(57)【要約】【課題】受光部以外の領域に対する遮光を適切に行うことが可能な固体撮像装置を構成する。【解決手段】受光部（２）と、電荷を転送する電荷転送装置（３）と、受光部（２）と電荷転送部（３）との間に設けられ、受光部（２）に蓄積されている電荷を、電荷転送装置（３）に供給するトランスファーゲート（４）と、電荷を転送するための複数のクロックを供給するクロック配線群（７、８、９、１１、１２）と、所定の波長以下の光を遮る材料（６、１５、１６、１７、１８、３６）とを具備する固体撮像装置を構成する。ここにおいて、クロック配線群（７、８、９、１１、１２）の配線の各々は、所定の波長に対応する配線間隔（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の隙間を開けて並んで配置されることが好ましい。そして、材料（６、１５、１６、１７、１８、３６）は、隙間を覆うように配置され、隙間を通過可能な波長の光を遮る。【選択図】図２
2010027865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けられた複数の受光素子を有する受光部と、
前記受光部から供給される電荷を転送する電荷転送装置と、
前記受光部と前記電荷転送部との間に設けられ、前記受光部に蓄積されている前記電荷を、前記電荷転送装置に供給するトランスファーゲートと、
前記電荷を転送するための複数のクロックを供給するクロック配線群と
所定の波長以下の光を遮る材料と
を具備し、
前記クロック配線群に含まれる複数の配線の各々は、
前記所定の波長に対応する配線間隔の隙間を開けて並んで配置され、
前記材料は、
前記隙間を覆うように配置され、前記隙間を通過可能な波長の光を遮る
固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記クロック配線群は、
前記電荷転送装置に転送クロックを供給する複数の転送クロック配線と、
前記トランスファーゲートに読み出しクロックを供給する読出しクロック配線と
を備え、
前記電荷転送装置は、
前記基板に設けられる転送チャネルと、
前記複数の転送クロック配線と前記転送チャネルとの間に設けられる転送ゲート電極と
を含み、
前記トランスファーゲートは、
前記基板に設けられる読み出しチャネルと、
前記読出しクロック配線と前記読み出しチャネルとの間に設けられる読出しゲート電極と
を含み、
前記材料は、
前記転送ゲート電極または読出しゲート電極の少なくとも一方である
固体撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の固体撮像装置において、さらに、
前記複数の転送クロック配線の上層に配置され、第１方向に延伸する第１上層配線と、
第１間隙を介して前記第１上層配線に沿って延伸する第２上層配線と
を具備し、
前記複数の転送クロック配線は、
前記第１方向に直角な第２方向に延伸し、前記電荷転送装置に第１クロックを供給する第１クロック配線と、
前記電荷転送装置に第２クロックを供給する第２クロック配線と
を含み
前記転送ゲート電極は、
前記第１クロック配線に接続される第１転送ゲート電極と、
前記第２クロック配線に接続される第２転送ゲート電極と
を含み、
前記読出しクロック配線は、
第２間隙を介して前記第１クロック配線に沿って前記第２方向に延伸し、
前記第１クロック配線は、
第３間隙を介して前記第２クロック配線に沿って延伸し、
前記読出しゲート電極は、
前記第１隙間と前記第２間隙とを通る光が、前記転送チャネルまたは前記読み出しチャネルに達するまでの経路を遮断し、
前記第１転送ゲート電極または前記第２転送ゲート電極は、
前記第１間隙と前記第３隙間とを通る光が、前記前記転送チャネルまたは前記読み出しチャネルに達するまでの経路を遮断する
固体撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の固体撮像装置において、
前記読出しゲート電極は、
前記第１隙間と前記第２間隙とを通る前記基板の表面の法線に交差し、
前記第１転送ゲート電極または前記第２転送ゲート電極は、
前記第１隙間と前記第３間隙とを通る前記基板の表面の法線に交差する
固体撮像装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の固体撮像装置において、
前記読出しゲート電極は、
