(57)【要約】【課題】信号遅延によるクロックパルス波形の遅延による垂直転送効率や暗電流などの特性劣化を抑制することができる固体撮像装置及びその製造方法並びにカメラを提供する。【解決手段】半導体基板の撮像領域１０においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分してフォトダイオード１１が形成され、フォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路１２が形成され、半導体基板上において、撮像領域を横切って垂直転送路と交差する方向に延伸して、電圧が印加されて垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極２０が形成され、転送電極の端部において転送電極に接続して、転送電極に電圧を印加するバスライン（φ１〜φ４）が形成され、転送電極２０が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分して形成されたフォトダイオードと、
前記半導体基板に形成され、前記フォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路と、
前記半導体基板上において前記撮像領域を横切って前記垂直転送路と交差する方向に延伸して形成され、電圧が印加されて前記垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極と、
前記転送電極の端部において前記転送電極に接続して形成され、前記転送電極に前記電圧を印加するバスラインと
を有し、
前記転送電極が、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記転送電極が、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで区分された領域ごとに変化する電気抵抗値を有する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記転送電極が、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで連続的に変化する電気抵抗値を有する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記転送電極が、前記撮像領域を横切る方向における前記転送電極に含有される導電性不純物の濃度プロファイルによって、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記転送電極が、前記撮像領域を横切る方向における前記転送電極の断面積のプロファイルによって、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路を形成する工程と、
前記半導体基板上において、前記撮像領域を横切って前記垂直転送路と交差する方向に延伸して、電圧が印加されて前記垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極を形成する工程と、
前記転送電極の端部において前記転送電極に接続して、前記転送電極に前記電圧を印加するバスラインを形成する工程と
を有し、
前記転送電極を形成する工程において、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有するように、前記転送電極を形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記転送電極を形成する工程において、前記転送電極が、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで区分された領域ごとに変化する電気抵抗値を有するように、前記転送電極を形成する。
請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記転送電極を形成する工程において、前記転送電極が、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで連続的に変化する電気抵抗値を有するように、前記転送電極を形成する
請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記転送電極を形成する工程において、前記転送電極が、前記撮像領域を横切る方向における前記転送電極に含有される導電性不純物の濃度プロファイルによって、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有するように、前記転送電極を形成する
請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記転送電極を形成する工程において、前記転送電極が、前記撮像領域を横切る方向における前記転送電極の断面積のプロファイルによって、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有するように、前記転送電極を形成する
請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
複数の画素が集積されてなる固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と
を有し、
前記固体撮像装置は、
半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分して形成されたフォトダイオードと、
前記半導体基板に形成され、前記フォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路と、
前記半導体基板上において前記撮像領域を横切って前記垂直転送路と交差する方向に延伸して形成され、電圧が印加されて前記垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極と、
前記転送電極の端部において前記転送電極に接続して形成され、前記転送電極に前記電圧を印加するバスラインと
を有し、
前記転送電極が、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する
ことを特徴とするカメラ。
