JP2012114197A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレア防止膜を形成せずにフレアの発生を抑制し、オプティカルブラックによるオフセット量測定精度が高められる固体撮像装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】積層型の固体撮像装置１００において、有効画素領域１１０及び周辺領域１３０で同時に形成される光電変換膜４２は、周辺領域１３０では、金属からなる配線３７に向かって入射された光を吸収することにより、配線３７での反射を低減させるフレア防止膜としての機能を果たし、また配線３７ｂ上部を露出させ、周辺領域１３０で発生した電子がオプティカルブラック領域１２０へ入り込むのを防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光電変換膜が基板上に積層された積層型の固体撮像装置に関する。

図１８は、従来の固体撮像装置の構成を示す斜視図である。固体撮像装置９００は、複数の画素が配列されたセンサ部９１０と、その周辺において金属配線９２２、ボンディングパッド９３０、及びフレア防止膜９２４が設けられた配線部９２０とを有する。フレア防止膜９２４は、光を吸収する色素を含む材料からなり、金属配線９２２を覆うように形成されている。

フレアは散乱光とも呼ばれ、カメラの筺体内でレンズの背面と固体撮像装置の金属配線との間で光が多重反射しているうちに、そのうちの一部がセンサ部に入ることで起こるノイズである。フレアが起きると、例えば、撮像画像においてコントラストが低下したり、撮像画像が部分的に白くなったり色がにじむ等して、画質が低下してしまう。

図１８に示す固体撮像装置９００では、金属配線９２２が光吸収性のフレア防止膜９２４で覆われている。そのため、金属配線９２２に向かって入射された光はフレア防止膜９２４で吸収されるので、金属配線９２２での反射を防止することができ、その結果、フレアの発生を防止することができる。

特開２００３−２３４４５６号公報

しかしながら、上記固体撮像装置の製造では、フレア防止膜を形成する工程を別途実施しなければならないため、その分、製造コストが高くなるという課題がある。
本発明は、フレア防止膜を形成する工程を不要としつつ、それでいてフレアの発生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を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置は、基板と、基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上の第１領域に、画素毎に形成された複数の下部電極と、絶縁膜の第１領域において、複数の下部電極を覆うように形成された光電変換膜と、光電変換膜上に形成された透光性を有する上部電極とを備え、絶縁膜において、第１領域に隣接する第２領域内に、各画素の信号を読み出すための配線が埋設されており、第１領域に形成された光電変換膜が、さらに、絶縁膜内に埋設された配線を覆うように、第２領域における絶縁膜上に拡がっていることを特徴とする。

また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、第１領域及び第２領域における基板上に、各画素の信号電荷を読み出すための配線が第２領域において埋設された絶縁膜を、形成する工程と、第１領域における絶縁膜上に、画素毎に複数の下部電極を形成する工程と、第１領域において複数の下部電極を覆うように、かつ第２領域における絶縁膜上において絶縁膜内に埋設された配線を覆うように、光電変換膜を形成する工程と、光電変換膜上に、透光性を有する上部電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。

上記構成では、第１領域に形成されている光電変換膜が、さらに、第２領域における絶縁膜上において、絶縁膜内に埋設された配線を覆うように拡がっている。光電変換膜は入射光を吸収して電荷を生成する特性を有する。そのため、光電変換膜は、第１領域では各画素の信号を生成する機能を果たし、第２領域では、配線に向かって入射された光を吸収することにより配線での反射を低減させるフレア防止膜としての機能を果たす。また、第２領域に拡がる光電変換膜は、第１領域に光電変換膜を形成する際についでに形成することができる。したがって、フレア防止膜を形成する工程を不要としつつ、それでいてフレアの発生を抑制することができる。