前記第１間隙と前記第２間隙とを通る光を吸収する物質で構成され、
前記第１転送ゲート電極または前記第２転送ゲート電極は、
前記第１間隙と前記第３間隙とを通る光を吸収する物質で構成されている
固体撮像装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の固体撮像装置において、
前記クロック配線群の上に設けられる原色フィルターを具備し、
前記材料は、
前記原色フィルターを含む
固体撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の固体撮像装置において、さらに、
前記複数の転送クロック配線の上層に配置され、第１方向に延伸する第１上層配線と、
第１間隙を介して前記第１上層配線に沿って延伸する第２上層配線と
を具備し、
前記複数の転送クロック配線は、
前記第１方向に直角な第２方向に延伸し、前記電荷転送装置に第１クロックを供給する第１クロック配線と、
前記電荷転送装置に第２クロックを供給する第２クロック配線と
を含み
前記読出しクロック配線は、
第２間隙を介して前記第１クロック配線に沿って前記第２方向に延伸し、
前記第１クロック配線は、
第３間隙を介して前記第２クロック配線に沿って延伸し、
前記原色フィルターは、
前記第１上層配線と前記第２上層配線との上に設けられ、
前記第１間隙と前記第２間隙とを通る光、または、前記第１間隙と前記第３間隙とを通る光の少なくとも一方を吸収する
固体撮像装置。
【請求項８】
請求項３から７のいずれか１項に記載の固体撮像装置において、
前記第１上層配線、前記第２上層配線、前記第１クロック配線、前記第２クロック配線および前記読み出しクロック配線は、金属配線で構成されている
固体撮像措置。
【請求項９】
請求項３から８のいずれか１項に記載の固体撮像装置において、
前記第１間隙は、
０．２μｍ以上、０．４μｍ以下の幅を有し、
前記第２間隙は、
０．２μｍ以上、０．４μｍ以下の幅を有し、
前記第３間隙は、
０．２μｍ以上、０．４μｍ以下の幅を有する
固体撮像装置。
【請求項１０】
請求項３から９のいずれか１項に記載の固体撮像装置において、さらに、
前記第１クロックを前記第１上層配線に供給する第１バスライン配線と、
前記第２クロックを前記第２上層配線に供給する第２バスライン配線と
を具備し、
前記第１バスライン配線は、
前記第１上層配線を介して前記第１クロック配線に前記第１クロックを供給し、
前記第２バスライン配線は、
前記第２上層配線を介して前記第２クロック配線に前記第２クロックを供給する
固体撮像装置。
【請求項１１】
請求項３から１０のいずれか１項に記載の固体撮像装置において、
前記読出しクロック配線と、前記第１クロック配線と、前記第２クロック配線とは、前記読出しクロック配線と同じ第１配線層に構成され、
前記第１上層配線と前記第２上層配線とは、前記第１配線層の上の第２配線層に構成される
固体撮像装置。
【請求項１２】
基板に設けられた複数の受光素子を有する受光部と、前記受光部から供給される電荷を転送する電荷転送装置と、前記受光部と前記電荷転送部との間に設けられ、前記受光部に蓄積されている前記電荷を、前記電荷転送装置に供給するトランスファーゲートと、前記電荷を転送するための複数のクロックを供給するクロック配線群とを具備する固体撮像装置の製造方法であって、
前記クロック配線群に含まれる複数の配線の各々を、前記所定の波長に対応する配線間隔の隙間を開けて並んで配置する配線形成ステップと、
前記隙間を覆うように配置され、前記隙間を通過可能な波長の光を遮る材料を配置する材料配置ステップと
を具備し、
前記配線形成ステップは、
（ａ）前記電荷転送装置に転送クロックを供給する複数の転送クロック配線を設けるステップと、
（ｂ）前記トランスファーゲートに読み出しクロックを供給する読出しクロック配線を設けるステップと、
（ｃ）前記複数の転送クロック配線の上層に配置され、第１方向に延伸する第１上層配線を設けるステップと、
（ｄ）第１間隙を介して前記第１上層配線に沿って延伸する第２上層配線を設けるステップと、
を備え、
前記（ａ）ステップは、
前記第１方向に直角な第２方向に延伸し、前記電荷転送装置に第１クロックを供給する第１クロック配線を設けるステップと、
第２間隙を介して前記第１クロック配線に沿って前記第２方向に延伸し、前記電荷転送装置に第２クロックを供給する第２クロック配線を設けるステップと
を含み、
