JPS6047574A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS6047574A JPS6047574A JP58154961A JP15496183A JPS6047574A JP S6047574 A JPS6047574 A JP S6047574A JP 58154961 A JP58154961 A JP 58154961A JP 15496183 A JP15496183 A JP 15496183A JP S6047574 A JPS6047574 A JP S6047574A
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- JP
- Japan
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- electrode
- amorphous silicon
- areas
- photoconductive film
- solid
- 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は固体撮像装置に関する。
近年、走査部を形成した半導体基板上に光導電膜を設け
、この光導’4膜で発生した信号電荷を走査部によって
読み出す固体撮像装置が開発されている。即ちこの固体
撮像装置は、第1図に示すように、例えばp型の半導体
基板(2)に第1のn+型不純物領域+43 、 (6
)がマトリクス状に設けられ、この第1のn+型不純物
領域に隣接してゲーI・領域(8)。
、この光導’4膜で発生した信号電荷を走査部によって
読み出す固体撮像装置が開発されている。即ちこの固体
撮像装置は、第1図に示すように、例えばp型の半導体
基板(2)に第1のn+型不純物領域+43 、 (6
)がマトリクス状に設けられ、この第1のn+型不純物
領域に隣接してゲーI・領域(8)。
+IIを介して第2のn+型不純物領域圓、 (141
が夫々設けられている。このn+型不純物領域a’a
、 (141は、インターライン転送方式のCCDなら
ばCODチャンネルとなる。また第1.第2のn十型不
純物領域(4)。
が夫々設けられている。このn+型不純物領域a’a
、 (141は、インターライン転送方式のCCDなら
ばCODチャンネルとなる。また第1.第2のn十型不
純物領域(4)。
aりを1単位としてこれら単位間を分離するp+型のス
トッパー領域(1G) 、 ffa 、 (2f)が設
けられてしる。更にゲート領域、第2のn+型不純物領
域及びストッパー領域が位置する基板(2)上には、ゲ
ート絶縁膜0ツ。
トッパー領域(1G) 、 ffa 、 (2f)が設
けられてしる。更にゲート領域、第2のn+型不純物領
域及びストッパー領域が位置する基板(2)上には、ゲ
ート絶縁膜0ツ。
(2)、(1)を介して転送飛極である多結晶シリコン
のゲート電極e)A 、 (3I、 621が設けられ
てしる。ゲート電極を含む基板上には、第1のn+型不
純物領域(4)。
のゲート電極e)A 、 (3I、 621が設けられ
てしる。ゲート電極を含む基板上には、第1のn+型不
純物領域(4)。
(6)の一部を除いて絶縁膜(34)が設けられ、この
絶縁膜上には、コンタクト・ホール(30,(財)を介
して第1のn+型不純物領域+4) 、 (6)と接続
され、各々独立した複数の第1の電極(4Q 、 (4
2が設けられている。
絶縁膜上には、コンタクト・ホール(30,(財)を介
して第1のn+型不純物領域+4) 、 (6)と接続
され、各々独立した複数の第1の電極(4Q 、 (4
2が設けられている。
第1の電極及び絶縁膜上には、光導電膜(44)が全面
だ被覆され、この光導電膜上には透明電極06)が被覆
されている。
だ被覆され、この光導電膜上には透明電極06)が被覆
されている。
上述の固体撮像装置は、透明電極(46)に所定の電圧
を印加させた状態で光導電膜(44)に光が照射される
と、光導電膜で光電変換されて信号電荷が発生すると共
に、その信号電荷は第1の電極(41m 、 (43を
通って逆バイアスされたp型半導体基板(2)の第1の
n+型不純物領域+41 、 (6)K主として蓄積さ
れる。
を印加させた状態で光導電膜(44)に光が照射される
と、光導電膜で光電変換されて信号電荷が発生すると共
に、その信号電荷は第1の電極(41m 、 (43を
通って逆バイアスされたp型半導体基板(2)の第1の
n+型不純物領域+41 、 (6)K主として蓄積さ
れる。
こうして蓄積された信号電荷は、任意の蓄積時間後にゲ
ート電極0秒、(30)、(32に電圧を印加すること
により、ゲート領域(8)、α0を通って第2のn型不
純物領域a”a 、 amに読み出される。
ート電極0秒、(30)、(32に電圧を印加すること
により、ゲート領域(8)、α0を通って第2のn型不
純物領域a”a 、 amに読み出される。
光導電膜(4荀には、光導電型撮像管の光導電ターゲッ
ト材料を中心に種々の材料が使用されている。
ト材料を中心に種々の材料が使用されている。
その中で特にアモルファスシリコン膜が注目されている
。他の材料はSb2S3. (Cd 、 Zn )Te
、 As −5e−Te 等などのようにシリコン素
子の製造工程にあまりなじみのない■族の材料が含まれ
ているが、アモルファスシリコン膜は材料的に同一であ
るため従来の製造工程にもとり入れ易い利点を有してい
