(57)【要約】【課題】一画素当たりにおける受光面の面積を大きくして、画像品質を向上させる。【解決手段】第１転送電極３１を、電荷転送チャネル領域２３と共に電荷読出しチャネル領域２２に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面させる。そして、第１遮光膜４１を、第１転送電極３１を被覆すると共に、電荷読出しチャネル領域２２にゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面する部分を含むように形成する。ここでは、第１遮光膜４１を、導電材料によって形成し、第１転送電極３１に電気的に接続される。そして、第１転送電極３１および第１遮光膜４１を、電荷読出し電極として用いて、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出す。【選択図】図２
2010098169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の撮像領域に設けられており、受光面にて受光した光から信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
前記基板の撮像領域に電荷読出しチャネル領域が設けられており、前記光電変換部によって生成された信号電荷を読み出す電荷読出し部と、
前記基板の撮像領域に電荷転送チャネル領域が設けられており、前記電荷読出し部によって前記複数の光電変換部から読み出された信号電荷を転送する転送レジスタ部と、
前記基板の撮像領域上に設けられており、前記光電変換部の受光面に対応する領域に、光が透過する開口が形成されている遮光部と
を具備しており、
前記転送レジスタ部は、
前記基板の撮像領域上にて、前記電荷転送チャネル領域と共に前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面している転送電極
を有しており、
前記遮光部は、
前記基板の撮像領域上にて前記転送電極を被覆し、前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むように導電材料によって形成されており、前記転送電極に電気的に接続されている導電性遮光膜
を有しており、
前記電荷読出し部においては、前記転送電極および前記導電性遮光膜が、電荷読出し電極として、前記光電変換部から信号電荷を読み出すように構成されている、
固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数の光電変換部は、前記基板の撮像領域にて、垂直方向と水平方向とのそれぞれに配置されており、
前記転送レジスタ部は、前記垂直方向に並ぶ複数の光電変換部の列の間に配置されており、
前記導電性遮光膜は、前記水平方向に並ぶ複数の光電変換部の行に対応するように前記水平方向に延在すると共に、前記開口が形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記遮光部においては、
前記垂直方向にてスリットを隔てて並んでいる複数の第１遮光膜が、前記導電性遮光膜として設けられていると共に、
前記複数の第１遮光膜の間のスリットを被覆する第２遮光膜が、前記水平方向に並ぶ複数の光電変換部の行の間にて、前記水平方向に延在するように設けられている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第２遮光膜は、前記第１遮光膜の上方に形成された部分を含む、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１遮光膜は、前記第２遮光膜の上方に形成された部分を含む、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記転送電極は、ポリシリコンによって形成されており、
前記導電性遮光膜は、タングステンによって形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記導電性遮光膜の下面にポリシリコン膜が形成されている、
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記転送レジスタ部においては、
前記電荷転送チャネル領域および前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する第１転送電極が、前記転送電極として設けられていると共に、
前記電荷転送チャネル領域において前記第１転送電極が対面する領域以外の領域に対面する第２転送電極が設けられており、
前記第１転送電極と前記第２転送電極とが、前記垂直方向において交互に並んで配置されており、
前記遮光部においては、
前記第２遮光膜が、導電材料によって形成されると共に、前記第２転送電極に電気的に接続されており、
前記転送レジスタ部は、電荷転送配線として、前記第１遮光膜が前記第１転送電極に駆動信号を伝送すると共に、前記第２遮光膜が前記第２転送電極に駆動信号を伝送するように構成されている、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
基板の撮像領域にて水平方向と垂直方向とのそれぞれに配置されており、受光面にて光を受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
前記基板の撮像領域にて前記複数の光電変換部に対応するように複数の電荷読出しチャネル領域が設けられており、前記光電変換部によって生成された信号電荷を前記電荷読出しチャネル領域にて読み出す電荷読出し部と、
前記基板の撮像領域にて前記垂直方向に並ぶ複数の光電変換部の列の間に電荷転送チャネル領域が設けられており、前記電荷読出し部によって前記複数の光電変換部のそれぞれから読み出された信号電荷を前記電荷転送チャネル領域にて前記垂直方向に転送する転送レジスタ部と、
前記基板の撮像領域上にて導電材料によって形成されており、前記光電変換部の受光面に対応する領域に、光が透過する開口が設けられている遮光部と
を具備しており、
前記転送レジスタ部は、
前記電荷転送チャネル領域と共に前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する第１転送電極と、
前記電荷転送チャネル領域において前記第１転送電極が対面する領域以外の領域に対面する第２転送電極と
を有し、前記第１転送電極と前記第２転送電極とのそれぞれが、前記垂直方向において交互に並んで配置されており、
前記遮光部は、
前記水平方向に並ぶ複数の光電変換部の行のそれぞれに対応して水平方向に延在しており、前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むと共に、前記第１転送電極に電気的に接続されており、前記垂直方向にてスリットを隔てて並んでいる複数の第１遮光膜と、
前記水平方向に並ぶ複数の光電変換部の行の間に水平方向に延在しており、前記複数の第１遮光膜の間のスリットを被覆すると共に、前記第２転送電極に電気的に接続されている複数の第２遮光膜と
を有しており、
前記電荷読出し部は、前記第１転送電極および前記第１遮光膜が、電荷読出し電極として、前記光電変換部から信号電荷を読み出すように構成されており、
前記転送レジスタ部は、電荷転送配線として、前記第１遮光膜が前記第１転送電極に駆動信号を伝送すると共に、前記第２遮光膜が前記第２転送電極に駆動信号を伝送するように構成されている
固体撮像装置。
【請求項１０】
基板の撮像領域に設けられており、受光面にて受光した光から信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
前記基板の撮像領域に電荷読出しチャネル領域が設けられている電荷読出し部と、
前記基板の撮像領域に電荷転送チャネル領域が設けられている転送レジスタ部と、
前記基板の撮像領域上に設けられており、前記光電変換部の受光面に対応する領域に、光が透過する開口が形成されている遮光部と
を具備しており、
前記転送レジスタ部は、
前記基板の撮像領域上にて前記電荷転送チャネル領域と共に前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面している転送電極
を有しており、
前記遮光部は、
前記基板の撮像領域上にて前記転送電極を被覆し、前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むように、導電材料によって形成されており、前記転送電極に電気的に接続されている導電性遮光膜
を有しており、
前記電荷読出し部は、前記転送電極および前記導電性遮光膜が、電荷読出し電極として、前記光電変換部から信号電荷を読み出すように構成されている、
カメラ。
【請求項１１】
受光面にて光を受光し光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部を、基板の撮像領域に複数形成する光電変換部形成工程と、
