DE69229590T2

DE69229590T2 - Schichtförmiger Festkörperbildsensor und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69229590T2
Application number: DE69229590T
Authority: DE
Inventors: Hiraku Kozuka; Shigetoshi Sugawa; Masato Yamanobe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2012-11-07
Also published as: US5557121A; DE69229590D1; JPH05198787A; EP0542152A1; EP0542152B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Festkörperbildsensor zur Verwendung in dem Eingabeabschnitt eines Informationsverarbeitungsgerätes wie einem Faxgerät, einer Videokamera, einem Kopiergerät und dergleichen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Festkörperbildsensor, der durch Stapelung einer fotoempfindlichen Schicht auf einem Einkristallhalbleiterschaltungssubstrat ausgebildet ist, wobei dieses wiederum einen Signalladungsspeicherabschnitt, eine Signalleseschaltung, eine Abtastschaltung, eine Ansteuerungsschaltung und dergleichen aufweist, und die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Stand der Technik

In jüngster Zeit wurden Halbleiter verwendende Festkörperbildsensoren in breitem Ausmaße verwendet und es erwuchs die Nachfrage nach Festkörperbildsensoren, die eine weiter verbesserte Leistung aufweisen und deren Kosten weiter reduziert werden können.
Bis jetzt wurde der Hauptabschnitt der Festkörperbildsensoren beispielsweise ähnlich den CCD- Vorrichtungen und MOS-Festkörperbildsensoren derart gebildet, daß ein Lichtempfangsvorrichtungsabschnitt, eine Signalleseschaltung, eine Abtastschaltung, eine Signalverarbeitungsschaltung und dergleichen auf dem gleichen Halbleitersubstrat ausgebildet wurden. Weiterhin wurden schichtförmige beziehungsweise geschichtete Festkörperbildsensoren offenbart, bei denen eine als Lichtempfangsvorrichtung dienende fotoleitende Schicht auf ein Halbleitersubstrat gestapelt wurde.
Zur Beschreibung der bekannten Technologie wird nachstehend ein Beispiel für einen MOS- Festkörperbildsensor unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 101 ein p&supmin;- dotiertes Siliziumsubstrat, das Bezugszeichen 102 bezeichnet einen p&spplus;-dotierten Bereich, das Bezugszeichen 103 bezeichnet einen p&supmin;-dotierten Bereich, das Bezugszeichen 104 bezeichnet einen n&spplus;-dotierten Sourcebereich, das Bezugszeichen 105 bezeichnet einen n&spplus;- dotierten Drainbereich, das Bezugszeichen 106 bezeichnet eine Gateoxidschicht, das Bezugszeichen 107 bezeichnet ein Polysilizium für eine Gateelektrode, das Bezugszeichen 108 bezeichnet eine erste Siliziumoxidschicht, das Bezugszeichen 109 eine Elektrode und das Bezugszeichen 116 bezeichnet eine Passivierungsschicht.
Hierbei weist die Lichtempfangsvorrichtung eine n&spplus;p&supmin;p&spplus;- Diode auf, die sich aus dem n&spplus;-dotierten Sourcebereich 104, dem p&supmin;-dotierten Bereich 103 und dem p&spplus;-dotierten Bereich 102 zusammensetzt, und diese Diode dient ebenso als Signalladungsspeicherabschnitt.
Fig. 2 zeigt ein bekanntes Beispiel für einen stapelförmigen Festkörperbildsensor, bei dem eine fotoempfindliche Schicht auf eben diesem Festkörperbildsensor gestapelt wird. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 110 eine erste Bildelementelektrode, das Bezugszeichen 111 eine zweite Siliziumoxidschicht, das Bezugszeichen 112 eine dritte Siliziumoxidschicht, das Bezugszeichen 113 eine zweite Bildelementelektrode, das Bezugszeichen 114 eine als fotoempfindliche Schicht dienende fotoleitende Schicht und das Bezugszeichen 115 eine transparente Elektrode, während die übrigen Elemente die gleichen wie die in Fig. 3 gezeigten sind.
Die vorstehend angeführten bekannten Technologien bringen jedoch die nachstehenden zu lösenden Nachteile mit sich.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten bekannten Festkörperbildsensor wurde die Dicke und die Dichte der Verunreinigungen des p&supmin;-dotierten Bereiches der als Lichtempfang der Vorrichtung dienenden n&spplus;p&supmin;p&spplus;-Diode bestimmt, damit erwünschte Lichtabsorptionseigenschaften erzielt werden. Die n&spplus;p&supmin;p&spplus;-Diode, deren Dicke und Dichte der Verunreinigungen bestimmt wurden, damit erwünschte Lichtempfangseigenschaften erzielt werden, kann jedoch unmöglich eine erwünschte Speicherkapazität erreichen, da die n&spplus;p&supmin;p&spplus;-Diode ebenfalls als Signalladungsspeicherkapazität dient. Daher entsteht das Problem, daß die Ladungsmenge eines Sättigungssignales reduziert wird und der Dynamikbereich unerwünschterweise eingeschränkt wird. Falls der p&spplus;-dotierte Bereich für eine erwünschte Speicherkapazität ausgestaltet wird, können keine gewünschten Lichtempfangseigenschaften erzielt werden.
Das heißt, der vorstehend beschriebene Aufbau weist den Nachteil auf, daß sowohl die gewünschten Eigenschaften für die Lichtempfangsvorrichtung als auch die Speicherkapazitätseigenschaften nicht ohne weiteres erzielt werden können. Dieses bei dem bekannten Fall übliche Problem, bei dem die Lichtempfangsvorrichtung die n&spplus;p&supmin;p&spplus;-Diode aufweist, tritt ebenfalls bei dem anderen Aufbau auf.
Bei dem bekannten in Fig. 2 gezeigten geschichteten Festkörperbildsensor dient die fotoleitende Schicht 114 als Lichtempfangsvorrichtung und die Speicherkapazität kann hauptsächlich durch die Kapazität des Übergangs des n&spplus;-dotierten Sourcebereiches 104 bestimmt werden. Daher kann das unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebene Problem beseitigt werden, aber es taucht das nachstehende Problem auf.
Da das in Fig. 2 gezeigte Halbleiterschaltungssubstrat mit einer Vielzahl von darauf ausgebildeten Vorrichtungen und Schaltungen übermäßig große Vorsprünge und Löcher in seiner Oberfläche aufweist, auf der die fotoleitende Schicht ausgebildet wird, treten dahingehend Probleme auf, daß die Dunkelströme in der fotoleitenden Schicht steigen und die Auflösung sich verschlechtert, falls die fotoleitende Schicht in diesem Zustand gestapelt wird. Aus diesem Grund ist eine Abflachung der Oberfläche erforderlich, auf der die fotoleitende Schicht ausgebildet wird. Demzufolge benutzen die Erfinder der Erfindung den nachstehend beschriebenen Herstellungsprozeß und stellten das in Fig. 2 gezeigte Gerät her. Der Ablauf wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 9 kurz beschrieben.
(1) Nachdem die Vorrichtung unter Verwendung eines MOS- Verfahrens auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet wurden, wird die als Zwischenisolationsschicht dienende zweite Siliziumoxidschicht 111 abgeschieden und ein Kontaktloch in dem Sourcebereich ausgebildet (vergleiche Fig. 3).
(2) Die erste Bildelementelektrode 110 wird ausgebildet (vergleiche Fig. 4).
(3) Die dritte Siliziumoxidschicht 112 wird abgeschieden und ein Resistlack wird aufgebracht, so daß eine flache Oberfläche ausgebildet wird (vergleiche Fig. 5).
(4) Die gesamte Oberfläche wird geätzt, wobei die gleiche Ätzrate für den Resistlack und die dritte Siliziumoxidschicht 112 eingestellt wird, indem beispielsweise ein Parallelflachplattentrockenätzgerät verwendet wird. Derart kann die flache dritte Siliziumoxidschicht 112 erreicht werden (vergleiche Fig. 6).
(5) Ein Kontaktloch zur Ausbildung einer Kontaktierung zwischen der ersten Bildelementelektrode 110 und der zweiten Bildelementelektrode 113 wird ausgebildet (vergleiche Fig. 7).
(6) Die zweite Bildelementelektrode 113 wird ausgebildet (vergleiche Fig. 8).
(7) Die fotoleitende Schicht 114 wird gestapelt (vergleiche Fig. 9).
Dies bedeutet, nachdem die Halbleiterschaltung ausgebildet wurde, werden bei dem vorstehend beschriebenen Ablauf bei jedem der Vorgänge (1) Ausbildung des Kontaktloches, (2) Ausbildung der ersten Bildelementelektrode, (5) Ausbildung des Kontaktloches und (6) Ausbildung der zweiten Bildelementelektrode vier Fotomasken benötigt.
Daher ist der vorstehend beschriebene bekannte geschichtete Festkörperbildsensor mit den Problemen eines komplizierten Herstellungsablaufes, eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden und einer daraus resultierenden unbefriedigenden Ausbeute behaftet.
Obwohl die vorstehenden Beschreibungen hinsichtlich des MOS-Festkörperbildsensors und des geschichteten Festkörperbildsensors als bekannte Beispiele angegeben wurden, weisen alle Festkörperbildsensoren das vorstehend beschriebene Problem auf, da die Festkörperbildsensoren nach CCD-Bauart, SIT-Bauart und Bipolarbauart einen grundlegend ähnlich aufgebauten Lichtempfangsabschnitt und Signalladungsspeicherabschnitt wie eben diese Geräte aufweisen.
Die Druckschrift JP-A-59 119 980 offenbart einen Festkörperbildsensor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei eine als Teil einer Elektrode wirkende flache Elektrodenschicht oberhalb des eingebetteten Bereiches angeordnet ist.
Weiterhin offenbart die Druckschrift GB-A-2 029 642 eine Festkörperabbildungsvorrichtung mit einer Elektrode, die als Lichtabschirmvorrichtung verwendet wird, wobei eine isolierende Schicht zur Bereitstellung einer flachen oberen Oberfläche angeordnet ist, auf der eine fotoempfindliche Schicht ausgebildet wird.
Zusätzlich offenbart die Druckschrift JP-A-62 092 364 eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung, wobei eine polykristalline Siliziumschicht zur Verbindung einer metallischen Elektrodenschicht mit einem Diodenbereich bereitgestellt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Festkörperbildsensor anzugeben, der durch einen einfachen Vorgang hergestellt werden kann und eine hohe Auflösung aufweist.
Die Aufgabe wird durch einen Festkörperbildsensor gemäß Anspruch 1 gelöst.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines bekannten Festkörperbildsensors;
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines weiteren Beispiels eines bekannten Festkörperbildsensors;
die Fig. 3 bis 9 zeigen Schnittansichten zur Verdeutlichung eines Herstellungsvorganges des in Fig. 2 gezeigten Gerätes;
Fig. 10 zeigt eine Ansicht zur Verdeutlichung eines zum Verständnis der Erfindung hilfreichen Konzeptes;
die Fig. 11 und 12 zeigen ein Energiebanddiagramm einer erfindungsgemäß angepaßten fotoempfindlichen Schicht, wobei Fig. 11 einem nicht vorgespannten Zustand entspricht und Fig. 12 einem invers vorgespannten Zustand entspricht;
Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht eines Festkörperbildsensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht eines Festkörperbildsensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 15 zeigt ein Ersatzschaltbild einer Zelleneinheit des Festkörperbildsensors gemäß einem beliebigen der Ausführungsbeispiele zwei, acht oder zehn der Erfindung;
Fig. 16 zeigt ein Schaltbild des Festkörperbildsensors gemäß einem beliebigen der Ausführungsbeispiele zwei, acht oder zehn der Erfindung;
Fig. 17 zeigt eine Schnittansicht des Festkörperbildsensors gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht des Festkörperbildsensors gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 19 zeigt eine Schnittansicht des Festkörperbildsensors gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel außerhalb der Erfindung;
Fig. 20 zeigt eine Schnittansicht eines Festkörperbildsensors gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel außerhalb der Erfindung;
die Fig. 21A bis 21F zeigen Schnittansichten eines Herstellungsvorganges für einen Festkörperbildsensor, der an die Ausführungsbeispiele sieben und acht der Erfindung allgemein angepaßt wurde;
Fig. 22 zeigt eine Schnittansicht eines Festkörperbildsensors gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
die Fig. 23A bis 23E zeigen Schnittansichten eines Herstellungsvorganges für einen Festkörperbildsensor, der an die Ausführungsbeispiele neun und zehn allgemein angepaßt wurde; und
Fig. 24 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Informationsverarbeitungsgerätes.
Fig. 10 zeigt eine Ansicht des zugrundeliegenden Konzeptes; Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Anschluß beschrieben werden.
Das Bezugszeichen 301 bezeichnet ein Substrat mit einem Signalladungsspeicherabschnitt 302 und einem auf der Oberfläche des Substrates ausgebildeten Signalleseschaltungsabschnitt 303.
Das Bezugszeichen 304 bezeichnet eine die Oberfläche des Substrates 301 bedeckende isolierende Schicht, wobei die isolierende Schicht 304 ein Kontaktloch mit einer darin eingebetteten Schicht 305 an einer Stelle aufweist, an welcher der Signalladungsspeicherabschnitt 302 ausgebildet ist.
Dies ist so zu verstehen, daß die Oberfläche der isolierenden Schicht 304 und die der eingebetteten Schicht in horizontaler Richtung ausgerichtet und abgeflacht sind.
Daher ist auch eine auf diesen ausgebildete fotoempfindliche Schicht 306 als eine flache Schicht ausgebildet.
Wesentlich für den Vergleich zwischen dem Festkörperbildsensor gemäß diesem Konzept und dem bekannten Festkörperbildsensor nach Fig. 1 ist, daß der Aufbau dieses Festkörperbildsensors, in dem die fotoempfindliche Schicht 304 gestapelt wird, es erlaubt, daß der Speicherkapazitätsabschnitt 302 unabhängig gestaltet und optimiert werden kann, wodurch der Dynamikbereich verbessert wird.
Der Aufbau des Festkörperbildsensors gemäß diesem Konzept, bei dem die zweite leiterartige eingebettete Schicht und die fotoempfindliche Schicht auf der eingebetteten Schicht ausgebildet sind, bedingt eine Beseitigung der Bildelementelektrode, welche bei dem bekannten geschichteten Festkörperbildsensor durch einen Strukturierungsvorgang ausgebildet werden muß. Daher kann der Herstellungsvorgang vereinfacht werden, genauer gesagt kann der Strukturierungsvorgang vereinfacht werden.

