(57)【要約】【課題】  遮光性能を向上させた電荷保持部を有する固体撮像装置、及びそれを用いた撮像システムを提供する。【解決手段】  半導体基板に配された光電変換部と、電荷保持部と、フローティングディフュージョン部と、半導体基板上に配され、光電変換部と電荷保持部との間に配された第１のゲート電極と、半導体基板上に配され、電荷保持部とフローティングディフュージョン部との間に配された第２のゲート電極と、を有する固体撮像装置において、電荷保持部の上と、少なくとも第１のゲート電極と第２のゲート電極のいずれかの上に配された第１の部分と、第１のゲート電極と第２のゲート電極との間に配され、前記半導体基板の表面側に前記第１部分から延在した第２の部分とによって構成される遮光部を有する。【選択図】  図２
2019024103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、
前記光電変換部で生じた電荷を保持する電荷保持部と、
前記電荷保持部で保持された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、前記光電変換部と前記電荷保持部との間と、前記電荷保持部の上に配された第１のゲート電極と、
前記電荷保持部と前記フローティングディフュージョン部との間に配された第２のゲート電極と、を有する固体撮像装置において、
前記電荷保持部と前記第１のゲート電極の上に配され、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極との間に配された金属部を備え、
前記金属部は、少なくともタングステンとアルミニウムのどちらか一方を有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記第２のゲート電極の上に、前記第２のゲート電極へ電圧を供給するためのコンタクトプラグが配されている請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記金属部は、前記第２のゲート電極側の前記金属部と前記コンタクトプラグの隙間から、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極との間に入射する光を抑制するため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】
前記金属部は、前記第２のゲート電極の上に設けられている部分と、前記第２のゲート電極の上に設けられていない部分とを有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記金属部はタングステンを有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記金属部は、前記電荷保持部と、前記第１のゲート電極と、前記第２のゲート電極の上に位置する上面を有しており、前記上面は実質的に平坦である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極の上に設けられた絶縁膜を有し、
前記絶縁膜は、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極の形状を踏襲した凹部を備え、
前記金属部は前記絶縁膜の凹部に設けられている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換部とは別の光電変換部と、
前記電荷保持部とは別の電荷保持部と、
前記第１のゲート電極とは別の第１のゲート電極と、
前記第２のゲート電極とは別の第２のゲート電極とを有し、
前記金属部は、前記別の第１のゲート電極と、前記別の電荷保持部を覆うように設けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記金属部は、前記光電変換部の前記第１のゲート電極側の一部の上に延在している請求項１乃至８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記第１のゲート電極と前記金属部とを接続するコンタクトプラグを有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記第２のゲート電極と前記金属部とを接続するコンタクトプラグを有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記光電変換部と、前記電荷保持部と、前記フローティングディフュージョン部は、半導体基板に配されており、
前記固体撮像装置は、複数の配線層を有し、
前記金属部は、前記複数の配線層よりも前記半導体基板側に配されている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記光電変換部と、前記電荷保持部と、前記フローティングディフュージョン部は、半導体基板に配されており、