前記光電変換部によって生成された信号電荷を前記電荷読出しチャネル領域にて読み出す電荷読出し部を前記基板の撮像領域に形成する電荷読出し部形成工程と、
前記電荷読出し部によって前記複数の光電変換部のそれぞれから読み出された信号電荷を前記電荷転送チャネル領域にて転送する転送レジスタ部を、前記基板の撮像領域に形成する転送レジスタ部形成工程と、
前記光電変換部の受光面に対応する領域に光が透過する開口が形成されるように、前記基板の撮像領域上に遮光部を形成する遮光部形成工程と
を具備し、
前記転送レジスタ部形成工程は、
前記電荷転送チャネル領域と共に前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する転送電極を、前記基板の撮像領域上にて形成する転送電極形成工程
を有しており、
前記遮光部形成工程は、
前記基板の撮像領域上にて前記転送電極を被覆すると共に、前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むように、前記転送電極に電気的に接続される導電性遮光膜を形成する導電性遮光膜形成工程
を有する、
固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、カメラ、および、固体撮像装置の製造方法に関する。特に、本発明は、基板の撮像領域上において、光電変換部の受光面に対応する領域に、光が透過する開口が形成されている遮光部が設けられている、固体撮像装置、カメラ、および、固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのカメラは、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを有する。
【０００３】
固体撮像装置においては、複数の画素が水平方向と垂直方向とにおいてマトリクス状に配置されている撮像領域が、半導体基板の面に設けられている。この撮像領域においては、被写体像による光を受光し、その受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部が、その複数の画素に対応するように、複数形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この光電変換部として形成されている。
【０００４】
そして、たとえば、ＣＣＤ型イメージセンサの場合には、撮像領域にて垂直方向に並ぶ複数の光電変換部の列の間に、垂直転送レジスタ部が設けられている。垂直転送レジスタ部は、垂直転送チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面するように複数の転送電極が設けられており、電荷読出し部によって光電変換部から読み出された信号電荷を、垂直方向へ転送する。
【０００５】
そして、その垂直転送レジスタ部によって１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷を、水平転送レジスタ部が、水平方向へ順次転送し、出力部が出力する。また、スミア等の不具合の発生を防止するために、撮像領域においては、垂直転送レジスタ部へ入射する光を遮光するように遮光膜が設けられている。
【０００６】
このＣＣＤ型イメージセンサにおいては、転送電極を、さらに、電荷読出し電極として機能させるように設けることが提案されている。ここでは、転送電極が、垂直転送チャネル領域の他に、電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面させるように構成している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、遮光膜を、遮光機能の他に、電荷読出し電極として機能するように設けることが提案されている。ここでは、転送電極上に層間絶縁膜を介して遮光膜を、導電材料で形成しており、電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むように、この遮光膜を設けている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００８】
この他に、遮光膜を、転送電極として機能するように設けることが提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１４０４１１号公報（請求項１，図２〜図５など）
【特許文献２】特開２００５−１０９０２１号公報（請求項１，図２〜図４など）
【特許文献３】特開平１０−２２３８７６号公報（請求項１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、固体撮像装置においては、画素数の増加に伴って、各画素のセルサイズが小さくなってきている。その結果、一画素当たりにおける受光面の面積が小さくなり、受光量が減少する場合がある。
【００１１】
具体的には、撮像領域において、受光面以外の領域の縮小化が困難であるので、受光面の面積を小さくすることが必要になる場合が多く、この不具合が生ずる場合がある。
【００１２】
たとえば、撮像領域において、信号電荷の転送路として機能する垂直転送チャネル領域は、転送効率および飽和信号量の確保のために、占有面積を縮小することが困難である。また、遮光膜は、遮光性の確保のために、薄膜化することが困難な場合がある。また、転送電極と遮光膜との間の層間絶縁膜についても、絶縁性の確保のために、薄膜化することが困難な場合がある。
【００１３】
このため、受光面の面積の縮小化が必要となって、画素縮小比率よりも、感度電子数が下回る不具合が生ずる場合がある。
【００１４】
よって、固体撮像装置においては、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。
【００１５】
したがって、本発明は、一画素当たりにおける受光面の面積を大きくすることが可能であって、撮像画像の画像品質を向上させることができる、固体撮像装置、カメラ、および、固体撮像装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の固体撮像装置は、基板の撮像領域に設けられており、受光面にて受光した光から信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記基板の撮像領域に電荷読出しチャネル領域が設けられており、前記光電変換部によって生成された信号電荷を読み出す電荷読出し部と、前記基板の撮像領域に電荷転送チャネル領域が設けられており、前記電荷読出し部によって前記複数の光電変換部から読み出された信号電荷を転送する転送レジスタ部と、前記基板の撮像領域上に設けられており、前記光電変換部の受光面に対応する領域に、光が透過する開口が形成されている遮光部とを具備しており、前記転送レジスタ部は、前記基板の撮像領域上にて、前記電荷転送チャネル領域と共に前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面している転送電極を有しており、前記遮光部は、前記基板の撮像領域上にて前記転送電極を被覆し、前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むように導電材料によって形成されており、前記転送電極に電気的に接続されている導電性遮光膜を有しており、前記電荷読出し部においては、前記転送電極および前記導電性遮光膜が、電荷読出し電極として、前記光電変換部から信号電荷を読み出すように構成されている。
【００１７】
本発明の固体撮像装置は、基板の撮像領域にて水平方向と垂直方向とのそれぞれに配置されており、受光面にて光を受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記基板の撮像領域にて前記複数の光電変換部に対応するように複数の電荷読出しチャネル領域が設けられており、前記光電変換部によって生成された信号電荷を前記電荷読出しチャネル領域にて読み出す電荷読出し部と、前記基板の撮像領域にて前記垂直方向に並ぶ複数の光電変換部の列の間に電荷転送チャネル領域が設けられており、前記電荷読出し部によって前記複数の光電変換部のそれぞれから読み出された信号電荷を前記電荷転送チャネル領域にて前記垂直方向に転送する転送レジスタ部と、前記基板の撮像領域上にて導電材料によって形成されており、前記光電変換部の受光面に対応する領域に、光が透過する開口が設けられている遮光部とを具備しており、前記転送レジスタ部は、前記電荷転送チャネル領域と共に前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する第１転送電極と、前記電荷転送チャネル領域において前記第１転送電極が対面する領域以外の領域に対面する第２転送電極とを有し、前記第１転送電極と前記第２転送電極とのそれぞれが、前記垂直方向において交互に並んで配置されており、前記遮光部は、前記水平方向に並ぶ複数の光電変換部の行のそれぞれに対応して水平方向に延在しており、前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むと共に、前記第１転送電極に電気的に接続されており、前記垂直方向にてスリットを隔てて並んでいる複数の第１遮光膜と、前記水平方向に並ぶ複数の光電変換部の行の間に水平方向に延在しており、前記複数の第１遮光膜の間のスリットを被覆すると共に、前記第２転送電極に電気的に接続されている複数の第２遮光膜とを有しており、前記電荷読出し部は、前記第１転送電極および前記第１遮光膜が、電荷読出し電極として、前記光電変換部から信号電荷を読み出すように構成されており、前記転送レジスタ部は、電荷転送配線として、前記第１遮光膜が前記第１転送電極に駆動信号を伝送すると共に、前記第２遮光膜が前記第２転送電極に駆動信号を伝送するように構成されている。
