(57)【要約】【課題】フローティングディフュージョン部の遮光が有効になされ、画質の向上が図られた固体撮像装置を提供する。また、その固体撮像装置を用いた電子機器を提供する。【解決手段】基板１３に入射した光の光電変換により信号電荷を生成しり受光部１４と、受光部１４で生成された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョン部１５と、複数のＭＯＳトランジスタと、基板１３の上層に形成され、ＭＯＳトランジスタに接続される複数の配線層からなる多層配線層２９とを含む固体撮像装置において、基板１３の上層であって、多層配線層２９よりも下層の下部配線層Ｍ０により、フローティングディュージョン部１５を遮光する遮光膜２４を形成する。また、この遮光膜２４は、コンタクト部１５を介してフローティングディフュージョン部１５に接続される構成とする。【選択図】図３
2010206095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成され、入射した光の光電変換により信号電荷を生成する受光部と、
前記受光部で生成された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョン部と、
前記信号電荷を前記フローティングディフュージョン部に転送する転送トランジスタと、前記フローティングディフュージョン部の電位に対応した画素信号を出力する増幅トランジスタを含む複数のＭＯＳトランジスタと、
前記基板の上層に形成され、前記ＭＯＳトランジスタにコンタクト部を介して電気的に接続される複数の配線層からなる多層配線層と、
前記基板の上層であって、前記多層配線層よりも下層の下部配線層からなり、少なくとも前記フローティングディフュージョン部を遮光する領域に形成され、コンタクト部を介して前記フローティングディフュージョン部に電気的に接続される遮光膜と、
を有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記遮光膜は、前記増幅トランジスタのゲート電極にコンタクト部を介して電気的に接続されている
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記遮光膜は、前記受光部の開口領域を除く前記受光部周辺にも形成される
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記ＭＯＳトランジスタと、前記ＭＯＳトランジスタに電気的に接続される前記多層配線層の配線層は、前記下部配線層からなる中間膜を介してコンタクト部により接続されている
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】
基板に、受光部、フローティングディフュージョン部を形成する工程、
前記基板上に第１絶縁層を形成する工程、
前記フローティングディフュージョン部が露出するように、前記第１絶縁層に開口部を形成する工程、
前記開口部を金属材料で埋め込み、コンタクト部を形成する工程、
前記コンタクト部を含む前記絶縁層上の前記フローティングディフュージョン部を遮光する領域に、下部配線層からなる遮光膜を形成する工程、
前記遮光膜を含む第１絶縁層上に第２絶縁層を形成する工程、
前記第２絶縁層上に、複数の配線層を有する多層配線層を形成する工程、
を含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記遮光膜は、前記受光部の開口領域を除く前記受光部周辺にも形成する
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
基板に、受光部、フローティングディフュージョン部、及び所望のＭＯＳトランジスタのソース・ドレインを構成する不純物領域を形成する工程、
前記フローティングディフュージョン部上、及び前記不純物領域上部の前記第１絶縁層を開口し、前記フロテーティングディフュージョン部及び前記不純物領域が露出する開口部を形成する工程、
前記第１絶縁層に形成された開口部を金属材料で埋め込み、コンタクト部を形成する工程、
前記フローティングディフュージョン部上に形成されたコンタクト部を含む前記第１絶縁層上の前記フローティングディフュージョン部を遮光する領域に下部配線層からなる遮光膜を形成し、前記不純物領域上に形成されたコンタクト部を含む前記第１絶縁層上に、前記下部配線層からなる中間膜を形成する工程、
前記遮光膜及び中間膜を含む前記第１絶縁層上に、第２絶縁層を形成する工程、
前記中間膜が露出するように、前記第２絶縁層に開口部を形成する工程、
前記第２絶縁層に形成された開口部を金属材料で埋め込み、コンタクト部を形成する工程、
前記第２絶縁層に形成されたコンタクト部に接続される配線を含む、複数の配線層を有する多層配線層を形成する工程
を含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記遮光膜は、前記受光部の開口領域を除く前記受光部周辺にも形成する
請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
光学レンズと、
基板に形成され、入射した光の光電変換により信号電荷を生成する受光部と、前記受光部で生成された信号電荷が転送されるフローティングディフュージョン部と、前記信号電荷を前記フローティングディフュージョン部に転送する転送トランジスタと、前記フローティングディフュージョン部の電位に対応した画素信号を出力する増幅トランジスタを含む複数のＭＯＳトランジスタと、前記基板の上層に形成され、前記ＭＯＳトランジスタにコンタクト部を介して電気的に接続される複数の配線層からなる多層配線層と、前記基板の上層であって、前記多層配線層よりも下層の下部配線層からなり、少なくとも前記フローティングディフュージョン部を遮光する領域に形成され、コンタクト部を介して前記フローティングディフュージョン部に電気的に接続される遮光膜と、を含んで構成され、前記光学レンズに集光された光が入射される固体撮像装置と
前記固体撮像装置から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、
を含む電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関し、特に、フローティングディフュージョン部に信号電荷を転送するＣＭＯＳ型の固体撮像装置とその製造方法に関する。また、その固体撮像装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型固体撮像装置と、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型固体撮像装置とに大別される。ＣＣＤ型固体撮像装置とＣＭＯＳ型固体撮像装置とを比較すると、ＣＣＤ型固体撮像装置では、信号電荷の転送に高い駆動電圧を必要とするため、ＣＭＯＳ型固体撮像装置に比べて電源電圧が高くならざるを得ない。このように、ＣＭＯＳ型固体撮像装置は、消費電力の点などから、ＣＣＤ型固体撮像装置に比べて有利とされている。
【０００３】
従って、近年、カメラ付き携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのモバイル機器に搭載されている固体撮像装置としては、ＣＣＤ型固体撮像装置よりも有利なＣＭＯＳ型固体撮像装置が多く用いられている。
【０００４】
