JP2000156488A - 高性能画像センサアレイ - Google Patents
高性能画像センサアレイInfo
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Classifications
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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Abstract
(57)【要約】
【課題】画像センサアレイで、製造が容易な構造で、画
像センサを互いに効果的に絶縁して画像センサ間のカッ
プリングを低減する。 【解決手段】基板に隣接する相互接続構造４２、４３上
に、複数の画像センサアレイが形成される。各画像セン
サは、順に積層されて成る画素電極４４、Ｉ層部４６、
及びＰ型層部４８を有し、Ｐ型層部４８は透光性導体５
０によって相互接続される。透光性導体５０は、相互接
続構造４２、４３の一部に電気的に接続され、これによ
り画素センサアレイが完成する。
像センサを互いに効果的に絶縁して画像センサ間のカッ
プリングを低減する。 【解決手段】基板に隣接する相互接続構造４２、４３上
に、複数の画像センサアレイが形成される。各画像セン
サは、順に積層されて成る画素電極４４、Ｉ層部４６、
及びＰ型層部４８を有し、Ｐ型層部４８は透光性導体５
０によって相互接続される。透光性導体５０は、相互接
続構造４２、４３の一部に電気的に接続され、これによ
り画素センサアレイが完成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概略ＰＩＮフォト
ダイオードの画像センサ（又は画素センサ）に関し、特
に、各ダイオードの画像センサが他のダイオードの画像
センサから絶縁され、ダイオードの画像センサが特徴的
な固有のバイアス相互接続構造を有する複数の高性能Ｐ
ＩＮダイオードの画像センサに関する。
ダイオードの画像センサ（又は画素センサ）に関し、特
に、各ダイオードの画像センサが他のダイオードの画像
センサから絶縁され、ダイオードの画像センサが特徴的
な固有のバイアス相互接続構造を有する複数の高性能Ｐ
ＩＮダイオードの画像センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】画像センサ又は光検知センサのアレイ
は、画像センサが受光する光の強度を検出するものであ
る。一般に、画像センサは、画像センサが受光する光の
強度に比例した振幅を有する電子信号を生成する。ま
た、画像センサは、光学画像を１組の電子信号に変換す
ることができる。この電子信号は、画像センサが受光す
る光の色の強度を表している。また、この電子信号を調
整及びサンプリングして、画像処理に使用することがで
きる。
は、画像センサが受光する光の強度を検出するものであ
る。一般に、画像センサは、画像センサが受光する光の
強度に比例した振幅を有する電子信号を生成する。ま
た、画像センサは、光学画像を１組の電子信号に変換す
ることができる。この電子信号は、画像センサが受光す
る光の色の強度を表している。また、この電子信号を調
整及びサンプリングして、画像処理に使用することがで
きる。
【０００３】信号処理回路と画像センサとの集積化は、
撮像系の小型化及び簡略化を可能にすることから、より
重要となってきている。即ち、アナログ及びデジタル信
号処理回路と共に画像センサを集積化することにより、
電子撮像系が低コスト且つ小型になると共に、電力消費
量を少なくすることが可能となる。
撮像系の小型化及び簡略化を可能にすることから、より
重要となってきている。即ち、アナログ及びデジタル信
号処理回路と共に画像センサを集積化することにより、
電子撮像系が低コスト且つ小型になると共に、電力消費
量を少なくすることが可能となる。
【０００４】従来、画像センサは主に電荷結合素子（Ｃ
ＣＤ）であった。ＣＣＤは比較的小さく、高いフィルフ
ァクタを得ることができるものである。しかしながら、
ＣＣＤは、デジタル及びアナログ回路と集積化すること
が非常に難しい。更に、ＣＣＤは、大量の電力を消費す
ると共に、画像のスミヤリング問題を生じる。
ＣＤ）であった。ＣＣＤは比較的小さく、高いフィルフ
ァクタを得ることができるものである。しかしながら、
ＣＣＤは、デジタル及びアナログ回路と集積化すること
が非常に難しい。更に、ＣＣＤは、大量の電力を消費す
ると共に、画像のスミヤリング問題を生じる。
【０００５】ＣＣＤセンサの代りとして、能動画素セン
サがある。能動画素センサは、標準のＣＭＯＳプロセス
を用いて製造することができる。従って、能動画素セン
サは、デジタル及びアナログ信号処理回路と共に容易に
集積化することができる。更に、ＣＭＯＳ回路は、少量
の電力しか消費しない。
サがある。能動画素センサは、標準のＣＭＯＳプロセス
を用いて製造することができる。従って、能動画素セン
サは、デジタル及びアナログ信号処理回路と共に容易に
集積化することができる。更に、ＣＭＯＳ回路は、少量
の電力しか消費しない。
【０００６】図１は、従来の画像センサのアレイの断面
図を示している。この画像センサのアレイでは、基板１
０上にＰＩＮダイオードセンサが配置されている。相互
接続構造１２は、ＰＩＮダイオードのＮ型層１４を基板
１０に電気的に接続する。Ｎ型層１４上には、Ｉ層（イ
ントリンシック層）１６が形成されている。このＩ層１
６上には、Ｐ型層１８が形成されている。これらＰ型層
１８、Ｉ層１６及びＮ型層１４は、ＰＩＮダイオードセ
ンサのアレイを形成している。また、第１の導電ビア２
０は、第１のダイオードセンサを基板１０に電気的に接
続し、第２の導電ビア２２は、第２のダイオードセンサ
を基板１０に電気的に接続する。更に、ダイオードセン
サのアレイの上には、透光性導体（透光性導電層）２４
が配置されている。この透光性導体２４には、導電リー
ド２６が接続されている。導電リード２６は、バイアス
電圧に接続されており、それによってＰＩＮダイオード
センサのアレイのＰ型層１８のバイアスを、選択された
電圧電位とすることができる。
図を示している。この画像センサのアレイでは、基板１
０上にＰＩＮダイオードセンサが配置されている。相互
接続構造１２は、ＰＩＮダイオードのＮ型層１４を基板
１０に電気的に接続する。Ｎ型層１４上には、Ｉ層（イ
ントリンシック層）１６が形成されている。このＩ層１
６上には、Ｐ型層１８が形成されている。これらＰ型層
１８、Ｉ層１６及びＮ型層１４は、ＰＩＮダイオードセ
ンサのアレイを形成している。また、第１の導電ビア２
０は、第１のダイオードセンサを基板１０に電気的に接
続し、第２の導電ビア２２は、第２のダイオードセンサ
を基板１０に電気的に接続する。更に、ダイオードセン
サのアレイの上には、透光性導体（透光性導電層）２４
が配置されている。この透光性導体２４には、導電リー
ド２６が接続されている。導電リード２６は、バイアス
電圧に接続されており、それによってＰＩＮダイオード
センサのアレイのＰ型層１８のバイアスを、選択された
電圧電位とすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図１の画像センサ構造
の欠点は、導電リード２６と透光性導体２４との間の電
気的な接続である。透光性導体２４は、ＰＩＮダイオー
ドのバイアスを可能にするために電気的に導電性である
と共に、ＰＩＮダイオードが光を受光することができる
ように透光性でなければならない。概して、透光性導体
２４を形成するために使用すべき種類の材料に対して、
ボンディングを行うことは非常に困難である。従って、
ある種のクランプ又は支持構造を利用して、導電リード
２６を透光性導体２４に取付けなければならない。しか
しながら、その結果、電気的接続の信頼性が低くなると
共に、その製造に費用がかかることとなる。
の欠点は、導電リード２６と透光性導体２４との間の電
気的な接続である。透光性導体２４は、ＰＩＮダイオー
ドのバイアスを可能にするために電気的に導電性である
と共に、ＰＩＮダイオードが光を受光することができる
ように透光性でなければならない。概して、透光性導体