る。
。他の材料はSb2S3. (Cd 、 Zn )Te
、 As −5e−Te 等などのようにシリコン素
子の製造工程にあまりなじみのない■族の材料が含まれ
ているが、アモルファスシリコン膜は材料的に同一であ
るため従来の製造工程にもとり入れ易い利点を有してい
る。
上述の固体撮像素子においては、走査部の凹凸が1〜2
μm程度あるため、光導電膜を積層させると第2図に拡
大図を示すように、凹凸の端部において光導電膜の内部
クラック(4η、(機を起こし易い。
μm程度あるため、光導電膜を積層させると第2図に拡
大図を示すように、凹凸の端部において光導電膜の内部
クラック(4η、(機を起こし易い。
この内部クラックは、内部応力が端部に!中する為に生
じるもので、画像欠陥の原因となる。従って光導電膜が
堆積される面は、撮像管のターゲットの場合と同様可能
な限り平担な面とするのが望ましい。
じるもので、画像欠陥の原因となる。従って光導電膜が
堆積される面は、撮像管のターゲットの場合と同様可能
な限り平担な面とするのが望ましい。
上記走査部表面の凹凸を軽減する手段として、平滑化層
を設けることが提案されている。即ち第3図に示すよう
に、第1の電極GiO、(42、ll’i[Ilを形成
後、絶縁材料6つで走査部の凹凸を覆うことによってそ
の表面を平滑化するものである。絶縁材料(152には
コンタクト・ホール(54) 、 (56)が設けられ
、絶縁材料上には容筒1の電極と接続する第2の電極t
51 、 (60) 。
を設けることが提案されている。即ち第3図に示すよう
に、第1の電極GiO、(42、ll’i[Ilを形成
後、絶縁材料6つで走査部の凹凸を覆うことによってそ
の表面を平滑化するものである。絶縁材料(152には
コンタクト・ホール(54) 、 (56)が設けられ
、絶縁材料上には容筒1の電極と接続する第2の電極t
51 、 (60) 。
嗜が設けられ、その上に光導電膜(44)、透明電極(
4[9が順次積層されている。絶縁材料としては、St
O□。
4[9が順次積層されている。絶縁材料としては、St
O□。
Si3N、 、 8iCなどの無機絶縁材料或はポリイ
ミド系の耐熱性有機絶縁材料が用いられる。この平滑化
手段を用いたものでは、第2図に示すような内部クラッ
クの発生は与られず、良好な画像が得られる。
ミド系の耐熱性有機絶縁材料が用いられる。この平滑化
手段を用いたものでは、第2図に示すような内部クラッ
クの発生は与られず、良好な画像が得られる。
しかしながら、これら平滑化手段を用いた場合にも、次
のような問題点があることが明らかにな)つた。即ち、
第2の電極681. tGo) 、 (a邊は、平滑化
層(5湯上に導電膜を被着後エツチングにより個々の画
素に対応して分離されて形成される。この場合第2の電
極15樽、[F]0.霞の端部が鋭角にエツチングされ
ると、第2図に見られるのと同様な内部クラック(財)
。
のような問題点があることが明らかにな)つた。即ち、
第2の電極681. tGo) 、 (a邊は、平滑化
層(5湯上に導電膜を被着後エツチングにより個々の画
素に対応して分離されて形成される。この場合第2の電
極15樽、[F]0.霞の端部が鋭角にエツチングされ
ると、第2図に見られるのと同様な内部クラック(財)
。
−が発生し、画像欠陥の一因となることが判った。
この問題に対しては、テーパエツチング法を採用し第2
の電極端部の鋭角部分をなくすこと、例えばエツチング
速度が順次異なる材料を積層させた多層4造導電膜をエ
ツチングして第2のd極を形成することが考え得る。し
かしながら第2の電極−y 160) 、嗜は、間隔が
3μm穆度でまた厚さが2000A程度であるため、再
現性よくテーパ角を制御することは困難である。
の電極端部の鋭角部分をなくすこと、例えばエツチング
速度が順次異なる材料を積層させた多層4造導電膜をエ
ツチングして第2のd極を形成することが考え得る。し
かしながら第2の電極−y 160) 、嗜は、間隔が
3μm穆度でまた厚さが2000A程度であるため、再
現性よくテーパ角を制御することは困難である。
本発明は、第2の電極の端部における光導電膜の内部ク
ラックd発生がない固体撮像装置を提供するものである
。
ラックd発生がない固体撮像装置を提供するものである
。
本発明は、個々の画素に対応して分離された第20′峨
極を、導電膜のエツチングによって形成するのではなく
、第2の電極材料としてn型のアモルファスシリコンを
用匹、画素に対応した磁極の分離形成をイオン注入によ
って行い、エツチングをすることなく電気的に絶縁分離
させたものである。
極を、導電膜のエツチングによって形成するのではなく
、第2の電極材料としてn型のアモルファスシリコンを
用匹、画素に対応した磁極の分離形成をイオン注入によ
って行い、エツチングをすることなく電気的に絶縁分離
させたものである。
第4図及び第5図を参照して本発明を説明する。
図中、第3図と同一の参照番号を符したものは同等部を
示す。まず第3図に示す従来例と同様にして、平滑化層
(5ツまでを形成する。この後、コンタクトホール64
) 、 (56)を平滑化層62に設ける。次だ第2の
電極材料としてn型のアモルファスシリコン(財)を平
滑化層(53上に全面に約20ooX穆度積層する。本
実施例では、H2で希釈された10%5il(、ガスと
、PH3/SiH4比テ1oooppm〕濃度を有する
PH3ガスとを混合し、圧力2.OTo r r 、温
度250 ”Q、投入電力8Wの条件下でグロー放電分
