JPS6292365A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPS6292365A JPS6292365A JP60231334A JP23133485A JPS6292365A JP S6292365 A JPS6292365 A JP S6292365A JP 60231334 A JP60231334 A JP 60231334A JP 23133485 A JP23133485 A JP 23133485A JP S6292365 A JPS6292365 A JP S6292365A
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- amorphous silicon
- insulating
- state imaging
- forming
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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)
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】
技術分野
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に非
晶質のテｒ；導体を用いた積層型固体撮像装置およびそ
の製造方法に関する。
晶質のテｒ；導体を用いた積層型固体撮像装置およびそ
の製造方法に関する。
背景技術
固体撮像装置として、入射光に応じて電荷を発生、蓄積
するフォトタイオードを非晶質の半導体により形成した
ものは、結晶性のものを用いたものと比較して光の吸収
係数が大きいことから薄い層での光吸収が可能であり、
この点から高解像度用の微細画素製作に適している。
するフォトタイオードを非晶質の半導体により形成した
ものは、結晶性のものを用いたものと比較して光の吸収
係数が大きいことから薄い層での光吸収が可能であり、
この点から高解像度用の微細画素製作に適している。
５らに非晶質シリコンをｒ１結品基板に積層したフォト
ダイオードを感光手段とする固体撮像装ｒｔにおいては
、電荷の転送は基板中結晶部分で行い得ることから、フ
ォトタイオードに使える面積を大きくとることができ、
開口率を大きくできる利点があるが、その一方欠点とし
て不純物をドープしない真性非晶質シリコン（ｉ型）は
、その抵抗率も約１０８ΩＣｌ１１と低いため、非晶質
シリコン層の入射光と垂直の方向の抵抗が低くなり、入
射光により発生、蓄積された電荷が隣接する他の画素の
非晶質シリコン層に拡散あるいは電界の水平成分により
移動するから、セルを微細化すると共に解像度が非常に
劣化し、カラー用撮像装置の場合には混色を生じる。
ダイオードを感光手段とする固体撮像装ｒｔにおいては
、電荷の転送は基板中結晶部分で行い得ることから、フ
ォトタイオードに使える面積を大きくとることができ、
開口率を大きくできる利点があるが、その一方欠点とし
て不純物をドープしない真性非晶質シリコン（ｉ型）は
、その抵抗率も約１０８ΩＣｌ１１と低いため、非晶質
シリコン層の入射光と垂直の方向の抵抗が低くなり、入
射光により発生、蓄積された電荷が隣接する他の画素の
非晶質シリコン層に拡散あるいは電界の水平成分により
移動するから、セルを微細化すると共に解像度が非常に
劣化し、カラー用撮像装置の場合には混色を生じる。
このような解像度の劣化、混色を防ぐためトレンチ型構
造の絶縁層により非晶質シリコン層の画素間の分離を行
うことが考えられるが、微細加工を伴い製造工程数が増
加すると共に凹凸を生じ、これを平担化する必要があり
歩留りが低下し、コストが高くなる。
造の絶縁層により非晶質シリコン層の画素間の分離を行
うことが考えられるが、微細加工を伴い製造工程数が増
加すると共に凹凸を生じ、これを平担化する必要があり
歩留りが低下し、コストが高くなる。
また、Ｂなどを光導電層にドーピングすることにより非
晶質シリコン（ａ−９ｉＨ）層をｉ型の半導体（真性半
導体）とし、高抵抗化すると、蓄積された電荷の移動度
および／またはキャリア寿命が低下するので解像度の劣
化、混色を防止することができるが、同時に垂直方向の
電荷の移動度および／またはキャリア寿命の低下、トラ
ップ密度の増加により感度低下、残像の増加などが生じ
る欠点がある。
晶質シリコン（ａ−９ｉＨ）層をｉ型の半導体（真性半
導体）とし、高抵抗化すると、蓄積された電荷の移動度
および／またはキャリア寿命が低下するので解像度の劣
化、混色を防止することができるが、同時に垂直方向の
