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審決分類 審判 査定不服 4項3号特許請求の範囲における誤記の訂正 特許、登録しない。 H01L
審判 査定不服 4項1号請求項の削除 特許、登録しない。 H01L
審判 査定不服 4項4号特許請求の範囲における明りょうでない記載の釈明 特許、登録しない。 H01L
審判 査定不服 4号2号請求項の限定的減縮 特許、登録しない。 H01L
審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 H01L
管理番号 1179567
審判番号 不服2005-18751  
総通号数 104 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2008-08-29 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2005-09-29 
確定日 2008-06-12 
事件の表示 特願2002- 6150「固体撮像素子及びその製造方法」拒絶査定不服審判事件〔平成15年 7月25日出願公開、特開2003-209241〕について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 
理由 1.手続の経緯
本願は、平成14年1月15日の出願であって、平成17年8月24日付けで拒絶査定がなされ、これに対して同年9月29日に拒絶査定に対する審判請求がなされるとともに、同日付けで手続補正がなされ、その後当審において、平成19年5月11日付けで審尋がなされ、その後同年7月18日に回答書が提出されたものである。

2.平成17年9月29日付けの手続補正(以下、「本件補正」という。)について
[補正却下の決定の結論]
平成17年9月29日付けの手続補正を却下する。
[理由]
(1)本件補正の内容
本件補正は、明細書の0001段落、0014段落、0015段落、0018段落及び0022段落を補正するとともに、補正前の請求項1ないし4を削除し、補正前の請求項5ないし7を補正後の請求項1ないし3に補正するものであって、補正後の請求項1ないし3は以下のとおりである。
「【請求項1】
(I) 半導体基板と、
(II)前記半導体基板の一表面に複数行、複数列に亘って行列状に配置され、隣接する行、隣接する列で光電変換素子の位置が半ピッチずれた画素ずらし配置で配列された多数個の光電変換素子と、
(III) 1列の光電変換素子列に1つずつ光電変換素子列の一方の側に配置され、各々が、(i) 前記半導体基板の一表面に形成されて、対応する光電変換素子列に沿って蛇行しつつ、光電変換素子列方向に延在する電荷転送チャネルと、(ii)前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介し配置されて、前記電荷転送チャネルと平面視上交差する複数本の転送電極とを有する電荷転送素子と
を備えた固体撮像素子の製造方法であって、
(A)前記半導体基板の一表面に、所定数の前記電荷転送チャネルを形成する工程と、
(B)前記半導体基板の一表面に前記電気的絶縁膜を形成し、その上に第1の導電層を形成する工程と、
(C)前記第1の導電層の上にストッパ層を形成する工程と、
(D)前記ストッパ層および前記第1の導電層をパターニングして、隣り合うもの同士が互いに間隔をあけて配置され、各々が別々の転送電極の一部を構成し、上面上に前記ストッパ層が残った複数の主電極層を形成する工程と、
(E)上面上に前記ストッパ層が残った前記主電極層の各々を覆う第2の導電層を形成する工程と、
(F)前記第2の導電層を、前記ストッパ層をエッチングストッパとしてエッチングして、前記主電極層それぞれの側面上に副電極層を形成する工程と、
(G)前記半導体基板の一表面に、前記電荷転送チャネルの1本に1列ずつ対応させて光電変換素子列を形成する工程と
を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項2】
さらに、
(H)前記電荷転送素子の全てと前記光電変換素子の各々とを平面視上覆い、平坦な上面を有する層間絶縁膜をシリコン酸化物系材料を用いて形成する工程と、
(I)前記層間絶縁膜上にパッシベーション膜を形成する工程と
を含む請求項1に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項3】
さらに、(J)前記工程(G)に続いて、前記転送電極の各々から電気的に分離されて該転送電極の各々を平面視上覆い、前記光電変換素子それぞれの上方に開口部を1つずつ有する光遮蔽膜を形成する工程を含む請求項1または請求項2に記載の固体撮像素子の製造方法。」

(2)補正内容の整理(補正後の請求項1に関して)
補正前の請求項5を補正後の請求項1とする補正については、以下のように整理できる。
補正事項1
補正前の請求項5の「(B)前記半導体基板の一表面に前記電気的絶縁膜を形成し、その上に第1の導電層を形成する工程と、」の後に、補正後の請求項1の「(C)前記第1の導電層の上にストッパ層を形成する工程と、」を追加すること。
補正事項2
補正前の請求項5の「(C)前記第1の導電層をパターニングして、隣り合うもの同士が互いに間隔をあけて配置され、各々が別々の転送電極の一部を構成する複数の主電極層を形成する工程」を、補正後の請求項1の「(D)前記ストッパ層および前記第1の導電層をパターニングして、隣り合うもの同士が互いに間隔をあけて配置され、各々が別々の転送電極の一部を構成し、上面上に前記ストッパ層が残った複数の主電極層を形成する工程」と補正すること。
補正事項3
補正前の請求項5の「(D)前記主電極層の各々を覆う第2の導電層を形成する工程」を、補正後の請求項1の「(E)上面上に前記ストッパ層が残った前記主電極層の各々を覆う第2の導電層を形成する工程」と補正すること。
補正事項4
補正前の請求項5の「(E)前記第2の導電層をパターニングして、前記主電極層それぞれの側面上に副電極層を形成する工程」を、補正後の請求項1の「(F)前記第2の導電層を、前記ストッパ層をエッチングストッパとしてエッチングして、前記主電極層それぞれの側面上に副電極層を形成する工程」と補正すること。
補正事項5
補正前の請求項5の「(F)」を、補正後の請求項1の「(G)」と補正すること。

(3)本件補正についての検討
(3-1)補正の目的の適否について
[補正事項1について]
補正事項1についての補正は、補正前の請求項5には記載されていない新たな工程である「(C)前記第1の導電層の上にストッパ層を形成する工程」を追加する補正であり、補正前の請求項5、補正前の請求項5を引用する請求項6及び7には、「ストッパ層」について何ら記載されておらず、且つ、補正事項1についての補正は、補正前の請求項5に係る発明の発明特定事項を下位概念化するためのものであるとも認められないから、補正事項1についての補正は、特許法第17条の2第4項第2号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものには該当しない。
また、補正前の請求項5に、新たな工程である「(C)前記第1の導電層の上にストッパ層を形成する工程」を追加することは、請求項の削除、誤記の訂正又は明りょうでない記載の釈明のいずれにも該当しない。
したがって、補正事項1についての補正は、特許法第17条の2第4項各号に掲げるいずれを目的とするものにも該当しない。
[補正事項2ないし4について]
補正事項2ないし4についての補正は、補正事項1についての補正により、新たに追加された工程である「(C)前記第1の導電層の上にストッパ層を形成する工程」を追加することに伴い、補正前の請求項5の(C)工程、(D)工程及び(E)工程に、「ストッパ層」に関する構成を追加するものであって、[補正事項1について]において検討したと同様な理由により、補正事項2ないし4についての補正は、特許法第17条の2第4項各号に掲げる請求項の削除、特許請求の範囲の減縮、誤記の訂正又は明りょうでない記載の釈明いずれを目的とするものにも該当しない。

(3-2)小むすび
したがって、補正事項1ないし4についての補正を含む、補正前の請求項5を補正後の請求項1とする補正は、特許法第17条の2第4項各号に掲げるいずれを目的とするものにも該当しない。

(4)むすび
よって、補正前の請求項5を補正後の請求項1とする補正を含む本件補正は、特許法第159条第1項で読み替えて準用する同法第53条第1項の規定により却下されるべきものである。

3.本願発明
平成17年9月29日付けの手続補正は上記のとおり却下されたので、本願の請求項1ないし7に係る発明は、平成17年8月1日付けの手続補正書により補正された明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項1ないし7に記載された事項により特定されるものであり、その請求項1に係る発明(以下、「本願発明」という。)は、その請求項1に記載されている事項により特定される以下のとおりのものである。
「【請求項1】
半導体基板と、
前記半導体基板の一表面に複数行、複数列に亘って行列状に配置され、隣接する行、隣接する列で光電変換素子の位置が半ピッチずれた画素ずらし配置で配列された多数個の光電変換素子と、
1列の光電変換素子列に1つずつ光電変換素子列の一方の側で前記半導体基板の一表面に形成され、各々が、対応する光電変換素子列に沿って蛇行しつつ、光電変換素子列方向に延在する第1電荷転送チャネルと、
1行の光電変換素子行に少なくとも1本ずつ対応して前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介して配置され、各々が、(i) 前記第1電荷転送チャネルの各々と平面視上交差して配置された第1主電極層と、(ii)該第1主電極層の側面上に形成された第1副電極層とを有し、隣り合うもの同士が互いに間隔をあけて配置された複数本の第1転送電極と、 前記半導体基板の一表面に形成され、前記第1電荷転送チャネルの各々と電気的に接続可能な第2電荷転送チャネルと、
前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介して配置され、各々が前記第2電荷転送チャネルと平面視上交差する第2転送電極と
を備えた固体撮像素子。」