解することによって積層させた。このとき、n型アモル
ファスシリコン(6Fjの暗比抵抗は10〜Zoo(0
口)程度であった。次にレジス) ffo)を塗布し、
所定の画素パターンを形成した。この後レジストの画素
パターンをマスクとして、イオン注入装置でArのイオ
ン注入を行った。Arイオンff21は、加速電圧5゜
](V、ドーズ量5 X 10” cm−’で素子全面
に打ち込んだ。このときのn型アモルファスシリコン(
6秒への平均的なArの進入の深さは3oooi程度で
あった。進入の深さは加速電圧を適宜調整することによ
って行なわれる。A「イオン6のによって分離領域(7
4) 、 (7eOn型アモルファスシリコンは5i−
Pの結合が切断され、且つ膜内にArが存在することに
なるのでダンプリングボンドが急激に増大し、暗比抵抗
は1012〜1 oj3 (ΩcIn)まで著しく増加
した。
示す。まず第3図に示す従来例と同様にして、平滑化層
(5ツまでを形成する。この後、コンタクトホール64
) 、 (56)を平滑化層62に設ける。次だ第2の
電極材料としてn型のアモルファスシリコン(財)を平
滑化層(53上に全面に約20ooX穆度積層する。本
実施例では、H2で希釈された10%5il(、ガスと
、PH3/SiH4比テ1oooppm〕濃度を有する
PH3ガスとを混合し、圧力2.OTo r r 、温
度250 ”Q、投入電力8Wの条件下でグロー放電分
解することによって積層させた。このとき、n型アモル
ファスシリコン(6Fjの暗比抵抗は10〜Zoo(0
口)程度であった。次にレジス) ffo)を塗布し、
所定の画素パターンを形成した。この後レジストの画素
パターンをマスクとして、イオン注入装置でArのイオ
ン注入を行った。Arイオンff21は、加速電圧5゜
](V、ドーズ量5 X 10” cm−’で素子全面
に打ち込んだ。このときのn型アモルファスシリコン(
6秒への平均的なArの進入の深さは3oooi程度で
あった。進入の深さは加速電圧を適宜調整することによ
って行なわれる。A「イオン6のによって分離領域(7
4) 、 (7eOn型アモルファスシリコンは5i−
Pの結合が切断され、且つ膜内にArが存在することに
なるのでダンプリングボンドが急激に増大し、暗比抵抗
は1012〜1 oj3 (ΩcIn)まで著しく増加
した。
これによシ、アモルファスシリコンからなる第2の電極
ffL(財)、(82は連続体であるが、電気的には各
画素て応じてそれぞれ完全に絶縁分離された。この後レ
ジストσ0を除去し、再びグロー放電装置内ニ設置し、
第2の電極たるアモルファスシリコン(至)上に、光導
’I!1FJk4)としてi型のアモルファスシリコン
を約3μm堆積した。次に透明電極(財)を約100O
A堆潰して第5図に示される固体撮像装置を得た。
ffL(財)、(82は連続体であるが、電気的には各
画素て応じてそれぞれ完全に絶縁分離された。この後レ
ジストσ0を除去し、再びグロー放電装置内ニ設置し、
第2の電極たるアモルファスシリコン(至)上に、光導
’I!1FJk4)としてi型のアモルファスシリコン
を約3μm堆積した。次に透明電極(財)を約100O
A堆潰して第5図に示される固体撮像装置を得た。
上述した本発明の固体撮像装置は、光導電膜(7樽が被
着される面て段差がなく、第3図に示す従来例で見られ
た光導1侃膜の内部クラックは発生せず、画質欠陥のな
za好な撮像装置であった。また光導′硫膜の成長は一
般に一ド地の材質の影響を受け易く、例えば第3図に示
すものにおいては第2の「北極G樽、 fGO) 、
(G″IJとその分離領域つまり平滑化層上に成長する
ため、両者の上に成長する光導電膜は電気的、光学的に
特性が異っていて画像に悪影響を与える。しかしながら
、本発明においては、光導電膜が被着される面が全面に
同一材料で形成されておシ、電気的、光学的に均一な膜
成長が行なわれ、より画質欠陥のない高品質の固体撮像
装置が提供される。
着される面て段差がなく、第3図に示す従来例で見られ
た光導1侃膜の内部クラックは発生せず、画質欠陥のな
za好な撮像装置であった。また光導′硫膜の成長は一
般に一ド地の材質の影響を受け易く、例えば第3図に示
すものにおいては第2の「北極G樽、 fGO) 、
(G″IJとその分離領域つまり平滑化層上に成長する
ため、両者の上に成長する光導電膜は電気的、光学的に
特性が異っていて画像に悪影響を与える。しかしながら
、本発明においては、光導電膜が被着される面が全面に
同一材料で形成されておシ、電気的、光学的に均一な膜
成長が行なわれ、より画質欠陥のない高品質の固体撮像
装置が提供される。
第1図は従来の一例の固体撮像装置の要部断面図、第2
図は第1図示の固体撮像装置における問題点を説明する
図、第3図は他の従来例を示す固体撮像装置の要部断面
図、第4図及び第5図は本発明の一実施例の固体撮像装
置を説明する図である。 (5の・・平滑化層、 (54)、ei6)・コンタク
トホール、(財)・・n型アモルファスシリコン、σ4
)、(“7[9・・分離領域、 (財)・・・光導電膜
(86)・・・透明電極。 第1図 第 2 図 第 4 図 第 5 図
図は第1図示の固体撮像装置における問題点を説明する
図、第3図は他の従来例を示す固体撮像装置の要部断面
図、第4図及び第5図は本発明の一実施例の固体撮像装
置を説明する図である。 (5の・・平滑化層、 (54)、ei6)・コンタク
トホール、(財)・・n型アモルファスシリコン、σ4
