JPH0521780A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0521780A JPH0521780A JP3174169A JP17416991A JPH0521780A JP H0521780 A JPH0521780 A JP H0521780A JP 3174169 A JP3174169 A JP 3174169A JP 17416991 A JP17416991 A JP 17416991A JP H0521780 A JPH0521780 A JP H0521780A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/762—Charge transfer devices
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- H01L29/768—Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コストを従来とほぼ同レベルとしたままで、
固体撮像素子の感度を更に向上させる。 【構成】 半導体基板1上に複数の受光部4、それによ
り光電変換された信号を順次転送する転送部3、及び転
送された信号を順次読み出す出力部2が形成され、該基
板1の上が第1、第2及び第3の誘電体膜5、6及び8
にて覆われている。そのうちの第2、第3の誘電体膜
6、8において、出力部2の上方部分に開口部15が形
成されている。よって、その開口部15の存在により出
力部2の検査部容量が下がる。
固体撮像素子の感度を更に向上させる。 【構成】 半導体基板1上に複数の受光部4、それによ
り光電変換された信号を順次転送する転送部3、及び転
送された信号を順次読み出す出力部2が形成され、該基
板1の上が第1、第2及び第3の誘電体膜5、6及び8
にて覆われている。そのうちの第2、第3の誘電体膜
6、8において、出力部2の上方部分に開口部15が形
成されている。よって、その開口部15の存在により出
力部2の検査部容量が下がる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばエリアセンサ、
ラインセンサなどに使用され、CCD(電荷結合素子)
等を用いた固体撮像素子に関する。
ラインセンサなどに使用され、CCD(電荷結合素子)
等を用いた固体撮像素子に関する。
【0002】
【従来の技術】上記固体撮像素子は、従来当初、図2に
示すように構成されていた。即ち、半導体基板101の
上層部の画素領域113に、光電変換機能を有する受光
部104…及び受光部104にて光電変換されて得られ
た電気信号を転送する転送部103…が、受光部104
と転送部103とを隣合わせて多数形成されている。ま
た、上記画素領域113の近傍に位置する出力部領域1
12には、転送部103から転送されたきた信号を出力
するための出力部102が形成され、更に離れたフィー
ルド部111にはパッド部107が設けられている。こ
のように形成された基板101上の全面にわたって、S
iO2にB(ボロン)とP(リン)を添加したBPSG
膜105が形成され、更にその上には上記パッド部10
7の上方部分を除く全面にSiO2にP(リン)を添加
したPSG膜106が形成されている。なお、パッド部
107については、上述した下側のBPSG膜105の
上に設けている。
示すように構成されていた。即ち、半導体基板101の
上層部の画素領域113に、光電変換機能を有する受光
部104…及び受光部104にて光電変換されて得られ
た電気信号を転送する転送部103…が、受光部104
と転送部103とを隣合わせて多数形成されている。ま
た、上記画素領域113の近傍に位置する出力部領域1
12には、転送部103から転送されたきた信号を出力
するための出力部102が形成され、更に離れたフィー
ルド部111にはパッド部107が設けられている。こ
のように形成された基板101上の全面にわたって、S
iO2にB(ボロン)とP(リン)を添加したBPSG
膜105が形成され、更にその上には上記パッド部10
7の上方部分を除く全面にSiO2にP(リン)を添加
したPSG膜106が形成されている。なお、パッド部
107については、上述した下側のBPSG膜105の
上に設けている。
【0003】ところで、近年においては、固体撮像素子
の小型化や多画素化が図られており、これに伴って高感
度化を求める市場の要求がますます高まってきている。
その高感度化を図る方式としては、従来より、 受光部の面積を広げて入射光量を増加させ、その受光
部で光電変換される信号量を増やす方式 出力部に備わった検出部の容量を下げて電荷電圧変換
率を向上させ、受光部で光電変換された信号量(電荷
量)を効率良く出力電圧に変換する方式の2つが知られ
ている。
の小型化や多画素化が図られており、これに伴って高感
度化を求める市場の要求がますます高まってきている。
その高感度化を図る方式としては、従来より、 受光部の面積を広げて入射光量を増加させ、その受光
部で光電変換される信号量を増やす方式 出力部に備わった検出部の容量を下げて電荷電圧変換
率を向上させ、受光部で光電変換された信号量(電荷
