专利名称：固体摄像元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)移位寄存器构成受光像素的固体摄像元件，尤其涉及相对于入射光的像素分离。
背景技术：
在帧传输型CCD图像传感器中，摄像部通过将在沟道区域上设有对入射光开口的CCD移位寄存器多个排列而构成，这些CCD移位寄存器的各位构成受光像素。即，在曝光时，控制施加于对应各位而配置的传输电极群上的时钟电压，通过在该每个位上形成电位井，从而可将根据入射到该位的光而产生的信号电荷存储到该位。另一方面，一旦曝光时间结束，则存储在各位的信号电荷通过驱动CCD移位寄存器而移送至存储部并依次读出。
在摄像部的CCD移位寄存器上按列方向排列的受光像素，由于在连续的沟道领域上构成，故基本互相连接。在此，在构成受光像素的半导体基板区域上层叠滤色器或层间膜等。受光像素通过对列方向相互连接，从而在像素边界部分如果光倾斜入射，则通过滤色器的光不入射到对应于该滤色器的受光像素，而是入射到对应其相邻的不同颜色的滤色器的受光像素，因此容易产生混色。此外，入射到像素边界部分的光因层间膜等中的折射，也有可能产生像素间的串扰(cross talk)。
作为对该问题的对策，提出了在像素边界部分配置遮光栅的方案。图3为表示该现有方案的摄像部结构的平面图。在对应半导体基板表面的摄像部的区域中，沿列方向延长的多个CCD移位寄存器的沟道2由沟道止点(元件分离区域)4相互分离而形成。在半导体基板上，正交于沟道2且按列方向排列的多个传输电极6层叠形成。传输电极6用多晶硅等具有光透性的材料形成。在传输电极6上，层叠铝(Al)等具有遮光性的金属层，将其进行图案化，形成沿沟道止点4上延伸的时钟布线8。时钟布线8通过触点(contact)10电连接到传输电极6，可将传输时钟施加到传输电极6上。
在此，构成摄像部的CCD移位寄存器是采用了传输时钟1～3的三相驱动，在列方向相连的3条传输电极6-1～6-3构成移位寄存器的1位。而且该位对应摄像部的受光像素。例如，如果将从施加传输时钟1的传输电极6-1到施加传输时钟3的传输电极6-3设为1位，则受光像素的边界位于传输电极6-1和传输电极6-3之间。在各受光像素上配置滤色器。例如，在此，滤色器为贝叶(Bayer)排列，在各列中交替配置不同颜色的滤色器12-1，12-2。
配置在像素边界部分的遮光栅14在对上述遮光性金属层进行图案化时，与时钟布线8同时形成。
遮光栅14位于沟道2上，还可形成为从沟道两侧的任一时钟布线8分离的图案。即，在遮光栅14和两侧的时钟布线8之间分别设置遮光性金属层的间隙。倾斜入射该间隙部分的光可产生邻接列方向的像素间的混色等。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种使CCD移位寄存器的沟道中配置的受光像素边界部分的遮光良好，抑制像素间的串扰、减轻混色等的固体摄像元件。
本发明涉及的固体摄像元件，具有行列配置的多个受光像素；和进行上述每个受光像素中产生的信号电荷的列方向传输的多个移位寄存器构成的摄像区域；上述移位寄存器具有按列方向多个排列、承担传输该移位寄存器中的上述信号电荷的传输的多个传输电极；和在上述受光像素的列间分别沿列方向延伸，将多相传输时钟的各相提供给上述传输电极的多条时钟布线；上述时钟布线由遮光性材料形成，具有沿按上述列方向排列的上述受光像素相互间的边界上延伸的突起部。
根据本发明，受光像素相互间的边界上未遮光的间隙仅为1处，提高遮光程度。由此，可降低像素间的混色等。
本发明优选的方式是分别对上述边界配置从上述受光像素列的两侧的上述时钟布线的任一方延伸的单独的上述突起部的固体摄像元件。
在其它的本发明涉及的固体摄像元件中，在上述各受光像素列中排列在上述列方向的多个上述突起部从该受光像素元件列两侧的上述时钟布线开始交替延伸。
另外，在其它的本发明涉及的固体摄像元件中，上述各移位寄存器分别构成上述受光像素列，沿分离上述多个移位寄存器相互间的元件分离区域上，形成上述多条时钟布线。
本发明优选的方式为在上述列方向上邻接的上述受光像素上，配置具有相互不同颜色透过性的滤色器的固体摄像元件。
根据本发明，可缩小配置在CCD移位寄存器的沟道上的受光像素的边界部分的遮光上所产生的间隙，抑制像素间的串扰，减轻混色等。
图1为表示本发明第1实施方式的帧传输型CCD图像传感器的摄像部结构的示意平面图。
