each pixel 10, for example, a vertical scanning circuit or a horizontal scanning circuit in a MOS type image sensor is located inside or outside a well wiring 11 surrounding the entire four color pixel regions. Can be provided. When provided outside, a multilayer wiring structure may be adopted and the layout may be modified so that the drive control lines and the vertical output lines do not interfere with the well wirings 11 and the well contacts 12. In the case of an interline CCD image sensor, the vertical CCD must be arranged in the imaging area surrounded by the well wiring 11, but the horizontal CCD may be inside or outside the imaging area surrounded by the well wiring 11.

【００４４】ウェル配線１１は、純アルミニウム、アル
ミニウムシリコン、アルミニウム銅、アルミニウムシリ
コン銅、銅、などのアルミニウムを主成分とする導電
体、或いは銅を主成分とする導電体から選択可能であ
る。更には、ウェル配線の下面、上面、側面の少なくと
もいずれかの面にチタン、窒化チタン、タンタル、窒化
タンタル、タングステン、窒化タングステンなどの高融
点金属（耐火性金属）或いはその窒化物から選択される
少なくとも一層を設けてもよい。このような層を後述す
る反射防止層として利用することも好ましいものであ
る。The well wiring 11 can be selected from a conductor containing aluminum as a main component such as pure aluminum, aluminum silicon, aluminum copper, aluminum silicon copper, and copper, or a conductor containing copper as a main component. Further, at least one of the lower surface, the upper surface, and the side surface of the well wiring is selected from a refractory metal (refractory metal) such as titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, tungsten, and tungsten nitride, or a nitride thereof. At least one layer may be provided. It is also preferable to use such a layer as an antireflection layer described later.

【００４５】ウェルコンタクト１２は、純アルミニウ
ム、アルミニウムシリコン、アルミニウム銅、アルミニ
ウムシリコン銅、銅、タングステン、などのアルミニウ
ムを主成分とする導電体、或いは銅を主成分とする導電
体、或いはタングステンを主成分とする導電体から選択
可能である。更には、ウェルコンタクト１２の下面、上
面、側面の少なくともいずれかの面にチタン、窒化チタ
ン、タンタル、窒化タンタル、タングステン、窒化タン
グステンなどの高融点金属（耐火性金属）或いはその窒
化物から選択される少なくとも一層を設けてもよい。The well contact 12 is made of a conductor mainly composed of aluminum, such as pure aluminum, aluminum silicon, aluminum copper, aluminum silicon copper, copper, tungsten, or the like, or a conductor mainly composed of copper, or tungsten. It can be selected from conductors as components. Further, at least one of the lower surface, the upper surface, and the side surface of the well contact 12 is selected from a refractory metal (refractory metal) such as titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, tungsten, and tungsten nitride or a nitride thereof. At least one layer may be provided.

【００４６】ウェルコンタクト１２の下方に設けられる
ドープ領域１３としては、共通ウェル１４と同じ導電型
で且つ不純物濃度の高い半導体が用いられる。より好ま
しくは、その表面にニッケル、コバルト、プラチナ、チ
タンなどの高融点金属を堆積して熱処理を行い、ドープ
領域表面を、シリサイド化して、低抵抗且つ遮光性の表
面にすることも好ましいものである。シリサイド化され
た部分は低抵抗且つ遮光性の層となるので、この層自体
をウェルコンタクト１２とウェル配線１１とを兼ねた層
として使うことも可能である。As doped region 13 provided below well contact 12, a semiconductor having the same conductivity type as common well 14 and a high impurity concentration is used. More preferably, it is also preferable to deposit a refractory metal such as nickel, cobalt, platinum, and titanium on the surface and perform a heat treatment to silicide the surface of the doped region to obtain a low-resistance and light-shielding surface. is there. Since the silicided portion becomes a low-resistance and light-shielding layer, this layer itself can be used as a layer serving as both the well contact 12 and the well wiring 11.

【００４７】（実施形態２）本実施形態は、隣接する色
画素群２〜５の間に配されるウェル配線１１とウェルコ
ンタクト１２の位置を実施形態１とは異ならせたもので
ある。それ以外の構成は前述した実施形態１と同様であ
る。(Embodiment 2) In the present embodiment, the positions of the well wiring 11 and the well contact 12 disposed between the adjacent color pixel groups 2 to 5 are different from those of the first embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【００４８】図５に示すように、色画素群２と４との間
及び色画素群３と５の間にウェル配線１１及びウェルコ
ンタクト１２を設けている。As shown in FIG. 5, well wirings 11 and well contacts 12 are provided between the color pixel groups 2 and 4 and between the color pixel groups 3 and 5.