【００１８】
本発明のカメラは、基板の撮像領域に設けられており、受光面にて受光した光から信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記基板の撮像領域に電荷読出しチャネル領域が設けられている電荷読出し部と、前記基板の撮像領域に電荷転送チャネル領域が設けられている転送レジスタ部と、前記基板の撮像領域上に設けられており、前記光電変換部の受光面に対応する領域に、光が透過する開口が形成されている遮光部とを具備しており、前記転送レジスタ部は、前記基板の撮像領域上にて前記電荷転送チャネル領域と共に前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面している転送電極を有しており、前記遮光部は、前記基板の撮像領域上にて前記転送電極を被覆し、前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むように、導電材料によって形成されており、前記転送電極に電気的に接続されている導電性遮光膜を有しており、前記電荷読出し部は、前記転送電極および前記導電性遮光膜が、電荷読出し電極として、前記光電変換部から信号電荷を読み出すように構成されている。
【００１９】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、受光面にて光を受光し光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部を、基板の撮像領域に複数形成する光電変換部形成工程と、前記光電変換部によって生成された信号電荷を前記電荷読出しチャネル領域にて読み出す電荷読出し部を前記基板の撮像領域に形成する電荷読出し部形成工程と、前記電荷読出し部によって前記複数の光電変換部のそれぞれから読み出された信号電荷を前記電荷転送チャネル領域にて転送する転送レジスタ部を、前記基板の撮像領域に形成する転送レジスタ部形成工程と、前記光電変換部の受光面に対応する領域に光が透過する開口が形成されるように、前記基板の撮像領域上に遮光部を形成する遮光部形成工程とを具備し、前記転送レジスタ部形成工程は、前記電荷転送チャネル領域と共に前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する転送電極を、前記基板の撮像領域上にて形成する転送電極形成工程を有しており、前記遮光部形成工程は、前記基板の撮像領域上にて前記転送電極を被覆すると共に、前記電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むように、前記転送電極に電気的に接続される導電性遮光膜を形成する導電性遮光膜形成工程を有する。
【００２０】
本発明においては、電荷転送チャネル領域と共に電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する転送電極を、基板の撮像領域上にて形成する。そして、その基板の撮像領域上にて、転送電極を被覆すると共に、電荷読出しチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面する部分を含むように、転送電極に電気的に接続される導電性遮光膜を形成する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、一画素当たりにおける受光面の面積を大きくすることが可能であって、撮像画像の画像品質を向上させることができる、固体撮像装置、カメラ、および、固体撮像装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１（第１転送電極の上方に第２転送電極を形成する例）
２．実施形態２（第１転送電極の下方に第２転送電極を形成する例）
３．実施形態３（第１遮光膜の下面にポリシリコン膜を形成する例）
【００２４】
＜１．実施形態１＞
［装置構成］
図１は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
【００２５】
図１に示すように、固体撮像装置１は、たとえば、インターライン転送方式のＣＣＤ型イメージセンサであって、撮像領域ＰＡにおいて撮像が行われる。
【００２６】
この撮像領域ＰＡにおいては、図１に示すように、光電変換部Ｐと、電荷読出し部ＲＯと、垂直転送レジスタ部ＶＴと、遮光部ＳＢとが形成されている。
【００２７】
光電変換部Ｐは、図１に示すように、撮像領域ＰＡに複数が設けられており、それぞれが、水平方向ｘと垂直方向ｙとにおいて、マトリクス状に並ぶように配置されている。そして、この複数の光電変換部Ｐの周囲においては、各光電変換部Ｐの間を分離するように、素子分離部ＳＳが設けられている。そして、光電変換部Ｐは、受光領域ＪＡにおいて、被写体像による光を受光して光電変換を行うことによって、信号電荷を生成するように構成されている。
【００２８】
電荷読出し部ＲＯは、図１に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、複数の光電変換部Ｐに対応するように複数が設けられており、その光電変換部Ｐが生成した信号電荷を、垂直転送レジスタ部ＶＴへ読み出すように構成されている。
【００２９】
垂直転送レジスタ部ＶＴは、図１に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙに並ぶ複数の光電変換部Ｐに対応するように、垂直方向ｙに延在している。また、垂直転送レジスタ部ＶＴは、垂直方向ｙに複数が並ぶ光電変換部Ｐの列の間に配置されている。垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数が撮像領域ＰＡに設けられており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴが、水平方向ｘに並ぶ複数の光電変換部Ｐのそれぞれに対応するように、水平方向ｘに並んでいる。この垂直転送レジスタ部ＶＴは、いわゆる垂直転送ＣＣＤであって、電荷読出し部ＲＯを介して、光電変換部Ｐから信号電荷が読み出され、その信号電荷を垂直方向ｙへ順次転送する。詳細については後述するが、垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数の転送電極（図示無し）が垂直方向ｙに並んで配置されており、その垂直方向に並んだ転送電極に、たとえば、４相の駆動パルス信号を順に供給することによって、この信号電荷の転送を実施する。
【００３０】
遮光部ＳＢは、図１に示すように撮像領域ＰＡにおいて、撮像領域ＰＡの全体を覆うように設けられているが、光電変換部Ｐの受光領域ＪＡに対応する部分には、開口ＫＫが設けられている。なお、遮光部ＳＢについては、図示の都合上、図１では点線を用いて示している。
【００３１】
そして、撮像領域ＰＡの下端部においては、図１に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴが配置されている。この水平転送レジスタ部ＨＴは、水平方向ｘへ延在しており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴのそれぞれが、垂直方向ｙへ転送した信号電荷を、水平方向ｘへ順次転送する。つまり、水平転送レジスタ部ＨＴは、いわゆる水平転送ＣＣＤであって、たとえば、２相の駆動パルス信号によって駆動されて、１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷の転送を実施する。
【００３２】
そして、図１に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴの左端部には、出力部ＯＵＴが形成されており、この出力部ＯＵＴは、水平転送レジスタ部ＨＴによって、水平転送された信号電荷を電圧に変換し、アナログ画像信号として出力する。
【００３３】
上記の固体撮像装置１の詳細について説明する。
