JPH069242B2 - 固体撮像素子およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子およびその製造方法Info
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- JPH069242B2 JPH069242B2 JP60226900A JP22690085A JPH069242B2 JP H069242 B2 JPH069242 B2 JP H069242B2 JP 60226900 A JP60226900 A JP 60226900A JP 22690085 A JP22690085 A JP 22690085A JP H069242 B2 JPH069242 B2 JP H069242B2
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- Japan
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- electrode
- insulating layer
- solid
- photoconductive film
- laminating
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/191—Photoconductor image sensors
- H10F39/192—Colour image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体基板上に走査回路および光導電膜を積
層化した固体撮像素子およびその製造方法に関するもの
である。
層化した固体撮像素子およびその製造方法に関するもの
である。
［従来の技術］ この種の積層型の固体撮像素子においては、光感度を高
めるために、非晶質水素化シリコンによる光導電膜をMO
S型，CCD型あるいはBBD型の走査回路基板上に積層させ
ている。第４図は走査回路をMOS型とした従来の固体撮
像素子の例を示し、同図(a)は断面の概要図、同図(b)は
表面を示す平面図で絵素のレイアウトが示されている。
図において、１は半導体基板、２はソース、３はゲー
ト、４はドレイン、５は信号出力線、６は絶縁層、７は
下地電極、８は非晶質水素化シリコンによる光導電膜、
９は絵素間分離層、10はITOなどの透明電極である。
めるために、非晶質水素化シリコンによる光導電膜をMO
S型，CCD型あるいはBBD型の走査回路基板上に積層させ
ている。第４図は走査回路をMOS型とした従来の固体撮
像素子の例を示し、同図(a)は断面の概要図、同図(b)は
表面を示す平面図で絵素のレイアウトが示されている。
図において、１は半導体基板、２はソース、３はゲー
ト、４はドレイン、５は信号出力線、６は絶縁層、７は
下地電極、８は非晶質水素化シリコンによる光導電膜、
９は絵素間分離層、10はITOなどの透明電極である。
絵素を区画する下地電極７は光導電層８で発生したキャ
リアを蓄積し、ソース２に注入するが、その段差部7A上
に積層された非晶質水素化シリコンにはボイドやクラッ
クなどの欠陥が発生しやすい。これら欠陥が光導電層に
生じると、欠陥部分にリーク電流が流れて特性を著しく
劣化させる原因となる。
リアを蓄積し、ソース２に注入するが、その段差部7A上
に積層された非晶質水素化シリコンにはボイドやクラッ
クなどの欠陥が発生しやすい。これら欠陥が光導電層に
生じると、欠陥部分にリーク電流が流れて特性を著しく
劣化させる原因となる。
このような欠点をなくすために、下地電極を二つに別け
る試みもなされている。第５図はそのような固体撮像素
子の例で、同図（ａ）は構造の概要を示す断面図、同図
(b)は表面を示す平面図である。図に示すように、下地
電極は平坦な２次電極72と、２次電極72とソース２を結
ぶ１次電極71に分割されている以外第４図の固体撮像素
子と変わらない。このように２次電極72を平坦化するこ
とによって、段差部7Aをなくすことができるが、２次電
極72の端部7Bおよび１次電極71と２次電極72の接続部7D
上に生ずる段差部7C付近に積層された非晶質水素化シリ
コンには、やはり第４図の段差部7A上におけると同様の
欠陥が発生しやすく、完全な解決策とはなっていない。
る試みもなされている。第５図はそのような固体撮像素
子の例で、同図（ａ）は構造の概要を示す断面図、同図
