專(zhuān)利名稱(chēng)：固態(tài)成像裝置、其制造和驅(qū)動(dòng)方法和照相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照相機(jī)、用于其的諸如電荷耦合裝置(CCD)型固態(tài)成像裝置的固態(tài)成像裝置及其方法。
背景技術(shù)：
為了獲得CCD固態(tài)圖像裝置的大視角和高速傳輸，存在降低傳輸電極的電阻的需求。這是因?yàn)槿绱说膫鬏旊姌O通常組成為RC分布常數(shù)電路，并且傳輸電極的高電阻將導(dǎo)致由傳輸電極施加的傳輸脈沖的非尖銳性(鈍化)和延遲來(lái)干擾CCD電荷的傳輸。所以，傳輸電極和導(dǎo)線(xiàn)總線(xiàn)被制成為低電阻。
獲得低電阻傳輸電極的技術(shù)例如是，在傳輸電極由多晶硅組成時(shí)，引入雜質(zhì)到多晶硅來(lái)使得電阻降低。或者，將多晶硅制成厚膜來(lái)獲得低電阻片。在那些情況中，可以預(yù)期在厚度和電阻中僅有幾十個(gè)百分點(diǎn)的改進(jìn)。
作為獲得低電阻傳輸電極的另一方法，還公知一種使用低電阻材料用于傳輸電極以代替多晶硅的方法。對(duì)于所使用的材料，硅化鎢(WSi)是公知的。在使用WSi的情況中，預(yù)期電阻降低約一位數(shù)字。
對(duì)于電阻必須小多于一位數(shù)字的情況，已經(jīng)提出了一種設(shè)置，其由多晶硅形成CCD自身的傳輸電極且利用比上述的WSi具有更低電阻的材料，諸如鋁，作為分路導(dǎo)線(xiàn)(shunt wiring)(例如，參考以下出版物日本專(zhuān)利No.3123068、日本未審查專(zhuān)利公開(kāi)No.7-283387、日本未審查專(zhuān)利公開(kāi)No.7-226496、日本未審查專(zhuān)利公開(kāi)No.8-236743和日本未審查專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-60819)。
實(shí)際上，多數(shù)迄今為止的技術(shù)使用了在垂直方向上沿傳輸CCD提供分路導(dǎo)線(xiàn)的方法。如此的在垂直方向上的分路導(dǎo)線(xiàn)的缺點(diǎn)為傳輸模式有限，且像素的交替?zhèn)鬏斔褂玫亩嘞囹?qū)動(dòng)難于實(shí)現(xiàn)。
另外，在交叉方向上在幾個(gè)像素上連接由多晶硅制成的傳輸電極的設(shè)置也變得需要。雖然必須保證多晶硅充分的厚度且多晶硅自身必須具有低電阻，例如，用于執(zhí)行高速驅(qū)動(dòng)，但是使像素更精細(xì)的工作與使多晶硅膜更厚的工作具有抵消的關(guān)系。這是因?yàn)楫?dāng)多晶硅膜變得更厚時(shí)，其上將要形成的光陰影掩模的高度變大，使得當(dāng)像素變精細(xì)時(shí)光蝕(eclipse oflight)(意味著照射到像素上的光被光陰影掩模阻擋)變大。
已經(jīng)開(kāi)發(fā)了除實(shí)現(xiàn)其大視角之外還具有精細(xì)像素的CCD固態(tài)成像裝置，且現(xiàn)在一個(gè)像素的尺寸已經(jīng)變成約2μm。雖然存在實(shí)現(xiàn)更精細(xì)像素的各種挑戰(zhàn)，但是維持和改善敏感度特性是最重要的。
在該情況中，因?yàn)楣饨邮詹糠值拈_(kāi)口區(qū)域由于像素的微型化而減小，所以需要像素的上層部分，諸如芯片上透鏡必須得到優(yōu)化來(lái)改善聚集性能。但是，對(duì)光接收部分的入射光被傳輸電極自身阻擋，使得有人建議減小傳輸電極的厚度和凸出。
作為減少凸出的建議，而非通過(guò)兩或三層多晶硅形成傳輸電極的垂直CCD構(gòu)造，提出了通過(guò)一個(gè)多晶硅層形成單層傳輸電極的結(jié)構(gòu)(例如，參考日本未審查專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-60819)。
但是，情況是具有大視角的CCD和具有高速傳輸?shù)腃CD等難于僅通過(guò)公知的單層傳輸電極設(shè)置實(shí)現(xiàn)，且不能充分地減少入射光的光蝕。

發(fā)明內(nèi)容
期望提供一種在光接收部分的邊緣部分處、減少入射光阻擋且獲得大視角和高速驅(qū)動(dòng)的固態(tài)傳輸裝置。
依據(jù)本發(fā)明，提供有一種固態(tài)成像裝置，其包括多個(gè)光接收部分，沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向設(shè)置；多個(gè)傳輸溝道，沿第二方向延伸，每個(gè)設(shè)置于相鄰的光接收部分之間；多個(gè)第一傳輸電極，設(shè)置于傳輸溝道上，相鄰的第一傳輸電極設(shè)置于光接收部分的兩側(cè)，并在第一方向上相連接；多個(gè)第二傳輸電極，設(shè)置于與第一傳輸電極相同的層中，并在傳輸溝道上；和低電阻導(dǎo)線(xiàn)，低電阻導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目相應(yīng)于傳輸電極的數(shù)目，低電阻導(dǎo)線(xiàn)在第一方向上于第一傳輸電極上方延伸，且具有小于第一傳輸電極和第二傳輸電極的電阻，每個(gè)低電阻導(dǎo)線(xiàn)在每個(gè)傳輸溝道上通過(guò)連接部分連接到第一傳輸電極和第二傳輸電極。
如上所述的本發(fā)明的固態(tài)成像裝置中，傳輸脈沖可以通過(guò)低電阻導(dǎo)線(xiàn)被傳輸?shù)絺鬏敎系郎系牡谝粋鬏旊姌O和第二傳輸電極，使得可以防止傳輸脈沖的非尖銳性(鈍化)和延遲。
而且，可以通過(guò)低電阻導(dǎo)線(xiàn)傳導(dǎo)傳輸脈沖，第一傳輸電極和第二傳輸電極的膜厚可以制造得薄。因此，在光接收部分的周邊部分處的第一傳輸電極、第二傳輸電極和低電阻導(dǎo)線(xiàn)的高度可以制造得低。
依據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，可以減小在光接收部分的周邊部分處的入射光的光蝕(阻擋)，且可以獲得更大的視角和高速驅(qū)動(dòng)。