２４を形成するために使用すべき種類の材料に対して、
ボンディングを行うことは非常に困難である。従って、
ある種のクランプ又は支持構造を利用して、導電リード
２６を透光性導体２４に取付けなければならない。しか
しながら、その結果、電気的接続の信頼性が低くなると
共に、その製造に費用がかかることとなる。
【０００８】図１の画像センサ構造の他の欠点は、個々
の画像センサが互いに絶縁されていないということであ
る。即ち、電流が、Ｎ型層１４によって隣接する画像セ
ンサ間を流れることが可能であるため、所定の画像セン
サの受光する光が隣接する画像センサに影響することと
なる。特に受光した光の光強度が隣接する画像センサ間
で非常に異なっている場合、画像センサ間に電荷が流れ
る可能性がある。隣接する画像センサは、Ｐ型層１８、
Ｉ層１６及びＮ型層１４を共有している。そのため、ト
レンチ２８を形成することにより、隣接する画像センサ
のＮ型層部の間の抵抗を増大させることで画像センサ間
を幾分絶縁している。
の画像センサが互いに絶縁されていないということであ
る。即ち、電流が、Ｎ型層１４によって隣接する画像セ
ンサ間を流れることが可能であるため、所定の画像セン
サの受光する光が隣接する画像センサに影響することと
なる。特に受光した光の光強度が隣接する画像センサ間
で非常に異なっている場合、画像センサ間に電荷が流れ
る可能性がある。隣接する画像センサは、Ｐ型層１８、
Ｉ層１６及びＮ型層１４を共有している。そのため、ト
レンチ２８を形成することにより、隣接する画像センサ
のＮ型層部の間の抵抗を増大させることで画像センサ間
を幾分絶縁している。
【０００９】透光性導体が確実に画素センサ間を電気的
に接続され且つ基板上に生じる画素センサのバイアス電
圧に電気的に接続されるようにして、基板に隣接して形
成される複数の能動画素センサを設けることが望まし
い。また、画素センサを互いに絶縁させることにより、
画素センサ間のカップリングを低減することも望まし
い。
に接続され且つ基板上に生じる画素センサのバイアス電
圧に電気的に接続されるようにして、基板に隣接して形
成される複数の能動画素センサを設けることが望まし
い。また、画素センサを互いに絶縁させることにより、
画素センサ間のカップリングを低減することも望まし
い。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、基板に隣接
して複数の画像センサが形成されている。透光性導体
は、確実に画像センサ間を電気的に接続すると共に基板
上に生じる画素センサのバイアス電圧に電気的に接続さ
れている。また、画像センサは、互いに絶縁されてお
り、それによって画像センサ間のカップリングが低減さ
れる。
して複数の画像センサが形成されている。透光性導体
は、確実に画像センサ間を電気的に接続すると共に基板
上に生じる画素センサのバイアス電圧に電気的に接続さ
れている。また、画像センサは、互いに絶縁されてお
り、それによって画像センサ間のカップリングが低減さ
れる。
【００１１】第１の実施の形態では、画像センサのアレ
イが設けられている。この画像センサのアレイは、基板
を有している。その基板に隣接して相互接続構造が形成
される。また、相互接続構造に隣接して、複数の画像セ
ンサが形成されている。各画像センサは、画素電極と、
その画素電極に隣接して形成される分離したＩ層部とを
有している。更に、画像センサのアレイには、各画像セ
ンサ間に絶縁材料が設けられている。画像センサ上に
は、透光性電極が形成されている。この透光性電極の内
面は、画像センサ及び相互接続構造の外面に電気的に接
続されている。
イが設けられている。この画像センサのアレイは、基板
を有している。その基板に隣接して相互接続構造が形成
される。また、相互接続構造に隣接して、複数の画像セ
ンサが形成されている。各画像センサは、画素電極と、
その画素電極に隣接して形成される分離したＩ層部とを
有している。更に、画像センサのアレイには、各画像セ
ンサ間に絶縁材料が設けられている。画像センサ上に
は、透光性電極が形成されている。この透光性電極の内
面は、画像センサ及び相互接続構造の外面に電気的に接
続されている。
【００１２】第２の実施の形態は、第１の実施の形態に
類似している。第２の実施の形態の各画像センサには、
Ｉ層部に隣接して形成される分離したＰ型層部が設けら
れている。
類似している。第２の実施の形態の各画像センサには、
Ｉ層部に隣接して形成される分離したＰ型層部が設けら
れている。
【００１３】第３の実施の形態は、第１の実施の形態と
類似している。第３の実施の形態の各画像センサにはＰ
型層が設けられており、このＰ型層は、複数の分離した
Ｉ層部に隣接して広がっている。
類似している。第３の実施の形態の各画像センサにはＰ
型層が設けられており、このＰ型層は、複数の分離した
Ｉ層部に隣接して広がっている。
【００１４】第４の実施の形態は、第１の実施の形態と
類似している。第４の実施の形態では、Ｎ型層から構成
される各画素電極が設けられている。
類似している。第４の実施の形態では、Ｎ型層から構成
される各画素電極が設けられている。
【００１５】第５の実施の形態は、第１の実施の形態と
類似している。第５の実施の形態では、Ｉ層部とアモル
ファスシリコンから構成される画素電極とが設けられて
いる。
類似している。第５の実施の形態では、Ｉ層部とアモル
ファスシリコンから構成される画素電極とが設けられて
いる。
【００１６】本発明の他の態様及び利点は、本発明の原
理を例示する添付図面と共に、以下の詳細な説明から明
らかとなるであろう。
理を例示する添付図面と共に、以下の詳細な説明から明
らかとなるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】説明のために図示するように、本
発明は、基板に隣接する高性能センサアレイとして実現
され、特に画像センサ間の絶縁を有すると共に複数の画
像センサと基板上に配置されたセンサバイアス電圧との
間の、信頼性が高く製造が容易であるバイアス接続を有
する高性能画像センサアレイにおいて実現されている。
発明は、基板に隣接する高性能センサアレイとして実現
され、特に画像センサ間の絶縁を有すると共に複数の画
像センサと基板上に配置されたセンサバイアス電圧との
間の、信頼性が高く製造が容易であるバイアス接続を有
する高性能画像センサアレイにおいて実現されている。
【００１８】図２は、本発明の第１の実施の形態を示
す。この実施の形態では、基板４０が含まれている。こ
の基板４０に隣接して、相互接続構造４２が形成され
る。また、この相互接続構造４２に隣接して、画素相互
接続構造４３が形成される。更に、画素相互接続構造４
３に隣接して、内側金属部４５及び画素電極４４が形成
されている。Ｉ層部４６は、画素電極４４に隣接する。
Ｐ型層部４８は、Ｉ層部４６に隣接している。画像セン
サのアレイの各画像センサは、個々の内側金属部４５、
画素電極４４、Ｉ層部４６及びＰ型層部４８を有してい
る。また、上記Ｐ型層部４８に隣接して、透光性導体
（透光性導電層又は透光性電極）５０が形成されてい
る。更に、上記画像センサの間には、絶縁領域５５が配
置されている。また、第１の画像センサの画素電極４４
は、第１の導電ビア５２を介して基板４０に電気的に接
続されている。更に、第２の画像センサの画素電極４４
は、第２の導電ビア５４を介して基板４０に電気的に接
続されている。また、透光性導体５０は、第３の導電ビ
ア５６を介して基板４０に電気的に接続されている。
す。この実施の形態では、基板４０が含まれている。こ
の基板４０に隣接して、相互接続構造４２が形成され
る。また、この相互接続構造４２に隣接して、画素相互
接続構造４３が形成される。更に、画素相互接続構造４
３に隣接して、内側金属部４５及び画素電極４４が形成
されている。Ｉ層部４６は、画素電極４４に隣接する。
Ｐ型層部４８は、Ｉ層部４６に隣接している。画像セン
サのアレイの各画像センサは、個々の内側金属部４５、
画素電極４４、Ｉ層部４６及びＰ型層部４８を有してい
る。また、上記Ｐ型層部４８に隣接して、透光性導体
（透光性導電層又は透光性電極）５０が形成されてい