前記（ｂ）ステップは、
前記読出しクロック配線を、前記第２方向に延伸し、第３間隙を介して前記第１クロック配線に並ぶ位置に設けるステップを含み、
前記材料配置ステップは、
前記材料を、前記転送ゲート電極または読出しゲート電極の少なくとも一方で形成するステップ
を含む
固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記転送ゲート電極は、前記第１クロック配線に接続される第１転送ゲート電極と、
前記第２クロック配線に接続される第２転送ゲート電極とを含み、
前記配線形成ステップは、
前記第１隙間と前記第３間隙とを通る前記基板の表面の法線が、前記読出しゲート電極に交差し、前記第１隙間と前記第２間隙とを通る前記基板の表面の法線が、前記第１転送ゲート電極または前記第２転送ゲート電極に交差するように、前記クロック配線群を配置するステップを含む
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、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置を搭載した電子機器（例えば、デジタルカメラやカメラ付携帯電話機など）が普及してきている。固体撮像装置は、光を電荷に変換する受光部と、受光部から供給される電荷を、出力部に転送する電荷転送部とを備えている。受光部には、フォトダイオードなど、光を電荷に変換する受光素子（光電変換素子）が備えられている。
【０００３】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備える固体撮像装置では、周囲より明るい被写体を撮影したときに、スミア（白飛びする現象）などの不具合が発生することがある。このような不具合は、光がフォトダイオード以外の周辺部分（例えば、信号線や垂直転送用ＣＣＤ素子）に当たって電荷が発生したり、あるいは、半導体基板内部で発生した電荷が、本来の信号電荷の転送経路に混入したりすることに起因する。
【０００４】
正常な状態におけるフォトダイオードから電荷検出部までの信号を、電子の数に換算すると、その電子数は、数個〜数万個と非常に微少である。そのため、この部分（フォトダイオードから電荷検出部までの部分）に漏れこんだ光から発生した電荷による偽信号は、Ｓ／Ｎ比を低下させる要因となる。
【０００５】
漏れ込んだ光による偽信号を減らすことは、Ｓ／Ｎ比を向上させるうえで重要である。そのため、フォトダイオード以外の場所に入射された光が半導基板まで到達しないように遮光を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
図１は、特許文献１（特開２００５−２０９６７４号公報）に記載の電荷転送装置１００の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、電荷転送装置１００は、第１導電型の半導体基板内に形成された電荷転送領域１３０となる第1導電型とは逆導電型の第２導電型のチャネル層と、チャネル層の上に絶縁膜を介して配置されたもので電荷を転送する転送電極１５２、１５３とを備えている。その電荷転送装置１００は、転送電極１５２、１５３の上方に転送電極１５２、１５３と立体的に交差するように形成された配線１５５、１５６を備えている。その電荷転送装置１００は、平面視的にみた場合に、電荷転送領域１３０上における転送電極１５２、１５３間の隙間および配線１５５、１５６間の隙間によって形成される開口部１５９がどの方向からも０．２μｍ以下となっている。このように、特許文献１に記載の技術では、配線間隔を０．２μｍと近づけ、回折原理により遮光を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２０９６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
回折原理により遮光を行うためには、配線間隔を０．２μｍにする微細配線加工が必要であり、製造プロセスが複雑になってしまう。高度な製造プロセスは、製造コストの上昇、や製造期間の延長を引き起こすことがある。
【０００９】
また、配線間隔が０．２μｍ、またはそれ以下となるため、寄生容量が大きくなる。この寄生容量により、信号の遅延が発生する場合がある。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、配線間隔の縮小化に依存することなく、適切に遮光を行う技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１２】