(b)は表面を示す平面図である。図に示すように、下地
電極は平坦な２次電極72と、２次電極72とソース２を結
ぶ１次電極71に分割されている以外第４図の固体撮像素
子と変わらない。このように２次電極72を平坦化するこ
とによって、段差部7Aをなくすことができるが、２次電
極72の端部7Bおよび１次電極71と２次電極72の接続部7D
上に生ずる段差部7C付近に積層された非晶質水素化シリ
コンには、やはり第４図の段差部7A上におけると同様の
欠陥が発生しやすく、完全な解決策とはなっていない。
さらにまた、非晶質水素化シリコンを利用した固体撮像
素子においては、平面方向の抵抗が固体撮像素子の要求
性能に比べて若干低いため、解像度が劣化し、混色も大
きい。この欠点を除去すべく非晶質シリコン膜を高抵抗
化した場合、キャリア移動度が低下したり、高抵抗化に
伴うトラップ密度の増加による残像の増加などの欠点が
あった。
素子においては、平面方向の抵抗が固体撮像素子の要求
性能に比べて若干低いため、解像度が劣化し、混色も大
きい。この欠点を除去すべく非晶質シリコン膜を高抵抗
化した場合、キャリア移動度が低下したり、高抵抗化に
伴うトラップ密度の増加による残像の増加などの欠点が
あった。
［発明が解決しようとする問題点］ そこで本発明の目的は、上述した解像度の劣化や混色の
発生という欠点を除去するために、非晶質水素化シリコ
ン膜を絵素毎に分離させると共に、その際にクラックや
ボイドなどの欠陥が発生しないように適切に処理工程を
進め、しかも工程の簡略化を計った固体撮像素子および
その製造方法を提供することにある。
発生という欠点を除去するために、非晶質水素化シリコ
ン膜を絵素毎に分離させると共に、その際にクラックや
ボイドなどの欠陥が発生しないように適切に処理工程を
進め、しかも工程の簡略化を計った固体撮像素子および
その製造方法を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するため、本発明においては、半導体
基板上に走査回路と光導電層を積層した固体撮像素子の
製造方法において、絵素間の分離と下地電極の段差部の
除去を同時に行うことを特徴とする。
基板上に走査回路と光導電層を積層した固体撮像素子の
製造方法において、絵素間の分離と下地電極の段差部の
除去を同時に行うことを特徴とする。
また、本発明においては、半導体基板上に走査回路と光
導電層を積層した固体撮像素子の製造方法において、１
次電極と２次電極の接続部を絵素間分離部に位置せしめ
絵素間の分離と下地電極の段差部の除去を同時に行うこ
とを特徴とする。
導電層を積層した固体撮像素子の製造方法において、１
次電極と２次電極の接続部を絵素間分離部に位置せしめ
絵素間の分離と下地電極の段差部の除去を同時に行うこ
とを特徴とする。
［作用］ 本発明によれば、絵素の分離に際して、２次電極の段差
にもとづく光導電層の欠陥部を同時に除去できるので、
絵素間のリーク、混色などを防止できる。
にもとづく光導電層の欠陥部を同時に除去できるので、
絵素間のリーク、混色などを防止できる。
［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例を説明する図で、同図(ａ)は断
面の概要図、同図(ｂ)は表面を示す平面図である。Si基
盤１上に通常の方法でMOS型の走査回路を作製する。２
はソース、３はゲート、４はドレイン、５は出力線、６
はSiO2、Si3N4、ポリイミドなどからなる絶縁層、71はA
l-Si、Al-Si-CuまたはMoなどからなる１次電極である。
１次電極を形成したのち、絶縁層６で１次電極をおお
い、次に7Dのコンタクト部にコンタクトホールをあけさ
らに２次電極72をスパッタなどの方法によって形成す
る。２次電極の材質は１次電極と同様である。２次電極
72の上に例えば非晶質水素化シリコンからなる光導電層
８をSiH4のグロー放電によって堆積する。光導電層８の
表面にレジスト剤によってマスクパターンを形成し、エ
ッチングによって絵素間部の光導電層８を除去する。除
去部は11で示される。この時、本発明においては、２次
電極の端の端部7Bおよび接続部7D上の段差部7Cの一部を
同時に除去する。これによって前述した光導電層の欠陥
は除去される。光導電層の除去によって形成された溝に
SiO2、Si3N4、ポリイミドなどの絶縁物をCVD、光硬化法
などによって充填して絵素間分離層とする。溝部以外の
不要部の絶縁物をフォトエッチングにより除去し、透明