【００３４】
図２，図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。ここでは、図２と図３とのそれぞれは、主要部の断面を示しており、図２は、図１のＸ１−Ｘ２部分を拡大して示し、図３は、図１のＹ１−Ｙ２部分を拡大して示している。
【００３５】
固体撮像装置１は、図２および図３に示すように、基板１０１を含む。基板１０１は、たとえば、ｎ型のシリコン半導体基板であり、基板１０１の内部には、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とが設けられている。そして、基板１０１の表面においては、図２および図３に示すように、第１転送電極３１と、第２転送電極３２と、反射防止膜３９と、第１遮光膜４１と、第２遮光膜４２とが設けられている。
【００３６】
固体撮像装置１を構成する各部について、順次説明する。
【００３７】
フォトダイオード２１は、図２，図３に示すように、光電変換部Ｐに対応するように、基板１０１に設けられている。このフォトダイオード２１は、図２，図３に示すように、光を受光面ＪＳで受光し、光電変換することによって信号電荷を生成するように構成されている。
【００３８】
具体的には、フォトダイオード２１は、基板１０１の内部において表面側に位置する部分に設けられている。図示を省略しているが、フォトダイオード２１は、たとえば、基板１０１内に形成したｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）とｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）とが順次形成されることによって構成される。ここでは、ｎ型半導体領域（ｎ）は、信号電荷蓄積領域として機能する。そして、ｐ型半導体領域（ｐ＋）は、正孔蓄積領域として機能し、信号電荷蓄積領域であるｎ型半導体領域（ｎ）において、暗電流が生ずることを抑制するように構成されている。
【００３９】
なお、フォトダイオード２１上においては、さらに、層間絶縁膜Ｓｚ２を介して、平坦化膜ＦＴが設けられており、図示を省略しているが、その平坦化膜ＦＴ上には、カラーフィルタ（図示無し）とマイクロレンズ（図示無し）とが配置されている。このため、フォトダイオード２１は、マイクロレンズ（図示無し）とカラーフィルタ（図示無し）とを、順次、介して入射する光を、受光面ＪＳにて受光する。
【００４０】
電荷読出しチャネル領域２２は、図２に示すように、電荷読出し部ＲＯに対応するように設けられており、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を読み出すように構成されている。
【００４１】
具体的には、電荷読出しチャネル領域２２は、図２に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、フォトダイオード２１に隣接するように設けられている。ここでは、電荷読出しチャネル領域２２は、水平方向ｘにおいてフォトダイオード２１の左側に配置されている。たとえば、電荷読出しチャネル領域２２は、ｐ型半導体領域として構成されている。
【００４２】
電荷転送チャネル領域２３は、図２に示すように、垂直転送レジスタ部ＶＴに対応するように設けられており、電荷読出し部ＲＯによってフォトダイオード２１から読み出された信号電荷を、電荷転送チャネル領域２３にて転送するように構成されている。
【００４３】
具体的には、電荷転送チャネル領域２３は、図２に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、電荷読出しチャネル領域２２に隣接して設けられている。ここでは、電荷転送チャネル領域２３は、水平方向ｘにおいて電荷読出しチャネル領域２２の左側に配置されている。たとえば、電荷転送チャネル領域２３は、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）を設けることによって構成されている。
【００４４】
チャネルストッパー領域２４は、図２および図３に示すように、素子分離部ＳＳに対応するように設けられており、複数のフォトダイオード２１の間を分離している。
【００４５】
具体的には、チャネルストッパー領域２４は、図２および図３に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において設けられている。ここでは、チャネルストッパー領域２４は、水平方向ｘにおいては、図２に示すように、電荷読出しチャネル領域２２の左側であって、電荷読出しチャネル領域２２と、隣の列に配置されたフォトダイオード２１との間に介在するように設けられている。そして、垂直方向ｙにおいては、図３に示すように、チャネルストッパー領域２４は、垂直方向ｙに並ぶ２つのフォトダイオード２１の間に設けられている。このチャネルストッパー領域２４は、たとえば、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）を設けることによって構成されており、電位障壁を形成して信号電荷の流出入を防止している。
【００４６】
第１転送電極３１と、第２転送電極３２とのそれぞれは、図２および図３に示すように、基板１０１の表面に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように設けられている。第１転送電極３１と、第２転送電極３２とのそれぞれは、いずれも、導電性材料によって形成されている。たとえば、第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とのそれぞれは、ポリシリコンなどの導電材料を用いて形成されており、たとえば、シリコン酸化膜によって形成されたゲート絶縁膜Ｇｘ上に設けられている。
【００４７】
図４は、本発明にかかる実施形態１において、基板１０１の表面上に設けられた、第１転送電極３１と第２転送電極３２とのそれぞれを拡大して示す上面図である。
【００４８】
図４に示すように、基板１０１の上面においては、第１転送電極３１と第２転送電極３２とのそれぞれは、複数が垂直方向ｙにおいて交互に並んで配置されるように設けられている。
【００４９】
ここでは、第１転送電極３１は、図４に示すように、水平方向ｘにおいて並ぶ複数のフォトダイオード２１の間に介在するように設けられている。また、第２転送電極３２は、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数のフォトダイオード２１の間において、水平方向ｘへ延在するように設けられている。
【００５０】
具体的には、第１転送電極３１は、図２に示すように、水平方向ｘの断面において、電荷読出しチャネル領域２２と電荷転送チャネル領域２３とチャネルストッパー領域２４とに、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように設けられている。つまり、第１転送電極３１は、基板１０１において電荷読出し部ＲＯと垂直転送レジスタ部ＶＴと素子分離部ＳＳを設ける領域に対応するように設けられている。ここでは、第１転送電極３１は、水平方向ｘにおいて、電荷読出しチャネル領域２２の左側に位置する部分に対面しており、右側部分には対面していない。また、第１転送電極３１は、水平方向ｘにおいて、電荷転送チャネル領域２３の全体に対面している。そして、第１転送電極３１は、水平方向ｘにおいて、チャネルストッパー領域２４の右側に位置する部分に対面しており、左側に位置する部分には対面していない。
【００５１】
一方で、第２転送電極３２は、図３に示すように、垂直方向ｙの断面において、チャネルストッパー領域２４に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように設けられている。つまり、第２転送電極３２は、図３に示すように、素子分離部ＳＳに対応するように設けられている。ここでは、第２転送電極３２は、水平方向ｘにおいて、素子分離部ＳＳに設けられたチャネルストッパー領域２４の中央部分に対面しており、右側と左側に位置する両端部分には対面していない。なお、図示を省略しているが、第２転送電極３２は、垂直方向ｙにおいて第１転送電極３１が設けられた部分（図４参照）においては、垂直方向に延在している電荷転送チャネル領域２３に対面している。
【００５２】
反射防止膜３９は、図２および図３に示すように、基板１０１の表面上に設けられている。反射防止膜３９は、たとえば、シリコン窒化膜で形成されており、入射する光が反射することを防止している。
【００５３】
図５は、本発明にかかる実施形態１において、基板１０１の表面上に設けられた反射防止膜３９を拡大して示す上面図である。
【００５４】