上記の課題を解決するために、以下のような固体撮像装置を構成する。その固体撮像装置は、基板（２３）に設けられた複数の受光素子（５）を有する受光部（２）と、前記受光部（２）から供給される電荷を転送する電荷転送装置（３）と、前記受光部（２）と前記電荷転送部（３）との間に設けられ、前記受光部（２）に蓄積されている前記電荷を、前記電荷転送装置（３）に供給するトランスファーゲート（４）と、前記電荷を転送するための複数のクロックを供給するクロック配線群（７）（８）（９）（１１）（１２）と、所定の波長以下の光を遮る材料（６）（１５）（１６）（１７）（１８）（３６）とを具備するものとする。ここにおいて、前記クロック配線群（７）（８）（９）（１１）（１２）に含まれる複数の配線の各々は、前記所定の波長に対応する配線間隔（Ｗ１）（Ｗ２）（Ｗ３）の隙間を開けて並んで配置されることが好ましい。そして、前記材料（６）（１５）（１６）（１７）（１８）（３６）は、前記隙間を覆うように配置され、前記隙間を通過可能な波長の光を遮る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、配線間隔の縮小化に依存することなく、適切に受光部以外の領域に対する遮光を行うことが可能な固体撮像装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明を行う。図２は、本実施形態の固体撮像装置１の構成を例示する平面図である。本実施形態の固体撮像装置１は、ＣＣＤイメージセンサを備えている。一般的に、ＣＣＤイメージセンサは、複数のフォトダイオード（受光素子）が列に配置されたフォトダイオード列と、信号電荷を転送するレジスタと、フォトダイオードからレジスタへ信号電荷を移すトランスファーゲートとを備えている。
【００１５】
複数のフォトダイオードの各々は、入射した光に反応し、光電変換によって電荷を生成する光電変換機能と、その電荷を、フォトダイオード自身に一時的に蓄積する電荷蓄積機能とを有している。蓄積された電荷は、トランスファーゲートを通りレジスタへ転送される。レジスタに転送された電荷は、順次電荷検出部へ送られる。電荷検出部は、受け取った電荷を電圧へ変換しアンプを通して出力する。
【００１６】
図２を参照すると、固体撮像装置１は、受光部２と、電荷転送部３と、トランスファーゲート４とを備えている。また、固体撮像装置１は、第１バスライン１３と第２バスライン１４とを備えている。固体撮像装置１の受光部２は、複数のフォトダイオード５を含んでいる。複数のフォトダイオード５の各々は、間の間隔が距離Ｌとなるように配置されている。以下に述べる実施形態において、図２の座標軸を基準にしたときのｙ軸方向に沿って配置される複数のフォトダイオード５を、フォトダイオード列と記載する。
【００１７】
トランスファーゲート４の上には、ゲート電極６が配置されている。そのゲート電極６の上には、金属配線で構成された読出しクロック配線７が配置されている。その読出しクロック配線７は、トランスファーゲート４のゲート電極６に接続され、そのゲート電極６に読み出しクロックΦＴＧを供給している。
【００１８】
電荷転送部３は、複数の転送ゲート電極と複数のバリアゲート電極とを含んでいる。また、図２に示されているように、電荷転送部３の複数の転送ゲート電極と複数のバリアゲート電極の上には、金属配線で構成された第１転送クロック配線８と第２転送クロック配線９とが配置されている。第１転送クロック配線８と第２転送クロック配線９とは、複数の転送ゲート電極と複数のバリアゲート電極のうち、対応する電極に接続されている。
【００１９】
読出しクロック配線７、第１転送クロック配線８および第２転送クロック配線９の上には、第１上層配線１１と第２上層配線１２とが配置されている。第１上層配線１１は、第１転送クロック配線８に接続され、電荷転送部３のレジスタを駆動させる信号（以下、第１クロックΦ１と記載する）を供給している。第２上層配線１２は、第２転送クロック配線９に接続され、電荷転送部３のレジスタを駆動させる信号（以下、第２クロックΦ２と記載する）を供給している。
【００２０】