電荷の移動度および／またはキャリア寿命の低下、トラ
ップ密度の増加により感度低下、残像の増加などが生じ
る欠点がある。
目 的
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、非晶質半
導体層を用いた１−４体撮像装置において、画素間の分
離を確実に行い、解像度の劣化、混色を防止するととも
に、感度低下、残像増加などを生じない固体撮像装置お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
導体層を用いた１−４体撮像装置において、画素間の分
離を確実に行い、解像度の劣化、混色を防止するととも
に、感度低下、残像増加などを生じない固体撮像装置お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明によれば、半導体基板の一方の主表面に非晶質シ
リコン層を含んで形成された゛ｒ；導体装置において、
非晶質シリコン層の一部が注入されたイオンによって高
抵抗化された絶縁分離層により半導体素子間の分離を行
うものである。
リコン層を含んで形成された゛ｒ；導体装置において、
非晶質シリコン層の一部が注入されたイオンによって高
抵抗化された絶縁分離層により半導体素子間の分離を行
うものである。
この半導体装置は、次の方法によって製造される。すな
わちこの方法は、゛ヒ導体基板の一方の主表面に非晶質
シリコン層を形成する工程と、非晶質シリコン層の一部
にイオンを注入して絶縁分離層を形成する工程とを有す
るものである。
わちこの方法は、゛ヒ導体基板の一方の主表面に非晶質
シリコン層を形成する工程と、非晶質シリコン層の一部
にイオンを注入して絶縁分離層を形成する工程とを有す
るものである。
実施例の説明
次に添付図面を参照して本発明による固体撮像装置およ
びその製造方法の実施例を詳細に説明する。
びその製造方法の実施例を詳細に説明する。
ｉ１図には本発明を適用した固体撮像装置の断面図が示
されている。
されている。
ＭＯＳ走査回路基板ｌ上に積層されたｐ型非晶質シリコ
ンの９層２０およびｉ型非晶質シリコンの１層２２から
なるフォトタイオード２は、入射した光に応じた光電荷
を蓄積するものであり、１次元または２次元の感光セル
アレイを構成している。１層２２とＭＯ３Ｏ３走査回路
基板間には下地電極２４が間隔をおいて配置されており
、この下地電極２４は２層２０および１層２２により構
成されるフォトタイオード２の感光セルごとの電極であ
る。９層２０の上面には透明電極層２６が積層され、透
明電極層２６の」二面には遮光用のシールド層２８が互
いに間隔をおいて積層されている。
ンの９層２０およびｉ型非晶質シリコンの１層２２から
なるフォトタイオード２は、入射した光に応じた光電荷
を蓄積するものであり、１次元または２次元の感光セル
アレイを構成している。１層２２とＭＯ３Ｏ３走査回路
基板間には下地電極２４が間隔をおいて配置されており
、この下地電極２４は２層２０および１層２２により構
成されるフォトタイオード２の感光セルごとの電極であ
る。９層２０の上面には透明電極層２６が積層され、透
明電極層２６の」二面には遮光用のシールド層２８が互
いに間隔をおいて積層されている。
２層２０および１層２２には、画素間の絶縁分離のため
の絶縁分離層２００が形成されている。この絶縁分離層
２００は、イオン注入によるグメージと、注入された０
、Ｎなどの一部とＳｉとの化合による５ｉｎ２． Ｓｉ
３Ｎ４などによって形成され、後述するように非晶質シ
リコンからなる９層２０および１層２２に酸素（０）ま
たは窒素（Ｎ）などの原子をイオン注入レアニールして
形成される。
の絶縁分離層２００が形成されている。この絶縁分離層
２００は、イオン注入によるグメージと、注入された０
、Ｎなどの一部とＳｉとの化合による５ｉｎ２． Ｓｉ
３Ｎ４などによって形成され、後述するように非晶質シ
リコンからなる９層２０および１層２２に酸素（０）ま
たは窒素（Ｎ）などの原子をイオン注入レアニールして
形成される。
９層２０は、ホウ素をドープしたａ−９ｉＨ１ａ−Ｇｅ
ＳｉＨにより形成される。１層２２はノンドープあるい
は微小のホウ素をドープしたａ−ＳｉＨｌａ−ＧｅＳｉ
Ｈにより形成される。
ＳｉＨにより形成される。１層２２はノンドープあるい
は微小のホウ素をドープしたａ−ＳｉＨｌａ−ＧｅＳｉ
Ｈにより形成される。
透明電極層２８は、ＩＴＯ、Ｉｎ Ｏ、５ｎ０２などに
より形成される。シールド層２８は、Ａ１． Ａｌ−５
ｉ−Ｇｕ、Ａｌ−９ｉ 、 Ｏｒ、 Ｔｉ、 Ｎｏ、
Ｗなどの金属により形成され、各画素ごとの分離のため
