JPH0669481A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

固体撮像装置およびその製造方法

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JPH0669481A
JPH0669481A JP4217887A JP21788792A JPH0669481A JP H0669481 A JPH0669481 A JP H0669481A JP 4217887 A JP4217887 A JP 4217887A JP 21788792 A JP21788792 A JP 21788792A JP H0669481 A JPH0669481 A JP H0669481A
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shielding film
film
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shielding
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JP4217887A
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Yuji Kusayanagi
雄次 草柳
Toshihiro Kuriyama
俊寛 栗山
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Matsushita Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体基板上に形成された受光部及び電荷転
送部への光の漏れ込みにより発生する偽信号を防止し、
スミア不良を低減させる。 【構成】 P型半導体基板11上に形成された、受光部
としてのフォトダイオード12の周縁部及び電荷転送部
としてのN型埋め込みチャンネル14の上は100mμ
のWSi膜17によって覆われており、WSi膜17に
おけるN型埋め込みチャンネル14の上側部分は800
mμのAl膜18によって覆われており、上記WSi膜
17及びAl膜18の上は200mμのTiN膜19に
よって覆われている。従って、フォトダイオード12の
周縁部の上側には300mμの遮光膜が形成され、N型
埋め込みチャンネル14の上には1100mμの遮光膜
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光信号を検知する固体撮
像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の固体撮像装置の断面構造を図6に
示す。同図において、31はP型半導体基板、32,3
2は光電変換を行なうN型のフォトダイオード、33,
33は他画素への電荷の流入を防ぐP型のチャンネルス
トッパー、34,34は電荷転送のためのN型の埋め込
みチャンネルである。35は電荷を転送するためのポリ
シリコン電極、36はポリシリコン電極35を覆う絶縁
膜、37はN型埋め込みチャンネル34へ光が混入する
のを防止するAl膜よりなる遮光膜、38は遮光膜37
及び絶縁膜36における露出している部分を覆う保護膜
である。
【0003】以上のように構成された固体撮像装置の作
動について説明する。
【0004】受光部としてのフォトダイオード32に光
が入射すると、入射した光の光量に応じてP−N接合部
から電荷が発生する。電荷転送部としてのN型の埋め込
みチャンネル34への電荷の読み出しは、ポリシリコン
電極35の電圧を変化させ、N型の埋め込みチャンネル
34のポテンシャルを下げることにより行われる。電荷
の転送はポリシリコン電極35にクロック信号を加える
ことで行なう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
構造では、強い光が入射した場合には、入射光がポリシ
リコン電極35を透過してN型の埋め込みチャンネル3
4に侵入する第1の現象(図中において矢印アで示
す。)や、入射光がフォトダイオード32の遮光膜37
の開口部の側壁で反射してフォトダイオード32に侵入
する第2の現象(図中において矢印イで示す。)、もし
くは入射光が半導体基板31と遮光膜37との間で乱反
