(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効画素領域及びオプチカルブラック領域からなるセンサ列と、
前記センサ列の一側に配された読み出しゲート部及び電荷転送レジスタ部と、
前記センサ列の他側に配されたシャッタゲート部を有し、
前記電荷転送レジスタ部、前記読み出しゲート部、前記オプチカルブラック領域及び前記シャッタゲート部のオプチカルブラック領域に対応する部分上にわたって連続して、読み出しゲート部のシャント用配線を兼ねる遮光膜が形成され、
前記有効画素領域に対応する部分を含む前記シャッタゲート部にシャント用配線が形成させれ、
前記遮光膜と前記シャッタゲート部のシャント用配線が１層目の金属膜にて形成されて成る
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記シャッタゲート部のゲート電極が多結晶半導体膜で形成され、
前記１層目の金属膜にアルミニウム膜が用いられて成る
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子、特にＣＣＤリニアセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５及び図６（図５から２層目のＡｌ遮光膜を除いたパターンを示す）は、従来のＣＣＤリニアセンサの要部の拡大図を示す。
このＣＣＤリニアセンサ１は、複数のセンサ部が一方向に配列されたセンサ列２を有し、このセンサ列２の一側に読み出しゲート部３を介して例えば２相駆動のＣＣＤ構造による電荷転送レジスタ（以下ＣＣＤレジスタという）４が設けられ、センサ列２の他側にシャッタゲート部５を介してシャッタドレイン領域６が設けられて成る。
【０００３】
センサ列２は、有効画素領域２Ａと、その出力側に配された信号の黒レベルを設定するためのオプチカクブラック（ＯＰＢ）領域２Ｂと、有効画素領域２Ａの後段の外側に配されたダミー画素領域２Ｃとから構成される。ダミー画素領域２Ｃは、転送効率やＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性の測定用として使用されている。
読み出しゲート部３では、そのゲート電極１４が１層目の多結晶シリコン膜で形成される。
ＣＣＤレジスタ４では、例えば１層目の多結晶シリコン膜によるストレージ電極１５と、２層目の多結晶シリコン膜によるトランスファ電極１６からなる転送電極１７が形成される。
シャッタゲート部５では、そのゲート電極１８が１層目の多結晶シリコン膜で形成される。
【０００４】
そして、図６に示すように、シャッタゲート部５のゲート電極１８上にセンサ列２に平行する全長にわたって絶縁膜を介してゲート電極１８と接続されたシャント用Ａｌ配線２０が形成される。２１は、シャント用Ａｌ配線２０と、多結晶シリコン膜によるゲート電極１８とのコンタクト部を示す。
【０００５】
一方、このシャッタゲート部５のシャント用Ａｌ配線２０とは別に、読み出しゲート３でのシャント用Ａｌ配線を兼ねるＡｌ遮光膜２２が形成される。このＡｌ遮光膜２２では、絶縁膜を介してセンサ列２の有効画素領域２Ａを除く他のオプチカルブラック領域２Ｂ、ダミー画素領域２Ｃと、読み出しゲート部３と、ＣＣＤレジスタ４上を覆って形成される。２３は読み出しゲート部３の多結晶シリコン膜によるゲート電極１４と、シャント用配線となるＡｌ遮光膜２２とのコンタクト部を示す。
【０００６】
之等シャッタゲート部５のシャント用Ａｌ配線２０と、Ａｌ遮光膜２２とは１層目のＡｌ膜にて形成される。
さらに、有効画素領域２Ａ以外の遮光すべき領域の遮光を確実にするために、図５に示すように絶縁膜を介して有効画素領域２Ａ以外の全面に２層目のＡｌ膜による第２のＡｌ遮光膜２４が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したＣＣＤリニアセンサ１においては、構成の簡素化、製造工程の削減、製造時間の短縮等を図るために、シャント用配線及び遮光に用いるＡｌ膜の一層化が望まれる。
しかし、第２のＡｌ遮光膜２４を省略し、図６に示すような１層Ａｌ構造としたときには、オプチカルブラック領域２Ｂ及び後段のダミー画素領域２Ｃにおいて、シャント用Ａｌ配線２０とＡｌ遮光膜２２間で形成されるスリット状の間隙２５からの光漏れが生じ、オプチカルブラック領域２Ｂとダミー画素領域２Ｃに対する遮光が不完全となる。
これは、シャッタゲート部５側と、読み出しゲート部３側のシャント用配線を独立に設けねばならない為であり、両者を共有することが不可能であった。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑み、シャント用配線及び遮光に用いる金属膜の一層化を可能にし、構成の簡素化、製造工程の削減、製造時間の短縮化を図った固体撮像素子、即ちリニアセンサを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固体撮像素子は、電荷転送レジスタ部、読み出しゲート部、センサ列のオプチカルブラック領域及びシャッタゲート部のオプチカルブラック領域に対応する部分上にわたって連続して、読み出しゲート部のシャント用配線を兼ねる遮光膜を形成し、有効画素領域に対応する部分を含むシャッタゲート部にシャント用配線を形成し、之等遮光膜及びシャント用配線を１層目の金属膜にて形成した構成とする。