また、本発明の製造方法では、フレア防止膜を形成する工程を不要としつつ、それでいてフレアの発生を抑制することができる固体撮像装置を製造することができる。

本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置を上方から見たときの各領域を示す図である。 図１に示した固体撮像装置の画素部の断面図である。 図１に示した固体撮像装置の画素部の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。 図１に示した固体撮像装置の画素部の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。 図１に示した固体撮像装置の画素部の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。 図１に示した固体撮像装置の画素部の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の画素部の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置の上方から見たときの上部電極の形状を示す図である。 図８に示した固体撮像装置の画素部の断面図である。 本発明の実施の形態４に係る固体撮像装置の上方から見たときの金属膜及び金属配線の形状を示す図である。 図１０に示した固体撮像装置の画素部の断面図である。 図１０に示した固体撮像装置の画素部の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。 図１０に示した固体撮像装置の画素部の製造工程の一部を模式的に示す工程断面図である。 本発明の実施の形態５に係る固体撮像装置の画素部の断面図である。 図１４に示した固体撮像装置を説明するための模式図である。 本発明の変形例に係る固体撮像装置の画素部の断面図である。 固体撮像装置の金属配線の形状を示す図である。 従来の固体撮像装置の斜視図である。

[実施の形態１]
１．固体撮像装置１００の構成の概略
図１は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００を上方から見たときの各領域を示す図である。

固体撮像装置１００は、第１領域として画素領域１１５、それに隣接し周辺を囲む第２領域として周辺領域１３０、さらにその周辺を囲むパッド領域１４０を有する。
画素領域１１５は、複数の画素が配列された領域であり、有効画素領域１１０とその周辺のオプティカルブラック領域１２０とからなる。

周辺領域１３０は、各画素から信号を読み出すための配線が設けられた領域である。
パッド領域１４０は、周辺領域１３０に設けられた配線を外部接続するためのボンディングパッド３９が設けられた領域である。

図２は、図１に示した固体撮像装置１００のＡ−Ａ線での断面図である。
半導体基板１０内に、画素間を絶縁するＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）１１が形成され、画素毎に蓄積ダイオード１３、フローティングディフュージョン１５、リセットトランジスタドレイン１９が形成されている。半導体基板１０上には、ゲート酸化膜２０が形成されている。ゲート酸化膜２０上には、リセットゲート２１、転送ゲート２３、増幅トランジスタゲート２５が形成され、さらに、これらのゲートを覆うように層間絶縁膜２２が形成されている。層間絶縁膜２２内には、銅製の配線３１，３７とＷ（タングステン）製のプラグ２７とが形成されている。

層間絶縁膜２２上には、層間絶縁膜３０，３２が形成されている。層間絶縁膜３０内には、銅製の配線３３，３７と銅製のプラグ３５とが形成されている。層間絶縁膜３２上には、アルミニウム製の配線３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ、ボンディングパッド３９が形成され、配線３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを覆うように保護酸化膜４０が形成されている。配線３７ａが形成されている位置には、保護酸化膜４０が開口されてなる開口４０ａがある。保護酸化膜４０上には、画素毎に下部電極４１が形成され、下部電極４１を覆うように、光電変換膜４２が形成されている。光電変換膜４２上には、透光性を有する上部電極４４が形成されている。上部電極４４は、保護酸化膜４０に設けられた開口４０ａを介して、配線３７ａと電気的に接続されている。

上部電極４４上には、オプティカルブラック領域１２０に金属材料からなる金属膜５１が形成され、さらに金属膜５１を覆うように平坦化膜５０が形成されている。平坦化膜５０上には、カラーフィルター５２、平坦化膜５４、画素毎のマイクロレンズ５６がそれぞれ形成されている。

このように、固体撮像装置１００は、半導体基板１０上に、ゲート酸化膜２０、層間絶縁膜２２，３０，３２、及び保護酸化膜４０からなる絶縁膜が形成され、当該絶縁膜上に光電変換膜４２が形成され、当該絶縁膜内に各画素の信号を読み出すための配線３７等が埋設された、いわゆる積層型の固体撮像装置の構造を有している。
２．固体撮像装置１００の詳細な説明
図２を用いて、固体撮像装置１００の要部について、構成を詳細に説明する。