[Fotoempfindliche Schicht]

Die erfindungsgemäß verwendete fotoempfindliche Schicht muß Licht empfangen, damit es erfaßt werden und einen Ladungsträger erzeugen kann (Elektronenlochpaar). Sie weist einen intrinsischen oder undotierten Halbleiter auf. Die in einen Einzelschichtaufbau oder einen Mehrfachschichtaufbau ausgebildete fotoempfindliche Schicht kann eine kontinuierliche Veränderung der Bandlücke aufweisen.
Im einzelnen können die zur Ausbildung der fotoempfindlichen Schicht zu verwendenden Werkstoffe beispielhaft angegeben werden durch: einen hauptsächlich aus Selen oder Schwefel zusammengesetzten nicht einkristallinen Chalcogenidhalbleiter aus Zinkselenid, Zinkcadmiumtellurid, Selentellurid, oder Selentellurarsenid oder dergleichen, der, falls notwendig, zumindest beliebige der Elemente Tellur, Arsen oder Cadmium enthält; oder einen hauptsächlich aus Silizium zusammengesetzten nicht einkristallinen Halbleiter der, falls nötig, zumindest beliebige der Elemente Wasserstoff, Fluor, Chlor, Sauerstoff, Stickstoff, Zinn, Kohlenstoff oder Germanium enthält; oder einen hauptsächlich aus Germanium oder Kohlenstoff zusammengesetzten nicht einkristallinen Halbleiter, der selektiv die vorstehend angeführten Atome enthält.
Im einzelnen werden beispielhaft polykristallines Silizium, mikrokristallines Silizium, amorphes Silizium, amorphes Siliziumgermanium, amorphes Siliziumkarbid und amorphes Siliziumgermaniumkarbid angegeben. Die Anwendung eines einzelnen Körpers aus hydriertem oder fluoriertem Silizium oder Siliziumgermanium oder Siliziumkarbid ist zu bevorzugen.
Der vorstehend verwendete Ausdruck mikrokristallin steht für eine Struktur, bei der mikrokristalline Teilchen mit einer von einigen zehn bis einigen hundert Ångström verteilten Teilchengröße in einen amorphen Abschnitt gemischt werden. Die Teilchengröße der Kristallteilchen kann durch ein Röntgenbeugungsverfahren oder ein Ramanspektroskopieverfahren erhalten werden.
Die fotoempfindliche Schicht kann eine Lawinenfotodiode (APD) aufweisen, damit Signale mit einem großen Signalrauschverhältnis erzielt werden.
Fig. 11 zeigt das Bänderdiagramm einer derartigen APD in einem nicht vorgespannten Zustand.
Fig. 12 zeigt das Bänderdiagramm einer aktiven APD, an die eine inverse Vorspannung angelegt wurde.
Eine derartige APD wurde detailliert in der US- Patentschrift Nr. 667 400 offenbart, die mit der Bezeichnung "PHOTOELECTRIC CONVERSION APPARATUS" am 3. April 1991 eingereicht wurde.
Die Betriebsweise der APD wird nachstehend beschrieben. Das Licht, das von dem Abschnitt einfällt, der zu der Ladungsinjizierungshemmschicht 309 benachbart ist, wird durch eine Lichtabsorptionsschicht 308 absorbiert, so daß es fotoelektrisch umgewandelt wird. Die Elektronen der erzeugten Elektronenlochpaare verursachen aufgrund der Energiestufe jeder Rückschrittstruktur eine Ionisation und erzeugen neue Elektronenlochpaare wodurch eine vervielfachende Wirkung hervorgerufen wird. Da jede der Rückschrittstrukturschichten selbstverständlich eine ähnliche Betriebsweise leistet, findet die Vervielfachung 2n-mal statt, wenn man annimmt, daß die Anzahl der Schichten gleich n ist.
Vorzugsweise ist die Lichtabsorptionsschicht und die Vervielfachungsschicht aus einem nicht einkristallinen Halbleiterwerkstoff ausgebildet, da dieser bei niedrigen Temperaturen ausgebildet werden kann und vorteilhaft auf dem Halbleiterschaltungssubstrat gestapelt werden kann. Im einzelnen sind anwendbare Werkstoffe beispielhaft gegeben durch ein durch Wasserstoff und/oder einem Halogenelement kompensiertes amorphes Silizium, amorphes Siliziumgermanium, amorphes Siliziumkarbid oder polykristallinem Silizium. Da wie vorstehend beschrieben der Werkstoff zur Ausbildung der Vorrichtungen ein nicht einkristalliner Halbleiterwerkstoff ist, können die Vorrichtungen durch ein Plasma-CVD-Verfahren bei einer niedrigen Temperatur ausgebildet werden (beispielsweise 200 bis 300ºC).
Weiterhin kann die Bandlücke leicht eingestellt werden, da eine Abwandlung der Zusammensetzung leicht durchgeführt werden kann. Daher kann die Mehrfachschicht mit der Stufenrückstruktur leicht ausgebildet werden und eine Verteilung von Atomen aufgrund von Wärme oder dergleichen kann verhindert werden. Daher ist es vorteilhaft, eine Vielzahl von Schichten zu stapeln, da die Rückschrittstruktur relativ sicher gebildet werden kann.
Obwohl die Bandlücke Eg&sub1; der Lichtabsorptionsschicht 308, die minimale Bandlücke Eg&sub2; der Vervielfachungsschicht 307 und die maximale Bandlücke Eg&sub3; der Vervielfachungsschicht 307 in der Beziehung Eg&sub2; < Eg&sub1; < Eg&sub3; miteinander verbunden sind, ist es notwendig, daß die Differenz (Energiedifferenz) zwischen Eg&sub3; und Eg&sub2; einen Wert aufweisen, der zur Vervielfachung von jedem Ladungsträger hinreichend groß ist. Der Wert für Eg&sub1; wird in Abhängigkeit von dem zu erfassenden Licht willkürlich bestimmt.

[Eingebettete Schicht]

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die kennzeichnende eingebettete Schicht aus einem Halbleiter ausgebildet. Es ist zu bevorzugen, einen mikrokristallinen Werkstoff, einen polykristallinen Werkstoff, oder einen einkristallinen Werkstoff mit einem Dotierstoff für die Steuerung des Leitungstypes zu verwenden. Im einzelnen wird ein Halbleiter mit einem beliebigen der vorstehend angeführten Kristallstrukturen wie Silizium, Germanium, Siliziumgermanium, Siliziumkarbid oder Siliziumgermaniumkarbid verwendet.
Erfindungsgemäß wird ein p- oder n-dotierter Halbleiter bei der eingebetteten Schicht verwendet, und ein undotierter oder intrinsischer Halbleiter wird bei der fotoempfindlichen Schicht verwendet.

[Substrat]

Das Substrat ist gewöhnlicherweise ein Siliziumeinkristallsubstrat mit einem Ladungsspeicherabschnitt, und die darauf ausgebildeten Signalausgabeschaltung und dergleichen weisen bekannte Vorrichtungen auf, wie zum Beispiel einen MOS-Transistor, einen bipolaren Transistor, einen SIT, einen CCD oder dergleichen.
Für die Anpassung an eine ausgezeichnete Leistungsfähigkeit und auf ein großformatiges Gerät kann ein Substrat verwendet werden, bei dem ein Dünnschichttransistor auf einem isolierenden Substrat ausgebildet werden kann.
Eine derartige Ausgabeschaltung wurde in der Beschreibung des den Erfindern Omi und Tanaka erteilten US-Patentes Nr. 4 791 469 und in der Beschreibung des dem Erfinder Miyawaki erteilten US-Patentes Nr. 5 084 474 offenbart.

[Isolierende Schicht]

Es ist wesentlich, daß die isolierende Schicht aus einem Werkstoff ausgebildet ist, bei dem eine abgeflachte Oberfläche verwirklicht werden kann, mit der in dem Substrat ausgebildete Vorsprünge und Vertiefungen bedeckt werden.
Im einzelnen wird Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder ein oxidiertes Siliziumnitrid verwendet, und falls nötig, wird PSG, BSG oder BPSG verwendet, die mit Bor (B) und/oder Phosphor (P) dotiert sind.

[Verfahren zur Ausbildung der fotoempfindlichen Schicht]

Die fotoempfindliche Schicht wird durch ein bekanntes CVD-Verfahren, ein Sputterverfahren, ein Ionenmetallisierungsverfahren, ein Elektronenstrahlverdampfungsverfahren oder dergleichen ausgebildet.
Insbesondere ist die Verwendung eines beliebigen Verfahrens von entweder dem Plasma-CVD-Verfahren, dem Photo-CVD-Verfahren, dem reaktiven Sputterverfahren oder dem Biassputterverfahren zu bevorzugen.

[Verfahren zur Ausbildung der isolierenden Schicht]

Die Ausbildung der isolierenden Schicht durch ein CVD- Verfahren oder ein Sputterverfahren ist zu bevorzugen. Insbesondere ist es zu bevorzugen, daß die isolierende Schicht durch die Ausbildung von PSG, BSG oder BPSG erhalten wird, und durch ein Plasma-CVD-Verfahren bei dem TEOS (Tetraethylorthosilicat) verwendet wird, wird sie geschmolzen oder erhalten.