ＣＭＯＳ型固体撮像装置は、フォトダイオードからなり、受光に応じて信号電荷を生成する受光部と、受光部で生成された信号電荷が読み出されるフローティングディフュージョン部と、複数のＭＯＳトランジスタによって構成されている。複数のＭＯＳトランジスタとしては、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、アンプトランジスタ、選択トランジスタ（必要に応じて）が挙げられ、これらのＭＯＳトランジスタは、上層に形成された多層配線層の所望の配線層に接続されている。ＣＭＯＳ型固体撮像装置では、受光部で生成、蓄積された信号電荷は、転送トランジスタにより画素毎にフローティングディフュージョン部に読み出される。そして、フローティングディフュージョン部で読み出された信号電荷は、増幅トランジスタにより増幅されて、選択トランジスタにより選択的に多層配線層に形成された垂直信号線に出力される。
【０００５】
ところで、このようなＣＭＯＳ型固体撮像装置では、受光部であるフォトダイオードで入射した光を効率良く収集するため、その上部を広く開口することが好ましい。
一方、フローティングディフュージョン部では、受光部の電荷を転送し読み出しを行う際に光が入ると、フローティングディフュージョン部においても光電変換が行われてしまい、ノイズの原因となる。この為、フローティングディフュージョン部は遮光されていることが好ましい。
【０００６】
従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置では、フローティングディフュージョン部の遮光は、基板の上層に形成された多層配線層を用いてなされていた。しかしながら、ＣＭＯＳ型固体撮像装置の場合、画素部も、周辺回路と同じＣＭＯＳプロセスを用いて形成するため、ＣＣＤ型固体撮像装置の場合と比較し、配線層をフローティングディフュージョン部直近まで落とし込むことができない。このため、遮光膜を構成する配線層と、フローティングディフュージョン部の間の距離を縮めることができず、光の漏れ込みを防ぐことができなかった。
【０００７】
そのような問題点に鑑み、下記特許文献１では、フローティングディフュージョン部の遮光を、複数層構造のゲート電極膜を用いて形成するＣＭＯＳ型固体撮像装置が記載されている。この場合、フローティングディフュージョン部の遮光が、フローティングディフュージョン部上の近傍でなされるため、フローティングディフュージョン部への光の漏れ込みが低減される。しかしながら、ゲート電極膜を複数層に形成するため、ゲート電極膜はシリサイド構造とされプロセスが複雑になる等の問題がある。また、コンタクト部の開口時に、ゲート部の段差の影響があるので開口を小さく形成することが難しく、コンタクト部を形成するためにフローティングディフュージョン部の面積を大きく形成する必要がある。また、ゲート電極膜間の寄生容量が大きく、ゲート電極膜間の干渉が懸念される。
【０００８】
また、下記特許文献２では、フローティングディフュージョン部とアンプトランジスタのゲート電極を、配線を介さずに電気的に接続することにより、配線層のレイアウトの自由度を向上させ、受光部の開口を広げる構成が記載されている。特許文献２では、受光部の開口率は向上するものの、フローティングディフュージョン部の遮光は、上層の多層配線層にある配線で行う必要がある。このため、遮光膜とフローティングディフュージョン部の間に光が入り込み、フローティングディフュージョン部に入射する光を十分に遮光することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１４０１５２号公報
【特許文献２】特開２００４−７１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の点に鑑み、本発明は、フローティングディフュージョン部の遮光が有効になされ、画質の向上が図られた固体撮像装置を提供する。また、その固体撮像装置を用いた電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、受光部と、フローティングディフュージョン部と、複数のＭＯＳトランジスタと、多層配線層よりも下層の下部配線層からなる遮光膜によって構成される。
受光部は、基板に形成され、入射した光の光電変換により信号電荷を生成する領域である。またフローティングディフュージョン部は、受光部で生成された信号電荷が転送される領域である。また、複数のＭＯＳトランジスタは、信号電荷をフローティングディフュージョン部に転送する転送トランジスタと、フローティングディフュージョン部の電位に対応した画素信号を出力する増幅トランジスタを含む。また、多層配線層は、基板の上層に形成され、ＭＯＳトランジスタにコンタクト部を介して電気的に接続される複数の配線層を有して構成されているものである。また、遮光膜は、基板の上層であって、多層配線層よりも下層の下部配線層からなり、少なくともフローティングディフュージョン部を遮光する領域に形成され、コンタクト部を介してフローティングディフュージョン部に電気的に接続されているものである。
【００１２】
本発明の固体撮像装置では、フローティングディフュージョン部が、下部配線層からなる遮光膜により遮光される。下部配線層は、多層配線膜よりも下層であり、基板表面により近い位置に形成されるので、この下部配線層からなる遮光膜により、フローティングディフュージョン部への光の漏れ込みを抑制される。
【００１３】
また本発明の固体撮像装置の製造方法は、まず、基板に、受光部、フローティングディフュージョン部を形成する。そして、基板上に第１絶縁層を形成する。そして、フローティングディフュージョン部が露出するように、第１絶縁層に開口部を形成する。そして、開口部を金属材料で埋め込み、コンタクト部を形成する。そして、コンタクト部を含む絶縁層上の前記フローティングディフュージョン部を遮光する領域に、下部配線層からなる遮光膜を形成する。そして、遮光膜を含む第１絶縁層上に第２絶縁層を形成する。そして、第２絶縁層上に、複数の配線層を有する多層配線層を形成する。
【００１４】
また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、まず、基板に、受光部、フローティングディフュージョン部、及び所望のＭＯＳトランジスタのソース・ドレインを構成する不純物領域を形成する。そして、フローティングディフュージョン部上、及び不純物領域上部の第１絶縁層を開口し、フローティングディフュージョン部及び前記不純物領域が露出する開口部を形成する。そして、第１絶縁層に形成された開口部を金属材料で埋め込み、コンタクト部を形成する。そして、フローティングディフュージョン部上に形成されたコンタクト部を含む第１絶縁層上のフローティングディフュージョン部を遮光する領域に下部配線層からなる遮光膜を形成する。そして、不純物領域上に形成されたコンタクト部を含む第１絶縁層上に、下部配線層からなる中間膜を形成する。そして、遮光膜及び中間膜を含む第１絶縁層上に、第２絶縁層を形成する。そして、中間膜が露出するように、第２絶縁層に開口部を形成する。そして、第２絶縁層に形成された開口部を金属材料で埋め込み、コンタクト部を形成する。そして、第２絶縁層に形成されたコンタクト部に接続される配線を含む、複数の配線層を有する多層配線層を形成する。
【００１５】
また、本発明の電子機器は、光学レンズと、上述した固体撮像装置と、信号処理回路とを含んで構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノイズによる画質の劣化が抑制された固体撮像装置、及びその固体撮像装置を用いた電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の全体を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の１画素分の平面レイアウトである。
【図３】図２のＡ−Ａ’線上に沿う断面構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の１画素分の回路構成である。