のものであり、省略してもさしつかえない。
より形成される。シールド層２８は、Ａ１． Ａｌ−５
ｉ−Ｇｕ、Ａｌ−９ｉ 、 Ｏｒ、 Ｔｉ、 Ｎｏ、
Ｗなどの金属により形成され、各画素ごとの分離のため
のものであり、省略してもさしつかえない。
第１図においてＮＯＳ走査回路基板１は、ｐ型シリコン
基板１０の一方の主表面に２つのｎ小領域１２および１
４が形成されている。２つのｎ小領域１２と１４の間の
基板表面にはゲーｈｓ化膜１６を介してゲーＩ・電極１
８が配設されている。ゲート電極１８は多結晶シリコン
が有利に使用される。これら２つのｎ小領域１２および
１４、グー＋１化膜１６．ならびにゲート電ｐｊｌＢに
よってＮＯ３）ランジスタすなわちＦＥＴが形成されて
いる。この例ではｎチャネルのＦＥＴであり、ｎ小領域
１２がソースとして、またｎ十領域１４がドレーンとし
て機能する。ｎ小領域１２にはソース電極１２０が接続
され、ソース電極１２０は下地電極２４に接続されてい
る。またｎ十領域１４には信号読み出し電極１４０が接
続されている。
基板１０の一方の主表面に２つのｎ小領域１２および１
４が形成されている。２つのｎ小領域１２と１４の間の
基板表面にはゲーｈｓ化膜１６を介してゲーＩ・電極１
８が配設されている。ゲート電極１８は多結晶シリコン
が有利に使用される。これら２つのｎ小領域１２および
１４、グー＋１化膜１６．ならびにゲート電ｐｊｌＢに
よってＮＯ３）ランジスタすなわちＦＥＴが形成されて
いる。この例ではｎチャネルのＦＥＴであり、ｎ小領域
１２がソースとして、またｎ十領域１４がドレーンとし
て機能する。ｎ小領域１２にはソース電極１２０が接続
され、ソース電極１２０は下地電極２４に接続されてい
る。またｎ十領域１４には信号読み出し電極１４０が接
続されている。
さらにシリコン基板ｌＯのｎ小領域１２．１４、ゲート
電極１８の形成されていない部分にはＳ ｒ ０２の絶
縁層１１０が形成され、この絶縁層１１０上にはＰＳＧ
の絶縁層１３０が形成されている。この絶縁層１３０、
ソース電極１２０および信号読み出し電極１４０上には
ＰＳＧ 、 ５１０２またはポリイミドの絶縁層１５０
がその上面を平担に形成されている。絶縁層１５０は、
フォトダイオード２に発生するリーク電流を抑制するた
め充分な平担化が必要である。上記の下地電極２４およ
び１層２２は、この絶縁層１５０上に形成されている。
電極１８の形成されていない部分にはＳ ｒ ０２の絶
縁層１１０が形成され、この絶縁層１１０上にはＰＳＧ
の絶縁層１３０が形成されている。この絶縁層１３０、
ソース電極１２０および信号読み出し電極１４０上には
ＰＳＧ 、 ５１０２またはポリイミドの絶縁層１５０
がその上面を平担に形成されている。絶縁層１５０は、
フォトダイオード２に発生するリーク電流を抑制するた
め充分な平担化が必要である。上記の下地電極２４およ
び１層２２は、この絶縁層１５０上に形成されている。
次に本実施例の固体撮像装置の動作を説明する。
光がシールド層２８によって分離された各画素部分のフ
ォトダイオード２に入射すると、入射光、ＩＷに応じて
各フォトタイオード２に光電荷が発生する。シフトレジ
スタ（図示せず）からの読み出し信号が選択されたゲー
ト電極１８に印加されると、その選択されたＦＥＴが導
通し、フォトタイオード２およびソースのｎ＋／ｐダイ
オードに蓄積された光電荷に対応した信号電荷が下地電
極２４、ソース電極１２０およびＦＥＴを通過して信号
読み出し電極１４０に読み出される。
ォトダイオード２に入射すると、入射光、ＩＷに応じて
各フォトタイオード２に光電荷が発生する。シフトレジ
スタ（図示せず）からの読み出し信号が選択されたゲー
ト電極１８に印加されると、その選択されたＦＥＴが導
通し、フォトタイオード２およびソースのｎ＋／ｐダイ
オードに蓄積された光電荷に対応した信号電荷が下地電
極２４、ソース電極１２０およびＦＥＴを通過して信号
読み出し電極１４０に読み出される。
本実施例によれば、９層２０および１層２２は絶縁分離
層２００により画素間が絶縁分離されているから、９層
２０および１層２２に発生、蓄積された電荷が他の画素
の９層２０および１層２２に移動することはなく、解像
度の劣化、混色が生じない。また、９層２０は、ホウ素
をドープした非晶質シリコンのｐ型半導体、１層２２は
ノンドープのｉ型半導体により形成されており、１層２
２は抵抗率が低く、キャリア移動度が大きく、トラップ
密度が小さいので、感度低下、残像の増加などの欠点も
生じない。
層２００により画素間が絶縁分離されているから、９層
２０および１層２２に発生、蓄積された電荷が他の画素
の９層２０および１層２２に移動することはなく、解像
度の劣化、混色が生じない。また、９層２０は、ホウ素
をドープした非晶質シリコンのｐ型半導体、１層２２は
ノンドープのｉ型半導体により形成されており、１層２
２は抵抗率が低く、キャリア移動度が大きく、トラップ
密度が小さいので、感度低下、残像の増加などの欠点も
生じない。
７５２図に、本発明を適用した固体撮像装置の他の実施
例が、ＭＯＳ走査走査回路基板上略して示されている。
例が、ＭＯＳ走査走査回路基板上略して示されている。
この実施例においては、１層２２および透明電極層２６
により入射した光に応じた光電荷を蓄積するフォｉ・ダ
イオード２が構成される。他の構成要素は第１図の実施
例と同様である。
により入射した光に応じた光電荷を蓄積するフォｉ・ダ
イオード２が構成される。他の構成要素は第１図の実施
例と同様である。
１層２２は、不純物をドープしない非晶質のＳｉＨ、Ｇ
ｅ５ｉＨにより形成されるｉ型半導体である。
ｅ５ｉＨにより形成されるｉ型半導体である。
この実施例の装置においては、感光セルに光が入射する
と、入射光は透明電極層２６を通過して１層２２に達す
る。１層２２はｉ型の半導体であり、透明電極層２Ｇと
の境界付近に空乏層が形成されているから、入射光に応
じて１層２２に光電荷が発生し蓄積される。この光電荷
に対応した信号電荷が、ｉｉ図の実施例の場合と同様に
下地電極２４、ソース電極１２０およびＦＥＴを通過し
て信号読み出し電８ｉ１４０に読み出される。
と、入射光は透明電極層２６を通過して１層２２に達す
る。１層２２はｉ型の半導体であり、透明電極層２Ｇと
の境界付近に空乏層が形成されているから、入射光に応
じて１層２２に光電荷が発生し蓄積される。この光電荷
に対応した信号電荷が、ｉｉ図の実施例の場合と同様に
下地電極２４、ソース電極１２０およびＦＥＴを通過し
て信号読み出し電８ｉ１４０に読み出される。
この実施例の場合にも１層２２は絶縁分＃層２００によ
り画素間が絶縁分離されているから、解像度の劣化、混
色が生じない。しかもフォトダイオード２を構成する１
層２２は不純物をドープしない非晶質のＳｉｌ 、 Ｇ
ｅ５ｉＨにより形成されているから、抵抗率が低く、キ
ャリア移動度が大きく、トラップ密度が小さいので、感
度低下、残像の増加などの欠点がない。
り画素間が絶縁分離されているから、解像度の劣化、混
色が生じない。しかもフォトダイオード２を構成する１
層２２は不純物をドープしない非晶質のＳｉｌ 、 Ｇ
ｅ５ｉＨにより形成されているから、抵抗率が低く、キ
ャリア移動度が大きく、トラップ密度が小さいので、感
度低下、残像の増加などの欠点がない。
第３図に１本発明を適用した固体撮像装置のさらに他の
実施例が、ＭＯＳ走査回路基板１を省略して示されてい
る。
実施例が、ＭＯＳ走査回路基板１を省略して示されてい
る。
この実施例においては、シールド層２８とシールＦ７＃
２Ｂの下部の透明′ｉｔ！：極層２Ｂおよび光導゛重層
の表面側の一部をトレンチ構造とからなり、２層２０を
画素ごとに分離している。２層２０．１層２２には第１
図の実施例と同様に画素間の絶縁分離のためのＳ ＋
０２．５ｉ３Ｎ、などからなる絶縁分離層２００が形成
されている。したがって２層２０．１層２２に発生した
光電荷はトレンチ構造および絶縁分離層２００により、
隣接する画素の２層２０．１層２２に移動するのを防ぐ
ことができるから、解像度の劣化、混色がない。
２Ｂの下部の透明′ｉｔ！：極層２Ｂおよび光導゛重層
の表面側の一部をトレンチ構造とからなり、２層２０を
画素ごとに分離している。２層２０．１層２２には第１
図の実施例と同様に画素間の絶縁分離のためのＳ ＋
０２．５ｉ３Ｎ、などからなる絶縁分離層２００が形成
されている。したがって２層２０．１層２２に発生した
光電荷はトレンチ構造および絶縁分離層２００により、
隣接する画素の２層２０．１層２２に移動するのを防ぐ
ことができるから、解像度の劣化、混色がない。
」−記のいずれの実施例においても、フォトタイオード
２に蓄積された電荷の読み出し手段として、１−述のＭ
Ｏ８走査回路に換えてＣＯＤを用いてもよい。
２に蓄積された電荷の読み出し手段として、１−述のＭ
Ｏ８走査回路に換えてＣＯＤを用いてもよい。
次に第１図に示す固体撮像装置の製造方法について説明
する。ＰＳＧ 、 ５Ｉ０２、ポリイミドの絶縁層１５
０によりＶ担化されたＭＯ３走査回路基板ｌ上にＡ１．
Ａｌ−９ｉ−Ｃｕ、 Ｃｒ、 Ｔｉ、 Ｎｏ、 Ｗ等
の金属膜を蒸着して下地電極２４を形成する。次に下地
電極２４、絶縁層１５０の上にグロー放電分解法による
プラズマＧＶＤ法またはスパッタ法により１層２２を形
成する。
する。ＰＳＧ 、 ５Ｉ０２、ポリイミドの絶縁層１５
０によりＶ担化されたＭＯ３走査回路基板ｌ上にＡ１．
Ａｌ−９ｉ−Ｃｕ、 Ｃｒ、 Ｔｉ、 Ｎｏ、 Ｗ等
の金属膜を蒸着して下地電極２４を形成する。次に下地
電極２４、絶縁層１５０の上にグロー放電分解法による
プラズマＧＶＤ法またはスパッタ法により１層２２を形
成する。
グロー放電分解法による場合には、Ｓ ＋ Ｈａ、Ｇ
ｅ ＨａガスをＡＣ放電または高周波放電により分解し
、分解したガス雰囲気によりＮＯ９走査回路基板１上に
気相成長させて１層２２を形成する。この場合に例えば
平行平板容量結合型のグロー放電分解装置を用い、圧力
０．１〜１．０ Ｔｏｒｒ、単位電極面積当りの電力密
度０．０１〜０．１ Ｗ／ｃｍ２で行う。
ｅ ＨａガスをＡＣ放電または高周波放電により分解し
、分解したガス雰囲気によりＮＯ９走査回路基板１上に
気相成長させて１層２２を形成する。この場合に例えば
平行平板容量結合型のグロー放電分解装置を用い、圧力
０．１〜１．０ Ｔｏｒｒ、単位電極面積当りの電力密
度０．０１〜０．１ Ｗ／ｃｍ２で行う。
スパッタ法による場合にはＳｉまたはＧｅ−５ｉのター
ゲットをＡｔ−Ｈ２ガスにより放電させてスパッタによ
りＭＯＳ走査回路基板１」−に１層２２を形成する。
ゲットをＡｔ−Ｈ２ガスにより放電させてスパッタによ
りＭＯＳ走査回路基板１」−に１層２２を形成する。
いずれの方法による場合にもＭＯＳ走査回路基板１の基
板温度は１５０〜３００°Ｃとし、１層２２の厚さは例
えば０．５〜２．ＯｐＬｍとする。
板温度は１５０〜３００°Ｃとし、１層２２の厚さは例
えば０．５〜２．ＯｐＬｍとする。
このようにＭＯＳ走査走査回路基板上び下地電極２４上
に１層２２を形成した後、同様にグロー放電分解法また
はスパッタ法により１層２２」―に２層２０を形成する
。グロー放電分解法による場合には、５ＩＨ４−ＧｅＨ
４ガスおよび２層２０とするためのドーピングガスとし
てＢ２Ｈ８ガスをＡＣ放電または高周波放電により分解
し、分解したカス雰囲気により１層２２上に気相成長さ
せて２層２０を形成する。この場合にも例えば平行平板
容ｊｔ１結台型のグロー放電分解装置を用い、圧力０．
１〜１．ＯＴｏｒｒ、中位電極面積当りの電力密度０．
０１〜０．１Ｗ／ｃ＋＊２で行う。
に１層２２を形成した後、同様にグロー放電分解法また
はスパッタ法により１層２２」―に２層２０を形成する
。グロー放電分解法による場合には、５ＩＨ４−ＧｅＨ
４ガスおよび２層２０とするためのドーピングガスとし
てＢ２Ｈ８ガスをＡＣ放電または高周波放電により分解
し、分解したカス雰囲気により１層２２上に気相成長さ
せて２層２０を形成する。この場合にも例えば平行平板
容ｊｔ１結台型のグロー放電分解装置を用い、圧力０．
１〜１．ＯＴｏｒｒ、中位電極面積当りの電力密度０．
０１〜０．１Ｗ／ｃ＋＊２で行う。
また、９層２０をａ−ＧｅＳｉＨとする場合には、Ｓ
ｉＨａカスとＧ ｅ Ｈ４ガスのカス流量比ＧｅＨ４／
Ｓ ｉＨ４＋ ＧｅＨ４を０゜０５〜０．５とすれば
よい。
ｉＨａカスとＧ ｅ Ｈ４ガスのカス流量比ＧｅＨ４／
Ｓ ｉＨ４＋ ＧｅＨ４を０゜０５〜０．５とすれば
よい。
スパッタ法による場合にはｉ層の形成と同様に、Ｓｉま
たはＧｅ−３ｉのターゲットをＡ ｒ −Ｈ２カスによ
り放電させてスパッタにより１層２２上に２層２゜を形
成する。９層２０のノ１さは例えば１００〜１０００Ａ
とする。
たはＧｅ−３ｉのターゲットをＡ ｒ −Ｈ２カスによ
り放電させてスパッタにより１層２２上に２層２゜を形
成する。９層２０のノ１さは例えば１００〜１０００Ａ
とする。
このように１層２２．９層２０を積層してなる第４図（
ａ）に示すようなものに、第４図（ｂ）に示すようなフ
ォトレジスト２１０を載せ、画素間の分離すべき部分に
、酸素０または窒素Ｎなどの原子を加速電圧３０〜２０
０Ｋｅｖテトース量カ１０１３〜１０１８／ｃＩ１１２
となるようにイオン注入する。
ａ）に示すようなものに、第４図（ｂ）に示すようなフ
ォトレジスト２１０を載せ、画素間の分離すべき部分に
、酸素０または窒素Ｎなどの原子を加速電圧３０〜２０
０Ｋｅｖテトース量カ１０１３〜１０１８／ｃＩ１１２
となるようにイオン注入する。
次にフォトレジス） ２１０を剥離し、Ｎ２および／ま
たはＨ２ガス中で２００〜３５０℃、３０分〜 １時間
程度加熱処理する。この熱処理に代えてＨ２プラズマ雰
囲気で同様の加熱処理を行ってもよいし、またはイオン
を打ち込んだ部分のみをレーザービームあるいは電子ビ
ームによりアニールしてもよい。
たはＨ２ガス中で２００〜３５０℃、３０分〜 １時間