受光部２は、複数のフォトダイオード列を含んでいる。複数のフォトダイオード列は、空間的に離れて設けられている。そのため、複数のフォトダイオード列から同時に出力される信号は、空間的に離れた情報となる。固体撮像装置１は、外部に設けられた位置補正用メモリ（図示されず）を用いて、その空間的に離れた情報の位置補正を行っている。
【００２１】
隣り合うフォトダイオード列において、相互のセンサ中心間の距離Ｌ（以下、ライン間隔と記載する）が長くなると、位置補正の処理にかかる情報量が多くなる。つまり、ライン間隔が長い固体撮像装置１は、多くのメモリ容量を必要とする。固体撮像装置１のメモリ容量を削減し、システムの低コスト化を図るためには、ライン間隔が狭い固体撮像装置１を形成することが好ましい。
【００２２】
電荷転送部３のレジスタの容量は、数１００〜数１０００ｐＦと非常に大きい。負荷容量の大きい電荷転送部３を高速に動作させるためには、第１転送クロック配線８や第２転送クロック配線９を、寄生抵抗の低い太い配線にすることが好ましい。しかしながら、ライン間隔が狭い本実施形態の固体撮像装置１において、寄生抵抗の低い太い配線を、レジスタやフォトダイオードの間に配置することは困難である。換言するならば、ライン間隔が狭い固体撮像装置１においては、第１転送クロック配線８や第２転送クロック配線９の幅に制限がかかることになる。
【００２３】
そのため、本実施形態の固体撮像装置１には、バスラインと呼ばれる太い配線（第１バスライン１３、第２バスライン１４）が設けられている。図２に示されているように、固体撮像装置１は、受光部２や受光部２の外側に配置される第１バスライン１３または第２バスライン１４を備えている。本実施形態の固体撮像装置１において、そのバスラインの配線幅は、例えば数１０〜数１００μｍであることが好ましい。
【００２４】
その第１バスライン１３は、電荷転送部３を高速に動作させるための信号（第１クロックΦ１）を、第１上層配線１１に供給している。また、その第２バスライン１４は、電荷転送部３を高速に動作させるための信号（第２クロックΦ２）を、第２上層配線１２に供給している。第１バスライン１３は、第１上層配線１１を介して第１転送クロック配線８に第１クロックΦ１を電荷転送部３に供給し、第２バスライン１４は、第２上層配線１２を介して第２転送クロック配線９に第２クロックΦ２を電荷転送部３に供給している。第１クロックΦ１と第２クロックΦ２とは、一般的に逆相の別クロックである。そのため、第１上層配線１１と第２上層配線１２は、一定の間隔（第１幅Ｗ１）を空けて配置される。また、第１転送クロック配線８と第２転送クロック配線９は、一定の間隔（第３幅Ｗ３）を空けて配置される。
【００２５】
換言すると、第１上層配線１１と第２上層配線１２とは、第１幅Ｗ１を空けて隣り合っている。また、読出しクロック配線７と第１転送クロック配線８とは、第２幅Ｗ２を空けて隣り合っている。また、第１転送クロック配線８と第２転送クロック配線９とは、第３幅Ｗ３を空けて隣り合っている。これによって、固体撮像装置１には、第１隙間領域２１と第２隙間領域２２とが設けられる。
【００２６】
図３は、固体撮像装置１から配線を除いたときの、受光部２、電荷転送部３およびトランスファーゲート４の構成を例示する平面図である。受光部２は、基板に設けられた複数のフォトダイオード５を備えている。その複数のフォトダイオード５の各々は、それぞれ独立に配置されている。電荷転送部３は、第１転送ゲート電極１５、第１バリアゲート電極１６、第２転送ゲート電極１７および第２バリアゲート電極１８を含んでいる。また、２つのフォトダイオード列の間には、障壁２５が設けられている。第１転送ゲート電極１５と第１バリアゲート電極１６は、上述の第１転送クロック配線８に接続されている。第２転送ゲート電極１７と第２バリアゲート電極１８は、上述の第２転送クロック配線９に接続されている。
トランスファーゲート４は、複数のフォトダイオード５の各々と電荷転送部３との間に、個別に形成されている。トランスファーゲート４は、基板に設けられたチャネル領域と、そのチャネル領域の上に配置されたゲート電極６を含んでいる。フォトダイオード５に蓄積された電荷は、トランスファーゲート４のオン動作で電荷転送部３に転送される。
【００２７】
