(57)【要約】【課題】各センサ列の受光感度の均一性を向上させた固体撮像装置を提供する。【解決手段】同一の分光感度を要する第１のセンサ列１、第２のセンサ列５及び第３のセンサ列９と、センサ列毎に設けられた第１の水平転送レジスタ３、第２の水平転送レジスタ７及び第３の水平転送レジスタ１１を有する固体撮像装置において、第１のセンサ列を第１の水平転送レジスタ及びダミーパターン１３で挟む様に配置する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の分光感度を要する複数のセンサ列と、該センサ列毎に設けられたセンサ列に蓄積された信号電荷を転送する転送レジスタを有する固体撮像装置において、
各センサ列を２つの前記転送レジスタ若しくは前記転送レジスタ及びダミーパターンによって挟む様に配置された
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記センサ列及び転送レジスタの上層にリフロー処理が施された絶縁膜が形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記絶縁膜はリンドープＳｉＯ２膜である
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体撮像装置に関する。詳しくは、同一の分光感度を要する複数のセンサ列と、センサ列毎に設けられたセンサ列に蓄積された信号電荷を転送する転送レジスタを有する固体撮像装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
入力光に応じた量の信号電荷を蓄積するフォトダイオードからなる画素が一次元的に配列され、これら画素からの信号電荷をＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）の電荷転送方式によって出力部側に転送する水平転送レジスタを有するＣＣＤリニアセンサは、コピー，ファクシミリ，ＯＣＲ，パターン認識及び各種計測など、多くの分野で使用されており、複数のＣＣＤリニアセンサを備える固体撮像装置も開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
以下、図面を用いて従来の固体撮像装置について説明する。
【０００３】
図４は従来の固体撮像装置を説明するための模式的な構成図を示している。ここで示す固体撮像装置は、同一の分光感度が求められる第１のＣＣＤリニアセンサ１０１、第２のＣＣＤリニアセンサ１０６及び第３のＣＣＤリニアセンサ１１０を備え、各ＣＣＤリニアセンサは、フォトダイオードから成る光電変換部（画素）１０２が直線的に多数配列されて成る第１のセンサ列１０３、第２のセンサ列１０７または第３のセンサ列１１１を有し、各センサ列の一方側には各光電変換部で光電変換された信号電荷を読み出す第１の読み出しゲート１０４、第２の読み出しゲート１０８または第３の読み出しゲート１１２が設けられ、各読み出しゲートのセンサ列とは反対側には各読み出しゲートにより読み出された信号電荷を出力部側に転送する第１の水平転送レジスタ１０５、第２の水平転送レジスタ１０９または第３の水平転送レジスタ１１３が設けられている。
【０００４】
上記の様に構成された第１、第２及び第３のＣＣＤリニアセンサでは、入力光に応じて各センサ列の各光電変換部に蓄積された信号電荷は、各読み出しゲートを介して各水平転送レジスタに読み出され、読み出された信号電荷は各水平転送レジスタにより順次転送された後、第１の電荷電圧変換部１１４、第２の電荷電圧変換部１１６または第３の電荷電圧変換部１１８において信号電圧に変換され、更にはアンプ等から成る第１の出力回路１１５、第２の出力回路１１７または第３の出力回路１１９を経て信号出力となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４５１１９号公報  （第２−４頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上記した従来の固体撮像装置では、図４中符号Ａ’Ｂ’間の断面図を表す図５に示す様に、第１のセンサ列、第２のセンサ列及び第３のセンサ列が形成されたシリコン基板１２０の上層にＳｉＯ２膜１２１が形成され、このＳｉＯ２膜の上層に第１の水平転送レジスタ、第１の読み出しゲート、第２の水平転送レジスタ、第２の読み出しゲート、第３の水平転送レジスタ及び第３の読み出しゲートが形成され、第１のセンサ列、第１の水平転送レジスタ、第１の読み出しゲート、第２のセンサ列、第２の水平転送レジスタ、第２の読み出しゲート、第３のセンサ列、第３の水平転送レジスタ及び第３の読み出しゲートの上層全面にリンドープＳｉＯ２膜１２２が形成されているのであるが、リンドープＳｉＯ２膜の膜厚に差が生じることによってセンサ列毎の感度差が生じてしまうという不具合があった。
【０００７】
即ち、リンドープＳｉＯ２膜は、ＳｉＯ２膜上に第１の水平転送レジスタ、第１の読み出しゲート、第２の水平転送レジスタ、第２の読み出しゲート、第３の水平転送レジスタ及び第３の読み出しゲートを形成した後にＣＶＤ法によってリンドープＳｉＯ２膜を形成し、その後、リンドープＳｉＯ２膜の微小な亀裂や急激な段差部のくびれを滑らかにし、ポリシリコン膜である第１の水平転送レジスタ、第１の読み出しゲート、第２の水平転送レジスタ、第２の読み出しゲート、第３の水平転送レジスタ及び第３の読み出しゲートとリンドープＳｉＯ２上層部との絶縁性向上やリンドープＳｉＯ２膜の平坦化を図るために１０００℃程度のリンガラスリフローを行うことによって形成されるのであるが、第２のセンサ列は第１の水平転送レジスタ及び第２の水平転送レジスタが、第３のセンサ列は第２の水平転送レジスタ及び第３の水平転送レジスタがセンサ列の両側に存在するのに対して、第１のセンサ列は片側に第１の水平転送レジスタが存在するのみであるために、リンガラスリフローの際におけるリンドープＳｉＯ２膜の流動に差が生じ、水平転送レジスタがセンサ列の両側に存在する第２のセンサ列及び第３のセンサ列の上層に形成された図５中符号Ｂ及びＣで示すリンドープＳｉＯ２膜の膜厚と比較して水平転送レジスタがセンサ列の片側のみに存在する第１のセンサ列の上層に形成された図５中符号Ａで示すリンドープＳｉＯ２膜の膜厚が薄くなってしまい、膜厚の差によって光の減衰の度合いが異なり、特定の波長の感度がセンサ列毎に異なってしまうために、センサ列毎の感度差の調整を行う必要があるという不具合が生じる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、各センサ列の受光感度の均一性を向上させた固体撮像装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、同一の分光感度を要する複数のセンサ列と、該センサ列毎に設けられたセンサ列に蓄積された信号電荷を転送する転送レジスタを有する固体撮像装置において、各センサ列を２つの前記転送レジスタ若しくは前記転送レジスタ及びダミーパターンによって挟む様に配置する。
【００１０】
ここで、各センサ列を２つの転送レジスタ若しくは転送レジスタ及びダミーパターンによって挟む様に配置することによって、センサ列の上層に形成される膜の膜厚の均一性の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用した固体撮像装置の一例を説明するための模式的な構成図を示し、図２は本発明を適用した固体撮像装置の一例を説明するための模式的な断面図を示しており、ここで示す固体撮像装置は、上記した従来の固体撮像装置と同様に、同一の分光感度が求められる、第１のセンサ列１、第１の読み出しゲート２及び第１の水平転送レジスタ３を有する第１のＣＣＤリニアセンサ４、第２のセンサ列５、第２の読み出しゲート６及び第２の水平転送レジスタ７を有する第２のＣＣＤリニアセンサ８及び第３のセンサ列９、第３の読み出しゲート１０及び第３の水平転送レジスタ１１を有する第３のＣＣＤリニアセンサ１２を備え、第１のセンサ列の第１の水平転送レジスタとは反対側に第１の水平転送レジスタ、第２の水平転送レジスタ及び第３の水平転送レジスタと同一大きさのダミーパターン１３が形成されている。
【００１２】
また、上記した従来の固体撮像装置と同様に、第１のセンサ列、第２のセンサ列及び第３のセンサ列が形成されたシリコン基板１４の上層にＳｉＯ２膜１５が形成され、このＳｉＯ２膜の上層にポリシリコンから成る厚さが３００〜８００ｎｍである第１の水平転送レジスタ、第１の読み出しゲート、第２の水平転送レジスタ、第２の読み出しゲート、第３の水平転送レジスタ、第３の読み出しゲート及びダミーパターンが形成され、第１のセンサ列、第１の水平転送レジスタ、第１の読み出しゲート、第２のセンサ列、第２の水平転送レジスタ、第２の読み出しゲート、第３のセンサ列、第３の水平転送レジスタ、第３の読み出しゲート及びダミーパターンの上層全面に厚さが３００〜８００ｎｍであるリンドープＳｉＯ２膜１６が形成されている。更に、リンドープＳｉＯ２膜の上層のセンサ列領域以外の領域に遮光膜として厚さが約１μｍのアルミニウム膜１７が形成され、センサ列領域を含むアルミニウム膜の上層全面に厚さが約１μｍであるＳｉＮ膜１８が形成されている。
【００１３】
ここで、同一の分光感度が求められる第１のＣＣＤリニアセンサ、第２のＣＣＤリニアセンサ及び第３のＣＣＤリニアセンサを備える固体撮像装置を例に挙げて説明を行っているのは、異なる分光感度が求められる場合にはそもそもセンサ列毎に感度差が生じていたとしても問題とはならないからである。
【００１４】
また、上記では、３列のＣＣＤリニアセンサ列を有する固体撮像装置を例に挙げて説明を行っているが、ＣＣＤリニアセンサ列の列数は２列以上であれば何列でも良く、必ずしも３列のＣＣＤリニアセンサ列を有する固体撮像装置である必要が無いのは勿論である。
【００１５】
本発明を適用した固体撮像装置では、ダミーパターンが形成されているために、第１の水平転送レジスタ及び第２の水平転送レジスタがセンサ列の両側に存在する第２のセンサ列、第２の水平転送レジスタ及び第３の水平転送レジスタがセンサ列の両側に存在する第３のセンサ列と同様に、第１のセンサ列についても第１の水平転送レジスタ及びダミーパターンがセンサ列の両側に存在するために、センサ列間の感度の均一性を図ることができる。
【００１６】
即ち、ＣＶＤ法にて形成したセンサ列間のポリシリコン膜質の粗密の均一性が向上することによって、リンドープＳｉＯ２膜のリフローによる流動及び流動後の膜厚差の発生を抑制し、第１のセンサ列、第２のセンサ列及び第３のセンサ列の上層に形成された図２中符号ａ，ｂ及びｃで示すリンドープＳｉＯ２膜の膜厚の均一化を通じて、リンドープＳｉＯ２膜の膜厚の差によって生じる光の波長毎に減衰特性の差の発生を抑制することができるために、従来の固体撮像装置における波長と受光強度との関係を表す図３（ａ）で示す様なセンサ列毎に生じる感度差、特に第２のセンサ列及び第３のセンサ列の上層に形成されたリンドープＳｉＯ２膜の膜厚と比較して第１のセンサ列の上層に形成されたリンドープＳｉＯ２膜の膜厚が薄いことに起因して第１のセンサ列が受光する光の強度が小さくなることによる感度差が、本発明を適用した固体撮像装置における波長と出力強度との関係を表す図３（ｂ）で示す様に抑制される。
【００１７】
なお、上記ではセンサ列間のポリシリコン膜の粗密の均一性が向上することに基づくリフロー流動差の抑制を通じてリンドープＳｉＯ２膜厚の均一化について説明を行ったが、リフロー処理に限らず数μｍサイズのセンサの実現等といった微細化が進んだ場合においては、ＣＶＤ法によりリンドープＳｉＯ２膜を形成する際においても、第１の水平転送レジスタ及び第２の水平転送レジスタがセンサ列の両側に存在する第２のセンサ列、第２の水平転送レジスタ及び第３の水平転送レジスタがセンサ列の両側に存在する第３のセンサ列の上層では、片側に第１の水平転送レジスタが存在するのみである第１のセンサ列の上層と比較するとＣＶＤ時にガスの対流が抑制されリンドープＳｉＯ２膜が形成され難いために、リフロー処理を行う前において既に第１のセンサ列の上層に形成されたリンドープＳｉＯ２膜の膜厚が厚くなってしまいセンサ列間のリンドープＳｉＯ２膜の膜厚が異なってしまうことが考えられるが、本発明を適用した固体撮像装置では、センサ列間のポリシリコン膜の均一性が向上することに基づいて、固体撮像装置の更なる微細化が進んだ場合において、上記した様な不具合をも解消することが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の固体撮像装置では、各センサ列の受光感度の均一性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した固体撮像装置の一例を説明するための模式的な構成図である。
【図２】本発明を適用した固体撮像装置の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図３】波長と受光強度との関係を説明するためのグラフである。
【図４】従来の固体撮像装置を説明するための模式的な構成図である。
【図５】従来の固体撮像装置を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１    第１のセンサ列
２    第１の読み出しゲート
３    第１の水平転送レジスタ
４    第１のＣＣＤリニアセンサ
５    第２のセンサ列
６    第２の読み出しゲート
７    第２の水平転送レジスタ
８    第２のＣＣＤリニアセンサ
９    第３のセンサ列
１０    第３の読み出しゲート
１１    第３の水平転送レジスタ
１２    第３のＣＣＤリニアセンサ
１３    ダミーパターン
１４    シリコン基板
１５    ＳｉＯ２膜
１６    リンドープＳｉＯ２
１７    アルミニウム膜
１８    ＳｉＮ膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004327900.tif 000006
【図５】
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