【図５】遮光膜とゲート電極との電気的接続を示した一例を示す断面構成図である。
【図６】遮光膜とゲート電極との電気的接続を示した他の例を示す断面構成図である。
【図７】Ａ〜Ｃ  本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示す工程図（その１）である。
【図８】Ｄ，Ｅ  本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示す工程図（その２）である。
【図９】Ｆ〜Ｈ  本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示す工程図（その３）である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の１画素分の平面レイアウトである。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ’線上に沿う断面構成図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成図である。
【図１３】Ａ〜Ｃ  本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示す工程図である（その１）。
【図１４】Ｄ，Ｅ  本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を示す工程図である（その２）。
【図１５】Ａ，Ｂ  本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態に係る電子機器の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態に係る固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器の一例を、図１〜図１６を参照しながら説明する。本発明の実施形態は以下の順で説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
１．第１の実施形態：固体撮像装置  
１．１  固体撮像装置全体の構成
１．２  要部の構成
１．３  固体撮像装置の製造方法
２．第２の実施形態：固体撮像装置
３．第３の実施形態：固体撮像装置
３．１  要部の構成
３．２  固体撮像装置の製造方法
４．第４の実施形態：固体撮像装置
５．第５の実施形態：電子機器
【００１９】
〈１．第１の実施形態：固体撮像装置〉
［１．１  固体撮像装置全体の構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の全体を示す概略構成図である。
本実施形態例の固体撮像装置１は、シリコンからなる基板１１上に配列された複数の画素２から構成される画素部３と、垂直駆動回路４と、カラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、制御回路８等を有して構成される。
【００２０】
画素２は、フォトダイオードからなる受光部と、複数のＭＯＳトランジスタとから構成され、基板１１上に、２次元アレイ状に規則的に複数配列される。画素２を構成するＭＯＳトランジスタは、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタ、アンプトランジスタで構成される４つのＭＯＳトランジスタであってもよく、また、選択トランジスタを除いた３つのトランジスタであってもよい。
【００２１】
画素部３は、２次元アレイ状に規則的に複数配列された画素２から構成される。画素部３は、実際に光を受光し光電変換によって生成された信号電荷を増幅してカラム信号処理回路５に読み出す有効画素領域と、黒レベルの基準になる光学的黒を出力するための黒基準画素領域（図示せず）とから構成されている。黒基準画素領域は、通常は、有効画素領域の外周部に形成されるものである。
【００２２】
制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６等の動作の基準となるクロック信号や制御信号などを生成する。そして、制御回路８で生成されたクロック信号や制御信号などは、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等に入力される。
【００２３】
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素部３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査する。そして、各画素２のフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線を通してカラム信号処理回路５に供給する。
【００２４】
カラム信号処理回路５は、例えば、画素２の列毎に配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列毎に黒基準画素領域（図示しないが、有効画素領域の周囲に形成される）からの信号によって、ノイズ除去や信号増幅等の信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には、水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１０とのあいだに設けられている。
【００２５】
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１０に出力させる。
【００２６】
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１０を通して、順次に供給される信号に対し信号処理を行い出力する。
【００２７】
［１．２  要部の構成］
次に、図２〜図４を用いて、本実施形態例の固体撮像装置の要部の概略構成について説明する。図２は、本実施形態例に係る固体撮像装置１の１画素分の平面レイアウトであり、図３は、図２のＡ−Ａ’線上に沿う断面構成図である。また、図４は、本実施形態例に係る固体撮像装置１の１画素分の回路構成である。
【００２８】
本実施形態例の画素２は、図２に示すように、受光部１４と、フローティングディフュージョン部１５と、複数のＭＯＳトランジスタとを含んで構成されている。本実施形態例における複数のＭＯＳトランジスタは、転送トランジスタＴｒ１、リセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＴｒ４によって構成されるものである。また、本実施形態例では、フローティングディフュージョン部１５上部には、フローティングディフュージョン部１５を被覆する遮光膜２４が形成されている。
【００２９】
図３に示すように、受光部１４は、シリコンからなる基板１３の表面側の所望の領域に、フォトダイオードにより構成されている。受光部１４では、光電変換により、入射した光の光量に応じて信号電荷が生成、蓄積される。
【００３０】
フローティングディフュージョン部１５は、基板１３の表面側の、受光部１４に隣接する領域に形成されている。受光部１４とフローティングディフュージョン部１５の間の領域は、転送トランジスタＴｒ１のチャネル領域とされる。
【００３１】
また、光入射側となる基板１３表面の所定の領域には、後述するＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン領域を構成する不純物領域１７，１８，１９が形成されている。そして、基板１３上面には、ゲート絶縁膜１６を介して、ゲート電極２０，２１，２２，２３が形成されている。
【００３２】