【００４９】（実施形態３）本実施形態は、４つの隣接
する色画素群２〜５の間全てにウェル配線１１とウェル
コンタクト１２を設けた形態であり、実施形態１と実施
形態２とを組合わせたような形態のものである。それ以
外の構成は前述した実施形態１と同様である。図６に示
すように、色画素群２と３との間、色画素群２と４との
間、色画素群３と５との間、色画素群４と５との間、間
にウェル配線１１及びウェルコンタクト１２を設けてい
る。(Embodiment 3) This embodiment is an embodiment in which a well wiring 11 and a well contact 12 are provided between all four adjacent color pixel groups 2 to 5. It is a form like a combination. Other configurations are the same as those of the first embodiment. As shown in FIG. 6, the wells between the color pixel groups 2 and 3, the color pixel groups 2 and 4, the color pixel groups 3 and 5, the color pixel groups 4 and 5, The wiring 11 and the well contact 12 are provided.

【００５０】本実施形態によれば、実施形態１、２に比
べて、さらに各色画素群２〜５のウェル電位の変動を抑
制することができ、シェーディングが低減する。According to the present embodiment, as compared with the first and second embodiments, fluctuations in the well potentials of the respective color pixel groups 2 to 5 can be further suppressed, and shading is reduced.

【００５１】また色画素群２〜５間へ入射する光に対す
る遮光度が向上し、そのため、一層クロストークを低減
することができる。Further, the degree of light shielding for light entering between the color pixel groups 2 to 5 is improved, so that crosstalk can be further reduced.

【００５２】（実施形態４）本実施形態は、実施形態３
の一部を変更したものであり、ウェル配線１１上に反射
防止層１６を有する形態である。それ以外の構成は実施
形態３と同様である。図７（ａ）は、本実施形態の固体
撮像装置の平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の
Ａ−Ｂ間の断面図である。図７（ｂ）において、１６は
窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、又はタ
ングステンなどの低反射率の反射防止層である。(Embodiment 4) This embodiment is similar to Embodiment 3
Is a modification of the first embodiment, in which an antireflection layer 16 is provided on the well wiring 11. Other configurations are the same as in the third embodiment. FIG. 7A is a plan view of the solid-state imaging device according to the present embodiment. FIG. 7B is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 7A. In FIG. 7B, reference numeral 16 denotes an antireflection layer having low reflectance such as titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, or tungsten.

【００５３】ウェル配線１１の上部に反射防止層１６を
形成した多層構成とすると、ウェル配線１１によって入
射光を遮光すると共に、ウェル配線１１による光の反射
を防止することができるため、ウェル配線１１の反射光
が更に反射して、各色画素群２〜５に入射しないように
することができる。これにより、ウェル配線１１の反射
によるゴーストやスミアがより一層抑制される。When the antireflection layer 16 is formed on the well wiring 11 in a multilayer structure, incident light can be blocked by the well wiring 11 and reflection of light by the well wiring 11 can be prevented. Can be further reflected so as not to enter the color pixel groups 2 to 5. Thereby, ghost and smear due to reflection of the well wiring 11 are further suppressed.

【００５４】更には、ウェル配線１１の側面や下面、ウ
ェルコンタクト１２の側面にも反射防止層１８を形成す
ることも好ましいものである。Further, it is preferable to form the anti-reflection layer 18 on the side and bottom surfaces of the well wiring 11 and the side surface of the well contact 12.

【００５５】なお、実施形態１、２で説明した固体撮像
装置のパターンのウェル配線１１の上部に、反射防止層
１６を設けてもよい。Note that an antireflection layer 16 may be provided above the well wiring 11 of the pattern of the solid-state imaging device described in the first and second embodiments.

【００５６】（実施形態５）本実施形態の固体撮像装置
は、ＣＣＤイメージセンサを用いた形態である。(Embodiment 5) The solid-state imaging device according to the present embodiment is an embodiment using a CCD image sensor.

【００５７】図８及び図９はその固体撮像装置の模式的
な平面図と断面図とを示している。図８において、撮像
領域は２×２個あり、前述した実施形態１〜４と同様に
それぞれに色フィルタが設けられて、各撮像領域は単一
色の色画素群２〜５からなる。FIGS. 8 and 9 are a schematic plan view and a sectional view of the solid-state imaging device. In FIG. 8, there are 2 × 2 imaging regions, each of which is provided with a color filter similarly to the above-described first to fourth embodiments, and each imaging region includes a single-color pixel group 2 to 5.

【００５８】各色画素群２〜５は、多数のホトダイオー
ドのような光電変換素子２６を含む画素１０を有してい
る。図８では、一つの色画素群２〜５に３×４個の画素
１０のみ示しているが、画素数はこれに限定されない。
４１は垂直ＣＣＤであり、光電変換素子２６から転送さ
れたキャリアを、ＭＩＳ構造の多数のゲート電極４２に
印加される２〜４相の駆動パルスによって、垂直方向に
転送する。４８は水平ＣＣＤであり、垂直ＣＣＤ４１か
ら転送されてきたキャリアを水平方向に転送する。水平
ＣＣＤ４８からの出力は図示しないソースホロワのＭＯ
Ｓトランジスタなどの電荷電圧変換素子から出力され
る。Each of the color pixel groups 2 to 5 has a pixel 10 including a large number of photoelectric conversion elements 26 such as photodiodes. FIG. 8 shows only 3 × 4 pixels 10 in one color pixel group 2 to 5, but the number of pixels is not limited to this.
Reference numeral 41 denotes a vertical CCD, which transfers carriers transferred from the photoelectric conversion element 26 in the vertical direction by driving pulses of two to four phases applied to a number of gate electrodes 42 having the MIS structure. Reference numeral 48 denotes a horizontal CCD, which transfers carriers transferred from the vertical CCD 41 in the horizontal direction. The output from the horizontal CCD 48 is the MO of a source follower (not shown).
It is output from a charge-voltage conversion element such as an S transistor.