【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その製造方法並びにカメラに関し、特に、撮像素子の垂直転送部に転送電極が設けられている固体撮像装置及びその製造方法と、当該固体撮像装置を備えたカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）などを用いた固体撮像装置では、半導体基板の表面に形成されたフォトダイオード（光電変換部）に光を入射させ、そのフォトダイオードで発生した信号電荷によって映像信号を得る構成となっている。
【０００３】
上記のＣＣＤは、半導体基板の撮像領域において、マトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分して光を吸収して光電変換により信号電荷を生成する複数のフォトダイオードが形成されており、さらに、垂直方向に並んで形成されている一組のフォトダイオードに隣接して、フォトダイオードに生成、蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路が形成されている。
また、隣接する画素及び垂直転送路の組を互いに分離するチャネルストップが形成されている。
以上のようにして、画素及び垂直転送路を有する複数の組が水平方向に並んで形成されて、撮像領域が構成されている。
【０００４】
また、複数の垂直転送路の端部には、垂直転送路から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送路が形成されている。さらに、水平転送路の出力端にはアンプなどから構成される出力部が形成されており、外部回路などへ出力する構成となっている。
【０００５】
上記の撮像領域において、半導体基板上には、所定の電圧が印加されて垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極が形成されている。
即ち、転送電極に所定の電圧を印加することで、フォトダイオードから転送された信号電荷を画素毎に分離しながら保持することができる所定のポテンシャルが垂直転送路に形成される。ここで、転送電極に印加する電圧を所定のクロックパルス波形とすることにより、ポテンシャルの深さを所定のクロックに従って変動させ、これによって信号電荷を画素毎に分離しながら水平転送路側へと移動させ、水平転送路へと転送することができる。
【０００６】
上記の転送電極は、例えば導電性不純物を含有するポリシリコンから構成され、半導体基板上に絶縁膜を介して、撮像領域を横切ってフォトダイオードにかからないように垂直転送路と交差する方向である水平方向に延伸した形状で形成されている。また、撮像領域の外部にまで延伸した転送電極の両端においてバスラインから上記の駆動電圧が印加される構成となっている。
即ち、水平方向に並んで形成された複数の垂直転送路の水平方向と同じ位置においては、１つの転送電極によって共通のポテンシャル制御がなされる構成である。
【０００７】
上記のポリシリコンからなる転送電極は、シート抵抗値が数十Ωと比較的高いため、伝播遅延が発生し、バスラインと転送電極の接続箇所に近い撮像領域の周辺部と、バスラインから遠く離れた撮像領域の中央部では、印加されるクロックパルスの波形が大幅に異なってしまう。
【０００８】
図７は、クロックパルス波形の伝播遅延シミュレーション結果の一例を示す。図中の曲線Ａは周辺部におけるクロックパルス波形であり、曲線Ｂは中央部におけるクロックパルス波形である。中央部では、クロックパルスの立ち上がり、立下りが大きく鈍っている。
【０００９】
一方、基板内の垂直転送路のポテンシャルプロファイルは撮像領域内で均一に形成されている。
従って、上記の従来の構成のＣＣＤにおいて、クロックパルス波形の形状とポテンシャルのプロファイルが設計通りの組み合わせになっている部分は撮像領域内の一部分でしかないため、撮像領域全体では設計通りの特性を得ることが困難となっており、垂直転送効率や暗電流などの特性の劣化を招いていた。
【００１０】
特許文献１及び特許文献２には、垂直転送路を駆動する転送電極に対するシャント配線を有した固体撮像装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３１２３０６８号
【特許文献２】特開２００２−０７６３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、従来のＣＣＤにおいては、撮像領域全体で設計通りの特性を得ることが困難となっており、垂直転送効率や暗電流などの特性の劣化を招いていた。
画素サイズが大きい場合は特性のマージンがあったため、クロックパスル波形とポテンシャルプロファイルの組み合わせが設計からずれてしまった場合でも、ある程度の特性を確保することができていたが、画素サイズが２μｍ以下となると上記の問題が顕在化して無視できなくなってくる。
【００１２】
特許文献１及び特許文献２のようにシャント配線を設けることで、撮像領域の中央部においてもクロックパスル波形の形状を所望の形状で印加することができるようになるが、素子の構造が複雑となって製造工程数も増加し、コスト増を招いてしまう。
【００１３】
解決しようとする問題点は、信号遅延によるクロックパルス波形の遅延による垂直転送効率や暗電流などの特性劣化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の固体撮像装置は、半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分して形成されたフォトダイオードと、前記半導体基板に形成され、前記フォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路と、前記半導体基板上において前記撮像領域を横切って前記垂直転送路と交差する方向に延伸して形成され、電圧が印加されて前記垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極と、前記転送電極の端部において前記転送電極に接続して形成され、前記転送電極に前記電圧を印加するバスラインとを有し、前記転送電極が、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有することを特徴とする。
【００１５】