光電変換膜４２は、例えば、α―Ｓｉ膜のような無機光導電膜等により形成され、画素領域１１５及び周辺領域１３０の両方に連続的に拡がっており、特に、周辺領域１３０において、配線３７ａを除く配線３７を覆うよう拡がっている。

光電変換膜４２は、可視光域に感度を有し、入射光から電子と正孔を作り出す。画素領域１１５において、光電変換膜４２は光を吸収し、各画素の信号電荷を生成する機能を果たす。一方、周辺領域１３０において、光電変換膜４２は、配線３７に向かって入射された光を吸収することにより、配線３７での反射を低減させ、フレア防止膜としての機能を果たす。

周辺領域1３０における光電変換膜４２内で発生した電子は、一定時間が経過すると、光電変換膜４２内で正孔と再結合して消滅する。そのため、当該電子が画素領域１１５に入り込むことにより、画質に影響を与える可能性は低い。仮に、当該電子がオプティカルブラック領域１２０に入り込む可能性がある場合には、オプティカルブラック領域１２０における最も周辺領域１３０に近い部分にある画素から取り出される信号を使わない仕様にする等の対策を採ることができる。

上部電極４４は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＺｎＯ（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）により形成され、画素領域１１５及び周辺領域１３０の両方に拡がっている。配線３７ａは保護酸化膜４０の開口された部分である開口４０ａにあり、開口４０ａを介して上部電極４４と接続されている。上部電極４４は、図示はしていないが、電源の負極、例えば、グラウンドに接続される。下部電極４１も、図示はしていないが、蓄積ダイオード１３、フローティングディフュージョン１５、リセットトランジスタドレイン１９を介して電源の正極に接続されている。よって、画素領域１１５における光電変換膜４２では、上部電極４４と下部電極４１との間に、バイアス電圧が発生する。光電変換膜４２内で発生した電子は、当該バイアス電圧により、下部電極４１に引き寄せられる。その後、当該電子は各画素の下部電極４１を介して、信号電荷として外部に取り出される。

金属膜５１は、上部電極４４の材料よりも電気抵抗率の小さい金属材料からなっており、光を反射する性質を持ち遮光膜として働く。よって、オプティカルブラック領域１２０に入射した光は、その多くが金属膜５１で反射され、光電変換膜４２への入射光が低減される。また、図１に示すように、有効画素領域１１０の幅１１０ａ、オプティカルブラック領域１２０の幅１２０ａ、周辺領域１３０の幅の１３０ａ、それぞれの比は約１００：５：５０であり、オプティカルブラック領域１２０の面積は有効画素領域１１０の面積と比べて小さい。そのため、オプティカルブラック領域１２０における金属膜５１で反射された光に起因する多重反射光は少なく、当該多重反射光が有効画素領域１１０に入り込むことによるフレアを引き起こす可能性は低い。

なお、オプティカルブラック領域１２０は、固体撮像装置１００のオフセット量を検出するために用いられる。入射光に起因しない信号電荷が、オプティカルブラック領域１２０における光電変換膜４２に存在する場合、当該信号電荷は蓄積ダイオード１３へ転送され、その後外部に取り出される。この入射光に起因しない信号電荷に起因する電流は、暗電流と呼ばれる。有効画素領域１１０で測定される信号電荷量から、オプティカルブラック領域１２０で測定される信号電荷量を差し引くことで、有効画素領域１１０における適正な信号電荷量を測定することができる。
３．固体撮像装置１００の製造方法
本発明の実施の形態１における固体撮像装置１００の製造方法について、図３〜８を用いて、要部となる工程である絶縁膜形成工程以降の工程を中心に説明する。

