JP2000340780A - アモルファスシリコンダイオードによるイメージセンサアレイ装置 - Google Patents
アモルファスシリコンダイオードによるイメージセンサアレイ装置Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板上の複数のアクティブ画素センサを、製造
容易である比較的単純で構成によって互いに隔離し、画
素センサ間の結合を減らす。 【解決手段】イメージセンサアレイ装置は、基板２００
に近接する相互接続構造体２１０、及び相互接続構造体
２１０に接続されたイメージセンサのアレイを有する。
相互接続構造体２１０に近接して、アモルファスシリコ
ン電極層２５０が設けられる。アモルファスシリコン電
極層２５０は、画素電極領域２３０の間を物理的に隔離
する電極イオン注入領域を２４０を含む。
容易である比較的単純で構成によって互いに隔離し、画
素センサ間の結合を減らす。 【解決手段】イメージセンサアレイ装置は、基板２００
に近接する相互接続構造体２１０、及び相互接続構造体
２１０に接続されたイメージセンサのアレイを有する。
相互接続構造体２１０に近接して、アモルファスシリコ
ン電極層２５０が設けられる。アモルファスシリコン電
極層２５０は、画素電極領域２３０の間を物理的に隔離
する電極イオン注入領域を２４０を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、ＰＩＮフ
ォト・ダイオード・イメージセンサに関するものであ
る。特に、本発明は、当該ダイオード・イメージセンサ
が、イオン注入領域により物理的に互いに隔離されてい
る改良された複数のＰＩＮダイオード・イメージセンサ
に関する。
ォト・ダイオード・イメージセンサに関するものであ
る。特に、本発明は、当該ダイオード・イメージセンサ
が、イオン注入領域により物理的に互いに隔離されてい
る改良された複数のＰＩＮダイオード・イメージセンサ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】イメージセンサ即ち感光センサのアレイ
は、イメージセンサが受光する光の強さを検出する。イ
メージセンサは、一般に、イメージセンサで受光された
光の強さに比例した振幅を有する電子信号を発生させ
る。イメージセンサは、光学画像を一組の電子信号に変
換できる。これらの電子信号は、イメージセンサで受取
られた光の色の強さを現すことができる。画像処理がで
きるように、これらの電子信号が調整され、サンプリン
グされる。
は、イメージセンサが受光する光の強さを検出する。イ
メージセンサは、一般に、イメージセンサで受光された
光の強さに比例した振幅を有する電子信号を発生させ
る。イメージセンサは、光学画像を一組の電子信号に変
換できる。これらの電子信号は、イメージセンサで受取
られた光の色の強さを現すことができる。画像処理がで
きるように、これらの電子信号が調整され、サンプリン
グされる。
【０００３】信号処理回路へのイメージセンサの集積化
は、ますます重要になっている。なぜなら、集積化によ
り、撮像システムの小形化と簡略化が可能となるからで
ある。イメージセンサを、アナログ・ディジタル信号処
理回路といっしょに集積化すれば、電子撮像システム
は、低コストで、かつコンパクトにすることができ、必
要とする電力消費量が少なくなる。
は、ますます重要になっている。なぜなら、集積化によ
り、撮像システムの小形化と簡略化が可能となるからで
ある。イメージセンサを、アナログ・ディジタル信号処
理回路といっしょに集積化すれば、電子撮像システム
は、低コストで、かつコンパクトにすることができ、必
要とする電力消費量が少なくなる。
【０００４】歴史的には、イメージセンサは、圧倒的に
電荷結合装置（ＣＣＤ）であった。ＣＣＤは比較的に小