上記の本発明の固体撮像装置は、半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分してフォトダイオードが形成され、さらにフォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路が形成されている。また、半導体基板上において、撮像領域を横切って垂直転送路と交差する方向に延伸して、電圧が印加されて垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極が形成されている。また、転送電極の端部において転送電極に接続して、転送電極に電圧を印加するバスラインが形成されている。ここで、転送電極が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する。
【００１６】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路を形成する工程と、前記半導体基板上において、前記撮像領域を横切って前記垂直転送路と交差する方向に延伸して、電圧が印加されて前記垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極を形成する工程と、前記転送電極の端部において前記転送電極に接続して、前記転送電極に前記電圧を印加するバスラインを形成する工程とを有し、前記転送電極を形成する工程において、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有するように、前記転送電極を形成することを特徴とする。
【００１７】
上記の本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分されてフォトダイオードを形成し、フォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路を形成する。
次に、半導体基板上において、撮像領域を横切って垂直転送路と交差する方向に延伸して、電圧が印加されて垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極を形成する。
次に、転送電極の端部において転送電極に接続して、転送電極に電圧を印加するバスラインを形成する。
ここで、転送電極を形成する際に、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有するように、転送電極を形成する。
【００１８】
本発明のカメラは、複数の画素が集積されてなる固体撮像装置と、前記固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを有し、前記固体撮像装置は、半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分して形成されたフォトダイオードと、前記半導体基板に形成され、前記フォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路と、前記半導体基板上において前記撮像領域を横切って前記垂直転送路と交差する方向に延伸して形成され、電圧が印加されて前記垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極と、前記転送電極の端部において前記転送電極に接続して形成され、前記転送電極に前記電圧を印加するバスラインとを有し、前記転送電極が、前記撮像領域の中央部で低く、前記撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有することを特徴とする。
【００１９】
上記の本発明のカメラは、複数の画素が集積されてなる固体撮像装置と、固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを有する。
ここで、固体撮像装置は、半導体基板の撮像領域においてマトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分してフォトダイオードが形成され、半導体基板にフォトダイオードに生成する信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路が形成され、半導体基板上において撮像領域を横切って垂直転送路と交差する方向に延伸して、電圧が印加されて垂直転送路に所定のポテンシャルを形成する転送電極が形成され、転送電極の端部において転送電極に接続して、転送電極に電圧を印加するバスラインが形成されている。上記の転送電極は、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の固体撮像装置は、転送電極の電気抵抗値が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで形成されているので、撮像領域の中央部と周辺部とでクロックパルス波形の差が小さくなり、これによって、信号遅延によるクロックパルス波形の遅延による垂直転送効率や暗電流などの特性劣化を抑制することができる。
【００２１】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、転送電極の電気抵抗値が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルとなるように形成するので、撮像領域の中央部と周辺部とでクロックパルス波形の差が小さくなり、これによって、信号遅延によるクロックパルス波形の遅延による垂直転送効率や暗電流などの特性劣化を抑制することができる固体撮像装置を製造できる。
【００２２】
本発明のカメラは、転送電極の電気抵抗値が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで形成された固体撮像装置を組み込むことにより、撮像領域の中央部と周辺部とでクロックパルス波形の差が小さくなり、これによって、信号遅延によるクロックパルス波形の遅延による垂直転送効率や暗電流などの特性劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法と、当該固体撮像装置を備えたカメラの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
第１実施形態
図１（ａ）は、複数の画素が集積されてなり、本実施形態に係る固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の模式構成図である。
【００２５】