4.刊行物に記載される発明
(1)特開平9-223787号公報
原査定の拒絶の理由に引用され、本願の出願前に日本国内で頒布された特開平9-223787号公報(以下、「刊行物1」という。)には、図1ないし図3とともに、以下の事項が記載されている。
「【特許請求の範囲】
【請求項1】 受光部および垂直信号転送部とからなる単位画素が二次元状に配列され、水平シフトレジスタを備えた固体撮像装置において、前記水平シフトレジスタおよび前記垂直信号転送部のそれぞれの転送電極下の信号転送方向とは逆側の部分に電荷に対するポテンシャルを浅くする不純物が導入されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項2】 水平シフトレジスタおよび垂直信号転送部の転送電極が、単層電極で構成されている請求項1記載の固体撮像装置。
【請求項3】 転送電極の側壁に、前記転送電極と電気的に接続されたサイドウォール電極が形成されている請求項2記載の固体撮像装置。」
「【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に関するものであ・・・る。」
「【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の全画素読み出しCCDは、前記のように、3層ポリシリコンプロセスの構造をとることから、画素の最大高さがポリシリコン3層分となる。このことにより感度向上のために採用しているオンチップマイクロレンズ効果に大きな影響を及ぼすこととなるフォトダイオード表面とレンズ底部までの距離の縮小化に制約を生じ、この結果、感度の向上に制限を与えることとなる。具体的には、ポリシリコン層を1層増やすと、画素の高さが約0.5μm高くなり、このため感度が約20%減少する。また、3層ポリシリコンプロセスは、2層ポリシリコンプロセスに比較して、歩留まりが約10?20%減少するなどの製造上の問題がある。この問題は、2層目ポリシリコンのエッチング残りとゲート絶縁膜残膜という相反する特性を満足させることの困難性に起因するものと推察されている。
【0004】本発明は、前記従来の問題を解決するために、電極を単層構造とすることにより、高感度で、その製造効率が高い固体撮像装置およびその製造方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、受光部および垂直信号転送部とからなる単位画素が二次元状に配列され、水平シフトレジスタを備えた固体撮像装置において、前記水平シフトレジスタおよび前記垂直信号転送部の転送電極下の信号転送方向とは逆側の部分に電荷に対するポテンシャルを浅くする不純物が導入されているという構成をとる。
【0006】このように、前記水平シフトレジスタおよび前記垂直信号転送部の転送電極下の信号転送方向とは逆側の部分に電荷に対するポテンシャルを浅くする不純物が導入されると、この部分が、他の電極下の信号と分離するためのバリア領域となる。このため、上記転送電極下において電荷蓄積部となる領域と上記バリア領域とが形成され、電極が単層構造でも、2相駆動可能な全画素読み出しのできる構造となる。すなわち、本発明の固体撮像装置では、単位画素を1つの受光部と2電極単層CCDで構成することができるため、実効的な素子高さは一層電極と同一となって、この結果、従来において問題であった感度の制限が除かれるようになる。また、単層電極構造にすることができることから、従来の製造上の問題も生じなくなる。
【0007】そして、本発明の固体撮像装置において、転送効率が改善され低電圧駆動が可能となるという理由から、前記転送電極の側壁に、前記転送電極と電気的に接続されたサイドウォール電極が形成されていることが好ましい。」
「【0013】
【実施形態1】図1に実施形態1の固体撮像装置を示す。なお、同図(a)は、平面図であり、同図(b)は同図(a)のA-A´方向の一部断面図であり、同図(c)は、信号電荷の流れとポテンシャルの関係を示す模式図である。
【0014】この固体撮像装置は、例えば、つぎのようにして作製される。すなわち、まず、P形半導体シリコン基板1にN形領域2、ゲート絶縁膜3を形成した後、水平シフトレジスタ(HCCD)と垂直転送信号部(VCCD)の転送電極4、5、6をポリシリコンで電極間隔を0.6μmとなるよう選択的に形成する。ついで、矢印で示すように、30?60度の傾斜角θ1でかつ水平シフトレジスタ(HCCD)および垂直信号転送部(VCCD)のそれぞれの転送電極4、5、6に対し45度のツイスト角方向θ2からボロンイオンを10^(11)?10^(12)cm^(-2)注入する。このようにすると、転送電極4、5、6の下のN形領域において、信号転送方向とは逆側の部分にバリア領域7が転送電極下に一部潜り込ませた状態で形成される。その後、常法により、フォトダイオード形成ならびに所定の配線を行う。このようにして、図1(a)および同図(b)に示すような固体撮像装置を作製することができる。
【0015】この固体撮像装置における垂直信号転送部(VCCD)の信号電荷の流れとポテンシャルの関係を図1(c)に示す。なお、図1(c)は、位置関係において同図(b)に対応するものである。図示のように、各転送電極5、6下に電荷蓄積部となる領域と他電極下の信号と分離するためのバリア領域7が形成されており、信号電荷は、図において右から左に転送される。そして、バリア領域7の部分においては、電荷に対するポテンシャルが浅くなっていることがわかる。この結果、固体撮像装置の転送電極構造を単層構造にすることができ、かつ2層駆動可能な全画素読み出しのできる構造とすることができる。なお、信号電荷の転送については、水平シフトレジスタ(HCCD)においても同様であり、転送電極構造を単層構造にすることができ、かつ2相駆動可能な全画素読み出しのできる構造とすることができる。
【0016】
【実施形態2】実施形態2の固体撮像装置は、実施形態1の固体撮像装置において、転送電極の側壁に前記転送電極に電気的に接続されたサイドウォールを形成した例である。
【0017】すなわち、図2(a)に示すように、実施形態1と同様にして、イオン注入(矢印)を行いバリア領域7を形成する。そして、図2(b)に示すように、転送電極5、6の側壁にサイドウォール8を形成する。この形成は、サイドウォール材料膜を形成した後、全面異方性エッチングすることにより行うことができる。また、上記サイドウォールの形成材料としてはポリシリコンを用い、またその厚みは約0.2μmとした。そして、実施形態1と同様に、常法により、フォトダイオード形成ならびに所定の配線を行う。なお、図2において、図1と同一部分には同一符号を付している。
【0018】このようにして得られた固体撮像装置では、水平シフトレジスタ(HCCD)および垂直信号転送部(VCCD)において、ともに単層の転送電極で実効電極間距離が約0.2μmの2相駆動可能な全画素読み出しのできる構造とすることができる。これにより、転送電極間隔を0.6μmから0.2μmに縮小できるため、実施形態1の固体撮像装置と比較して転送効率が改善され低電圧駆動が可能となる。
【0019】このように、実施形態1および実施形態2の固体撮像装置では、転送電極構造を単層構造とすることができる。この結果、これら固体撮像装置において、転送電極により決定される素子高さは、従来のものに比べ、約1/3の高さとなり、マイクロレンズの最適設計、例えば、カメラレンズの絞り値依存性を少なくすることが可能となる。
【0020】なお、本発明の固体撮像装置の場合、単位画素の信号電荷蓄積領域は一つの転送電極下のバリア領域を除く領域となるが、本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、バリア領域が選択的に形成した電極間距離とすることが可能であるため、電荷蓄積に寄与するCCDの電極面積において、従来の3電極3相駆動と同等以上とすることが可能であり実用上充分な信号電荷を蓄積できる。具体的にいうと、例えば、単位画素の垂直寸法を5μmとすると、従来例(図3参照)の信号電荷蓄積の実効電極長は5μm÷3の値が約1.6μmであるのに対し、本発明の固体撮像装置では、(5μm-(0.6×2))÷2の値が約1.9μmとなり、従来例の18%増となる。なお、信号転送時は、図1に示すように、交互の電極にハイ(H)、ロー(L)の2値のパルスを印加することにより行うことができる。
【0021】また、実施形態1および実施形態2では、出発基板をP形半導体シリコン基板としたが、本発明はこれに限定するものではなく。P形ウェルとしても同様の効果が得られる。また、電極、サイドウォール材料はポリシリコンとしたが、高融点材料等(例えば、WSi、Mo、Wおよびそれらとポリシリコンとの多層膜)を用いても同様の効果が得られる。そして、不純物として、ボロンイオンを用いたが、この他に、アルミイオンを使用することができるが、ボロンイオンを用いることが好ましい。また、イオン注入は半導体分野における常法により行うことができ、イオン注入角度は、前述の範囲であるが、好ましい範囲は、傾斜角度が40?50度の範囲であり、ツイスト角度が42?48度の範囲である。
【0022】前記サイドウォールの厚みは、転送電極間の距離等により適宜決定されるが、通常、0.1?0.3μm、好ましくは0.1?0.2μmである。なお、サイドウォールを形成しなくても、転送電極間距離を0.3μm以下にすることにより、低電圧駆動が可能となるが、バリア領域を全て電極下に形成できるという理由から、サイドウォール形成を行ったほうが好ましい。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明の固体撮像装置は、水平シフトレジタおよび垂直信号転送部のそれぞれの転送電極を単層構造とすることができ、かつ2相駆動可能な全画素読み出しのできるものである。このため、構造的に素子高さが抑制可能となり高解像度および高感度を同時に満足できるものとなる。さらに、前記転送電極の側壁にサイドウォールを形成することにより、低電圧駆動が可能となる。また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、2層目ポリシリコンのエッチング残りとゲート絶縁膜残膜という相反する特性を満足させる必要がないことから、高い歩留まりを実現できるものである。」
「【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は発明の固体撮像装置の一実施形態の平面図であり、(b)は前記平面図のA-A´方向の一部断面図であり、(c)は信号電荷のポテンシャルを示す模式図である。
【図2】(a)は本発明の固体撮像装置のその他の実施形態において、イオン注入を行う状態を示す断面図であり、(b)はサイドウォールを形成する状態を示す断面図である。【図3】(a)は従来の固体撮像装置の構成を示す平面図であり、(b)は前記平面図のB-B´方向の一部断面図であり、(c)は信号電荷のポテンシャルを示す模式図である。」

「受光部および垂直信号転送部とからなる単位画素」が半導体シリコン基板上に形成されることは明らかである。
また、図1及び「P形半導体シリコン基板1にN形領域2、ゲート絶縁膜3を形成した後、水平シフトレジスタ(HCCD)と垂直転送信号部(VCCD)の転送電極4、5、6をポリシリコンで電極間隔を0.6μmとなるよう選択的に形成する。」(0014段落)との記載より、転送電極4,5,6が半導体シリコン基板にゲート絶縁膜3を介して形成されていることは明らかである。
また、図1(a)及びその説明(0014段落)から、水平シフトレジスタに転送電極4が形成され、垂直転送信号部に転送電極5,6が形成されていることは明らかである。

したがって、刊行物1には、以下の発明が記載されている。
「半導体シリコン基板と、前記半導体シリコン基板上に受光部および垂直信号転送部とからなり、二次元状に配列される単位画素と、水平シフトレジスタとを備えた固体撮像装置において、
前記垂直転送部は、前記半導体シリコン基板上にゲート絶縁膜3を介して形成された転送電極5,6を備え、前記転送電極の側壁に、前記転送電極5,6と電気的に接続されたサイドウォール電極8が形成されるとともに、
前記水平シフトレジスタは、前記半導体シリコン基板上に前記ゲート絶縁膜3を介して形成された転送電極4を備えていることを特徴とする固体撮像装置。」

5.当審の判断
(1)対比
本願発明と、刊行物1に記載された発明(以下、「刊行物発明」という。)を対比する。
(a)刊行物発明の「半導体シリコン基板」、「受光部および垂直信号転送部とからなる単位画素」、「二次元状に配列され」ること及び「固体撮像装置」は、それぞれ、本願発明の「半導体基板」、「光電変換素子」、「複数行、複数列に亘って行列状に配置され」ること及び「固体撮像素子」に相当する。
(b)また、刊行物発明において、固体撮像装置が多数個の単位画素を備えることは明らかであるから、刊行物発明の「半導体シリコン基板と、前記半導体シリコン基板上に受光部および垂直信号転送部とからなり、二次元状に配列される単位画素」「を備えた固体撮像装置」は、本願発明の「半導体基板と、 前記半導体基板の一表面に複数行、複数列に亘って行列状に配置され」「た多数個の光電変換素子」「を備えた固体撮像素子」に相当する。
(c)刊行物1の図2及び「図2(b)に示すように、転送電極5、6の側壁にサイドウォール8を形成する。・・・上記サイドウォールの形成材料としてはポリシリコンを用い、またその厚みは約0.2μmとした。・・・このようにして得られた固体撮像装置では、水平シフトレジスタ(HCCD)および垂直信号転送部(VCCD)において、ともに単層の転送電極で実効電極間距離が約0.2μmの2相駆動可能な全画素読み出しのできる構造とすることができる。」(0017段落及び0018段落)から刊行物発明の「サイドウォール電極8」を備えた「転送電極5,6」が隣り合うもの同士が間隔をあけて配置されていることは明らかであって、刊行物発明の「転送電極5,6」及び「サイドウォール電極8」は、それぞれ、本願発明の「第1主電極層」及び「該第1主電極層の側面上に形成された第1副電極層」に相当し、さらに、刊行物発明の「前記垂直転送部は、前記半導体シリコン基板上にゲート絶縁膜3を介して形成された転送電極5,6を備え、前記転送電極の側壁に、前記転送電極5,6と電気的に接続されたサイドウォール電極8が形成されていること」は、本願発明の「前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介して配置され、各々が、」「第1主電極層と、(ii)該第1主電極層の側面上に形成された第1副電極層とを有し、隣り合うもの同士が互いに間隔をあけて配置された複数本の第1転送電極を備え」ることに相当する。

したがって、本願発明と刊行物発明とは、
「半導体基板と、
前記半導体基板の一表面に複数行、複数列に亘って行列状に配置された多数個の光電変換素子と、
前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介して配置され、各々が、第1主電極層と、(ii)該第1主電極層の側面上に形成された第1副電極層とを有し、隣り合うもの同士が互いに間隔をあけて配置された複数本の第1転送電極と
を備えた固体撮像素子。」である点で一致し、以下の点で相違している。