前記金属部は、前記電荷保持部と前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極の上に配された第１の部分と、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極との間に配され、前記半導体基板の表面側に前記第１の部分から延在した第２の部分と、を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記第１のゲート電極と、前記第２のゲート電極は、前記半導体基板の上に配されていることを特徴とする請求項１３に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記電荷保持部の上に前記第１のゲート電極が配されていない領域を有し、平面視において、前記領域と前記第２の部分とが重複する請求項１３に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置からの出力される信号を処理する処理部と、を有する撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置、及び固体撮像装置を用いた撮像システムに関する。特に、画素に電荷保持部を有する固体撮像装置の遮光部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳイメージセンサに代表されるアクティブピクセル型の固体撮像装置において、グローバル電子シャッター機能を有する固体撮像装置が提案されている。
【０００３】
グローバル電子シャッター機能とは、行列状に配された複数の画素の光電荷蓄積の開始時刻と終了時刻とを全画素で同時に行う機能である。グローバル電子シャッター機能を有する固体撮像装置は、画素に光電変換部と光電変換された電荷を一定時間保持しておく電荷保持部とを有する。グローバル電子シャッター機能を有する固体撮像装置の電荷保持部では、光電荷の蓄積終了後から読み出しまでの期間に電荷を保持する。この時、光電変換部以外で発生した電荷が電荷保持部に混入するとノイズ信号となり画質が劣化する可能性がある。特許文献１には、画素に光電変換部と電荷保持部とを有し、電荷保持部上に遮光部を設けた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−００４６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の構成において、遮光部は配線層を有する層間絶縁膜の上に配されており、斜め光が遮光部の開口から電荷保持部へと入射しやすい。また、素子への電圧の供給などのためコンタクトを設ける場合には、コンタクトのプラグのために遮光部に開口を設ける必要があり、より斜め光が容易に電荷保持部に入射してしまう。このような斜め光によって生じた電荷が電荷保持部で保持している画像形成用の電荷に混入してしまうと、得られる画像の劣化をもたらしてしまう。
【０００６】
そこで、本発明においては、遮光性能を向上させた電荷保持部を有する固体撮像装置、及びそれを用いた撮像システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板に配された光電変換部と、前記半導体基板に配され、前記光電変換部で生じた電荷を保持する電荷保持部と、前記半導体基板に配され、前記電荷保持部で保持された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、前記半導体基板上に配され、前記光電変換部と前記電荷保持部との間に配された第１のゲート電極と、前記半導体基板上に配され、前記電荷保持部と前記フローティングディフュージョン部との間に配された第２のゲート電極と、を有する固体撮像装置において、前記電荷保持部の上と、少なくとも前記第１のゲート電極あるいは前記第２のゲート電極の上とに配された第１の部分と、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極との間であって、前記半導体基板の表面側に前記第１の部分から延在した第２の部分と、によって構成される遮光部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、遮光性能を向上させた電荷保持部を有する固体撮像装置、及びそれを用いた撮像システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における固体撮像装置の回路図である。
【図２】実施例１における固体撮像装置の平面模式図及び断面模式図である。
【図３】実施例１を説明するための固体撮像装置の断面模式図である。