【００５９】キャリアを蓄積可能な光電変換素子２６の
半導体領域１６と、垂直ＣＣＤ４１及び水平ＣＣＤ４８
の転送チャンネルは、共通ウェル１４内に形成されてい
る。４３は層間絶縁膜であり、そこに形成されたコンタ
クトホール内に充填された導電体からなるウェルコンタ
クト１２により、層間絶縁膜４３上に配されたウェル配
線１１に接続されている。The semiconductor region 16 of the photoelectric conversion element 26 capable of storing carriers, the vertical CCD 41 and the horizontal CCD 48
Are formed in the common well 14. Reference numeral 43 denotes an interlayer insulating film, which is connected to the well wiring 11 disposed on the interlayer insulating film 43 by a well contact 12 made of a conductor filled in a contact hole formed therein.

【００６０】色画素群２〜５間にもウェル配線１１とウ
ェルコンタクト１２とが形成されている。４７は絶縁性
の保護膜又は絶縁性の平坦化膜、４４は共通色フィル
タ、４５は共通色フィルタ４４とは異なる色の共通色フ
ィルタである。４６は多数のマイクロレンズであり、一
つ又は複数の画素１０に一つが対応するように形成され
ている。これらの色フィルタやマイクロレンズの構成
は、他の実施形態の固体撮像装置にも適用できる。A well wiring 11 and a well contact 12 are also formed between the color pixel groups 2 to 5. Reference numeral 47 denotes an insulating protective film or insulating flattening film, 44 denotes a common color filter, and 45 denotes a common color filter of a color different from the common color filter 44. Reference numeral 46 denotes a number of microlenses, one of which is formed so as to correspond to one or a plurality of pixels 10. The configurations of these color filters and microlenses can be applied to the solid-state imaging devices of other embodiments.

【００６１】ウェル配線１１とウェルコンタクト１２に
より大面積共通ウェル１４の電位を制御することで、過
剰なキャリアを共通ウェル１４を通して基板１５に排出
させることもできる。また、共通ウェル１４の電位を動
作モードに応じて変えるように制御することにより、共
通ウェル１４の電位を蓄積キャリアに対して下げて半導
体領域に蓄積されたキャリアを基板１５に排出させる電
子シャッターモードを実現することもできる。By controlling the potential of the large-area common well 14 by the well wiring 11 and the well contact 12, excess carriers can be discharged to the substrate 15 through the common well 14. Further, by controlling the potential of the common well 14 to be changed according to the operation mode, the potential of the common well 14 is lowered with respect to the accumulated carriers to discharge the carriers accumulated in the semiconductor region to the substrate 15. Can also be realized.

【００６２】（実施形態６）図１０は本実施形態による
固体撮像装置を示している。(Embodiment 6) FIG. 10 shows a solid-state imaging device according to the present embodiment.

【００６３】本実施形態は、全ての色画素群２、３、５
を構成している複数の画素１０に対して唯一の共通ウェ
ル１４を設け、共通ウェル１４内に画素を構成するホト
ダイオードのアノード又はカソードや、ＭＯＳトランジ
スタのソース−ドレインや、ＣＣＤチャンネルなどを形
成するものである。In this embodiment, all the color pixel groups 2, 3, 5,
A single common well 14 is provided for a plurality of pixels 10 constituting a pixel, and an anode or cathode of a photodiode constituting a pixel, a source-drain of a MOS transistor, a CCD channel, and the like are formed in the common well 14. Things.

【００６４】図１０では、隣接色画素群２、３、５間を
誇張して広げて描いているが、現実には数ミクロン〜数
十ミクロン、或いはそれより小さくレイアウトすること
ができる。よって、各色画素群２、３、５は、この共通
ウェル１４内に形成されるので、隣接色画素群２、３、
５間を必要以上に隔てることなく、各色画素群２、３、
５を一チップに一体化することができる。In FIG. 10, the space between the adjacent color pixel groups 2, 3, and 5 is exaggerated and drawn. However, in practice, the layout can be several microns to several tens of microns or smaller. Therefore, since each color pixel group 2, 3, 5 is formed in the common well 14, the adjacent color pixel groups 2, 3,.
5 without being separated more than necessary.
5 can be integrated into one chip.