图2为表示本发明第2实施方式的行间传输型CCD图像传感器的摄像部结构的示意平面图。
图3为表示现有方案的摄像部结构的平面图。
图中22、52—沟道，24、54—沟道止点，26、56—传输电极，28—时钟布线，30、60—触点，32、62—突起部，34—滤色器，58—遮光膜。
具体实施例方式
以下，根据附图对本发明的实施方式(以下称实施方式)进行说明。
〖实施方式1〗本实施方式涉及的固体摄像元件是帧传输型CCD图像传感器。该图像传感器构成为具有形成在半导体基板表面的摄像部、存储部、水平传输部及输出部。
摄像部及存储部具备按各自的行方向多个排列的垂直CCD移位寄存器。构成摄像部的垂直CCD移位寄存器在沟道区域上设置开口，各位构成受光像素，可产生并存储对应于入射光的信号电荷。摄像部的垂直CCD移位寄存器的输出端连接到存储部的垂直CCD移位寄存器的输入端，曝光时间一结束，存储在摄像部中的信号电荷就帧传输到存储部。存储部用遮光膜覆盖，存储由摄像部传输的信号电荷。水平传输部将从存储部1行1行读出的信号电荷水平传输到输出部，输出部将信号电荷变换为电压信号，作为图像信号输出。
图1为表示本发明第1实施方式的帧传输型CCD图像传感器摄像部机结构的示意平面图。在对应于半导体基板表面的摄像部区域上，按列方向延伸的多个CCD移位寄存器的沟道22由沟道止点24相互分离并形成。在半导体基板上，层叠形成正交于沟道22且在列方向排列的多个传输电极26。传输电极26用多晶硅等具有光透过性的材料形成。在传输电极26上层叠由具有遮光性的金属膜构成的布线层，例如Al层，对其进行图案化，以形成沿沟道止点24延伸的时钟布线28。时钟布线28通过触点30电连接到传输电极26，可将传输时钟施加到传输电极26上。
在此，构成摄像部的CCD移位寄存器为使用了传输时钟1～3的三相驱动，列方向相连的3条传输电极26构成移位寄存器的1位。而且该位对应于摄像部的受光像素。例如，如果将从施加传输时钟1的传输电极26-1到施加传输时钟3的传输电极26-3设为1位，则受光像素的边界位于传输电极26-1和传输电极26-3之间。
时钟布线28具有在受光像素的边界位置沿水平延伸的突起部32。在各垂直CCD移位寄存器的沟道22中，突起部32从两侧的时钟布线28开始交替延伸。即，例如在第(2i-1)行(i为整数)和第2i行之间的像素边界，突起部32从沟道22的一侧开始延伸，在第2i行和第(2i+1)行之间的像素边界，突起部32从沟道22的另一侧开始延伸。
在布线层上，配置具有对应各受光像素的颜色透过性的滤色器。例如，在此，滤色器为贝叶(Bayer)排列，在各列中交替配置不同颜色的滤色器34-1、34-2。
而且，行方向相邻的时钟布线28由于提供传输时钟1～3中相互不同的相，故突起部32不连接到反对侧的时钟布线28，在其前端与时钟布线28间设置间隙。由于该间隙因向其倾斜入射光而成为产生图像信号的混色成分的原因，故可尽可能小地形成。而且，如本实施方式，通过将该间隙邻接沟道22的顶端，即沟道止点24配置，从而向间隙的倾斜入射光在沟道止点24区域被吸收的概率高，可抑制、减轻混色。
此外，如上所述，通过不仅只从一侧的时钟布线28、而且还从两侧的时钟布线28开始交替延伸来构成突起部32，从而可期望抑制对应于入射光方向的混色成分量的变化，可望图像质量的稳定性。
突起部32的宽度，通过基于突起部32和半导体基板之间的间隔以及假设的入射光角度的几何学方面的考察等进行决定，以便适宜地进行相对倾斜入射光的相邻像素间的分离。此时，在实现相对倾斜入射光的相邻像素间的适当分离的范围内，通过尽可能减小突起部32的宽度，从而可以抑制时钟布线28的寄生电容的增加，可避免传输时钟波形的衰减。
通过CCD图像传感器的小型化、高像素化，探索像素尺寸缩小化的途径，但该间隙的宽度不一定能与像素尺寸联动减小。即，在间隙的宽度中存在由遮光性金属层的蚀刻等加工技术规定的下限，通常伴随像素尺寸的变小，间隙占像素边界部分的比例容易变大。
因此，在图3所示的配置遮光栅的现有技术中，存在各像素的信号电荷中所占的混色成分增大会变得显著这一问题。但是，在本实施方式涉及的固体摄像元件中，即使在像素尺寸缩小化的CCD图像传感器中，也可抑制混色成分的增大。
〖实施方式2〗本实施方式涉及的固体摄像元件为行间传输型CCD图像传感器。该图像传感器构成为具备形成在半导体表面的摄像部、水平传输部及输出部。