量)を効率良く出力電圧に変換する方式の2つが知られ
ている。
【0004】上記の方式を採用した具体例としては、
図3に示すように、図2と同様に構成されたものの最上
層であるPSG膜106の上に、間にアクリル樹脂やポ
リイミド樹脂等からなる高分子樹脂膜108とカラーフ
ィルター109とを介装して、マイクロレンズ110を
形成する。つまり、このマイクロレンズ110により受
光部104への入射光の集光率を向上させ、これにより
受光部104で光電変換される信号量を増やしている。
図3に示すように、図2と同様に構成されたものの最上
層であるPSG膜106の上に、間にアクリル樹脂やポ
リイミド樹脂等からなる高分子樹脂膜108とカラーフ
ィルター109とを介装して、マイクロレンズ110を
形成する。つまり、このマイクロレンズ110により受
光部104への入射光の集光率を向上させ、これにより
受光部104で光電変換される信号量を増やしている。
【0005】一方、の方式を採用した具体例として
は、出力部102に備わった検出ダイオードの面積を縮
小したり、或はその検出ダイオードと同じく出力部10
2に備わった初段のドライバ・ゲートとの間の配線長さ
を短くし、これにより出力部102の検出部容量を下げ
て電荷電圧変換率を向上している。
は、出力部102に備わった検出ダイオードの面積を縮
小したり、或はその検出ダイオードと同じく出力部10
2に備わった初段のドライバ・ゲートとの間の配線長さ
を短くし、これにより出力部102の検出部容量を下げ
て電荷電圧変換率を向上している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにして高感度化を図っても、十分に満足できるレベ
ルにまでは到達できておらず、更なる高感度化が要求さ
れている。なお、そのために現行の製造プロセスを大幅
に変更したり、或は新規な材料や新規な装置を採用した
場合には、要求には答えられるけれどもコストが異常に
高くなり好ましくない。
ようにして高感度化を図っても、十分に満足できるレベ
ルにまでは到達できておらず、更なる高感度化が要求さ
れている。なお、そのために現行の製造プロセスを大幅
に変更したり、或は新規な材料や新規な装置を採用した
場合には、要求には答えられるけれどもコストが異常に
高くなり好ましくない。
【0007】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するものであり、コストを従来とほぼ同レベルとしたま
まで更に感度の向上を図れる固体撮像素子を提供するこ
とを目的とする。
するものであり、コストを従来とほぼ同レベルとしたま
まで更に感度の向上を図れる固体撮像素子を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、基板上に複数の受光部、それにより光電変換された
信号を順次転送する転送部、及び転送された信号を順次
読み出す出力部が形成され、該基板の上が少なくとも1
層からなる誘電体層にて覆われていると共に、該誘電体
層の該出力部の上方部分が開口されており、そのことに
よって、上記目的が達成される。
は、基板上に複数の受光部、それにより光電変換された
信号を順次転送する転送部、及び転送された信号を順次
読み出す出力部が形成され、該基板の上が少なくとも1
層からなる誘電体層にて覆われていると共に、該誘電体
層の該出力部の上方部分が開口されており、そのことに
よって、上記目的が達成される。
【0009】
【作用】本発明にあっては、基板の上を覆っている誘電
体層の出力部の上方部分が開口されているので、出力部
の検査部容量が下がった状態になる。
体層の出力部の上方部分が開口されているので、出力部
の検査部容量が下がった状態になる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。
【0011】図1は本発明を適用したマイクロレンズ搭
載の固体撮像素子を示す断面図である。この素子は、半
導体基板1の上層部の画素領域13に、光電変換機能を
有する多数のフォトダイオード等からなる受光部4…が
複数列形成され、各列の間にCCD等からなる転送部3
…が形成されている。この転送部3は、受光部4にて光
電変換されて得られた電気信号を転送する。
載の固体撮像素子を示す断面図である。この素子は、半
導体基板1の上層部の画素領域13に、光電変換機能を
有する多数のフォトダイオード等からなる受光部4…が
複数列形成され、各列の間にCCD等からなる転送部3
…が形成されている。この転送部3は、受光部4にて光
電変換されて得られた電気信号を転送する。
【0012】上記画素領域13の近傍は出力部領域12
となっており、この領域12には転送部3から転送され
たきた信号を出力するための出力部2が形成され、更に
出力部領域12から離れたフィールド部11にはパッド
部7が設けられる。
となっており、この領域12には転送部3から転送され
たきた信号を出力するための出力部2が形成され、更に
出力部領域12から離れたフィールド部11にはパッド
部7が設けられる。
【0013】このように形成された半導体基板1の上は
全面にわたって、例えばSiO2にB(ボロン)とP
(リン)を添加したBPSGからなる第1の誘電体膜5