る。更に、上記画像センサの間には、絶縁領域５５が配
置されている。また、第１の画像センサの画素電極４４
は、第１の導電ビア５２を介して基板４０に電気的に接
続されている。更に、第２の画像センサの画素電極４４
は、第２の導電ビア５４を介して基板４０に電気的に接
続されている。また、透光性導体５０は、第３の導電ビ
ア５６を介して基板４０に電気的に接続されている。
【００１９】画像センサは、光を受光した時に電荷を伝
導する。概して、基板４０には、検知回路及び信号処理
回路が設けられている。検知回路は、画像センサが伝導
させた電荷の量を検知する。この伝導した電荷の量は、
画像センサが受光した光の強度を表している。一般に、
基板は、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜シリコン）、Ｂｉ
ＣＭＯＳ又はバイポーラとすることができる。この基板
には、電荷結合素子等のあらゆる種類の基板技術を採用
することができる。
導する。概して、基板４０には、検知回路及び信号処理
回路が設けられている。検知回路は、画像センサが伝導
させた電荷の量を検知する。この伝導した電荷の量は、
画像センサが受光した光の強度を表している。一般に、
基板は、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜シリコン）、Ｂｉ
ＣＭＯＳ又はバイポーラとすることができる。この基板
には、電荷結合素子等のあらゆる種類の基板技術を採用
することができる。
【００２０】典型的には相互接続構造４２は標準のＣＭ
ＯＳ相互接続構造である。この相互接続構造の構造自体
及び製造方法は、電子集積回路製造の分野において周知
である。相互接続構造４２は、エッチング等の手法で画
定されるサブトラクティブな金属構造、或いはシングル
又はデュアルのダマスク構造（又は杭状構造）とするこ
とができる。
ＯＳ相互接続構造である。この相互接続構造の構造自体
及び製造方法は、電子集積回路製造の分野において周知
である。相互接続構造４２は、エッチング等の手法で画
定されるサブトラクティブな金属構造、或いはシングル
又はデュアルのダマスク構造（又は杭状構造）とするこ
とができる。
【００２１】画素相互接続構造４３によれば、高性能画
像センサ構造についての、信頼性及び構造上の利点が得
られる。この画素相互接続構造では、画素電極４４が相
互接続構造４２上に配置された金属パッドではなくシリ
コン上に形成されるため、薄い画素電極４４を形成する
ことが可能となる。また、画素相互接続構造４３は、画
素電極４４を相互接続構造４２に電気的に接続する。こ
の画素相互接続構造４３は典型的にはポリイミド、酸化
シリコン又は窒化シリコン等の誘電体の膜から形成され
る。
像センサ構造についての、信頼性及び構造上の利点が得
られる。この画素相互接続構造では、画素電極４４が相
互接続構造４２上に配置された金属パッドではなくシリ
コン上に形成されるため、薄い画素電極４４を形成する
ことが可能となる。また、画素相互接続構造４３は、画
素電極４４を相互接続構造４２に電気的に接続する。こ
の画素相互接続構造４３は典型的にはポリイミド、酸化
シリコン又は窒化シリコン等の誘電体の膜から形成され
る。
【００２２】導電ビア５２、５４は、画素相互接続構造
４３を貫通して、画素電極４４を基板４０に電気的に接
続する。第３の導電ビア５６は、画素相互接続構造４３
を貫通して、確実に、透光性導体５０と基板４０との間
を電気的に接続する。一般に、これら導電ビア５２、５
４、５６は、タングステンから形成されている。タング
ステンは高アスペクト比の正孔を充填することができる
ため、製造中には概してタングステンが使用される。即
ち、タングステンを用いて、狭く且つ比較的長い相互接
続を形成することができる。一般に、導電ビア５２、５
４、５６は、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを用いて形成
される。なお、導電ビア５２、５４、５６の形成に使用
することができる他の材料には、銅、アルミニウム又は
他の導電性材料がある。
４３を貫通して、画素電極４４を基板４０に電気的に接
続する。第３の導電ビア５６は、画素相互接続構造４３
を貫通して、確実に、透光性導体５０と基板４０との間
を電気的に接続する。一般に、これら導電ビア５２、５
４、５６は、タングステンから形成されている。タング
ステンは高アスペクト比の正孔を充填することができる
ため、製造中には概してタングステンが使用される。即
ち、タングステンを用いて、狭く且つ比較的長い相互接
続を形成することができる。一般に、導電ビア５２、５
４、５６は、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを用いて形成
される。なお、導電ビア５２、５４、５６の形成に使用
することができる他の材料には、銅、アルミニウム又は
他の導電性材料がある。
【００２３】画素電極４４と基板４０と間に画素相互接
続構造４３を設けることにより、いくつかの構造上の利
点がある。即ち、このような構造により、相互接続回路
構成を密に実装することが可能となる。まず第１に、ビ
ア５２、５４、５６が画素電極の下に直接配置されてい
るため、横方向のスペースが保たれる。第２に、この構
造により、直径が最小のビア５２、５４、５６を形成す
ることができる。概して、ビア５２、５４、５６を形成
する最良の方法はＣＶＤプロセスである。即ち、タング
ステンのＣＶＤプロセスにより、直径の小さいビアを形
成することが可能となる。しかしながら、ＣＶＤプロセ
スによってタングステンのビアを形成するために必要な
温度は、画素電極を形成するための材料の多く（例えば
アモルファスシリコン）が耐えることができる温度より
高い。基板４０上に画素相互接続構造４３を形成し、画
素相互接続構造４３上に画素電極４４を形成することに
より、画素電極４４より前にビア５２、５４、５６を形
成することができるため、画素電極４４がビア５２、５
４、５６の形成に必要な高温に晒されることはない。
続構造４３を設けることにより、いくつかの構造上の利
点がある。即ち、このような構造により、相互接続回路
構成を密に実装することが可能となる。まず第１に、ビ
ア５２、５４、５６が画素電極の下に直接配置されてい
るため、横方向のスペースが保たれる。第２に、この構
造により、直径が最小のビア５２、５４、５６を形成す
ることができる。概して、ビア５２、５４、５６を形成
する最良の方法はＣＶＤプロセスである。即ち、タング
ステンのＣＶＤプロセスにより、直径の小さいビアを形
成することが可能となる。しかしながら、ＣＶＤプロセ
スによってタングステンのビアを形成するために必要な
温度は、画素電極を形成するための材料の多く（例えば
アモルファスシリコン）が耐えることができる温度より
高い。基板４０上に画素相互接続構造４３を形成し、画
素相互接続構造４３上に画素電極４４を形成することに
より、画素電極４４より前にビア５２、５４、５６を形
成することができるため、画素電極４４がビア５２、５
４、５６の形成に必要な高温に晒されることはない。
【００２４】一方、内側金属部４５は、薄い導電性材料
から構成される必要がある。この内側金属部４５は例え
ば、縮退状態にドーピングされた半導体層、アルミニウ
ム、チタン、窒化チタン、銅又はタングステン等から形
成することができる。また、内側金属部４５は、薄く
（約５００オングストロームの厚さ）且つ滑らかでなけ
ればならない。即ち、内側金属部４５は、表面の粗さが
内側金属部４５上に形成された画素電極４４の厚さより
概して小さくなる程度に、滑らかでなければならない。
このような滑らかさの要件を満たすために、内側金属部
４５を研磨する必要がある。
から構成される必要がある。この内側金属部４５は例え
ば、縮退状態にドーピングされた半導体層、アルミニウ
ム、チタン、窒化チタン、銅又はタングステン等から形
成することができる。また、内側金属部４５は、薄く
（約５００オングストロームの厚さ）且つ滑らかでなけ
ればならない。即ち、内側金属部４５は、表面の粗さが