さくて、高密度とされ得る。とはいえ、ＣＣＤは、ディ
ジタル・アナログ回路に集積化することが非常に困難で
ある。さらに、ＣＣＤは、多量の電力を消費し、画像ス
ミアリングの問題を免れない。
電荷結合装置（ＣＣＤ）であった。ＣＣＤは比較的に小
さくて、高密度とされ得る。とはいえ、ＣＣＤは、ディ
ジタル・アナログ回路に集積化することが非常に困難で
ある。さらに、ＣＣＤは、多量の電力を消費し、画像ス
ミアリングの問題を免れない。
【０００５】アクティブ画素センサがＣＣＤセンサの代
わりとなり得る。アクティブ画素センサは、標準ＣＭＯ
Ｓプロセスを用いて製造される。それゆえ、アクティブ
画素センサは、ディジタル・アナログ信号処理回路との
集積化が容易である。さらに、ＣＭＯＳ回路は、電力消
費量が少ない。
わりとなり得る。アクティブ画素センサは、標準ＣＭＯ
Ｓプロセスを用いて製造される。それゆえ、アクティブ
画素センサは、ディジタル・アナログ信号処理回路との
集積化が容易である。さらに、ＣＭＯＳ回路は、電力消
費量が少ない。
【０００６】図１は、従来技術のイメージセンサアレイ
の断面図を示している。このイメージセンサアレイは、
基板１０の上に位置付けられたＰＩＮダイオード・セン
サを含む。相互接続構造体１２は、ＰＩＮダイオードの
Ｎ層（ｎ型材料層）１４を基板１０に電気的に接続す
る。Ｉ層（真性層）１６は、Ｎ層１４の上に形成され
る。Ｐ層（ｐ型材料層）１８は、Ｉ層１６の上に形成さ
れる。Ｐ層１８、Ｉ層１６、Ｎ層１４は、ＰＩＮダイオ
ード・センサのアレイを形成する。第１の導電ビア２０
は、第１のダイオード・センサを基板１０に電気的に接
続し、また第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。透明導電層２４
は、ダイオード・センサのアレイの上に設けられる。導
電リード２６は、透明導電層２４に接続される。導電リ
ード２６は、バイアス電圧に連絡されて、そのバイアス
電圧により、ＰＩＮダイオード・センサのアレイのＰ層
１８に、選択された電位をかけることができる。
の断面図を示している。このイメージセンサアレイは、
基板１０の上に位置付けられたＰＩＮダイオード・セン
サを含む。相互接続構造体１２は、ＰＩＮダイオードの
Ｎ層（ｎ型材料層）１４を基板１０に電気的に接続す
る。Ｉ層（真性層）１６は、Ｎ層１４の上に形成され
る。Ｐ層（ｐ型材料層）１８は、Ｉ層１６の上に形成さ
れる。Ｐ層１８、Ｉ層１６、Ｎ層１４は、ＰＩＮダイオ
ード・センサのアレイを形成する。第１の導電ビア２０
は、第１のダイオード・センサを基板１０に電気的に接
続し、また第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。透明導電層２４
は、ダイオード・センサのアレイの上に設けられる。導
電リード２６は、透明導電層２４に接続される。導電リ
ード２６は、バイアス電圧に連絡されて、そのバイアス
電圧により、ＰＩＮダイオード・センサのアレイのＰ層
１８に、選択された電位をかけることができる。
【０００７】図１のイメージセンサ構造体の制約は、個
々のイメージセンサが互いに隔離されないことである。
即ち、所定のイメージセンサで受取られた光は、近接す
るイメージセンサに影響を与える。なぜなら、近接する
イメージセンサの間のＮ層１４に電流が流れることがあ
るからである。特に、受取られた光の強さが、近接する
イメージセンサの間で大きく変化するときには、イメー
ジセンサ間で電荷が移動する。Ｐ層１８、Ｉ層１６、Ｎ
層１４は、近接するイメージセンサで共用される。トレ
ンチ２８を形成して、近接するイメージセンサのＮ層部
間の抵抗を大きくすることにより、イメージセンサ間
に、何らかの隔離を提供する。
々のイメージセンサが互いに隔離されないことである。
即ち、所定のイメージセンサで受取られた光は、近接す
るイメージセンサに影響を与える。なぜなら、近接する