程度加熱処理する。この熱処理に代えてＨ２プラズマ雰
囲気で同様の加熱処理を行ってもよいし、またはイオン
を打ち込んだ部分のみをレーザービームあるいは電子ビ
ームによりアニールしてもよい。
このような熱処理により、打ち込まれたＯ、Ｎなどのイ
オンが非晶質のシリコンと化合してＳ ｉ［１２。
オンが非晶質のシリコンと化合してＳ ｉ［１２。
８ｉ３Ｎ、などの絶縁分離層２００が形成される。その
後、第４図（Ｃ）に示すようにＩＴＯ、Ｉｎ、、０３、
Ｓｕｏ、。
後、第４図（Ｃ）に示すようにＩＴＯ、Ｉｎ、、０３、
Ｓｕｏ、。
などにより透明電極層２６を形成し、さらにＡＩ、Ａｌ
−３ｉ−Ｃｕ、 Ａｌ−３ｉ 、 Ｏｒ、Ｔｉ、 Ｎｏ
、 Ｗなどの金属によりシールド層２８を形成すること
により、第１図に示す固体撮像装置が製造される。
−３ｉ−Ｃｕ、 Ａｌ−３ｉ 、 Ｏｒ、Ｔｉ、 Ｎｏ
、 Ｗなどの金属によりシールド層２８を形成すること
により、第１図に示す固体撮像装置が製造される。
第３図に示すトレンチ４１１の１−４休撮像装置を製造
する場合には、非晶質の半導体層を積層した後、第４図
（ｂ）に示すようなフォトレジスト２１０を載せ、画素
間の絶縁分離層２００を形成する部分に深さ０．１〜１
．５ルｍの溝をプラズマエツチングまたはＲＩＥ （
リアクティブ、イオン、エツチング）などにより形成し
、その後この溝の部分に前記と同様に酸素０または窒素
Ｎなどの原子を加速電圧３０〜２００Ｋｅｖでドーズ量
が１０１３〜１０”’／ｃ＋ｏ２となるようにイオン注
入する。
する場合には、非晶質の半導体層を積層した後、第４図
（ｂ）に示すようなフォトレジスト２１０を載せ、画素
間の絶縁分離層２００を形成する部分に深さ０．１〜１
．５ルｍの溝をプラズマエツチングまたはＲＩＥ （
リアクティブ、イオン、エツチング）などにより形成し
、その後この溝の部分に前記と同様に酸素０または窒素
Ｎなどの原子を加速電圧３０〜２００Ｋｅｖでドーズ量
が１０１３〜１０”’／ｃ＋ｏ２となるようにイオン注
入する。
さらにフォトレジスト２１０を剥離し、前記と同様に加
熱処理を行って５Ｉ０２、Ｓｉ３Ｎ４などの絶縁分＠
ＷＩ２００を形成し、その後、前記と同様に透明電極層
２６、シールド層２８を形成してトレンチ型の固体撮像
装置が得られる。
熱処理を行って５Ｉ０２、Ｓｉ３Ｎ４などの絶縁分＠
ＷＩ２００を形成し、その後、前記と同様に透明電極層
２６、シールド層２８を形成してトレンチ型の固体撮像
装置が得られる。
なお、絶縁分離層としては、要はその領域の抵抗率が高
く、少数キャリアの寿命が短ければよいのであるから、
イオン注入によるダメージ、注入イオンによるバンド構
造の変化などが利用できるから、前述の０．Ｈのみでな
く、他のイオンたとえばＢ 、 Ａｒなど各種のイオン
を用いることもできる。
く、少数キャリアの寿命が短ければよいのであるから、
イオン注入によるダメージ、注入イオンによるバンド構
造の変化などが利用できるから、前述の０．Ｈのみでな
く、他のイオンたとえばＢ 、 Ａｒなど各種のイオン
を用いることもできる。
また、本発明は非晶質シリコンを用いた積層型固体撮像
装置について詳述したが、非晶質シリコンを用いた半導
体装置における電気的絶縁分離としても広く応用され得
るものであり、非晶質シリコンによるラインセンサ、Ｃ
ＯＤ 、 ＴＦＰ（薄膜トランジスタ）、太陽電池、フ
ォトリセブタ等の光電変換装置あるいは半導体装置の電
気的絶縁としても有効であることは明らかである。
装置について詳述したが、非晶質シリコンを用いた半導
体装置における電気的絶縁分離としても広く応用され得
るものであり、非晶質シリコンによるラインセンサ、Ｃ
ＯＤ 、 ＴＦＰ（薄膜トランジスタ）、太陽電池、フ
ォトリセブタ等の光電変換装置あるいは半導体装置の電
気的絶縁としても有効であることは明らかである。
効 果
本発明によれば、光吸収係数が大きい非晶質の薄い半導
体層は絶縁分離層により画素間が絶縁分離されているか
ら、微細画素においても解像度の劣化、混色が生じない
。また、不純物をドープしないｉ層を含んでいるからキ
ャリア移動度が太きく、トラップ密度が小さいため、感
度低Ｆ、残像の増加などの欠点も生じず、大きい開１１
″＋＝も利用できるから高感度高解像度がｒ＋（能であ
る。さらに、絶縁分離層は非晶質の半導体層にＮ、０な
との原子をイオン注入し、加熱処理を行うことによって
形成できるから製造が容易である。
体層は絶縁分離層により画素間が絶縁分離されているか
ら、微細画素においても解像度の劣化、混色が生じない
。また、不純物をドープしないｉ層を含んでいるからキ