内側金属部４５上に形成された画素電極４４の厚さより
概して小さくなる程度に、滑らかでなければならない。
このような滑らかさの要件を満たすために、内側金属部
４５を研磨する必要がある。
【００２５】このような内側金属部４５は、任意とする
ことができる。しかしながら、内側金属部４５は、画素
電極４４の形成に使用する材料より抵抗が低い。従っ
て、この内側金属部４５により、比較的良好な集電が可
能となる。
ことができる。しかしながら、内側金属部４５は、画素
電極４４の形成に使用する材料より抵抗が低い。従っ
て、この内側金属部４５により、比較的良好な集電が可
能となる。
【００２６】概して、画素電極４４は、ドーピングした
半導体から形成されている。ドーピングした半導体は、
アモルファスシリコンのＮ型層とすることができる。画
素電極４４は十分に厚く且つ動作中にバイアスされた時
に完全に消耗しないよう十分に濃くドーピングされてい
なければならない。一般に、画素電極４４には燐がドー
ピングされる。
半導体から形成されている。ドーピングした半導体は、
アモルファスシリコンのＮ型層とすることができる。画
素電極４４は十分に厚く且つ動作中にバイアスされた時
に完全に消耗しないよう十分に濃くドーピングされてい
なければならない。一般に、画素電極４４には燐がドー
ピングされる。
【００２７】また、画素電極４４は、典型的にはプラズ
マエッチング化学気相成膜法（ＰＥＣＶＤ）を用いて成
膜される。アモルファスシリコンの画素電極を形成する
場合、シリコン含有ガス（Ｓｉ2Ｈ6又はＳｉＨ4等）が
用いられる。Ｎ型層の画素電極を形成する場合、燐含有
ガス（ＰＨ3等）を用いてＰＥＣＶＤプロセスが実行さ
れる。
マエッチング化学気相成膜法（ＰＥＣＶＤ）を用いて成
膜される。アモルファスシリコンの画素電極を形成する
場合、シリコン含有ガス（Ｓｉ2Ｈ6又はＳｉＨ4等）が
用いられる。Ｎ型層の画素電極を形成する場合、燐含有
ガス（ＰＨ3等）を用いてＰＥＣＶＤプロセスが実行さ
れる。
【００２８】ＰＩＮダイオードの画像センサを形成する
場合、一般にアモルファスシリコンのＮ型層が使用され
る。しかしながら、ダイオードの画像センサは、ＮＩＰ
型センサ構造を有することができる。この場合、画素電
極４４はＰ型層から形成され、図２のＰ型層部４８の代
りにＮ型層部が設けられる。
場合、一般にアモルファスシリコンのＮ型層が使用され
る。しかしながら、ダイオードの画像センサは、ＮＩＰ
型センサ構造を有することができる。この場合、画素電
極４４はＰ型層から形成され、図２のＰ型層部４８の代
りにＮ型層部が設けられる。
【００２９】Ｉ層部４６は、略水素化アモルファスシリ
コンから形成される。また、Ｉ層部４６は、ＰＥＣＶＤ
プロセス又は反応性スパッタ法を用いて成膜することが
できる。このＰＥＣＶＤプロセスでは、シリコン含有ガ
スを用いなければならない。また、この成膜は、水素が
膜内に維持される程度に低い温度で行われなければなら
ない。一般に、Ｉ層部４６は、約１ミクロンの厚さであ
る。
コンから形成される。また、Ｉ層部４６は、ＰＥＣＶＤ
プロセス又は反応性スパッタ法を用いて成膜することが
できる。このＰＥＣＶＤプロセスでは、シリコン含有ガ
スを用いなければならない。また、この成膜は、水素が
膜内に維持される程度に低い温度で行われなければなら
ない。一般に、Ｉ層部４６は、約１ミクロンの厚さであ
る。
【００３０】概して、Ｐ型層部４８は、アモルファスシ
リコンから形成される。典型的な場合には、Ｐ型層部４
８はホウ素によってドーピングされている。
リコンから形成される。典型的な場合には、Ｐ型層部４
８はホウ素によってドーピングされている。
【００３１】Ｐ型層部４８は、ＰＥＣＶＤプロセスを用
いて成膜することができる。このＰＥＣＶＤプロセスで
は、ホウ素含有ガスを用いて実行される。ホウ素含有ガ
スは、Ｂ2Ｈ6とすることができる。アモルファスシリコ
ンのＰ型層部４８を形成する場合、シリコン含有ガスが
用いられる。このＰ型層部４８の厚さは概して、非常に
短い波長（青）の光を確実に吸収しないことを保証でき
るように、調整しなければならない。
いて成膜することができる。このＰＥＣＶＤプロセスで
は、ホウ素含有ガスを用いて実行される。ホウ素含有ガ
スは、Ｂ2Ｈ6とすることができる。アモルファスシリコ
ンのＰ型層部４８を形成する場合、シリコン含有ガスが
用いられる。このＰ型層部４８の厚さは概して、非常に
短い波長（青）の光を確実に吸収しないことを保証でき
るように、調整しなければならない。
【００３２】本発明の他の実施の形態では、Ｐ型層部４
８が設けられていない。Ｐ型層部４８は、透光性導体５
０内の材料の組成を適切に選択し、画素電極４４のドー
ピングレベルを適切に選択することにより、除去するこ
とができる。この実施の形態では、透光性導体５０によ
り、Ｉ層部４６の端面と相互接続構造４２との間ではな
く、画像センサのＩ層部４６の頂面と相互接続構造４２
との間が導電接続される。
８が設けられていない。Ｐ型層部４８は、透光性導体５
０内の材料の組成を適切に選択し、画素電極４４のドー
ピングレベルを適切に選択することにより、除去するこ
とができる。この実施の形態では、透光性導体５０によ
り、Ｉ層部４６の端面と相互接続構造４２との間ではな
く、画像センサのＩ層部４６の頂面と相互接続構造４２
との間が導電接続される。
【００３３】また、絶縁領域５５によって、画素電極４
４、Ｉ層部４６及びＰ型層部４８によって形成された画
像センサ間に絶縁が設けられる。即ち、絶縁領域５５に
より、画像センサ間に絶縁が形成される。一般に、絶縁
領域５５は、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4又はＳｉＯ2とＳｉ3Ｎ4
との化合物から形成される。また、第２の導電ビア５４
を介して基板４０に電気的に接続された第２の画素セン
サと透光性導体５０との間には、端部絶縁領域５９が配
置されている。なお、本発明の実施の形態では端部絶縁
領域５９が設けられているが、他の実施の形態では設け
られていない。
４、Ｉ層部４６及びＰ型層部４８によって形成された画
像センサ間に絶縁が設けられる。即ち、絶縁領域５５に
より、画像センサ間に絶縁が形成される。一般に、絶縁
領域５５は、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4又はＳｉＯ2とＳｉ3Ｎ4
との化合物から形成される。また、第２の導電ビア５４
を介して基板４０に電気的に接続された第２の画素セン
サと透光性導体５０との間には、端部絶縁領域５９が配
置されている。なお、本発明の実施の形態では端部絶縁
領域５９が設けられているが、他の実施の形態では設け
られていない。
【００３４】上述したように、画素電極４４、Ｉ層部４
６及びＰ型層部４８は、略アモルファスシリコンから形
成される。しかしながら、それらはアモルファスカーボ
ン、アモルファス炭化シリコン、アモルファスゲルマニ
ウム又はアモルファスシリコン・ゲルマニウムから形成
することもできる。なお、ここで挙げたものが、すべて
を網羅しているわけではない。
６及びＰ型層部４８は、略アモルファスシリコンから形
成される。しかしながら、それらはアモルファスカーボ
ン、アモルファス炭化シリコン、アモルファスゲルマニ
ウム又はアモルファスシリコン・ゲルマニウムから形成
することもできる。なお、ここで挙げたものが、すべて
を網羅しているわけではない。
【００３５】一方、透光性導体５０により、Ｐ型層部４
８と相互接続構造４２との間が導電接続される。また、
画像センサが受光する光は、透光性導体５０を通過しな
ければならない。概して、透光性導体５０は、インジウ
ム酸化スズから形成される。しかしながら、窒化チタ
ン、薄いケイ化物、若しくはある種の遷移金属窒化物又
は酸化物から形成することもできる。
８と相互接続構造４２との間が導電接続される。また、
画像センサが受光する光は、透光性導体５０を通過しな
ければならない。概して、透光性導体５０は、インジウ
ム酸化スズから形成される。しかしながら、窒化チタ
ン、薄いケイ化物、若しくはある種の遷移金属窒化物又
は酸化物から形成することもできる。