図４は、第１上層配線１１、第２上層配線１２を除いたときの固体撮像装置１の構成を例示する平面図である。読出しクロック配線７、第１転送クロック配線８および第２転送クロック配線９は、トランスファーゲート４に平行に配置されている。読出しクロック配線７と第１転送クロック配線８との間の第２幅Ｗ２は、ゲート電極６の上に設けられている。また、第１転送クロック配線８と第２転送クロック配線９との間の第３幅Ｗ３は、第１転送ゲート電極１５、第１バリアゲート電極１６、第２転送ゲート電極１７および第２バリアゲート電極１８の上に設けられている。
【００２８】
図５は、図２で例示した固体撮像装置１のＡ−Ａ’断面の構成を例示する断面図である。図５に示されているように、固体撮像装置１は、半導体基板２３に設けられたウェル２４を含んでいる。固体撮像装置１のフォトダイオード５は、そのウェル２４に形成されている。フォトダイオード５の上には、透過領域２７が設けられている。ゲート電極６は、読出しクロック配線７と第１転送クロック配線８との下に設けられている。そのゲート電極６は、第１幅Ｗ１を通り、さらに第２幅Ｗ２を通った光が、ウェル２４に到達するのを遮断するような位置に設けられている。
【００２９】
また、第１転送ゲート電極１５、第１バリアゲート電極１６、第２転送ゲート電極１７および第２バリアゲート電極１８は、第１転送クロック配線８と第２転送クロック配線９との下に設けられている。第１転送ゲート電極１５、第１バリアゲート電極１６、第２転送ゲート電極１７および第２バリアゲート電極１８は、第２幅Ｗ２を通り、さらに第３幅Ｗ３を通った光が、ウェル２４に到達するのを遮断するような位置に設けられている。例えば、図５に示されているように、Ａ−Ａ’断面においては、第１転送ゲート電極１５が第２幅Ｗ２を通り、さらに第３幅Ｗ３を通った光を遮断している。
【００３０】
図６は、図２で例示した固体撮像装置１のＢ−Ｂ’断面の構成を例示する断面図である。Ｂ−Ｂ’断面において、読出しクロック配線７、第１転送クロック配線８および第２転送クロック配線９の上には、第１上層配線１１が設けられている。図６に示されているように、Ｂ−Ｂ’断面においては、第１幅Ｗ１、第２幅Ｗ２、および第３幅Ｗ３の上に第１上層配線１１が配置されている。その第１上層配線１１は、ウェル２４に到達する光を遮断している。
【００３１】
図７は、図２で例示した固体撮像装置１のＣ−Ｃ’断面の構成を例示する断面図である。Ｃ−Ｃ’断面において、読出しクロック配線７、第１転送クロック配線８および第２転送クロック配線９の上には、第１上層配線１１が設けられている。第１上層配線１１は、第１バスライン１３に接続されている。また、図７に示されているように、Ｃ−Ｃ’断面においては、第１幅Ｗ１、第２幅Ｗ２、および第３幅Ｗ３の上に第１上層配線１１が配置されている。その第１上層配線１１は、ウェル２４に到達する光を遮断している。
【００３２】
図８は、図２で例示した固体撮像装置１のＤ−Ｄ’断面の構成を例示する断面図である。Ｄ−Ｄ’断面において、読出しクロック配線７、第１転送クロック配線８および第２転送クロック配線９の上には、第２上層配線１２が設けられている。第２上層配線１２は、第１ビア２９を介して配線２８に接続されている。配線２８は、第２ビア３０を介して第２バスライン１４に接続されている。また、図８に示されているように、Ｄ−Ｄ’断面においては、第１幅Ｗ１、第２幅Ｗ２、および第３幅Ｗ３の上に第２上層配線１２が配置されている。その第２上層配線１２は、ウェル２４に到達する光を遮断している。
【００３３】
図９は、図２で例示した固体撮像装置１のＥ−Ｅ’断面の構成を例示する断面図である。図９に示されているように、Ｅ−Ｅ’断面において、第１上層配線１１と第２上層配線１２は、透過領域２７を挟んで配置されている。第１上層配線１１と第２上層配線１２の各々は、フォトダイオード５に入射される光を遮断しないように配置されている。
【００３４】
図１０は、図２で例示した固体撮像装置１のＦ−Ｆ’断面の構成を例示する断面図である。図１０に示されているように、Ｆ−Ｆ’断面において、第１上層配線１１と第２上層配線１２とは、第１幅Ｗ１を有するように配置されている。その第１上層配線１１と第２上層配線１２の下には、ゲート電極６が設けられている。そのゲート電極６は、第１幅Ｗ１と第２幅Ｗ２とを通った光を遮断するように配置されている。
【００３５】