図５に示すように、基板１０１の上面においては、反射防止膜３９は、水平方向ｘにおいて並ぶ複数のフォトダイオード２１の間に介在する部分を含むように設けられている。つまり、第２転送電極３２上に、反射防止膜３９が設けられている。また、反射防止膜３９は、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数のフォトダイオード２１上において、中央部分に位置する領域を被覆して延在するように設けられている。
【００５５】
具体的には、水平方向ｘの断面においては、図２に示すように、反射防止膜３９は、フォトダイオード２１の受光面ＪＳにて、中央部分の上方に設けられている。
【００５６】
また、垂直方向ｙの断面においては、図３に示すように、反射防止膜３９は、フォトダイオード２１の受光面ＪＳと共に、絶縁膜Ｓｚａを介して第２転送電極３２を被覆するように設けられている。
【００５７】
第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とのそれぞれは、図２および図３に示すように、基板１０１の表面上において、第１転送電極３１と第２転送電極３２との少なくとも一方を被覆するように設けられている。第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とのそれぞれは、いずれも、光を遮光する遮光材料であって、導電性材料によって形成されている。たとえば、第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とのそれぞれは、タングステンなどの金属材料を用いて形成されている。なお、第１遮光膜４１と第２遮光膜４２との両者によって、図１に示した遮光部ＳＢが構成される。
【００５８】
図６は、本発明にかかる実施形態１において、基板１０１の表面上に設けられた第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とを拡大して示す上面図である。なお、図６においては、説明の都合上、第１遮光膜４１および第２遮光膜４２の他に、フォトダイオード２１を示しており、他の部材については、記載を省略している。
【００５９】
図６に示すように、基板１０１の上面においては、第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とのそれぞれは、複数が間隔を隔てて垂直方向ｙにおいて交互に並んで配置されるように設けられている。
【００６０】
ここでは、図６に示すように、第１遮光膜４１は、水平方向ｘに並ぶ複数のフォトダイオード２１の行に対応するように、水平方向ｘに延在すると共に、開口ＫＫが形成されている。そして、複数の第１遮光膜４１は、垂直方向ｙにおいて、スリットＨＡを隔てて並ぶように配置されている。一方で、第２遮光膜４２は、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数のフォトダイオード２１の間において、水平方向ｘへ延在するように設けられている。つまり、第２遮光膜４２は、複数の第１遮光膜４１の間に位置するスリットＨＡを被覆すると共に、水平方向ｘに並ぶ複数のフォトダイオード２１の行の間にて、水平方向ｘに延在するように設けられている。
【００６１】
具体的には、第１遮光膜４１は、水平方向ｘの断面においては、図２に示すように、第１転送電極３１を被覆するように設けられている。ここでは、第１遮光膜４１は、第１転送電極３１を被覆する絶縁膜Ｓｚ１を介して、第１転送電極３１の側面および上面を被覆するように設けられている。そして、第１遮光膜４１は、第１転送電極３１の上面において、絶縁膜Ｓｚ１を貫通するように設けられたコンタクトＣ１を介して、第１転送電極３１に電気的に接続している。また、第１遮光膜４１は、層間絶縁膜Ｓｚ２によって、上面と側面とが被覆されている。
【００６２】
本実施形態においては、第１遮光膜４１は、図２に示すように、水平方向ｘにおいて、電荷読出しチャネル領域２２にゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面する部分を含むように設けられている。ここでは、第１遮光膜４１においては、第１転送電極３１の右側面の側に絶縁膜Ｓｚ１を介して側壁が設けられており、その右側の側壁の下面が、電荷読出しチャネル領域２２にゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面している。
【００６３】
また、本実施形態においては、第１遮光膜４１は、図２に示すように、水平方向ｘにおいて、チャネルストッパー領域２４にゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面する部分を含むように設けられている。ここでは、第１遮光膜４１においては、第１転送電極３１の左側面の側に絶縁膜Ｓｚ１を介して側壁が設けられており、その左側の側壁の下面が、チャネルストッパー領域２４にゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面している。
【００６４】
さらに、第１遮光膜４１は、垂直方向ｙの断面においては、図３に示すように、第２転送電極３２を被覆するように設けられている。ここでは、第１遮光膜４１は、第２転送電極３２を被覆する各層Ｓｚａ，３９，Ｓｚ１によって電気的に第２転送電極３２と絶縁されており、その各層Ｓｚａ，３９，Ｓｚ１を介して、第２転送電極３２の側面および上面を被覆するように設けられている。そして、第１遮光膜４１は、層間絶縁膜Ｓｚ２によって、上面と側面とが被覆されている。
【００６５】
一方で、第２遮光膜４２は、図３に示すように、垂直方向ｙの断面において、第２転送電極３２の上に設けられている。ここでは、第２遮光膜４２は、図３に示すように、水平方向ｘへ延在しており、層間絶縁膜Ｓｚ２を介して、第１遮光膜４１の上方に位置するように設けられている。そして、第２遮光膜４２においては、コンタクトＣ２が、垂直方向ｙへ延在するように設けられており、断面がＴ字状になる部分を含むように形成されている。このコンタクトＣ２は、第２転送電極３２を被覆する各層Ｓｚａ，３９，Ｓｚ１，Ｓｚ２を貫くように設けられており、第２転送電極３２に電気的に接続している。
【００６６】
上記の固体撮像装置１にて光電変換部Ｐに設けたフォトダイオード２１から信号電荷を、電荷読出し部ＲＯにて読み出す際には、第１転送電極３１および第１遮光膜４１を、電荷読出し電極として用いる。
【００６７】
具体的には、第１転送電極３１と第１遮光膜４１との両者に同電位の読出し電圧を与えることで、読出しチャネル領域２２にて、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出す。ここでは、第１転送電極３１と第１遮光膜４１とが電気的に接続されているため、両者に同電位の読出し電圧を与えることができる。このため、フォトダイオード２１と電荷転送チャネル２３との間において電荷読出し領域２２が形成していた電位障壁が、読出し電圧によって引き下げられて、信号電荷の読み出しが実行される。
【００６８】
また、上記の固体撮像装置１おいて、電荷読出し部ＲＯで読み出した信号電荷を、垂直転送レジスタ部ＶＴにて垂直方向ｙへ転送する際には、第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とを、電荷転送配線として用いる。
【００６９】
具体的には、図６に示すように、垂直方向ｙに並ぶ第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とに、たとえば、４相の駆動パルス信号ΦＶ１，ΦＶ２，ΦＶ３，ΦＶ４を送信することで、垂直転送レジスタ部ＶＴにて垂直方向ｙへ信号電荷を転送する。ここでは、第１遮光膜４１が第１転送電極３１に電気的に接続されており、第２遮光膜４２が第２転送電極３２に電気的に接続されている。そして、第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とのそれぞれは、電気的に絶縁されている。このため、第１遮光膜４１が第１転送電極３１に駆動パルス信号を伝送可能であると共に、第２遮光膜４２が第２転送電極３２に駆動信号を伝送可能であるので、１水平ラインごとに、信号電荷を、順次、垂直方向ｙへ転送できる。
【００７０】
図７は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。
【００７１】
図７に示すように、カメラ２００は、上述した固体撮像装置１を含む他、光学系２０２と、駆動回路２０３と、信号処理回路２０４とを有する。
【００７２】
光学系２０２は、たとえば、光学レンズを含み、被写体像を固体撮像装置１の撮像面へ結像させる。
【００７３】
駆動回路２０３は、各種の駆動信号を固体撮像装置１と信号処理回路２０４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路２０４とのそれぞれを駆動させる。
【００７４】
信号処理回路２０４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成する。