射を繰り返してフォトダイオード32に侵入する第3の
現象(図中においてウで示す。)などが起こる。このよ
うな受光部及び電荷転送部への光の漏れ込みにより発生
する電荷が偽信号となり、画面上では縦スジが発生(ス
ミア不良)し画質の劣化を生じる。
【0006】上記の第1の現象を抑制するには遮光膜3
7の膜厚を厚くすれば良いが、従来の構造では、遮光膜
37を厚くすると遮光膜37の開口部の側壁も厚くなる
ため、該側壁での反射による上記の第2の現象が増大す
るという問題、及び加工のバラツキが大きくなる等の問
題があった。
【0007】上記に鑑み、本発明は、上記従来の問題を
解消し、受光部及び電荷転送部への光の漏れ込みにより
発生する偽信号を防止し、微細化にも十分対応できる固
体撮像装置を提供すること、及びこのような固体撮像装
置を簡易なプロセスにより確実に製造できるようにする
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明が講じた解決手段は、電荷転送部の
上側を覆う遮光膜の膜厚を厚くする一方、受光部の周縁
部を覆う遮光膜の膜厚を薄くするものである。
【0009】具体的に請求項1の発明が講じた解決手段
は、半導体基板上に形成された受光部及び電荷転送部を
有する固体撮像装置を対象とし、上記受光部の周縁部及
び上記電荷転送部の上には第1の遮光膜が形成されてお
り、該第1の遮光膜における上記電荷転送部の上側部分
には第2の遮光膜が形成されており、上記第1の遮光膜
及び第2の遮光膜の上には第3の遮光膜が形成されてい
る構成とするものである。
【0010】また、請求項2の発明は、遮光膜を透過し
て電荷転送部に侵入する光を一層低減するため、請求項
1の構成に、上記第2の遮光膜の膜厚は、上記第1の遮
光膜の膜厚と上記第3の遮光膜の膜厚との合計よりも厚
く設定されているという構成を付加するものである。
【0011】また、請求項3の発明は、遮光膜と半導体
基板との間における光の乱反射を防止するため、請求項
1の構成に、上記第1の遮光膜は低反射率の材料によっ
て形成されているという構成を付加するものである。
【0012】さらに、請求項4の発明の発明は、請求項
1の発明に係る固体撮像装置を製造する方法であって、
具体的には、半導体基板上に形成された受光部及び電荷
転送部の上に全面に亘って第1の遮光膜を形成した後、
該第1の遮光膜の上における上記電荷転送部の上側部分
に第2の遮光膜を選択的に形成し、その後、上記第1の
遮光膜及び第2の遮光膜の上に全面に亘って第3の遮光
膜を形成し、しかる後、上記第1及び第3の遮光膜にお
ける上記受光部の中央部の上側部分を選択的に除去する
構成とするものである。
【0013】
【作用】請求項1の構成により、電荷転送部の上には第
1、第2及び第3の遮光膜からなる厚い遮光膜が形成さ
れているため、入射光は上記第1〜第3の遮光膜によっ
て阻止されるので、電荷転送部に侵入することがなくな
る。
【0014】受光部の周縁部には第1及び第2の遮光膜
からなる薄い遮光膜が形成されているため、入射光が第
1及び第2の遮光膜の開口部の側壁によって反射され難
くなるので、上記側壁により反射された入射光が受光部
に侵入し難くなる。
【0015】請求項2の構成により、第2の遮光膜の膜
厚は、第1の遮光膜の膜厚と第3の遮光膜の膜厚との合
計よりも厚く設定されているため、入射光が電荷転送部
に侵入する現象、及び入射光が第1及び第2の遮光膜の
開口部の側壁によって反射されて受光部に侵入する現象
は一層低減する。
【0016】請求項3の構成により、第1の遮光膜は低
反射率の材料によって形成されているため、遮光膜と半
導体基板との間における光の乱反射が防止されるので、
遮光膜と半導体基板との間で乱反射した光が受光部に侵
入する現象が防止できる。
【0017】請求項4の構成により、半導体基板上に形
成された電荷転送部の上には、第1〜第3の遮光膜が形
成される。
【0018】半導体基板上に形成された受光部の上には
第2の遮光膜が形成されておらず、また、受光部の上側
に第1及び第3の遮光膜を形成した後、受光部の中央部
の上側の第1及び第3の遮光膜を選択的に除去するの
で、受光部の中央部の上側には遮光膜が形成されていな
い一方、受光部の周縁部の上側には第1及び第3の遮光
膜が形成されている。
【0019】
【実施例】以下、図1に基づいて、本発明の一実施例に
係る固体撮像装置の構造を説明する。