ャリア移動度が太きく、トラップ密度が小さいため、感
度低Ｆ、残像の増加などの欠点も生じず、大きい開１１
″＋＝も利用できるから高感度高解像度がｒ＋（能であ
る。さらに、絶縁分離層は非晶質の半導体層にＮ、０な
との原子をイオン注入し、加熱処理を行うことによって
形成できるから製造が容易である。
第１図は本発明による固体撮像装置の一天施例の断面構
造を概念的に示す断面図、 第２図は本発明による固体撮像装置の他の実施例の断面
構造を概念的に示す一部省略断面図、第３図は本発明に
よる固体撮像装置のさらに他の実施例の断面構造を概念
的に示す−・部省略断面図、 第４図は第１図の実施例の製造工程を示す断面図である
。 主要部分の符号の説明 １、、、ＭＯ８走査回路基板 ２９０．フォトタイオード ２０、、、ｐ層 ２２、、、ｉ層 ２４、、、下地電極 ２６゜１．透明電極層 ２００ 、 、絶縁分離層 特許出願人 富士写真フィルム株式会社代 理 人 香
取 孝雄 丸山 隆夫
造を概念的に示す断面図、 第２図は本発明による固体撮像装置の他の実施例の断面
構造を概念的に示す一部省略断面図、第３図は本発明に
よる固体撮像装置のさらに他の実施例の断面構造を概念
的に示す−・部省略断面図、 第４図は第１図の実施例の製造工程を示す断面図である
。 主要部分の符号の説明 １、、、ＭＯ８走査回路基板 ２９０．フォトタイオード ２０、、、ｐ層 ２２、、、ｉ層 ２４、、、下地電極 ２６゜１．透明電極層 ２００ 、 、絶縁分離層 特許出願人 富士写真フィルム株式会社代 理 人 香
取 孝雄 丸山 隆夫
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板の一方の主表面に非晶質シリコン層を含
んで形成された半導体装置において、該非晶質シリコン
層の一部が注入されたイオンによって高抵抗化された絶
縁分離層により半導体素子間の分離を行うことを特徴と
する半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、該装置
は、前記非晶質シリコン層を含んで形成されたフォトダ
イオードからなり、入射光に応じた電荷を発生して蓄積
する感光手段と、 該感光手段から該電荷に応じた信号電流を読み出すため
の信号読み出し手段とを有する感光セルが半導体基板の
一方の主表面に形成された固体撮像装置であることを特
徴とする半導体装置。 ３、特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記フ
ォトダイオードは、不純物をドープしていないｉ型非晶
質シリコンにより形成されるｉ層と、該ｉ層の上面に形
成された透明電極層と、該ｉ層の下面に形成された下地
電極とからなるものであることを特徴とする固体撮像装
置。 ４、特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記フ
ォトダイオードは、不純物をドープしたｐ型非晶質シリ
コンにより形成されるｐ層と、不純物をドープしていな
いｉ型非晶質シリコンにより形成されるｉ層と、前記ｐ
層の上面に形成された透明電極層と、前記ｉ層の下面に
形成された下地電極とからなるものであることを特徴と
する半導体装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記フ
ォトダイオードは、前記ｐ層またはｐ層およびｉ層の画
素間の分離をトレンチ型構造の絶縁層により行い、前記
ｉ層の画素間の分離を前記絶縁分離層により行うことを
特徴とする固体撮像装置。 ６、半導体基板の一方の主表面に非晶質シリコン層を形
成する工程と、 該非晶質シリコン層の一部イオンを注入して絶縁分離層
を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法。 ７、特許請求の範囲第６項記載の方法において、該方法
は固体撮像装置の製造方法であり、 前記半導体基板の一方の主表面に非晶質シリコン層を形
成する工程が、絶縁層により平担化されたＭＯＳ走査回
路基板上に金属膜を蒸着して下地電極を形成する工程と
、該下地電極および絶縁層上に非晶質シリコン層を形成
する工程とからなり、前記非晶質シリコン層の一部にイ
オンを注入して絶縁分離層を形成する工程が、該非晶質
シリコン層上にフォトレジストを載置し、画素分離すべ
き部分にイオンを注入する工程と、前記フォトレジスト
を剥離し、イオン注入した部分を加熱して絶縁分離層と
する工程と、前記非晶質シリコン層上に透明電極層を形
成する工程と、該透明電極層上にシールド層を形成する
工程とからなる半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60231334A JPS6292365A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60231334A JPS6292365A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6292365A true JPS6292365A (ja) | 1987-04-27 |
Family
ID=16922008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60231334A Pending JPS6292365A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6292365A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647654A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Canon Kk | Image reader and manufacture thereof |
| JPS647655A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Canon Kk | Image reader and manufacture thereof |
| US5606186A (en) * | 1993-12-20 | 1997-02-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit including opposed substrates of different semiconductor materials and method of manufacturing the semiconductor integrated circuit |
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Citations (1)
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| JPS5752276A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-27 | Hitachi Ltd | Solid image pickup element |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60231334A patent/JPS6292365A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9954025B2 (en) | 2005-09-29 | 2018-04-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor |
| US11862660B2 (en) | 2005-09-29 | 2024-01-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor |
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| US11152419B2 (en) | 2005-09-29 | 2021-10-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor |
| US11094732B2 (en) | 2005-09-29 | 2021-08-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor |
| US10249677B2 (en) | 2005-09-29 | 2019-04-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor |
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| US8698064B2 (en) | 2010-05-28 | 2014-04-15 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device |
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