JPH025472A - 固体撮像素子とその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子とその製造方法Info
- Publication number
- JPH025472A JPH025472A JP63156222A JP15622288A JPH025472A JP H025472 A JPH025472 A JP H025472A JP 63156222 A JP63156222 A JP 63156222A JP 15622288 A JP15622288 A JP 15622288A JP H025472 A JPH025472 A JP H025472A
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- Japan
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- interlayer insulating
- insulating layer
- diode
- layer
- electrode
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- Pending
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
固体撮像素子の製造方法に関し、
光電変換手段を凹凸のない平坦なものとして、分解能を
向上させることを目的とし、 表面に電荷蓄積ダイオードと電荷転送素子が形成されて
なる半導体基板と、該半導体基板上を被覆するＩＣ層間
絶縁層、該層間絶縁層上に画素電極と、非晶質薄膜から
なる光電変換膜と、透明４電性膜とが積層されてなる光
電変換手段と、前記電荷蓄積ダイオードから前記層間絶
縁層表面に導出されたダイオード電極とを具備するとと
もに、前記画素電極が前記電荷蓄積ダイオードから前記
層間絶縁層表面に導出されたダイオード電極に接続する
構成において、前記電４：ＩＭ積ダイオードから４出さ
れたダイオード電極先端部表面が、前記層間絶縁層表面
と同一平面を形成する如く平坦化されてなる構成とする
。
向上させることを目的とし、 表面に電荷蓄積ダイオードと電荷転送素子が形成されて
なる半導体基板と、該半導体基板上を被覆するＩＣ層間
絶縁層、該層間絶縁層上に画素電極と、非晶質薄膜から
なる光電変換膜と、透明４電性膜とが積層されてなる光
電変換手段と、前記電荷蓄積ダイオードから前記層間絶
縁層表面に導出されたダイオード電極とを具備するとと
もに、前記画素電極が前記電荷蓄積ダイオードから前記
層間絶縁層表面に導出されたダイオード電極に接続する
構成において、前記電４：ＩＭ積ダイオードから４出さ
れたダイオード電極先端部表面が、前記層間絶縁層表面
と同一平面を形成する如く平坦化されてなる構成とする
。
本発明は固体撮像素子の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
ファクシミリ用の一次元センサや小型カメラ用の二次元
イメージセンサとして用いられている固体撮像素子は、
ＩＣ，ＬＳＩ技術の発展にともなって、一つの固体受光
デバイスを構成する受光エレメント数がますます増大す
る趨性にある。
イメージセンサとして用いられている固体撮像素子は、
ＩＣ，ＬＳＩ技術の発展にともなって、一つの固体受光
デバイスを構成する受光エレメント数がますます増大す
る趨性にある。
固体受光デバイスは集積度が増加するにつれ、１画素の
受光面積が次第に小さくなり、感度が低下することが避
けられない。
受光面積が次第に小さくなり、感度が低下することが避
けられない。
その打開策として第４図に示すような積層型の、いわゆ
る２階建て構造の二次元イメージセンサが考案された。
る２階建て構造の二次元イメージセンサが考案された。
これは光電変換手段にアモルファス（非晶質）シリコン
（Ｓｉ）薄膜とアモルファスＳｉＣ（シリコンカーバイ
ド）薄膜からなる光電変換膜を用いているため、可視光
の受光を結晶Ｓｉよりも効率的に行うことができること
、及び、抵抗率が高いため画素を分前する必要がなく、
スミアやブルーミングが起きにくいという特長を有する
。更にチップ面積のほぼ１００％を受光部として活用で
きるため、受光感度を高めることができるなど多（の利
点を有する。
（Ｓｉ）薄膜とアモルファスＳｉＣ（シリコンカーバイ
ド）薄膜からなる光電変換膜を用いているため、可視光
の受光を結晶Ｓｉよりも効率的に行うことができること
、及び、抵抗率が高いため画素を分前する必要がなく、
スミアやブルーミングが起きにくいという特長を有する
。更にチップ面積のほぼ１００％を受光部として活用で
きるため、受光感度を高めることができるなど多（の利