【００６５】図１０（ａ）は、固体撮像装置の平面図で
あり、いわゆる３眼式のものを示している。図１０
（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ｂ間の断面図である。１
０は光電変換素子を有する画素、１１はＰ型半導体拡散
層（ｐウェル）又はＮ型半導体拡散層（ｎウェル）であ
るウェル１４に電位を与えるウェル配線、１３はウェル
１４と同じ導電型で且つ不純物濃度が高い半導体からな
るドープ領域である。１２はウェル配線１１とウェル１
４とを導通させるウェルコンタクトである。FIG. 10A is a plan view of a solid-state image pickup device, which is a so-called trinocular type. FIG.
FIG. 10B is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 1
0 is a pixel having a photoelectric conversion element, 11 is a well wiring for applying a potential to a well 14 which is a P-type semiconductor diffusion layer (p-well) or an N-type semiconductor diffusion layer (n-well), and 13 is the same conductivity type as the well 14 In addition, it is a doped region made of a semiconductor having a high impurity concentration. 12 is a well wiring 11 and a well 1
4 is a well contact that conducts to 4.

【００６６】この実施形態では、色画素群２、３、５
は、赤色信号、緑色信号、青色信号を得るための３群か
らなり、隣接する色画素群２、３、５の間には、たとえ
ば、酸化シリコン膜などからなる素子分離領域６８が設
けられ、色画素群２、３、５間を良好に電気的に分離し
ている。In this embodiment, the color pixel groups 2, 3, 5,
Is composed of three groups for obtaining a red signal, a green signal, and a blue signal. An element isolation region 68 made of, for example, a silicon oxide film is provided between adjacent color pixel groups 2, 3, and 5. The color pixel groups 2, 3, and 5 are electrically separated well.

【００６７】一方、図１０の固体撮像装置では、Ｒ，
Ｇ，Ｂの色画素群２、３、５の周囲を囲むようにウェル
配線１１が設けられていた。そのため、Ｒ，Ｇ，Ｂの色
画素群２、３、５内の各画素毎にウェル配線１１の距離
の長短があり、ウェル電位の変動が生じ易い。ウェル電
位に変動が生じると、画素１０内のＭＯＳトランジスタ
等の特性が変動して、画素信号にシェーディングが発生
する場合があった。特に、近年、画素数が増えたり、色
画素群２、３、５の面積が拡大する傾向にあり、より一
層、ウェル電位の変動をなくすことが望まれる。On the other hand, in the solid-state imaging device of FIG.
The well wiring 11 was provided so as to surround the G and B color pixel groups 2, 3, and 5. Therefore, the distance of the well wiring 11 is different for each pixel in the R, G, and B color pixel groups 2, 3, and 5, and the well potential is likely to fluctuate. When the well potential fluctuates, the characteristics of the MOS transistor and the like in the pixel 10 fluctuate, and shading may occur in the pixel signal. In particular, in recent years, the number of pixels has increased, and the areas of the color pixel groups 2, 3, and 5 have tended to increase, and it is desired to further eliminate fluctuations in the well potential.

【００６８】また、酸化シリコン膜からなる素子分離領
域６８は、入射光を遮ることができず、そのため、各色
画素群２、３、５間に酸化膜領域を透過して入射した光
はその下の半導体領域に到達する。半導体領域に光が入
射すると、そこでキャリアが発生し、隣接する色画素群
２、３、５にそのキャリアが流れ込む場合があり、これ
がクロストークの発生原因となる。Further, the element isolation region 68 made of a silicon oxide film cannot block incident light, so that the light transmitted through the oxide film region between the color pixel groups 2, 3, and 5 is incident thereunder. To the semiconductor region. When light is incident on the semiconductor region, carriers are generated there, and the carriers may flow into the adjacent color pixel groups 2, 3, and 5, which causes crosstalk.

【００６９】これを解決するには、前述した実施形態１
〜５のように、色画素群２、３、５の間にウェル配線１
１とウェルコンタクト１２とを設け、色画素群２、３、
５の間にある共通ウェル１４に基準電圧を供給するとよ
い。To solve this, the first embodiment described above is used.
, The well wiring 1 between the color pixel groups 2, 3, and 5;
1 and a well contact 12 are provided.
It is preferable to supply a reference voltage to the common well 14 located between the common wells 5.

【００７０】また、ウェル配線１１を遮光性の導電膜で
形成することにより、色画素群２、３、５の間にある半
導体領域を遮光すればよい。The semiconductor region between the color pixel groups 2, 3, and 5 may be shielded from light by forming the well wiring 11 with a light-shielding conductive film.