電極10を蒸着する。こうして作製された固体撮像素子
は、第１図(b)と従来例の第５図(ｂ)とを比較すると明
らかなように、絵素内に２次電極の端部7Bがなく、接続
部7D上の段差部7Cも減少している。それだけ絵素内にお
ける光導電層８の欠陥部が除去され、リーク、混色など
の発生が少ない。
面の概要図、同図(ｂ)は表面を示す平面図である。Si基
盤１上に通常の方法でMOS型の走査回路を作製する。２
はソース、３はゲート、４はドレイン、５は出力線、６
はSiO2、Si3N4、ポリイミドなどからなる絶縁層、71はA
l-Si、Al-Si-CuまたはMoなどからなる１次電極である。
１次電極を形成したのち、絶縁層６で１次電極をおお
い、次に7Dのコンタクト部にコンタクトホールをあけさ
らに２次電極72をスパッタなどの方法によって形成す
る。２次電極の材質は１次電極と同様である。２次電極
72の上に例えば非晶質水素化シリコンからなる光導電層
８をSiH4のグロー放電によって堆積する。光導電層８の
表面にレジスト剤によってマスクパターンを形成し、エ
ッチングによって絵素間部の光導電層８を除去する。除
去部は11で示される。この時、本発明においては、２次
電極の端の端部7Bおよび接続部7D上の段差部7Cの一部を
同時に除去する。これによって前述した光導電層の欠陥
は除去される。光導電層の除去によって形成された溝に
SiO2、Si3N4、ポリイミドなどの絶縁物をCVD、光硬化法
などによって充填して絵素間分離層とする。溝部以外の
不要部の絶縁物をフォトエッチングにより除去し、透明
電極10を蒸着する。こうして作製された固体撮像素子
は、第１図(b)と従来例の第５図(ｂ)とを比較すると明
らかなように、絵素内に２次電極の端部7Bがなく、接続
部7D上の段差部7Cも減少している。それだけ絵素内にお
ける光導電層８の欠陥部が除去され、リーク、混色など
の発生が少ない。
絵素間の分離は次の方法によることも可能である。すな
わち、２次電極72上にSiH4のグロー放電によって非晶質
水素化シリコンの光導電層８を形成する。次にスパッタ
などによってITO、酸化錫などによる透明電極10を形成
する。透明電極上にレジスト剤によるマスクパターンを
形成する。HFとNH4Fの１：６混合液によって透明電極10
の絵素間分離部をエッチングする。残された透明電極を
マスクとして非晶質水素化シリコン光導電層８をCCl F3
によってプラズマエッチする。エッチングは光導電層の
厚さ２μｍのとき、圧力170mTorr、電力300Wで10分間程
度である。形成された溝部にSiO2、Si3N4をCVDにより、
またはポリイミドを光硬化によって充填し、絵素間分離
層とする。不要部分の絶縁物をフォトエッチングまたは
プラズマエッチングによって除去する。溝部の表面にIT
Oからなる透明電極をスパッタなどによって形成し、絵
素間で切断されたITOを再接続する。
わち、２次電極72上にSiH4のグロー放電によって非晶質
水素化シリコンの光導電層８を形成する。次にスパッタ
などによってITO、酸化錫などによる透明電極10を形成
する。透明電極上にレジスト剤によるマスクパターンを
形成する。HFとNH4Fの１：６混合液によって透明電極10
の絵素間分離部をエッチングする。残された透明電極を
マスクとして非晶質水素化シリコン光導電層８をCCl F3
によってプラズマエッチする。エッチングは光導電層の
厚さ２μｍのとき、圧力170mTorr、電力300Wで10分間程
度である。形成された溝部にSiO2、Si3N4をCVDにより、
またはポリイミドを光硬化によって充填し、絵素間分離
層とする。不要部分の絶縁物をフォトエッチングまたは
プラズマエッチングによって除去する。溝部の表面にIT
Oからなる透明電極をスパッタなどによって形成し、絵
素間で切断されたITOを再接続する。
なお、透明電極をマスクとした光導電層のプラズマエッ
チングは、一度に行なうのでなく、くりかえして行なっ
てもよい。
チングは、一度に行なうのでなく、くりかえして行なっ
てもよい。
このように光導電層の欠陥部の除去と絵素間の分離を同
時に行なうに際して、１次電極71と２次電極72の接続部
7Dの位置を変えると、より大きな効果が得られる。
時に行なうに際して、１次電極71と２次電極72の接続部
7Dの位置を変えると、より大きな効果が得られる。
第２図は本発明の他の実施例の表面を示す平面図で、１
次電極71と２次電極72の接続を２次電極の辺の全長にわ