が形成されている。この第1の誘電体膜5の材質として
はBPSGに限らず、他のSiO2、Si3N4等のSi
化合物を使用してもよい。なお、パッド部7はこの第1
の誘電体膜5の上に設けている。更に、第1の誘電体膜
5の上には、上記パッド部7の上方部分と出力部2の上
方部分とを除いて全面に、例えばSiO2にP(リン)
を添加したPSGからなる第2の誘電体膜6と、アクリ
ル樹脂やポリイミド樹脂等の高分子樹脂からなる第3の
誘電体膜8とが下側からこの順に形成され、第2の誘電
体膜6及び第3の誘電体膜8におけるパッド部7の上方
部分は開口部14となっており、同じく出力部2の上方
部分は開口部15となっている。
全面にわたって、例えばSiO2にB(ボロン)とP
(リン)を添加したBPSGからなる第1の誘電体膜5
が形成されている。この第1の誘電体膜5の材質として
はBPSGに限らず、他のSiO2、Si3N4等のSi
化合物を使用してもよい。なお、パッド部7はこの第1
の誘電体膜5の上に設けている。更に、第1の誘電体膜
5の上には、上記パッド部7の上方部分と出力部2の上
方部分とを除いて全面に、例えばSiO2にP(リン)
を添加したPSGからなる第2の誘電体膜6と、アクリ
ル樹脂やポリイミド樹脂等の高分子樹脂からなる第3の
誘電体膜8とが下側からこの順に形成され、第2の誘電
体膜6及び第3の誘電体膜8におけるパッド部7の上方
部分は開口部14となっており、同じく出力部2の上方
部分は開口部15となっている。
【0014】これら開口部14及び15は、第2の誘電
体膜6及び第3の誘電体膜8を基板1の全面に形成した
後に、例えば一般的に行われるプラズマエッチングを施
して形成され、特に出力部2の上方の開口部15につい
ては、出力部2の上表面と同じ形状、大きさとなしてあ
る。なお、第2の誘電体膜6の材質はPSGに限定する
ものではなく、他のSiO2、Si3N4等のSi化合物
を使用してもよい。また、第3の誘電体膜8の材質はア
クリル樹脂やポリイミド樹脂に限るものではなく、他の
高分子樹脂を使用してもよい。
体膜6及び第3の誘電体膜8を基板1の全面に形成した
後に、例えば一般的に行われるプラズマエッチングを施
して形成され、特に出力部2の上方の開口部15につい
ては、出力部2の上表面と同じ形状、大きさとなしてあ
る。なお、第2の誘電体膜6の材質はPSGに限定する
ものではなく、他のSiO2、Si3N4等のSi化合物
を使用してもよい。また、第3の誘電体膜8の材質はア
クリル樹脂やポリイミド樹脂に限るものではなく、他の
高分子樹脂を使用してもよい。
【0015】かかる第3の誘電体膜8の上には、前記画
素領域13の上方部分にカラーフィルター9が形成さ
れ、更にそのカラーフィルター9の上には透明樹脂等か
らなるマイクロレンズ10が形成されている。
素領域13の上方部分にカラーフィルター9が形成さ
れ、更にそのカラーフィルター9の上には透明樹脂等か
らなるマイクロレンズ10が形成されている。
【0016】このように構成された本発明素子にあって
は、出力部2の上に第2の誘電体膜6と第3の誘電体膜
8とが存在しないため、出力部2の検査部容量が低下し
て電荷電圧変換率が向上し、加えてマイクロレンズ10
を受光部2の上に設けて光電変換される信号量の増加を
図っているため、その結果、従来のマイクロレンズを搭
載したものより20%程度高い感度特性が得られる。ま
た、現行の製造プロセスを大幅に変更したり、或は新規
な材料や新規な装置を用いないので、従来と同レベルの
コストで済む。なお、第1、第2の誘電体膜5及び6に
SiO2、Si3N4等のSi化合物を使用し、第3の誘
電体膜8に高分子樹脂を使用した場合には、信頼性およ
び製造コストの点で好ましい。
は、出力部2の上に第2の誘電体膜6と第3の誘電体膜
8とが存在しないため、出力部2の検査部容量が低下し
て電荷電圧変換率が向上し、加えてマイクロレンズ10
を受光部2の上に設けて光電変換される信号量の増加を
図っているため、その結果、従来のマイクロレンズを搭
載したものより20%程度高い感度特性が得られる。ま
た、現行の製造プロセスを大幅に変更したり、或は新規
な材料や新規な装置を用いないので、従来と同レベルの
コストで済む。なお、第1、第2の誘電体膜5及び6に
SiO2、Si3N4等のSi化合物を使用し、第3の誘
電体膜8に高分子樹脂を使用した場合には、信頼性およ
び製造コストの点で好ましい。
【0017】上記実施例においては第2の誘電体膜6と
第3の誘電体膜8とを開口させて、出力部2の上方部分
に開口部15を設けたが、出力部2の直ぐ上に存在する
第1の誘電体膜5についても開口させるようにしてもよ
い。このようにした場合には、更に高い感度が得られ
る。
第3の誘電体膜8とを開口させて、出力部2の上方部分
に開口部15を設けたが、出力部2の直ぐ上に存在する
第1の誘電体膜5についても開口させるようにしてもよ
い。このようにした場合には、更に高い感度が得られ
る。
【0018】なお、本発明は、高感度化を図るべく出力
部2に備わった検出ダイオードの面積を縮小したり、或
はその検出ダイオードと初段のドライバ・ゲートとの間
の配線長さを短くし、これにより出力部2の検出部容量