点を有する。
しかしながら第４図に見られるように、Ｓｉ基板１表面
に電荷転送素子のゲート電極１５．トランスファゲート
電極１６や保護絶縁膜の５ｉＯｚ膜２、更に電荷蓄積ダ
イオードのダイオード電極３が形成されているため、こ
れらを被覆するポリイミド膜等からなる層間絶縁層４表
面は凹凸が激しい。
に電荷転送素子のゲート電極１５．トランスファゲート
電極１６や保護絶縁膜の５ｉＯｚ膜２、更に電荷蓄積ダ
イオードのダイオード電極３が形成されているため、こ
れらを被覆するポリイミド膜等からなる層間絶縁層４表
面は凹凸が激しい。
そのため層間絶縁層４上に形成される画素電極５゜ｉ型
のａ−５ｉ：ＩＩ層２Ｉおよびｐ型のＳ＋ＣｓＨ層２２
からなる光電変換膜、透明導電性膜（ＩＴＯ膜）６によ
り構成された光電変換手段も、激しい凹凸の波打った形
状とてらざるを得ない。
のａ−５ｉ：ＩＩ層２Ｉおよびｐ型のＳ＋ＣｓＨ層２２
からなる光電変換膜、透明導電性膜（ＩＴＯ膜）６によ
り構成された光電変換手段も、激しい凹凸の波打った形
状とてらざるを得ない。
このように波打った形状の光電変換手段に入射した光は
、上記凹凸によって散乱され、隣接する画素に散乱光が
入り込み、分解能低下を招く。
、上記凹凸によって散乱され、隣接する画素に散乱光が
入り込み、分解能低下を招く。
なお図の１１〜１４は、それぞれ電荷転送素子および電
荷蓄積ダイオードを構成するｐ″層１ｎ゛層。
荷蓄積ダイオードを構成するｐ″層１ｎ゛層。
ｎ“層、およびｎ−層である。
本発明は、光電変換手段を凹凸のない平坦なものとして
、分解能を同上させることを目的とする。
、分解能を同上させることを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
上記目的を達成するため、本発明においては、光電変換
手段の下地となる層間絶縁層表面を平坦化されたものと
することにより、これの上に形成される光電変換手段を
凹凸のない平坦なものとする。
手段の下地となる層間絶縁層表面を平坦化されたものと
することにより、これの上に形成される光電変換手段を
凹凸のない平坦なものとする。
またそのために、Ｓｉ基＋ｆｆ１ｌ上に通常の工程に従
って、電荷転送素子のゲート電極とその上を被覆する保
護絶縁膜を形成し、電荷蓄積ダイオード表面から導出さ
れるダイオード電極を形成した後、これらの上にポリイ
ミド膜のような層間絶縁層を形成する。
って、電荷転送素子のゲート電極とその上を被覆する保
護絶縁膜を形成し、電荷蓄積ダイオード表面から導出さ
れるダイオード電極を形成した後、これらの上にポリイ
ミド膜のような層間絶縁層を形成する。
しかる後、上記層間絶縁層を研磨して表面を平坦化する
とともに、上記電荷蓄積ダイオードから導出されたダイ
オード電極の先端部を表出せしめる。
とともに、上記電荷蓄積ダイオードから導出されたダイ
オード電極の先端部を表出せしめる。
以上述べた如くダイオード電極の先端部が表出する程度
に絶縁層を研磨して、その表面を平坦化すれば、その上
に形成される画素電極、アモルファスＳｉ層、アモルフ
ァスＳｉＣ層、透明導電性膜も、下地が平坦化されてい
るので平坦に形成され、光電変化手段は凹凸のない平坦
なものとなる。
に絶縁層を研磨して、その表面を平坦化すれば、その上
に形成される画素電極、アモルファスＳｉ層、アモルフ
ァスＳｉＣ層、透明導電性膜も、下地が平坦化されてい
るので平坦に形成され、光電変化手段は凹凸のない平坦
なものとなる。
従って、入射光の散乱が防止され、分解能が向上する。
以下本発明の一実施例を第１図（ａｌ〜（Ｃ）により説
明する。
明する。
第１図（８１に示す如く、半導体基板例えばＰ型のＳｉ
基板１表面に、素子分離のためのｐ″層１１、電荷蓄積
ダイオードを構成するｎ−４層１２．ｎ″層１３、およ
び電荷転送素子を構成するｎ−層１４を形成し、Ｓｉ基
板１表面に電荷転送素子の多結晶Ｓｉ （ｐｏｌｙ
Ｓｉ）からなるゲート電極１５．同じ（多結晶３ｉから
なるトランスファゲート電極１６、そのの上に保護絶縁
膜のＳｉＯ□膜２を形成し、次いで電荷蓄積ダイオード
のＡＩ２ （アルミニウム）からなるダイオード電極３
を形成した後、ポリイミド膜４を塗布法で形成する等に
より層間絶縁層を形成する。
基板１表面に、素子分離のためのｐ″層１１、電荷蓄積
ダイオードを構成するｎ−４層１２．ｎ″層１３、およ
び電荷転送素子を構成するｎ−層１４を形成し、Ｓｉ基
板１表面に電荷転送素子の多結晶Ｓｉ （ｐｏｌｙ
Ｓｉ）からなるゲート電極１５．同じ（多結晶３ｉから
なるトランスファゲート電極１６、そのの上に保護絶縁
膜のＳｉＯ□膜２を形成し、次いで電荷蓄積ダイオード
のＡＩ２ （アルミニウム）からなるダイオード電極３
を形成した後、ポリイミド膜４を塗布法で形成する等に