【００７５】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１を製造する製造方法について説明する。
【００７６】
図８から図１５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。ここでは、図８、図１０、図１２、図１４は、図２と同様に、図１のＸ１−Ｘ２部分に対応する部分を拡大して示した断面である。また、図９、図１１、図１３、図１５は、図３と同様に、図１のＹ１−Ｙ２部分に対応する部分を拡大して示した断面である。
【００７７】
まず、図８と図９に示すように、ゲート絶縁膜Ｇｘを形成する。
【００７８】
ここでは、ゲート絶縁膜Ｇｘの形成に先立って、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とを、基板１０１に設ける。たとえば、イオン注入法を用いて、不純物を基板１０１に導入することによって、各部を形成する。
【００７９】
その後、たとえば、熱酸化法によって、シリコン酸化膜を基板１０１の全面に設けることによって、ゲート絶縁膜Ｇｘを形成する。
【００８０】
具体的には、図８に示すように、水平方向ｘの断面において、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とを被覆するように、ゲート絶縁膜Ｇｘを形成する。そして、図９に示すように、垂直方向ｙの断面において、フォトダイオード２１と、チャネルストッパー領域２４とを被覆するように、ゲート絶縁膜Ｇｘを形成する。
【００８１】
つぎに、図１０と図１１に示すように、第１転送電極３１と、第２転送電極３２とを形成する。
【００８２】
ここでは、基板１０１の表面に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように、第１転送電極３１と、第２転送電極３２とを導電性材料によって形成する。たとえば、ＣＶＤ法によってポリシリコン膜（図示無し）を成膜後、フォトリソグラフィ技術によって、そのポリシリコン膜をパターン加工することで、第１転送電極３１と第２転送電極３２とを形成する。
【００８３】
本実施形態においては、上述した図４にて示したように、複数の第１転送電極３１と複数の第２転送電極３２とのそれぞれが、間隔を隔てて、垂直方向ｙにおいて交互に並んで配置されるように、この両者を設ける。ここでは、第１転送電極３１については、水平方向ｘにおいて並ぶ複数のフォトダイオード２１の間に介在するように設ける。また、第２転送電極３２については、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数のフォトダイオード２１の間において、水平方向ｘへ延在するように設ける。
【００８４】
具体的には、図１０に示すように、水平方向ｘの断面においては、電荷読出しチャネル領域２２と電荷転送チャネル領域２３とチャネルストッパー領域２４とに、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように、第１転送電極３１を設ける。
【００８５】
そして、図１１に示すように、垂直方向ｙの断面においては、チャネルストッパー領域２４に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように、第２転送電極３２を設ける。
【００８６】
つぎに、図１２と図１３に示すように、反射防止膜３９を形成する。
【００８７】
ここでは、上述した図５にて示したように、基板１０１の上面において、水平方向ｘに並ぶ複数のフォトダイオード２１の間に介在する部分を含むように、反射防止膜３９を設ける。また、これと共に、垂直方向ｙに並ぶ複数のフォトダイオード２１上にて中央部分に位置する領域とを被覆して延在するように、この反射防止膜３９を設ける。
【００８８】
具体的には、図１２に示すように、水平方向ｘの断面においては、フォトダイオード２１の受光面ＪＳにて、中央部分の上方に位置するように、反射防止膜３９を設ける。
【００８９】
また、図１３に示すように、垂直方向ｙの断面においては、フォトダイオード２１の受光面ＪＳと共に、絶縁膜Ｓｚａを介して第２転送電極３２を被覆するように、反射防止膜３９を設ける。
【００９０】
このため、本実施形態においては、まず、垂直方向ｙの断面において、第２転送電極３２の上面および側面を被覆するように、絶縁膜Ｓｚａを形成する。たとえば、ＣＶＤ法によってシリコン酸化膜を成膜後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターン加工することで、この絶縁膜Ｓｚａを形成する。
【００９１】
その後、たとえば、ＣＶＤ法によってシリコン窒化膜を全面に成膜後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターン加工することで、反射防止膜３９を形成する。
【００９２】
つぎに、図１４と図１５とに示すように、第１遮光膜４１を形成する。
【００９３】
ここでは、基板１０１の表面の上方に、第１遮光膜４１を形成する。
【００９４】
図１６は、本発明にかかる実施形態１において、基板１０１の表面上に設ける第１遮光膜４１を拡大して示す上面図である。
【００９５】
図１６に示すように、基板１０１の上面の垂直方向ｙにおいて、複数の第１遮光膜４１がスリットＨＡを隔てて配置されるように、第１遮光膜４１を設ける。具体的には、水平方向ｘに並ぶ複数のフォトダイオード２１の行に対応して、水平方向ｘに延在するように、第１遮光膜４１を設ける。また、第１遮光膜４１において、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに対応する部分に、開口ＫＫを形成する。
【００９６】
また、水平方向ｘの断面においては、図１４に示すように、第１転送電極３１を被覆する絶縁膜Ｓｚ１を介して、第１転送電極３１の側面および上面を被覆するように、第１遮光膜４１を設ける。そして、ここでは、第１転送電極３１の上面において、絶縁膜Ｓｚ１を貫通するように設けられたコンタクトＣ１を介して、第１転送電極３１に電気的に接続するように、第１遮光膜４１を設ける。また、水平方向ｘの断面においては、電荷読出しチャネル領域２２にゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面する部分を含むように、第１遮光膜４１を設ける。
【００９７】
一方で、垂直方向ｙの断面においては、図１５に示すように、各層Ｓｚａ，３９，Ｓｚ１を介して、第２転送電極３２の側面および上面を被覆するように、第１遮光膜４１を設ける。
【００９８】
このため、本実施形態においては、まず、図１４と図１５とに示すように、第１転送電極３１を被覆すると共に、反射防止膜３９を介して第２転送電極３２を被覆するように、絶縁膜Ｓｚ１を形成する。たとえば、ＣＶＤ法によってシリコン酸化膜を成膜後、フォトリソグラフィ技術を用いてシリコン酸化膜をエッチングすることで、この絶縁膜Ｓｚ１を形成する。ここでは、図１４に示すように、コンタクトＣ１を設けるコンタクトホールを絶縁膜Ｓｚ１に形成する。
【００９９】
その後、コンタクトホールを埋め込むように、たとえば、スパッタリング法によって、タングステンを成膜した後、そのタングステン膜をパターン加工することで、第１遮光膜４１を形成する。
【０１００】
つぎに、前述の図３にて示したように、第２遮光膜４２を形成する。
【０１０１】
ここでは、上述した図６において示したように、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数のフォトダイオード２１の間において、水平方向ｘへ延在するように、第２遮光膜４２を設ける。すなわち、水平方向ｘに複数が並ぶフォトダイオード２１の行の間に介在すると共に、複数の第１遮光膜４１の間に位置するスリットＨＡを被覆するように、第２遮光膜４２を設ける。
【０１０２】
具体的には、図３に示したように、垂直方向ｙの断面において、水平方向ｘへ延在すると共に、層間絶縁膜Ｓｚ２を介して、第２転送電極３２および第１遮光膜４１の上方に位置するように、第２遮光膜４２を設ける。そして、ここでは、第２転送電極３２の上面において、各Ｓｚａ，３９，Ｓｚ１，Ｓｚ２を貫通するように設けられたコンタクトＣ２を介して、第２転送電極３２に電気的に接続するように、第２遮光膜４２を設ける。
【０１０３】
このため、本実施形態においては、まず、図３に示すように、第１遮光膜４１を被覆するように、たとえば、シリコン酸化膜を成膜することによって、層間絶縁膜Ｓｚ２を、基板１０１の表面に形成する。
【０１０４】
その後、図３に示すように、コンタクトＣ２を設けるコンタクトホールを層間絶縁膜Ｓｚ２に形成する。
【０１０５】
そして、そのコンタクトホールを埋め込むように、たとえば、スパッタリング法によって、タングステンを成膜した後、そのタングステン膜をパターン加工することで、第２遮光膜４２を形成する。