【００７１】以上説明した各実施形態では、半導体の導
電型を逆転させても可能であり、たとえばウェル１４を
Ｎ型とする場合には、基準電圧はＰＮ接合を逆バイアス
するために、正電圧とするとよい。In each of the embodiments described above, it is possible to reverse the conductivity type of the semiconductor. For example, when the well 14 is N-type, the reference voltage is a positive voltage to reverse bias the PN junction. It is good to

【００７２】以上、本発明の各実施形態で説明した固体
撮像装置を、ディジタルカメラ等に用いると、クロスト
ークが低減されているため、高品質な画像を得ることが
できる。When the solid-state imaging device described in each embodiment of the present invention is used for a digital camera or the like, high quality images can be obtained because crosstalk is reduced.

【００７３】[0073]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明は、入射
光を電気信号に変換する光電変換素子を有する画素を二
次元配列した色画素群を複数備えた固体撮像装置におい
て、複数の前記色画素群に共通のウェルを設けて、複眼
式によるカラー撮像の可能な実用的な光電変換装置を提
供することができる。As described above, the present invention relates to a solid-state imaging device having a plurality of color pixel groups in which pixels each having a photoelectric conversion element for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged. By providing a common well for the color pixel group, it is possible to provide a practical photoelectric conversion device capable of performing color imaging by a compound eye system.

【００７４】そして、その色画素群の間のいくつかに、
ウェル電位が変動しないようにウェルコンタクトを設
け、画素信号のシェーディングを低減することができ
る。Then, some of the color pixel groups include:
By providing a well contact so that the well potential does not change, shading of a pixel signal can be reduced.

【００７５】また、色画素群間を遮光することにより色
画素群間のクロストークを低減することができる。Further, by blocking light between the color pixel groups, crosstalk between the color pixel groups can be reduced.

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

【図１】本発明の撮像装置の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imaging device of the present invention.

【図２】本発明の実施形態１の固体撮像装置の平面図及
び断面図である。FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明に用いられる画素の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a pixel used in the present invention.

【図４】本発明に用いられる画素の構成を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a pixel used in the present invention.

【図５】本発明の実施形態２の固体撮像装置の平面図で
ある。FIG. 5 is a plan view of a solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図６】本発明の実施形態３の固体撮像装置の平面図で
ある。FIG. 6 is a plan view of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.

【図７】本発明の実施形態４の固体撮像装置の平面図及
び断面図である。FIG. 7 is a plan view and a sectional view of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図８】本発明の実施形態５の固体撮像装置の平面図で
ある。FIG. 8 is a plan view of a solid-state imaging device according to Embodiment 5 of the present invention.

【図９】本発明の実施形態５の固体撮像装置の断面図で
ある。FIG. 9 is a sectional view of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の実施形態６の固体撮像装置の平面図
及び断面図である。FIG. 10 is a plan view and a sectional view of a solid-state imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図１１】従来の撮像装置の模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a conventional imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 固体撮像装置 ２、３、４、５ 色画素群 ６、７、８、９ レンズ １０ 画素 １１ ウェル配線 １２ ウェルコンタクト １３ ドープ領域 １４ 共通ウェル １５ 基板 １６ 半導体領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state imaging device 2, 3, 4, 5 color pixel group 6, 7, 8, 9 Lens 10 Pixel 11 Well wiring 12 Well contact 13 Doped region 14 Common well 15 Substrate 16 Semiconductor region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/07 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｂ Ｇ０２Ｂ 1/10 Ａ Ｆターム(参考） 2H048 BB08 BB46 2K009 AA03 BB06 CC02 4M118 AA05 AB01 BA13 BA14 CA04 CB14 FA06 FA13 FA26 FA28 FA33 GB11 GB15 GB18 GC08 GC09 GC14 GD04 5C065 BB06 BB42 BB48 DD02 DD15 EE06 EE12 EE20 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H04N 9/07 H01L 27/14 B G02B 1/10 A F-term (Reference) 2H048 BB08 BB46 2K009 AA03 BB06 CC02 4M118 AA05 AB01 BA13 BA14 CA04 CB14 FA06 FA13 FA26 FA28 FA33 GB11 GB15 GB18 GC08 GC09 GC14 GD04 5C065 BB06 BB42 BB48 DD02 DD15 EE06 EE12 EE20