より層間絶縁層を形成する。
ここまでの製造工程は従来と何ら変わるところはないの
で、詳細は省略する。
で、詳細は省略する。
次いで第１図（ｂｌに示す如く、上記層間絶縁層４表面
をダイオード電極３先端部が表出する程度に研磨する。
をダイオード電極３先端部が表出する程度に研磨する。
層間絶縁層４表面の凹凸は当初約５００ｎｍ程度ある。
研磨は通常のウェーハ研磨に用いるメカノケミカルポリ
ッシュ法により行う。この方法の研磨レートは凡そ８ｎ
ｍ／分である。
ッシュ法により行う。この方法の研磨レートは凡そ８ｎ
ｍ／分である。
約１時間研磨することによって、ダイオード電極３先端
部が表出し、しかも層間絶縁層４表面が平坦化される。
部が表出し、しかも層間絶縁層４表面が平坦化される。
研磨面表面の自乗平均平方根粗さは、第２図に示す如く
凡そ３人となった。
凡そ３人となった。
次いで第１図（Ｃ１に示す如く、画素電極５としてＡＩ
！電極を形成し、グロー放電分解法によりｉ型のａ−３
ｉ；Ｈ（水素化アモルファスシリコン）層２Ｊを成膜し
た後、ｐ型のａ−３ｉＣ：Ｈ層２２゜透明導電性膜（Ｉ
ＴＯ膜）６を形成する。上記ｉ型のａ−３ｔ：８層２１
およびｐ型のａ−５ｉＣ：Ｉ（層２２は、光電変換膜を
構成する。
！電極を形成し、グロー放電分解法によりｉ型のａ−３
ｉ；Ｈ（水素化アモルファスシリコン）層２Ｊを成膜し
た後、ｐ型のａ−３ｉＣ：Ｈ層２２゜透明導電性膜（Ｉ
ＴＯ膜）６を形成する。上記ｉ型のａ−３ｔ：８層２１
およびｐ型のａ−５ｉＣ：Ｉ（層２２は、光電変換膜を
構成する。
以上述べた本実施例実施例の積層型固体撮像素子の解像
度を、従来の積層型固体撮像素子の解像度と対比して第
３図に示す。ＭＴ Ｆ （ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａ
ｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ）によるこの評価では
、本実施例で作成した固体撮像素子では隣接画素からの
迷光が除去されることにより、解像度が８００ＴＶ本か
ら１００ＯＴＶ本に向上した。
度を、従来の積層型固体撮像素子の解像度と対比して第
３図に示す。ＭＴ Ｆ （ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａ
ｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ）によるこの評価では
、本実施例で作成した固体撮像素子では隣接画素からの
迷光が除去されることにより、解像度が８００ＴＶ本か
ら１００ＯＴＶ本に向上した。
を示す。
以上説明した如く本発明によれば、積層型固体撮像素子
の解像度が向丘する。
の解像度が向丘する。
第１図（ａｌ〜（Ｃ）は本発明一実施例の説明図、第２
図および第３図は本発明の効果を示す図、第４図は従来
の問題点説明図である。 図において、１は半導体基板（Ｓｉ基板）、２は保護絶
縁膜、３はダイオード電極、４は層間絶縁膜、５は画素
電極、 −一−チウｘ−ｔｒ＆（Ｂ３社←・うの距ｇ薩（ｗ市〕
オ→杏明−史′表矢伊Ｊの死駐著５７Ｆ−を図第２図 滞発明一定斃ｇむか果をネ７図 第３図
図および第３図は本発明の効果を示す図、第４図は従来
の問題点説明図である。 図において、１は半導体基板（Ｓｉ基板）、２は保護絶
縁膜、３はダイオード電極、４は層間絶縁膜、５は画素
電極、 −一−チウｘ−ｔｒ＆（Ｂ３社←・うの距ｇ薩（ｗ市〕
オ→杏明−史′表矢伊Ｊの死駐著５７Ｆ−を図第２図 滞発明一定斃ｇむか果をネ７図 第３図
Claims (2)
- （１）表面に電荷蓄積ダイオードと電荷転送素子が形成
されてなる半導体基板と、 該半導体基板上を被覆する層間絶縁層と、 該層間絶縁層上に画素電極と、非晶質薄膜からなる光電
変換膜と、透明導電性膜とが積層されてなる光電変換手
段と、前記電荷蓄積ダイオードから前記層間絶縁層表面
に導出されたダイオード電極とを具備するとともに、 前記画素電極が前記電荷蓄積ダイオードから前記層間絶
縁層表面に導出されたダイオード電極に接続する構成に
おいて、 前記電荷蓄積ダイオードから導出されたダイオード電極
先端部表面が、前記層間絶縁層表面と同一平面を形成す
る如く平坦化されてなることを特徴とする固体撮像素子
。 - （２）表面に電荷蓄積ダイオードと電荷転送素子が形成
されてなる半導体基板と、 該半導体基板上を被覆する層間絶縁層と、 該層間絶縁層上に画素電極と、非晶質薄膜からなる光電
変換膜と、透明導電性膜とが積層されてなる光電変換手
段を具備し、 前記画素電極が前記電荷蓄積ダイオードから前記層間絶
縁層表面に導出されたダイオード電極に接続する固体撮
像素子を製造するに際し、 前記層間絶縁層を形成した後、該層間絶縁層表面を研磨