[Verfahren zur Ausbildung der eingebetteten Schicht]

Ein typisches Verfahren zur Ausbildung der eingebetteten Schicht ist ein Rückätzverfahren oder ein selektives Abscheidungsverfahren.
Im einzelnen wird polykristallines Silizium dick auf der isolierenden Schicht mit dem Kontaktloch abgeschieden, und dann wird ein Resistwerkstoff mit im wesentlichen der gleichen Ätzrate wie die des polykristallinen Siliziums ausgewählt, so daß das polykristalline Silizium damit beschichtet ist, bevor es abgeflacht wird. Dann wird die gesamte Oberfläche geätzt, so daß die Grundisolationsschicht an der Außenseite erscheint. Daher kann eine flache Oberfläche erreicht werden, bei der die Oberfläche der eingebetteten Schicht und die der isolierenden Schicht aneinander ausgerichtet sind.
Das selektive Abscheidungsverfahren verwendet ein Schichtausbildungsverfahren bei dem auf der isolierenden Schicht keine Abscheidung stattfindet und lediglich in dem Kontaktloch abgeschieden wird, so daß die eingebettete Schicht in dem Kontaktloch ausgebildet wird. Die Verwendung eines selektiven epitaktischen Wachstumsverfahrens ist zu bevorzugen.
Ein Lift-off-Verfahren kann verwendet werden. Die vorstehend angeführten Verfahren werden bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben werden.
Der Festkörperbildsensor wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben, die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beschreibungen zu den Ausführungsbeispielen begrenzt.

(Ausführungsbeispiel 1)

Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht von einem Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Festkörperbildsensor. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein geschichteter Festkörperbildsensor gebildet, indem eine fotoleitende Schicht auf einem Halbleiterschaltungssubstrat gestapelt wird, auf dem eine nMOS-Vorrichtung ausgebildet ist. Weiteres wird nachfolgend in der Reihenfolge des Herstellungsvorganges beschrieben.
Entweder der p- oder der n-dotierte Halbleiter wird als Halbleiter eines ersten Leitungstypes bezeichnet, während der andere als Halbleiter eines zweiten Leitungstypes bezeichnet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein p-dotierter Halbleiter als der Halbleiter eines ersten Leitungstypes verwendet und ein n-dotierter Halbleiter wird als der Halbleiter des zweiten Leitungstypes verwendet.
Zunächst wird eine Oxid-/Nitridschicht auf einem p- dotierten Einkristallsiliziumsubstrat 101 ausgebildet und danach ein Strukturierungsvorgang durchgeführt. Indem diese als Maske verwendet wird, wird eine Kanalbegrenzung und eine Feldoxidschicht ausgebildet, die Oxid- /Nitridschicht in dem aktiven Bereich wird entfernt, eine Gateoxidschicht 106 wird durch ein Wärmeoxidationsverfahren ausgebildet und danach wird die Kanaldotierung durch Verwendung eines Ioneninjektionsverfahrens durchgeführt.
Anschließend wird eine Polysiliziumschicht durch ein CVD- Verfahren abgeschieden sowie zur Verringerung des Widerstandes Phosphor verteilt, und es wird ein Strukturierungsvorgang durchgeführt, so daß eine Polysiliziumgateelektrode 107 ausgebildet wird.
Danach wird Arsen unter Verwendung eines Ioneninjektionsverfahrens injiziert, so daß ein Sourcebereich 104 und ein Drainbereich 105 ausgebildet werden. Dabei dient die Polysiliziumgateelektrode 107 als Maske, so daß die Überlappung des Gatebereiches, des Sourcebereiches und des Drainbereiches beträchtlich reduziert werden.
Als nächstes wird eine erste Siliziumoxidschicht 108 als Zwischenisolationsschicht unter Verwendung eines CVD- Verfahrens abgeschieden, und es wird ein Strukturierungsvorgang durchgeführt, so daß ein Kontaktloch ausgebildet wird, woraufhin eine Metallisierungselektrode 109 ausgebildet wird.
Daraufhin wird eine zweite Siliziumoxidschicht 111 als Zwischenisolationsschicht abgeschieden, und es wird ein Resistlack aufgebracht, so daß eine flache Oberfläche ausgebildet wird. Dann wird ein Ätzvorgang unter Verwendung eines reaktiven Ionenätzverfahrens unter der Bedingung durchgeführt, daß die Ätzrate des Resistlackes und die der Siliziumoxidschicht aneinander angeglichen werden, so daß die Siliziumoxidschicht abgeflacht wird. Dieser Abflachungsvorgang ist der gleiche wie der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Vorgang.
Danach wird die Siliziumoxidschicht auf dem Sourcebereich geätzt, so daß ein Kontaktloch ausgebildet wird, und dann eine eingebettete Schicht 401 ausgebildet wird. Die eingebettete Schicht 401 ist derart ausgebildet, daß n- dotiertes mikrokristallines Silizium 401 mit einem geringen Widerstand unter Verwendung eines Plasma-CVD- Verfahrens abgeschieden wird. Bei der vorstehend angeführten Abscheidungsbedingung wächst Mikrosilizium auf dem Einkristallsourcebereich auf, während auf der Siliziumoxidschicht amorphes Silizium aufwächst. Nachdem die obere Oberfläche der eingebetteten Schicht 401 eine Höhe oberhalb der Oberfläche der isolierenden Schicht 111 erreicht hat, wird der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Rückätzprozeß zum Ätzen des amorphen Siliziums auf der Siliziumoxidschicht durchgeführt. Dabei wird das auf der Siliziumoxidschicht ausgebildete Kontaktloch mit mikrokristallinem Silizium gefüllt und die gesamte Oberfläche wird abgeflacht.
Nun werden als fotoleitende Schichten amorphes Silizium 402 und p-dotiertes amorphes Silizium 403 mit eindotiertem Bor kontinuierlich durch ein Plasma-CVD- Verfahren abgeschieden, und ein als transparente Elektrode dienendes Indiumzinnoxid 404 wird schließlich durch ein Sputterverfahren ausgebildet, so daß der in Fig. 10 gezeigte Festkörperbildsensor hergestellt ist.
Bei dem auf diese Weise hergestellten Festkörperbildsensor wird eine PIN-Struktur ausgebildet, die aus einem p-dotierten amorphen Silizium 403, einem intrinsischen amorphen Silizium 402 und einem n-dotierten mikrokristallinen Silizium 401 zusammengesetzt ist.
Wenn der Festkörperbildsensor gemäß diesem Ausführungsbeispiel hergestellt wird, ist ein Strukturierungsvorgang lediglich bei dem Vorgang zur Ausbildung des Kontaktloches in der Siliziumoxidschicht erforderlich, nachdem das Halbleiterschaltungssubstrat ausgebildet wurde. Darüber hinaus kann eine bei dem bekannten geschichteten Festkörperbildsensor erforderliche dritte Siliziumoxidschicht bei dem erfindungsgemäßen Festkörperbildsensor weggelassen werden. Daher kann der Herstellungsvorgang deutlich reduziert werden.
Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein nMOS-Halbleiterschaltungssubstrat ausgebildet wird, ist der erfindungsgemäße Festkörperbildsensor nicht auf ein MOS- Halbleiterschaltungssubstrat begrenzt. Es kann beispielsweise ein Halbleiterschaltungssubstrat mit darauf ausgebildeten CCD-, SIT-, und/oder bipolaren Vorrichtungen verwendet werden.

(Ausführungsbeispiel 2)

Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, bei dem eine fotoleitende Schicht auf einem bipolaren Festkörperbildsensor gestapelt wird.
Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht eines einen erfindungsgemäßen Lichtempfangsabschnitt enthaltenden Abschnittes. Fig. 15 zeigt das Ersatzschaltbild eines Bildelementes. Fig. 16 zeigt ein Ersatzschaltbild des gesamten Körpers des erfindungsgemäßen Gerätes und stellt gleichermaßen ein Ersatzblockschaltbild dar.
Bezugnehmend auf Fig. 14 wird eine als Kollektorbereich durch epitaktisches Wachstum ausgebildete n&supmin;-dotierte Schicht 502 auf einem n-dotierten Siliziumsubstrat 501 ausgebildet, und ein p-dotierter Basisbereich 503 und ein n&spplus;-dotierter Emitterbereich 504 werden in der n&supmin;- dotierten Schicht 502 ausgebildet, so daß ein Bipolartransistor ausgebildet ist.
Der p-dotierte Basisbereich 503 wird von den benachbarten Bildelementen getrennt, und jede Gateelektrode 506 wird zwischen hinsichtlich der horizontalen Richtung benachbarten p-dotierten Basisbereich 503 ausgebildet, während eine Oxidschicht 505 dazwischen gebracht wird. Daher wird ein p-Kanal-MOS-Transistor gebildet, bei dem die benachbarten p-dotierten Basisbereiche 503 die Source- und Drainbereiche bilden. Die Gateelektroden 506 dienen außerdem als Kondensatoren zur Steuerung des elektrischen Potentials der p-dotierten Basisbereiche 503.
Nachdem eine isolierende Schicht 503 ausgebildet wurde, wird eine Emitterelektrode 508 ausgebildet. Dann wird eine isolierende Schicht 509 ausgebildet und ein Abflachungsvorgang durchgeführt, bevor die isolierenden Schichten 507, 509 und die Oxidschicht 505 geätzt werden, so daß ein Kontaktloch in dem Basisbereich 503 ausgebildet wird, so daß ein p-dotiertes polykristallines Silizium 510 zur Auffüllung des Kontaktloches ausgebildet wird.
Danach wird ein HF-Plasma-CVD-Verfahren verwendet, damit ein isolierendes amorphes Silizium 513 und ein n- dotiertes amorphes Silizium 514 als fotoleitende Schicht ausgebildet werden, so daß ein Indiumzinnoxid einer transparenten Elektrode 515 ausgebildet wird. Weiterhin wird eine Kollektorelektrode 516 mit der Rückseite des Substrates 501 ohmsch kontaktiert.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, wird daher das Ersatzschaltbild für ein Bildelement ausgedrückt durch einen Bipolartransistor 731, mit dessen Basiselektrode ein p-Kanal-MOS-Transistor 732, ein Kondensator 733 und eine fotoelektrische Wandlervorrichtung 734 elektrisch verbunden sind, einem Anschluß 735 zur Anlegung eines elektrischen Potentiales an die Basiselektrode über den P-Kanal-MOS-Transistor 732, einem Anschluß 736 zur Aktivierung des Kondensators 733, einer Sensorelektrode 737, eine Emitterelektrode 738 und eine Kollektorelektrode 739.
Fig. 16 zeigt ein Schaltbild, bei dem die in den Fig. 14 und 15 gezeigten Bildelemente 740 in einer zweidimensionalen 3 · 3 Matrix angeordnet sind.
In Fig. 16 ist eine Kollektorelektrode 741 des Bildelementes 740 in jedem Bildelement angeordnet, und es ist außerdem eine Sensorelektrode 742 in jedem Bildelement angeordnet. Die Gateelektrode und die Kondensatorelektrode des PMOS-Transistors sind jeweils mit den Ansteuerungsleitungen 743, 743' und 743" elektrisch verbunden, welche den Zeilen entsprechen, so daß sie mit einem vertikalen Schieberegister 744 (VSR) elektrisch verbunden sind.
Die Emitterelektrode ist in jeder Spalte mit jeder der Signallesevertikalleitungen 746, 746' und 746" elektrisch verbunden. Die Vertikalleitungen 746, 746' und 746" sind jeweils mit Schaltern 747, 747' und 747" zum Zurücksetzen der Ladung der Vertikalleitungen und zum Auslesen der Schalter 750, 750' und 750" elektrisch verbunden. Die Gateelektroden der Rücksetzschalter 747, 747' und 747" sind gemeinsam mit einem Anschluß 748 zum Anlegen von vertikalen Rücksetzimpulsen verbunden, während die Sourceelektrode mit einem Anschluß 749 zum Anlegen einer vertikalen Leitungsrücksetzspannung verbunden ist. Die Gateelektroden der Leseschalter 750, 750' und 750" sind jeweils mit einem horizontalen Schieberegister 752 (HSR) über Leitungen 751, 751' und 751" verbunden, während die Drainelektroden mit einem Ausgangsverstärker 757 über eine horizontale Leseleitung 753 verbunden sind. Die horizontale Leseleitung 753 ist mit einem Schalter 754 zum Zurücksetzen der Ladung der horizontalen Leseleitung verbunden.
Der Rücksetzschalter 754 ist mit einem Anschluß 755 zum Anlegen eines horizontalen Leitungsrücksetzimpulses und mit einem Anschluß 756 zum Anlegen einer horizontalen Leitungsrücksetzspannung verbunden. Die Ausgabe des Ausgangsverstärkers 757 wird über einen Anschluß 758 empfangen.
Die Betriebsweise gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird nachstehend kurz unter Bezugnahme auf die Fig. 14, 15 und 16 beschrieben.
Auf das Gerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel einfallendes Licht wird durch die in Fig. 14 gezeigte Lichtabsorptionsschicht 513 absorbiert, und die erzeugten Ladungsträger werden in dem Basisbereich 503 gespeichert.
Wenn von dem in Fig. 16 gezeigten vertikalen Schieberegister ausgegebene Ansteuerungsimpulse auf der Ansteuerungsleitung 743 auftreten, steigt das Potential des Basisbereiches über den Kondensator an, wodurch ein der Lichtmenge entsprechender Signalwechsel über die Vertikalleitungen 746, 746' und 746" von den Bildelementen der ersten Zeile empfangen werden.
Wenn Abtastimpulse aufeinanderfolgend von dem horizontalen Schieberegister 752 auf die Leitungen 751, 751' und 751" ausgegeben werden, werden die Schalter 750, 750' und 750" aufeinanderfolgend an- und ausgeschaltet, so daß ein Signal an dem Ausgangsanschluß 758 über den Verstärker 757 empfangen wird. Dabei wird der Rücksetzschalter 754 während der Zeitdauer, in der die Schalter 750, 750' und 750" aufeinanderfolgend an- und ausgeschaltet werden, angeschaltet, so daß eine verbleibende Ladung in der horizontalen Leitung 753 entfernt wird.
Dann werden die vertikalen Leitungsrücksetzschalter 747, 747' und 747" angeschaltet, so daß verbleibende Ladungen in den Vertikalleitungen 746, 746' und 746" entfernt werden. Wenn negativ gerichtete Impulse auf die Ansteuerungsleitung 743 von dem vertikalen Schieberegister gelegt werden, wird der PMOS-Transistor für jedes Bildelement der ersten Zeile angeschaltet, so daß die Basisrestladung in jedem Bildelement entfernt wird und eine Initialisierung durchgeführt wird.
Dann treten von dem vertikalen Schieberegister 744 ausgegebene Ansteuerungsimpulse auf der Ansteuerungsleitung 743' auf, so daß ein Bildelementsignal für die zweite Zeile auf ähnliche Weise empfangen wird.
Die Signalladung des Bildelementes für die dritte Zeile wird auf ähnliche Weise empfangen.
Die vorstehend aufgeführte Betriebsweise wird in Übereinstimmung mit von einer Ansteuerungssteuerschaltung 771 ausgegebenen Befehlen gesteuert, welche einen individuellen externen Schaltkreis, eine Signalverarbeitungsschaltung 773 und eine CPU 772 aufweist. Durch Wiederholung der vorstehend angeführten Betriebsweise wird das erfindungsgemäße Gerät betrieben.
Da der Festkörperbildsensor gemäß den Ausführungsbeispielen eins und zwei einen Aufbau aufweist, bei dem die fotoempfindliche Schicht gestapelt wird, kann der Speicherkapazitätsabschnitt auf dem Halbleiterschaltungssubstrat individuell gestaltet werden, so daß ein optimaler Speicherkapazitätsabschnitt entsteht. Daher kann sowohl die Charakteristik der Lichtempfangsvorrichtung als auch die Speicherkapazitätscharakteristik verbessert werden, und somit kann der Dynamikbereich verbessert werden.
Da der Festkörperbildsensor die auf dem Ladungsspeicherabschnitt ausgebildete eingebettete Schicht einer zweiten Leitungsart, eine auf der eingebetteten Schicht ausgebildete echte oder im wesentlichen echte nicht einkristalline Halbleiterschicht und die auf der nicht einkristallinen Halbleiterschicht ausgebildete nicht einkristalline Halbleiterschicht einer ersten Leitungsart, welche eine doppelt geschichtete fotoleitende Schicht ausbilden, aufweist, kann die in dem bekannten geschichteten Festkörperbildsensor verwendete Pixelelektrode aus dem Aufbau weggelassen werden. Daher kann der Herstellungsvorgang vereinfacht und insbesondere der Strukturierungsvorgang vereinfacht werden. Deshalb kann ein Festkörperbildsensor mit einer ausgezeichneten Leistungsfähigkeit zu einem verminderten Preis bereitgestellt werden, während eine befriedigende Ausbeute aufrechterhalten wird.