Claims (36)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 入射光を電気信号に変換する光電変換素
子を有する画素を二次元配列した第１の色画素群と、入
射光を電気信号に変換する光電変換素子を有する画素を
二次元配列した第２の色画素群とが、基体の表面に並置
された固体撮像装置において、 前記第１の色画素群と前記第２の色画素群が、それらに
共通の共通ウェルを備えていることを特徴とする固体撮
像装置。1. A first color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged, and pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged. In the solid-state imaging device in which the second color pixel group and the second color pixel group are juxtaposed on the surface of the base, the first color pixel group and the second color pixel group have a common well common to them. A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned. 【請求項２】 前記第１の色画素群と前記第２の色画素
群の間に、ウェル配線及びウェルコンタクトが設けられ
ている請求項１に記載の固体撮像装置。2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a well wiring and a well contact are provided between the first color pixel group and the second color pixel group. 【請求項３】 前記第１の色画素群と前記第２の色画素
群の間に、素子分離領域が設けられている請求項１に記
載の固体撮像装置。3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an element isolation region is provided between said first color pixel group and said second color pixel group. 【請求項４】 前記第１の色画素群と前記第２の色画素
群の間に、遮光部材が設けられている請求項１に記載の
固体撮像装置。4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a light blocking member is provided between the first color pixel group and the second color pixel group. 【請求項５】 前記光電変換素子はホトダイオードであ
り、前記画素は複数の絶縁ゲート型トランジスタを有し
ており、前記共通ウェル内には、前記ホトダイオードの
アノード又はカソードとなる第１導電型の半導体領域
と、前記複数の絶縁ゲート型トランジスタの第１導電型
の各ウェルとが形成されている請求項１に記載の固体撮
像装置。5. The photoelectric conversion element is a photodiode, the pixel has a plurality of insulated gate transistors, and a first conductivity type semiconductor serving as an anode or a cathode of the photodiode is provided in the common well. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a region and each well of a first conductivity type of the plurality of insulated gate transistors are formed. 【請求項６】 前記光電変換素子はホトダイオードであ
り、 前記共通ウェル内には、前記ホトダイオードのアノード
又はカソードとなる第１導電型の半導体領域と、電荷結
合素子の電荷転送チャンネルが形成されるウェルとが形
成されている請求項１に記載の固体撮像装置。6. The photoelectric conversion element is a photodiode, and a well in which a first conductivity type semiconductor region serving as an anode or a cathode of the photodiode and a charge transfer channel of a charge-coupled device are formed in the common well. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein 【請求項７】 入射光を電気信号に変換する光電変換素
子を有する画素を二次元配列した第３の色画素群を更
に、前記共通ウェルを共有するように備えている請求項
１に記載の固体撮像装置。7. The device according to claim 1, further comprising a third color pixel group in which pixels each having a photoelectric conversion element for converting incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged so as to share the common well. Solid-state imaging device. 【請求項８】 前記各色画素群は、それぞれ、前記光電
変換素子上に共通色フィルタを有する請求項１に記載の
固体撮像装置。8. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein each of the color pixel groups has a common color filter on the photoelectric conversion element. 【請求項９】 前記共通色フィルタは、赤色、緑色、青
色の色フィルタである請求項８に記載の固体撮像装置。9. The solid-state imaging device according to claim 8, wherein the common color filters are red, green, and blue color filters. 【請求項１０】 前記共通ウェルに与えられる基準電圧
を発生させるための電圧を前記固体撮像装置外部から供
給する電源に接続するための端子を有する請求項１記載
の固体撮像装置。10. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a terminal for connecting a voltage for generating a reference voltage applied to the common well to a power supply supplied from outside the solid-state imaging device. 【請求項１１】 入射光を電気信号に変換する光電変換
素子を有する画素を二次元配列した第１の色画素群と、
入射光を電気信号に変換する光電変換素子を有する画素
を二次元配列した第２の色画素群とが基体の表面に並置
された固体撮像装置において、 前記第１の色画素群と前記第２の色画素群の間に、前記
第１の色画素群と前記第２の色画素群とに共通の共通ウ
ェルに基準電圧を与えるためのウェルコンタクト及びウ
ェル配線が形成されていることを特徴とする固体撮像装
置。11. A first color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged;
In a solid-state imaging device in which a second color pixel group in which pixels each having a photoelectric conversion element that converts incident light into an electric signal are two-dimensionally arranged is arranged side by side on a surface of a base, the first color pixel group and the second color pixel group And a well contact and a well wiring for applying a reference voltage to a common well common to the first color pixel group and the second color pixel group. Solid-state imaging device. 【請求項１２】 前記ウェル配線は、入射光が前記第１
の色画素群と前記第２の色画素群との間にある前記共通
ウェル領域に入射しないように遮光性材料で形成されて
いる請求項１１に記載の固体撮像装置。12. The well wiring according to claim 1, wherein the incident light is a first light.