【００３６】透光性導体５０内で使用される材料の種類
の選択、及び透光性導体５０の所望の厚さの決定は共
に、画像センサが受光する光の光学反射を最小化するこ
とを基本にしてなされる。画像センサが受光する光の反
射を最小化することにより、画像センサが検出する光の
量を最適化することが容易になる。
の選択、及び透光性導体５０の所望の厚さの決定は共
に、画像センサが受光する光の光学反射を最小化するこ
とを基本にしてなされる。画像センサが受光する光の反
射を最小化することにより、画像センサが検出する光の
量を最適化することが容易になる。
【００３７】透光性導体５０は、スパッタ法によって成
膜することができる。スパッタによる成膜は、集積回路
製造の分野において周知である。
膜することができる。スパッタによる成膜は、集積回路
製造の分野において周知である。
【００３８】また、透光性導体５０上に、保護層を形成
することができる。この保護層により、機械的保護及び
電気的絶縁が得られると共に、いくつかの反射防止特性
を得ることができる。
することができる。この保護層により、機械的保護及び
電気的絶縁が得られると共に、いくつかの反射防止特性
を得ることができる。
【００３９】他の実施の形態では、ショットキー・ダイ
オード・センサが設けられている。ショットキー・ダイオ
ード・センサには、いくつかの異なる構成がある。第１
のショットキー・ダイオードの構成では、電極４４が導
電性金属から形成されている。この構成にはまた、Ｉ層
部４６及びＰ型層部４８が設けられている。第２のショ
ットキー・ダイオードの構成では、電極４４が導電性金
属から形成されており、Ｐ型層部４８に代わって透光性
導体部又は透光性ケイ化物が設けられている。第３のシ
ョットキー・ダイオードの構成では、電極４４がＮ型層
部から形成されており、Ｐ型層部に代わって透光性導体
（導電層部）が設けられている。この第３の構成の透光
性導体は、適切な仕事関数を有するものでなければなら
ない。このようなショットキー構造に用いることができ
る導電性金属には、クロム、白金、アルミニウム及びチ
タン等がある。
オード・センサが設けられている。ショットキー・ダイオ
ード・センサには、いくつかの異なる構成がある。第１
のショットキー・ダイオードの構成では、電極４４が導
電性金属から形成されている。この構成にはまた、Ｉ層
部４６及びＰ型層部４８が設けられている。第２のショ
ットキー・ダイオードの構成では、電極４４が導電性金
属から形成されており、Ｐ型層部４８に代わって透光性
導体部又は透光性ケイ化物が設けられている。第３のシ
ョットキー・ダイオードの構成では、電極４４がＮ型層
部から形成されており、Ｐ型層部に代わって透光性導体
（導電層部）が設けられている。この第３の構成の透光
性導体は、適切な仕事関数を有するものでなければなら
ない。このようなショットキー構造に用いることができ
る導電性金属には、クロム、白金、アルミニウム及びチ
タン等がある。
【００４０】図３は、本発明の他の実施の形態を示して
いる。本実施の形態では、各画像センサが個々のＰ型層
部を有しているのではなく、画像センサのアレイを構成
する複数の画像センサのＩ層部に隣接して、１つのＰ型
層７４が形成されている。即ち、いくつかのＰＩＮダイ
オードセンサの画像センサが、共通のＰ型層７４を共有
している。
いる。本実施の形態では、各画像センサが個々のＰ型層
部を有しているのではなく、画像センサのアレイを構成
する複数の画像センサのＩ層部に隣接して、１つのＰ型
層７４が形成されている。即ち、いくつかのＰＩＮダイ
オードセンサの画像センサが、共通のＰ型層７４を共有
している。
【００４１】Ｐ型層７４は概して、電極４４及びＩ層部
４６の形成後に成膜される。一般に、電極４４及びＩ層
部４６は、基板４０を真空環境から取除く必要なく形成
することができる。しかしながら、Ｐ型層７４を形成す
るには、基板４０を真空環境から取除く必要がある。即
ち、真空環境でなくなることによって、Ｐ型層７４とＩ
層部４６との間の界面準位の密度が高くなる可能性があ
る。
４６の形成後に成膜される。一般に、電極４４及びＩ層
部４６は、基板４０を真空環境から取除く必要なく形成
することができる。しかしながら、Ｐ型層７４を形成す
るには、基板４０を真空環境から取除く必要がある。即
ち、真空環境でなくなることによって、Ｐ型層７４とＩ
層部４６との間の界面準位の密度が高くなる可能性があ
る。
【００４２】一般に、絶縁領域５５を形成するために必
要な処理ステップには、絶縁領域５５を研磨する処理が
必要である。本実施形態では、絶縁領域５５を研磨する
処理は概して、Ｐ型層７４の成膜前に行われる。従っ
て、Ｐ型層７４の厚さは、図２の実施の形態によるＰ型
層部４８の厚さより一般的に容易に制御することができ
る。
要な処理ステップには、絶縁領域５５を研磨する処理が
必要である。本実施形態では、絶縁領域５５を研磨する
処理は概して、Ｐ型層７４の成膜前に行われる。従っ
て、Ｐ型層７４の厚さは、図２の実施の形態によるＰ型
層部４８の厚さより一般的に容易に制御することができ
る。
【００４３】Ｐ型層部ではなく、このようなＰ型層７４
を形成することにより、透光性導体５０が接着する表面
がより均一になる。即ち、透光性導体５０は、Ｐ型層部
４８及び絶縁領域５５ではなく、１つの均一なＰ型層７
４にのみ接着しなければならない。
を形成することにより、透光性導体５０が接着する表面
がより均一になる。即ち、透光性導体５０は、Ｐ型層部
４８及び絶縁領域５５ではなく、１つの均一なＰ型層７
４にのみ接着しなければならない。
【００４４】図４乃至図１０に、図２に示す実施の形態
を実現するために用いることができる処理ステップを示
す。
を実現するために用いることができる処理ステップを示
す。
【００４５】図４は、その上に標準の相互接続構造４２
及び画素相互接続構造４３が形成された基板４０を示し
ている。この相互接続構造を形成する構造及び方法は、
電子集積回路製造の分野において周知である。相互接続
構造４２は、サブトラクティブな金属構造、あるいはシ
ングル又はデュアルのダマスク構造とすることができ
る。画素相互接続構造４３は概して、酸化シリコン又は
窒化シリコンから形成される。
及び画素相互接続構造４３が形成された基板４０を示し
ている。この相互接続構造を形成する構造及び方法は、
電子集積回路製造の分野において周知である。相互接続
構造４２は、サブトラクティブな金属構造、あるいはシ
ングル又はデュアルのダマスク構造とすることができ
る。画素相互接続構造４３は概して、酸化シリコン又は
窒化シリコンから形成される。
【００４６】画素相互接続構造４３には、導電ビア５
２、５４、５６が設けられている。一般に、導電ビア５
２、５４、５６は、タングステンから形成される。タン
グステンが通常用いられるのは、タングステンが、製造
中に高アスペクト比の正孔を充填することができるため
である。即ち、タングステンを用いて、狭くかつ比較的
長い相互接続を形成することができる。一般に、導電ビ
ア５２、５４、５６は、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを
用いて形成される。導電ビア５２、５４、５６の形成に
使用することができる他の材料として、銅、アルミニウ
ム又は他の導電性の材料がある。
２、５４、５６が設けられている。一般に、導電ビア５
２、５４、５６は、タングステンから形成される。タン
グステンが通常用いられるのは、タングステンが、製造
中に高アスペクト比の正孔を充填することができるため
である。即ち、タングステンを用いて、狭くかつ比較的
長い相互接続を形成することができる。一般に、導電ビ
ア５２、５４、５６は、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを
用いて形成される。導電ビア５２、５４、５６の形成に
使用することができる他の材料として、銅、アルミニウ
ム又は他の導電性の材料がある。
【００４７】図５は、画素相互接続構造４３上に成膜さ
れた内側金属層６０、画素電極層６２、Ｉ層６４及びＰ
型層６６を示している。一般に、内側金属層６０は、ス
パッタ法によって成膜される。