【図４】実施例２における固体撮像装置の平面模式図及び断面模式図である。
【図５】実施例３における固体撮像装置の平面模式図及び断面模式図である。
【図６】実施例４における固体撮像装置の平面模式図及び断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の固体撮像装置は、半導体基板に配された光電変換部と、電荷保持部と、フローティングディフュージョン部とを有する。そして、半導体基板上の光電変換部と電荷保持部との間には第１のゲート電極が配され、半導体基板上の電荷保持部とフローティングディフュージョン部との間には第２のゲート電極が配される。そして、本発明の固体撮像装置は、電荷保持部の上と、少なくとも第１のゲート電極あるいは第２のゲート電極の上に配された第１の部分を有する遮光部を有する。ここで、遮光部は、第１のゲート電極と第２のゲート電極との間に配され、半導体基板の表面側に第１の部分から延在した第２の部分と、を有する。このような構成によって、斜め光の電荷保持部への入射を抑制し、遮光性能を向上させることが可能となる。
【００１１】
以下、ある部材と別の部材との接続のための導電体からなるプラグをコンタクトプラグと称する。また、半導体基板の表面から半導体基板の内部へ向かう方向を下方向とし、その反対を上の方向とする。
【００１２】
（実施例１）
本実施例の固体撮像装置について、図１乃至３を用いて説明する。
【００１３】
まず、図１は本実施例の固体撮像装置の４画素分の回路図を示している。図１において、画素１００は２行２列で配列されている。画素１００は、光電変換部１０１、電荷保持部１０２、第１の転送用トランジスタ１０４、第２の転送用トランジスタ１０５、増幅用トランジスタ１０６、選択用トランジスタ１０７、リセット用トランジスタ１０８と、を含む。更に、画素１００は、不要電荷排出用のオーバーフロードレイン（以下ＯＦＤ）のための第３の転送用トランジスタ１０９を含む。画素１００において、１０３は浮遊拡散部（フローティングディフュージョン部、以下ＦＤ部）を含むノードである。電源線１１０及び電源線１１１は所定の電圧を供給する配線である。電源線１１０はＯＦＤ用のトランジスタ１０９の主電極領域と接続している。電源線１１１は、リセット用トランジスタ及び選択用トランジスタの主電極領域と接続している。ＲＥＳ、ＴＸ１、ＴＸ２、ＳＥＬ、ＴＸ３は各トランジスタのゲート電極にパルスを供給する制御線であり、垂直走査回路（不図示）からパルスが供給される。ＲＥＳはリセット用トランジスタ１０８、ＴＸ１は第１の転送用トランジスタ１０４、ＴＸ２は第２の転送用トランジスタ１０５のゲート電極にパルスを供給する制御線である。ＳＥＬは選択用トランジスタ１０７、ＴＸ３は第３の転送用トランジスタ１０９のゲート電極にパルスを供給する制御線である。ＯＵＴは信号線である。図１に示されているｎやｍは自然数であり、ある行ｎとその隣の行ｎ＋１、ある列ｍとその隣の列ｍ＋１とを示している。信号線ＯＵＴから出力された信号は読み出し回路（不図示）に保持され、増幅や加算等の処理がなされ、固体撮像装置の外部へ信号が出力される。この時、信号の加算等の処理や外部への信号出力を制御する制御信号が水平走査回路（不図示）から供給されうる。また、信号線ＯＵＴには増幅用トランジスタとソースフォロア回路を構成する定電流源が設けられる。図１において、画素１００とは、１つの光電変換部１０１を含む構成であり、光電変換装置の構成における最小の繰り返し単位である。
【００１４】
図１の画素１００における、グローバルシャッターの動作は次のようになる。ある蓄積期間が経過した後に、光電変換部１０１にて生じた電荷は、第１の転送用トランジスタ１０４を介して、電荷保持部１０２へと転送される。電荷保持部１０２にてある蓄積期間の信号電荷を保持している間、光電変換部１０１では再び信号電荷の蓄積が始まる。電荷保持部１０２の信号電荷は第２の転送用トランジスタ１０５を介してＦＤ部を含むノード１０３へと転送され、増幅用トランジスタ１０６から信号として出力される。また、電荷保持部１０２にて信号電荷を保持している間に光電変換部１０１にて生じた電荷が電荷保持部１０２へ混入しないように、第３の転送用トランジスタ１０９によって光電変換部１０１の電荷を排出させる場合もある。リセット用トランジスタ１０８は、電荷保持部１０２から信号電荷が転送される前にＦＤ部を含むノード１０３を所定の電位に設定する（リセット動作）。この時のＦＤ部を含むノード１０３の電位をノイズ信号として増幅用トランジスタ１０６を介して信号線ＯＵＴへ出力する。このノイズ信号と後に出力される信号電荷に基づく信号との差分をとることで、ノイズ信号を除去することが可能となる。
【００１５】