図３（ａ）では、配線３１，３３，３７が埋設されている絶縁膜である、ゲート酸化膜２０、層間絶縁膜２２，３０，３２、及び保護酸化膜４０の形成が終了している。
次に、図３（ｂ）に示すように、有効画素領域１１０とオプティカルブラック領域１２０において、画素毎に下部電極４１を形成する。具体的には、保護酸化膜４０上に、ＡｌやＷ、Ｍｏ（モリブデン）、ＴｉＮ（窒化チタン）等からなる金属膜を１００ｎｍ〜３００ｎｍ堆積し、一般的なフォトリソグラフィ技術とエッチング技術によって形成される。下部電極４１は画素毎に分離されており、この面積が画素の実効的な開口率を決定している。例えば、１．０ｕｍ〜１．４ｕｍの画素サイズにおいて画素間の分離幅が画素サイズの１／１０〜２／１０とすれば、開口率は約６４％〜約８１％と見積もられる。

図４（ａ）に示すように、下部電極４１が形成された保護酸化膜４０上に、プラズマＣＶＤやスパッタで、光電変換膜４２の材料４２ａを堆積する。具体的には、α―Ｓｉ膜を一面に１００ｎｍ〜１ｕｍ堆積する。

前記光電変換膜４２の材料４２ａの上に、図４（ｂ）に示すように、一般的なフォトリソグラフィ技術によって、レジストパターン７０を形成する。レジストパターン７０は、有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０における配線３７ａを除く配線３７を覆うように形成されている。

次に、図５（ａ）に示すように、有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０に拡がるように、光電変換膜４２を形成する。具体的には、レジストパターン７０をマスクに、一般的なエッチング技術によって光電変換膜４２の材料４２ａをエッチングすることにより、マスクされた部分以外の光電変換膜４２の材料４２ａを除去する。その後、レジストパターン７０を除去する。

前記有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０の光電変換膜４２の上に、図５（ｂ）に示すように、上部電極４４を形成する。具体的には、有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０における光電変換膜４２上と、パッド領域１４０における保護酸化膜４０上とに、スパッタやＣＶＤで、ＩＴＯやＺｎＯよりなる上部電極４４の材料を一面に数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ堆積する。上部電極４４の材料の上に、一般的なフォトリソグラフィ技術によって、レジストパターンを形成する。レジストパターンは、有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０上に形成される。レジストパターンをマスクに、一般的なエッチング技術によって上部電極４４の材料をエッチングすることにより、マスクされた部分以外の上部電極４４の材料を除去する。その後、レジストパターンを除去する。

前記オプティカルブラック領域１２０における上部電極４４上に選択的に、図６（ａ）に示すように、金属膜５１を形成する。具体的には、有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０における上部電極４４上と、パッド領域１４０における保護酸化膜４０上とに、スパッタやＣＶＤで金属膜５１の材料を１００ｎｍ〜３００ｎｍ堆積する。金属膜５１の材料上に、一般的なフォトリソグラフィ技術によって、周辺領域１２０にレジストパターンを形成する。レジストパターンをマスクに、一般的なエッチング技術によって金属膜５１の材料をエッチングすることにより、オプティカルブラック領域１２０以外の金属膜５１の材料を除去する。その後、レジストパターンを除去する。

前記有効画素領域１１０及びオプティカルブラック領域１２０における金属膜５１が形成された上部電極４４の上に、図６（ｂ）に示すように、有機材料からなる平坦化膜５０、カラーフィルター５２、平坦化膜５４、及びマイクロレンズ５６を順次、形成する。
４．効果
本実施の形態によれば、周辺領域１３０に拡がっている光電変換膜４２は、入射光を吸収して電荷を生成する特性を有する。そのため、光電変換膜４２は、周辺領域１３０では、金属からなる配線３７に向かって入射された光を吸収することにより、配線３７での反射を低減させるフレア防止膜としての機能を果たす。図４（ａ）から図５（ｂ）に示したように、光電変換膜４２は、有効画素領域１１０及び周辺領域１３０で同時に形成されるので、フレア防止膜を形成する工程を不要としつつ、それでいてフレアの発生を抑制することができる固体撮像装置１００が可能になる。