れた内側金属層６０、画素電極層６２、Ｉ層６４及びＰ
型層６６を示している。一般に、内側金属層６０は、ス
パッタ法によって成膜される。
【００４８】また、画素電極層６２は概して、ＰＥＣＶ
Ｄプロセスを用いて成膜される。このＰＥＣＶＤプロセ
スでは、燐含有ガスを用いて実行される。燐含有ガス
は、ＰＨ3とすることができる。アモルファスシリコン
の画素電極４４を形成する場合は、Ｓｉ2Ｈ6又はＳｉＨ
4等のシリコン含有ガスが用いられる。
Ｄプロセスを用いて成膜される。このＰＥＣＶＤプロセ
スでは、燐含有ガスを用いて実行される。燐含有ガス
は、ＰＨ3とすることができる。アモルファスシリコン
の画素電極４４を形成する場合は、Ｓｉ2Ｈ6又はＳｉＨ
4等のシリコン含有ガスが用いられる。
【００４９】また、Ｉ層６４は、概して、ＰＥＣＶＤプ
ロセス又は反応性スパッタ法を用いて成膜される。この
ＰＥＣＶＤプロセスでは、シリコン含有ガスを用いなけ
ればならない。この成膜は、膜内に水素が維持される程
度に低い温度で行わなければならない。
ロセス又は反応性スパッタ法を用いて成膜される。この
ＰＥＣＶＤプロセスでは、シリコン含有ガスを用いなけ
ればならない。この成膜は、膜内に水素が維持される程
度に低い温度で行わなければならない。
【００５０】また、Ｐ型層６６もＰＥＣＶＤプロセスを
用いて成膜することができる。このＰＥＣＶＤプロセス
は、ホウ素含有ガスを用いて実行される。ホウ素含有ガ
スは、Ｂ2Ｈ6とすることができる。アモルファスシリコ
ンのＰ型層６６を形成する場合、シリコン含有ガスが用
いられる。
用いて成膜することができる。このＰＥＣＶＤプロセス
は、ホウ素含有ガスを用いて実行される。ホウ素含有ガ
スは、Ｂ2Ｈ6とすることができる。アモルファスシリコ
ンのＰ型層６６を形成する場合、シリコン含有ガスが用
いられる。
【００５１】図６は、予め決められたパターンに従って
画像センサを形成するようウェット又はドライエッチン
グされた内側金属層６０、画素電極層６２、Ｉ層６４及
びＰ型層６６を示している。
画像センサを形成するようウェット又はドライエッチン
グされた内側金属層６０、画素電極層６２、Ｉ層６４及
びＰ型層６６を示している。
【００５２】図７は、絶縁層６８の成膜を示している。
絶縁層６８は、ＰＥＣＶＤプロセスによって成膜され
る。また、絶縁層６８は概して、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4又
はＳｉＯ2とＳｉ3Ｎ4の化合物から形成される。絶縁層
６８は画像センサ間のギャップを埋めるものであり、こ
の絶縁層６８によって絶縁領域５５が形成される。
絶縁層６８は、ＰＥＣＶＤプロセスによって成膜され
る。また、絶縁層６８は概して、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4又
はＳｉＯ2とＳｉ3Ｎ4の化合物から形成される。絶縁層
６８は画像センサ間のギャップを埋めるものであり、こ
の絶縁層６８によって絶縁領域５５が形成される。
【００５３】図８は、絶縁領域５５を形成するよう研磨
される又はエッチングされた絶縁層６８を示している。
される又はエッチングされた絶縁層６８を示している。
【００５４】図９は、第３の導電ビア５６へのアクセス
が可能となるよう、更にエッチングされた絶縁層６８を
示している。
が可能となるよう、更にエッチングされた絶縁層６８を
示している。
【００５５】図１０は、Ｐ型層部４８上に成膜され、Ｐ
型層部４８と導電ビア５６との間を電気的に接続する透
光性導体５０を示している。一般に、透光性導体５０
は、インジウム酸化スズから形成される。しかしなが
ら、窒化チタン、薄いケイ化物、若しくはある種の遷移
金属窒化物又は酸化物から形成することもできる。
型層部４８と導電ビア５６との間を電気的に接続する透
光性導体５０を示している。一般に、透光性導体５０
は、インジウム酸化スズから形成される。しかしなが
ら、窒化チタン、薄いケイ化物、若しくはある種の遷移
金属窒化物又は酸化物から形成することもできる。
【００５６】概して、透光性導体５０は、反応性スパッ
タ法により成膜される。しかしながら、蒸着によって成
長させることもできる。透光性導体５０が窒化チタンか
ら形成される場合、概して、透光性導体５０は、ＣＶＤ
プロセス又はスパッタ法を用いて成膜させなければなら
ない。
タ法により成膜される。しかしながら、蒸着によって成
長させることもできる。透光性導体５０が窒化チタンか
ら形成される場合、概して、透光性導体５０は、ＣＶＤ
プロセス又はスパッタ法を用いて成膜させなければなら
ない。
【００５７】図１１は、予め決められたパターンに従っ
てエッチングされた透光性導体５０及び画素相互接続構
造４３を示している。このエッチングにより、相互接続
構造４２のボンディング・パッド６５へのアクセスが可
能となる。
てエッチングされた透光性導体５０及び画素相互接続構
造４３を示している。このエッチングにより、相互接続
構造４２のボンディング・パッド６５へのアクセスが可
能となる。
【００５８】上述したように、透光性導体５０上に保護
層を形成することができる。この保護層により、機械的
保護及び電気的絶縁が得られると共に、いくつかの反射
防止特性を得ることができる。
層を形成することができる。この保護層により、機械的
保護及び電気的絶縁が得られると共に、いくつかの反射
防止特性を得ることができる。
【００５９】ここで、図１２乃至図１９に、図３に示す
実施の形態を製造するために用いることができる処理ス
テップを示す。
実施の形態を製造するために用いることができる処理ス
テップを示す。
【００６０】図１２は、画素相互接続構造４３上に成膜
された内側金属層６０、画素電極層６２及びＩ層６４を
示している。一般に、内側金属層６０は、スパッタ法に
よって成膜される。また、画素電極層６２は概して、Ｐ
ＥＣＶＤプロセスを用いて成膜される。このＰＥＣＶＤ
プロセスは、燐含有ガスを用いて実行される。燐含有ガ
スは、ＰＨ3とすることができる。アモルファスシリコ
ンの画素電極４４を形成する場合は、Ｓｉ2Ｈ6又はＳｉ
Ｈ4等のシリコン含有ガスが用いられる。また、Ｉ層６
４は概して、ＰＥＣＶＤプロセス又は反応性スパッタ法
を用いて成膜される。このＰＥＣＶＤプロセスでは、シ
リコン含有ガスを用いなければならない。この成膜は、
膜内に水素が保持される程度に低い温度で行わなければ
ならない。
された内側金属層６０、画素電極層６２及びＩ層６４を
示している。一般に、内側金属層６０は、スパッタ法に
よって成膜される。また、画素電極層６２は概して、Ｐ
ＥＣＶＤプロセスを用いて成膜される。このＰＥＣＶＤ
プロセスは、燐含有ガスを用いて実行される。燐含有ガ
スは、ＰＨ3とすることができる。アモルファスシリコ
ンの画素電極４４を形成する場合は、Ｓｉ2Ｈ6又はＳｉ
Ｈ4等のシリコン含有ガスが用いられる。また、Ｉ層６
４は概して、ＰＥＣＶＤプロセス又は反応性スパッタ法
を用いて成膜される。このＰＥＣＶＤプロセスでは、シ
リコン含有ガスを用いなければならない。この成膜は、
膜内に水素が保持される程度に低い温度で行わなければ
ならない。
【００６１】図１３は、予め決められたパターンに従っ
て画像センサを形成するようウェット又はドライ・エッ
チングされた内側金属層６０、画素電極層６２及びＩ層
６４を示している。
て画像センサを形成するようウェット又はドライ・エッ
チングされた内側金属層６０、画素電極層６２及びＩ層
６４を示している。
【００６２】図１４は、絶縁層６８の成膜を示してい
る。絶縁層６８は、ＰＥＣＶＤプロセスによって成膜さ
れる。また、絶縁層６８は概して、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4
又はＳｉＯ2とＳｉ3Ｎ4の化合物から形成される。絶縁
層６８は画像センサ間のギャップを埋めるものであり、
この絶縁層６８によって絶縁領域５５が形成される。
る。絶縁層６８は、ＰＥＣＶＤプロセスによって成膜さ
れる。また、絶縁層６８は概して、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4