例えば、半導体基板の撮像領域１０において、マトリクス状に配置された複数の画素ごとに区分して光を吸収して光電変換により信号電荷を生成する複数のフォトダイオード１１が形成されており、さらに、垂直方向に並んで形成されている一組のフォトダイオード１１に隣接して、フォトダイオード１１に生成、蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送路１２が形成されている。
また、隣接する画素及び垂直転送路１２の組を互いに分離するチャネルストップ１３が形成されている。
以上のようにして、画素及び垂直転送路１２を有する複数の組が水平方向に並んで形成されて、撮像領域１０が構成されている。
【００２６】
また、複数の垂直転送路１２の端部には、垂直転送路１２から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送路１４が形成されている。さらに、水平転送路１４の出力端にはアンプなどから構成される出力部１５が形成されており、外部回路などへ出力する構成となっている。
【００２７】
図１（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の一部に相当する平面図である。
上記の撮像領域１０において、半導体基板上には、絶縁膜を介して、所定の電圧が印加されて垂直転送路１２に所定のポテンシャルを形成する転送電極２０が形成されている。
転送電極２０は、例えば導電性不純物を含有するポリシリコンから構成され、半導体基板上に絶縁膜を介して、撮像領域を横切ってフォトダイオード１１にかからないように垂直転送路と交差する方向である水平方向に延伸した形状で形成されている。
【００２８】
転送電極２０に所定の電圧を印加することで、フォトダイオード１１から転送された信号電荷を画素毎に分離しながら保持することができる所定のポテンシャルが垂直転送路に形成される。転送電極２０に印加する電圧を所定のクロックパルス波形とすることにより、ポテンシャルの深さを所定のクロックに従って変動させ、これによって信号電荷を画素毎に分離しながら水平転送路側へと移動させ、水平転送路へと転送することができる。本実施形態においては、例えば、撮像領域１０の外部にまで延伸した転送電極２０の両端においてバスラインからφ１〜φ４の各電圧が印加される第１〜第４転送電極２１〜２４が形成され、撮像領域全体においては、上記の第１〜第４転送電極２１〜２４が繰り返し形成されて、４相駆動のＣＣＤ固体撮像装置となっている。
【００２９】
上記の構成のように、水平方向に並んで形成された複数の垂直転送路の水平方向に同じ位置においては、１つの転送電極によって共通のポテンシャル制御がなされる構成である。
【００３０】
本実施形態においては、転送電極２０が、撮像領域１０の中央部で低く、撮像領域１０の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する。
例えば、転送電極２０が、撮像領域を横切る方向における転送電極に含有される導電性不純物の濃度プロファイルによって、撮像領域１０の中央部で低く、撮像領域１０の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する。
即ち、例えば、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）、撮像領域１０の中央部Ａ３、それらの間の領域（Ａ２，Ａ４）の３つの領域に区分され、各領域において転送電極２０を構成するポリシリコンが、最も高い電気抵抗値Ｒ３、最も低い電気抵抗値Ｒ１、それらの間の電気抵抗値Ｒ２を有する（Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１）ように、各領域の導電性不純物濃度が設定されている。
【００３１】
例えば、両端における撮像領域の周辺部（Ａ１，Ａ５）においては、ポリシリコンに対して電気抵抗値が飽和する導電性不純物濃度の７０％の濃度で導電性不純物が導入され、周辺部（Ａ１，Ａ５）と中央部Ａ３の間の領域（Ａ２，Ａ４）においては、ポリシリコンに対して電気抵抗値が飽和する導電性不純物濃度の８５％の濃度で導電性不純物が導入され、中央部Ａ３においてはポリシリコンに対して電気抵抗値が飽和する導電性不純物濃度で導電性不純物が導入された構成とする。
【００３２】
さらに具体的には、例えば、周辺部（Ａ１，Ａ５）においてはリンを１×１０１８／ｃｍ３の濃度で、周辺部（Ａ１，Ａ５）と中央部Ａ３の間の領域（Ａ２，Ａ４）においてはリンを１×１０１９／ｃｍ３の濃度で、中央部Ａ３においてはリンを１×１０２０／ｃｍ３の濃度で、それぞれ含有するように設定する。
【００３３】
図２（ａ）は図１（ｂ）中のＸ−Ｘにおける断面図であり、図２（ｂ）は図１（ｂ）中のＹ−Ｙにおける断面図である。
例えば、ｎ型のシリコン半導体基板１７にｐウェル領域（不図示）が形成されてフォトダイオードが構成されている。
また、例えば、半導体基板１７中に各フォトダイオードで生成、蓄積された信号電荷を転送するｎ型領域からなる垂直転送路（不図示）が形成されている。
上記の半導体基板１７上に、絶縁膜１８を介して、転送電極２０が形成されており、転送電極２０は、例えば、両端における撮像領域１０の周辺部のポリシリコン２０ａ、撮像領域１０の中央部のポリシリコン２０ｃ、それらの間の領域のポリシリコン２０ｂの３つの領域に区分され、それぞれ最も高い電気抵抗値Ｒ３、最も低い電気抵抗値Ｒ１、それらの間の電気抵抗値Ｒ２を有する（Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１）ように形成されている。
【００３４】
上記の本実施形態のＣＣＤ固体撮像装置は、転送電極の電気抵抗値が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで形成されているので、撮像領域の中央部と周辺部とでクロックパルス波形の差を小さくすることができる。
即ち、撮像領域全体において同じ波形のクロックパルスで駆動させることができるようになり、垂直転送路のポテンシャルプロファイルを上記の撮像領域全体において同じ波形のクロックパルスに対して最適化して設計することで、撮像領域全体での垂直転送効率や暗電流などの劣化を抑制して十分な特性を確保することができる。
【００３５】