優(yōu)選地，固態(tài)成像裝置可以包括光陰影掩模，以中間插入絕緣膜的狀態(tài)，設(shè)置于第一傳輸電極、第二傳輸電極和低電阻導(dǎo)線(xiàn)上，陰影掩模形成多個(gè)用于光接收部分的開(kāi)口。
依據(jù)本發(fā)明，提供一種制造固態(tài)成像裝置的方法，包括的步驟為在第一方向和第二方向上形成多個(gè)光接收部分；形成在第二方向上延伸的傳輸溝道，設(shè)置每個(gè)傳輸溝道于相鄰的光接收部分之間；且在傳輸溝道上形成第一傳輸電極，相鄰的第一傳輸電極設(shè)置于光接收部分的兩側(cè)，并在第一方向上連接；在于第一傳輸電極相同的層中形成第二傳輸電極。
依據(jù)本發(fā)明，提供有固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，用于提供四相驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置驅(qū)動(dòng)。
優(yōu)選地，固態(tài)成像裝置可以包括第三傳輸電極，設(shè)置于與第一傳輸電極和第二傳輸電極相同的層上，并在第一方向上的傳輸溝道上；三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)在第一傳輸電極上于第一方向上延伸來(lái)設(shè)置，且三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)中每條與第一傳輸電極、第二傳輸電極和第三傳輸電極通過(guò)連接部分在傳輸溝道上連接。
提供有一種制造固態(tài)成像裝置的方法，還包括的步驟為在通過(guò)形成第一傳輸電極和第二傳輸電極的同樣的步驟形成的層中，于傳輸溝道上形成第三傳輸電極。
依據(jù)本發(fā)明，提供有一種固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，用于通過(guò)三相驅(qū)動(dòng)或六相驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。
依據(jù)本發(fā)明，提供有一種照相機(jī)，包括光學(xué)透鏡；和固態(tài)成像裝置，用于將通過(guò)光學(xué)透鏡獲得的圖像轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。


本發(fā)明的這些和其它目的和特征將從以下參考附圖描述的優(yōu)選實(shí)施例而變得更加清楚，其中圖1是依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照相機(jī)的基本設(shè)置的視圖；圖2是依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置中的像素部分的關(guān)鍵部件的平面圖；圖3A是沿圖2的線(xiàn)A-A’的截面圖，且圖3B是沿圖2的線(xiàn)B-B’的截面圖；圖4A和4B是制造依據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的步驟的截面圖；圖5A和5B是制造依據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的步驟的截面圖；圖6A和6B是制造依據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的步驟的截面圖；圖7A和7B是制造依據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的步驟的截面圖；圖8是依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置中的像素部分的關(guān)鍵部件的平面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參考

照相機(jī)和用于其的固態(tài)成像裝置以及制造其的方法的優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例圖1是本發(fā)明實(shí)施例的照相機(jī)的示意圖。
圖1所示的照相機(jī)包括光透鏡系統(tǒng)41、電荷耦合裝置(CCD)42、CCD驅(qū)動(dòng)器43和信號(hào)處理器44。
光學(xué)透鏡系統(tǒng)可以包括物鏡，和自動(dòng)聚焦和/或自動(dòng)曝光調(diào)節(jié)透鏡和機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施例中，光透鏡系統(tǒng)41包括快門(mén)和光圈。光透鏡系統(tǒng)41接收?qǐng)D像的光并將其輸出到CCD42來(lái)在此處聚集。
CCD 42和CCD驅(qū)動(dòng)器43協(xié)作來(lái)將到CCD 42的入射光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
信號(hào)處理器44接收代表圖像的電信號(hào)且執(zhí)行例如圖像處理來(lái)重現(xiàn)圖像。下面將描述CCD 42和CCD驅(qū)動(dòng)器43的細(xì)節(jié)。
作為如圖1所示的CCD 42的示例，通過(guò)CCD 42和CCD驅(qū)動(dòng)器43的協(xié)作執(zhí)行四相驅(qū)動(dòng)操作，對(duì)其將在后說(shuō)明。在本實(shí)施例中將以四相驅(qū)動(dòng)CCD為例進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是依據(jù)本實(shí)施例作為圖1中CCD 42的示例的固態(tài)成像裝置的像素部分的主要部分的平面圖。在本實(shí)施例中，將以四相驅(qū)動(dòng)CCD為例進(jìn)行說(shuō)明。CCD 42和CCD驅(qū)動(dòng)器43的協(xié)作執(zhí)行四相驅(qū)動(dòng)操作，其將在后說(shuō)明。
在像素部分中，設(shè)置構(gòu)成像素的光接收部分1。在水平方向H和垂直方向V上設(shè)置多個(gè)光接收部分1，這在圖中未示出。光接收部分1由光電二極管組成，依據(jù)入射光量產(chǎn)生信號(hào)電荷并積累一段時(shí)間。