又はＳｉＯ2とＳｉ3Ｎ4の化合物から形成される。絶縁
層６８は画像センサ間のギャップを埋めるものであり、
この絶縁層６８によって絶縁領域５５が形成される。
【００６３】図１５は、研磨される又はエッチングされ
た絶縁層６８を示している。
た絶縁層６８を示している。
【００６４】図１６は、成膜されたＰ型層７４を示して
いる。Ｐ型層７４は、ＰＥＣＶＤプロセスを用いて成膜
することができる。このＰＥＣＶＤプロセスは、ホウ素
含有ガスを用いて実行される。ホウ素含有ガスは、Ｂ2
Ｈ6とすることができる。アモルファスシリコンのＰ型
層７４を形成する場合は、シリコン含有ガスが用いられ
る。
いる。Ｐ型層７４は、ＰＥＣＶＤプロセスを用いて成膜
することができる。このＰＥＣＶＤプロセスは、ホウ素
含有ガスを用いて実行される。ホウ素含有ガスは、Ｂ2
Ｈ6とすることができる。アモルファスシリコンのＰ型
層７４を形成する場合は、シリコン含有ガスが用いられ
る。
【００６５】図１７は、第３の導電ビア５６へのアクセ
スを可能とすると共に、絶縁領域５５を形成するように
エッチングされた、絶縁層６８及びＰ型層７４を示して
いる。
スを可能とすると共に、絶縁領域５５を形成するように
エッチングされた、絶縁層６８及びＰ型層７４を示して
いる。
【００６６】図１８は、Ｐ型層７４上に成膜され、Ｐ型
層７４と第３の導電ビア５６との間を電気的に接続する
透光性導体５０を示している。一般に、透光性導体５０
は、インジウム酸化スズから形成される。しかしなが
ら、窒化チタン、薄いケイ化物、あるいは遷移金属窒化
物又は酸化物から形成することもできる。
層７４と第３の導電ビア５６との間を電気的に接続する
透光性導体５０を示している。一般に、透光性導体５０
は、インジウム酸化スズから形成される。しかしなが
ら、窒化チタン、薄いケイ化物、あるいは遷移金属窒化
物又は酸化物から形成することもできる。
【００６７】透光性導体５０は概して、反応性スパッタ
法によって成膜される。しかしながら、蒸着によって成
長させることもできる。透光性導体５０が窒化チタンか
ら形成される場合、透光性導体５０は、概略ＣＶＤプロ
セス又はスパッタ法を用いて成膜しなければならない。
法によって成膜される。しかしながら、蒸着によって成
長させることもできる。透光性導体５０が窒化チタンか
ら形成される場合、透光性導体５０は、概略ＣＶＤプロ
セス又はスパッタ法を用いて成膜しなければならない。
【００６８】図１９は、予め決められたパターンに従っ
てエッチングされた透光性導体５０及び画素相互接続構
造４３を示している。このエッチングにより、相互接続
構造４０のボンディング・パッド６５へのアクセスが可
能となる。
てエッチングされた透光性導体５０及び画素相互接続構
造４３を示している。このエッチングにより、相互接続
構造４０のボンディング・パッド６５へのアクセスが可
能となる。
【００６９】上述したように、透光性導体５０上に保護
層を形成することができる。この保護層により、機械的
保護及び電気的絶縁が得られると共に、いくつかの反射
防止特性を得ることができる。
層を形成することができる。この保護層により、機械的
保護及び電気的絶縁が得られると共に、いくつかの反射
防止特性を得ることができる。
【００７０】本発明の特定の実施の形態について図示し
て説明してきたが、本発明はそのように説明して示した
特定の形態又は部品の配置に限定されるものではない。
本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
て説明してきたが、本発明はそのように説明して示した
特定の形態又は部品の配置に限定されるものではない。
本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００７１】本発明を上述した実施形態に沿って説明す
ると、本発明によれば、基板（４０）と、該基板（４
０）に隣接する相互接続構造（４２、４３）と、該相互
接続構造（４２、４３）に隣接して形成される複数の画
像センサと、該複数の画像センサ間の絶縁材料（５５）
と、前記複数の画像センサの上に形成され、前記複数の
画像センサ及び前記相互接続構造（４２、４３）の外面
に電気的に接続される内面を有する透光性電極（５０）
とを具備し、前記複数の画像センサの各々は、画素電極
（４４）と、該画素電極（４４）に隣接して形成される
分離したＩ層部（４６）とを備えることを特徴とする画
像センサアレイが提供される。
ると、本発明によれば、基板（４０）と、該基板（４
０）に隣接する相互接続構造（４２、４３）と、該相互
接続構造（４２、４３）に隣接して形成される複数の画
像センサと、該複数の画像センサ間の絶縁材料（５５）
と、前記複数の画像センサの上に形成され、前記複数の
画像センサ及び前記相互接続構造（４２、４３）の外面
に電気的に接続される内面を有する透光性電極（５０）
とを具備し、前記複数の画像センサの各々は、画素電極
（４４）と、該画素電極（４４）に隣接して形成される
分離したＩ層部（４６）とを備えることを特徴とする画
像センサアレイが提供される。
【００７２】好ましくは、前記複数の画像センサの各々
は、前記Ｉ層部（４６）に隣接して形成される分離した
Ｐ型層部（４８）を更に備える。
は、前記Ｉ層部（４６）に隣接して形成される分離した
Ｐ型層部（４８）を更に備える。
【００７３】好ましくは、前記複数の画像センサの各々
は、複数の分離した前記Ｉ層部（４６）に隣接して広が
るＰ型層（７４）を更に備える。
は、複数の分離した前記Ｉ層部（４６）に隣接して広が
るＰ型層（７４）を更に備える。
【００７４】好ましくは、前記画素電極（４４）の各々
は、Ｎ型層を有する。
は、Ｎ型層を有する。
【００７５】好ましくは、相互接続構造（４２、４３）
は、前記画素電極（４４）を基板（４０）に電気的に相
互接続する。
は、前記画素電極（４４）を基板（４０）に電気的に相
互接続する。
【００７６】好ましくは、前記Ｉ層部（４６）及び前記
画素電極（４４）は、アモルファスシリコンから構成さ
れる。
画素電極（４４）は、アモルファスシリコンから構成さ
れる。
【００７７】好ましくは、前記Ｐ型層部（４８）は、ア
モルファスシリコンから構成される。
モルファスシリコンから構成される。
【００７８】好ましくは、前記Ｐ型層（７４）は、アモ
ルファスシリコンから構成される。
ルファスシリコンから構成される。
【００７９】好ましくは、前記透光性電極（５０）の内
面は、タングステンプラグ（５４）を介して相互接続構
造（４２、４３）に電気的に接続される。
面は、タングステンプラグ（５４）を介して相互接続構
造（４２、４３）に電気的に接続される。
【００８０】好ましくは、前記透光性電極（５０）は、
インジウム酸化スズから構成される。
インジウム酸化スズから構成される。
【図１】従来の画像センサのアレイの断面図を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図４】基板上に形成された標準の相互接続構造及び画
素相互接続構造を有する基板を示す図である。
素相互接続構造を有する基板を示す図である。
【図５】画素相互接続構造上に成膜された内側金属層、
画素電極層、Ｉ層及びＰ型層を示す図である。
画素電極層、Ｉ層及びＰ型層を示す図である。
【図６】予め決められたパターンに従って画像センサを
形成するようエッチングされた内側金属層、画素電極
層、Ｉ層及びＰ型層を示す図である。
形成するようエッチングされた内側金属層、画素電極
層、Ｉ層及びＰ型層を示す図である。
【図７】絶縁層の成膜を示す図である。
【図８】Ｐ型層を露出させるよう磨かれた成膜層を示す
図である。
図である。
【図９】絶縁領域を形成し第３の導電ビアへのアクセス
が可能となるようエッチングされた絶縁層を示す図であ
る。
が可能となるようエッチングされた絶縁層を示す図であ
る。
【図１０】Ｐ型層部上に成膜され、Ｐ型層部と第３の導
電ビアとの間を電気的に接続する透光性導体を示す図で
ある。
電ビアとの間を電気的に接続する透光性導体を示す図で
ある。
【図１１】予め決められたパターンに従ってエッチング
された透光性導体及び画素相互接続構造を示す図であ
る。