次の、上記の本実施形態に係る固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の製造方法について、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）、撮像領域１０の中央部Ａ３、それらの間の領域（Ａ２，Ａ４）の３つの領域において、シリコン半導体基板１７中に、領域を選択した導電性不純物のイオン注入などにより、フォトダイオード、垂直転送路及びチャネルストップを形成し、さらに半導体基板１７の表面に酸化シリコンなどからなる絶縁膜１８を形成する。
次に、例えばＣＶＤ（化学気相成長）法により、例えばリンを１×１０１８／ｃｍ３の濃度で含有するポリシリコン２０ａを堆積させる。
【００３６】
次に、図３（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ工程により、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）を保護して、撮像領域１０の中央部Ａ３とそれらの間の領域（Ａ２，Ａ４）を開口するパターンのレジスト膜２５を形成する。
【００３７】
次に、図３（ｃ）に示すように、レジスト膜２５をマスクとしてリンなどの導電性不純物２６をイオン注入して、撮像領域１０の中央部Ａ３とそれらの間の領域（Ａ２，Ａ４）において、例えばリンを１×１０１９／ｃｍ３の濃度で含有するポリシリコン２０ｂとする。
【００３８】
次に、図４（ａ）に示すように、レジスト膜２５を除去した後、フォトリソグラフィ工程により、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）及び間の領域（Ａ２，Ａ４）を保護して、撮像領域１０の中央部Ａ３を開口するパターンのレジスト膜２７を形成する。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜２７をマスクとしてリンなどの導電性不純物２８をイオン注入して、撮像領域１０の中央部Ａ３において、例えばリンを１×１０２０／ｃｍ３の濃度で含有するポリシリコン２０ｃとする。
【００４０】
上記の工程により、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）、撮像領域１０の中央部Ａ３、それらの間の領域（Ａ２，Ａ４）の３つの領域に区分され、各領域において転送電極２０を構成するポリシリコンが、最も高い電気抵抗値Ｒ３、最も低い電気抵抗値Ｒ１、それらの間の電気抵抗値Ｒ２を有する（Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１）構成とすることができる。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示すように、アッシングあるいは溶剤処理などにより、レジスト膜２７を除去する。
以降の工程としては、例えば、転送電極の端部において転送電極に接続して、転送電極に駆動電圧を印加するバスラインを形成するなどを行い、以上で、図２に示す構成の固体撮像装置を製造することができる。
【００４２】
上記の本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、転送電極の電気抵抗値が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルとなるように形成するので、撮像領域の中央部と周辺部とでクロックパルス波形の差が小さくなり、これによって、信号遅延によるクロックパルス波形の遅延による垂直転送効率や暗電流などの特性劣化を抑制することができる固体撮像装置を製造できる。
【００４３】
本実施形態において、変形例として、転送電極２０が、撮像領域１０の中央部で低く、撮像領域１０の周辺部で高いプロファイルで、連続的に変化する電気抵抗値を有する構成とすることができる。
【００４４】
第２実施形態
図５（ａ）は本実施形態にかかる固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の一部の断面図である。
さらに、図５（ｂ）は図５（ａ）中のＸにおける図５（ａ）の断面と直行する方向での断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）中のＹにおける図５（ａ）の断面と直行する方向での断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）中のＺにおける図５（ａ）の断面と直行する方向での断面図である。
【００４５】
本実施形態にかかる固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置において、転送電極２９が、撮像領域を横切る方向における転送電極２９の断面積のプロファイルによって、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで変化する電気抵抗値を有する。
即ち、例えば、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）、撮像領域１０の中央部Ａ３、それらの間の領域（Ａ２，Ａ４）の３つの領域に区分されており、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）における転送電極となるポリシリコン２９ａ、間の領域（Ａ２，Ａ４）における転送電極となるポリシリコン２９ｂ、撮像領域１０の中央部Ａ３における転送電極となるポリシリコン２９ｃの各断面積が順に大きくなるように形成されており、これによって、各領域がそれぞれ、最も高い電気抵抗値Ｒ３、それらの間の電気抵抗値Ｒ２、最も低い電気抵抗値Ｒ１を有する（Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１）ように設定されている。
【００４６】
上記の本実施形態のＣＣＤ固体撮像装置は、転送電極の電気抵抗値が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで形成されているので、撮像領域の中央部と周辺部とでクロックパルス波形の差を小さくすることができる。
即ち、撮像領域全体において同じ波形のクロックパルスで駆動させることができるようになり、垂直転送路のポテンシャルプロファイルを上記の撮像領域全体において同じ波形のクロックパルスに対して最適化して設計することで、撮像領域全体での垂直転送効率や暗電流などの劣化を抑制して十分な特性を確保することができる。
【００４７】