【００１０】
読み出しゲート部のシャント用配線を兼ねる遮光膜がオプチカルブラック領域及びシャッタゲート部のオプチカルブラック領域に対応する部分にまで連続して形成されるので、オプチカルブラック領域は完全に遮光される。
一方シャッタゲート部側のシャント用配線は、オプチカルブラック領域に対応する部分を除いて形成される。
従って、１層目の金属膜にてシャント用配線と遮光が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る固体撮像素子は、有効画素領域及びオプチカルブラック領域からなるセンサ列と、センサ列の一側に配された読み出しゲート部及び電荷転送レジスタ部と、センサ列の他側に配されたシャッタゲート部を有し、電荷転送レジスタ部、読み出しゲート部、オプチカルブラック領域及びシャッタゲート部のオプチカルブラック領域に対応する部分上にわたって連続して、読み出しゲート部のシャント用配線を兼ねる遮光膜が形成され、有効画素領域に対応する部分を含むシャッタゲート部にシャント用配線が形成され、遮光膜とシャッタゲート部のシャント用配線が１層目の金属膜にて形成された構成とする。
【００１２】
本発明は、上記固体撮像素子において、シャッタゲート部のゲート電極が多結晶半導体膜で形成され、１層目の金属膜にアルミニウム膜が用いられた構成とする。
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る固体撮像素子、即ちＣＣＤリニアセンサの概略的構成を示す。
このＣＣＤリニアセンサ３１は、画素となる複数のセンサ部３２が一方向に配列されたセンサ列３３を有し、このセンサ列３３の一側に読み出しゲート部３４を介して例えば２相駆動のＣＣＤ構造による電荷転送レジスタ（いわゆるＣＣＤレジスタ）３５が設けられ、センサ列３３の他側にシャッタゲート部３６を介してシャッタドレイン領域３７が設けられる。
【００１５】
ＣＣＤレジスタ３５の終段に隣接して、出力ゲート部３９、電荷電圧変換部となるフローティングディフュージョン領域４０が形成され、さらにフローティングディフュージョン領域４０に隣接するようにリセットゲート部４１及びリセットドレイン４２が形成される。フローティングディフュージョン領域４０には出力回路４３が接続される。
【００１６】
読み出しゲート部３４には、読み出しゲートパルスφROG が印加され、リセットゲート部４１にはリセットパルスが印加され、出力ゲート部３９には固定電圧が印加される。
ＣＣＤレジスタ３５には、２相の駆動クロックパルスφＨ1 及びφＨ2 が印加される。
一方、シャッタゲート３６とシャッタドレイン領域３７とによってシャッタ手段が構成され、シャッタゲート部３６にシャッタパルスφSHUTを印加することで、それまでセンサ列３３に蓄積された信号電荷がシャッタゲート部３６を介してシャッタドレイン領域３７に排出される。
【００１７】
ＣＣＤリニアセンサでは、シャッタ手段により、光源が明る過ぎるときは電荷蓄積時間を短くし、暗過ぎるときは電荷蓄積時間を長くすることによって、同じ被写体に対して同じ出力レベルが得られる。
また、例えばカラーＣＣＤリニアセンサでは、かかるリニアセンサ３１が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応して複数、即ち３つ設けられる。カラーＣＣＤリニアセンサの場合、シャッタ手段によってＲ，Ｇ，Ｂ各々の出力電圧のホワイトバランスを調節することができる。
【００１８】
図２は、上述のＣＣＤリニアセンサ３１の要部の拡大図を示す。
センサ列３３は、有効画素領域３３Ａと、その出力側に配された信号の黒レベルを設定するためのオプチカルブラック（ＯＰＢ）領域３３Ｂとから構成され、有効画素領域３３Ａの後段の外側（以後、便宜的にダミー部という）３３Ｃには従来のようなダミー画素領域（いわゆるセンサ部としての構造）が形成されない。
【００１９】
有効画素領域３３Ａ及びオプチカルブラック領域３３Ｂにおける各センサ部は、図３及び図４に示すように、第１導電型、例えばｎ型の半導体基板６１に第２導電型例えばｐ型の半導体ウエル領域６２を形成し、そのｐ型半導体ウエル領域６２にイオン注入によるｎ型半導体層６３を形成し、更にｎ型半導体層６３の表面にｐ型の電荷蓄積領域６４を形成してなるいわゆるＨＡＤ（Ｈｏｌｅ  Ａｃｃｕｍｌａｉｏｎ  Ｄｉｏｄｅ）センサが用いられる。６５はゲート絶縁膜、６６，６７は絶縁膜である。
【００２０】
つまり、図２において、斜線で示す有効画素領域３３Ａ及びオプチカルブラック領域３３Ｂでは、ｎ型半導体層６３がイオン注入で形成されて各センサ部３２が構成されるが、従来のダミー画素領域に対応する領域、即ちダミー部３３Ｃではｎ型半導体層６３が形成されず、光が漏れても信号が出力されない構成となっている。