された透光性導体及び画素相互接続構造を示す図であ
る。
【図１２】図４の画素相互接続構造上に成膜された内側
金属層、画素電極層及びＩ層を示す図である。
金属層、画素電極層及びＩ層を示す図である。
【図１３】予め決められたパターンに従って画像センサ
を形成するようエッチングされた内側金属層、画素電極
層及びＩ層を示す図である。
を形成するようエッチングされた内側金属層、画素電極
層及びＩ層を示す図である。
【図１４】絶縁層６８の成膜を示す図である。
【図１５】磨かれた絶縁層を示す図である。
【図１６】成膜されたＰ型層を示す図である。
【図１７】第３の導電ビアへのアクセスが可能となるよ
うエッチングされた絶縁層及びＰ型層を示す図である。
うエッチングされた絶縁層及びＰ型層を示す図である。
【図１８】Ｐ型層上に成膜され、Ｐ型層部と第３の導電
ビアとの間を電気的に接続する透光性導体を示す図であ
る。
ビアとの間を電気的に接続する透光性導体を示す図であ
る。
【図１９】予め決められたパターンに従ってエッチング
された透光性導体及び画素相互接続構造を示す図であ
る。
された透光性導体及び画素相互接続構造を示す図であ
る。
【符号の説明】 ４０…基板 ４３…相互接続構造 ４４…画素電極 ４６…Ｉ層部 ４８…Ｐ型層部 ５０…透光性電極 ５４…タングステンプラグ ５５…絶縁領域 ７４…Ｐ型層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジェレミィ・エー・ゼイル アメリカ合衆国カリフォルニア州マウンテ ン・ビュウ ローラ・レイン 662
Claims (10)
- 【請求項１】基板と、該基板に隣接する相互接続構造
と、該相互接続構造に隣接して形成される複数の画像セ
ンサと、該複数の画像センサ間の絶縁材料と、前記複数
の画像センサの上に形成され、前記複数の画像センサ及
び前記相互接続構造の外面に電気的に接続される内面を
有する透光性電極とを具備し、 前記複数の画像センサの各々は、画素電極と、該画素電
極に隣接して形成される分離したＩ層部とを備えること
を特徴とする画像センサアレイ。 - 【請求項２】前記複数の画像センサの各々は、前記Ｉ層
部に隣接して形成される分離したＰ型層部を更に備えて
いることを特徴とする請求項１記載の画像センサアレ
イ。 - 【請求項３】前記複数の画像センサの各々は、複数の分
離した前記Ｉ層部に隣接して広がるＰ型層を更に備えて
いることを特徴とする請求項１記載の画像センサアレ
イ。 - 【請求項４】前記画素電極の各々は、Ｎ型層を有してい
ることを特徴とする請求項１記載の画像センサアレイ。 - 【請求項５】相互接続構造は、前記画素電極を基板に電
気的に相互接続することを特徴とする請求項１記載の画
像センサアレイ。 - 【請求項６】前記Ｉ層部及び前記画素電極は、アモルフ
ァスシリコンから構成されることを特徴とする請求項１
記載の画像センサアレイ。 - 【請求項７】前記Ｐ型層部は、アモルファスシリコンか
ら構成されることを特徴とする請求項２記載の画像セン
サアレイ。 - 【請求項８】前記Ｐ型層は、アモルファスシリコンから
構成されることを特徴とする請求項３記載の画像センサ
アレイ。 - 【請求項９】前記透光性電極の内面は、タングステンプ
ラグを介して相互接続構造に電気的に接続されることを
特徴とする請求項１記載の画像センサアレイ。 - 【請求項１０】前記透光性電極は、インジウム酸化スズ
から構成されることを特徴とする請求項１記載の画像セ
ンサアレイ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US195535 | 1998-11-18 | ||
| US09/195,535 US5936261A (en) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | Elevated image sensor array which includes isolation between the image sensors and a unique interconnection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000156488A true JP2000156488A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=22721783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11327057A Pending JP2000156488A (ja) | 1998-11-18 | 1999-11-17 | 高性能画像センサアレイ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5936261A (ja) |
| JP (1) | JP2000156488A (ja) |
Cited By (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006520099A (ja) * | 2003-03-06 | 2006-08-31 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 負荷読取回路に集積された検出画素マトリックス |
| KR100850289B1 (ko) * | 2007-06-08 | 2008-08-04 | (주)실리콘화일 | 적층 구조의 이미지센서 및 그 제조방법 |
| KR100851759B1 (ko) * | 2007-05-03 | 2008-08-11 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지센서 및 그 제조방법 |
| KR100855405B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2008-08-29 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서의 제조 방법 |
| KR100855404B1 (ko) * | 2007-12-21 | 2008-08-29 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지센서 및 그 제조방법 |
| KR100855407B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2008-08-29 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| KR100855406B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2008-08-29 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 제조방법 |
| KR100856941B1 (ko) | 2008-01-07 | 2008-09-04 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지센서 및 그 제조방법 |
| JP2008227451A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Dongbu Hitek Co Ltd | イメージセンサ及びその製造方法 |
| KR100872719B1 (ko) | 2007-04-17 | 2008-12-05 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그의 제조방법 |
| JP2008306155A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Dongbu Hitek Co Ltd | イメージセンサ及びその製造方法 |
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