相違点1
本願発明は、「前記半導体基板の一表面に複数行、複数列に亘って行列状に配置され、隣接する行、隣接する列で光電変換素子の位置が半ピッチずれた画素ずらし配置で配列された多数個の光電変換素子」を備えているのに対して、
刊行物発明は、「半導体シリコン基板と、前記半導体シリコン基板上に受光部および垂直信号転送部とからなり、二次元状に配列される単位画素と、水平シフトレジスタとを備えた固体撮像装置」である点。
相違点2
本願発明は、「1列の光電変換素子列に1つずつ光電変換素子列の一方の側で前記半導体基板の一表面に形成され、各々が、対応する光電変換素子列に沿って蛇行しつつ、光電変換素子列方向に延在する第1電荷転送チャネル」を備えているのに対して、
刊行物発明は、上記構成を備えているか否か明らかでない点。
相違点3
本願発明は、「1行の光電変換素子行に少なくとも1本ずつ対応して前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介して配置され、各々が、(i) 前記第1電荷転送チャネルの各々と平面視上交差して配置された第1主電極層と、(ii)該第1主電極層の側面上に形成された第1副電極層とを有し、隣り合うもの同士が互いに間隔をあけて配置された複数本の第1転送電極」を備えているのに対して、
刊行物発明は、「前記垂直転送部は、前記半導体シリコン基板上にゲート絶縁膜3を介して形成された転送電極5,6を備え、前記転送電極の側壁に、前記転送電極5,6と電気的に接続されたサイドウォール電極8が形成される」との構成を備えている点。
相違点4
本願発明は、「前記半導体基板の一表面に形成され、前記第1電荷転送チャネルの各々と電気的に接続可能な第2電荷転送チャネルと、 前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介して配置され、各々が前記第2電荷転送チャネルと平面視上交差する第2転送電極」を備えているのに対して、
刊行物発明は、「前記水平シフトレジスタは、前記半導体シリコン基板上に前記ゲート絶縁膜3を介して形成された転送電極4を備えている」点。

(2)相違点の検討
上記各相違点について以下で検討する。
相違点1について
(a)以下の周知文献1ないし3に記載されるように、固体撮像装置において、半導体基板の表面に光電変換素子を複数行、複数列に亘って行列状(二次元状)に配置し、隣接する行、隣接する列で光電変換素子の位置が半ピッチずれて配列された多数個の光電変換素子を備えたものとすることは、従来周知の技術事項である。
周知文献1.特開平7-74332号公報
特開平7-74332号公報には、図10及び図11とともに、「【0036】 第2実施例 図10は本発明の第2実施例により配列された画素のレイアウト図であり、図11は前記図10のレイアウトの各画素上にマイクロレンズ形成のためのマスクパターン15を追加させたレイアウト図である。前記図10および図11に示したレイアウトを参照すれば、光ダイオード10部位は前記図8のような形(全体的に蜂の巣の形)に配置され、それに対応してマイクロレンズ形成のためのマスクパターン15も前記図9のような形に配置されることが判る。 【0037】第2実施例は、前記光ダイオード10部位が六角形に変形され、これにより垂直伝送CCDを構成する垂直伝送チャネル形成のためのマスクパターン11もジグザグ形に変形される点において前記第1実施例と異なる。」と記載されている。
周知文献2.特開2001-77344号公報
特開2001-77344号公報には、図1及び図2とともに、「【0074】図2は、図1に示した感光部10の一部を拡大して示す平面図である。・・・ 【0075】図2に示したように、感光部10に形成されている光電変換素子列20の各々においては、所定個の光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)が所定方向D_(V) ・・・に一定のピッチP_(1) で形成されている。また、光電変換素子行21の各々においては、所定個の光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)が所定方向D_(H)・・・に一定のピッチP_(2 )で形成されている。 【0076】偶数番目の光電変換素子列20を構成する光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)の各々は、奇数番目の光電変換素子列20を構成する所定個の光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)に対し、前記ピッチP_(1) の約1/2、列方向(方向D_(V) )にずれている(図2参照)。同様に、偶数番目の光電変換素子行21を構成する光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)の各々は、奇数番目の光電変換素子行21を構成する所定個の光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)に対し、前記ピッチP_(2) の約1/2、行方向(方向D_(H) )にずれている(図2参照)。」と記載されている。
周知文献3.特開2001-102560号公報
特開2001-102560号公報には、図1及び図2とともに、「【0070】図2は、図1に示した感光部10の一部を拡大して示す平面図である。・・・【0071】図2に示したように、感光部10に形成されている光電変換素子列20の各々においては、所定個の光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)が所定方向D_(V) ・・・に一定のピッチP_(1) で形成されている。また、光電変換素子行21の各々においては、所定個の光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)が所定方向D_(H) ・・・に一定のピッチP_(2 )で形成されている。【0072】偶数番目の光電変換素子列20を構成する光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)の各々は、奇数番目の光電変換素子列20を構成する所定個の光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)に対し、前記ピッチP_(1) の約1/2、列方向(方向D_(V) )にずれている(図2参照)。同様に、偶数番目の光電変換素子行21を構成する光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)の各々は、奇数番目の光電変換素子行21を構成する所定個の光電変換素子22(信号電荷蓄積領域)に対し、前記ピッチP_(2) の約1/2、行方向(方向D_(H) )にずれている(図2参照)。」と記載されている。
(b)したがって、刊行物発明において、「前記半導体シリコン基板上に受光部および垂直信号転送部とからなる単位画素が二次元状に配列され」た単位画素の配置を従来周知のように、行方向及び列方向のそれぞれにおいて、単位画素を行方向及び列方向の配列間隔の約1/2ずらすことにより、本願発明の如く、「前記半導体基板の一表面に複数行、複数列に亘って行列状に配置され、隣接する行、隣接する列で光電変換素子の位置が半ピッチずれた画素ずらし配置で配列された多数個の光電変換素子」を備えたものとすることは当業者が必要に応じて適宜なし得たものである。