たって行なった例で、斜線部は除去された部分である。
第１図(ｂ)の例では段差は三つの辺（うち２辺は長さが
他の辺の約半分）に存在するが、第２図の例では段差は
一辺のみに存在する。
次電極71と２次電極72の接続を２次電極の辺の全長にわ
たって行なった例で、斜線部は除去された部分である。
第１図(ｂ)の例では段差は三つの辺（うち２辺は長さが
他の辺の約半分）に存在するが、第２図の例では段差は
一辺のみに存在する。
第３図は他の実施例における第２図と同様の平面図で、
１次電極71と２次電極72の接続部を２次電極の一隅に移
した例である。接続部の面積は４μｍ２（２μｍ角）あ
れば十分なので、第３図の例のように接続部を２次電極
一隅に移して小面積としても差支えない。
１次電極71と２次電極72の接続部を２次電極の一隅に移
した例である。接続部の面積は４μｍ２（２μｍ角）あ
れば十分なので、第３図の例のように接続部を２次電極
一隅に移して小面積としても差支えない。
第５図の従来例と比較して第１図および第２図の例では
段差部1/2以下に、第３図の例では1/3ないし1/4に減少
することができるので、段差による非晶質水素化シリコ
ンへの悪影響を取り除くことができる。
段差部1/2以下に、第３図の例では1/3ないし1/4に減少
することができるので、段差による非晶質水素化シリコ
ンへの悪影響を取り除くことができる。
これまでの実施例では、光導電層として主に非晶質水素
化シリコンの例について述べたが、ニュービコン膜，ビ
ジコン膜（Sb2S3），ポリシリコンを光導電層として用
いた場合も同様の効果がある。また、本発明をCCD、BBD
などMOS以外の走査回路を有する固体撮像素子に適用で
きることは言うまでもない。
化シリコンの例について述べたが、ニュービコン膜，ビ
ジコン膜（Sb2S3），ポリシリコンを光導電層として用
いた場合も同様の効果がある。また、本発明をCCD、BBD
などMOS以外の走査回路を有する固体撮像素子に適用で
きることは言うまでもない。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、絵素の分離に際し
て、２次電極の段差にもとづく光導電層の欠陥部を同時
に除去できるので、絵素間のリーク、混色などを防止で
きる。
て、２次電極の段差にもとづく光導電層の欠陥部を同時
に除去できるので、絵素間のリーク、混色などを防止で
きる。
第１図は本発明の実施例を説明する図、 第２図、第３図はそれぞれ本発明の他の実施例の表示を
示す平面図、 第４図、第５図はそれぞれ従来の固体撮像素子を説明す
る概要図である。 １…基板、 ２…ソース、 ３…ゲート、 ４…ドレイン、 ６…絶縁層、 ７…下地電極、 71…１次電極、 72…２次電極、 7A、7B、7C…段差部、 ８…光導電層、 ９…絵素間分離層、 10…透明電極、 11…除去部。
示す平面図、 第４図、第５図はそれぞれ従来の固体撮像素子を説明す
る概要図である。 １…基板、 ２…ソース、 ３…ゲート、 ４…ドレイン、 ６…絶縁層、 ７…下地電極、 71…１次電極、 72…２次電極、 7A、7B、7C…段差部、 ８…光導電層、 ９…絵素間分離層、 10…透明電極、 11…除去部。
Claims (3)
- 【請求項１】接合部およびこの接合部と隣接する走査部
を有する半導体基板と、該接合部に接続された第１の電
極と、該第１の電極上に積層された絶縁層と、該絶縁層
の一部上に積層された絵素間分離層と、前記第１の電極
上の所定の位置に設けられた接続部に接続され、且つ前
記絶縁層の一部上に積層された該接続部付近上に段差部
を有する第２の電極と、該第２の電極および前記絶縁層
の一部上に積層された光導電膜と、該光導電膜および前
記絵素間分離層上に積層された透明電極とを備える固体
撮像素子において、 前記絵素間分離層を前記絶縁層の一部および前記第２の
電極の一部上に積層し、前記光導電膜を前記第２の電極
の一部上に積層するように構成したことを特徴とする固
体撮像素子。 - 【請求項２】固体撮像素子の製造方法において、該方法
は、 接合部およびこの接合部と隣接する走査部を有する半導
体基板を作成するステップと、 該接合部に接続される第１の電極を作成するステップ
と、 該第１の電極上に絶縁層を積層するステップと、 前記第１の電極上の所定の位置に設けられた接続部に接
続され、且つ該絶縁層の一部上に該接続部付近上に段差
部を有する第２の電極を積層するステップと、 該第２の電極および前記絶縁層上に光導電膜を積層する