イメージセンサの間のＮ層１４に電流が流れることがあ
るからである。特に、受取られた光の強さが、近接する
イメージセンサの間で大きく変化するときには、イメー
ジセンサ間で電荷が移動する。Ｐ層１８、Ｉ層１６、Ｎ
層１４は、近接するイメージセンサで共用される。トレ
ンチ２８を形成して、近接するイメージセンサのＮ層部
間の抵抗を大きくすることにより、イメージセンサ間
に、何らかの隔離を提供する。
【０００８】
【発明の解決すべき課題】基板に近接して複数のアクテ
ィブ画素センサを形成し、その場所で、これらの画素セ
ンサを互いに隔離して、画素センサ間の結合を減らすこ
とが望ましい。この隔離された画素センサを形成するの
に必要なプロセスが実施しやすいことが望ましい。
ィブ画素センサを形成し、その場所で、これらの画素セ
ンサを互いに隔離して、画素センサ間の結合を減らすこ
とが望ましい。この隔離された画素センサを形成するの
に必要なプロセスが実施しやすいことが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板に近接し
て形成されたイメージセンサアレイを含む。このアレイ
には、イメージセンサ間にあるイオン注入領域が含まれ
る。このイオン注入領域は、イメージセンサ間に物理的
隔離を提供する。この物理的隔離により、イメージセン
サ間の結合とクロストークが減らされる。隔離されたイ
メージセンサのアレイは、単一の製造プロセスにより形
成される。
て形成されたイメージセンサアレイを含む。このアレイ
には、イメージセンサ間にあるイオン注入領域が含まれ
る。このイオン注入領域は、イメージセンサ間に物理的
隔離を提供する。この物理的隔離により、イメージセン
サ間の結合とクロストークが減らされる。隔離されたイ
メージセンサのアレイは、単一の製造プロセスにより形
成される。
【００１０】第１の実施形態は、イメージセンサアレイ
を含む。このイメージセンサアレイは基板を含む。相互
接続構造体は、基板に近接して形成され、その相互接続
構造体に近接してアモルファスシリコン電極層が設けら
れる。アモルファス・シリコン電極層は、画素電極領域
間の電極イオン注入領域を含む。この画素電極領域は、
イメージセンサアレイの陰極を画成する。この電極イオ
ン注入領域は、画素電極領域間に物理的隔離を提供す
る。これらの陰極は、相互接続構造体に電気的に接続さ
れる。アモルファス・シリコンＩ層は、アモルファス・
シリコン電極層に近接する。アモルファス・シリコンＩ
層は、イメージセンサのそれぞれの内側層を形成する。
透明電極層は、イメージセンサに近接して形成される。
透明電極の内面は、イメージセンサの陽極と相互接続構
造体に電気的に接続される。
を含む。このイメージセンサアレイは基板を含む。相互
接続構造体は、基板に近接して形成され、その相互接続
構造体に近接してアモルファスシリコン電極層が設けら
れる。アモルファス・シリコン電極層は、画素電極領域
間の電極イオン注入領域を含む。この画素電極領域は、
イメージセンサアレイの陰極を画成する。この電極イオ
ン注入領域は、画素電極領域間に物理的隔離を提供す
る。これらの陰極は、相互接続構造体に電気的に接続さ
れる。アモルファス・シリコンＩ層は、アモルファス・
シリコン電極層に近接する。アモルファス・シリコンＩ
層は、イメージセンサのそれぞれの内側層を形成する。
透明電極層は、イメージセンサに近接して形成される。
透明電極の内面は、イメージセンサの陽極と相互接続構
造体に電気的に接続される。
【００１１】第２の実施形態は、第１の実施形態に類す
るものである。第２の実施形態のアモルファス・シリコ
ンＩ層領域は、イメージセンサの内側層間に物理的な隔
離を提供するＩ層イオン注入領域を含む。Ｉ層イオン注
入領域は、電極イオン注入領域と整列している。
るものである。第２の実施形態のアモルファス・シリコ