(Ausführungsbeispiel 3)

Ein Ausführungsbeispiel für einen Festkörperbildsensor außerhalb der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein geschichteter Festkörperbildsensor aufgebaut, bei dem eine fotoleitende Schicht auf ein Halbleiterschaltungssubstrat mit einem darauf ausgebildeten nMOS-Transistor gestapelt wird. Zunächst werden Oxid- und Nitridschichten auf einem p- dotierten Einkristallsiliziumsubstrat 101 ausgebildet und danach wird ein Strukturierungsvorgang durchgeführt. Indem diese Schichten als Maske verwendet werden, wird eine Kanalbegrenzung und eine Feldoxidschicht ausgebildet, die Oxidschicht und die Nitridschicht in dem aktiven Bereich werden entfernt, eine Gateoxidschicht 106 wird durch ein Wärmeoxidationsverfahren ausgebildet, und danach wird eine Kanaldotierung durchgeführt, indem ein Ioneninjektionsverfahren verwendet wird. Daraufhin wird eine Polysiliziumschicht durch ein CVD-Verfahren abgeschieden sowie Phosphor zur Reduzierung des Widerstandes verteilt, und es wird ein Strukturierungsvorgang durchgeführt, so daß eine Polysiliziumgateelektrode 107 ausgebildet wird. Anschließend wird Arsen unter Verwendung eines Ioneninjektionsverfahrens injiziert, so daß ein Sourcebereich 104 und ein Drainbereich 105 ausgebildet werden. Dabei dient die Polysiliziumgateelektrode 107 als Maske, so daß die Überlappung des Gatebereichs, des Sourcebereichs und des Drainbereiches beträchtlich reduziert werden. Dann wird eine erste Siliziumoxidschicht 108 als Zwischenisolationsschicht unter Verwendung eines CVD-Verfahrens abgeschieden, und ein Strukturierungsvorgang durchgeführt, so daß ein Kontaktloch ausgebildet wird, und dann wird eine Metallisierungselektrode 109 ausgebildet. Dann wird eine zweite Siliziumoxidschicht 111 als Zwischenisolationsschicht ausgebildet, und ein Resistlack aufgebracht, so daß eine flache Oberfläche ausgebildet wird. Daraufhin wird ein Ätzvorgang unter Verwendung eines reaktiven Ionenätzverfahrens unter der Bedingung durchgeführt, daß die Ätzrate des Resistlackes und die der Siliziumoxidschicht einander gleich sind, so daß die Siliziumoxidschicht abgeflacht wird. Dieser Abflachungsvorgang ist der gleiche wie der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Vorgang. Als nächstes wird die Siliziumoxidschicht auf dem Sourcebereich geätzt, so daß ein Kontaktloch ausgebildet wird und dann wird eine metallische eingebettete Schicht 401 ausgebildet. Die metallische eingebettete Schicht verwendet eine durch ein selektives CVD-Verfahren hergestellte Aluminiumschicht. Das selektive CVD-Verfahren wird unter Verwendung von Dimethylhydrid als Rohmaterialgas und unter Verwendung von Wasserstoffgas als Reaktivgas und einem Trägergas unter den Bedingungen durchgeführt, daß der Druck 2 Torr beträgt und die Temperatur des Substrates bei 300ºC liegt. Nachdem die metallische eingebettete Schicht auf eine gewünschte Dicke gebracht wurde, wird das Substrat in ein Plasma-CVD-Gerät mit kapazitiver Kopplung gebracht, so daß eine Vielfachschicht 407, eine Lichtabsorptionsschicht 408 und eine Ladungsinjektionsverhinderungsschicht 409 ausgebildet werden. Die Rückschrittstrukturschicht wird in eine Schicht mit sich verändernder. Zusammensetzung ausgebildet, bei der das Zusammensetzungsverhältnis von Kohlenstoff und Silizium oder das von Germanium und Silizium sich kontinuierlich verändert, so daß eine kontinuierliche Bandlücke von amorphem Siliziumkarbid bis amorphem Siliziumgermanium entsteht. Die Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung wird durch das nachstehend beschriebene Verfahren ausgebildet. Als Rohmaterialgas werden SiH&sub4;, GeH&sub4;, CH&sub4; und H&sub2; verwendet und die Durchflußrate von jedem Rohmaterialgas wird durch eine individuelle Massendurchflußsteuereinrichtung (nachstehend mit MFC bezeichnet) gesteuert, bevor sie der Schichtausbildungskammer zugeführt werden. Die MFC werden durch einen Computer gesteuert, so daß die Gasdurchflußrate zum Erhalt eines gewünschten Bandlückenprofils gesteuert wird. Zunächst wird die Abscheidung unter Verwendung von SiH&sub4;, CH&sub4; und H&sub2; als Rohmaterialgase begonnen. Mit dem Beginn der Abscheidung wird gleichzeitig die Durchflußrate des CH&sub4;-Gases auf eine vorbestimmte Rate vermindert. Wenn die Durchflußrate des CH&sub4;-Gases auf null vermindert ist, wird das GeH&sub4;-Gas auf eine vorbestimmte Rate erhöht. Wenn die Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung auf eine gewünschte Dicke gebracht wurde, wird die Entladung gestoppt. Genauer, die Durchflußrate des GeH&sub4;-Gases und die des CH&sub4;-Gases werden gesteuert, damit ein gewünschtes Bandlückenprofil hinsichtlich der Dicke einer gewünschten Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung erzielt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Durchflußraten gesteuert, damit die Dicke einer Rückschrittstrukturschicht bei etwa 200 Ångström liegt, die minimale Bandlücke Eg&sub2; 1,3 eV beträgt und die maximale Bandlücke Eg&sub3; 2,4 eV beträgt. Der vorstehend angeführte Vorgang wird wiederholt, so daß fünf Rückstufenstrukturschichten ausgebildet werden. Dann werden die SiH&sub4;- und H&sub2;-Gase von den vorstehend angeführten Rohmaterialgasen ausgewählt, so daß eine amorphe Siliziumschicht 408 mit einer Dicke von 1 Mikrometer ausgebildet wird. Dann wird B&sub2;H&sub6; dem Rohmaterialgas hinzugefügt, so daß eine p-dotierte amorphe Siliziumschicht 409 mit einer Dicke von 500 Ängström ausgebildet wird, diese p-dotierte amorphe Siliziumschicht 409 dient als Ladungsinjektionshemmschicht. Nachdem die Vielfachschicht, die Lichtabsorptionsschicht und die Ladungsinjektionshemmschicht kontinuierlich wie vorstehend beschrieben ausgebildet wurden, wird ein Indiumzinnoxid 404 als transparente Elektrode durch ein Sputterverfahren ausgebildet. Obwohl die Dicke der Rückstufenstrukturschicht bei dem vorstehend angeführten Ausführungsbeispiel bei etwa 200 Ångström liegt, kann die Dicke in einer Bereichsbreite sein, bei der der Ladungsträger nicht wieder gebunden wird, sondern beweglich ist. Es ist jedoch zu bevorzugen, daß die Dicke reduziert wird, da dann die anzulegende Vorspannung vermindert werden kann. Obwohl die Dicke der Lichtabsorptionsschicht bei diesem Ausführungsbeispiel bei etwa 1 Mikrometer liegt, kann sie auch derart bestimmt werden, daß die Transmission von einfallendem Licht zu der Vielfachschicht verhindert wird, nachdem dieses die Lichtabsorptionsschicht passiert hat. Die metallische eingebettete Schicht aus Aluminium kann durch ein anderes Metall ersetzt werden.
Obwohl in dem vorstehend angeführten Ausführungsbeispiel das Substrat mit der darauf ausgebildeten nMOS- Halbleiterschaltung verwendet wird, ist der erfindungsgemäße geschichtete Festkörperbildsensor nicht auf das MOS-Halbleiterschaltungssubstrat begrenzt. Es kann beispielsweise ein Halbleiterschaltungssubstrat mit Vorrichtungen wie CCD, SIT und/oder bipolaren Elementen verwendet werden.