在垂直方向上延伸的傳輸溝道2在水平方向上設(shè)置相鄰于光接收部分1。提供傳輸溝道2在設(shè)置于水平方向上的光接收部分1之間延伸。傳輸溝道2產(chǎn)生分布勢(shì)能用于在垂直方向V上傳輸信號(hào)電荷。
傳輸電極3設(shè)置于在垂直方向V上延伸的傳輸溝道2上。傳輸電極3在平面布圖上分為第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b。注意當(dāng)不需分開(kāi)第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b時(shí)，它們簡(jiǎn)稱(chēng)為傳輸電極3。在本實(shí)施例中，使用了單層傳輸電極設(shè)置，其中第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b形成于同一層。例如通過(guò)多晶硅形成傳輸電極3。優(yōu)選地傳輸電極3具有例如200nm或更薄的薄膜厚度來(lái)防止入射光的光蝕。
在傳輸溝道2中在傳輸方向上交替并反復(fù)地設(shè)置以上的第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b。以上說(shuō)明的傳輸電極3和傳輸溝道2組成所謂的垂直傳輸部分，對(duì)于在垂直方向上設(shè)置的光接收部分1的每條線(xiàn)設(shè)置為共有。
通過(guò)在設(shè)置于垂直方向上的光接收部分1之間延伸，第一傳輸電極3a在水平方向H上相連接。當(dāng)組成2μm×2μm左右的像素時(shí)，光接收部分1之間的第一傳輸電極3a的部分的寬度W1是約0.45μm。
每個(gè)第二傳輸電極3b在傳輸溝道2上隔離，即，在水平方向H上分開(kāi)且不連接。第二傳輸電極3b設(shè)置相鄰于光接收部分1。
在水平方向H上延伸的兩個(gè)分路導(dǎo)線(xiàn)4設(shè)置于絕緣膜上方的第一傳輸電極3a中。分路導(dǎo)線(xiàn)4由比形成傳輸電極3的多晶硅的電阻低的鎢形成。分路導(dǎo)線(xiàn)4相應(yīng)于本發(fā)明的低電阻導(dǎo)線(xiàn)。分路導(dǎo)線(xiàn)4的數(shù)目相應(yīng)于為一個(gè)光接收部分1設(shè)置的傳輸電極的數(shù)目，在本實(shí)施例中是兩個(gè)。一個(gè)分路導(dǎo)線(xiàn)的寬度W2是例如0.12μm且兩個(gè)分路導(dǎo)線(xiàn)之間的寬度W3是0.16μm。分路導(dǎo)線(xiàn)4分為分路導(dǎo)線(xiàn)4a和分路導(dǎo)線(xiàn)4b，這取決于連接的目的。注意當(dāng)不需分開(kāi)分路導(dǎo)線(xiàn)4a和分路導(dǎo)線(xiàn)4b時(shí)，它們簡(jiǎn)稱(chēng)為分路導(dǎo)線(xiàn)4。
分路導(dǎo)線(xiàn)4a通過(guò)傳輸溝槽2上的連接部分5連接到第一傳輸電極3a。分路導(dǎo)線(xiàn)4b通過(guò)傳輸溝槽2上的連接部分5連接到第一傳輸電極3b。
垂直方向V上在傳輸溝道2上交替并重復(fù)設(shè)置的第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b沿垂直方向通過(guò)分路導(dǎo)線(xiàn)4供給有四個(gè)具有不同相位φV1、φV2、φV3、φV4的傳輸脈沖。傳輸脈沖的電壓φV1到φV4例如是-7V到0V。
除了傳輸脈沖φV1和φV3之外，相鄰于光接收部分1的浮置性第二傳輸電極3b供給有讀出脈沖φR，用于將在光接收部分1中積累的信號(hào)電荷通過(guò)分路導(dǎo)線(xiàn)4b傳輸?shù)絺鬏敎系?。讀出脈沖φR的電壓例如是+12V到+15V。
圖3A是沿圖2中線(xiàn)A-A’的截面圖，且圖3B是沿圖2中線(xiàn)B-B’的截面圖。注意在圖3A中顯示了光陰影掩模6上方的上層部分的結(jié)構(gòu)，而在圖3B中為了簡(jiǎn)化附圖省略了該結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，使用例如由n型硅制成的半導(dǎo)體襯底10。在半導(dǎo)體襯底10中，形成p型阱11。在p型阱11中，形成n型區(qū)12，且在比n型區(qū)12的位置更接近表面?zhèn)鹊奈恢眯纬蓀型區(qū)13。通過(guò)n型區(qū)12和p阱11的pn結(jié)形成的光電二極管組成光接收部分1。因此，與n型區(qū)12比較，p型區(qū)13形成得更接近表面?zhèn)?，形成具有減小的暗電流的埋覆光電二極管。
相鄰于n型區(qū)12形成p型阱14，且在p型阱14中通過(guò)n型區(qū)形成傳輸溝道2。在相鄰的光接收部分1之間形成用于防止信號(hào)電荷流動(dòng)的p型溝道阻擋部分16。在示出的示例中，在光接收部分1和光接收部分1左側(cè)的傳輸溝道2之間成為讀柵極部分17。因此，傳輸電極3控制讀柵極部分17的勢(shì)能分布，且光接收部分1的信號(hào)電荷由左側(cè)的傳輸溝道2讀取。
在用各種半導(dǎo)體區(qū)形成的半導(dǎo)體襯底10中，由多晶硅制成的傳輸電極3經(jīng)柵極絕緣膜20形成。傳輸電極3的膜厚例如是0.1μm。
例如由氧化硅形成的絕緣膜21形成來(lái)覆蓋傳輸電極3。在傳輸電極3中，例如由鎢制成的分路導(dǎo)線(xiàn)4經(jīng)絕緣膜21形成。分路導(dǎo)線(xiàn)4的膜厚例如是0.1μm。形成絕緣膜21，在連接部分5處具有開(kāi)口，且分路導(dǎo)線(xiàn)4和傳輸電極3在連接部分5連接。
例如由氧化硅制成的層間絕緣膜22形成來(lái)覆蓋分路導(dǎo)線(xiàn)4。用于覆蓋傳輸電極3和分路導(dǎo)線(xiàn)4的光陰影掩模6經(jīng)絕緣膜21和層間絕緣膜22形成。光陰影掩模6形成，在光接收部分1的上方具有開(kāi)口部分6a。
例如由磷硅酸鹽玻璃(PSG)或硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)膜制成的層間絕緣膜23形成來(lái)全部覆蓋光陰影掩模6，且因此平化表面。