転送トランジスタＴｒ１は、受光部１４からなるソースと、フローティングディフュージョン部１５からなるドレインと、そのソース・ドレイン間に形成されたゲート電極２０とから構成されている。図４に示すように、転送トランジスタＴｒ１では、ゲート電極２０に転送パルスφＴＲＧが供給される。これにより、受光部１４に蓄積された信号電荷がフローティングディフュージョン部１５に読み出される。
【００３３】
リセットトランジスタＴｒ２は、フローティングディフュージョン部１５からなるソースと、電源電圧ＶＤＤが供給される不純物領域１７からなるドレインと、そのソース・ドレイン間に形成されたゲート電極２１とから構成されている。図４に示すように、リセットトランジスタＴｒ２では、ゲート電極２１にリセットパルスφＲＳＴが供給される。これにより、フローティングディフュージョン部１５の電位が、電源電圧ＶＤＤ付近の電位にリセットされる。
【００３４】
増幅トランジスタＴｒ３は、電源電圧ＶＤＤが供給される不純物領域１７からなるソースと、不純物領域１８からなるドレインと、そのソース・ドレイン間に形成されたゲート電極２２とから構成されている。図４に示すように、増幅トランジスタＴｒ３では、ゲート電極２２にフローティングディフュージョン部１５の電位が供給される。これにより、その電位に対応した画素信号をドレインとなる不純物領域１８に出力する。
【００３５】
選択トランジスタＴｒ４は、不純物領域１８からなるソースと、垂直信号線ＶＳＬに接続された不純物領域１９からなるドレインと、そのソース・ドレイン間に形成されたゲート電極２３とから構成されている。選択トランジスタＴｒ４のソースとなる不純物領域１８は、増幅トランジスタＴｒ３のドレインと共用される。図４に示すように、選択トランジスタＴｒ４では、ゲート電極２３に選択パルスφＳＥＬが供給される。これにより、画素信号が、垂直信号線ＶＳＬに出力される。
【００３６】
そして、図３に示すようにゲート電極２０，２１，２２，２３を含むゲート絶縁膜１６上部には、第１絶縁層２７が形成され、第１絶縁層２７上部のフローティングディフュージョン部１５を被覆する領域に、下部配線層Ｍ０からなる遮光膜２４が形成されている。この遮光膜２４（下部配線層Ｍ０）は金属材料から構成され、第１絶縁層２７に形成されたコンタクト部２５を介してフローティングディフュージョン部１５に電気的に接続されている。本実施形態例では、コンタクト部２５及び、遮光膜２４を構成する金属材料として、例えばタングステンを用いる。また、下部配線層Ｍ０の金属材料としては、タングステンの他、アルミニウム、銅などを用いることができる。特にタングステンを用いることによって、通常タングステンによって構成されるコンタクト部と同じ材料で下部配線層Ｍ０を形成することができるので、製造プロセス上信頼性が向上する。
【００３７】
遮光膜２４を含む第１絶縁層２７上にはさらに第２絶縁層２８が形成されており、その第２絶縁層２８上部には、多層配線層２９が形成されている。この多層配線層２９では、層間絶縁膜３０を介して複数層、本実施形態例では３層の配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が形成されている。本実施形態例では、多層配線層２９に形成される配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のうち、一番下層の配線層Ｍ１により、垂直信号線ＶＳＬが形成されている。この垂直信号線ＶＳＬは、第２絶縁層２８、第１絶縁層２７及びゲート絶縁膜１６を貫通して形成されたコンタクト部２６を介して、選択トランジスタＴｒ４を構成する不純物領域１９に電気的に接続されている。その他、多層配線層２９に形成される各配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、図示しないコンタクト部を介して各ゲート電極２０，２１，２２，２３等に接続され、所望のパルス信号を供給する配線等に用いられる。多層配線層２９の配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、アルミニウムや銅等の低抵抗な金属材料で構成されることが好ましい。また、コンタクト部２６は、タングステンで構成される。
【００３８】
このように、本実施形態例の固体撮像装置１では、フローティングディフュージョン部を遮光する遮光膜２４が基板１３の上層であって、多層配線層２９よりも下層に形成された金属材料により形成されている。
【００３９】
ところで、フローティングディフュージョン部１５と増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２は、電気的に接続される必要がある。
【００４０】
図５に、遮光膜２４とゲート電極２２との電気的接続を示した一例を示す断面構成を示す。
この例は、多層配線層２９の配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３うち、最下層の配線層Ｍ１を用いて、フローティングディフュージョン部１５と増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２を接続する例である。この場合、図５に示すように、遮光膜２４と配線層Ｍ１がコンタクト部３２を介して接続され、ゲート電極２２と配線層Ｍ１がコンタクト部３３を介して接続されることにより、フローティングディフュージョン部１５とゲート電極２２が電気的に接続される。
【００４１】
また、図６に、遮光膜２４とゲート電極２２との電気的接続を示した他の例を示す断面構成を示す。
この例は、遮光膜２４を配線として用い、フローティングディフュージョン部１５とゲート電極２２とを接続する例である。この場合、図６に示すように、遮光膜２４が増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２上部にまで延在して形成され、コンタクト部３６を介して、遮光膜２４とゲート電極２２が接続される。これにより、フローティングディフュージョン部１５とゲート電極２２が電気的に接続される。本実施形態例では、遮光膜２４が金属材料で形成されることにより、フローティングディフュージョン部１５とゲート電極２２を接続する配線として用いることもできる。このように、遮光膜２４を、フローティングディフュージョン部１５と増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２を接続する配線に用いる場合には、図５の場合に比較し、配線層Ｍ１が形成される領域が広くならずに済む。このため、受光部１４の開口面積を大きくとることができる。
【００４２】
以上の構成を有する固体撮像装置１では、受光部１４に蓄積された信号電荷が、転送トランジスタＴｒ１により、フローティングディフュージョン部１５に読み出される。フローティングディフュージョン部１５で読み出された信号電荷は、増幅トランジスタＴｒ３により増幅されて選択トランジスタＴｒ４により選択的に垂直信号線ＶＳＬに転送される。また、フローティングディフュージョン部１５に読み出された信号電荷は、リセットトランジスタＴｒ２により、電源電圧ＶＤＤ付近の電位と同電位になるようにリセットされる。
【００４３】
［１．３  固体撮像装置の製造方法］
次に、図７〜図９を用いて、本実施形態例の固体撮像装置１の製造方法について説明する。図７〜図９は、本実施形態例に係る固体撮像装置１の製造方法を示す工程図（その１〜その３）である。
【００４４】
まず、シリコンからなる基板１３の光入射側である表面側に所望の導電型の不純物をイオン注入する。これにより、図７Ａに示すように、基板１３上部にゲート絶縁膜１６を形成し、ゲート絶縁膜１６上の所望の位置に、ゲート電極２０，２１，２２，２３を形成する。このゲート電極２０，２１，２２，２３は、ゲート絶縁膜１６上に、ポリシリコン膜を形成し、パターニングすることにより形成する。