図１１は、図２で例示した固体撮像装置１のＧ−Ｇ’断面の構成を例示する断面図である。図１１に示されているように、Ｇ−Ｇ’断面において、第１上層配線１１と第２上層配線１２とは、第１幅Ｗ１を有するように配置されている。その第１上層配線１１と第２上層配線１２の下には、第１転送ゲート電極１５、第１バリアゲート電極１６、第２転送ゲート電極１７および第２バリアゲート電極１８が設けられている。また、Ｇ−Ｇ’断面において、ウェル２４には、第１ストレージ領域３２、第１バリア領域３３、第２ストレージ領域３４および第２バリア領域３５が設けられている。第１転送ゲート電極１５、第１バリアゲート電極１６、第２転送ゲート電極１７および第２バリアゲート電極１８は、第１幅Ｗ１と第３幅Ｗ３とで構成される隙間と基板との間に配置され、第１幅Ｗ１と第第３幅Ｗ３とを通った光を遮断する。
【００３６】
上述してきたように、本実施形態の固体撮像装置１には、第１上層配線１１、第２上層配線１２、読出しクロック配線７、および第１転送クロック配線８で囲まれる隙間（第１隙間領域２１、第２隙間領域２２）が形成される。形成される隙間が光の波長よりも狭くなると、所定の波長よりも長い波長の光（以下、長波長側の光と記載する）は、回折限界により、その間隙を透過するのが困難になる。したがって、第１隙間領域２１または第２隙間領域２２の幅を狭くすることによって、本実施形態の固体撮像装置１は、その原理に基づいて、その幅に対応する長波長側の光を遮ることができる。
【００３７】
一般的に、受光部２に備えられたシリコン製のフォトダイオードは、光の波長が１１００ｎｍ以下の場合に、光電変換による電荷を得ることができる。また、可視光の波長（λ≒３８０〜７８０ｎｍ）は、それよりも短い。したがって、受光部２以外の領域に、上述のような波長の光が入射されることを抑制することによって、固体撮像装置１を適切に動作させることが可能となる。
【００３８】
本実施形態の固体撮像装置１を低コストで製造する場合に、第１隙間領域２１または第２隙間領域２２の幅は、０．２〜０．４μｍ（２００〜４００ｎｍ）程度であることが好ましい。例えば、その幅が０．４μｍの場合、固体撮像装置１は、４００ｎｍ以上の波長の可視光（または赤外線）を、上述の長波長側の光として、第１隙間領域２１または第２隙間領域２２でカットする。
【００３９】
第１隙間領域２１や第２隙間領域２２が、４００ｎｍ以上の波長の光を遮るとき、カットされることなく通過する光（以下、短波長側の光と記載する）の波長は、カットされた光の波長（４００ｎｍ）よりも短い。その短波長側の光は、この隙間をほとんど減衰することなく透過する。
【００４０】
本実施形態の固体撮像装置１は、第１隙間領域２１の下には、ゲート電極（ゲート電極６）を備え、同様に、第２隙間領域２２の下に、ゲート電極（第１転送ゲート電極１５）を備えている。第１隙間領域２１や第２隙間領域２２の下に配置されたゲート電極は、光を吸収する、または、減衰させる物質で形成されている。その物質は、短い波長の光を受光面から浅い位置で吸収する。
【００４１】
固体撮像装置１は、第１隙間領域２１または第２隙間領域２２でカットされることなく通過する短波長側の光を、ゲート電極で吸収する。第１隙間領域２１や第２隙間領域２２だけで電荷の発生を促す波長の光を遮る必要が無いため、それらの幅（第１幅Ｗ１、第２幅Ｗ２および第３幅Ｗ３）を、０．４μｍ程度まで大きくすることができる。なお、ポリシリコンは、レジスタの電極部分として用いられる通常の構成要素である。したがって、短波長側を吸収するための構成要素として新たに追加することなく、本実施形態の固体撮像装置１を構成することができる。
【００４２】
また、本実施形態の固体撮像装置１は、長波長側の光と短波長側の光を分けて吸収している。第１隙間領域２１や第２隙間領域２２は、長波長側の光を吸収する間隔であれば良く、短波長側の光に対する遮光を考慮することなく構成される。したがって、隙間の間隔に対する制約が緩和される。つまり、配線と配線の隙間を広くできるため、配線間の寄生容量を減らすことができる。
【００４３】
さらに、本実施形態の固体撮像装置１には、受光部２以外の領域を覆うための専用の金属膜が設けられていない。そのため、その金属幕に起因する寄生容量を低減することができる。また、遮光のための金属膜を設けていないので、固体撮像装置１の製造プロセスでの、工数の増加を抑制することができる。また、遮光用の金属膜が設けられていた層を配線に転用することにより、複雑な配線を作成することができる。
【００４４】
なお、上述の実施形態において、固体撮像装置１は、長波長側を吸収する格子構造（第１隙間領域２１、第２隙間領域２２）の上に、短波長側を吸収する物質で形成された構造を備えていても良い。図１２は、長波長側を吸収する格子構造の上に、短波長側を吸収する物質（原色フィルター３６）を備えた固体撮像装置１の構成を例示する断面図である。この場合、短波長側を吸収した後、配線の隙間で長波長側を吸収することにより遮光する。