相違点2について
(c)刊行物1の「この固体撮像装置は、例えば、つぎのようにして作製される。すなわち、まず、P形半導体シリコン基板1にN形領域2、ゲート絶縁膜3を形成した後、水平シフトレジスタ(HCCD)と垂直転送信号部(VCCD)の転送電極4、5、6をポリシリコンで電極間隔を0.6μmとなるよう選択的に形成する。」(0014段落)の記載及び図1(a)を参照すると、刊行物1には、垂直転送信号部(VCCD)の転送電極5,6が、水平CCD即ち水平レジスタ(HCCD)の転送方向に直交する方向に配列され、また、水平シフトレジスタ(HCCD)の転送電極4が垂直転送信号部(VCCD)の転送方向に直交する方向に配列されるから、単位画素に対する転送電極が、二次元的に配列されていることは明らかである。
(d)また、固体撮像装置においては、転送電極の配列される下に位置する半導体シリコン基板に電荷転送チャネルが形成されることは技術常識であるから、刊行物発明の固体撮像装置においても、単位画素が配列される行方向及び列方向に沿った電荷転送チャネルを備えていることは、当業者にとって明らかである。
(e)[相違点1について]における検討をも考慮し、上記(c)及び(d)を参照すると、上記(a)で示した従来周知の技術的事項を用いることにより、刊行物発明の固体撮像装置が実質的に備えることとなる電荷転送チャネルの水平方向及び垂直方向の配列は直線的でなく、周知文献1ないし3に記載されたように、直線から左右に交互のずれたものとなることは当業者にとって明らかであるから、刊行物発明において、本願発明の如く、「1列の光電変換素子列に1つずつ光電変換素子列の一方の側で前記半導体基板の一表面に形成され、各々が、対応する光電変換素子列に沿って蛇行しつつ、光電変換素子列方向に延在する第1電荷転送チャネル」を備えたものとすることは、当業者が必要に応じて適宜なし得たものである。

相違点3について
(f)刊行物1の図1(a)ないし(c)及び「図1(c)は、位置関係において同図(b)に対応するものである。図示のように、各転送電極5、6下に電荷蓄積部となる領域と他電極下の信号と分離するためのバリア領域7が形成されており、信号電荷は、図において右から左に転送される。」(0015段落)との記載を参照すると、信号電荷は転送電極5,6が延長されている方向(図1(a)の上下方向)と直交する方向(図1(a)の左右方向)に転送されることは明らかであり、また、垂直転送部のそれぞれの電荷転送チャネルが水平シフトレジスタの1つの転送電極に対応することも実質的に記載されている。
(g)したがって、刊行物発明において、本願発明の如く、「1行の光電変換素子行に少なくとも1本ずつ対応して前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介して配置され、各々が、(i) 前記第1電荷転送チャネルの各々と平面視上交差して配置された第1主電極層」を備えたものとすることは、当業者が容易になし得たものである。

