(57)【要約】【課題】画素の開口をより広くすることができるようにする。【解決手段】固体撮像素子を構成する基板には、被写体からの光を光電変換し、その結果得られた信号電荷を蓄積する受光部と、受光部から信号電荷を読み出すときに電圧が印加される第１転送電極とが隣接して設けられている。第１転送電極には、第１転送電極の一部を覆うように第１遮光膜が形成され、さらに第１遮光膜の表面の一部には第２遮光膜が形成されている。信号電荷の読み出し時には、これらの第１遮光膜と第２遮光膜を介して第１転送電極に電圧が印加される。第１転送電極に形成する遮光膜を、第１遮光膜と第２遮光膜に分けて形成することで、所望の形状の遮光膜を簡単に形成することができ、画素の開口をより広くすることができる。本技術は、撮像ユニットに適用することができる。【選択図】図３
2013084713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部と、
前記受光部近傍の導電材料と、
前記導電材料の少なくとも一部を覆うように形成された第１の遮光膜と、
前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に形成された第２の遮光膜と
を備える固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜は、導電性を有する部材からなり、
前記導電材料には、前記固体撮像素子の駆動時に前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜を介して電圧が印加される
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記導電材料は、前記受光部に蓄積された前記信号電荷を読み出すときに電圧が印加される転送電極である
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第２の遮光膜は、前記導電材料と前記導電材料に隣接する前記受光部とが並ぶ方向の幅が、前記第１の遮光膜の前記方向の幅よりも狭くなるように形成されている
請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記第１の遮光膜の前記受光部側の側面には、サイドウォール状に前記第２の遮光膜が形成されている
請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記導電材料は、ポリシリコンによって形成されており、
前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜は、タングステンによって形成されている
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部の近傍に配置された導電材料の少なくとも一部を覆うように第１の遮光膜が形成され、
前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に第２の遮光膜が形成される
ステップを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】
被写体から入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部と、
前記被写体からの光を前記受光部に導く光学系と、
前記受光部近傍の導電材料と、
前記導電材料の少なくとも一部を覆うように形成された第１の遮光膜と、
前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に形成された第２の遮光膜と
を備える撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は固体撮像素子および製造方法、並びに撮像ユニットに関し、特に、画素の開口をより広くすることができるようにした固体撮像素子および製造方法、並びに撮像ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、CCD(Charge Coupled Devices)等の撮像素子の微細化が進んでおり、これにともない撮像素子の感度やスミアノイズ特性などの集光特性が、各画素近傍の遮光膜の形状等から定まる画素の開口サイズに大きく左右されるようになってきている。
【０００３】
そこで、各画素に蓄積された電荷を転送するために用いられる転送電極と遮光膜を共通化する配線構造とすることで、各画素の開口サイズをより広くする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この技術では、撮像素子の基板上に設けられた転送電極を覆うように絶縁膜が成膜され、転送電極の上面部分に形成された絶縁膜が除去されて、転送電極上にコンタクトが形成される。さらに、コンタクトと絶縁膜を覆うように遮光膜が成膜され、この遮光膜は、基板内へ入射する不要な光を遮光するとともに、転送電極に電圧を印加するための信号線としても機能する。すなわち、遮光膜と転送電極とはコンタクトを介して電気的に接続されているので、遮光膜およびコンタクトを介して、転送電極に電圧を印加することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５２８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した技術では、撮像素子の各画素の開口を充分に広くすることができなかった。
【０００７】
例えば、転送電極と遮光膜を共通化する技術では、転送電極に対して設けられる絶縁膜の厚さや、コンタクトの大きさの制約により各画素の開口幅を充分に広くすることが困難であった。また、転送電極と遮光膜との間にコンタクトを設けなければならないので、転送電極の部分における基板の受光面と垂直な方向の高さが高くなり、これにより画素の開口が狭くなってしまう。
【０００８】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画素の開口をより広くすることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の第１の側面の固体撮像素子は、入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部と、前記受光部近傍の導電材料と、前記導電材料の少なくとも一部を覆うように形成された第１の遮光膜と、前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に形成された第２の遮光膜とを備える。
【００１０】
前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜を、導電性を有する部材とし、前記導電材料には、前記固体撮像素子の駆動時に前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜を介して電圧が印加されるようにすることができる。
【００１１】
前記導電材料を、前記受光部に蓄積された前記信号電荷を読み出すときに電圧が印加される転送電極とすることができる。
【００１２】
前記第２の遮光膜を、前記導電材料と前記導電材料に隣接する前記受光部とが並ぶ方向の幅が、前記第１の遮光膜の前記方向の幅よりも狭くなるように形成することができる。
【００１３】
前記第１の遮光膜の前記受光部側の側面には、サイドウォール状に前記第２の遮光膜を形成することができる。
【００１４】
前記導電材料をポリシリコンによって形成し、前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜をタングステンによって形成するようにすることができる。
【００１５】
本技術の第１の側面の製造方法は、入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部の近傍に配置された導電材料の少なくとも一部を覆うように第１の遮光膜が形成され、前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に第２の遮光膜が形成されるステップを含む。
【００１６】
本技術の第１の側面においては、入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部の近傍に配置された導電材料の少なくとも一部を覆うように第１の遮光膜が形成されており、前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に第２の遮光膜が形成される。
【００１７】
本技術の第２の側面の撮像ユニットは、被写体から入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部と、前記被写体からの光を前記受光部に導く光学系と、前記受光部近傍の導電材料と、前記導電材料の少なくとも一部を覆うように形成された第１の遮光膜と、前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に形成された第２の遮光膜とを備える。
【００１８】
本技術の第２の側面においては、被写体から入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部近傍に配置された導電材料の少なくとも一部を覆うように第１の遮光膜が形成されており、前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に第２の遮光膜が形成されている。
【発明の効果】
【００１９】
本技術の第１の側面および第２の側面によれば、画素の開口をより広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本技術を適用した撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】固体撮像素子の構成例を示す図である。
【図３】固体撮像素子の各画素のより詳細な構成例を示す図である。
【図４】製造処理を説明するフローチャートである。
【図５】固体撮像素子の製造工程を説明する図である。
【図６】固体撮像素子の製造工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
【００２２】
〈第１の実施の形態〉
［撮像装置の構成例］
図１は、本技術を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
【００２３】
撮像装置１１は、撮像ユニット２１、操作部２２、制御部２３、画像処理部２４、表示部２５、コーデック処理部２６、および記録部２７から構成される。
【００２４】
撮像ユニット２１は、被写体を撮像して画像を生成するユニットであり、レンズ部３１、固体撮像素子３２、およびA/D（Analog / Digital）変換器３３から構成される。
【００２５】
レンズ部３１は、レンズ等の撮像光学系などからなり、制御部２３の制御に従って駆動し、焦点調整を行なうとともに被写体からの光を固体撮像素子３２に導く。固体撮像素子３２は、例えばCCDセンサなどの固体撮像素子からなり、レンズ部３１から入射した光を受光して光電変換し、受光した光の強度に応じた電圧信号をA/D変換器３３に供給する。この電圧信号は、固体撮像素子３２を構成する画素ごとに得られる。
【００２６】
A/D変換器３３は、固体撮像素子３２から供給された画素ごとの電圧信号を、デジタルの画像信号（以下、画素信号とも称する）に変換し、順次、画像処理部２４に供給する。
【００２７】
操作部２２は、例えばボタンやタッチパネルなどからなり、ユーザによる操作入力を受け、その操作入力に対応する信号を制御部２３に供給する。制御部２３は、操作部２２から供給されたユーザの操作入力に対応する信号に基づいて、レンズ部３１、固体撮像素子３２、A/D変換器３３、画像処理部２４、表示部２５、コーデック処理部２６、および記録部２７を制御する。
【００２８】
画像処理部２４は、A/D変換器３３から供給された画像信号に対して、例えばホワイトバランス調整、デモザイク処理などの各種画像処理を施し、表示部２５およびコーデック処理部２６に供給する。
【００２９】
表示部２５は、例えば液晶ディスプレイなどからなり、画像処理部２４から供給された画像信号に基づいて、被写体の画像を表示する。コーデック処理部２６は、画像処理部２４からの画像信号に対して符号化処理を施し、その結果得られた画像データを記録部２７に供給する。
【００３０】
記録部２７は、コーデック処理部２６から供給された画像データを記録する。記録部２７に記録された画像データは、必要に応じて画像処理部２４に読み出されて、表示部２５に供給され、対応する画像が表示される。
【００３１】
［固体撮像素子の構成例］
また、図１の固体撮像素子３２は、例えば図２に示すように構成される。
【００３２】
すなわち、固体撮像素子３２は、被写体からの光が入射する撮像部６１、撮像部６１を囲むように設けられたオプティカルブラック領域６２、水平転送部６３、および出力部６４から構成される。
【００３３】
撮像部６１には、マトリクス状に配列され、１つの画素を構成する受光部７１と、図中、縦方向（以下、垂直方向とも称する）に並ぶ受光部７１からの電荷を垂直方向に転送する垂直転送部７２とが設けられている。
【００３４】
なお、図２では、１つの四角形が１つの受光部７１を表しており、図２では説明のため、一部の受光部７１にのみ符号が付されている。受光部７１は、入射した光を光電変換し、その結果得られた電荷を蓄積するとともに垂直転送部７２に転送する。
【００３５】
また、撮像部６１には、複数の垂直転送部７２が図中、横方向（以下、水平方向とも称する）に並べられて設けられており、垂直転送部７２は、受光部７１からの電荷を垂直方向に転送し、水平転送部６３に供給する。
【００３６】
より詳細には、垂直転送部７２には、電荷を転送する電荷転送チャネル領域と、タイミング発生回路８１から垂直転送クロックＶφが印加されることで、電荷転送チャネル領域に電圧を印加する転送電極とから構成される。電荷転送チャネル領域での電荷の垂直方向への転送は、転送電極に所定の大きさの垂直転送クロックＶφが印加されると行なわれる。
【００３７】
また、タイミング発生回路８１によって、水平転送部６３に水平転送クロックＨφが印加されると、水平転送部６３は、垂直転送部７２から転送されてきた電荷を水平方向に転送する。そして、水平転送部６３を転送された電荷は、図示せぬフローティングディフュージョン部で電圧に変換され、変換により得られた電圧信号が出力部６４から、図１のA/D変換器３３に出力される。
【００３８】
［各画素の構成例］
さらに、固体撮像素子３２の各画素を構成する受光部７１近傍は、例えば図３に示すように構成される。
【００３９】
すなわち、矢印Ｑ１１に示すように、固体撮像素子３２を構成する基板１０１内部に受光部７１が形成されている。例えば、基板１０１はＳｉ基板などとされる。なお、矢印Ｑ１１に示す固体撮像素子３２においては、図中、縦方向が垂直方向であり、図中、横方向が水平方向である。
【００４０】
また、受光部７１の図中、左側には、基板１０１上に第１転送電極１０２−１が設けられており、第１転送電極１０２−１の図中、上下には第２転送電極１０３−１および第２転送電極１０３−２がそれぞれ設けられている。
【００４１】
同様に、受光部７１の図中、右側には、基板１０１上に第１転送電極１０２−２が設けられており、第１転送電極１０２−２の図中、上下には第２転送電極１０３−３および第２転送電極１０３−４がそれぞれ設けられている。
【００４２】
図３の例では、図中、縦方向に並ぶ第２転送電極１０３−１、第１転送電極１０２−１、および第２転送電極１０３−２が１つの垂直転送部７２を構成しており、これらの電極が並ぶ方向が垂直方向である。また、図中、縦方向に並ぶ第２転送電極１０３−３、第１転送電極１０２−２、および第２転送電極１０３−４も１つの垂直転送部７２を構成している。
【００４３】
なお、以下、第１転送電極１０２−１および第１転送電極１０２−２を特に区別する必要のない場合、単に第１転送電極１０２とも称し、第２転送電極１０３−１乃至第２転送電極１０３−４を特に区別する必要のない場合、単に第２転送電極１０３とも称する。
【００４４】
また、水平方向に並ぶ各第２転送電極１０３は、第１遮光膜により電気的に接続されている。すなわち、図中、横方向に並ぶ第２転送電極１０３−１と第２転送電極１０３−３は、第１遮光膜１０４−１により接続されており、図中、横方向に並ぶ第２転送電極１０３−２と第２転送電極１０３−４は、第１遮光膜１０４−２により接続されている。
【００４５】
また、第１転送電極１０２−１の上面には第１遮光膜１０４−３が設けられ、第１転送電極１０２−２の上面には第１遮光膜１０４−４が設けられている。なお、以下、第１遮光膜１０４−１乃至第１遮光膜１０４−４を特に区別する必要のない場合、単に第１遮光膜１０４とも称する。
【００４６】
各第１遮光膜１０４は、導電性を有する金属材料などからなり、基板１０１に入射する不要な光を遮光するとともに、第１転送電極１０２や第２転送電極１０３に電圧を印加する信号線としても機能する。これらの第１遮光膜１０４は、第１転送電極１０２や第２転送電極１０３の図中、手前側、すなわち、第１転送電極１０２や第２転送電極１０３における基板１０１側とは反対側の面の一部の表面に設けられている。
【００４７】
さらに、基板１０１上には、第１転送電極１０２や第２転送電極１０３、第１遮光膜１０４を絶縁するためのSiO2等の絶縁膜１０５が設けられている。
【００４８】
また、より詳細には、基板１０１上の第１遮光膜１０４や絶縁膜１０５の上部には、矢印Ｑ１２に示すように、第２遮光膜１０６−１乃至第２遮光膜１０６−３が設けられている。なお、矢印Ｑ１２に示す固体撮像素子３２においては、図中、縦方向が垂直方向であり、図中、横方向が水平方向である。
【００４９】
この例では、第１遮光膜１０４−１と第１遮光膜１０４−２の間に第２遮光膜１０６−１が設けられており、第２遮光膜１０６−１では、受光部７１近傍の領域は開口となっている。また、第１遮光膜１０４−１の図中、上側に第２遮光膜１０６−２が設けられており、第１遮光膜１０４−２の図中、下側には第２遮光膜１０６−３が設けられている。
【００５０】
これらの第２遮光膜１０６−１乃至第２遮光膜１０６−３は、電気的に切り離された状態、つまり電気的に接続されていない状態となっている。なお、以下、第２遮光膜１０６−１乃至第２遮光膜１０６−３を特に区別する必要のない場合、単に第２遮光膜１０６とも称する。
【００５１】
各第２遮光膜１０６は、導電性を有する金属材料などからなり、基板１０１に入射する不要な光を遮光する。また、第２遮光膜１０６−１は、第１遮光膜１０４を介して第１転送電極１０２と電気的に接続されており、第１転送電極１０２に電圧を印加する信号線としても機能する。
【００５２】
第１遮光膜１０４および第２遮光膜１０６は、遮光部材としても信号線としても機能するので、遮光能力を有する導電性の金属材料、例えばタングステンなどとされることが望ましい。なお、第１転送電極１０２と第１遮光膜１０４の間や、第２転送電極１０３と第１遮光膜１０４の間には、必要に応じてTi（チタン），TiN（窒化チタン）等のバリアメタルなどが設けられるようにしてもよい。
【００５３】
また、矢印Ｑ１２に示す固体撮像素子３２における、中央部分の断面、つまりＡ１−Ａ１’断面は、例えば矢印Ｑ１３に示すようになっている。矢印Ｑ１３に示す断面では、図中、横方向が水平方向であり、図中、奥行き方向が垂直方向である。
【００５４】
矢印Ｑ１３に示す例では、基板１０１の中央部分の表面近傍に受光部７１が設けられ、基板１０１の図中、上側、つまり表面には絶縁膜１０５が形成されている。また、絶縁膜１０５の図中、上側には、第１転送電極１０２が設けられており、第１転送電極１０２を覆うように第１遮光膜１０４が設けられ、さらに第１遮光膜１０４の一部の表面を覆うように第２遮光膜１０６が設けられている。
【００５５】
特に、受光部７１の図中、左側および右側に第１転送電極１０２−１および第１転送電極１０２−２が設けられており、これらの第１転送電極１０２−１から第１転送電極１０２−２までの部分が、受光部７１を含む画素の開口部分となっている。
【００５６】
画素部分の水平方向の断面（Ａ１−Ａ１’断面）では、第１遮光膜１０４は、第１転送電極１０２に対して横方向（水平方向）の幅が片側で10乃至100nmだけ広くなっており、第１転送電極１０２表面に直接、第１遮光膜１０４が形成されている。
【００５７】
また、第１遮光膜１０４の図中、上側に設けられた第２遮光膜１０６は、第１遮光膜１０４よりも図中、横方向（水平方向）の幅が狭く形成されており、その幅の分だけ第１遮光膜１０４の図中、上側の面が第２遮光膜１０６に覆われずに露出している。
【００５８】
第１遮光膜１０４の図中、左右の側面には、それらの側面を覆うように第２遮光膜１０６が設けられている。つまり第２遮光膜１０６は、第１遮光膜１０４の側面にサイドウォール状に残るように形成されている。
【００５９】
さらに、矢印Ｑ１２に示す固体撮像素子３２における、垂直転送部７２の中央部分の断面、つまりＢ１−Ｂ１’断面は、例えば矢印Ｑ１４に示すようになっている。矢印Ｑ１４に示す断面では、図中、横方向が垂直方向であり、図中、奥行き方向が水平方向である。
【００６０】
矢印Ｑ１４に示す例では、基板１０１上において、図中、左側から右方向に第２転送電極１０３−２、第１転送電極１０２−１、および第２転送電極１０３−１が絶縁膜１０５により絶縁されて順番に並べられている。
【００６１】
基板１０１における第１転送電極１０２および第２転送電極１０３に対向する部分には、受光部７１に蓄積された信号電荷を読み出し、その信号電荷を垂直方向に水平転送部６３まで転送するための電荷転送チャネル領域（図示せず）が設けられている。
【００６２】
第１転送電極１０２−１の図中、上側の表面には、直接、第１遮光膜１０４−３が形成されており、第１遮光膜１０４−３は、第１転送電極１０２−１に対して横方向（垂直方向）の幅が10乃至100nmだけ短くなるようになされている。また、第１遮光膜１０４−３の図中、上側の面には、第２遮光膜１０６−１が電気的に接続されるように設けられている。
【００６３】
さらに、第２転送電極１０３の図中、上側には第１遮光膜１０４が設けられており、この第１遮光膜１０４の図中、上側の部分では、絶縁膜１０５が露出されるように、第２遮光膜１０６に溝が設けられている。すなわち、絶縁膜１０５上に設けられた第２遮光膜１０６−１と第２遮光膜１０６−３の間、および第２遮光膜１０６−１と第２遮光膜１０６−２の間には溝が設けられており、これらの溝により第２遮光膜１０６−１乃至第２遮光膜１０６−３が電気的に切り離されている。
【００６４】
図３に示した固体撮像素子３２では、各画素を構成する受光部７１近傍に設けられた第１転送電極１０２に２層に分けて遮光膜（第１遮光膜１０４と第２遮光膜１０６）が形成され、それらの遮光膜が、遮光部材としてだけでなく電圧を印加するための信号線としても機能する。
【００６５】
このような構成とすることで、第１転送電極１０２と遮光膜との間に、絶縁膜やコンタクトを設ける必要がなくなり、垂直転送部７２の第１転送電極１０２、第１遮光膜１０４、および第２遮光膜１０６からなる部位をより小さくすることができる。これにより、各画素、つまり受光部７１の開口をより広くすることができ、固体撮像素子３２の集光特性を向上させることができる。
【００６６】
特に、固体撮像素子３２では、コンタクトを設ける必要がないので、垂直転送部７２の受光部７１近傍の部分（第１転送電極１０２の部分）の基板１０１と垂直方向の高さをより低くすることができ、受光部７１の開口をより広くすることができる。
【００６７】
また、図３の矢印Ｑ１３に示したように、第２遮光膜１０６の水平方向の幅、すなわち互いに隣接する受光部７１と第１転送電極１０２とが並ぶ方向の幅を、第１遮光膜１０４の水平方向の幅よりも狭くすることで、受光部７１の水平方向の開口をさらに広くすることができる。換言すれば、第１遮光膜１０４の上面に設けられた第２遮光膜１０６の受光部７１に隣接する側の側面の位置が、より受光部７１から遠い位置となるようにすることができるので、受光部７１の開口をより広くすることができる。
【００６８】
さらに、第１遮光膜１０４の受光部７１側の側面に、第２遮光膜１０６をサイドウォール状に形成することにより、より高い入射角度の光に対しても感度特性を確保することが可能となる。
【００６９】
なお、以上においては、受光部７１に隣接して設けられている第１転送電極１０２の部分に形成される遮光膜を２層に分けて形成することで、画素の開口をより広くする例について説明したが、第１転送電極１０２に限らず他の電気部材に対して２層の遮光膜が形成されるようにしてもよい。例えば、固体撮像素子３２を駆動するために電圧が印加される電気部品など、固体撮像素子３２の駆動に必要な電気部材であればよい。
【００７０】
次に、図３に示した固体撮像素子３２の動作について説明する。
【００７１】
画像の撮像が開始されると、受光部７１は被写体から入射した光を光電変換し、その結果得られた信号電荷を蓄積する。また、タイミング発生回路８１が第２遮光膜１０６および第１遮光膜１０４を介して第１転送電極１０２に垂直転送クロックを供給し、電圧を印加すると、受光部７１に蓄積された信号電荷は、電荷転送チャネル領域に読み出される。
【００７２】
さらに、その後、タイミング発生回路８１が、適宜、第２遮光膜１０６および第１遮光膜１０４を介して第１転送電極１０２に垂直転送クロックを供給し、電圧を印加するとともに、第１遮光膜１０４を介して第２転送電極１０３に垂直転送クロックを供給し、電圧を印加すると信号電荷の転送が行なわれる。すなわち、電荷転送チャネル領域に読み出された信号電荷が、垂直方向に水平転送部６３まで転送される。
【００７３】
そして、タイミング発生回路８１によって、水平転送部６３に水平転送クロックが印加されると、水平転送部６３は、垂直転送部７２の電荷転送チャネル領域から転送されてきた電荷を水平方向に転送する。そして、水平転送部６３を転送された電荷は電圧に変換され、その結果得られた電圧信号が出力部６４から出力される。
【００７４】
［製造処理の説明］
以上において説明した固体撮像素子３２は、基板１０１上に２回に分けて遮光膜が形成されることで製造される。以下、図４乃至図６を参照して、固体撮像素子３２が製造される製造処理について説明する。なお、図４は、製造処理を説明するフローチャートであり、図５および図６は、固体撮像素子３２の製造工程を示す図である。図５および図６では、図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００７５】
ステップＳ１１において、基板１０１上に絶縁膜１０５が成膜されるとともに、基板１０１上に第１転送電極１０２および第２転送電極１０３が形成される。例えば、第１転送電極１０２および第２転送電極１０３は、ポリシリコンによって形成される。そして、第１転送電極１０２および第２転送電極１０３が設けられた基板１０１上に、絶縁膜１０５がさらに成膜される。
【００７６】
ステップＳ１２において、第１転送電極１０２および第２転送電極１０３上に、第１遮光膜１０４が形成される。
【００７７】
具体的には、まず基板１０１上に配置された第１転送電極１０２および第２転送電極１０３上にある絶縁膜１０５が、所望の電極形状に沿った形でドライエッチングにより除去される。すなわち、第１転送電極１０２や第２転送電極１０３に隣接する部分の絶縁膜１０５が除去され、その部分に第１遮光膜１０４−３や第１遮光膜１０４−２を埋め込むことができるようにされる。
【００７８】
そして第１遮光膜１０４となる遮光膜材料が成膜され、得られた遮光膜がドライエッチングやCMP（Chemical Mechanical Polishing）により、絶縁膜１０５の第１転送電極１０２や第２転送電極１０３に隣接する部分に埋め込まれて、第１遮光膜１０４が形成される。
【００７９】
これにより、図５の矢印Ｑ３１に示すように、基板１０１に設けられた第１転送電極１０２−１および第１転送電極１０２−２上に、それぞれ第１遮光膜１０４−３および第１遮光膜１０４−４が形成される。また、第２転送電極１０３−１および第２転送電極１０３−３上に第１遮光膜１０４−１が形成されるとともに、第２転送電極１０３−２および第２転送電極１０３−４上に第１遮光膜１０４−２が形成される。
【００８０】
なお、矢印Ｑ３１に示す固体撮像素子３２において、図中、縦方向および横方向は、それぞれ垂直方向および水平方向を示している。
【００８１】
この例では、基板１０１上の中央にある受光部７１の開口部分にも絶縁膜１０５が設けられた状態となっている。また、矢印Ｑ３１に示す固体撮像素子３２における、中央部分の断面、つまりＡ２−Ａ２’断面では、例えば矢印Ｑ３２に示すように、第１転送電極１０２を覆うように第１遮光膜１０４が絶縁膜１０５に埋め込まれている。
【００８２】
なお、矢印Ｑ３２に示す断面では、図中、横方向が水平方向であり、図中、奥行き方向が垂直方向である。ここで、第１転送電極１０２の基板１０１に対向する面と、第１遮光膜１０４の基板１０１に対向する面が同一平面上に位置し、かつそれらの面が基板１０１の表面と平行となるようにされる。つまり、それらの面から基板１０１の表面までの距離が均一になるように加工が行なわれる。
【００８３】
また、第１遮光膜１０４は、第１転送電極１０２に対して水平方向の幅が片側で10乃至100nmだけ広くなるように形成されており、これにより垂直転送部７２に対する遮光性も確保されている。なお、第１遮光膜１０４を形成するときに、第１遮光膜１０４と第１転送電極１０２との安定したコンタクト性能を確保するため、Ti，TiN等のバリアメタルなどが第１遮光膜１０４と第１転送電極１０２の間に成膜されるようにしてもよい。
【００８４】
さらに、矢印Ｑ３１に示す固体撮像素子３２の垂直転送部７２の断面、つまりＢ２−Ｂ２’断面では、矢印Ｑ３３に示すように、第１転送電極１０２と第２転送電極１０３の図中、上側に第１遮光膜１０４が形成されている。Ｂ２−Ｂ２’断面においても、第１遮光膜１０４は、絶縁膜１０５に埋め込まれた状態となっている。
【００８５】
図４のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ１３において、ステップＳ１２の処理で形成された第１遮光膜１０４を覆うように、SiO2等により絶縁膜１０５がさらに成膜される。
【００８６】
そして、ステップＳ１４において、基板１０１上の受光部７１近傍の部分、つまり画素（受光部７１）の開口となる部分と、第１遮光膜１０４の部分の絶縁膜１０５が、リソグラフィおよびドライエッチングにより除去される。
【００８７】
これにより、例えば図５の矢印Ｑ３４に示す固体撮像素子３２の点線で囲まれる領域にある絶縁膜１０５が除去される。なお、矢印Ｑ３４に示す固体撮像素子３２において、図中、縦方向および横方向は、それぞれ垂直方向および水平方向を示している。
【００８８】
この例では、第１遮光膜１０４を覆うように成膜された絶縁膜１０５のうち、受光部７１直上の部分と、第１遮光膜１０４−３および第１遮光膜１０４−４の上面（基板１０１側とは反対側の面）の部分とが除去されている。
【００８９】
したがって、固体撮像素子３２における中央部分の断面、つまりＡ３−Ａ３’断面では、矢印Ｑ３５に示すように、第１遮光膜１０４の表面や、受光部７１近傍の第１遮光膜１０４−３と第１遮光膜１０４−４の間には絶縁膜１０５がない状態となっている。
【００９０】
また、矢印Ｑ３４に示す固体撮像素子３２の垂直転送部７２の断面、つまりＢ３−Ｂ３’断面では、矢印Ｑ３６に示すように第１遮光膜１０４−３の図中、上側の面の一部が、絶縁膜１０５がない状態となっている。これに対して、第１遮光膜１０４−１と第１遮光膜１０４−２の図中、上側の面は絶縁膜１０５により覆われた状態となっている。
【００９１】
図４のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ１５において、基板１０１上の絶縁膜１０５の部分と、絶縁膜１０５が除去された第１遮光膜１０４の部分とを覆うように、第２遮光膜１０６が成膜される。
【００９２】
これにより、例えば図６の矢印Ｑ３７に示すように、基板１０１上に設けられた第１遮光膜１０４や絶縁膜１０５が全体的に第２遮光膜１０６により覆われる。なお、矢印Ｑ３７に示す固体撮像素子３２において、図中、縦方向および横方向は、それぞれ垂直方向および水平方向を示している。
【００９３】
矢印Ｑ３７に示す固体撮像素子３２における中央部分の断面、つまりＡ４−Ａ４’断面では、矢印Ｑ３８に示すように、第１遮光膜１０４の表面や、基板１０１表面に成膜された絶縁膜１０５の受光部７１近傍の部分が第２遮光膜１０６で覆われている。
【００９４】
また、矢印Ｑ３７に示す固体撮像素子３２の垂直転送部７２の断面、つまりＢ４−Ｂ４’断面では、矢印Ｑ３９に示すように、第１遮光膜１０４−３の図中、上側の面の露出していた部分と、絶縁膜１０５の部分とが第２遮光膜１０６で覆われている。
【００９５】
このように第２遮光膜１０６を成膜することで、第１転送電極１０２上において、第１遮光膜１０４と第２遮光膜１０６とが電気的に接続された状態となる。つまり、第２遮光膜１０６に電圧を印加すると、その電圧は第２遮光膜１０６および第１遮光膜１０４を介して第１転送電極１０２にも印加されるようになる。
【００９６】
なお、第２遮光膜１０６が成膜されても、矢印Ｑ３９に示すように、第１遮光膜１０４−１および第１遮光膜１０４−２と、第２遮光膜１０６とは、それらの間に設けられた絶縁膜１０５により絶縁された状態となっている。
【００９７】
図４のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ１６において、ステップＳ１５の処理で成膜された第２遮光膜１０６の一部が、リソグラフィおよびドライエッチングにより除去され、最終的な固体撮像素子３２とされる。
【００９８】
例えば、図６の矢印Ｑ４０に示すように、固体撮像素子３２の点線で囲まれる領域にある第２遮光膜１０６が除去される。なお、矢印Ｑ４０に示す固体撮像素子３２において、図中、縦方向および横方向は、それぞれ垂直方向および水平方向を示している。
【００９９】
この例では、第２遮光膜１０６における受光部７１直上の部分、第１遮光膜１０４−１および第１遮光膜１０４−２の直上の部分、並びに第１遮光膜１０４−３および第１遮光膜１０４−４の上面の端部分が除去される。
【０１００】
これにより、矢印Ｑ４０に示す固体撮像素子３２における中央部分の断面、つまりＡ５４−Ａ５’断面では、矢印Ｑ４１に示すように、第１転送電極１０２を覆う第１遮光膜１０４の表面に形成された第２遮光膜１０６の一部と、受光部７１近傍の第２遮光膜１０６とが除去されている。
【０１０１】
この例では、第２遮光膜１０６が、第１遮光膜１０４よりも水平方向に細い線幅で形成されているので、受光部７１の開口がより広くなっている。また、第１遮光膜１０４の側面に、第２遮光膜１０６がサイドウォール状に形成されているので、遮光性能が強化された状態となっている。
【０１０２】
また、矢印Ｑ４０に示す固体撮像素子３２の垂直転送部７２の中央部分の断面、つまりＢ５−Ｂ５’断面では、矢印Ｑ４２に示すように、第１転送電極１０２と第２転送電極１０３の間の部分（ギャップ）や、第１遮光膜１０４−３が第２遮光膜１０６−１により覆われている。したがって、これらのギャップ等に不要な光が入射することもない。
【０１０３】
同様に、矢印Ｑ４０に示す固体撮像素子３２の垂直転送部７２の端近傍の部分の断面、つまりＣ１−Ｃ１’断面では、矢印Ｑ４３に示すように、第１転送電極１０２と第２転送電極１０３の間のギャップや、第１遮光膜１０４−３の一部が第２遮光膜１０６−１により覆われている。したがって、矢印Ｑ４３に示す場合においても、これらのギャップ等に不要な光が入射することはなく、遮光性を向上させることができる。
【０１０４】
以上のようにして第２遮光膜１０６の一部が除去され、最終的な固体撮像素子３２が得られると、製造処理は終了する。
【０１０５】
固体撮像素子３２の製造時には、第１転送電極１０２や第２転送電極１０３に対して第１遮光膜１０４が形成され、その第１遮光膜１０４上などに第２遮光膜１０６が形成され、適宜、第２遮光膜１０６が加工されて最終的な固体撮像素子３２とされる。
【０１０６】
このように、信号線としても機能し、第１転送電極１０２上に形成される遮光膜を、第１遮光膜１０４と第２遮光膜１０６に分けて、つまり２回に分けて形成することにより、より微細で複雑な形状の遮光膜をより簡単に形成することができる。したがって、より簡単に高開口な画素を有する固体撮像素子３２を得ることができる。
【０１０７】
なお、固体撮像素子３２はCCDセンサに限らず、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなど、どのようなセンサであってもよい。
【０１０８】
また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１０９】
さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
【０１１０】
［１］
入射した光を光電変換して信号電荷を生成する受光部と、
前記受光部近傍の導電材料と、
前記導電材料の少なくとも一部を覆うように形成された第１の遮光膜と、
前記第１の遮光膜の一部または全部の表面に形成された第２の遮光膜と
を備える固体撮像素子。
［２］
前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜は、導電性を有する部材からなり、
前記導電材料には、前記固体撮像素子の駆動時に前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜を介して電圧が印加される
［１］に記載の固体撮像素子。
［３］
前記導電材料は、前記受光部に蓄積された前記信号電荷を読み出すときに電圧が印加される転送電極である
［２］に記載の固体撮像素子。
［４］
前記第２の遮光膜は、前記導電材料と前記導電材料に隣接する前記受光部とが並ぶ方向の幅が、前記第１の遮光膜の前記方向の幅よりも狭くなるように形成されている
［１］乃至［３］の何れかに記載の固体撮像素子。
［５］
前記第１の遮光膜の前記受光部側の側面には、サイドウォール状に前記第２の遮光膜が形成されている
［１］乃至［４］の何れかに記載の固体撮像素子。
［６］
前記導電材料は、ポリシリコンによって形成されており、
前記第１の遮光膜および前記第２の遮光膜は、タングステンによって形成されている
［１］乃至［５］の何れかに記載の固体撮像素子。
【符号の説明】
【０１１１】
１１  撮像装置，  ２１  撮像ユニット，  ３２  固体撮像素子，  ７１  受光部，  ７２  垂直転送部，  ８１  タイミング発生回路，  １０２  第１転送電極，  １０３  第２転送電極，  １０４  第１遮光膜，  １０５  絶縁膜，  １０６  第２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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