【００２１】
読み出しゲート部３４では、そのゲート電極４５が１層目の多結晶シリコン膜で形成される。
ＣＣＤレジスタ３５では、例えば１層目の多結晶シリコン膜によるストレージ電極４６と２層目の多結晶シリコン膜によるトランスファ電極４７にて転送電極４８が形成される。
シャッタゲート部３６では、そのゲート電極４９が１層目の多結晶シリコン膜で形成される。
【００２２】
そして、本実施の形態では、１層目の金属膜、例えばＡｌ膜によってシャッタゲート部３６のシャント用配線５０と遮光を確実にする遮光膜５３が形成される。
【００２３】
即ち、シャッタゲート部３６のシャント用配線５０は途中まで形成し、つまり図示のようにシャッタゲート部３６の多結晶シリコン膜によるゲート電極４９に対して、オプチカルブラック領域３３Ｂに対応する部分を除く他の有効画素領域３３Ａを含む領域に対応する部分上に、絶縁膜を介してゲート電極４９と接続するシャント用配線５０が形成される。５１は、このシャント用配線５０と多結晶シリコン膜によるゲート電極４９とのコンタクト部を示す。
【００２４】
一方、このシャッタゲート部３６のシャント用配線５０とは独立の読み出しゲート部３４のシャント用配線を兼ねる遮光膜５３は、センサ列３３の有効画素領域３３Ａを除く他のＣＣＤレジスタ３５、読み出しゲート部３４、オプチカルブラック領域３３Ｂ、有効画素領域３３Ａの後段側のダミー部３３Ｃ、さらにオプチカルブラック領域３３Ｂに対応する部分のシャッタゲート部、すなわちシャント用配線５０が形成されない部分のゲート電極４９上にわたって之等を覆うように、絶縁膜を介して連続して形成される。５４は、読み出しゲート部３４の多結晶シリコン膜によるゲート電極４５とシャント用配線として作用する遮光膜５３とのコンタクト部を示す。
【００２５】
上述のＣＣＤリニアセンサ３１によれば、シャッタゲート部３６のシャント用配線５０として、オプチカルブラック領域３３Ｂに対応する部分には形成せず、この部分では多結晶シリコン膜によるゲート電極４９のみとし、シャント用配線５０とは別の遮光膜５３をオプチカルブラック領域３３Ｂ及び之に対応する部分のシャッタゲート部３６上に延長するように形成することにより、オプチカルブラック領域３３Ｂに対して光漏れの発生がなく完全に遮光することができる。
【００２６】
一方、ダミー部３３Ｃにおいては、遮光膜５３とシャント用配線５０との間のスリット状の間隙５６が形成され、この間隙５６より光漏れが発生するも、ダミー部３３Ｃではセンサ部が構成されず電荷蓄積がないので、信号として出力されない。
転送効率やＭＴＦ特性の測定は、有効画素とその後のＣＣＤレジスタの空送り領域を利用して測定出来るので、ダミー画素領域の省略が可能となる。
【００２７】
従って、１層目のＡｌ膜により遮光とシャント配線が可能となり、構成が簡素化され、ＣＣＤリニアセンサのコストダウンを図ることができる。
また、かかるＣＣＤリニアセンサの製造工程が削減できるので、製造歩留りを向上することができる。
さらに、ＣＣＤリニアセンサの製造時間を短縮することができる。
【００２８】
本発明は、カラーＣＣＤリニアセンサ、単色ＣＣＤリニアセンサ等に適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る固体撮像素子によれば、１層目の金属膜により遮光とシャント配線を可能にすることができ、構成の簡素化が図られ、コストダウンを図ることができる。
また、かかる固体撮像素子の製造工程が削減され、製造歩留りを向上することができる。
さらに、固体撮像素子の製造時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態の概略的構成図である。
【図２】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態の要部の拡大図である。
【図３】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態に係る有効画素領域の断面図である。
【図４】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態に係るオプチカルブラック領域の断面図である。
【図５】従来のＣＣＤリニアセンサの要部の拡大図である。
【図６】図５から２層目のＡｌ遮光膜を除いた構成図である。
【符号の説明】
３１‥‥ＣＣＤリニアセンサ、３２‥‥センサ部、３３‥‥センサ列、３３Ａ‥‥有効画素領域、３３Ｂ‥‥オプチカルブラック領域、３３Ｃ‥‥ダミー部、３４‥‥読み出しゲート部、３５‥‥電荷転送レジスタ部、３６‥‥シャッタゲート部、３７‥‥シャッタドレイン領域、４５‥‥読み出しゲート部のゲート電極、４８‥‥転送電極、４９‥‥シャッタゲート部のゲート電極、５０‥‥シャットゲート部のシャント用配線、５３‥‥遮光膜
【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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