JPS6273661A - 固体撮像装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は固体のスイッチング走査素子と光導電膜とを組
み合わせた形の固体撮像装置に関する。

〔発明の技術的〒Ｔ景とその問題点〕

光導電膜を積層させた形の固体撮像装置は、受光素子と
して光導電膜を用い、高感度で低スミアという優れた特
徴を有する。このため監視用ＴＶカメラ等の多くのＴＶ
カメラに利用でき１次世代の固体撮像装置として開発が
盛んである。

この種の固体撮像装置の一例としては、電荷転送機能を
有する半導体基板例えばＣＣＤ　、ｈに、光導電膜と透
明電極を順次積層させた形の構造のものがあり、これを
第３図により説明する。

即ち、Ｐ型半導体基板■の一十面近くにはそれぞれｎ冬
型領域よりなる蓄積ダイオード■と垂直転送ＣＣＤ■と
が交互に形成され、この一体となったものがＰ＋型のス
トッパー領域（イ）により分離されている。またＰ型半
導体鎖板（１）ヒには絶縁膜■をそれぞれ介して転送電
極０．■からなる走査部が設けられている。また絶縁膜
０上にはコンタク＋−ホールを介して蓄積ダイオード■
と電気的に接続する導電性膜からなる第１電極（８）、
耐熱性有機絶縁物よりなる平滑化層０が順に形成され、
この平滑化層（９）ｌには第１電極（ハ）とヅ滑化層σ
〕）のコンタクトホール（１０）を介して電気的に接続
して絵素の寸法を決める第２電権（１１）が設けられて
いる。この第２１を極（１１）を含む平滑化層ｉ！〕）
上には感光部としての光導電膜（１２）が設けられ、こ
の光導電膜（１２）」−には、この光導電膜（１２）を
駆動する電圧印加用の透明電極（１３）が形成されてい
る。

またこの従来例における蓄積ダイオード■や転送電極（
６Ｄ、ｉ″ｔ）等の位置関係は、第７１図に示されてお
り、同図（ａ）はこれを透明電極（１３）側からみたと
きの１画素分に相当する概略平面図、同図（ｂ）。

（ｃ）はそれぞれ同図（ａ）のＡ−Ａ’線、ローＢ′線
を矢印方向にみたときの概略断面図を表わしている。同
図において第１１！極（８）は点線で囲まれた長方形の
部分であり、転送な極０．■が重なって最も高くなって
いるクロスハツチングで示した部分にコンタクトホール
（１０）を設ける。

ここでこのクロスハツチング部の幅Ｑ１は、第１及び第
２転送ｉｉ！極０．■トの１１荷を確実に転送する関係
Ｌ、できる限り小さい方が望ましい、通常は１ｐ以下で
ある。一方、コンタクトホール（１０）は平滑化層０を
貫通して形成するため、その直径Ｑ□を１．５１ｍ以下
にすることは製造Ｊ−非常に困難である。故に必然的に
ｙ　ｌ＜　９　ｘということなり、コンタクトホール（
ｌＯ）の底は急峻な段差になる。このため、第２電極（
１１）はコンタクＩ・ホール（１０）の部分で深い四部
が形成される。これに伴ない光導電ＩＪ’２（１２）を
形成する際のＦ地の平滑性は不充分になり、光導電膜（
１２）にクラックや膜質の劣化が発生することがあった
。またコンタクトホール（１０）をクロスハツチング部
以外に数本づることも考えられ、この場合コンタクトホ
ール（１０）の底の急峻な段差は低減されるが、コンタ
クトホール（１０）の深さは増すことになって、第２電
極（１１）のコンタク１−ホール（１０）での四部が深
くなり、結局［１カ述と同様の影響が生じる。

〔発明の目的〕

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、光通
ｆｆｉ膜を形成する際の下地の凹凸段差を少なくするこ
とのｉＪ能な固体撮像装置の提供を目的とする。

〔発明の厩要〕

即ち本発明は、光導電膜が第１．第２及び第３導体電極
によって電荷蓄積部と′電気的に接続され。

第１．第２導体電極間及び第２．第３導体を極間にはそ
れぞれ第１及び第２平滑化層が介在していることを特徴
とする固体撮像装置である。

即ち、電荷蓄積部と接続される第１導体′＃、極と第２
導体＠極間の接続の際に必然的に生しる第２導体ｖ！ｉ
極の深い凹部を、第２平滑化層によって・Ｖ滑化し、こ
の第２平滑化層−ヒに第２導体電極上接続される第３導
体電極を形成し、光導電膜が形成される際の下地となる
面を１Ｌ滑化したものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図である。これからこ
の実施例を製造工程に従って説明する。

まず半導体基板（２０）例えばＰ型シリコン基板の一面
には、Ｐｎ接合からなる電荷蓄積ダイオード（２１）と
、ｎ＋型の埋め込みチャネルＣＣＤからなる垂直ＣＣＤ
　（２２）とが隣接して形成され、更にこの一体となっ
たものがチャネルストップ（２３）により互いに分離さ
れている。そして転送ｆｆｉ＋４（２４）、　（２５）
を絶縁するための絶縁膜（２６）が、電荷？９積ダイオ
ード（２１）のｎ＋型領域ヒの一部が露出するように転
送電極（２４）、　（２５）とともに形成されている。

こうして半導体基板（２０）には、電荷？Ａ積部や走査
部が形成される。なお転送電極（２４）、　（２５）に
は外部から所定のパルスが印加されるようになっていて
、電荷蓄積ダイオード（２１）内の電荷を垂直ＣＣ１，
）　（２２）に移した後、順次一方向に転送できる。そ
して半導体基板（２０）上に一部が屯荷谷積ダイオード
（２１）のｎ十型領域に接触するように、例えばＡＱ−
８ｉからなる第１電極（２７）がｔＬいに一両累ごとに
分離して形成されている。次に第１　ｆＬ　ｔ４１！（
２７）　）、に例えば低粘度のポリイミドからなる第１
絶縁層（２ｆＳ）を形成して半導体基板（２０）を平滑
化した後、ポリイミドの固化及び脱ガスを行なう。そし
て第１絶縁層（２８）内の所定の位置にコンタクトホー
ル（２９）を設け、第１絶繍層（２８）及びコンタクト
ホール（２９）上に、例えば１−５Ｌからなる第２電極
（３０）が所定の間隔をおいて互いに一画素ごとに分離
して形成されＣいる。なお第２電ｔｉ（３０）は、コン
タクトホール（２９）を介して第１電極（２７）と電気
的に接続されている。次に第２電極（３０）の頂部より
約１５００人の高さに、例えば低粘度のポリイミドから
なる第２絶縁層（３１）を形成して半導体基板（２０）
を平滑化した後、ポリイミドの固化及び脱ガスを行なう
。そして第２絶縁層（３１）内の所定の位置にコンタク
トホール（３２）を設け、第２絶縁層（３１）及びコン
タク１−ホール（３２）上に、例えば厚さ約５００人の
ＡＱ−５ｉからなる第３電極（３３）が第２電極（３０
）と対応するように所定の間隔をおいて形成されている
。なお第３電極（３３）は、コンタクトホール（３２）
を介して第２電極（３０）と電気的に接続されている。

そして第３電極（３３）上には光導電膜（３４）として
、ｉ型の水素化アモルファスシリコン膜（３４１）とＰ
型の水素化アモルファスシリコンカーバイド１ｌｉ（３
４２）を順次、グロー放電分解法によりそれぞれ約３戸
、約２００人の厚さに形成されている。更に光導電膜（
３４）ｌ：には、マグネトロンスパッタ法により例えば
ＩＴＯからなる透明電極（３５）が形成されている。

第２図はこの実施例における第２及び第３電極（３０）
、　（３３）やコンタクトホール（２９）、　（３２）
等の位置関係を透明電極（３５）側からみたときの概略
平面図である。同図において、第１２ｔｔＶｆｉ、（２
７）の終端は従来と同様に、転送ｒｖ！、極（２４）、
　（２５）が！バなって最も高くなっているクロスハツ
チングで示した部分に位置しく図示は省１１１８）　、
この部分にコンタクトホール（２９）が設けられ°Ｃい
る。またコンタクトホール（３２）は、第１電極（２７
）が電荷蓄積ダイオード（２１）に接触する部分（４０
）とコンタクトホール（３２ンとの間に位置するように
設けられている。更に第２及び第３電極（３０）、　（
３３）はほぼ同様の形状であり、透明電極（３５）側か
らみたときに第２電極（３０）は対応する第３１１！極
（３３）　’こ完全に屯なっている。