摄像部在行方向交替排列按列方向排列的多个受光像素(受光像素列)和垂直CCD移位寄存器。垂直CCD移位寄存器用金属膜对其传输沟道及两侧的元件分离区域的上部进行遮光，垂直传输由邻接的受光像素传输来的信号电荷。水平传输部将由垂直CCD移位寄存器群逐行读出的信号电荷水平传输到输出部，输出部将信号电荷变换为电压信号，作为图像信号输出。
图2为表示本发明第2实施方式的行间传输型CCD图像传感器的摄像部结构的示意平面图。在摄像部的半导体基板表面上，由沟道止点54相互分离并形成受光像素区域50及按列方向延伸的CCD移位寄存器的沟道52。在半导体基板上，层叠形成正交于沟道52且按列方向排列的多个传输电极56。传输电极56用的多晶硅等具有光透过性的材料形成。在传输电极56上层叠由具有遮光性的金属膜构成的布线层，例如Al层，将其进行图案化，以形成沿垂直CCD移位寄存器的沟道52延伸的遮光膜58。在本图像传感器中，将该遮光膜58作为向传输电极56提供传输时钟的时钟布线利用。遮光膜58例如通过配置在沟道止点54上的触点60电连接到传输电极56，可将传输时钟施加到传输电极56。
传输电极56-1使用第1多晶硅层而形成，传输电极56-2使用层叠在其上的第2多晶硅层而形成。在各传输电极下的沟道52中通过注入杂质而形成存储区域和势垒区域，垂直CCD移位寄存器构成为使用了传输时钟1、2的2相驱动。
按列方向排列的受光像素，由在这些边界位置水平配置的沟道止点54分离。遮光膜58在该受光像素间边界位置的沟道止点54上具有水平延伸的突起部62。在各受光像素列中，突起部62从两侧的遮光膜58开始交替延伸。即，例如在第(2i-1)行(i为整数)和第2i行之间的像素边界上，突起部62从邻接于受光像素列的一侧的垂直CCD移位寄存器的遮光膜58开始延伸，在第2i行和第(2i+1)行之间的像素边界上，突起部62从邻接于另一侧的垂直CCD移位寄存器的遮光膜58开始延伸。
对应各受光像素，配置具有规定色透过性的滤色器。例如，在此，滤色器为贝叶(Bayer)排列。在各列中交替配置不同颜色的滤色器。
在行方向相邻的遮光膜58中，通过设置如上所述的突起部62，从而一边将各遮光膜58作为提供相互不同相的传输时钟的时钟布线利用，一边可抑制并减轻因倾斜入射光而产生的受光像素间的混色。
权利要求
1.一种固体摄像元件，其特征在于，具有行列配置的多个受光像素；和由进行所述每个受光像素中产生的信号电荷的列方向的传输的多个移位寄存器构成的摄像区域；所述移位寄存器具有按列方向多个排列、承担传输该移位寄存器中的所述信号电荷的多个传输电极；和在所述受光像素的列间分别沿列方向延伸、将多相传输时钟的各相提供给所述传输电极的多条时钟布线；所述时钟布线由遮光性材料形成，并具有沿按所述列方向排列的所述受光像素相互间的边界上延伸的突起部。
2.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，分别对所述边界配置从所述受光像素列的两侧的所述时钟布线的任一方开始延伸的单独的所述突起部。
3.根据权利要求2所述的固体摄像元件，其特征在于，在所述各受光像素列中，排列在所述列方向的多个所述突起部从该受光像素元件列两侧的所述时钟布线开始交替延伸。
4.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，所述各移位寄存器分别构成所述受光像素列，沿分离所述多个移位寄存器相互间的元件分离区域上，形成所述多条时钟布线。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体摄像元件，其特征在于，在邻接于所述列方向的所述受光像素上，配置具有相互不同颜色透过性的滤色器。
全文摘要
本发明提供一种固体摄像元件，在由具有遮光性的布线层而在垂直CCD移位寄存器的沟道止点(24)上形成的时钟布线(28)中设置在沟道(22)上延伸的突起部(32)。通过将该突起部(32)配置到沟道(22)中的受光像素的边界，从而可抑制在该边界产生的非遮光部分。突起部(32)以从沟道(22)两侧的时钟布线(28)开始交替突出的方式配置。
文档编号H04N5/3728GK1747179SQ20051009173
公开日2006年3月15日 申请日期2005年8月17日 优先权日2004年9月8日
发明者大乡尚彦, 伊泽慎一郎, 逸见一隆 申请人:三洋电机株式会社