【０１０６】
この後、平坦化膜ＦＴを基板１０１の表面に形成後、カラーフィルタ（図示無し）と、マイクロレンズ（図示無し）とを、順次、設けることによって、固体撮像装置１を完成させる。
【０１０７】
以上のように、本実施形態において、垂直転送レジスタ部ＶＴは、基板１０１の撮像領域ＰＡ上にて、第１転送電極３１が、電荷転送チャネル領域２３と共に電荷読出しチャネル領域２２に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面している。そして、遮光部ＳＢにおいては、第１遮光膜４１が、第１転送電極３１を被覆し、電荷読出しチャネル領域２２にゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面する部分を含むように形成されている。ここでは、第１遮光膜４１は、導電材料によって形成されており、第１転送電極３１に電気的に接続されている。
【０１０８】
このため、電荷読出し部ＲＯにおいては、第１転送電極３１および第１遮光膜４１を、電荷読出し電極として用いて、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すことができる。
【０１０９】
よって、本実施形態では、第１遮光膜４１を電荷読出しチャネル領域２２に対面させているので、遮光部ＳＢの開口ＫＫを、フォトダイオード２１の外側に広げることが可能である。
【０１１０】
また、本実施形態においては、電荷転送チャネル領域２３において第１転送電極３１が対面する領域以外の領域に対面する第２転送電極３２が、垂直方向ｙにおいて、第１転送電極３１と交互に並んで配置されている。また、遮光部ＳＢにおいては、導電材料によって形成された第２遮光膜４２が、その第２転送電極３２に電気的に接続されている。
【０１１１】
このため、垂直転送レジスタ部ＶＴにおいては、電荷転送配線として、第１遮光膜４１が第１転送電極３１に駆動パルス信号を伝送すると共に、第２遮光膜４２が第２転送電極３２に駆動パルス信号を伝送することができる。
【０１１２】
よって、本実施形態では、第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とを、遮光機能の他に、電荷転送配線として機能するように構成しているので、遮光部ＳＢの開口ＫＫを、フォトダイオード２１の外側に広げることが可能である。
【０１１３】
したがって、本実施形態においては、一画素当たりにおける受光面の面積を大きくすることが可能であって、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０１１４】
＜２．実施形態２＞
［装置構成］
図１７，図１８は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。ここでは、図１７と図１８とのそれぞれは、主要部の断面を示しており、図１７は、図１のＸ１−Ｘ２部分に相当する部分を拡大して示し、図１８は、図１のＹ１−Ｙ２部分に相当する部分を拡大して示している。
【０１１５】
また、図１９は、本発明にかかる実施形態２において、基板１０１の表面上に設けられた第１遮光膜４１ｂと第２遮光膜４２ｂとを拡大して示す上面図である。なお、図１９においては、説明の都合上、第１遮光膜４１ｂおよび第２遮光膜４２ｂと、フォトダイオード２１を示しており、他の部材については、記載を省略している。
【０１１６】
図１７，図１８，図１９に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｂは、垂直方向ｙの断面において、第１遮光膜４１ｂと第２遮光膜４２ｂとが設けられた位置が、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１１７】
図１７，図１８，図１９に示すように、遮光部ＳＢにおいては、実施形態１の場合と異なり、第１遮光膜４１ｂが、第２遮光膜４２ｂの上方に形成された部分を含むように形成されている。
【０１１８】
具体的には、第１遮光膜４１ｂは、水平方向ｘの断面においては、図１７に示すように、実施形態１と同様に、第１転送電極３１を被覆する絶縁膜Ｓｚ１を介して、第１転送電極３１の側面および上面を被覆するように設けられている。そして、ここでは、第１転送電極３１の上面において、絶縁膜Ｓｚ１を貫通するように設けられたコンタクトＣ１ｂを介して、第１転送電極３１に電気的に接続するように、第１遮光膜４１ｂが設けられている。
【０１１９】
しかし、垂直方向ｙの断面においては、第１遮光膜４１ｂは、実施形態１と異なり、図１８に示すように、第２転送電極３２と第２遮光膜４２ｂとを被覆するように、第２遮光膜４２ｂの上方に設けられている。ここでは、第１遮光膜４１ｂは、側面部においては、絶縁膜Ｓｚａ，反射防止膜３９，絶縁膜Ｓｚ１を介して、第２転送電極３２の側面を被覆するように設けられている。また、上面部においては、絶縁膜Ｓｚ２ｂを介して、第２遮光膜４２ｂの上面を被覆するように設けられている。
【０１２０】
一方で、第２遮光膜４２ｂは、垂直方向ｙの断面においては、図１８に示すように、第２転送電極３２の上面部において、絶縁膜Ｓｚａ，反射防止膜３９，絶縁膜Ｓｚ１を介して、第２転送電極３２を被覆するように設けられている。ここでは、第２遮光膜４２ｂは、図１８に示すように、水平方向ｘへ延在しており、第１遮光膜４１ｂの下方において、複数の第１遮光膜４１ｂの間に位置するスリットＨＡに対応するように設けられている。そして、第２遮光膜４２ｂにおいては、コンタクトＣ２が、第２転送電極３２を被覆する各層Ｓｚａ，３９，Ｓｚ１を貫くように設けられており、第２転送電極３２に電気的に接続している。
【０１２１】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１ｂを製造する製造方法について説明する。
【０１２２】
図２０から図２２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。ここでは、図２０は、図２と同様に、図１のＸ１−Ｘ２部分に対応する部分を拡大して示した断面である。また、図２１は、図３と同様に、図１のＹ１−Ｙ２部分に対応する部分を拡大して示した断面である。また、図２２は、本発明にかかる実施形態２において、基板１０１の表面上に設ける第２遮光膜４２ｂを拡大して示す上面図である。なお、図２２においては、説明の都合上、第２遮光膜４２ｂと、フォトダイオード２１を示しており、他の部材については、記載を省略している。
【０１２３】
本実施形態においては、実施形態１において図１２と図１３とを用いて示したように、反射防止膜３９を形成する。
【０１２４】
その後、本実施形態においては、実施形態１と異なり、第１遮光膜４１ｂを形成する前に、図２０，図２１，図２２に示すように、第２遮光膜４２ｂを形成する。
【０１２５】
ここでは、図２２に示すように、基板１０１の上面においては、水平方向ｘに複数が並ぶフォトダイオード２１の行の間において、水平方向ｘに延在するように、第２遮光膜４２ｂを設ける。また、垂直方向ｙにて複数の第２遮光膜４２ｂが間隔を隔てて配置されるように、第２遮光膜４２ｂを設ける。
【０１２６】
具体的には、図２０と図２１とに示すように、まず、第１転送電極３１を被覆すると共に、反射防止膜３９を介して第２転送電極３２を被覆するように、絶縁膜Ｓｚ１を形成する。たとえば、シリコン酸化膜を成膜後、フォトリソグラフィ技術を用いてシリコン酸化膜をエッチングすることで、この絶縁膜Ｓｚ１を形成する。
【０１２７】
そして、図２１に示すように、垂直方向ｙの断面において、コンタクトＣ２ｂを設けるコンタクトホールを、各層Ｓｚａ，３９，Ｓｚ１を貫くように形成する。その後、そのコンタクトホールを埋め込むように、たとえば、スパッタリング法によって、タングステンを成膜した後、そのタングステン膜をパターン加工することで、第２遮光膜４２ｂを形成する。
【０１２８】
つぎに、図１７，図１８，図１９にて示したように、第１遮光膜４１を形成する。
【０１２９】
ここでは、図１９において示したように、基板１０１の上面の垂直方向ｙにおいて、複数の第１遮光膜４１がスリットＨＡを隔てて配置されるように、第１遮光膜４１ｂを設ける。具体的には、水平方向ｘに並ぶ複数のフォトダイオード２１の行に対応して、水平方向ｘに延在するように、第１遮光膜４１ｂを設ける。また、第１遮光膜４１ｂにおいて、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに対応する部分に、開口ＫＫを形成する。
【０１３０】
具体的には、図１７と図１８とに示すように、まず、絶縁膜Ｓｚ１を介して反射防止膜３９の上面を被覆するように、絶縁膜Ｓｚ２ｂを形成する。たとえば、シリコン酸化膜を成膜後、フォトリソグラフィ技術を用いてシリコン酸化膜をエッチングすることで、この絶縁膜Ｓｚ２ｂを形成する。
【０１３１】