【００４５】
次に、図７Ｂに示すように、それぞれのゲート電極２０，２１，２２，２３をマスクとして基板１３の所望の領域に受光部１４、フローティングディフュージョン部１５、各ＭＯＳトランジスタのソース・ドレインとされる不純物領域１７，１８，１９を形成する。
【００４６】
次に、図７Ｃに示すように、ゲート電極２０，２１，２２，２３を含むゲート絶縁膜１６上部に、第１絶縁層２７を形成する。
【００４７】
次に、図８Ｄに示すように、フローティングディフュージョン部１５が露出するように、ゲート絶縁膜１６及び第１絶縁層２７に開口部２５ａを形成する。
【００４８】
次に、図８Ｅに示すように、開口部２５ａに金属材料であるタングステンを埋め込んでコンタクト部２５を形成する。その後、フローティングディフュージョン部１５上部の第１絶縁層２７上にタングステンからなる下部配線層Ｍ０を形成する。この下部配線層Ｍ０が遮光膜２４となる。この遮光膜２４は、第１絶縁層２７上部全面にタングステンからなる金属材料膜を形成した後に、パターニングすることにより形成する。遮光膜２４は、フローティングディフュージョン部１５上部の、フローティングディフュージョン部１５に対応する領域よりも大きな領域に形成されることが好ましい。これにより、斜めから入射する光を、より効果的に遮光することができる。
【００４９】
次に、図９Ｆに示すように、遮光膜２４を含む第１絶縁層２７上に、さらに第２絶縁層２８を形成する。
【００５０】
次に、図９Ｇに示すように、第２絶縁層２８の所定の位置に、コンタクト部２６を形成するための開口部２６ａを形成する。本実施形態例では、選択トランジスタＴｒ４のドレインとなる不純物領域１９が露出するように、第２絶縁層２８、第１絶縁層２７及びゲート絶縁膜１６を貫通する開口部２６ａを形成する例を示している。
【００５１】
次に、図９Ｈに示すように、開口部２６ａにタングステンを埋め込んでコンタクト部２６を形成する。
【００５２】
その後、図示を省略するが、第２絶縁層上の、コンタクト部２６を含む所望の位置に、アルミニウム、または銅からなる配線層Ｍ１を形成する。層間絶縁膜３０、及び配線層Ｍ２，Ｍ３の形成を繰り返すことにより、３層の配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を有する多層配線層２９を形成する。これらの多層配線層２９に形成される配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、低抵抗であることが好ましく、アルミニウム、または銅が用いられる。
その後、図示しないが、通常用いられている固体撮像装置の製造方法により、平坦化膜、カラーフィルタ層、オンチップマイクロレンズ等が形成され、固体撮像装置１が完成する。
【００５３】
なお、上述の製造方法において、図５に示すように配線層Ｍ１を用いてフローティングディフュージョン部１５と増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２を接続する場合には、図９Ｇ，Ｈの工程において、コンタクト部３２，３３を形成すればよい。その後、コンタクト部３２，３３を配線層Ｍ１で接続することにより、フローティングディフュージョン部１５と増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２が電気的に接続される。
【００５４】
また、上述の製造方法において、図６に示すように、遮光膜２４を用いて、フローティングディフュージョン部１５と増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２を接続する場合は、図８Ｄに示す工程で、ゲート電極２２上に開口部を形成すればよい。そして、そのゲート電極２２上に形成された開口部にタングステンを埋め込むことにより、コンタクト部３６を形成し、図８Ｅにおける工程で、コンタクト部３６上部に延在するように、遮光膜２４を形成する。これにより、フローティングディフュージョン部１５と増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２が電気的に接続される。
【００５５】
また、本実施形態例では、受光部１４やフローティングディフュージョン部１５、及び各不純物領域１７〜１９の形成を、ゲート電極２０〜２３の形成後に行う例としたが、ゲート電極２０〜２３形成前に行うことも可能であり、工程の順番は種々の変更が可能である。また、本実施形態例では、多層配線層２９に形成された垂直信号線ＶＳＬと選択トランジスタＴｒ４の不純物領域１９をコンタクト部２６で接続する例のみを記載した。しかしながら、その他の配線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３も、同様の工程で形成されるコンタクト部を介して、所望の領域に接続される。
【００５６】
以上のようにして、本実施形態例の固体撮像装置１が形成される。
【００５７】
本実施形態例の固体撮像装置１によれば、フローティングディフュージョン部１５を遮光する遮光膜２４が、多層配線層２９よりも下層に形成されることにより、基板１３表面と遮光膜２４との距離が近くなる。これにより、フローティングディフュージョン部１５と遮光膜２４との間にある絶縁層等の層間膜からフローティングディフュージョン部１５へ漏れ込む光を抑えることが可能となる。これにより、受光部１４からフローティングディフュージョン部１５への信号電荷の読み出し時にフローティングディフュージョン部１５に光が入射することに起因するノイズの発生を抑制することができ、画質の向上が図られる。
【００５８】
また、本実施形態例の固体撮像装置１によれば、フローティングディフュージョン部１５と遮光膜２４との間に寄生容量が発生する。このため、遮光膜２４を用いることで、フローティングディフュージョン部１５の飽和電荷量を増加させることができる。
【００５９】
また、従来、多層配線層２９における配線層（例えば配線層Ｍ１）を用いて遮光膜を形成する場合には、遮光膜の為の配線層Ｍ１と、他の配線の為に形成される配線層Ｍ１のためのスペースが必要とされていた。すなわち、同一の層に、多くの配線スペースをとる必要があった。しかし、本実施形態例の固体撮像装置１では、遮光膜２４を多層配線層２９よりも下層に形成された下部配線層Ｍ０によって形成するため、多層配線層２９の配線層Ｍ１〜Ｍ３に、遮光膜用の配線を形成する必要がない。このため、多層配線層２９における配線層Ｍ１〜Ｍ３の形成スペースが縮小され、受光部１４の開口面積を大きくとることができる。これにより、画素２毎に、受光部１４に入射する入射光量を大きくすることができる。
【００６０】
また、近年、ＣＭＯＳ型固体撮像装置におけるグローバルシャッタ機能（同時刻シャッタ機能）等により、フローティングディフュージョン部１５に信号電荷を長時間貯める駆動方式が採られる場合がある。グローバルシャッタ機能を有するＣＭＯＳ型固体撮像装置では、全画素同時刻の露光によって生成された信号電荷を、全画素同時にフローティングディフュージョン部１５に読み出し、ライン順次で垂直信号線ＶＳＬに出力する。この場合、フローティングディフュージョン部１５に蓄積された信号電荷は、すぐに転送されないため、フローティングディフュージョン部１５に漏れ込んだ光の影響は大きく画質の劣化につながる。また、フローティングディフュージョン部１５に信号電荷を蓄積する時間が短い場合でも、高輝度の光がフローティングディフュージョン部１５への入射した場合、画質の劣化が起こる。
【００６１】