本実施形態にかかる固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置においては、転送電極２９を形成する際に、例えば、ＣＶＤ法によって転送電極となるポリシリコンを堆積させ、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）を除いて間の領域（Ａ２，Ａ４）と撮像領域１０の中央部Ａ３を保護する保護膜を形成して熱酸化などにより第１の酸化処理を行い、次に、両端における撮像領域１０の周辺部（Ａ１，Ａ５）と間の領域（Ａ２，Ａ４）を除いて撮像領域１０の中央部Ａ３を保護する保護膜を形成して熱酸化などにより第２の酸化処理を行い、さらに全体に対して熱酸化などにより第３の酸化処理を行い、各領域の酸化膜（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）の厚さが順に薄くなるように形成することで、製造することができる。
【００４８】
上記の本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、転送電極の電気抵抗値が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルとなるように形成するので、撮像領域の中央部と周辺部とでクロックパルス波形の差が小さくなり、これによって、信号遅延によるクロックパルス波形の遅延による垂直転送効率や暗電流などの特性劣化を抑制することができる固体撮像装置を製造できる。
【００４９】
第３実施形態
図６は、本実施形態に係るカメラの概略構成図である。
複数の画素が集積されてなる固体撮像装置５０、光学系５１、信号処理回路５３を備えている。
本実施形態において、上記の固体撮像装置５０は、上記の第１実施形態または第２実施形態に係る固体撮像装置が組み込まれてなる。
【００５０】
光学系５１は被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置５０の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置５０の撮像面上の各画素を構成するフォトダイオードにおいて入射光量に応じて信号電荷に変換され、一定期間、該当する信号電荷が蓄積される。
蓄積された信号電荷は、例えばＣＣＤ電荷転送路を経て、出力信号Ｖｏｕｔとして取り出される。
信号処理回路５３は、固体撮像装置５０の出力信号Ｖｏｕｔに対して種々の信号処理を施して映像信号として出力する。
【００５１】
上記の本実施形態に係るカメラによれば、組み込まれるＣＣＤ固体撮像装置において、転送電極の電気抵抗値が、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高いプロファイルで形成されているので、撮像領域の中央部と周辺部とでクロックパルス波形の差を小さくすることができる。
即ち、撮像領域全体において同じ波形のクロックパルスで駆動させることができるようになり、垂直転送路のポテンシャルプロファイルを上記の撮像領域全体において同じ波形のクロックパルスに対して最適化して設計することで、撮像領域全体での垂直転送効率や暗電流などの劣化を抑制して十分な特性を確保することができる。
【００５２】
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、第１実施形態においては、転送電極を３つの領域に区分して電気抵抗値を設定しているが、より多くの領域に細かく区分して、撮像領域の中央部で低く、撮像領域の周辺部で高い電気抵抗値を有するように設定してもよい。また、周辺部と中央部の２つのみに区分して、周辺部を高抵抗、中央部を低抵抗のポリシリコンにより形成するようにしてもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の固体撮像装置は、ＣＣＤカメラに搭載される固体撮像装置に適用できる。
本発明の固体撮像装置の製造方法は、ＣＣＤカメラに搭載される固体撮像装置の製造方法に適用できる。
本発明のカメラは、ＣＣＤ固体撮像装置を搭載したカメラに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１（ａ）は、複数の画素が集積されてなる、本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の模式構成図であり、図１（ｂ）は、ＣＣＤ撮像装置の一部に相当する平面図である。
【図２】図２（ａ）は図１（ｂ）中のＸ−Ｘにおける断面図であり、図２（ｂ）は図１（ｂ）中のＹ−Ｙにおける断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の第２実施形態にかかる固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の一部の断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）中のＸにおける図５（ａ）の断面と直行する方向での断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）中のＹにおける図５（ａ）の断面と直行する方向での断面図であり、図５（ｄ）は図５（ａ）中のＺにおける図５（ａ）の断面と直行する方向での断面図である。
【図６】図６は本発明の第３実施形態に係るカメラの概略構成図である。
【図７】図７は、従来例に係るクロックパルス波形の伝播遅延シミュレーション結果の一例を示す。
【符号の説明】
【００５５】
１０…撮像領域、１１…フォトダイオード、１２…垂直転送路、１３…チャネルストップ、１４…水平転送路、１５…出力部、１６…周辺回路、１７…半導体基板、１８…絶縁膜、２０…転送電極、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…ポリシリコン、２１…第１転送電極、２２…第２転送電極、２３…第３転送電極、２４…第４転送電極、２５…レジスト膜、２６…導電性不純物、２７…レジスト膜、２８…導電性不純物、２９…転送電極、２９ａ，２９ｂ，２９ｃ…ポリシリコン、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…酸化膜、５０…固体撮像装置、５１…光学系、５３…信号処理回路、Ａ１，Ａ５…撮像領域の周辺部、Ａ２，Ａ４…間の領域、Ａ３…撮像領域の中央部
【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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