また、従来のフレア防止膜を形成する工程では、一旦、固体撮像装置の表面全体にフレア防止膜の材料を塗布した後、画素領域上面部分をドライエッチングして除去する。この際、画素領域がエッチングにより損傷し、暗電流や画像欠陥が発生してしまうことがある。しかしながら、本実施形態の製造方法では、フレア防止膜として働く光電変換膜４２が、画素領域１１５上にも形成されるので、別途フレア防止膜を形成する工程は不要となる。そのため、エッチングダメージによる、暗電流や画像欠陥を抑制することができる。
[実施例２]
図７（ａ）は、本発明の実施の形態２における、固体撮像装置２００の断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の一部拡大図である。下記以外の構成は、固体撮像装置１００と同じなので説明を省略する。

周辺領域１３０における光電変換膜４２上には、上部電極４４が画素領域１１５から延出して形成されている。また、周辺領域１３０において、配線３７ｃ，３７ｄは保護酸化膜４０に埋設されており、配線３７ａ，３７ｂは保護酸化膜４０の開口された部分である開口４０ａ，４０ｂにそれぞれ形成され、露出している。

開口４０ａを通じて露出した配線３７ａは、上部電極４４と電気的に接続され、上部電極４４の電圧は配線３７ａから供給されている。開口４０ｂを通じて露出した配線３７ｂは、配線３７ｂの上を覆っている光電変換膜４２と接触していると共に電気的に接続され、上部電極４４より高い電圧に接続されている。すなわち、配線３７ｂが、図示はしていないが、電源の正極に接続されており、上部電極４４も、図示はしていないが、電源の負極、例えばグラウンドに接続され、周辺領域１３０における光電変換膜４２には、配線３７ｂを正極とする電界が発生する。

周辺領域１３０では、入射光が光電変換膜４２内で電子に変換され、この電子は電界により、露出している配線３７ｂに引き寄せられ、配線３７ｂを介して外部に排出される。そのため、周辺領域１３０で発生した電子が、オプティカルブラック領域１２０へ入り込み、オプティカルブラック領域１２０における電子に混入し、電流の大きさに影響を与えることを抑制できる。すなわち、オプティカルブラック領域１２０のオフセット量測定の精度がより高められる。
［実施例３］
図８は、本発明の実施の形態３における、固体撮像装置３００の上方から見たときの上部電極４４の形状を示す図である。上部電極４４は、有効画素領域１１０及びオプティカルブラック領域１２０に設けられた上部電極４４ａと、周辺領域１３０に設けられた上部電極４４ｂとからなる。上部電極４４ｂは、上部電極４４ａと同じ材料からなる周辺電極として形成されている。上部電極４４は、周辺領域１３０とオプティカルブラック領域１２０との境界に溝１５０を有し、溝１５０で電気的、物理的に断絶されている。すなわち、画素領域１１５における上部電極４４ａと、周辺領域１３０における上部電極４４ｂとの間に隙間が存在している。

画素領域１１５における上部電極４４ａと、周辺領域１３０における上部電極４４ｂとには、それぞれ異なる電圧が印加されている。上部電極４４ａの電圧供給部１６０が、パッド領域１４０のボンディングパッド３９と電気的に接続されることで、画素領域１１５における上部電極４４ａに電圧が印加される。

図９（ａ）は固体撮像装置３００の断面図である。下記以外の構成は、固体撮像装置１００と同じなので説明を省略する。上部電極４４は、有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０において、光電変換膜４２上に拡がっている。配線３７ｂ，３７ｃは保護酸化膜４０で覆われている。配線３７ａは保護酸化膜４０の開口された部分、開口４０ａに形成され露出し、光電変換膜４２と接触している。よって、上部電極４４ｂには配線３７ａから電圧が付加され、周辺領域１３０における光電変換膜４２には、上部電極４４ｂを正極とする電界が発生する。