ンＩ層領域は、イメージセンサの内側層間に物理的な隔
離を提供するＩ層イオン注入領域を含む。Ｉ層イオン注
入領域は、電極イオン注入領域と整列している。
【００１２】第３の実施形態は、第１の実施形態に類す
るものである。第３の実施形態は、アモルファス・シリ
コンＩ層に近接して、アモルファス・シリコンＰ層を含
む。アモルファス・シリコンＰ層は、イメージセンサの
それぞれの外側層を形成している。
るものである。第３の実施形態は、アモルファス・シリ
コンＩ層に近接して、アモルファス・シリコンＰ層を含
む。アモルファス・シリコンＰ層は、イメージセンサの
それぞれの外側層を形成している。
【００１３】第４の実施形態は、第３の実施形態に類す
るものである。第４の実施形態のアモルファス・シリコ
ンＰ層の領域は、イメージセンサの外側層間に物理的な
隔離を提供するＰ層イオン注入領域を含む。
るものである。第４の実施形態のアモルファス・シリコ
ンＰ層の領域は、イメージセンサの外側層間に物理的な
隔離を提供するＰ層イオン注入領域を含む。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の他の面および利点は、例
示として本発明の原理を示す添付図面とともに、以下の
詳細な説明を読めば、明らかになるであろう。
示として本発明の原理を示す添付図面とともに、以下の
詳細な説明を読めば、明らかになるであろう。
【００１５】例示の目的で図面に示される通り、本発明
は、イメージセンサ間に隔離を含む、基板に近接した改
良型イメージセンサアレイ内で実施される。これらのイ
オン注入領域は、イメージセンサ間に物理的な隔離を提
供する。この物理的な隔離により、イメージセンサ間の
結合とクロストークが減らされる。隔離されたイメージ
センサのアレイは、単一の製造プロセスにより形成され
る。
は、イメージセンサ間に隔離を含む、基板に近接した改
良型イメージセンサアレイ内で実施される。これらのイ
オン注入領域は、イメージセンサ間に物理的な隔離を提
供する。この物理的な隔離により、イメージセンサ間の
結合とクロストークが減らされる。隔離されたイメージ
センサのアレイは、単一の製造プロセスにより形成され
る。
【００１６】図２は、本発明の第１の実施形態を示す。
この実施形態は基板２００を含む。相互接続構造体２１
０は、基板２００に近接して形成される。内側金属部２
２０は、相互接続構造体２１０に近接して形成される。
電極層２５０は、相互接続構造体２１０に近接して形成
される。電極層２５０は、内側金属部２２０を覆ってい
る。電極層２５０は、電極イオン注入領域２４０と画素
電極２３０を含む。電極イオン注入領域２４０の位置
は、画素電極２３０の位置を画成する。電極イオン注入
領域２４０は、画素電極２３０間に物理的な隔離を提供
する。画素電極２３０は、イメージセンサアレイの陰極
を形成する。
この実施形態は基板２００を含む。相互接続構造体２１
０は、基板２００に近接して形成される。内側金属部２
２０は、相互接続構造体２１０に近接して形成される。
電極層２５０は、相互接続構造体２１０に近接して形成
される。電極層２５０は、内側金属部２２０を覆ってい
る。電極層２５０は、電極イオン注入領域２４０と画素
電極２３０を含む。電極イオン注入領域２４０の位置
は、画素電極２３０の位置を画成する。電極イオン注入
領域２４０は、画素電極２３０間に物理的な隔離を提供
する。画素電極２３０は、イメージセンサアレイの陰極
を形成する。
【００１７】この実施形態は、電極層２５０に近接した
内側層２６０と、内側層２６０に近接した外側層２７０
をさらに含む。透明導体２８０は、外側層２７０に近接
している。イメージセンサアレイの各イメージセンサ
は、個々の内側金属部２２０と画素電極２３０を含む。
内側層２６０と、内側層２６０に近接した外側層２７０
をさらに含む。透明導体２８０は、外側層２７０に近接
している。イメージセンサアレイの各イメージセンサ
は、個々の内側金属部２２０と画素電極２３０を含む。
【００１８】第１のイメージセンサの画素電極２３０
は、第１の導電ビア２０２を通じて、基板２００に電気
的に接続される。第２のイメージセンサの画素電極２３
０は、第２の導電ビア２０４を通じて、基板２００に電
気的に接続される。
は、第１の導電ビア２０２を通じて、基板２００に電気
的に接続される。第２のイメージセンサの画素電極２３
０は、第２の導電ビア２０４を通じて、基板２００に電
気的に接続される。
【００１９】イメージセンサが光を受取ると、イメージ
センサは、電荷を伝える。基板２００は、一般に、セン
ス回路と信号処理回路を含む。センス回路は、イメージ
センサが伝えている電荷の量を検出する。伝えられる電
荷の量は、イメージセンサで受取られる光の強さを表
す。一般に、基板２００は、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化
膜半導体）、ＢｉＣＭＯＳ、またはバイポーラである。
基板２００は、電荷結合素子を含む様々なタイプの基板
技術を含む場合もある。
センサは、電荷を伝える。基板２００は、一般に、セン
ス回路と信号処理回路を含む。センス回路は、イメージ
センサが伝えている電荷の量を検出する。伝えられる電
荷の量は、イメージセンサで受取られる光の強さを表
す。一般に、基板２００は、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化
膜半導体）、ＢｉＣＭＯＳ、またはバイポーラである。
基板２００は、電荷結合素子を含む様々なタイプの基板
技術を含む場合もある。
【００２０】一般に、相互接続構造体２１０は、標準Ｃ
ＭＯＳ相互接続構造体である。この相互接続構造体２１
０を形成する構造体と方法は、電子集積回路の製造の分
野において公知のものである。相互接続構造体２１０
は、サブトラクティブ金属構造体か、或いは、シングル
またはデュアル・ダマシン構造体である。
ＭＯＳ相互接続構造体である。この相互接続構造体２１
０を形成する構造体と方法は、電子集積回路の製造の分
野において公知のものである。相互接続構造体２１０
は、サブトラクティブ金属構造体か、或いは、シングル
またはデュアル・ダマシン構造体である。
【００２１】導電ビア２０２、２０４は、相互接続構造
体２１０を貫通し、画素電極２３０を基板２００に電気
的に接続する。一般に、導電ビア２０２、２０４は、タ
ングステンから形成される。タングステンは高アスペク
ト比のホールを満たすことができるから、一般に、製造
の際には、タングステンが使用される。即ち、タングス
テンを使用すれば、細く、且つ比較的に長い相互接続部
を形成することができる。一般に、導電ビア２０２、２
０４は、化学蒸着（ＣＶＤ）処理を用いて形成される。
導電ビア２０２、２０４の形成に用いられる他の材料に
は、銅、アルミニウム、または他の任意の導電材料があ
る。
体２１０を貫通し、画素電極２３０を基板２００に電気
的に接続する。一般に、導電ビア２０２、２０４は、タ
ングステンから形成される。タングステンは高アスペク
ト比のホールを満たすことができるから、一般に、製造
の際には、タングステンが使用される。即ち、タングス
テンを使用すれば、細く、且つ比較的に長い相互接続部
を形成することができる。一般に、導電ビア２０２、２
０４は、化学蒸着（ＣＶＤ）処理を用いて形成される。
導電ビア２０２、２０４の形成に用いられる他の材料に
は、銅、アルミニウム、または他の任意の導電材料があ
る。
【００２２】画素電極２３０と基板２００との間に画素
相互接続構造体２１０を有する構造上の利点がいくつか
ある。この構造体により、当該相互接続回路は密にパッ
クすることができる。まず第１に、導電ビア２０２、２