【００４５】
そのような固体撮像装置１を、一般的な製造プロセスで製造する場合において、金属膜の上にポリシリコンを形成するような工程がないことがある。そのような場合には、短波長側を吸収する物質として、ポリシリコン以外の材料を使用することが好ましい。図１２に示されているように、例えば、原色カラーＣＣＤでは、色を分解するためにＲ、Ｇ、Ｂの３色の原色フィルター３６が使われている。その３色の原色フィルター３６のうち、短波長を通さないＲフィルターを、第１隙間領域２１や第２隙間領域２２の上の位置に配置することにより、ポリシリコン膜を形成する工程を新たに追加することなく、上記のような固体撮像装置１を作ることができる。
【００４６】
金属配線間に隙間が空いていて、ゲート電極６や、転送ゲート電極（第１転送ゲート電極１５〜第２バリアゲート電極１８）などが形成されていない場所がある場合、そこに短波長側を吸収する構造を備えることで、上述の効果が得られる。本実施形態の固体撮像装置１は、隙間が空く場所の上または下のどちらかに短波長側を吸収する構造を配置すればよい。このように、本実施形態の固体撮像装置１は、設計上の制約が緩和されている。
【００４７】
なお、上述の実施形態においては、本願発明の理解を容易にするために、第１クロックΦ１と第２クロックΦ２に応じて動作する固体撮像装置１を例示した。この構成は、本発明の固体撮像装置１を限定するものではない。例えば、４相のクロック（Φ１〜Φ４）に応じて動作する固体撮像装置１の本願発明の構成を適用した場合でも、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、従来の電荷転送装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態の固体撮像装置１の構成を例示する平面図である。
【図３】図３は、配線を除いた本実施形態の固体撮像装置１の構成を例示する平面図である。
【図４】図４は、第１上層配線１１、第２上層配線１２を除いた固体撮像装置１の構成を例示する平面図である。
【図５】図５は、固体撮像装置１のＡ−Ａ’断面の構成を例示する断面図である。
【図６】図６は、固体撮像装置１のＢ−Ｂ’断面の構成を例示する断面図である。
【図７】図７は、固体撮像装置１のＣ−Ｃ’断面の構成を例示する断面図である。
【図８】図８は、固体撮像装置１のＤ−Ｄ’断面の構成を例示する断面図である。
【図９】図９は、固体撮像装置１のＥ−Ｅ’断面の構成を例示する断面図である。
【図１０】図１０は、固体撮像装置１のＦ−Ｆ’断面の構成を例示する断面図である。
【図１１】図１１は、固体撮像装置１のＧ−Ｇ’断面の構成を例示する断面図である。
【図１２】図１２は、長波長側を吸収する格子構造の上に、短波長側を吸収する物質を備えた固体撮像装置１の構成を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…固体撮像装置
２…受光部
３…電荷転送部
４…トランスファーゲート
５…フォトダイオード
６…ゲート電極
７…読出しクロック配線
８…第１転送クロック配線
９…第２転送クロック配線
１１…第１上層配線
１２…第２上層配線
１３…第１バスライン
１４…第２バスライン
１５…第１転送ゲート電極
１６…第１バリアゲート電極
１７…第２転送ゲート電極
１８…第２バリアゲート電極
２１…第１隙間領域
２２…第２隙間領域
２３…半導体基板
２４…ウェル
２５…障壁
２６…層間絶縁膜
２７…透過領域
２８…配線
２９…第１ビア
３０…第２ビア
３１…ゲート絶縁膜
３２…第１ストレージ領域
３３…第１バリア領域
３４…第２ストレージ領域
３５…第２バリア領域
３６…原色フィルター
Ｗ１…第１幅
Ｗ２…第２幅
Ｗ３…第３幅
Ｌ…距離
ΦＴＧ…トランスファーゲートクロック
Φ１…第１クロック
Φ２…第２クロック
１００…電荷転送装置
１３０…電荷転送領域
１５２…転送電極
１５３…転送電極
１５５…配線
１５６…配線
【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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