[Beispiel 4]

Bei diesem Ausführungsbeispiel außerhalb der Erfindung wird ein Substrat mit einem bipolaren Transistor als Schalter verwendet und eine fotoleitende Schicht auf dem Substrat gestapelt. Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnittes mit einem Lichtempfangsabschnitt gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Ersatzschaltbild eines Bildelementes und die Schaltungsstruktur des Gerätes sind die gleichen, wie die in den Fig. 15 und 16 gezeigten. Gemäß Fig. 18 ist einer als Kollektorbereich aufgrund eines epitaktischen Wachstums ausgebildete n&supmin;-dotierte Schicht 502 auf einem n-dotierten Siliziumsubstrat 501 ausgebildet, und ein p- dotierter Basisbereich 503 und ein n&spplus;-dotierter Emitterbereich 504 sind in die n&supmin;-dotierte Schicht 502 ausgebildet, so daß ein bipolarer Transistor ausgebildet ist. Der p-dotierte Basisbereich 503 ist von benachbarten Bildelementen getrennt und jede Gateelektrode 506 wird hinsichtlich der horizontalen Richtung zwischen dem p- dotierten Basisbereich 503 und einem benachbarten p- dotierten Basisbereich ausgebildet, während eine Oxidschicht 505 dazwischen gebracht wird. Dabei wird ein P-Kanal-MOS-Transistor gebildet, bei dem die benachbarten p-dotierten Basisbereiche 503, die Source- und Drainbereiche sind. Die Gateelektroden 506 dienen außerdem als Kondensatoren zur Steuerung des elektrischen Potentials der p-dotierten Basisbereiche 503.
Nachdem eine isolierende Schicht 507 ausgebildet wurde, wird eine Emitterelektrode 508 ausgebildet. Dann wird eine isolierende Schicht 509 ausgebildet und ein Abflachungsvorgang durchgeführt. Anschließend wird eine Steuerelektrode 518 auf einem von dem Bildelement getrennten Bereich ausgebildet, damit das Übersprechen begrenzt wird. Daraufhin werden die isolierenden Schichten 507 und 509 und die Oxidschicht 505 geätzt, so daß ein Kontaktloch in dem Basisbereich 503 ausgebildet wird. Dann wird als metallische eingebettete Schicht dienender Wolfram 510 durch ein selektives CVD-Verfahren ausgebildet, bei dem WF&sub6; verwendet wird.
Daraufhin wird ein HF-Plasma-CVD-Verfahren angewandt, so daß drei Schichten mit sich verändernder Zusammensetzung 517 mit jeweils einem Rückschrittaufbau, die als die Vielfachschicht 307 dienen, als Lichtabsorptionsschicht dienendes amorphes Silizium 513, und ein als Ladungsinjektionshemmschicht dienendes p-dotiertes amorphes Silizium 514 kontinuierlich ausgebildet werden. Sodann wird das Indiumzinnoxid einer transparenten Elektrode 515 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung sich von amorphem Siliziumgermanium zu mikrokristallinem Siliziumkarbid verändernd angeordnet. Die Steuerelektrode 518 wird mit der transparenten Elektrode 515 verbunden, so daß der Ladungsträgerleckstrom auf dem Bildelementtrennbereich verschwindet und somit das Übersprechen begrenzt wird. Eine Kollektorelektrode 516 wird mit der Rückseite des Substrates 501 in ohmschen Kontakt gebracht.
Einfallendes Licht wird durch die in Fig. 18 gezeigte Lichtabsorptionsschicht 513 absorbiert und ein erzeugter Ladungsträger wird in dem Basisbereich 503 gespeichert. Wenn von dem in Fig. 16 gezeigten vertikalen Schieberegister ausgegebene Ansteuerimpulse mit hohem Pegel auf der Ansteuerleitung 743 auftreten, wird das Basispotential über den Kondensator angehoben, so daß der Lichtmenge entsprechende Signalladungen als Spannungen in die Kapazität der Vertikalleitung 746, 746' und 746" von dem Bildelement auf der ersten Zeile gelesen werden. Wenn Abtastimpulse mit hohem Pegel aufeinanderfolgend von dem horizontalen Schieberegister 752 auf die Leitungen 751, 751' und 751" ausgegeben werden, werden die Schalter 750, 750' und 750" aufeinanderfolgend an- und ausgeschaltet, so daß die Spannung eines Signals, die in die Vertikalleitung eingelesen wurde, durch den Ausgangsanschluß 758 über den Verstärker 757 empfangen wird. Dabei wird der Rücksetzschalter 754 während der Zeitdauer, in der die Schalter 750, 750' und 750" aufeinanderfolgend an- und ausgeschaltet werden, angeschaltet, so daß eine Restladung in der Horizontalleitung 753 entfernt wird.
Daraufhin werden die Vertikalleitungsrücksetzschalter 747, 747' und 747" angeschaltet, so daß Restladungen in den Vertikalleitungen 746, 746' und 746" entfernt werden. Wenn negativ gerichtete Impulse von dem vertikalen Schieberegister auf die Ansteuerleitung 743 gegeben werden, wird der PMOS-Transistor für jedes Bildelement auf der ersten Zeile angeschaltet, so daß die Grundrestladung in jedem Bildelement entfernt wird und eine Initialisierung durchgeführt wird.
Dann treten die von dem vertikalen Schieberegister 744 ausgegebenen Ansteuerimpulse auf der Ansteuerleitung 743' auf, so daß ein Bildelementsignal für die zweite Zeile auf ähnliche Weise empfangen wird.
Die Signalladung für das Bildelement der dritten Zeile wird ebenfalls auf ähnliche Weise empfangen.
Die vorstehend beschriebene Betriebsweise wird wiederholt, so daß das erfindungsgemäße Gerät betrieben wird.

(Ausführungsbeispiel 5)

Bei diesem Ausführungsbeispiel außerhalb der Erfindung wird ein Halbleiterschaltungssubstrat mit einem CCD- Register verwendet und eine fotoleitende Schicht wird darauf gestapelt. Fig. 19 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnitts mit einem Lichtempfangsabschnitt gemäß Ausführungsbeispiel 5. Gemäß Fig. 19 wird ein Kanal 1602 der CCD, eine Gateisolationsschicht 1603 und eine Übertragungselektrode 1604 auf einem p-dotierten Siliziumsubstrat 1601 ausgebildet. Dann wird eine dicke isolierende Schicht abgeschieden und das vorstehend angeführte Rückätzverfahren wird angewendet, damit eine abgeflachte isolierende Schicht 1605 ausgebildet wird. Daraufhin wird in dem oberen Abschnitt des Sourcebereichs 1606 durch ein gewöhnliches fotolithografisches Verfahren ein Kontaktloch ausgebildet. Anschließend wird Chrom in dem Kontaktloch durch ein Biassputterverfahren abgeschieden, so daß eine metallische eingebettete Schicht 1607 ausgebildet wird.
Sodann wird ein HF-Plasma-CVD-Verfahren verwendet, so daß ein als Lichtabsorptionsschicht dienendes isolierendes amorphes Silizium 513 und ein als Ladungsinjektionshemmschicht dienendes p-dotiertes amorphes Silizium 514 kontinuierlich ausgebildet werden. Nun wird eine transparente Elektrode 515 aus Indiumzinnoxid ausgebildet.

(Ausführungsbeispiel 6)

Bei diesem Ausführungsbeispiel außerhalb der Erfindung wird ein Halbleiterschaltungssubstrat mit einem CCD- Register verwendet und eine fotoleitende Schicht darauf gestapelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die metallische eingebettete Schicht durch ein Lift-off- Verfahren ausgebildet. Fig. 20 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnittes mit einem Lichtempfangsabschnitt des Ausführungsbeispieles 6.
Gemäß Fig. 20 wird der Kanal 1602 einer CCD, eine Gateisolationsschicht 1603 und eine Übertragungselektrode 1604 auf einem p-dotierten Siliziumsubstrat ausgebildet.
Dann wird eine dicke isolierende Schicht abgeschieden und ein bekanntes Rückätzverfahren verwendet, so daß eine abgeflachte isolierende Schicht 1605 ausgebildet wird. Daraufhin wird oberhalb des Sourcebereiches 1606 durch ein gewöhnliches fotolithografisches Verfahren ein Kontaktloch ausgebildet, während der Resistlack als Maske verwendet wird. Sodann wird der zur Ausbildung des Kontaktloches verwendete Resistlack nicht abgetrennt (das heißt, er verbleibt), und Platin wird auf dem Resistlack in dem Kontaktloch durch ein Elektronenstrahlverdampfungsverfahren abgeschieden. Anschließend wird der Resistlack abgetrennt, so daß das Platin auf dem Resistlack entfernt wird und eine eingebettete Schicht 1701 aus Platin wird ausgebildet.
Danach wird ein HF-Plasma-CVD-Verfahren verwendet, so daß ein als Lichtabsorptionsschicht dienendes isolierendes amorphes Silizium 513 und ein als Ladungsinjektionsverhinderungsschicht dienendes n- dotiertes amorphes Silizium 1702 kontinuierlich ausgebildet werden. Nun wird eine transparente Elektrode 515 aus Indiumzinnoxid ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 21 wird nachstehend eine Beschreibung über das Herstellungsverfahren für einen geschichteten Festkörperbildsensor gemacht, der in den zu beschreibenden Ausführungsbeispielen sieben und acht gemeinsam verwendet wird.
Zunächst wird eine isolierende Schicht (INS) abgeschieden, nachdem ein Halbleiterschaltungssubstrat (SUB) ausgebildet wurde (vgl. Fig. 21A). Dann wird diese isolierende Schicht zur Reduzierung der Vorsprünge und Vertiefungen auf der Oberfläche abgeflacht, auf der die fotoleitende Schicht ausgebildet werden wird (vgl. Fig. 21B). Danach wird die isolierende Schicht über dem Signalladungsspeicherabschnitt entfernt (vgl. Fig. 21C). Sodann wird die eingebettete Schicht BL abgeschieden. Die Abscheidung der eingebetteten Schicht BL wird durch ein Verfahren durchgeführt, welches ein Aufwachsen von polykristallinem oder einkristallinem Silizium auf dem als Signalladungsspeicherabschnitt dienendem einkristallinen Silizium ermöglicht, und ein Aufwachsen von amorphem Silizium auf der isolierenden Schicht ermöglicht (vgl. Fig. 21D). Die selektive Kristallabscheidung der eingebetteten Schicht kann unter Verwendung eines Biassputtergerätes durchgeführt werden, wie es beispielsweise in der Druckschrift JP-A-62 287 071 offenbart ist. Es kann auch ein anderes wirksames Verfahren verwendet werden, bei dem ein Abscheidungsprecursor ausgebildet wird, indem ein SiH&sub4;- Gas und ein F&sub2;-Gas miteinander in einer Gasphase zur Reaktion gebracht werden und die Schichtabscheidung durch Beförderung des Abscheidungsprecursors durchgeführt wird (ein chemisches Abscheidungsverfahren). Es kann weiterhin noch ein anderes Verfahren verwendet werden, bei dem die Abscheidung durch Plasmazersetzung eines SiF&sub4;-Gases und eines H&sub2;-Gases durchgeführt wird (ein HR-CVD-Verfahren). Mit den vorstehend angeführten Verfahren kann polykristallines oder einkristallines Silizium auf dem einkristallinen Silizium aufgewachsen werden und amorphes Silizium kann auf der Oxidschicht aufgewachsen werden, indem die Schichtausbildungsparameter wie das Durchflußratenverhältnis der Rohmaterialgase, die zugeführte Elektrizität, der Druck und die Temperatur des Substrates optimiert werden. Darüber hinaus kann ein Dotiervorgang durch das Mischen von PH&sub3;- oder B&sub2;H&sub6;-Gas mit dem Rohmaterialgas durchgeführt werden. Nachdem die eingebettete Schicht abgeschieden wurde, wird die gesamte Oberfläche geätzt, ohne ein Stukturierungsverfahren wie Fotolithografie zu verwenden. Dabei kann das amorphe Silizium auf der isolierenden Schicht selektiv durch Verwendung eines Ätzverfahrens entfernt werden, daß eine Erhöhung des Verhältnisses der Ätzraten des amorphen Siliziums der isolierenden Schicht und des kristallinen Siliziums in der eingebetteten Schicht ermöglicht. Auf diese Weise bilden die eingebettete Schicht und die isolierende Schicht eine flache Oberfläche aus (vgl. Fig. 21E). Das Ätzverfahren kann entweder ein gewöhnliches Naßätzverfahren oder ein Trockenätzverfahren sein. Nachdem die gesamte Oberfläche geätzt wurde, wird die fotoleitenden Schicht (PSL) abgeschieden (vgl. Fig. 21F). So kann der geschichtete Festkörperbildsensor hergestellt werden.

(Ausführungsbeispiel 7)

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ähnlich bei dem in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiel ein geschichteter Festkörperbildsensor durch das Stapeln einer fotoleitenden Schicht auf einem Halbleiterschaltungssubstrat gebildet, auf dem eine nMOS- Vorrichtung ausgebildet ist. Zunächst wird eine Oxid- /Nitridschicht auf einem p-dotierten Einkristallsiliziumsubstrat 101 ausgebildet, und dann ein Strukturierungsvorgang durchgeführt. Unter Verwendung dieser Schichten als Maske wird eine Kanalbegrenzung und eine Feldoxidschicht ausgebildet, die Oxid-/Nitridschicht in einem aktiven Bereich entfernt, eine Gateoxidschicht 106 durch ein Wärmeoxidationsverfahren ausgebildet und dann die Kanaldotierung durch Verwendung eines Ioneninjektionsverfahrens durchgeführt. Dann wird eine Polysiliziumschicht durch ein CVD-Verfahren abgeschieden und zur Reduzierung des Widerstandes Phosphor dispergiert sowie ein Strukturierungsvorgang durchgeführt, so daß eine Polysiliziumgateelektrode 107 ausgebildet wird. Sodann wird Arsen unter Verwendung eines Ioneninjektionsverfahrens injiziert, so daß ein Sourcebereich 104 und ein Drainbereich 105 ausgebildet werden. Dabei dient die Polysiliziumgateelektrode 107 als Maske, so daß die Überlappung des Gatebereichs, des Sourcebereichs und des Drainbereiches beträchtlich reduziert werden. Hierbei wird die durch den Sourcebereich 104 und das p-dotierte Einkristallsiliziumsubstrat 101 ausgebildete pn-Diode zu einem Signalladungsspeicherabschnitt. Daraufhin wird eine erste Siliziumoxidschicht 108 unter Verwendung eines CVD- Verfahrens als Zwischenisolationsschicht abgeschieden und ein Strukturierungsvorgang durchgeführt, so daß ein Kontaktloch ausgebildet wird, und dann wird eine Metallisierungselektrode 109 ausgebildet. Anschließend wird eine zweite Siliziumoxidschicht 111 als Zwischenisolationsschicht abgeschieden und ein Resistlack aufgebracht, so daß eine flache Oberfläche ausgebildet wird. Daraufhin wird ein Ätzvorgang unter Verwendung eines reaktiven Ionenätzverfahrens unter der Bedingung durchgeführt, daß die Ätzrate des Resistlackes und die der Siliziumoxidschicht die gleichen sind, so daß die Siliziumoxidschicht abgeflacht wird. Dann wird die Siliziumoxidschicht auf dem Sourcebereich geätzt, so daß ein Kontaktloch ausgebildet wird. Das Kontaktloch wird durch die Ausbildung einer Resistlackstruktur unter Verwendung eines gewöhnlichen fotolithografischen Verfahrens ausgebildet, wonach das reaktive Ionenätzgerät zur Durchführung des Ätzvorgangs verwendet wird. Nachdem das Kontaktloch ausgebildet wurde, wird ein n-dotiertes Einkristallsilizium 401 mit niedrigem Widerstand als eingebettete Schicht unter Verwendung eines Biassputtergerätes durch den nachfolgend beschriebenen Vorgang ausgebildet. Zunächst wird das Substrat in eine Vakuumkammer gebracht und der innere Druck auf ein Vakuum von 1 · 10&supmin;&sup8; Torr vermindert. Dann wird das Substrat auf 400ºC gehalten. Dann wird ein Argongas von einem ultrasauberen Gaszufuhrsystem in die Vakuumkammer eingeführt und der Druck wird auf 15 mTorr eingestellt. Dann wird ein Säuberungsvorgang für fünf Minuten unter den Bedingungen durchgeführt, daß die Gleichspannung des Substrates 5 Volt beträgt, die Gleichspannung des Targets -5 Volt beträgt und die Hochfrequenzleistung bei 5 Watt liegt. Dieser Reinigungsvorgang entfernt eine auf der Oberfläche des Sourcebereiches 104 vorhandene natürliche Oxidschicht, so daß man eine saubere Siliziumoberfläche erhält. Dann wird Silizium mit einer Hochfrequenzleistung von 100 Watt unter den Bedingungen abgeschieden, daß der Druck 15 mTorr beträgt, die Gleichspannung an dem Substrat bei +5 Volt liegt und die Gleichspannung am Target -400 Volt beträgt. Unter den vorstehend aufgeführten Bedingungen ist die Abscheidegeschwindigkeit des amorphen Siliziums und der isolierenden Schicht und die der eingebetteten Schicht auf dem Einkristall im wesentlichen die Gleiche. Wenn die Dicke der eingebetteten Schicht zweimal so groß ist wie die der abgeflachten isolierenden Schicht, wird der Abscheidevorgang gestoppt und das Substrat wird in ein CDE-Ätzgerät befördert, welches mit dem Biassputtergerät über ein Schiebeventil verbunden ist. Es wird ein aus einem CF&sub4;-Gas und einem O&sub2;-Gas zusammengesetztes Gas verwendet und der Ätzvorgang wird unter Bedingungen durchgeführt, welche das Verhältnis der Ätzraten des amorphen Siliziums und des einkristallinen Siliziums auf 2 : 1 einstellen. Das gesamte amorphe Silizium auf der isolierenden Schicht kann entfernt werden, wenn der Ätzvorgang dann gestoppt wird, wenn die Dicke der eingebetteten Schicht die gleiche wie die der isolierenden Schicht ist. Daher ist es möglich, daß nur die eingebettete Schicht die gleiche Oberfläche mit der isolierenden Schicht ausbildet. Dann wird das Substrat in ein Plasma-CVD-Gerät mit kapazitiver Kopplung befördert, das mit dem CDE-Gerät über ein Schiebeventil verbunden ist, und die als fotoleitende Schicht dienende Verstärkungsschicht 407 die Lichtabsorptionsschicht 408 und die Ladungsinjektionshemmschicht 409 werden ausgebildet. Die Rückschrittstrukturschicht 411 wird in eine Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung ausgebildet, bei der sich das Zusammensetzungsverhältnis von Kohlenstoff und Silizium oder das von Germanium und Silizium kontinuierlich verändert, damit eine kontinuierliche Bandlücke von amorphem Siliziumkarbid bis amorphem Siliziumgermanium entsteht. Die Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung wird durch das nachstehend beschriebene Verfahren ausgebildet. Als Rohmaterialgas werden SiH&sub4;, GeH&sub4;, CH&sub4; und H&sub2; verwendet und die Durchflußrate von jedem der Rohmaterialgase wird durch eine individuelle Massendurchflußsteuereinrichtung (nachfolgend mit MFC bezeichnet) gesteuert, bevor sie einer Schichtausbildungskammer zugeführt werden. Die MFC wird durch einen Computer gesteuert, so daß die Gasdurchflußrate zum Erhalt eines gewünschten Bandlückenprofils gesteuert wird. Zunächst wird die Abscheidung unter Verwendung von SiH&sub4;, CH&sub4; und H&sub2; als Rohmaterialgase begonnen. Mit Beginn der Abscheidung wird gleichzeitig die Durchflußrate des CH&sub4;-Gases auf eine vorbestimmte Rate vermindert. Wenn die Durchflußrate des CH&sub4;-Gases auf Null verringert wird, wird das GeH&sub4;-Gas auf eine vorbestimmte Rate erhöht. Wenn die Schicht 411 mit sich verändernder Zusammensetzung auf eine gewünschte Dicke gebracht wurde, wird die Entladung gestoppt. Genauer, die Durchflußrate des GeH&sub4;-Gases und das des CH&sub4;-Gases werden gesteuert, damit man ein gewünschtes Bandlückenprofil hinsichtlich der Dicke der gewünschten Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung erhält. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Durchflußraten so gesteuert, daß die Dicke einer Rückschrittstrukturschicht etwa 200 Ångström beträgt, die minimale Bandlücke Eg&sub2; 1,3 eV beträgt und die maximale Bandlücke Eg&sub3; 2,4 eV beträgt. Der vorstehend aufgeführte Vorgang wird wiederholt, so daß fünf Rückschrittstrukturschichten 411 ausgebildet werden. Dann werden die SiH&sub4;- und H&sub2;-Gase aus den vorstehend aufgeführten Rohmaterialgasen ausgewählt, so daß eine als die Lichtabsorptionsschicht dienende amorphe Siliziumschicht 408 ausgebildet wird. Dann wird B&sub2;H&sub6; dem Rohmaterialgas hinzugefügt, so daß eine p- dotierte amorphe Siliziumschicht 409 mit einer Dicke von 500 Ångström ausgebildet wird. Die Vakuumkammer zur Ausbildung der eingebetteten Schicht und die Vakuumkammer zur Ausbildung der fotoleitenden Schicht sind miteinander über ein Schiebeventil verbunden, so daß die eingebettete Schicht zu der fotoleitenden Schicht kontinuierlich in einer Vakuumatmosphäre ausgebildet werden kann. Schließlich wird das als transparente Elektrode dienende Indiumzinnoxid 404 durch ein Sputterverfahren ausgebildet, so daß das Herstellungsverfahen des erfindungsgemäßen geschichteten Festkörperbildsensors umgesetzt wird.
Obwohl das Substrat mit der darauf ausgebildeten nMOS- Halbleiterschaltung in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist das Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen geschichteten Festkörperbildsensor nicht auf das MOS- Halbleiterschaltungssubstrat begrenzt. Es kann beispielsweise ein Halbleiterschaltungssubstrat mit Vorrichtungen wie CCD, SIT und/oder bipolaren Elementen verwendet werden.