【0020】同図において、11はP型半導体基板、1
2,12は光電変換を行なう受光部としてのN型のフォ
トダイオード、13,13は他画素への電荷の流入を防
止するP型のチャンネルストッパー、14,14は電荷
転送部としてのN型埋め込みチャンネル、15,15は
電荷を転送するためのポリシリコン電極、16はポリシ
リコン電極15を覆う絶縁膜、17はフォトダイオード
12の周縁部及びN型埋め込みチャネル14の上を覆う
第1の遮光膜としてのWSi膜、18はWSi膜17の
上に形成されN型埋め込みチャネル14の上を覆う第2
の遮光膜としてのAl膜、19はWSi膜17及びAl
膜18の上に形成されフォトダイオード12の周縁部及
びN型埋め込みチャネル14の上を覆う第3の遮光膜と
してのTiN膜、20はTiN膜19及び絶縁膜16に
おける露出している部分を覆う保護膜である。
【0021】以下、図2〜図5を参照しながら、上記実
施例に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
【0022】まず、P型半導体基板11上に、N型のフ
ォトダイオード12、P型チャンネルストッパー13、
N型埋め込みチャンネル14、ポリシリコン電極15及
び絶縁膜16をそれぞれ形成した後、図2に示すよう
に、絶縁膜16の上に全面に亘ってWSi膜17を10
0mμの膜厚に形成し、その後、WSi膜17の上に全
面に亘ってAl膜18を800mμの膜厚に形成する。
【0023】次に、図3に示すように、ポリシリコン電
極15の上側部分のAl膜18のみを残すため、該ポリ
シリコン電極15の上側部分のAl膜18の周辺部分の
Al膜18に対して選択的にエッチング処理を施す。
【0024】次に、図4に示すように、ポリシリコン電
極15の上側部分のAl膜18及びWSi膜17の上に
全面に亘ってTiN19膜を200mμ形成する。
【0025】次に、図5に示すように、TiN膜19と
WSi膜17とを同時にエッチングしてポリシリコン電
極15同士の間にフオトダイオード開口部21を形成し
た後、絶縁膜16及びTiN19膜の上に全面に亘って
保護膜20を形成する。
【0026】以上のように多層遮光膜を選択的に形成し
た結果、ポリシリコン電極15の上側に、100mμの
WSi膜17、800mμのAl膜18及び200mμ
のTiN膜19よりなる膜厚1100mμの遮光膜が形
成されるので、光がポリシリコン電極15を透過してN
型埋め込みチャネル14に侵入することを十分に防ぐこ
とができる。
【0027】また、フォトダイオード12の上側には1
00mμのWSi膜17と200mμのTiN膜19よ
りなる300mμの遮光膜が形成されているのみであ
り、光がフォトダイオード12の遮光膜の開口部の側壁
で反射してフォトダイオード12に侵入する事態が低減
する。
【0028】さらに、フォトダイオード12の周縁部を
覆う遮光膜の下層には、低反射率のWSi膜17が形成
されているため、半導体基板11と遮光膜の間での光の
乱反射が防止されるので、乱反射した光がフォトダイオ
ードへ侵入する事態が阻止される。
【0029】加えて、100mμのWSi膜17と、8
00mμのAl膜18と、200mμのTiN膜19と
の組み合わせにより、Al膜18中におけるシリコンノ
ジュールの発生が防止されるので、光の遮光性を向上さ
せることができる。また、最上層に低反射率のTiN膜
19を用いているため、オンチップフィルターを形成す
る際のハレーションを低減できる。
【0030】なお、本発明では遮光膜の下層にWSi膜
17を用い、上層にTiN膜18を用いたが、これらに
代えて他の高融点金属を用いても同様の効果があること
は明白である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係る固体撮像装置によると、電荷転送部の上には第1、
第2及び第3の遮光膜からなる厚い遮光膜が形成されて
おり、受光部の周縁部の上には第1及び第2の遮光膜か
らなる薄い遮光膜が形成されているため、入射光は上記
第1〜第3の遮光膜からなる厚い遮光膜によって阻止さ
れるので電荷転送部に侵入し難くなると共に、第1及び
第2の遮光膜の開口部の側壁が薄くなり該側壁によって
反射され難くなるので、該側壁により反射された入射光
が受光部に侵入し難くなる。
【0032】このため、請求項1の発明によると、受光