The solid-state imaging device according to claim 11, wherein the solid-state imaging device is formed of a light-shielding material so as not to enter the common well region between the color pixel group of the second color pixel group and the second color pixel group. 【請求項１３】 前記遮光性材料は、アルミニウム又は
銅を主成分とする金属からなる請求項１２に記載の固体
撮像装置。13. The solid-state imaging device according to claim 12, wherein the light-shielding material is made of a metal containing aluminum or copper as a main component. 【請求項１４】 前記ウェル配線の上部に、前記入射光
の反射を防止する反射防止層が形成されている請求項１
１に記載の固体撮像装置。14. An anti-reflection layer for preventing reflection of the incident light is formed on the well wiring.
2. The solid-state imaging device according to 1. 【請求項１５】 前記反射防止層は、窒化チタン、窒化
タンタル、窒化タングステン又はタングステンを主成分
とする請求項１４に記載の固体撮像装置。15. The solid-state imaging device according to claim 14, wherein the antireflection layer contains titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, or tungsten as a main component. 【請求項１６】 前記第１の色画素群と前記第２の色画
素群の間には複数の前記ウェルコンタクトが形成されて
いる請求項１１に記載の固体撮像装置。16. The solid-state imaging device according to claim 11, wherein a plurality of said well contacts are formed between said first color pixel group and said second color pixel group. 【請求項１７】 前記光電変換素子はホトダイオードで
あり、前記画素は複数の絶縁ゲート型トランジスタを有
しており、前記共通ウェル内には、前記ホトダイオード
のアノード又はカソードとなる第１導電型の半導体領域
と、前記複数の絶縁ゲート型トランジスタの第１導電型
の各ウェルとが形成されている請求項１１に記載の固体
撮像装置。17. The photoelectric conversion element is a photodiode, the pixel has a plurality of insulated gate transistors, and a first conductivity type semiconductor serving as an anode or a cathode of the photodiode is provided in the common well. The solid-state imaging device according to claim 11, wherein a region and each well of the first conductivity type of the plurality of insulated gate transistors are formed. 【請求項１８】 前記光電変換素子はホトダイオードで
あり、 前記共通ウェル内には、前記ホトダイオードのアノード
又はカソードとなる第１導電型の半導体領域と、電荷結
合素子の電荷転送チャンネルが形成されるウェルとが形
成されている請求項１１に記載の固体撮像装置。18. A photoelectric conversion device comprising: a photodiode; and a well in which a first conductivity type semiconductor region serving as an anode or a cathode of the photodiode and a charge transfer channel of a charge-coupled device are formed in the common well. The solid-state imaging device according to claim 11, wherein 【請求項１９】 入射光を電気信号に変換する光電変換
素子を有する画素を二次元配列した第３の色画素群を更
に備えている請求項１１に記載の固体撮像装置。19. The solid-state imaging device according to claim 11, further comprising a third color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged. 【請求項２０】 前記各色画素群は、それぞれ、前記光
電変換素子上に共通色フィルタを有する請求項１１に記
載の固体撮像装置。20. The solid-state imaging device according to claim 11, wherein each of the color pixel groups has a common color filter on the photoelectric conversion element. 【請求項２１】 入射光を電気信号に変換する光電変換
素子を有する画素を二次元配列した第１の色画素群と、
入射光を電気信号に変換する光電変換素子を有する画素
を二次元配列した第２及び第３の色画素群と、入射光を
電気信号に変換する光電変換素子を有する画素を二次元
配列した第４の色画素群とが、基体の表面に並置された
固体撮像装置において、 前記第１の色画素群と前記第４の色画素群が対角に配置
され、 前記第２の色画素群と前記第３の色画素群が別の対角に
配置され、前記第１の色画素群と前記第２の色画素群の
間に、少なくとも前記第１の色画素群と前記第２の色画
素群とに共通の共通ウェルに基準電圧を与えるためのウ
ェルコンタクト及びウェル配線が形成されていることを
特徴とする固体撮像装置。21. A first color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged;
Second and third color pixel groups in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged, and pixels in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged. A first color pixel group and a fourth color pixel group are arranged diagonally in a solid-state imaging device in which four color pixel groups are arranged side by side on the surface of the base; The third color pixel group is arranged at another diagonal, and at least the first color pixel group and the second color pixel are located between the first color pixel group and the second color pixel group. A solid-state imaging device, wherein a well contact and a well wiring for applying a reference voltage to a common well common to a group are formed. 【請求項２２】 前記ウェル配線は、入射光が前記第１
の色画素群と前記第２の色画素群との間にある前記共通
ウェル領域に入射しないように遮光性材料で形成されて
いることを特徴とする請求項２１に記載の固体撮像装
置。22. The well wiring, wherein incident light is transmitted to the first
22. The solid-state imaging device according to claim 21, wherein the solid-state imaging device is formed of a light-shielding material so as not to enter the common well region between the color pixel group of the second color pixel group and the second color pixel group. 【請求項２３】 前記遮光性材料は、アルミニウム又は
銅を主成分とする金属からなることを特徴とする請求項
２２に記載の固体撮像装置。23. The solid-state imaging device according to claim 22, wherein the light-shielding material is made of a metal containing aluminum or copper as a main component. 【請求項２４】 前記ウェル配線の上部に、前記入射光
の反射を防止する反射防止層が形成されていることを特