ステップと、 絵素間の該光導電膜を除去する時に、前記第２の電極の
端部および段差部付近上の該光導電膜をも同時に除去し
除去部を作成するステップと、 該除去部に絶縁物を充填し絵素間分離層を作成するステ
ップと、 該絵素間分離層および前記光導電膜上に透明電極を積層
するステップとを含むことを特徴とする固体撮像素子の
製造方法。 - 【請求項３】固体撮像素子の製造方法において、該方法
は、 接合部およびこの接合部と隣接する走査部を有する半導
体基板を作成するステップと、 該接合部に接続される第１の電極を作成するステップ
と、 該第１の電極上に絶縁層を積層するステップと、 前記第１の電極上の所定の位置に設けられた接続部に接
続され、且つ該絶縁層の一部上に該接続部付近上に段差
部を有する第２の電極を積層するステップと、 該第２の電極および前記絶縁層上に光導電膜を積層する
ステップと、 該光導電膜上に透明電極を積層するステップと、 絵素間の該透明電極および前記光導電膜を除去する時
に、前記第２の電極の端部および段差部付近上の前記光
導電膜をも同時に除去し除去部を作成するステップと、 該除去部に絶縁物を充填し絵素間分離層を作成するステ
ップとを含む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 |
|---|---|---|---|
| JP60226900A JPH069242B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226900A JPH069242B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286854A JPS6286854A (ja) | 1987-04-21 |
| JPH069242B2 true JPH069242B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=16852351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60226900A Expired - Lifetime JPH069242B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069242B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2289983B (en) * | 1994-06-01 | 1996-10-16 | Simage Oy | Imaging devices,systems and methods |
| US6035013A (en) * | 1994-06-01 | 2000-03-07 | Simage O.Y. | Radiographic imaging devices, systems and methods |
| JP4271268B2 (ja) | 1997-09-20 | 2009-06-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | イメージセンサおよびイメージセンサ一体型アクティブマトリクス型表示装置 |
| KR101108852B1 (ko) * | 2009-01-06 | 2012-01-31 | 유남열 | 다기능 수동 잡곡 선별기 |
| JP5138107B2 (ja) * | 2012-03-20 | 2013-02-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | イメージセンサ、電子機器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61206258A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-12 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60226900A patent/JPH069242B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6286854A (ja) | 1987-04-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |