JPS60206064A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS60206064A JPS60206064A JP59060760A JP6076084A JPS60206064A JP S60206064 A JPS60206064 A JP S60206064A JP 59060760 A JP59060760 A JP 59060760A JP 6076084 A JP6076084 A JP 6076084A JP S60206064 A JPS60206064 A JP S60206064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- film
- oxide film
- crystal grain
- charge storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
光導電体と電荷転送素子あるいは光導電体と固体軽量、
低消費電力の撮像装置ができる利点が６．６、経時変化
の少ない、高信頼性の画像を得ることができる。
低消費電力の撮像装置ができる利点が６．６、経時変化
の少ない、高信頼性の画像を得ることができる。
しかしながら、固体撮像装置として８ｉ ウェハ上に形
成され、使用可能々感度波長領域が可視を中心にして限
定される問題点、更には光電変換を行うｐ−ｎホトタ゛
イオードの有効感光部と信号転送部の無効感光部があり
、感度の低下やモアレなどの偽信光が出やすいなどの撮
像管には見ら来の固体撮像講走査部に使用し、その上部
に図によシ説明する。
成され、使用可能々感度波長領域が可視を中心にして限
定される問題点、更には光電変換を行うｐ−ｎホトタ゛
イオードの有効感光部と信号転送部の無効感光部があり
、感度の低下やモアレなどの偽信光が出やすいなどの撮
像管には見ら来の固体撮像講走査部に使用し、その上部
に図によシ説明する。
即ち、Ｐ形シリコン基板（１）の−・面にはｎ＋形の埋
め込みチャンネルＣＯＤからなる垂直Ｃ０Ｄ（２１と、
同じ（ｎ＋型の電荷蓄積ダイオード（３）が隣接 して
形成されている。この垂直Ｃ０Ｄ（２）上には転送用ゲ
ート電極となるポリシリコン電極（４）が第１酸化膜（
５）に埋設されている。また電荷蓄積ダイオード（３）
の部分では熱酸化膜を含む第１の酸化膜（５）にエツチ
ングを行ない電荷蓄積ダイオード（３）が露出するよう
なされた後、例えばアルミニウムの第１電極（６）が所
定の形状に形成されている。次に全体の表面がほぼ平担
になるように第２酸化膜（７）を形成し、更にこの第２
酸化膜（７）忙エツチングを行ない第１電極（６）の一
部を露出させる。次に第２酸化膜（７）及び第１電極（
６）の一部上に第２電極（８）を所定の形状に形成する
。次に、この第２電極（８）上にアルモファスシリコン
などからなる光導電膜（９）をスパッタリングやグロー
放電法で形成する。次にとの光導（８）の部分が一画素
として有効な光電変換を行うことが可能であり、光導電
膜（９）を使用しないものに光導電膜（９）を形成して
も可能であるが、ポリシリコン電極（４）及び第１酸化
膜（５）の厚みによる表面凹凸段差が２乃至４μｍ程度
あるため光導電膜（９）がこれらの段差により不連続に
なること、更には、光導電膜（９）の膜質変化や異常成
長をきたすことにより、画像欠陥や極端な場合には感度
が得られず、出画不良となり易い。
め込みチャンネルＣＯＤからなる垂直Ｃ０Ｄ（２１と、
同じ（ｎ＋型の電荷蓄積ダイオード（３）が隣接 して
形成されている。この垂直Ｃ０Ｄ（２）上には転送用ゲ
ート電極となるポリシリコン電極（４）が第１酸化膜（
５）に埋設されている。また電荷蓄積ダイオード（３）
の部分では熱酸化膜を含む第１の酸化膜（５）にエツチ
ングを行ない電荷蓄積ダイオード（３）が露出するよう
なされた後、例えばアルミニウムの第１電極（６）が所
定の形状に形成されている。次に全体の表面がほぼ平担
になるように第２酸化膜（７）を形成し、更にこの第２
酸化膜（７）忙エツチングを行ない第１電極（６）の一
部を露出させる。次に第２酸化膜（７）及び第１電極（
６）の一部上に第２電極（８）を所定の形状に形成する
。次に、この第２電極（８）上にアルモファスシリコン
などからなる光導電膜（９）をスパッタリングやグロー
放電法で形成する。次にとの光導（８）の部分が一画素
として有効な光電変換を行うことが可能であり、光導電
膜（９）を使用しないものに光導電膜（９）を形成して
も可能であるが、ポリシリコン電極（４）及び第１酸化
膜（５）の厚みによる表面凹凸段差が２乃至４μｍ程度
あるため光導電膜（９）がこれらの段差により不連続に
なること、更には、光導電膜（９）の膜質変化や異常成
長をきたすことにより、画像欠陥や極端な場合には感度
が得られず、出画不良となり易い。
とれを防止するには第１図に示すように第２酸化膜（７
）を用いて段差をなくし、この平担な第２酸化膜（７）
上に蒸着法やスパッタリング法により、第２電極（８）
を形成し、更に、この電極（８）上に光導電膜（９）を
形成する手段がとられている。
）を用いて段差をなくし、この平担な第２酸化膜（７）
上に蒸着法やスパッタリング法により、第２電極（８）
を形成し、更に、この電極（８）上に光導電膜（９）を
形成する手段がとられている。
しかしながら、このような構成においても第２電極（８
）上に形成される光“導電膜（９）には組織的欠陥を生
じ易く画像欠陥や残像、焼付などを招きやすい問題点が
ある。この光導電膜（９）のｌｆ４織的欠陥は光導電膜
（９）が形成される第２＠極（６）の組織的欠陥、特に
結晶粒界の存在に起因することが発明者らの実験の結果
、明らかに橙っだ。
）上に形成される光“導電膜（９）には組織的欠陥を生
じ易く画像欠陥や残像、焼付などを招きやすい問題点が
ある。この光導電膜（９）のｌｆ４織的欠陥は光導電膜
（９）が形成される第２＠極（６）の組織的欠陥、特に
結晶粒界の存在に起因することが発明者らの実験の結果
、明らかに橙っだ。
すなわち、第２電極（８）上の結晶粒界近傍に成長した
光導電膜（９）中には多くの組織的欠陥、例えばアモル
ファスシリコン膜の場合、ダングリングボンド、ＳＬ
−Ｈ２＋ （５ｉ−Ｈｌ）ｎ等の結合が多く存在度劣化
を招くのみならず、残像、焼付などを招き易い問題点を
有している。
光導電膜（９）中には多くの組織的欠陥、例えばアモル
ファスシリコン膜の場合、ダングリングボンド、ＳＬ
−Ｈ２＋ （５ｉ−Ｈｌ）ｎ等の結合が多く存在度劣化
を招くのみならず、残像、焼付などを招き易い問題点を
有している。
本発明は前述した問題点、実験結果に基きなさ〔発明の
概要〕 即ち、本発明は半導体基板の一面に形成された電荷蓄積
〆イオードと、この電荷蓄積ダイオードに隣した半導体
基板の一面及びこの−面上の第１絶縁層に埋設された走
査回路と、この走査回路上に頂部を有し、電荷蓄積ダイ
オードとの接続部に底部を有する凹凸面上に形成された
枳１電極と、この第１電極上忙頂部を残して形成された
第２絶縁膜と、この第２絶縁膜上及び頂部の第１電極上
に形成された第２電極と、この第２＠極上に形成おいて
、第２電極を熱処理して結晶粒を粗大化する工程を少く
とも有することを特徴としておシ第２ｍ極が平面状であ
ることを実施態様としている◎例を第２図によシ詳細に
説明する。図中第１図と同一部は同一部を示している。
概要〕 即ち、本発明は半導体基板の一面に形成された電荷蓄積
〆イオードと、この電荷蓄積ダイオードに隣した半導体
基板の一面及びこの−面上の第１絶縁層に埋設された走
査回路と、この走査回路上に頂部を有し、電荷蓄積ダイ
オードとの接続部に底部を有する凹凸面上に形成された
枳１電極と、この第１電極上忙頂部を残して形成された
第２絶縁膜と、この第２絶縁膜上及び頂部の第１電極上
に形成された第２電極と、この第２＠極上に形成おいて
、第２電極を熱処理して結晶粒を粗大化する工程を少く
とも有することを特徴としておシ第２ｍ極が平面状であ
ることを実施態様としている◎例を第２図によシ詳細に
説明する。図中第１図と同一部は同一部を示している。
即ち先ず第２図（、）のようにＰ形シリコン基板（１）
にはｎ＋形の埋め込みチャンネルＣＯＤからなる垂直ｃ
ＣＤ（２１と、同じくｎ形の電荷蓄積ダイオード（３
）を隣接して形成する。次に、との垂直ＣＯＤ （２）
上には転送用ゲート電極となるポリシリコン電極（４）
を設ける。次にこのポリシリコン電極（４）を埋設する
ように熱酸化膜を含む第１酸化膜（５）を形成する、次
にこの第１１化膜（５）を電荷蓄積ダイオード（３）の
部分を露出するように選択エツチングしたのち、第１酸
化膜（５）上及び電荷蓄積ダイオード（３）の露出部分
上に例えばアルミニウムとシリコンの合金の蒸着あるい
はスパッタリングによりｈ「定の形状の第１電極（６）
を形成する。
にはｎ＋形の埋め込みチャンネルＣＯＤからなる垂直ｃ
ＣＤ（２１と、同じくｎ形の電荷蓄積ダイオード（３
）を隣接して形成する。次に、との垂直ＣＯＤ （２）
上には転送用ゲート電極となるポリシリコン電極（４）
を設ける。次にこのポリシリコン電極（４）を埋設する
ように熱酸化膜を含む第１酸化膜（５）を形成する、次
にこの第１１化膜（５）を電荷蓄積ダイオード（３）の
部分を露出するように選択エツチングしたのち、第１酸
化膜（５）上及び電荷蓄積ダイオード（３）の露出部分
上に例えばアルミニウムとシリコンの合金の蒸着あるい
はスパッタリングによりｈ「定の形状の第１電極（６）
を形成する。
次に、第２図（ｂ）のように第１電極（６）及びこの第
１電極（６）を設けて力い部分の表面上に第２酸化膜（
７）を第１電極（６）の凹凸段差の２倍程度の厚さにな
るように形成する。次にスピンナーによりホトレジスト
膜鰺を第２酸化膜（力の凹部には厚く、凸部には薄く形
成し、表面をできる限り平担に形成するＯ 次に第２図（ＣりのようにＲＩＥ を用い、レジスト膜
Ｑ２１および第２酸化膜（力のエツチング速度が同一に
なる条件によりエツチングを行ないレジスト膜ａ２が完
全に除去された第２に化膜（７）を得る。このエツチン
グは第１電極（６）の頂上部と０．５μｍ程度の距離を
有する点で終了させる。
１電極（６）を設けて力い部分の表面上に第２酸化膜（
７）を第１電極（６）の凹凸段差の２倍程度の厚さにな
るように形成する。次にスピンナーによりホトレジスト
膜鰺を第２酸化膜（力の凹部には厚く、凸部には薄く形
成し、表面をできる限り平担に形成するＯ 次に第２図（ＣりのようにＲＩＥ を用い、レジスト膜
Ｑ２１および第２酸化膜（力のエツチング速度が同一に
なる条件によりエツチングを行ないレジスト膜ａ２が完
全に除去された第２に化膜（７）を得る。このエツチン
グは第１電極（６）の頂上部と０．５μｍ程度の距離を
有する点で終了させる。
次に、第２図（ｄ）のように第２酸化膜（７）上にＭＯ
を蒸着し、さらに写真蝕刻法を用いて画素に対応したΔ
（０のパターニングを行い、所定部のり、４．ｏ （１
：ｌのみを残存させる。
を蒸着し、さらに写真蝕刻法を用いて画素に対応したΔ
（０のパターニングを行い、所定部のり、４．ｏ （１
：ｌのみを残存させる。
次に第２図（、）のようにＭｏ （１３）をマスクとし
てＲＩＥにより、第２酸化膜（７）のエツチングを行な
い第１電極（６）の一部を露出させる。
てＲＩＥにより、第２酸化膜（７）のエツチングを行な
い第１電極（６）の一部を露出させる。
次に第２図（ｆ）のようにＭｏ Ｑ３をＣＤＥで除去し
たのち、蒸着、スパッタリングあるいはこれらとメッキ
法の併用に第２電極となる第１導電膜（８、）を形成さ
せる。
たのち、蒸着、スパッタリングあるいはこれらとメッキ
法の併用に第２電極となる第１導電膜（８、）を形成さ
せる。
次に第２図（ｇ）のように電気化学的あるいは機械的研
摩法。さらにはこれらの併用によシ画素分離のための酸
化膜（１１１が露出するまで研摩し、平滑な第２電極（
８）を形成させる。この平滑な第２電極（８）はその周
辺を画素分離の為の酸化膜α１）で囲まれ、さらに下部
はその一部が第１電極（６）と接している。
摩法。さらにはこれらの併用によシ画素分離のための酸
化膜（１１１が露出するまで研摩し、平滑な第２電極（
８）を形成させる。この平滑な第２電極（８）はその周
辺を画素分離の為の酸化膜α１）で囲まれ、さらに下部
はその一部が第１電極（６）と接している。
次に第２図（ｈ）のように第２電極（８）として必要な
形状あるいはスボ′ット形状してレーザ光を照射し矢印
方向忙掃引する。こうすることによりレーザ光と共に移
動する第２電極（８）の固液界面の温度分布が第１電極
（６）の周辺部で高く、中心部で低くなシ第２電極（８
）の結晶成長が行われる。このようにして得られた第２
電極の結晶粒径は、選択性腐食液を用いてエツチングし
顕微鏡観察した結果、結晶粒径は１μｍ以上であり、従
来の製造方法による結晶粒径（０，１μｍ程度）に比較
し明確な結晶粒粗大化が認められた。なお上述の製造方
法によシ粗大結晶粒を得るためにはレーザ出力、し゛−
ザ光形状、掃引速罠等に工夫を加えることが必要である
。
形状あるいはスボ′ット形状してレーザ光を照射し矢印
方向忙掃引する。こうすることによりレーザ光と共に移