この実施例では、従来と同様にコンタクトホール（２９
）の底は急峻な段差にはなるが、これは第１絶縁層（２
８）による平滑化される。一方、コンタクトホール（３
２）の底は第２１！極（３０）上でほぼＬｐ面であり、
しかも第２絶ａＭ（３１）はコンタクトホール（３２）
を覆う程度の厚さで充分なので、光導電膜（３４）を形
成する際の下地の平滑性はより優れたものになる。この
結果、従来のｆ５３図に示したような固体撮像装置では
、光導電体のバイアス電界が５ｘｌＯ’Ｖ／１以下の低
電界でも既に画像に白きずの発生が認められるのに対し
て、この実施例では、バイアス電界が５ＸｌＯ’Ｖ／■
の高′准界になっても画像に白きずの発生が全く認めら
れなかった。

また第２及び第３電極（３０）、　（３３）の形状とし
ては、第３電極（３３）が対応しない例えば隣りの画素
系列を構成する第２′ＫＬ極（３０）ど第２絶縁層（３
１）を介して重複しないことが望ましい。なぜなら第２
絶縁層（３１）は厚さが薄くてピンホールができ、これ
により別の画素系列を構成する第２及び第３′６１極（
３０）、　（３３）が導通してしまう可能性が高いから
である。また第１電極（２７）に関しては、第１絶縁層
（２８）が電荷蓄積ダイオード（２１）の露出する四部
を少なくとも埋める程度の膜）ｌ＾で充分に厚いため。

ピンホールの生成する心配がほとんどなく、前述の理由
に基づく形状の制限はない。

なお光導ｆｆ１ｌｉ（３４）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５ｂ２Ｓ２＋　５ｓ−Ａｓ−
Ｔｅ。

ＣｄＳｅ及びＣｄＺｎＴｓ等も使用できることは明らか
であり、　１．ｎｓｂ、　Ｐｂ５ｎＴＣ及びＣｄ　１１
　Ｋ　ＩＩ　ｅ等の赤外用光゛雀材料も使用できる。更
に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ＣＣＤ、Ｍ、Ｏ３形ＣＨＤや［３Ｂ　Ｄ或いはこｔＬ
らの組合せでもよい。

〔発明の効果〕

以」二説明したように本発明の固体撮像装置は、１画素
系列を１４Ｌ滑化層が介在された２３個の４体電極で構
成する構造であって、光４π工膜を精籾させる際の下地
の平゛滑性が改存されるため、例えば画像の白きすの発
生防雨に対して極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の画素電極等の位置関係を入射光側からみたときの一
例を示す概１ａ８ｑｔ面図、第二３図は従来の固体撮像
装置の一例を示す断面図、第４図は従来の固体撮像装置
の転送電極等の位置関係を入射光側からみたときの一例
を示す概略平面図及び概略断面図である。 （２０）・・・・・・半導体基板 （２７）・・・・・・第１電極 （２８）・・・・・・第１絶縁層 ■ （３０）・・・・・・第２絶縁層 （３３）・・・・・・第３＠極 （３４）・・・・・・光導電膜 （３５）・・・・・・透明電極 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　大胡典夫 第　　１　　図 ヨ　−）　Ｎ　　冶　　η 第　　３　　図 ｔａン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電荷蓄積部と走査部が形成された半導体基板と、
   この半導体基板上に一部が前記電荷蓄積部に接触するよ
   うに互いに分離して形成された第１電極と、この第１電
   極上に平滑化する第１絶縁層と、この第１絶縁層上に所
   定の間隔をおいて形成され且つ対応する前記第１電極と
   接続された第２電極と、この第２電極上を平滑化する第
   ２絶縁層と、この第２絶縁層上に所定の間隔をおいて形
   成され且つ対応する前記第２電極と接続された第３電極
   と、この第３電極上に形成された光導電膜と、この光導
   電膜上に形成された透明電極とを備えたことを特徴とす
   る固体撮像装置。
2. （２）対応しない前記第２及び第３電極は前記第２絶縁
   層を介して重複していない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。