して、前記ダイオード電極の先端部表面を露呈させると
ともに、該ダイオード電極の先端部表面と前記層間絶縁
層表面が略同一平面になる如く平坦化し、しかる後前記
光電変換手段を形成することを特徴とする固体撮像素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63156222A JPH025472A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | 固体撮像素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63156222A JPH025472A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | 固体撮像素子とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH025472A true JPH025472A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15623026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63156222A Pending JPH025472A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | 固体撮像素子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH025472A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100449386B1 (ko) * | 1998-02-18 | 2004-12-16 | 가부시키가이샤 이낙쿠스 | 배관유니트의설치구조물 |
| JP2008227451A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Dongbu Hitek Co Ltd | イメージセンサ及びその製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861663A (ja) * | 1981-10-08 | 1983-04-12 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JPS60177670A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JPS6233784A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-13 | Nec Corp | 化合物結晶の加工方法 |
| JPS62181418A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-08 | Toshiba Corp | 接着型半導体基板の製造方法 |
-
1988
- 1988-06-23 JP JP63156222A patent/JPH025472A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5861663A (ja) * | 1981-10-08 | 1983-04-12 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JPS60177670A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JPS6233784A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-13 | Nec Corp | 化合物結晶の加工方法 |
| JPS62181418A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-08 | Toshiba Corp | 接着型半導体基板の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100449386B1 (ko) * | 1998-02-18 | 2004-12-16 | 가부시키가이샤 이낙쿠스 | 배관유니트의설치구조물 |
| JP2008227451A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Dongbu Hitek Co Ltd | イメージセンサ及びその製造方法 |
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