徴とする請求項２１に記載の固体撮像装置。24. The solid-state imaging device according to claim 21, wherein an anti-reflection layer for preventing reflection of the incident light is formed on the well wiring. 【請求項２５】 前記反射防止層は、窒化チタン、窒化
タンタル、窒化タングステン又はタングステンを主成分
とする請求項２４に記載の固体撮像装置。25. The solid-state imaging device according to claim 24, wherein the antireflection layer contains titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, or tungsten as a main component. 【請求項２６】 前記第１の色画素群と前記第２の色画
素群の間には複数の前記ウェルコンタクトが形成されて
いる請求項２１に記載の固体撮像装置。26. The solid-state imaging device according to claim 21, wherein a plurality of said well contacts are formed between said first color pixel group and said second color pixel group. 【請求項２７】 前記光電変換素子はホトダイオードで
あり、前記画素は複数の絶縁ゲート型トランジスタを有
しており、前記共通ウェル内には、前記ホトダイオード
のアノード又はカソードとなる第１導電型の半導体領域
と、前記複数の絶縁ゲート型トランジスタの第１導電型
の各ウェルとが形成されている請求項２１に記載の固体
撮像装置。27. The photoelectric conversion element is a photodiode, the pixel has a plurality of insulated gate transistors, and a first conductivity type semiconductor serving as an anode or a cathode of the photodiode is provided in the common well. 22. The solid-state imaging device according to claim 21, wherein a region and each well of the first conductivity type of the plurality of insulated gate transistors are formed. 【請求項２８】 前記光電変換素子はホトダイオードで
あり、 前記共通ウェル内には、前記ホトダイオードのアノード
又はカソードとなる第１導電型の半導体領域と、電荷結
合素子の電荷転送チャンネルが形成されるウェルとが形
成されている請求項２１に記載の固体撮像装置。28. The photoelectric conversion device is a photodiode. A well in which a first conductivity type semiconductor region serving as an anode or a cathode of the photodiode and a charge transfer channel of a charge-coupled device are formed in the common well. 22. The solid-state imaging device according to claim 21, wherein 【請求項２９】 入射光を電気信号に変換する光電変換
素子を有する画素を二次元配列した第３の色画素群を更
に備えている請求項２１に記載の固体撮像装置。29. The solid-state imaging device according to claim 21, further comprising a third color pixel group in which pixels having photoelectric conversion elements for converting incident light into electric signals are two-dimensionally arranged. 【請求項３０】 前記各色画素群は、それぞれ、前記光
電変換素子上に共通色フィルタを有する請求項２１に記
載の固体撮像装置。30. The solid-state imaging device according to claim 21, wherein each of the color pixel groups has a common color filter on the photoelectric conversion element. 【請求項３１】 更に、前記第３の色画素群と前記第４
の色画素群との間に、少なくとも第３の色画素群と前記
第４の色画素群とに共通の共通ウェルに基準電圧を与え
るためのウェルコンタクト及びウェル配線が形成されて
いることを特徴とする請求項２１に記載の固体撮像装
置。31. The third color pixel group and the fourth color pixel group.
And a well contact and a well wiring for applying a reference voltage to a common well common to at least the third color pixel group and the fourth color pixel group. The solid-state imaging device according to claim 21. 【請求項３２】 前記共通ウェルは、前記第１から第４
の色画素群全てに共通の共通ウェルであることを特徴と
する請求項２１に記載の固体撮像装置。32. The common well, wherein the first to fourth wells are
22. The solid-state imaging device according to claim 21, which is a common well common to all the color pixel groups. 【請求項３３】 前記第１の色画素群と前記第３の色画
素群の間には、前記共通ウェルに基準電圧を与えるため
のウェルコンタクト及びウェル配線が形成されていない
ことを特徴とする請求項２１に記載の固体撮像装置。33. A well contact and a well wiring for applying a reference voltage to the common well are not formed between the first color pixel group and the third color pixel group. A solid-state imaging device according to claim 21. 【請求項３４】 前記第１の色画素群は赤又は青色のう
ち一方の色のフィルタを有し、前記第２及び第３の色画
素群は緑色のフィルタを有し、前記第４の色フィルタは
赤又は青色のうち他方の色のフィルタを有することを特
徴とする請求項２１記載の固体撮像装置。34. The first color pixel group has a filter for one of red or blue, the second and third color pixel groups have a green filter, and the fourth color pixel group has a green color filter. 22. The solid-state imaging device according to claim 21, wherein the filter has a filter of the other color of red or blue. 【請求項３５】 被写体の像を撮像する撮像装置におい
て、 請求項１、１１又は２１に記載の固体撮像装置と、 前記固体撮像装置の前記ウェル配線に与えられる基準電
圧を発生させるための電圧を前記固体撮像装置外部から
供給する電源と、 を具備する撮像装置。35. An imaging device for capturing an image of a subject, wherein the solid-state imaging device according to claim 1, 11 or 21, and a voltage for generating a reference voltage applied to the well wiring of the solid-state imaging device. A power supply supplied from outside the solid-state imaging device. 【請求項３６】 被写体の像を撮像する撮像装置におい
て、 請求項１、１１又は２１に記載の固体撮像装置と、 前記各色画素群に被写体の像を結像する結像レンズと、 を具備する撮像装置。36. An image pickup device for picking up an image of a subject, comprising: the solid-state image pickup device according to claim 1, 11 or 21; and an imaging lens for forming an image of the subject on each of the color pixel groups. Imaging device.
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