部及び電荷転送部への光の漏れ込みにより発生する偽信
号が防止されるのでスミア不良を防止できると共に、微
細化にも十分対応できる。
【0033】請求項2の発明に係る固体撮像装置による
と、第2の遮光膜の膜厚は第1の遮光膜の膜厚と第3の
遮光膜の膜厚との合計よりも厚く設定されているため、
遮光膜を透過して電荷転送部に侵入する光が一層低減す
るので、スミア不良を一層確実に防止できる。
【0034】請求項3の発明に係る固体撮像装置による
と、第1の遮光膜は低反射率の材料によって形成されて
いるため、遮光膜と半導体基板との間における光の乱反
射が防止され、遮光膜と半導体基板との間で乱反射し受
光部に侵入する光が低減するので、スミア不良を一層確
実に防止できる。
【0035】請求項4の発明に係る固体撮像装置の製造
方法によると、受光部及び電荷転送部の上に全面に亘っ
て第1の遮光膜を形成し、第1の遮光膜の上における電
荷転送部の上側部分に第2の遮光膜を選択的に形成し、
第1及び第2の遮光膜の上に全面に亘って第3の遮光膜
を形成し、第1及び第3の遮光膜における受光部の中央
部の上側部分を選択的に除去するため、電荷転送部の上
には第1〜第3の遮光膜からなる厚い遮光部が形成さ
れ、受光部の周縁部の上には第1及び第3の遮光膜から
なる薄い遮光部が形成されるので、請求項1の発明に係
る固体撮像装置を簡易なプロセスにより確実に製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る固体撮像装置の断面図
である。
【図2】上記固体撮像装置を製造方法の工程を示す断面
図である。
【図3】上記固体撮像装置を製造方法の工程を示す断面
図である。
【図4】上記固体撮像装置を製造方法の工程を示す断面
図である。
【図5】上記固体撮像装置を製造方法の工程を示す断面
図である。
【図6】従来の固体撮像装置の断面図である。
【符号の説明】
11 P型の半導体基板 12 フォトダイオード(受光部) 13 P型のチャンネルストッパー 14 N型埋め込みチャンネル(電荷転送部) 15 ポリシリコン電極 16 絶縁膜 17 WSi膜(第1の遮光膜) 18 Al膜(第2の遮光膜) 19 TiN膜(第3の遮光膜) 20 保護膜 21 フオトダイオード開口部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成された受光部及び電
    荷転送部を有する固体撮像装置であって、上記受光部の
    周縁部及び上記電荷転送部の上には第1の遮光膜が形成
    されており、該第1の遮光膜における上記電荷転送部の
    上側部分には第2の遮光膜が形成されており、上記第1
    の遮光膜及び第2の遮光膜の上には第3の遮光膜が形成
    されていることを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項2】 上記第2の遮光膜の膜厚は、上記第1の
    遮光膜の膜厚と上記第3の遮光膜の膜厚との合計よりも
    厚く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の
    固体撮像装置。
  3. 【請求項3】 上記第1の遮光膜は低反射率の材料によ
    って形成されていることを特徴とする請求項1又は2に
    記載の固体撮像装置。
  4. 【請求項4】 半導体基板上に形成された受光部及び電
    荷転送部の上に全面に亘って第1の遮光膜を形成した
    後、該第1の遮光膜の上における上記電荷転送部の上側
    部分に第2の遮光膜を選択的に形成し、その後、上記第
    1の遮光膜及び第2の遮光膜の上に全面に亘って第3の
    遮光膜を形成し、しかる後、上記第1及び第3の遮光膜
    における上記受光部の中央部の上側部分を選択的に除去
    することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0395968A (ja) * 1989-09-07 1991-04-22 Nec Corp 固体撮像素子
JPH0456274A (ja) * 1990-06-25 1992-02-24 Matsushita Electron Corp 固体撮像装置

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