在層間絕緣膜23上，形成例如由氧化硅或氮化硅制成的內(nèi)層透鏡，且在其上進(jìn)一步形成平化膜25。平化膜25例如由對(duì)可見(jiàn)光具有高光透射率的樹(shù)脂形成。
在平化膜25上，形成多種彩色濾光器26，用于透射在預(yù)定的波長(zhǎng)區(qū)中的光。彩色濾光器26被著色為作為原色的紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的任何之一和作為補(bǔ)色的例如黃(Ye)、青(Cy)、洋紅(M)和綠(G)的任何之一。
在彩色濾光器26上，形成芯片上透鏡27。芯片上透鏡27由透光材料，諸如負(fù)光敏樹(shù)脂形成。
之后，將說(shuō)明依據(jù)上述實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的操作。
入射光被芯片上透鏡27會(huì)聚，且因?yàn)椴噬珵V光器26只有在預(yù)定波長(zhǎng)范圍中的光透射。通過(guò)彩色濾光器26透射的光進(jìn)一步被內(nèi)層透鏡24收集且引導(dǎo)到光接收部分1。
當(dāng)圖像的光例如照射到光接收部分1時(shí)，依據(jù)入射光量的信號(hào)電荷(本示例中的電子)由光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生且在光接收部分1的n型區(qū)12中積累一定時(shí)間。當(dāng)讀出脈沖φR通過(guò)分路導(dǎo)線(xiàn)4b供應(yīng)到第二傳輸電極3b時(shí)，讀出柵極部分17的勢(shì)能分布變化，且n型區(qū)12中的信號(hào)電荷讀出到傳輸溝道2。
在信號(hào)電荷讀出到傳輸溝道2之后，四相傳輸脈沖φV1到φV4在傳輸方向V上通過(guò)分路導(dǎo)線(xiàn)4供給到傳輸電極3。傳輸溝道2的勢(shì)能分布有四相傳輸脈沖φV1到φV4控制，且然后信號(hào)電荷在垂直方向V上傳輸。
雖然未示出，但是在信號(hào)電荷在垂直方向V上傳輸之后，它們通過(guò)水平傳輸部分在水平方向上傳輸，通過(guò)輸出部分轉(zhuǎn)化為依據(jù)其信號(hào)電荷量的電壓且輸出。
接下來(lái)，將參考圖4到圖7中各步驟的截面圖，來(lái)說(shuō)明依據(jù)上述的實(shí)施例的制造固態(tài)成像裝置的方法。圖4到圖7中的步驟的截面圖相應(yīng)于圖3A的截面圖。
如圖4A所示，在由n型硅形成的半導(dǎo)體襯底10中，通過(guò)離子注入方法形成p型阱11、n型區(qū)12、p型區(qū)13、n型傳輸溝道2、p型阱14和p型溝道阻擋部分16。注意離子注入可以在氧化硅膜等形成于半導(dǎo)體襯底10上的情況下執(zhí)行。當(dāng)形成氧化硅膜等時(shí)，在離子注入之后去除它。
接下來(lái)，如圖4B所示，通過(guò)熱氧化方法或化學(xué)氣相沉積(CVD)方法在半導(dǎo)體襯底10上形成例如由氧化硅形成的柵極絕緣膜20。連續(xù)地，在柵極絕緣膜20上，通過(guò)CVD方法沉積多晶硅且通過(guò)干蝕刻對(duì)其進(jìn)行處理，從而形成傳輸電極3。注意，在2μm×2μm的像素的情況中，多晶硅膜厚優(yōu)選為200nm或更薄來(lái)減少光蝕。
接下來(lái)，如圖5A所示，通過(guò)CVD方法形成覆蓋傳輸電極3的由氧化硅等形成的絕緣膜21。連續(xù)地，去除在連接部分5處的絕緣膜21，使得部分地暴露在傳輸溝道2上(或上方)的傳輸電極3。
接下來(lái)，如圖5B所示，例如通過(guò)濺射方法或CVD方法在絕緣膜21上形成鎢膜，且通過(guò)干蝕刻處理該鎢膜，從而形成分路導(dǎo)線(xiàn)4。
接下來(lái)，如圖6A所示，通過(guò)CVD方法沉積氧化硅膜等，從而形成覆蓋傳輸電極3和分路導(dǎo)線(xiàn)4的層間絕緣膜22。
接下來(lái)，如圖6B所示，通過(guò)濺射方法和CVD方法形成鎢膜，通過(guò)干蝕刻處理鎢膜來(lái)覆蓋傳輸電極3和分路導(dǎo)線(xiàn)4，從而形成在光接收部分1上(或上方)的具有開(kāi)口部分6a的光陰影掩模6。
接下來(lái)，如圖7A所示，通過(guò)CVD方法沉積BPSG膜或PSG膜來(lái)形成層間絕緣膜23。在沉積之后，通過(guò)執(zhí)行回流工藝，層間絕緣膜23的表面變平坦。在回流工藝中，溫度變?yōu)?00℃或更高，從而對(duì)于分路導(dǎo)線(xiàn)4和光陰影掩模6不使用鋁而使用鎢被設(shè)置得耐高溫。
接下來(lái)，如圖7B所示，在光接收部分1的上方，在層間絕緣膜23上形成內(nèi)層透鏡24。為了形成內(nèi)層透鏡24，首先例如通過(guò)等離子體CVD方法沉積氧化硅或氮化硅等的光透射膜，然后通過(guò)抗蝕劑施加、構(gòu)圖和回流工藝形成具有凸透鏡形狀的抗蝕劑膜，且最后通過(guò)在抗蝕劑膜和光透射膜的蝕刻選擇性變成約1的條件下執(zhí)行蝕刻，形成層間透鏡24。在形成層間透鏡24之后，形成例如由對(duì)可見(jiàn)光具有高光透射率的樹(shù)脂制成的平化膜25。
如以下步驟，例如通過(guò)著色方法形成彩色濾光器26。然后，在彩色濾光器26沉積諸如負(fù)光敏樹(shù)脂的光透射樹(shù)脂，且以與內(nèi)層透鏡24相同的方法使用具有凸透鏡形狀的抗蝕劑圖案作為掩模進(jìn)行蝕刻，來(lái)形成芯片上透鏡27。從以上的步驟，可以制造依據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置。
接下來(lái)，將說(shuō)明依據(jù)上述的本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的效果。
在本實(shí)施例中，使用了通過(guò)一層多晶硅層形成第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b的單層傳輸電極結(jié)構(gòu)。然后，在水平方向上連接的第一傳輸電極3a上，形成在水平方向上延伸且連接到傳輸溝道2上的第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b的兩個(gè)分路導(dǎo)線(xiàn)4a和4b。
因?yàn)樗南鄠鬏斆}沖φV1到φV4可以通過(guò)在水平方向上延伸的低電阻分路導(dǎo)線(xiàn)4a和4b供給到傳輸溝道2上的第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b，所以可以減少傳輸脈沖的非尖銳性(鈍化)和延遲。因此，可以實(shí)現(xiàn)大視角和高速驅(qū)動(dòng)。
而且，由于傳輸脈沖通過(guò)分路導(dǎo)線(xiàn)4a和4b供給到像素部分中所有傳輸電極3，所以具有單層結(jié)構(gòu)的傳輸電極3不是必須為很低電阻，使得它可以比相關(guān)技術(shù)情況中的那些可以制造得更薄。而且，因?yàn)榻M成分路導(dǎo)線(xiàn)4a和4b的鎢比多晶硅的電阻低大約兩個(gè)量級(jí)(位數(shù))，所以它們可以被制造得更薄。例如，傳輸電極3和分路導(dǎo)線(xiàn)4可以分別制造為200nm或更薄。因此，覆蓋傳輸電極2和分路導(dǎo)線(xiàn)4且圍繞光接收部分1的光陰影掩模6的高度可以降低，使得可以減少由光陰影掩模6造成的入射光光蝕。
而且，因?yàn)榉致穼?dǎo)線(xiàn)4a和4b在水平方向延伸，分路導(dǎo)線(xiàn)4a和4b連接到在傳輸溝道2上沿水平方向的所有第一傳輸電極3a或所有第二傳輸電極3b。因此，對(duì)傳輸模式?jīng)]有限制的且其可以響應(yīng)像素的交替?zhèn)鬏數(shù)取?br> 另外，因?yàn)樵谒椒较蛏涎由斓姆致穼?dǎo)線(xiàn)4a和4b下提供第一傳輸電極3a，所以當(dāng)讀出脈沖φR通過(guò)分路導(dǎo)線(xiàn)4b供給到浮置型第二傳輸電極3b時(shí)，在分路導(dǎo)線(xiàn)4b下的半導(dǎo)體襯底10的勢(shì)能分布由于作為下層的第一傳輸電極3a的阻擋效應(yīng)不受影響。因此，在垂直方向上設(shè)置的光接收部分1之間的彩色混和現(xiàn)象可以避免。
第二實(shí)施例在第一實(shí)施例中說(shuō)明了四相驅(qū)動(dòng)CCD的示例，而在本實(shí)施例中，將說(shuō)明六相驅(qū)動(dòng)或三相驅(qū)動(dòng)CCD的示例，其中CCD 42和CCD驅(qū)動(dòng)器43協(xié)作用于執(zhí)行三相驅(qū)動(dòng)。圖8是依據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的像素部分的主要部分的平面圖。注意相同的附圖標(biāo)記給予與圖2中那些相同的元件，且省略對(duì)其的說(shuō)明。
在垂直方向V上延伸的傳輸溝道2中，設(shè)置由單層多晶硅制成的傳輸電極3。在本實(shí)施例中，傳輸電極3除了第一傳輸電極3a和第二傳輸電極3b之外還包括第三傳輸電極3c。傳輸電極3的膜厚優(yōu)選為例如200nm或更薄來(lái)防止入射光的光蝕。
在傳輸溝道2上于垂直方向上交替并反復(fù)地設(shè)置第一傳輸電極3a、第二傳輸電極3b和第三傳輸電極3c。傳輸電極3和傳輸溝道2組成所謂的垂直傳輸部分，對(duì)于在垂直方向上設(shè)置的光接收部分1的每條線(xiàn)設(shè)置為共有。
第一傳輸電極3a通過(guò)在垂直方向上設(shè)置的光接收部分1之間延伸來(lái)在水平方向H上連接，且每個(gè)第二傳輸電極3b在傳輸溝道2上具有隔離的形狀，即，它在水平方向H上不連接，且具有分開(kāi)的形狀，其與第一實(shí)施例中的相同。
第三傳輸電極3c也在傳輸溝道2上具有分開(kāi)的形狀，即在水平方向H上不連接且具有以與第二傳輸電極3b相同的方式的分開(kāi)的形狀。第三傳輸電極3c相鄰于光接收部分1設(shè)置。
在傳輸電極3a中，在水平方向H上延伸的三個(gè)分路導(dǎo)線(xiàn)4經(jīng)絕緣膜形成。分路導(dǎo)線(xiàn)4由比組成傳輸電極3的多晶硅電阻低的鎢形成，且相應(yīng)于本發(fā)明的低電阻導(dǎo)線(xiàn)。分路導(dǎo)線(xiàn)4包括三種分路導(dǎo)線(xiàn)4a、4b和4c。
分路導(dǎo)線(xiàn)4a通過(guò)傳輸溝道2上的連接部分5連接到第一傳輸電極3a。分路導(dǎo)線(xiàn)4b通過(guò)傳輸溝道2上的連接部分5連接到第二傳輸電極3b。分路導(dǎo)線(xiàn)4c通過(guò)傳輸溝道2上的連接部分5連接到第三傳輸電極3c。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)六相驅(qū)動(dòng)時(shí)，具有不同相位的六相傳輸脈沖φV1、φV2、φV3、φV4、φV5和φV6沿垂直方向通過(guò)在傳輸溝道2上的分路導(dǎo)線(xiàn)4供給到在垂直方向V上交替并反復(fù)設(shè)置的第一傳輸電極3a、第二傳輸電極3b和第三傳輸電極3c。其中，讀出脈沖φR通過(guò)分路導(dǎo)線(xiàn)4b和4c供給到相鄰于像素的兩個(gè)傳輸電極3b和3c。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)三相驅(qū)動(dòng)時(shí)，具有不同相位的三相傳輸脈沖φV1、φV2和φV3沿垂直方向通過(guò)在傳輸溝道2上的分路導(dǎo)線(xiàn)4供給到在垂直方向V上交替并反復(fù)設(shè)置的第一傳輸電極3a、第二傳輸電極3b和第三傳輸電極3c。其中，讀出脈沖φR通過(guò)分路導(dǎo)線(xiàn)4c供給到例如相鄰于像素的第三傳輸電極3c之如上所述，通過(guò)加入浮置型第三傳輸電極3c且提供在第一傳輸電極3a上延伸的三個(gè)分路導(dǎo)線(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)固態(tài)成像裝置的三相或六相驅(qū)動(dòng)。
依據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置具有與第一實(shí)施例相同的效應(yīng)。
本發(fā)明不限于實(shí)施例的以上說(shuō)明。
例如，在以上的實(shí)施例中，說(shuō)明了三相驅(qū)動(dòng)、四相驅(qū)動(dòng)和六相驅(qū)動(dòng)的示例，但是還可以獲得兩相驅(qū)動(dòng)。在兩相驅(qū)動(dòng)的情況中，傳輸電極3和分路導(dǎo)線(xiàn)4的布置與第一實(shí)施例的布置相同。通過(guò)改變傳輸脈沖φ3到φ1以及φ4到φ2，且通過(guò)對(duì)傳輸電極3a和3b下的傳輸溝道2給予勢(shì)能梯度可以實(shí)現(xiàn)兩相驅(qū)動(dòng)。而且，還可以獲得多于六相的驅(qū)動(dòng)。在該情況中，僅通過(guò)加入浮置型傳輸電極和增加分路導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目就可以實(shí)現(xiàn)。
另外，本發(fā)明的固態(tài)成像裝置可以還應(yīng)用于行間傳輸型固態(tài)成像裝置和幀行間傳輸型固態(tài)成像裝置?？梢詫?duì)光陰影掩模5的上層結(jié)構(gòu)進(jìn)行本發(fā)明的各種修改。在以上實(shí)施例中提到的數(shù)值和材料只是示例且本發(fā)明不限于那些。
本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，可以依據(jù)設(shè)計(jì)需要和其它因素進(jìn)行各種修改、組合、子組合和替換。
本發(fā)明包含與在2004年7月29日于日本專(zhuān)利局提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)JP2004-221981相關(guān)的主題，其全部?jī)?nèi)容引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)成像裝置，包括多個(gè)光接收部分，沿第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向設(shè)置；多個(gè)傳輸溝道，沿所述第二方向延伸，每個(gè)設(shè)置于相鄰的所述光接收部分之間；多個(gè)第一傳輸電極，設(shè)置于所述傳輸溝道上，所述相鄰第一傳輸電極設(shè)置于所述光接收部分的兩側(cè)，并在所述第一方向上相連接；多個(gè)第二傳輸電極，設(shè)置于與所述第一傳輸電極相同的層中，并在所述傳輸溝道上；和低電阻導(dǎo)線(xiàn)，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目相應(yīng)于傳輸電極的數(shù)目，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在所述第一方向上于所述第一傳輸電極上方延伸，且具有小于所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極的電阻，每個(gè)所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在每個(gè)傳輸溝道上通過(guò)連接部分連接到所述第一傳輸電極和第二傳輸電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述傳輸溝道上的各個(gè)第二傳輸電極分開(kāi)設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述第一傳輸電極通過(guò)所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)供給有讀出電壓，用于將在所述光接收部分積累的信號(hào)電荷讀出到所述傳輸溝道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，還包括光陰影掩模，以中間插入絕緣膜的狀態(tài)，設(shè)置于所述第一傳輸電極、所述第二傳輸電極和所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)上，所述陰影掩模形成多個(gè)用于所述光接收部分的開(kāi)口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，還包括第三傳輸電極，設(shè)置于與所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極相同的層上，并在所述第一方向上的傳輸溝道上；三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)在所述第一傳輸電極上于所述第一方向上延伸來(lái)設(shè)置，且所述三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)中每條與所述第一傳輸電極、所述第二傳輸電極和所述第三傳輸電極通過(guò)連接部分在所述傳輸溝道上連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)成像裝置，其中，在所述傳輸溝道上各個(gè)第三電極分開(kāi)設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極由多晶硅形成，且所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)由鎢形成。
8.一種制造固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置包括多個(gè)光接收部分，沿第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向設(shè)置；多個(gè)傳輸溝道，沿所述第二方向延伸，每個(gè)設(shè)置于相鄰的所述光接收部分之間；多個(gè)第一傳輸電極，設(shè)置于所述傳輸溝道上，所述相鄰第一傳輸電極設(shè)置于所述光接收部分的兩側(cè)，并在所述第一方向上相連接；多個(gè)第二傳輸電極，設(shè)置在與所述第一傳輸電極相同的層中，并在所述傳輸溝道上；和低電阻導(dǎo)線(xiàn)，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目相應(yīng)于傳輸電極的數(shù)目，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在所述第一方向上于所述第一傳輸電極上方延伸，且具有小于所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極的電阻，每個(gè)所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在每個(gè)傳輸溝道上通過(guò)連接部分連接到所述第一傳輸電極和第二傳輸電極，所述方法包括如下步驟在所述第一方向和所述第二方向上形成所述多個(gè)光接收部分；形成在所述第二方向上延伸的傳輸溝道，設(shè)置每個(gè)所述傳輸溝道于所述相鄰的光接收部分之間；且在所述傳輸溝道上形成所述第一傳輸電極，所述相鄰第一傳輸電極設(shè)置于所述光接收部分的兩側(cè)，并在所述第一方向上相連接；在所述第二溝道上與所述第一傳輸電極相同的層中形成所述第二傳輸電極；和形成低電阻導(dǎo)線(xiàn)，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目相應(yīng)于所述傳輸電極的數(shù)目，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在所述第一傳輸電極上于所述第一方向上延伸，且具有小于所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極的電阻，每個(gè)所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在每個(gè)傳輸溝道上通過(guò)連接部分連接到所述第一傳輸電極和第二傳輸電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，其中，在所述傳輸溝道上分開(kāi)設(shè)置所述各個(gè)第二傳輸電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，包括步驟以中間插入絕緣膜的狀態(tài)，形成設(shè)置于所述第一傳輸電極、所述第二傳輸電極和所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)上的光陰影掩模；所述光陰影掩模形成多個(gè)用于所述光接收部分的開(kāi)口。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，包括步驟在通過(guò)形成所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極的同樣的步驟形成的層中，于所述傳輸溝道上形成第三傳輸電極；通過(guò)在所述第一傳輸電極上于所述第一方向上延伸來(lái)設(shè)置三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)，且所述三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)中每條與所述第一傳輸電極、所述第二傳輸電極和所述第三傳輸電極通過(guò)連接部分在所述傳輸溝道上連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，其中，所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極由多晶硅形成，且所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)由鎢形成。
13.一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，用于通過(guò)四相驅(qū)動(dòng)所述固態(tài)成像裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)，包括多個(gè)光接收部分，沿第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向設(shè)置；多個(gè)傳輸溝道，沿所述第二方向延伸，每個(gè)設(shè)置于相鄰的光接收部分之間；多個(gè)第一傳輸電極，設(shè)置于所述傳輸溝道上，所述相鄰的第一傳輸電極設(shè)置于所述光接收部分的兩側(cè)，并在所述第一方向上相連接；多個(gè)第二傳輸電極，設(shè)置于所述第一傳輸電極的相同的層中，在所述傳輸溝道上；和低電阻導(dǎo)線(xiàn)，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目相應(yīng)于傳輸電極的數(shù)目，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在所述第一方向上在所述第一傳輸電極上方延伸，且具有的電阻小于所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極的電阻；所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)連接部分連接到在各自的傳輸溝道上的第一傳輸電極和第二傳輸電極，并通過(guò)四相驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置。
14.一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，用于通過(guò)三相驅(qū)動(dòng)和六相驅(qū)動(dòng)所述固態(tài)成像裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)，所述固態(tài)成像裝置包括多個(gè)光接收部分，沿第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向設(shè)置；多個(gè)傳輸溝道，沿所述第二方向延伸，每個(gè)設(shè)置于相鄰的所述光接收部分之間；多個(gè)第一傳輸電極，設(shè)置于所述傳輸溝道上，所述相鄰的第一傳輸電極設(shè)置于所述光接收部分的兩側(cè)，并在所述第一方向上相連接；多個(gè)第二傳輸電極，設(shè)置于與所述第一傳輸電極相同的層中，并在所述傳輸溝道上；和低電阻導(dǎo)線(xiàn)，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目相應(yīng)于傳輸電極的數(shù)目，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在所述第一方向上于所述第一傳輸電極上方延伸，且具有小于所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極的電阻，每個(gè)所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在每個(gè)傳輸溝道上通過(guò)連接部分連接到所述第一傳輸電極和第二傳輸電極；第三傳輸電極，設(shè)置于與所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極相同的層上，并在所述第一方向上的傳輸溝道上；三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)在所述第一傳輸電極上方于所述第一方向上延伸來(lái)設(shè)置，且所述三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)中每條與所述第一傳輸電極、所述第二傳輸電極和所述第三傳輸電極通過(guò)連接部分在所述傳輸溝道上連接所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)連接部分連接到在各自的傳輸溝道上的第一傳輸電極和第二傳輸電極，并通過(guò)三相或六相驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置。
15.一種照相機(jī)，包括光學(xué)透鏡，和固態(tài)成像裝置，用于將通過(guò)所述光學(xué)透鏡獲得的圖像轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，所述固態(tài)成像裝置包括多個(gè)光接收部分，沿第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向設(shè)置；多個(gè)傳輸溝道，沿所述第二方向延伸，每個(gè)設(shè)置于相鄰的所述光接收部分之間；多個(gè)第一傳輸電極，設(shè)置于所述傳輸溝道上，所述相鄰第一傳輸電極設(shè)置于所述光接收部分的兩側(cè)，并在所述第一方向上相連接；多個(gè)第二傳輸電極，設(shè)置于與所述第一傳輸電極相同的層中，并在所述傳輸溝道上；和低電阻導(dǎo)線(xiàn)，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目相應(yīng)于傳輸電極的數(shù)目，所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在所述第一方向上于所述第一傳輸電極上方延伸，且具有小于所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極的電阻，每個(gè)所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)在每個(gè)傳輸溝道上通過(guò)連接部分連接到所述第一傳輸電極和第二傳輸電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的照相機(jī)，其中，所述傳輸溝道上的各個(gè)第二傳輸電極分開(kāi)設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的照相機(jī)，其中，所述第一傳輸電極通過(guò)所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)供給有讀出電壓，用于將在所述光接收部分積累的信號(hào)電荷讀出到所述傳輸溝道。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的照相機(jī)，其中，所述固態(tài)成像裝置包括光陰影掩模，以中間插入絕緣膜的狀態(tài)，設(shè)置于所述第一傳輸電極、所述第二傳輸電極和所述低電阻導(dǎo)線(xiàn)上，所述陰影掩模形成多個(gè)用于所述光接收部分的開(kāi)口。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的照相機(jī)，其中所述固態(tài)成像裝置包括第三傳輸電極，設(shè)置于與所述第一傳輸電極和所述第二傳輸電極相同的層上，并在所述第一方向上的傳輸溝道上；和其中，三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)在所述第一傳輸電極上于所述第一方向上延伸來(lái)設(shè)置，且所述三條低電阻導(dǎo)線(xiàn)的每條與所述第一傳輸電極、所述第二傳輸電極和所述第三傳輸電極通過(guò)連接部分在所述傳輸溝道上連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種固態(tài)成像裝置，其能夠減少在光接收部分的周邊部分的入射光的光蝕(阻擋)且實(shí)現(xiàn)更大視角和高速驅(qū)動(dòng)。采用了由一層多晶硅層形成第一傳輸電極和第二傳輸電極的單層傳輸電極結(jié)構(gòu)。兩個(gè)在水平方向延伸的分路導(dǎo)線(xiàn)形成于在水平方向上連接的第一傳輸電極上，且例如四相傳輸脈沖通過(guò)在水平方向延伸的低電阻分路導(dǎo)線(xiàn)供給到在傳輸溝道上的第一電極和第二電極。
文檔編號(hào)H01L27/148GK1728783SQ20051008755
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者神戶(hù)秀夫 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社