を下げて電荷電圧変換率を向上させる構成とした場合に
も適用可能であり、この場合にも出力部の上の誘電体膜
に開口部を設けるとよい。
部2に備わった検出ダイオードの面積を縮小したり、或
はその検出ダイオードと初段のドライバ・ゲートとの間
の配線長さを短くし、これにより出力部2の検出部容量
を下げて電荷電圧変換率を向上させる構成とした場合に
も適用可能であり、この場合にも出力部の上の誘電体膜
に開口部を設けるとよい。
【0019】また、本発明は、インターライン転送方式
のCCD固体撮像素子やフレームトランスファ方式の固
体撮像素子などにも適用可能である。
のCCD固体撮像素子やフレームトランスファ方式の固
体撮像素子などにも適用可能である。
【0020】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の固体撮像素
子にあっては、基板の上を覆っている誘電体層の出力部
の上方部分が開口されているので、出力部の検査部容量
を下げることができ、これにより感度をより向上させる
ことが可能となる。また、開口させるだけでよいので、
現行の製造プロセスを大幅に変更したり、或は新規な材
料や新規な装置を用いる必要がなく、従来と同レベルの
コストで済む。
子にあっては、基板の上を覆っている誘電体層の出力部
の上方部分が開口されているので、出力部の検査部容量
を下げることができ、これにより感度をより向上させる
ことが可能となる。また、開口させるだけでよいので、
現行の製造プロセスを大幅に変更したり、或は新規な材
料や新規な装置を用いる必要がなく、従来と同レベルの
コストで済む。
【図1】本発明を適用した固体撮像素子を示す断面図。
【図2】従来当初の固体撮像素子を示す断面図。
【図3】従来の固体撮像素子を示す断面図。
1 半導体基板
2 出力部
3 転送部
4 受光部
5 第1の誘電体膜
6 第2の誘電体膜
8 第3の誘電体膜
15 開口部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 石辺 祥一
大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ
株式会社内
(72)発明者 渡辺 徹
大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ
株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】基板上に複数の受光部、それにより光電変
換された信号を順次転送する転送部、及び転送された信
号を順次読み出す出力部が形成され、該基板の上が少な
くとも1層からなる誘電体層にて覆われていると共に、
該誘電体層の該出力部の上方部分が開口されている固体
撮像素子。 - 【請求項2】前記誘電体膜が高分子樹脂からなる請求項
1記載の固体撮像素子。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3174169A JPH0521780A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 固体撮像素子 |
KR1019920012497A KR960001349B1 (ko) | 1991-07-15 | 1992-07-14 | 고체영상 픽업소자 |
DE69220420T DE69220420T2 (de) | 1991-07-15 | 1992-07-15 | Festkörper-Bildaufnahme-Vorrichtung |
EP92306492A EP0523984B1 (en) | 1991-07-15 | 1992-07-15 | Solid state image pick-up element |
US08/275,072 US5444277A (en) | 1991-07-15 | 1994-07-13 | Solid imaging pick-up element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3174169A JPH0521780A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0521780A true JPH0521780A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15973915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3174169A Pending JPH0521780A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 固体撮像素子 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5444277A (ja) |
EP (1) | EP0523984B1 (ja) |
JP (1) | JPH0521780A (ja) |
KR (1) | KR960001349B1 (ja) |
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