動する第２電極（８）の固液界面の温度分布が第１電極
（６）の周辺部で高く、中心部で低くなシ第２電極（８
）の結晶成長が行われる。このようにして得られた第２
電極の結晶粒径は、選択性腐食液を用いてエツチングし
顕微鏡観察した結果、結晶粒径は１μｍ以上であり、従
来の製造方法による結晶粒径（０，１μｍ程度）に比較
し明確な結晶粒粗大化が認められた。なお上述の製造方
法によシ粗大結晶粒を得るためにはレーザ出力、し゛−
ザ光形状、掃引速罠等に工夫を加えることが必要である
。
次にレーザ朋射による熱歪を除去するためにアニールを
施した後菓２図（ｉ）のように光電変換に必要な３μｍ
厚キのアモルファスシリコンＩＩ （９）をグロ製造方
法によればアモルファスシリコン膜（９）が形成される
第２電極（８）の結晶粒を従来の製造方法と比較して極
めて粗大化することが可能となり、その結果第２電極（
８）の結晶粒界に起因するアモルファスシリコンの組織
的欠陥、即ちダングリングボンドや８ｉＨ２及び（８ｔ
Ｈ２） ｎ結合等の欠陥形成を極力防止することができ
、各画素ごとの均一性が改善されると共に、良好な光電
変換特性が得られ、残像、焼付等が著るしく改善され、
良質な画像特性を得ることができる。
施した後菓２図（ｉ）のように光電変換に必要な３μｍ
厚キのアモルファスシリコンＩＩ （９）をグロ製造方
法によればアモルファスシリコン膜（９）が形成される
第２電極（８）の結晶粒を従来の製造方法と比較して極
めて粗大化することが可能となり、その結果第２電極（
８）の結晶粒界に起因するアモルファスシリコンの組織
的欠陥、即ちダングリングボンドや８ｉＨ２及び（８ｔ
Ｈ２） ｎ結合等の欠陥形成を極力防止することができ
、各画素ごとの均一性が改善されると共に、良好な光電
変換特性が得られ、残像、焼付等が著るしく改善され、
良質な画像特性を得ることができる。
上述した実施例においてはアモルファスシリコン膜（９
）を３μｍ堆積させたが素地電標結晶粒界のアモルファ
スシリコン膜（９）の組織的欠陥形成におよぼす影響は
アモルファスシリコン膜（９）の膜厚が薄い程大きく、
１μｍ程度の膜厚の場合には、その影響が特に顕著であ
った。
）を３μｍ堆積させたが素地電標結晶粒界のアモルファ
スシリコン膜（９）の組織的欠陥形成におよぼす影響は
アモルファスシリコン膜（９）の膜厚が薄い程大きく、
１μｍ程度の膜厚の場合には、その影響が特に顕著であ
った。
また上述した実施例においては第２ｗ、極（８）として
アルミニウムを使用したが、これに限定されるものでは
なく、Ｍｏ ＋ Ｔｉ ＋ Ｃｒ等の導電性金属も適用
可能であ）、更にＡｌ−８ｉのような共晶点の低い合金
を用いることにより容易に粗大結晶粒電極を得ることが
できる。またＣＶＤ伊）るいはスパッタ法で形成したア
モルファスシリコン膜を用いることも有用である。
アルミニウムを使用したが、これに限定されるものでは
なく、Ｍｏ ＋ Ｔｉ ＋ Ｃｒ等の導電性金属も適用
可能であ）、更にＡｌ−８ｉのような共晶点の低い合金
を用いることにより容易に粗大結晶粒電極を得ることが
できる。またＣＶＤ伊）るいはスパッタ法で形成したア
モルファスシリコン膜を用いることも有用である。
また上述した実施例においては第２電極（８）の加熱法
としてレーザ光を用いたが、これは電子ビームによって
も同杼な効果が得られるし、また共晶合金のような低融
点金属の場合は基板全体の加熱によっても同様な効果が
荷られる。
としてレーザ光を用いたが、これは電子ビームによって
も同杼な効果が得られるし、また共晶合金のような低融
点金属の場合は基板全体の加熱によっても同様な効果が
荷られる。
更に上述し、た実施例においては光導電膜としてアモル
ファスシリコンの例を述べたが、これに限らず、撮像管
用の光電変換材料として用いられているＳｂ２８３ 、
Ｓｅ −Ａｓ −Ｔｅ 、 ＣｄＳｅや、ＣｄＺｎＴ
ｅなども使用できることは明らかであり、ＩｎＳｂ 、
ＩｎＳｂ。
ファスシリコンの例を述べたが、これに限らず、撮像管
用の光電変換材料として用いられているＳｂ２８３ 、
Ｓｅ −Ａｓ −Ｔｅ 、 ＣｄＳｅや、ＣｄＺｎＴ
ｅなども使用できることは明らかであり、ＩｎＳｂ 、
ＩｎＳｂ。
Ｐｂ Ｓｎ Ｔｅ 、 Ｃｄ Ｈｇ Ｈｅなどの赤外用
光電相料も使用できる。
光電相料も使用できる。
なお走査部としてもインターライン転送形ＣＣＤの例を