そして、図１７に示すように、水平方向ｘの断面において、コンタクトＣ１ｂを設けるコンタクトホールを、絶縁膜Ｓｚ１を貫くように形成する。その後、そのコンタクトホールを埋め込むように、たとえば、スパッタリング法によって、タングステンを成膜した後、そのタングステン膜をパターン加工することで、第１遮光膜４１ｂを形成する。
【０１３２】
この後、平坦化膜ＦＴを基板１０１の表面に形成後、カラーフィルタ（図示無し）と、マイクロレンズ（図示無し）とを、順次、設けることによって、固体撮像装置１ｂを完成させる。
【０１３３】
以上のように、本実施形態において、垂直転送レジスタ部ＶＴは、実施形態１と同様に、基板１０１の撮像領域ＰＡ上にて、第１転送電極３１が、電荷転送チャネル領域２３と共に電荷読出しチャネル領域２２に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面している。そして、遮光部ＳＢにおいては、第１遮光膜４１ｂが、第１転送電極３１を被覆し、電荷読出しチャネル領域２２にゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面する部分を含むように形成されている。ここでは、第１遮光膜４１ｂは、導電材料によって形成されており、第１転送電極３１に電気的に接続されている。
【０１３４】
このため、電荷読出し部ＲＯにおいては、第１転送電極３１および第１遮光膜４１ｂを、電荷読出し電極として用いて、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すことができる。
【０１３５】
よって、本実施形態では、第１遮光膜４１ｂを電荷読出しチャネル領域２２に対面させているので、遮光部ＳＢの開口ＫＫを、フォトダイオード２１の外側に広げることが可能である。
【０１３６】
また、本実施形態において、遮光部ＳＢは、実施形態１と同様に、導電材料によって形成された第２遮光膜４２ｂが、その第２転送電極３２に電気的に接続されている。このため、垂直転送レジスタ部ＶＴにおいては、電荷転送配線として、第１遮光膜４１ｂが第１転送電極３１に駆動パルス信号を伝送すると共に、第２遮光膜４２ｂが第２転送電極３２に駆動パルス信号を伝送することができる。
【０１３７】
よって、本実施形態では、第１遮光膜４１ｂと第２遮光膜４２ｂとを、遮光機能の他に、電荷転送配線として機能するように構成しているので、遮光部ＳＢの開口ＫＫを、フォトダイオード２１の外側に広げることが可能である。
【０１３８】
したがって、本実施形態においては、実施形態１と同様に、一画素当たりにおける受光面の面積を大きくすることが可能であって、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０１３９】
＜３．実施形態３＞
図２３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。ここでは、図２３は、主要部の断面を示しており、図１のＸ１−Ｘ２部分に相当する部分を拡大して示している。
【０１４０】
図２３に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｃは、ポリシリコン膜ＰＳが、さらに設けられている点が、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１４１】
ポリシリコン膜ＰＳは、図２３に示すように、第１遮光膜４１の下面を覆うように設けられている。ポリシリコン膜ＰＳは、たとえば、３０ｎｍ程度の膜厚になるように形成されている、
【０１４２】
第１遮光膜４１は、実施形態１にて示したように、タングステンなどの金属材料を用いているため、リークが生ずる場合がある。しかし、本実施形態においては、第１遮光膜４１よりも導電性が低いポリシリコン膜ＰＳを設けることによって、リークが生ずることを防止している。
【０１４３】
したがって、本実施形態においては、適正に読み出し動作および転送動作を実施することが可能であるので、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０１４４】
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【０１４５】
たとえば、上記の実施形態においては、インターライン転送方式のＣＣＤ型イメージセンサの場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、フレームインターライントランスファ方式のＣＣＤ型イメージセンサなど、種々のイメージセンサに適用可能である。
【０１４６】
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１，１ｂ，１ｃは、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、基板１０１は、本発明の基板に相当する。また、上記の実施形態において、撮像領域ＰＡは、本発明の撮像領域に相当する。また、上記の実施形態において、受光面ＪＳは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、光電変換部Ｐは、本発明の光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、電荷読出しチャネル領域２２は、本発明の電荷読出しチャネル領域に相当する。また、上記の実施形態において、電荷読出し部ＲＯは、本発明の電荷読出し部に相当する。また、上記の実施形態において、電荷転送チャネル領域２３は、本発明の電荷転送チャネル領域に相当する。また、上記の実施形態において、垂直転送レジスタ部ＶＴは、本発明の転送レジスタ部に相当する。また、上記の実施形態において、遮光部ＳＢは、本発明の遮光部に相当する。また、上記の実施形態において、開口ＫＫは、本発明の開口に相当する。また、上記の実施形態において、ゲート絶縁膜Ｇｘは、本発明のゲート絶縁膜に相当する。また、上記の実施形態において、第１転送電極３１は、本発明の転送電極，第１転送電極に相当する。また、上記の実施形態において、第２転送電極３２は、本発明の第２転送電極に相当する。また、上記の実施形態において、垂直方向ｙは、本発明の垂直方向に相当する。また、上記の実施形態において、水平方向ｘは、本発明の水平方向に相当する。また、上記の実施形態において、第１遮光膜４１，第１遮光膜４１ｂは、本発明の第１遮光膜，導電性遮光膜に相当する。また、上記の実施形態において、第２遮光膜４２，第２遮光膜４２ｂは、本発明の第２遮光膜に相当する。また、上記の実施形態において、ポリシリコン膜ＰＳは、本発明のポリシリコン膜に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、基板１０１の表面上に設けられた、第１転送電極３１と第２転送電極３２とのそれぞれを拡大して示す上面図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、基板１０１の表面上に設けられた反射防止膜３９を拡大して示す上面図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態１において、基板１０１の表面上に設けられた第１遮光膜４１と第２遮光膜４２とを拡大して示す上面図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図９】図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態１において、基板１０１の表面上に設ける第１遮光膜４１を拡大して示す上面図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明にかかる実施形態２において、基板１０１の表面上に設けられた第１遮光膜４１ｂと第２遮光膜４２ｂとを拡大して示す上面図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。
【符号の説明】
【０１４８】
２１…フォトダイオード，２２…電荷読出しチャネル領域，２３…電荷転送チャネル領域，２４…チャネルストッパー領域，３１…第１転送電極，３２…第２転送電極，３９…反射防止膜，４１…第１遮光膜，４１ｂ…第１遮光膜，４２…第２遮光膜，４２ｂ…第２遮光膜，１０１…基板，２００…カメラ，２０２…光学系，２０３…駆動回路，２０４…信号処理回路，Ｇｘ…ゲート絶縁膜，ＨＡ…スリット，ＨＴ…水平転送レジスタ部，ＦＴ…平坦化膜，ＪＡ…受光領域，ＪＳ…受光面，ＫＫ…開口，ＯＵＴ…出力部，Ｐ…光電変換部，ＰＡ…撮像領域，ＰＳ…ポリシリコン膜，ＲＯ…電荷読出し部，ＳＢ…遮光部，ＳＳ…素子分離部，ＶＴ…垂直転送レジスタ部，ｘ…水平方向，ｙ…垂直方向
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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