上部電極４４は、画素領域１１５と周辺領域１３０との間において、電気的、物理的に断絶されている。周辺領域１３０における光電変換膜４２で発生した電子は、上部電極４４ｂに引き寄せられ外部に排出される。そのため、周辺領域１３０で発生した電子が、オプティカルブラック領域１２０における電子に混入し、電流の大きさに影響を与えることを抑制できる。その結果、オプティカルブラック領域１２０のオフセット量測定の精度がより高められる。なお、周辺領域１３０における光電変換膜４２に正孔が一定数以上存在すると、電子と正孔との再結合が起こる。

また、画素領域１１５全面で、上部電極４４の印加電圧が均一になるように、電圧供給部１６０は図８で示したような一方向だけでなく、複数方向、例えば、四辺から供給されてもよい（図示せず）。
[実施例４]
１．固体撮像装置４００の構成
図１０は、本発明の実施の形態４における、固体撮像装置４００の上方から見たときの金属膜５１及び金属配線５３の形状を示す図である。金属配線５３は、有効画素領域１１０の隣り合う画素間を通るメッシュ状に形成されている。金属配線５３は、金属膜５１と連続的に形成され、その端部はパッド領域１４０におけるボンディングパッド３９に接続されている。金属配線５３はオプティカルブラック領域１２０に形成された金属膜５１と同一の材料からなり、金属膜５１及び金属配線５３の材料は、上部電極４４と比べて電気抵抗率が低い。

図１１は、図１０に示した固体撮像装置４００のＡ−Ａ線での断面図である。下記以外の構成は、固体撮像装置１００と同じなので説明を省略する。有効画素領域１１０において、上部電極４４の上面の一部を覆うように金属配線５３が形成されている。また、金属配線５３は、隣接する下部電極４１の隙間上に形成されている。
２．製造方法
本発明の実施の形態４における固体撮像装置４００の製造方法について、本発明の実施の形態１との差異を中心に、要部となる工程を、図１２及び図１３を用いて説明する。

図１２（ａ）に示すように、半導体基板１０上に、配線３１，３３，３７が埋設されている絶縁膜である層間絶縁膜２２，３０，３２下部電極４１、光電変換膜４２、及び上部電極４４の形成が終了している。有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０における上部電極４４上と、パッド領域１４０における保護酸化膜４０及びボンディングパッド３９上とに、スパッタやＣＶＤで金属膜５１及び金属配線５３の材料５１ａを１００ｎｍ〜３００ｎｍ堆積する。

図１２（ｂ）に示すように、金属膜５１及び金属配線５３の材料５１ａ上に、一般的なフォトリソグラフィ技術によって、有効画素領域１１０における隣接する下部電極４１の隙間上と、オプティカルブラック領域１２０とに、レジストパターン７１を形成する。

次に、図１３（ａ）に示すようにオプティカルブラック領域１２０において上部電極４４上を覆うような金属膜５１と、有効画素領域１１０において隣接する画素間を通るメッシュ状の金属配線５３とを、形成する。具体的には、レジストパターン７１をマスクに、一般的なエッチング技術によって金属膜５１及び金属配線５３の材料５１ａをエッチングすることにより、マスクされた部分以外の金属膜５１及び金属配線５３の材料５１ａを除去する。その後、レジストパターン７１を除去する。

図１３（ｂ）に示すように、本発明の実施の形態１と同様に、有効画素領域１１０及びオプティカルブラック領域１２０において、金属膜５１と金属配線５３とが形成された上部電極４４の上に、有機材料からなる平坦化膜５０、カラーフィルター５２、平坦化膜５４、及びマイクロレンズ５６を順次、形成する。
３．効果
有効画素領域１１０において、隣接する下部電極４１の隙間上における上部電極４４上に、メッシュ状に金属配線５３が形成される。そのため、隣接する下部電極４１の隙間の幅以上に開口率を低下させることなく、上部電極４４と金属配線５３との合成抵抗を大幅に低下することが可能となる。その結果、従来の上部電極４４の高い配線抵抗が原因で問題となった、撮像画素領域の中央部と周辺部とにおいて電圧降下が大きくなり画像が劣化することを、抑制することができる。
[実施例５]
図１４は、本発明の実施の形態５における、固体撮像装置５００の断面図である。下記以外の構成は、固体撮像装置１００と同じなので説明を省略する。