相違点4について
(h)固体撮像装置において、水平シフトレジスタとは、水平シフトレジスタを構成する電荷転送素子に発生した電荷を水平シフトレジスタの延長する方向に電荷を転送するものであって、電荷を転送するための転送電極は、電荷を転送する方向に配列され、水平シフトレジスタの長さ方向と直交する方向に伸びた平面形状を備えることは、例えば、周知文献4.特開平5-130517号公報(図1,2及び「上述した実施例のように構成した固体撮像素子において、電荷転送素子(垂直シフトレジスタ2、水平シフトレジスタ4)下に発生した電荷は、光電変換素子(フォトダイオード1)、電荷転送素子、およびN型半導体基板21のうち、最も電界の強い側に吸収されるようになる。」(0045段落)参照)及び周知文献5.特開平7-74335号公報(図1,2及び「水平シフトレジスタ3は、図2に示すように、例えばN形のシリコン基板11の表面に形成されたP形のウェル領域12に導入されたN形不純物(例えばリン(P))の拡散領域によるチャネル領域13と、このチャネル領域13上に形成された1層目の多結晶シリコン層による第1の転送電極14と2層目の多結晶シリコン層による第2の転送電極15とから構成されている。」(0028段落)参照)に記載されるように、従来周知である。
(i)垂直転送信号部の電荷転送チャネルの各々と、水平シフトレジスタの電荷転送チャネルとが電気的に接続されていることは、技術常識である。
(j)上記(h)及び刊行物1の図1(a)及び「図示のように、各転送電極5、6下に電荷蓄積部となる領域と他電極下の信号と分離するためのバリア領域7が形成されており、信号電荷は、図において右から左に転送される。・・・なお、信号電荷の転送については、水平シフトレジスタ(HCCD)においても同様であ(る)」(0015段落)の記載を参照すると、水平シフトレジスタにおいても、水平方向に電荷を転送するための電荷転送チャネルは水平シフトレジスタの延長方向に伸びているとともに、水平方向に電荷を転送するための転送電極は、水平方向と交差する方向の長さが、水平方向の長さより長く形成された形状であることは明らかである。
(k)したがって、刊行物発明において、本願発明の如く、「前記半導体基板の一表面に形成され、前記第1電荷転送チャネルの各々と電気的に接続可能な第2電荷転送チャネルと、 前記半導体基板の一表面上に電気的絶縁膜を介して配置され、各々が前記第2電荷転送チャネルと平面視上交差する第2転送電極」を備えているものとすることは当業者が何ら困難性なくなし得たものである。

(m)さらに、刊行物1には、「このようにして得られた固体撮像装置では、水平シフトレジスタ(HCCD)および垂直信号転送部(VCCD)において、ともに単層の転送電極で実効電極間距離が約0.2μmの2相駆動可能な全画素読み出しのできる構造とすることができる。これにより、転送電極間隔を0.6μmから0.2μmに縮小できるため、実施形態1の固体撮像装置と比較して転送効率が改善され低電圧駆動が可能となる。・・・実施形態1および実施形態2の固体撮像装置では、転送電極構造を単層構造とすることができる。この結果、これら固体撮像装置において、転送電極により決定される素子高さは、従来のものに比べ、約1/3の高さとなり、マイクロレンズの最適設計、例えば、カメラレンズの絞り値依存性を少なくすることが可能となる。」(0018段落及び0019段落)と記載されている。
(n)一方、本願の発明の詳細な説明には、「本発明によれば、比較的低い製造コストの下に、小さなピッチで複数の信号線を半導体基板上に形成することが容易になる。比較的低い製造コストの下に半導体装置の集積度を向上させることが可能になる。 また、この信号線を電荷転送素子の転送電極として利用すれば、個々の光電変換素子の上方にマイクロレンズが1つずつ配置されたCCD型の固体撮像素子でのマイクロレンズと光電変換素子との距離を比較的低い製造コストの下に短くすることが容易になる。CCD型の固体撮像素子の感度の低下を抑制しつつ、解像度を向上させることが容易になる。」(0188段落)及び(0189段落)と記載されている。
(o)上記(m)及び(n)から、刊行物発明の効果は、本願発明の効果とほぼ同等であり、本願発明の効果は、当業者が容易に予測しえる程度のものに過ぎない。

よって、本願発明は、刊行物1に記載された発明及び従来周知の技術事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。

6.むすび
以上のとおりであるから、本願は、請求項2ないし7について検討するまでもなく、特許法第29条第2項の規定により拒絶されるべきものである。 よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2008-04-02 
結審通知日 2008-04-08 
審決日 2008-04-22 
出願番号 特願2002-6150(P2002-6150)
審決分類 P 1 8・ 571- Z (H01L)
P 1 8・ 121- Z (H01L)
P 1 8・ 572- Z (H01L)
P 1 8・ 573- Z (H01L)
P 1 8・ 574- Z (H01L)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 柴山 将隆  
特許庁審判長 河合 章
特許庁審判官 北島 健次
棚田 一也
発明の名称 固体撮像素子及びその製造方法  
代理人 来山 幹雄  
代理人 高橋 敬四郎  
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