示したが、これに限定されるものではなく、フレーム転
送形ＣＯＤ、ＭＯ８形ＣＩＤやＢＢＤあるいはこれらの
組合せでもよい。更に絶縁膜も酸化膜の他にＳｉＮ、膜
や酸化膜とＳｉＮ４．ＪＦＡの複合層でも良いことは説
明する迄もない。
示したが、これに限定されるものではなく、フレーム転
送形ＣＯＤ、ＭＯ８形ＣＩＤやＢＢＤあるいはこれらの
組合せでもよい。更に絶縁膜も酸化膜の他にＳｉＮ、膜
や酸化膜とＳｉＮ４．ＪＦＡの複合層でも良いことは説
明する迄もない。
ることかできる。
実施例を工程順に示す説すｉ」用断面図である。
Ｉ Ｐ形Ｓｉ基板 ２・・垂直ＣＣＤ
３・・電荷蓄積ダイオード４ ・ボ’ＪＳｉ市４極５・
・第１酸化膜 ６−・・第１電極 ７・・第２酸化膜 ８・第２電極（第１導電膜） ９・・・光導電膜 １０・・・第３電極としての透明導電膜（第２導電膜）
１１・・・電極分離酸化膜 １２・・・レジスト膜１３
・・・Ｍｏマスク 代理人 弁理士 井 上 −力 筒、 １ 図
・第１酸化膜 ６−・・第１電極 ７・・第２酸化膜 ８・第２電極（第１導電膜） ９・・・光導電膜 １０・・・第３電極としての透明導電膜（第２導電膜）
１１・・・電極分離酸化膜 １２・・・レジスト膜１３
・・・Ｍｏマスク 代理人 弁理士 井 上 −力 筒、 １ 図
Claims (1)
- （１）半導体基板の一面に形成された電荷蓄積ダイオー
ドと、との電荷蓄積ダイオードに隣接した前記半導体基
板の一面及びこの−面上の第１絶縁膜に埋設された走査
回路と、この走査回路上に頂部を有し、前記電荷蓄積ダ
イオードとの接続部忙底部を有する凹凸面上に形成され
た第１電極と、この第１電極上に、前記頂部を残して形
成された第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上及び前記頂部
の前記第１電極上に形成された第２の電極と、この第２
の電極上に形成された光導電膜と、この光導電して結晶
粒を粗大化する工程と、前記第２電極上に前記光導電膜
を形成する工程と、この光導電膜（２） 第２電極が平
面状に形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59060760A JPS60206064A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59060760A JPS60206064A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206064A true JPS60206064A (ja) | 1985-10-17 |
Family
ID=13151550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59060760A Pending JPS60206064A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206064A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1113499A3 (en) * | 1999-12-28 | 2003-04-16 | Xerox Corporation | High fill factor image array having a continuous amorphous silicon sensor layer and a doped poly-silicon back contact |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59060760A patent/JPS60206064A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1113499A3 (en) * | 1999-12-28 | 2003-04-16 | Xerox Corporation | High fill factor image array having a continuous amorphous silicon sensor layer and a doped poly-silicon back contact |
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