０４が画素電極の真下にあるから、側方空間が節約され
る。第２に、この構造体により、最小の直径を有する導
電ビア２０２、２０４を形成することができる。ＣＶＤ
処理は、一般に、導電ビア２０２、２０４を形成する最
上の方法である。タングステンＣＶＤ処理は、小さい直
径のビアを形成できるように配慮されている。とはい
え、ＣＶＤ処理を用いてタングステン・ビアを形成する
のに必要な温度は、画素電極を形成する材料の多く（例
えば、アモルファス・シリコン）が耐え得る温度よりも
高い。基板２００の上に画素相互接続構造体２１０を形
成し、また画素相互接続構造体２１０の上に内側金属部
２２０を形成することにより、導電ビア２０２、２０４
は、画素電極２３０の前に形成でき、それゆえ、画素電
極２３０は、導電ビア２０２、２０４の形成に必要な高
温を受けることはない。
相互接続構造体２１０を有する構造上の利点がいくつか
ある。この構造体により、当該相互接続回路は密にパッ
クすることができる。まず第１に、導電ビア２０２、２
０４が画素電極の真下にあるから、側方空間が節約され
る。第２に、この構造体により、最小の直径を有する導
電ビア２０２、２０４を形成することができる。ＣＶＤ
処理は、一般に、導電ビア２０２、２０４を形成する最
上の方法である。タングステンＣＶＤ処理は、小さい直
径のビアを形成できるように配慮されている。とはい
え、ＣＶＤ処理を用いてタングステン・ビアを形成する
のに必要な温度は、画素電極を形成する材料の多く（例
えば、アモルファス・シリコン）が耐え得る温度よりも
高い。基板２００の上に画素相互接続構造体２１０を形
成し、また画素相互接続構造体２１０の上に内側金属部
２２０を形成することにより、導電ビア２０２、２０４
は、画素電極２３０の前に形成でき、それゆえ、画素電
極２３０は、導電ビア２０２、２０４の形成に必要な高
温を受けることはない。
【００２３】内側金属部２２０は、薄い導電材料を含ま
なければならない。この内側金属部２２０は、例えば、
縮退ドープ半導体層、アルミニウム、チタン、窒化チタ
ン、銅、又はタングステンから形成される。内側金属部
２２０は、薄い（約５００オングストローム）て、かつ
滑らかでなければならない。内側金属部２２０は、いか
なる表面あらさも、内側金属部２２０の上に形成された
画素電極２３０の部分のものよりも大幅に小さいくらい
滑らかでなければならない。滑らかさの要件を満たすた
めに、内側金属部２２０のポリシングが求められる場合
もある。
なければならない。この内側金属部２２０は、例えば、
縮退ドープ半導体層、アルミニウム、チタン、窒化チタ
ン、銅、又はタングステンから形成される。内側金属部
２２０は、薄い（約５００オングストローム）て、かつ
滑らかでなければならない。内側金属部２２０は、いか
なる表面あらさも、内側金属部２２０の上に形成された
画素電極２３０の部分のものよりも大幅に小さいくらい
滑らかでなければならない。滑らかさの要件を満たすた
めに、内側金属部２２０のポリシングが求められる場合
もある。
【００２４】内側金属部２２０は任意選択である場合も
ある。しかしながら、内側金属部２２０は、画素電極２
３０の形成に用いられる材料よりも抵抗が小さい。それ
ゆえ、内側金属部２２０の方が、いっそう電流を集める
ことができる。
ある。しかしながら、内側金属部２２０は、画素電極２
３０の形成に用いられる材料よりも抵抗が小さい。それ
ゆえ、内側金属部２２０の方が、いっそう電流を集める
ことができる。
【００２５】アモルファス・シリコン電極層２５０は、
画素電極２３０も電極イオン注入領域２４０も含む。電
極層２５０は、一般に、ドープ半導体から形成される。
このドープ半導体は、アモルファス・シリコンのＮ層で
あることもある。
画素電極２３０も電極イオン注入領域２４０も含む。電
極層２５０は、一般に、ドープ半導体から形成される。