図２（ａ）は図１の回路図に対応した固体撮像装置の平面模式図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡＢ線における固体撮像装置の断面模式図である。図２（ａ）および図２（ｂ）において、ゲート電極よりも上に配される配線層、絶縁膜などの一部の構成について省略している。
【００１６】
図２（ａ）において、画素２００は、図１の画素１００に対応し、２行２列に配されている。ここでは、画素２００の領域を仮想的に矩形に区切っている。画素２００の構成について、４つの画素のうちの１つに着目して説明する。画素２００には、光電変換部２０１と、電荷保持部２０２とが隣接して配されている。光電変換部２０１と、電荷保持部２０２との間には、電荷を転送するための第１の転送用トランジスタのゲート電極２０４が配される。また、本実施例では、平面的に見て、ゲート電極２０４は電荷保持部２０２の全面を覆って延在している。このゲート電極２０４が電荷保持部２０２の上まで配されていることで、電荷保持部２０２への光の入射を低減させることが可能となる。また、電荷保持部２０２の上に配されているゲート電極２０４に供給される電圧を制御することによって、電荷保持部２０２の暗電流を低減することが可能である。なお、第１の転送用トランジスタの主電極領域は、光電変換部２０１と、電荷保持部２０２とを含む。さらに、画素２００には、電荷保持部２０２から電荷を転送する第２の転送用トランジスタのゲート電極２０５と、ＦＤ部２０３と、第３の転送用トランジスタのゲート電極２０９とが配置されている。ゲート電極２０９の隣には主電極領域２０７が配される。主電極領域２０７は、光電変換部で生じた電荷のうち不要な電荷を排出する領域である。ここでゲート電極２０４を第１のゲート電極とし、ゲート電極２０５を第２のゲート電極とする。
【００１７】
図２（ａ）において、コンタクトプラグ２０６はＦＤ部２０３と増幅用トランジスタのゲート電極との接続、およびＦＤ部２０３とリセット用トランジスタの主電極領域との接続のために、ＦＤ部２０３に配置されている。コンタクトプラグ２０８は、主電極領域２０７と電源線との接続のために、主電極領域２０７に配置されている。コンタクトプラグ２１３は、第２のゲート電極２０５と制御線との接続のために、第２のゲート電極２０５に配置されている。ここで、図１の画素１００に示される画素が含む他の構成については、図２の領域２１１に配置されているものとする。また、以下の実施例において、信号電荷は電子であり、図１の画素１００の複数のトランジスタがＮ型のＭＯＳトランジスタであるとする。
【００１８】
ここで、光電変換部２０２は少なくとも、電荷蓄積部として機能するＮ型の半導体領域を含む。電荷保持部は電荷が蓄積可能なＮ型の半導体領域を有する。ＦＤ部はＮ型の半導体領域を有し、第３の転送用トランジスタの主電極領域２０６はＮ型の半導体領域を有する。また、各素子が配置された活性領域の周囲には、素子分離領域２１０が配置される。素子分離領域２１０にはＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）、ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＰＮ接合分離などを用いた分離構造が配されている。
【００１９】
図２（ａ）において、複数の画素２００に渡って遮光部２１２が配されている。遮光部２１２は、電荷保持部２０２と、第２のゲート電極２０５の少なくとも一部の上に配されている。本実施例において遮光部２１２は、電荷保持部２０２の上と、第１のゲート電極２０４の上と、第２のゲート電極２０５の上と、素子分離領域２１０の一部の上に配されている。また、図２（ａ）に示すように、遮光部２１２が光電変換部の第１のゲート電極２０４側の一部に延在していてもよい。遮光部２１２は、複数のコンタクトプラグのために複数の開口２１４を有し、ＦＤ部２０３の一部と第２のゲート電極２０５の一部の上には配されていない。遮光部２１２は、光電変換部２０１および他のコンタクトプラグが配される領域を除いて、画素の他の構成の上に配置されていてもよい。ここで、ゲート電極２０４、２０５の材料としてはポリシリコンなど、遮光部の材料としてはタングステン、アルミニウムなどが挙げられる。
【００２０】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡＢ線における固体撮像装置の断面模式図である。図２（ｂ）において、表面２２１を有するＰ型の半導体基板２２０に、図２（ａ）の光電変換部２０１を構成するＮ型半導体領域２２２と、半導体基板２２０の表面２２１側に配置されるＰ型半導体領域２２３とが配されている。また、半導体基板２２０に、図２（ａ）の電荷蓄積部２０２を構成するＮ型半導体領域２２４が配される。そして、半導体基板２２０上には、第１のゲート電極２０４と、第２のゲート電極２０５とが配されている。第２のゲート電極２０５の上に、第２のゲート電極２０５と接続するコンタクトプラグ２０６とが配されている。
【００２１】
図２（ｂ）において、図２（ａ）の遮光部２１２は、第１のゲート電極２０４および第２のゲート電極２０５を覆う第１の部分２２５に加えて、第１のゲート電極２０４と第２のゲート電極２０５との間の第２の部分２２６とを有する。第１の部分２２５および第２の部分２２６は、第１の部分２２５の底面２２７よりも第２の部分２２６の底面２２８は半導体基板の表面２２１側に位置するように構成されている。このような構成によって、コンタクトプラグ２０６のための遮光部２１２の開口２１４から入射する光、あるいは入射した光に伴う電荷が電荷保持部２０２や光電変換部２０１に混入することを低減することが可能となる。
【００２２】
ここで、より詳細に第１の部分２２５と第２の部分２２６の配置を説明する。第１の部分２２５は第１のゲート電極２０４と第２のゲート電極２０５の上を覆い、第１のゲート電極２０４と第２のゲート電極２０５との間にも延在している。第２の部分２２６は、半導体基板２２０の表面２２１の上方から表面２２１を見た際に、各構成の形状を表面２２１に投影してみると、第１のゲート電極２０４と第２のゲート電極２０５との間に配される。そして、半導体基板２２０の表面２２１に対して垂直にとった断面から見ると、第２の部分２２６は、その底面２２８が半導体基板の表面２２１に対して第１のゲート電極２０４と第２のゲート電極２０５の底面２２９と同じ距離となる位置に配置されている。ここで、第２の部分２２６は、少なくとも、第２の部分２２６の底面２２８が第１の部分２２５の底面２２７よりも半導体基板の表面２２１側に位置するように配されていればよい。
【００２３】
ここでは、第１の部分２２５と第２の部分２２６とは一体である。よって、遮光部は、第１のゲート電極２０４から第２のゲート電極２０５へと、その間の領域を覆いつつ延在し、その間において半導体基板２２０の表面側に延在しているともいえる。
【００２４】
また、図２（ｂ）において遮光部２１２は、ＦＤ部２０３に配されるコンタクトプラグ２０６（不図示）と同一高さに配され、また、遮光部２１２は金属で形成される配線層（不図示）の下に配されている。遮光部２１２を配線層よりも半導体基板の表面２２１側に配することで、より遮光性能を向上させることが可能となる。
【００２５】
図２（ｂ）の第２の部分２２６は、以下のように形成可能である。第１のゲート電極２０４と第２のゲート電極２０５とが形成された後、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜を、第１のゲート電極２０４および第２のゲート電極２０５を覆い、それらの形状を踏襲するように形成する。ここで、絶縁膜は、第１のゲート電極２０４および第２のゲート電極２０５の形状を踏襲するため、その表面に凹部を有する。その後、絶縁膜上に遮光部となる金属膜を形成することで、絶縁膜の凹部に金属膜が形成される。そして、金属膜の残したい部分以外をエッチング等によって除去することで、遮光部２１２が形成される。
【００２６】
次に、図３を用いて、本実施例の構成について更に説明する。図３（ａ）は図２（ｂ）に示した本実施例の固体撮像装置の断面模式図であり、図３（ｂ）は比較のための固体撮像装置の断面模式図である。図３（ａ）と図３（ｂ）との違いは、図３（ｂ）は第２の部分２２６を有さない点である。
【００２７】
図３（ａ）及び図３（ｂ）において、遮光部２１２の開口２１４から同様に斜め光が入射した場合を示している。図３（ｂ）の構成においては、光３０２は電荷蓄積部２０２などの素子に容易に入射してしまうことが分かる。また、光３０２が素子には入射しなかったとしても、半導体基板２２０に入射することで電荷が発生し電荷保持部２０２や光電変換部２０１に混入してしまう。このような電荷が電荷保持部２０２や光電変換部２０１に混入すると、画像信号にノイズが生じてしまう。一方、図３（ａ）においては、第２の部分２２６によって、光３０１の半導体基板３０１へ入射を低減することが可能となる。
【００２８】
また、本実施例において遮光部２１２は、電荷保持部２０２の上と、第１のゲート電極２０４の上と、第２のゲート電極２０５の上と、を覆って配置されている。詳細には、それらのコンタクトプラグを除く全面を覆って配置されている。しかし、遮光部は少なくとも第１のゲート電極２０４あるいは第２のゲート電極２０５の電荷保持部２０２側の一部上に配されていればよい。遮光部２１２は電荷保持部２０２のみに配置しようとすると、電荷保持部２０２の第１のゲート電極側の端あるいは第２のゲート電極２０５側の端に遮光部が覆っていない領域が生じてしまうため、ゲート電極の一部上にも配置することが好ましい。しかし、このような場合においても、図３（ｂ）と同様に光の混入が生じる可能性があるため、図３（ａ）のように第２の部分２２６を設けることが望まれている。
【００２９】
以上、本実施例の固体撮像装置によれば、斜め光の電荷保持部への入射を抑制し、遮光性能を向上させることが可能となる。なお、本実施例においては第１のゲート電極と制御線との接続のためのコンタクトプラグはここでは省略しているが同様に遮光部２１２に開口２１４を設けてコンタクトプラグを配することが可能である。また、第１のゲート電極を隣接画素の領域に延在させコンタクトプラグを配置する場所を隣接画素の領域に配してもよい。
【００３０】
（実施例２）
本実施例の固体撮像装置について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は固体撮像装置の平面模式図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣＤ線における固体撮像装置の断面模式図である。図４（ａ）および図４（ｂ）は、図２（ａ）および図２（ｂ）に対応しており、それらと同一の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３１】
図４（ａ）において、実施例１との相違点はコンタクトプラグ４０１を有する点である。コンタクトプラグ４０１は遮光部２１２と第１のゲート電極２０４とを電気的に接続する。このような構成によって、コンタクトプラグのための遮光部の開口を設ける必要がないため、より遮光性能を高めることが可能となる。また、このような構成によって、遮光部２１２が第１のゲート電極２０４へ電圧を供給する制御線を兼ねることが可能となり、配線の数を削減することが可能となる。
【００３２】
コンタクトプラグ４０１は、図４（ｂ）に示すように、第１のゲート電極２０４と遮光部２１２の第１の部分２２５との間に配置されている。第１のゲート電極２０４と第１の部分２２５との間に、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜が配されている。この絶縁膜にコンタクトホールを形成し、導電体を埋め込むことによってコンタクトプラグ４０１が形成される。あるいは、絶縁膜にコンタクトホールを形成した後、遮光部２１２となる金属膜を形成することで、遮光部２１２と同時にコンタクトプラグ４０１を形成することも可能である。この工程は一般の半導体製造技術によって形成可能であるため、詳細な説明は省略する。
【００３３】
また、図４（ｂ）に示すように、遮光部２１２は第２の部分２２６を有することで遮光性能を向上させることが可能となる。なお、図４（ｂ）のＮ型半導体領域４０２は図４（ａ）におけるＦＤ領域２０３を構成する。
【００３４】
以上、本実施例の固体撮像装置によれば、斜め光の電荷保持部への入射を抑制し、遮光性能を向上させることが可能となる。また、遮光部と第１のゲート電極とを接続することで、第１のゲート電極のコンタクトプラグのための遮光部の開口を削減することが可能となり、遮光性能を向上させることが可能となる。
【００３５】
（実施例３）
本実施例の固体撮像装置について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は固体撮像装置の平面模式図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥＦ線における固体撮像装置の断面模式図である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、図２（ａ）および図２（ｂ）、図４（ａ）および図４（ｂ）に対応しており、それらと同一の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３６】
図５（ａ）において、実施例２との相違点は図４（ａ）におけるコンタクトプラグ４０１ではなく、コンタクトプラグ５０１を有する点である。コンタクトプラグ５０１は遮光部２１２と第２のゲート電極２０５とを電気的に接続する。このような構成によって、コンタクトプラグのための遮光部の開口を設ける必要がないため、より遮光性能を高めることが可能となる。また、このような構成によって、遮光部２１２が第２のゲート電極２０４へ電圧を供給する制御線を兼ねることが可能となり、配線の数を削減することが可能となる。
【００３７】
図５（ｂ）に示すように、コンタクトプラグ５０１は、実施例２のコンタクトプラグ４０１と同様に、第２のゲート電極２０５と遮光部２１２の第１の部分２２５との間の絶縁膜中に配置されている。この構成は実施例２のコンタクトプラグ４０１と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００３８】
また、図５（ｂ）においても、遮光部２１２は第２の部分２２６を有することで遮光性能を向上させることが可能である。よって、本実施例の固体撮像装置によれば、斜め光の電荷保持部への入射を抑制し、遮光性能を向上させることが可能となる。また、遮光部と第２のゲート電極とを接続することで、コンタクトプラグのための遮光部の開口を削減することが可能となり、遮光性能を向上させることが可能となる。
【００３９】
（実施例４）
本実施例の固体撮像装置について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は固体撮像装置の平面模式図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＧＨ線における固体撮像装置の断面模式図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のＩＪ線における固体撮像装置の断面模式図である。図６（ａ）は図２（ａ）と対応しており、図６（ｂ）および図６（ｃ）は図２（ｂ）に対応している。図６（ａ）〜（ｃ）において、図２（ａ）および図２（ｂ）と同一の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
本実施例は、図６（ａ）および図６（ｃ）に示すように、第１のゲート電極２０４が電荷保持部２０２の全面を覆っていない点で実施例１と異なる。第１のゲート電極２０４は、Ｎ型半導体領域２２２の一部およびＮ型半導体領域２２４の一部の上に重なるように配置されている。このような構成において、遮光部２１２は、電荷保持部２０２の上と第２のゲート電極２０５の少なくとも一部の上に配される。さらには、遮光部２１２は、第１のゲート電極２０４の上と、素子分離領域２１０の一部の上とに配される。また、遮光部２１２は第１のゲート電極２０４を覆い、光電変換部２０１の第１のゲート電極２０４側の一部を覆っている。
【００４１】
このような構成においても、図６（ｂ）に示すように、第１のゲート電極２０４と第２のゲート電極２０５との間に遮光部２１２の第２の部分２２６が配される。第２の部分２２６によって、斜め光の電荷保持部への入射を抑制し、遮光性能を向上させることが可能となる。なお、図６（ａ）における６０１は第１のゲート電極２０４の上に第１のゲート電極２０４と接して配された、第１のゲート電極２０４へ電圧を供給するためのコンタクトプラグである。
【００４２】
以下、上記の各実施形態に係る固体撮像装置の応用例として、該固体撮像装置が組み込まれた撮像システムについて例示的に説明する。撮像システムの概念には、スチルカメラやカムコーダ等の撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。撮像システムは、上記の実施形態として例示された本発明に係る固体撮像装置と、該固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部とを含む。該処理部は、例えば、デジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。
【００４３】
以上述べてきたように、本発明の固体撮像装置によれば、光の入射を抑制することが可能となり、遮光部の遮光性能を向上させることが可能となる。よって、ノイズとなる信号の画像信号への混入を低減することが可能となり、高品質な画像を得ることが可能となる。
【００４４】
なお、本発明の固体撮像装置は実施例に限定されるものではなく、トランジスタや半導体領域の導電型を反転させることや、異なる導電型のトランジスタを組み合わせることなども可能である。また、各実施例の構成は適宜組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【００４５】
２００  画素
２０１  光電変換部
２０２  電荷保持部
２０３  ＦＤ部
２０４、２０５  ゲート電極
２１２  遮光部
２１４  遮光部の開口
【図１】
2019024103.tif 000003
【図２】
2019024103.tif 000004
【図３】
2019024103.tif 000005
【図４】
2019024103.tif 000006
【図５】
2019024103.tif 000007
【図６】
2019024103.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月30日(2018.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、
前記光電変換部で生じた電荷を保持する電荷保持部と、
前記電荷保持部で保持された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、
前記光電変換部と前記電荷保持部との間に配された第１のゲート電極と、
前記電荷保持部と前記フローティングディフュージョン部との間に配された第２のゲート電極と、
前記第１のゲート電極の上に配された第１の部分と、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極との間に配された第２の部分とを有する金属部と、を有し、
平面視において、前記第１の部分は、前記１のゲート電極の前記光電変換部側の端部と重複する撮像装置。
【請求項２】
光電変換部と、
前記光電変換部で生じた電荷を保持する電荷保持部と、
前記電荷保持部で保持された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、
前記光電変換部と前記電荷保持部との間に配された第１のゲート電極と、
前記電荷保持部と前記フローティングディフュージョン部との間に配された第２のゲート電極と、
前記第２のゲート電極の上に配された第１の部分と、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極との間に配された第２の部分とを有する金属部と、を有し、
前記第１の部分には開口が形成されている撮像装置。
【請求項３】
コンタクトプラグを有し、
平面視において、前記開口の内側には、前記コンタクトプラグが設けられている請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の部分は前記第１のゲート電極の上に設けられており、
平面視において、前記第１の部分は、前記１のゲート電極の前記光電変換部側の端部と重複する請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２のゲート電極の上に、前記第２のゲート電極へ電圧を供給するためのコンタクトプラグが配されている請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記金属部は、前記第２のゲート電極側の前記金属部と前記コンタクトプラグの隙間から、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極との間に入射する光を抑制するために設けられている請求項３または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記金属部は、前記第２のゲート電極の上に設けられている部分と、前記第２のゲート電極の上に設けられていない部分とを有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記金属部はタングステンを有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記金属部は、前記電荷保持部と、前記第１のゲート電極と、前記第２のゲート電極の上に位置する上面を有しており、前記上面は実質的に平坦である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極の上に設けられた絶縁膜を有し、
前記絶縁膜は、前記第１のゲート電極と前記第２のゲート電極の形状を踏襲した凹部を備え、
前記金属部は前記絶縁膜の凹部に設けられている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記光電変換部とは別の光電変換部と、
前記電荷保持部とは別の電荷保持部と、
前記第１のゲート電極とは別の第１のゲート電極と、
前記第２のゲート電極とは別の第２のゲート電極とを有し、
前記金属部は、前記別の第１のゲート電極と、前記別の電荷保持部を覆うように設けられている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記金属部は、平面視で前記光電変換部と重複する部分を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記光電変換部と、前記電荷保持部と、前記フローティングディフュージョン部は、半導体基板に配されており、
前記撮像装置は、複数の配線層を有し、
前記金属部は、前記複数の配線層よりも前記半導体基板側に配されている請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記光電変換部と、前記電荷保持部と、前記フローティングディフュージョン部は、半導体基板に配されており、
前記１の部分は、前記第１のゲート電極の上から前記第２のゲート電極の上まで延在して配され、
前記第２の部分は、前記第１の部分から前記半導体基板に向かって延在して配されている請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１のゲート電極が前記電荷保持部の上に配されている請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの出力される信号を処理する処理部と、を有する撮像システム。