(Ausführungsbeispiel 8)

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein bipolarer Festkörperbildsensor als Halbleiterschaltungssubstrat mit einem darauf gestapelten bipolaren Transistor sowie einer fotoleitenden Schicht verwendet. Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnittes mit einem Lichtempfangsabschnitt dieses Ausführungsbeispiels. Das Ersatzschaltbild eines Bildelementes ist das gleiche wie das in Fig. 15 gezeigte und der Schaltkreis für den gesamten Körper des Gerätes ist der gleiche wie der in Fig. 16 gezeigte. Gemäß Fig. 18 wird eine als Kollektorbereich aufgrund eines epitaktischen Aufwachsens gebildete n&supmin;-dotierte Schicht 502 auf ein n-dotiertes Siliziumsubstrat 501 ausgebildet, und ein p-dotierter Basisbereich 503 und ein n&spplus;-dotierter Emitterbereich 504 werden in der n&supmin;-dotierten Schicht 502 ausgebildet, so daß ein bipolarer Transistor ausgebildet wird. Der p- dotierte Basisbereich 503 wird von benachbarten Bildelementen getrennt und jede Gateelektrode 506 wird hinsichtlich der horizontalen Richtung zwischen benachbarten p-dotierten Basisbereichen 503 ausgebildet, während eine Oxidschicht 505 dazwischengebracht wird. Daher wird ein p-Kanal-MOS-Transistor gebildet, bei dem die benachbarten p-dotierten Basisbereiche 503 die Source- und Drainbereiche sind. Die Gateelektroden 506 dienen außerdem als Kondensatoren zur Steuerung des elektrischen Potentiales der p-dotierten Basisbereiche 503.
Nachdem eine isolierende Schicht 507 ausgebildet wurde, wird eine Emitterelektrode 508 ausgebildet. Dann wird eine isolierende Schicht 509 ausgebildet und ein Abflachungsvorgang durchgeführt, bevor die isolierenden Schichten 507, 509 und die Oxidschicht 505 geätzt werden, so daß ein Kontaktloch in dem Basisbereich 503 ausgebildet wird, so daß ein als eingebettete Schicht dienendes p-dotiertes Einkristallsilizium 510 durch ein HR-CVD-Verfahren abgeschieden wird. Wenn die eingebettete Schicht die gleiche Dicke der abgeflachten isolierenden Schicht aufweist, wird die Abscheidung gestoppt. Die Ätzrate des amorphen Siliziums auf der isolierenden Schicht und die des Einkristallsiliziums ist größer als 100 : 1, so daß das Einkristallsilizium im wesentlichen nicht geätzt wird und lediglich das amorphe Silizium entfernt werden kann.
Dann wird ein HF-Plasma-CVD-Verfahren Verwendet, damit drei Schichten 517 mit sich verändernder Zusammensetzung mit einer Rückschrittstruktur ausgebildet werden, die als Vielfachschicht 307 dienen, es werden ein als Lichtabsorptionsschicht dienendes amorphes Silizium 513 und ein als Ladungsinjektionshemmschicht dienendes n- dotiertes amorphes Silizium 514 kontinuierlich ausgebildet und es wird eine transparente Elektrode 515 aus Indiumzinnoxid ausgebildet. Weiterhin wird eine Kollektorelektrode 516 mit der Rückseite des Substrates 501 in ohmschen Kontakt gebracht.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, wird daher das Ersatzschaltbild eines Bildelementes dargestellt durch einen Bipolartransistor 731, an dessen Basis ein p-Kanal- MOS-Transistor 732, ein Kondensator 733 und eine fotoelektrische Wandlervorrichtung 734 angeschlossen sind, einen Anschluß 735 für die Zuführung eines elektrischen Potentials an die Basis über den p-Kanal- MOS-Transistor 732, einen Anschluß 736 zur Aktivierung des Kondensators 733, eine Sensorelektrode 737, eine Emitterelektrode 738 und eine Kollektorelektrode 739.
Nunmehr wird nachstehend ein geschichteter Festkörperbildsensor beschrieben, welcher den Ausführungsbeispielen 9 und 10 gemeinsam ist und in dem eine Ladungsträgervielfachschicht, eine Lichtabsorptionsschicht und eine Ladungsinjektionsverhinderungsschicht als fotoleitende Schichten verwendet werden.
Fig. 22 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus des vorstehend angeführten geschichteten Festkörperbildsensors. Das Bezugszeichen 301 bezeichnet ein Halbleitersubstrat, 302 bezeichnet einen Signalladungsspeicherabschnitt und 303 bezeichnet einen Abschnitt, in dem eine Schaltung, wie eine Signalleseschaltung, ausgebildet wird. Obwohl Fig. 22 einen nMOS-Transistor als Beispiel für die Signalleseschaltung zeigt, kann es auch eine CCD, ein SIT oder ein Bipolartransistor sein. Das Bezugszeichen 304 bezeichnet eine isolierende Schicht und 305 bezeichnet eine eingebettete Schicht. Die fotoleitende Schicht wird durch das Stapeln einer Vielfachschicht 307, einer Lichtabsorptionsschicht 308 und einer Ladungsinjektionsverhinderungsschicht 309 ausgebildet.
Nun wird ein Herstellungsverfahren für einen geschichteten Festkörperbildsensor kurz beschrieben, der einige Merkmale der Erfindung aufweist.
Zunächst wird eine isolierende Schicht (INS) abgeschieden, nachdem ein Halbleiterschaltungssubstrat (SUB) ausgebildet wurde (vgl. Fig. 23A). Dann wird die vorstehend angeführte isolierende Schicht abgeflacht, damit die Vorsprünge und Vertiefungen auf der Oberfläche, auf der die fotoleitende Schicht ausgebildet werden wird, reduziert werden (vgl. Fig. 23B). Anschließend wird die isolierende Schicht über dem Signalladungsspeicherabschnitt entfernt (vgl. Fig. 23C). Sodann wird die eingebettete Schicht BL selektiv ausschließlich auf dem Signalladungsspeicherabschnitt abgeschieden (vgl. Fig. 23D). Die Abscheidung der eingebetteten Schicht BL kann wirksam durchgeführt werden, indem die Reaktion eines SiH&sub4;-Gases und eines F&sub2;- Gases miteinander in einer Gasphase verursacht wird, so daß ein Abscheidungsprecursor ausgebildet wird und auf das Substrat transportiert wird, d. h. es handelt sich um ein chemisches Abscheidungsverfahren. Mit diesem Verfahren findet auf dem Einkristall ein epitaktisches Wachstum statt, indem das Durchflußratenverhältnis von SiH&sub4;-Gas und F&sub2;-Gas und die Temperatur des Substrates optimiert werden. Weiterhin kann ein Dotiervorgang durch das Mischen von einem PH&sub3;- oder B&sub2;H&sub6;-Gas mit dem Rohmaterialgas durchgeführt werden. Nachdem die eingebettete Schicht auf das gleiche Niveau wie die isolierende Schicht abgeschieden wurde, wird eine fotoleitende Schicht PSL abgeschieden (vgl. Fig. 23E). So kann der geschichtete Festkörperbildsensor hergestellt werden.
Nun wird das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für den geschichteten Festkörperbildsensor und ein bekanntes Herstellungsverfahren für den geschichteten Festkörperbildsensor einem Vergleich unterworfen.
Wenn der geschichtete Festkörperbildsensor durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird, muß nur bei der Ausbildung des Kontaktloches in der Siliziumoxidschicht ein Strukturierungsvorgang durchgeführt werden (vgl. Fig. 23A). Demgegenüber muß bei dem bekannten Herstellungsverfahren viermal ein Strukturierungsvorgang durchgeführt werden. Daher kann der Strukturierungsablauf mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren bedeutend vereinfacht werden. Darüber hinaus kann eine bei dem bekannten geschichteten Festkörperbildsensor erforderliche dritte Siliziumoxidschicht in dem erfindungsgemäßen Festkörperbildsensor weggelassen werden. Da die eingebettete Schicht selektiv nur auf dem Speicherabschnitt ausgebildet wird, kann von dem Vorgang der Ausbildung der eingebetteten Schicht bis zu dem Vorgang der Ausbildung der fotoleitenden Schicht alles kontinuierlich unter Vakuumatmosphäre durchgeführt werden. Daher kann die Schnittstelle zwischen der eingebetteten Schicht und der fotoleitenden Schicht vor Kontamination geschützt werden, was eine Verbesserung der Dunkelstromcharakteristik und der Nachbildcharakteristik verursacht.

(Ausführungsbeispiel 9)

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 17 ein Ausführungsbeispiel für ein Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen geschichteten Festkörperbildsensors beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein geschichteter Festkörperbildsensor durch das Stapeln einer fotoleitenden Schicht auf einem Halbleiterschaltungssubstrat mit einer darauf ausgebildeten nMOS-Vorrichtung ausgebildet. Zunächst wird eine Oxidschicht/Nitridschicht auf einem p-dotierten Einkristallsiliziumsubstrat 101 ausgebildet und dann ein Strukturierungsvorgang durchgeführt. Unter Verwendung dieser Schicht als Maske wird eine Kanalbegrenzung und eine Feldoxidschicht ausgebildet, die Oxidschicht/Nitridschicht wird in dem aktiven Bereich entfernt, eine Gateoxidschicht 106 wird durch ein Wärmeoxidationsverfahren ausgebildet und dann wird eine Kanaldotierung durch Verwendung eines Ioneninjektionsverfahrens durchgeführt. Dann wird eine Polysiliziumschicht durch ein CVD-Verfahren abgeschieden und es wird zur Reduzierung des Widerstandes Phosphor dispergiert und ein Strukturierungsvorgang durchgeführt, so daß eine Polysiliziumgateelektrode 107 ausgebildet wird. Sodann wird Arsen unter Verwendung eines Ioneninjektionsverfahrens injiziert, so daß ein Sourcebereich 104 und ein Drainbereich 105 ausgebildet werden. Dabei dient die Polysiliziumgateelektrode 107 als Maske, so daß die Überlappung des Gatebereichs, des Sourcebereichs und des Drainbereichs beträchtlich reduziert werden. In diesem Fall dient eine aus dem Sourcebereich 104 und dem p-dotierten Einkristallsiliziumsubstrat 101 zusammengesetzte pn-Diode als Signalladungsspeicherabschnitt. Dann wird eine erste Siliziumoxidschicht als Zwischenisolationsschicht unter Verwendung eines CVD-Verfahrens abgeschieden sowie ein Strukturierungsvorgang durchgeführt, so daß ein Kontaktloch ausgebildet wird, und dann wird eine Metallisierungselektrode 109 ausgebildet. Daraufhin wird eine zweite Siliziumoxidschicht 111 als Zwischenisolationsschicht abgeschieden und ein Resistlack aufgebracht, so daß eine flache Oberfläche ausgebildet wird. Dann wird ein Ätzvorgang unter Verwendung eines reaktiven Ionenätzverfahrens unter der Bedingung durchgeführt, daß die Ätzrate des Resistlackes und die der Siliziumoxidschicht die gleichen sind, so daß die Siliziumoxidschicht abgeflacht wird. Dann wird die Siliziumoxidschicht auf dem Sourcebereich geätzt, so daß ein Kontaktloch ausgebildet wird. Das Kontaktloch wird ausgebildet, indem ein gewöhnliches Fotolithografieverfahren verwendet wird, so daß eine Resistlackstruktur ausgebildet wird und dann ein reaktives Ionenätzgerät zur Durchführung des Ätzvorganges verwendet wird. Es wird ein aus CF&sub4;-Gas und O&sub2;-Gas zusammengesetztes Ätzgas verwendet. Nachdem das Kontaktloch ausgebildet wurde, wird die eingebettete Schicht selektiv abgeschieden. Die eingebettete Schicht wird ausgebildet, indem selektiv ein niederohmiges n- dotiertes Einkristallsilizium 401 einem epitaktischen Wachstum unterworfen wird. Das selektive epitaktische Wachstum wird unter Verwendung eines aus SiH&sub4;, F&sub2; (auf 10% durch Helium verdünnt) und PH&sub3; (auf 1% durch H&sub2; verdünnt) zusammengesetzten Rohmaterialgases verursacht. Das Substrat wird in einer Vakuumkammer bei 390ºC gehalten und dem SiH&sub4; wird ein Durchfluß von 15 cm³/s ermöglicht. Dann wird dem F&sub2;/He ein Durchfluß von 100 cm³/s ermöglicht und daraufhin wird die Durchflußrate von SiH&sub4; auf 30 cm³/s innerhalb eines Zeitraumes von 80 s gesteigert, so daß der Abscheidungsvorgang durchgeführt wird. Wenn die eingebettete Schicht auf das gleiche Niveau mit der isolierenden Schicht angestiegen ist, wird die Zufuhr des Gases gestoppt. Dann wird ein Plasma-CVD- Gerät mit kapazitiver Kopplung verwendet, so daß eine Vielfachschicht 407, eine Lichtabsorptionsschicht 408 und eine Ladungsinjektionsverhinderungsschicht 409 ausgebildet werden. Die Rückschrittstrukturschicht 411 wird in einer Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung ausgebildet, bei der sich das Zusammensetzungsverhältnis von Kohlenstoff und Silizium oder das von Germanium und Silizium kontinuierlich verändert, damit sich eine kontinuierliche Breite des verbotenen Bandes von amorphem Siliziumkarbid zu amorphem Siliziumgermanium ausbildet. Die Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung wird durch das nachstehend beschriebene Verfahren ausgebildet. Als Rohmaterialgase werden SiH&sub4;, GeH&sub4;, CH&sub4; und H&sub2; verwendet und die Durchflußrate von jedem der Rohmaterialgase wird durch eine individuelle Massendurchflußsteuereinrichtung (nachfolgend MFC genannt) gesteuert, bevor sie der Schichtausbildungskammer zugeführt werden. Die MFC wird durch einen Computer gesteuert, so daß die Gasdurchflußrate für den Erhalt eines gewünschten Profils der Bandlücke gesteuert wird. Zunächst wird die Abscheidung unter Verwendung von SiH&sub4;, CH&sub4; und H&sub2; als Rohmaterialgase begonnen. Mit dem Beginn der Abscheidung wird gleichzeitig die Durchflußrate des CH&sub4;-Gases auf eine vorbestimmte Rate vermindert. Wenn die Durchflußrate des CH&sub4;-Gases bis auf Null vermindert wurde, wird das GeH&sub4;-Gas um eine vorbestimmte Rate gesteigert. Wenn die Schicht 411 mit sich wechselnder Zusammensetzung eine gewünschte Dicke erreicht hat, wird die Entladung gestoppt. Genauer, die Durchflußrate des GeH&sub4;-Gases und die des CH&sub4;-Gases werden gesteuert, damit man ein gewünschtes Profil der Bandlücke hinsichtlich der Dicke einer gewünschten Schicht mit sich verändernder Zusammensetzung erhält. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Durchflußraten so gesteuert, damit die Dicke einer Rückschrittstrukturschicht etwa 200 Ångström beträgt, die minimale Breite der Bandlücke Eg&sub2; 1,3 eV beträgt und die maximale Breite der Bandlücke Eg&sub3; 2,7 eV beträgt. Der vorstehend angeführte Ablauf wird wiederholt, so daß fünf Rückschrittstrukturschichten 411 ausgebildet werden. Dann wird das SiH&sub4;- und das H&sub2;-Gas aus den vorstehend angeführten Rohmaterialgasen ausgewählt, so daß eine als Lichtabsorptionsschicht dienende amorphe Siliziumschicht 408 ausgebildet wird. Dann wird B&sub2;H&sub6; dem Rohmaterialgas hinzugefügt, so daß eine p-dotierte amorphe Siliziumschicht 409 mit einer Dicke von 500 Ångström ausgebildet wird. Die Vakuumkammer zur Ausbildung der eingebetteten Schicht und die Vakuumkammer zur Ausbildung der fotoleitenden Schicht sind miteinander über ein Schiebeventil verbunden, so daß von der eingebetteten Schicht bis zu der fotoleitenden Schicht eine kontinuierliche Ausbildung unter Vakuumatmosphäre möglich ist. Schließlich wird das als die transparente Elektrode dienende Indiumzinnoxid 404 durch ein Sputterverfahren ausgebildet, so daß das Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen geschichteten Festkörperbildsensors verwirklicht wird.
Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das Substrat mit der darauf ausgebildeten nMOS-Halbleiterschaltung verwendet wurde, ist das Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen geschichteten Festkörperbildsensor nicht auf das MOS- Halbleiterschaltungssubstrat begrenzt. Es kann beispielsweise ein Halbleiterschaltungssubstrat mit Vorrichtungen wie CCD, SIT und/oder bipolaren Elementen verwendet werden.