)、(“7[9・・分離領域、 (財)・・・光導電膜
(86)・・・透明電極。 第1図 第 2 図 第 4 図 第 5 図
Claims (1)
- 接合部及びこれと隣接した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
知積層された平滑化層と、該平滑化層に設けられたコン
タクト・ホールを介して前記第1の電極と接続され前記
平滑化層上に形成された第2の電極と、該第2の電極上
に積層され入射光により信号電荷を発生する光導電膜と
、該光導電膜層上に設けられた透明電極とを備え、前記
信号電荷を前記走査部で読み出す固体撮像装置において
、前記第2の電極はn型のアモルファスシリコンからな
シ、且つ該第2の電極は画素に対応してイオン注入法に
よって電気的に絶縁分離されていることを特徴とする固
体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154961A JPS6047574A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154961A JPS6047574A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047574A true JPS6047574A (ja) | 1985-03-14 |
Family
ID=15595686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154961A Pending JPS6047574A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047574A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61222163A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | Fujitsu Ltd | イメ−ジスキヤナ |
| US5245201A (en) * | 1991-01-11 | 1993-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converting device and image processing apparatus utilizing the same |
| US6013928A (en) * | 1991-08-23 | 2000-01-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having interlayer insulating film and method for forming the same |
| JP2000340780A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-12-08 | Agilent Technol Inc | アモルファスシリコンダイオードによるイメージセンサアレイ装置 |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58154961A patent/JPS6047574A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61222163A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | Fujitsu Ltd | イメ−ジスキヤナ |
| US5245201A (en) * | 1991-01-11 | 1993-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converting device and image processing apparatus utilizing the same |
| US6013928A (en) * | 1991-08-23 | 2000-01-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having interlayer insulating film and method for forming the same |
| JP2000340780A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-12-08 | Agilent Technol Inc | アモルファスシリコンダイオードによるイメージセンサアレイ装置 |
| EP1045450A3 (en) * | 1999-04-13 | 2002-05-29 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Image sensor array device |
| US6586812B1 (en) | 1999-04-13 | 2003-07-01 | Agilent Technologies, Inc. | Isolation of alpha silicon diode sensors through ion implantation |
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