周辺領域１３０において、光電変換膜４２を覆う上部電極４４の上に、上部電極４４全体を覆うように平坦化膜５０，５４及びカラーフィルター５２が形成されている。平坦化膜５０，５４とカラーフィルター５２とは、画素領域１１５におけるものとそれぞれ同一の材料によって、構成されている。

図１５（ａ）に示すように、有効画素領域１１０及びオプティカルブラック領域１２０にのみ、カラーフィルター５２を形成した場合、オプティカルブラック部の１２０の両端周辺部５５ａにおいて、平坦化膜５４の膜厚が不均一になってしまう。そのため、カラーフィルター構造の段差が、光電変換により信号を生成する画素領域１１５にできる。この構成を採ると、段差が原因の光学的な干渉縞が有効画素領域１１０に発生しやすくなり、撮像画像のノイズを引き起こすことがある。

一方、図１５（ｂ）に示すよう、有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０にカラーフィルター５２を形成すると、周辺領域１３０の両端周辺部５５ｂに、カラーフィルター５２の膜厚が不均一な部分ができる。周辺領域１３０は受光部からは離れており、周辺領域１３０にカラーフィルター構造の段差ができたとしても、撮像画像には影響が無い。このように、周辺領域１３０にカラーフィルター５２を形成することにより、画素周辺のカラーフィルター構造の段差を緩和することができ、段差が原因の光学的な干渉縞による画質の低下を抑えることが可能となる。

また、赤色、緑色、青色いずれかのカラーフィルター５２を有効画素領域１１０、オプティカルブラック領域１２０、及び周辺領域１３０に形成すると、画素領域１１５に所定のカラーフィルター５２を形成する工程と同時に、周辺領域１３０にもカラーフィルター５２を形成できるため、製造方法が簡便である。なお、周辺領域１３０において、カラーフィルター５２の代わりに黒色の顔料を混ぜた樹脂等を形成すると、青色カラーフィルターを形成する場合と比べ、遮光効果はより高くなるが製造工程の簡便性は劣ることとなる。また、緑色、赤色のカラーフィルターと比べ、青色のカラーフィルターは遮光効果に優れているので、周辺領域におけるカラーフィルターとして青色の光を遮光するカラーフィルターを用いることが望ましい。
［変形例］
１．光電変換膜
実施の形態では、画素領域１１５において、光電変換膜４２は、画素毎に分離されておらず連続的に形成されるが、図１６（ａ）で示すよう、画素毎に分離された光電変換膜４２を用いた固体撮像装置６００としても良い。固体撮像装置６００では、光電変換膜４２の画素ごとの隙間に、絶縁膜４５を埋め込んでいる。この構成を採れば、各画素における電荷が別の画素に入り込むことを防ぎ、斜め入射光によるクロストークに起因する撮像画像の劣化を低減することができる。

また、図１６（ｂ）に示すよう、画素毎に分離された光電変換膜４２の分光感度を異ならせれば、画素毎に分光感度の異なるカラーフィルターを用いず、画素毎の分光感度を異ならせた固体撮像装置７００としても良い。この構成を採れば、カラーフィルターを製造する工程を減らすことができる。
２．走査回路
走査回路として、例えば、ＭＯＳ走査回路、ＣＣＤ等、任意の走査回路を用いても良い。
３．金属配線
実施の形態３で示した金属配線５３の有効画素領域１１０上における形状は、前述のようなメッシュ状の他にも、例えば、ストライプ状等他の形状を採っても良い。