(Ausführungsbeispiel 10)

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Halbleitersubstrat mit einem bipolaren Transistor verwendet und eine fotoleitende Schicht wird darauf gestapelt. Die schematische Schnittansicht eines Abschnittes mit einem Lichtempfangsabschnitt nach diesem Ausführungsbeispiel ist die gleiche wie die in Fig. 18 gezeigte, das Ersatzschaltbild für ein Bildelement beziehungsweise das Ersatzschaltbild für den gesamten Körper des Gerätes sind die gleichen wie die in den Fig. 15 und 16 gezeigten. Nach Fig. 18 wird eine als Kollektorbereich aufgrund epitaktischen Wachstums gebildete n&supmin;-dotierte Schicht 502 auf einem n-dotierten Siliziumsubstrat 501 ausgebildet, und ein p-dotierter Basisbereich 503 und ein n&spplus;-dotierter Emitterbereich 504 werden in der n&supmin;-dotierten Schicht 502 ausgebildet, so daß ein bipolarer Transistor ausgebildet wird. Der p- dotierte Basisbereich 503 wird von den benachbarten Bildelementen abgetrennt, und jede Gateelektrode 506 wird hinsichtlich der horizontalen Richtung zwischen benachbarten p-dotierten Basisbereichen 503 ausgebildet, während eine Oxidschicht 505 dazwischen gebracht wird. Auf diese Weise wird ein p-Kanal-MOS-Transistor gebildet, bei dem die benachbarten p-dotierten Basisbereiche 503 die Source- und Drainbereiche bilden. Die Gateelektroden 506 dienen außerdem als Kondensatoren zur Steuerung des elektrischen Potentials der p-dotierten Basisbereiche 503.
Nachdem eine isolierende Schicht 507 ausgebildet wurde, werden Emitterelektroden 508 ausgebildet. Sodann wird eine isolierende Schicht 509 ausgebildet und ein Abflachungsvorgang wird durchgeführt, bevor die isolierenden Schichten 507, 509 und die Oxidschicht 505 geätzt werden, so daß ein Kontaktloch in dem Basisbereich 503 ausgebildet wird, so daß ein als eingebettete Schicht dienendes p-dotiertes polykristallines Silizium 510 zum Auffüllen des Kontaktloches ausgebildet wird.
Danach wird ein HF-Plasma-CVD-Verfahren verwendet, damit kontinuierlich drei Schichten 517 mit sich verändernder Zusammensetzung mit einer Rückschrittstruktur ausgebildet werden, sowie die Verstärkungsschicht 307, das als Lichtabsorptionsschicht dienende amorphe Silizium 513, das als Ladungsinjektionshemmschicht dienende n-dotierte amorphe Silizium 514 und eine transparente Elektrode 515 aus Indiumzinnoxid. Außerdem wird eine Kollektorelektrode 516 mit der Rückseite des Substrates 501 in ohmschen Kontakt gebracht.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, wird deswegen das Ersatzschaltbild eines Bildelementes durch einen Bipolartransistor 731, mit dessen Basis ein p-Kanal-MOS- Transistor 732, ein Kondensator 733 sowie eine fotoelektrische Wandlervorrichtung 734 verbunden sind, einen Anschluß 735 zur Zuführung eines elektrischen Potentials an die Basis über den p-Kanal-MOS-Transistor 732, einen Anschluß 736 zur Aktivierung des Kondensators 733, eine Sensorelektrode 737, eine Emitterelektrode 738 und eine Kollektorelektrode 739 dargestellt.
Fig. 24 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus für ein Informationsverarbeitungsgerät wie ein Kommunikationssystem, ein Faxgerät oder ein Videorecorder, welcher den erfindungsgemäßen Festkörperbildsensor verwendet.
Das Bezugszeichen OR bezeichnet ein Originaldokument, auf dem eine Bildinformation oder dergleichen ausgebildet ist, 601 bezeichnet eine Bildausbildungslinse, und 602 bezeichnet einen erfindungsgemäßen Festkörperbildsensor.
Das Bezugszeichen 603 bezeichnet eine Steuerschaltung mit einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einer Ansteuerungssteuerschaltung und einer Signalverarbeitungsschaltung, wobei die Steuerschaltung mit dem Festkörperbildsensor 602 über eine Eingangsleitung 612, einer Ausgangsleitung 610 zur Aktivierung des APD und eine Energiezuführungsleitung 611 verbunden ist.
Das Bezugszeichen 604 bezeichnet eine Aufzeichnungssteuerschaltung, die mit einem Aufzeichnungskopf 605 verbunden ist, damit die durch den Festkörperbildsensor gelesene Information auf ein Aufzeichnungsmedium 606 geschrieben wird.
Bei einem Videorecorder ist der Aufzeichnungskopf 605 ein magnetischer Kopf und bei einem Faxgerät ist er ein thermischer Kopf oder ein Tintenstrahlkopf. Bei einem Kommunikationssystem wird der Aufzeichnungskopf 605 durch ein über ein Kabel individuell angeordnetes Aufzeichnungsgerät ersetzt.

Claims

1. Festkörperbildsensor mit

einem Substrat (101; 501; 1601) mit einem zum Speichern von Ladungen befähigten Ladungsspeicherabschnitt (104; 503; 1606) und einer Ausgabeschaltung (104, 105, 107; 303; 502 bis 504; 1602, 1604, 1606) zum Ausgeben eines Signals in Übereinstimmung mit den in dem Ladungsspeicherabschnitt (104; 503; 1606) gespeicherten Ladungen;

einer isolierenden Schicht (108, 111; 507, 509; 1605), die auf der Oberfläche des Substrats (101; 501; 1601) ausgebildet ist und eine über dem Ladungsspeicherabschnitt (104; 503; 1606) ausgebildete Öffnung aufweist;

einer fotoempfindlichen Schicht (306; 402; 407 bis 408; 513), die auf der isolierenden Schicht (108, 111; 304; 507, 509; 1605) ausgebildet und mit dem Ladungsspeicherabschnitt (104; 503; 1606) über die Öffnung elektrisch verbunden ist;

die Öffnung ist mit senkrechten Seitenwänden versehen; und

einem eingebetteten Bereich (401; 510; 1701), der innerhalb der Öffnung ausgebildet ist, wodurch die obere Oberfläche der isolierenden Schicht (108, 111; 507, 509; 1605) und die des eingebetteten Bereichs (401; 510; 1701) flach und auf dem gleichen Niveau sind;

dadurch gekennzeichnet, daß

die fotoempfindliche Schicht (402; 407 bis 408; 513) aus einem intrinsischen oder undotierten Halbleiter ist;

der eingebettete Bereich (401; 510; 1701) ein in direktem Kontakt mit der fotoempfindlichen Schicht (402; 407 bis 408; 513) bereitgestellter p-dotierter oder n-dotierter Halbleiterbereich ist; und

eine Schicht (403, 409, 514; 1702) aus einem n-dotierten bzw. p-dotierten Halbleiter auf der oberen Oberfläche der fotoempfindlichen Schicht (402; 407 bis 408; 513) ausgebildet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ausgabeschaltung (104, 105, 107; 303; 502 bis 504; 1602, 1604, 1606) Schalter, die Zelleneinheiten entsprechend angeordnet sind, und eine Ansteuerungsschaltung (744, 752) zur Ansteuerung der Schalter beinhaltet.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Ladungsspeicherabschnitt (104; 503; 1606) ein Abschnitt eines Transistors ist, der die Ausgabeschaltung (104, 105, 107; 303; 502 bis 504; 1602, 1604, 1606) bildet.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ausgabeschaltung (104, 105, 107; 303; 502 bis 504; 1602, 1604, 1606) mit einer externen Schaltung verbunden ist, die ein Signal zur Aktivierung der Ausgabeschaltung (104, 105, 107; 303; 502 bis 504; 1602, 1604, 1606) erzeugt.

5. Gerät mit

einem Festkörperbildsensor (602) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4; und

Aufzeichnungseinrichtungen (605) zur Aufzeichnung eines von dem Gerät (602) aufgenommenen Bildes.