本実施形態例の固体撮像装置１では、遮光膜２４により、フローティングディフュージョン部１５への光の漏れ込みを従来の固体撮像装置に比較して低減することができる。これにより、フローティングディフュージョン部１５で信号電荷を長時間保持するために、フローティングディフュージョン部１５への光の漏れ込みの影響が大きくでるような、グローバルシャッタ機能を有する固体撮像装置の構成にも好適に用いることができる。さらに、高輝度の光がフローティングディフュージョン部１５に入射することに起因する画質の劣化も低減することができる。
【００６２】
また、本実施形態例では、多層配線層２９よりも下層の下部配線層Ｍ０を、画素部３の遮光膜２４に適用する例を示したが、この下部配線層Ｍ０は、画素部３のみに用いる例としても、画素部３及び周辺回路領域１２に用いる例としてもよい。
【００６３】
画素部３の構成にのみ、遮光膜２４を構成する下部配線層Ｍ０を用いる場合には、周辺回路領域１２の構成を通常用いられている構成から変える必要がない。通常、周辺回路領域１２においては、インバータ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ等の基本構成毎に基本レイアウトが用意されており、その構成は、多層配線層２９で行われる。このため、画素部３の構成にのみ、下部配線層を用いる場合には、周辺回路領域１２は、今までの製造プロセスを流用することができる。また、周辺回路領域１２の構成に下部配線層Ｍ０を用いることで、他の配線との寄生容量が増加し、信号遅延等が懸念される場合は、画素部３の構成のみに、下部配線層Ｍ０を用いればよい。
【００６４】
また、ＣＭＯＳ型の固体撮像装置では、同一チップ上に各種アナログ回路や、ＡＤコンバータを搭載することもあるが、このような回路では、Ｓ／Ｈキャパシタ等、フローティングディフュージョン部同様、電気的にフローティングとなるノードがある。これらのノードや素子に関しては、十分に遮光されていることが好ましい。本実施形態例の固体撮像装置１では、周辺回路領域１２において、ノードや素子の部分の遮光に、下部配線層Ｍ０からなる遮光膜を用いることができる。このように、周辺回路領域１２における遮光膜に下部配線層Ｍ０からなる遮光膜を用いる場合でも、遮光性を向上することが可能となる。
【００６５】
さらに、遮光膜２４を構成する下部配線層Ｍ０を周辺回路領域１２における配線として使用することもできる。個別ブロック中の配線に、下部配線層Ｍ０を使用することで、個別ブロックの集積度を向上させることが可能となり、ブロックサイズの縮小が可能で、固体撮像装置の面積削減が可能となる。
【００６６】
〈２．第２の実施形態：固体撮像装置〉
次に、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置を説明する。図１０、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の１画素分の平面レイアウトである。また、図１１は、図１０のＢ−Ｂ線上に沿う断面構成図である。本実施形態例の固体撮像装置の全体構成は、図１と同様であるから、説明を省略する。また、画素２を構成する回路構成も図４と同様であるから、説明を省略する。図１０、及び図１１において、図２、及び図３に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
【００６７】
本実施形態例の固体撮像装置３５は、第１の実施形態における固体撮像装置１の遮光膜２４の構成を変更した例である。
【００６８】
本実施形態例の固体撮像装置３５では、図１０に示すように、遮光膜３４は、フローティングディフュージョン部１５を被覆する領域から、受光部１４の開口領域を除いた受光部１４の周囲に延長して形成されている。本実施形態例では、フローティングディフュージョン部１５を被覆する遮光膜３４と、受光部１４の周囲を被覆する遮光膜３４は電気的に接続されるように形成されているが、分離して形成してもよい。
【００６９】
また、本実施形態例の固体撮像装置３５において、フローティングディフュージョン部１５と増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極２２との電気的接続は、図５、または図６に示す例を適用することができる。
【００７０】
本実施形態例の固体撮像装置３５を形成する場合は、第１の実施形態における図８Ｅに示す工程で、受光部１４周辺にも遮光膜３４が形成されるように下部配線層Ｍ０をパターニングすることにより、本実施形態例の固体撮像装置３５を形成することができる。
【００７１】
本実施形態例の固体撮像装置３５では、遮光膜３４を多層配線層２９よりも下層に形成することにより、受光部１４周辺に形成する遮光膜３４を、基板１３表面から近い距離に形成することができる。これにより、隣接する画素２に入射する光の混入を防ぐことができる。すなわち、隣接する画素２において、例えば、赤色のカラーフィルタを通った光が、緑色の画素２を構成する受光部１４に入射することを防ぐことができるので、混色が低減されるなど、画質を向上する効果がある。
【００７２】
その他、本実施形態例においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
〈３．第３の実施形態：固体撮像装置〉
次に、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置について説明する。
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成図である。本実施形態例の固体撮像装置の全体構成は、図１と同様であるから、説明を省略する。また、１画素分の平面レイアウト、及び回路構成は、図２、及び図４と同様であるから、説明を省略する。図１２において、図３に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
【００７４】
［３．１  要部の構成］
本実施形態例の固体撮像装置４５は、選択トランジスタＴｒ４のドレインを構成する不純物領域１９と、垂直信号線ＶＳＬとが、下層配線層Ｍ０からなる中間膜４４ａを介して接続されている例である。すなわち、垂直信号線ＶＳＬと不純物領域１９とは、第１絶縁層２７に形成された第１コンタクト部４７、中間膜４４ａ、及び第２絶縁層２８に形成された第２コンタクト部４６を介して電気的に接続されている。
【００７５】
［３．２  固体撮像装置の製造方法］
図１３、図１４を用いて、本実施形態例の固体撮像装置４５の製造方法について説明する。図１３、及び図１４は、本実施形態例の固体撮像装置４５の製造方法を示す工程図（その１、その２）である。
図１３Ａの前段の工程は、第１の実施形態における図７Ａ〜図７Ｃと同様であるから、説明を省略し、その後の工程から説明する。
【００７６】
図７Ｃに示したように、第１絶縁層２７を形成した後、図１３Ａに示すようにフローティングディフュージョン部１５が露出するように、ゲート絶縁膜１６及び第１絶縁層２７に開口部２５ａを形成する。同時に、選択トランジスタＴｒ４のドレインとなる不純物領域１９が露出するように、ゲート絶縁膜１６及び第１絶縁層２７に開口部４７ａを形成する。
【００７７】
次に、図１３Ｂに示すように、フローティングディフュージョン部１５上に形成された開口部２５ａにタングステンを埋め込んでコンタクト部２５を形成する。また、同時に不純物領域１９上に形成された開口部４７ａに金属材料であるタングステンを埋め込んで第１コンタクト部４７を形成する。そして、第１絶縁層２７上部であって、フローティングディフュージョン部１５を被覆する領域と、第１コンタクト部４７を含む領域にタングステンからなる下部配線層Ｍ０を形成する。フローティングディフュージョン部１５を被覆する領域に形成される下部配線層Ｍ０は、遮光膜４４とされるものであり、また、第１コンタクト部４７を含む第１絶縁層２７上に形成される下部配線層Ｍ０は、中間膜４４ａとされるものである。この遮光膜４４及び中間膜４４ａは、第１絶縁層２７上部全面に形成したタングステンからなる金属材料膜をパターニングすることにより形成する。遮光膜４４は、フローティングディフュージョン部１５上部の、フローティングディフュージョン部１５に対応する領域よりも大きな領域に形成されることが好ましい。これにより、斜めから入射する光を、より効果的に遮光することができる。
【００７８】
次に、図１３Ｃに示すように、遮光膜４４及び中間膜４４ａを含む第１絶縁層２７上に、さらに第２絶縁層２８を形成する。
【００７９】
次に、図１４Ｄに示すように、中間膜４４ａが露出するように、第２絶縁層２８に開口部４６ａを形成する。
【００８０】
次に、図１４Ｅに示すように、開口部４６ａにタングステンを埋め込んで第２コンタクト部４６を形成すると共に、第２コンタクト部４６を含む第２絶縁層２８上の所望の位置に、アルミニウム、または銅からなる配線層Ｍ１を形成する。図１４Ｅに示す例では、選択トランジスタＴｒ４のドレインとなる不純物領域１９に、第１コンタクト部、中間膜４４ａ、及び第２コンタクト部４６を介して接続された配線層Ｍ１は、垂直信号線ＶＳＬとなるものである。
【００８１】
そして、層間絶縁膜３０、及び配線層の形成を繰り返すことにより、複数の配線層（本実施形態例では、３層の配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）を有する多層配線層２９を形成する。
その後、図示しないが、通常用いられている固体撮像装置の製造方法により、平坦化膜、カラーフィルタ層、オンチップマイクロレンズ等が形成され、固体撮像装置４５が完成する。
【００８２】
第１の実施形態における製造方法（図９Ｇの工程）では、第１絶縁層２７と第２絶縁層２８の厚さを合わせた分の深さに開口部を開ける場合、開口の深さに応じて、開口径が大きくなるという問題があった。
本実施形態例の固体撮像装置の製造方法によれば、多層配線層２９の配線層Ｍ１（本実施形態例では、垂直信号線ＶＳＬ）と、基板１３に形成された所望の領域（本実施形態例では、不純物領域１９）を接続するコンタクト部を、２回の工程に分けて形成する。このため、１回の工程で開口するそれぞれの開口部４７ａ，４６ａの深さが、浅くなる。これにより、本実施形態例では、絶縁層が薄い状態で開口部４７ａ，４６ａを形成することができるので、開口部４７ａ，４６ａのアスペクト比を小さくすることができる。これにより、第１コンタクト部４７、及び第２コンタクト部４６を第１の実施形態における製造方法に比較してより微細に形成することができるので、画素サイズの縮小が可能となる。また、同一の画素サイズにおいて、本実施形態例の製造方法を適用する場合には、各素子の集積度を上げることが可能なことから、受光部１４の開口面積を広げることが可能となる。
【００８３】
本実施形態例では、基板１３に接続される配線層Ｍ１の配線として、垂直信号線ＶＳＬを例にしたが、例えばゲート電極と多層配線層に形成される配線を接続するコンタクト部等を同様にして形成することでコンタクト部をより微細に形成することもできる。
【００８４】
その他、本実施形態例の固体撮像装置４５においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
本実施形態例の固体撮像装置の製造方法は、第２の実施形態における固体撮像装置に適応することもできる。
【００８６】
〈４．第４の実施形態：固体撮像装置〉
次に、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置について説明する。
図１５Ａは、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成図である。本実施形態例の固体撮像装置の全体構成は、図１と同様であるから、説明を省略する。また、図１５Ａにおいて、図３に対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。本実施形態例の固体撮像装置は、全画素同時刻に露光する（信号電荷を蓄積する）グローバルシャッタ機能を有する固体撮像装置であり、フローティングディフュージョン部を２つ有する例である。
【００８７】
本実施形態例の固体撮像装置５７は、基板１３の表面側に形成された受光部１４と、第１フローティングディフュージョン部１５ａと第２フローティングディフュージョン部１５ｂとを有して構成されている。
【００８８】
受光部１４と第１フローティングディフュージョン部１５ａ間の基板１３上部には、ゲート絶縁膜１６を介して、第１転送トランジスタＴｒ１ａを構成するゲート電極５０が形成されている。また、第１フローティングディフュージョン部１５ｂと第２フローティングディフュージョン部１５ｂとの間の基板１３上部には、ゲート絶縁膜１６を介して、第２転送トランジスタＴｒ１ｂを構成するゲート電極５１が形成されている。
図１５Ａでは図示を省略するが、本実施形態例においても、第１〜第３の実施形態と同様、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ等が形成されている。
【００８９】
ゲート電極５０，５１を含むゲート絶縁膜１６上部には、第１絶縁層２７が形成されており、第１絶縁層２７上の第１フローティングディフュージョン部１５ａ上部に対応する領域には、下部配線層Ｍ０からなる遮光膜５４が形成されている。また、同じく、第１絶縁層２７上の第２フローティングディフュージョン部１５ｂ上部に対応する領域には、下部配線層Ｍ０からなる遮光膜５５が形成されている。遮光膜５４は、第１絶縁層２７に形成されたコンタクト部５２を介して第１フローティングディフュージョン部１５ａに電気的に接続されている。また、遮光膜５５は、第１絶縁層２７に形成されたコンタクト部５３を介して第２フローティングディフュージョン部１５ｂに電気的に接続されている。本実施形態例において、遮光膜５４，５５及びコンタクト部５２，５３は、タングステンにより形成されている。
【００９０】
そして、遮光膜５４，５５を含む第１絶縁層２７上部には、第２絶縁層２８が形成されており、また、第２絶縁層上部には、複数の配線層（本実施形態例では、３層からなる配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）を有する多層配線層２９が形成されている。多層配線層２９の配線層のうち、最下層の配線層Ｍ１と、遮光膜５５は、第２絶縁層２８に形成されたコンタクト部５６により電気的に接続されている。また、図示を省略するが、第２フローティングディフュージョン部１５ｂと電気的に接続された配線層Ｍ１は、増幅トランジスタのゲート電極に接続されている。
【００９１】
以上の構成を有する固体撮像装置５７では、全画素２の受光部１４で同時刻露光によって生成された信号電荷は、全画素同時に、第１転送トランジスタＴｒ１ａにより、第１フローティングディフュージョン部１５ａに読み出される。その後、第１フローティングディフュージョン部１５ａに所定の時間保持された後、画素毎に第２転送トランジスタＴｒ１ｂにより、第２フローティングディフュージョン部１５ｂに読み出される。第２フローティングディフュージョン部１５ｂに読み出された信号電荷による電圧変化が図では図示されない増幅トランジスタにより増幅され、増幅された画素信号が、垂直信号線により出力される。
【００９２】
本実施形態例の固体撮像装置５７では、長時間信号電荷が保持される第１フローティングディフュージョン部１５ａが、基板１３の受光面から近い距離にある下部配線層Ｍ０からなる遮光膜５４により遮光されている。これにより、第１フローティングディフュージョン部１５ａで信号電荷を保持している間も、入射してくる光の漏れ込みを防ぐことができる。このため、ノイズの発生や、画質の低下を防ぐことができる。
【００９３】
また、第１フローティングディフュージョン部１５ａ上部の遮光膜５４は、第１フローティングディフュージョン部１５ａと電気的に接続されている。このため、遮光膜５４を大きく形成することにより、遮光膜５４の寄生容量を用いることにより、第１フローティングディフュージョン部１５ａにおける飽和電荷量を増加させることができる。
【００９４】
一方、本実施形態例の固体撮像装置では、第２フローティングディフュージョン部１５ｂ上部の遮光膜５５は、多層配線層２９の配線層Ｍ１に接続されるため、遮光膜５５と配線層Ｍ１との間の寄生容量は小さい方が好ましい。そのため、遮光膜５５は、第２フローティングディフュージョン部１５ｂを遮光できる程度の大きさに形成することが好ましい。
【００９５】
ところで、本実施形態例において、第１フローティングディフュージョン部１５ａ上部の遮光膜は第１フローティングディフュージョン部１５ａに電気的に接続される必要がない。その場合、図１５Ｂに示すように、第１フローティングディフュージョン部１５ａ及び第２フローティングディフュージョン部１５ｂ上部に、共通の遮光膜５８を下部配線層Ｍ０によって形成する。このように、フローティングディフュージョン部を２つ構成する場合は、増幅トランジスタのゲート電極に接続される部分にのみコンタクト部を形成すればよい。
【００９６】
このように、本実施形態例の固体撮像装置によれば、グローバルシャッタ機能を有する固体撮像装置において、フローティングディフュージョン部で長時間信号電荷を保持する場合であっても、光の漏れ込みを抑制することができる。
【００９７】
また、本実施形態例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態例の構成を、第２〜第３の実施形態に示した構成に組み合わせることも可能である。
【００９８】
上述の第１〜第４の実施形態では、入射光量に応じた信号電荷を物理量として検知する単位画素が行列状に配置されてなるＣＭＯＳ型固体撮像装置に適用した場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はＣＭＯＳ型固体撮像装置への適用に限られるものではない。また画素が二次元マトリックス状に形成された画素部の画素列ごとにカラム回路を配置してなるカラム方式の固体撮像装置全般に限定するものでもない。
【００９９】
また、本発明は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像装置への適用に限らず、赤外線やＸ線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像装置にも適用可能である。また、広義の意味として、圧力や静電容量など、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の固体撮像装置（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
【０１００】
さらに、本発明は、画素部の各単位画素を行単位で順に走査して各単位画素から画素信号を読み出す固体撮像装置に限られるものではない。画素単位で任意の画素を選択して、当該選択画素から画素単位で信号を読み出すＸ−Ｙアドレス型の固体撮像装置に対しても適用可能である。
なお、固体撮像装置はワンチップとして形成された形態であってもよいし、画素部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
【０１０１】
また、本発明は、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、撮像装置にも適用可能である。ここで、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、携帯電話機などの撮像機能を有する電子機器のことを言う。なお、電子機器に搭載される上記モジュール状の形態、即ちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。
【０１０２】
〈５．第５の実施形態：電子機器〉
次に、本発明の第５の実施形態に係る電子機器について説明する。図１６は本発明の第５の実施形態に係る電子機器２００の概略構成図である。
本実施形態例の電子機器２００は、上述した本発明の第１の実施形態における固体撮像装置１を電子機器（カメラ）に用いた場合の実施形態を示す。
【０１０３】
図１６に、本実施形態例に係る電子機器２００の概略断面構成を示す。本実施形態に係る電子機器２００は、静止画撮影が可能なデジタルカメラを例としたものである。
【０１０４】
本実施形態に係る電子機器２００は、固体撮像装置１と、光学レンズ２１０と、シャッタ装置２１１と、駆動回路２１２と、信号処理回路２１３とを有する。
【０１０５】
光学レンズ２１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の撮像面上に結像させる。これにより固体撮像装置１内に一定期間当該信号電荷が蓄積される。
シャッタ装置２１１は、固体撮像装置１への光照射期間および遮光期間を制御する。
駆動回路２１２は、固体撮像装置１の転送動作およびシャッタ装置２１１のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路２１２から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置１の信号転送を行なう。信号処理回路２１３は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶され、あるいはモニタに出力される。
【０１０６】
本実施形態例の電子機器２００では、固体撮像装置１において、フローティングディフュージョン部が下部配線層からなる遮光膜により好適になされ、フローティングディフュージョン部への光の漏れ込みが抑制される。このため、電子機器２００では、ノイズによる画質の劣化が抑制される。
【０１０７】
このように、固体撮像装置１を適用できる電子機器２００としては、カメラに限られるものではなく、デジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置に適用可能である。
【０１０８】
本実施形態例においては、固体撮像装置１を電子機器に用いる構成としたが、前述した第２〜第４の実施形態における固体撮像装置を用いることもできる。
【符号の説明】
【０１０９】
１      固体撮像装置
２      画素
３      画素部
４      垂直駆動回路
５      カラム信号処理回路
６      水平駆動回路
７      出力回路
８      制御回路
１０    水平信号線
１１    基板
１２    周辺回路領域
１３    基板
１４    受光部
１５    フローティングディフュージョン部
１５ａ  第１フローティングディフュージョン部
１５ｂ  第２フローティングディフュージョン部
１６    ゲート絶縁膜
１７    不純物領域
１８    不純物領域
１９    不純物領域
２０    ゲート電極
２１    ゲート電極
２２    ゲート電極
２３    ゲート電極
２４    遮光膜
２５    コンタクト部
２５ａ  開口部
２６    コンタクト部
２６ａ  開口部
２７    第１絶縁層
２８    第２絶縁層
２９    多層配線層
３０    層間絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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