また、有効画素領域１１０における金属配線５３は、実施の形態及び変形例で示すように、金属配線を有効画素領域全体に亘って形成する他にも、例えば、図１７（ａ）のように、有効画素領域１１１０の一部にのみ金属配線５３を形成し、その端部の４箇所をボンディングパッド３９に接続する形状、図１７（ｂ）のように、有効画素領域１１０の一部にのみ金属配線５３を形成し、その端部の２箇所をボンディングパッド３９に接続する形状等を採っても良い。なお、オプティカルブラック領域１２０には、金属膜５１が形成されている。
４．その他
なお、本発明に係る固体撮像装置の構成などは、上記実施の形態及び変形例に係る固体撮像装置の構成に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において、種々の変形および応用が可能である。そして、技術的思想を逸脱しない範囲において、上述の各工程で使用したプロセスを他の等価なプロセスに置換することが可能である。また、工程順を入れ替えることも、材料種を変更することも可能である。

本発明は、デジタルカメラ等に利用でき、フレア防止膜を形成する工程を不要としつつ、それでいてフレアの発生を抑制し画質の劣化が抑制された固体撮像装置を実現するのに有用である。

１０ 半導体基板
３７ 配線
４１ 下部電極
４２ 光電変換膜
４４ 上部電極
５１ 金属膜
５２ カラーフィルター
５３ 金属配線
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，９００ 固体撮像装置
１１０ 有効画素領域
１１５ 画素領域
１２０ オプティカルブラック領域
１３０ 周辺領域
１４０ パッド領域

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された絶縁膜と、
   前記絶縁膜上の第１領域に、画素毎に形成された複数の下部電極と、
   前記絶縁膜の第１領域において、前記複数の下部電極を覆うように形成された光電変換膜と、
   前記光電変換膜上に形成された透光性を有する上部電極と
   を備え、
   前記絶縁膜において、前記第１領域に隣接する第２領域内に、各画素の信号を読み出すための配線が埋設されており、
   前記第１領域に形成された光電変換膜が、さらに、前記絶縁膜内に埋設された配線を覆うように、前記第２領域における前記絶縁膜上に拡がっている
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記第２領域における前記絶縁膜の一部が開口され、当該開口を通じて露出した配線が、その上に存在する前記光電変換膜と接触していると共に、電源の正極に接続されており、
   一方、前記第２領域の前記光電変換膜上には、前記上部電極が、前記第１領域から延出して形成されると共に、電源の負極と接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記第２領域の前記光電変換膜上に、前記上部電極と同じ材料からなる周辺電極が、前記上部電極とは離間して形成されており、
   前記第１領域における前記上部電極と、前記周辺電極とには、それぞれ異なる電圧が印加されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 前記光電変換膜は、前記絶縁膜全体を覆うことにより、前記第１領域では前記複数の下部電極を覆い、前記第２領域では前記配線を覆うように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
5. 前記第１領域は、有効画素領域と、当該有効画素領域の周辺にあるオプティカルブラック領域とからなり、
   前記オプティカルブラック領域における前記上部電極上に、遮光膜が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
6. 前記遮光膜は、前記上部電極よりも電気抵抗率が小さい金属材料で形成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
7. 前記有効画素領域の少なくとも一部の領域では、前記上部電極上に、前記遮光膜と同じ材料からなる配線が、隣接する画素の間を通るよう形成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 前記上部電極は前記光電変換膜全体を覆っており、
   前記上部電極全体を覆うようにカラーフィルターが形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
9. 前記第２領域における前記カラーフィルターの部分は、青色の光を透過するカラーフィルターである
   ことを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置。
10. 第１領域及び第２領域における基板上に、各画素の信号電荷を読み出すための配線が前記第２領域において埋設された絶縁膜を、形成する工程と、
    前記第１領域における前記絶縁膜上に、画素毎に複数の下部電極を形成する工程と、
    前記第１領域において前記複数の下部電極を覆うように、かつ前記第２領域における前記絶縁膜上において前記絶縁膜内に埋設された配線を覆うように、光電変換膜を形成する工程と、
    前記光電変換膜上に、透光性を有する上部電極を形成する工程と
    を含む
    ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。

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