このドープ半導体は、アモルファス・シリコンのＮ層で
あることもある。
【００２６】この電極層は、一般に、プラズマ・エッチ
ング式化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）を用いて成膜される。シ
リコン含有ガス（例えば、Ｓｉ2Ｈ6またはＳｉＨ4）
は、アモルファス・シリコン電極層２５０を形成すると
きに使用される。Ｎ層の電極層２５０を形成するとき
に、含燐ガス（例えば、ＰＨ3）を用いて、ＰＥＣＶＤ
処理が行われる。
ング式化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）を用いて成膜される。シ
リコン含有ガス（例えば、Ｓｉ2Ｈ6またはＳｉＨ4）
は、アモルファス・シリコン電極層２５０を形成すると
きに使用される。Ｎ層の電極層２５０を形成するとき
に、含燐ガス（例えば、ＰＨ3）を用いて、ＰＥＣＶＤ
処理が行われる。
【００２７】電極イオン注入領域２４０は、所定のパタ
ーンにより形成される。電極イオン注入領域２４０は、
画素電極２３０を画成して、画素電極２３０間に物理的
な隔離を提供する。イオン注入領域は、イメージセンサ
アレイのイメージセンサ間に物理的な隔離を提供する目
的でなく、アクティブ素子間に電気的な隔離を提供する
ために用いられてきた。電極イオン注入領域２４０を提
供するために注入できる要素には、Ｎ、Ａｒ、Ｏ、Ｂ、
Ｆ、Ｃがある。エッチングされたＳｉまたはＧｅも、電
極イオン注入領域２４０の働きをする。イメージセンサ
（画素）間のアルファ・シリコン層（電極層）をさらに
アモルファスにすることで、隔離が提供される。エッチ
ングされたＳｉ又はＧｅ、或いはイオン注入領域２４０
は、アモルファスシリコンの短距離範囲の秩序を乱し
て、乱された領域内で正孔と電子が伝導しないようにし
ている。
ーンにより形成される。電極イオン注入領域２４０は、
画素電極２３０を画成して、画素電極２３０間に物理的
な隔離を提供する。イオン注入領域は、イメージセンサ
アレイのイメージセンサ間に物理的な隔離を提供する目
的でなく、アクティブ素子間に電気的な隔離を提供する
ために用いられてきた。電極イオン注入領域２４０を提
供するために注入できる要素には、Ｎ、Ａｒ、Ｏ、Ｂ、
Ｆ、Ｃがある。エッチングされたＳｉまたはＧｅも、電
極イオン注入領域２４０の働きをする。イメージセンサ
（画素）間のアルファ・シリコン層（電極層）をさらに
アモルファスにすることで、隔離が提供される。エッチ
ングされたＳｉ又はＧｅ、或いはイオン注入領域２４０
は、アモルファスシリコンの短距離範囲の秩序を乱し
て、乱された領域内で正孔と電子が伝導しないようにし
ている。
【００２８】電極イオン注入領域２４０は、一般に、レ
ジストを、アモルファスシリコン電極層２５０上に塗布
し、イオン注入領域２４０が形成される所定のパターン
により、このレジストを除去することで、形成される。
レジストを塗布して、それを選択的に除去する方法は、
半導体処理技術において公知のものである。次に、イオ
ンは、アモルファスシリコン電極層２５０の露光領域に
注入される。イオンを注入する方法も、半導体処理技術
において公知のものである。
ジストを、アモルファスシリコン電極層２５０上に塗布
し、イオン注入領域２４０が形成される所定のパターン
により、このレジストを除去することで、形成される。
レジストを塗布して、それを選択的に除去する方法は、
半導体処理技術において公知のものである。次に、イオ
ンは、アモルファスシリコン電極層２５０の露光領域に
注入される。イオンを注入する方法も、半導体処理技術
において公知のものである。
【００２９】画素電極２３０は、動作中にバイアスがか
けられても、画素電極２３０が完全には空にならない程
度の厚さであって、かつ、その程度に多くドープされな
ければならない。一般に、画素電極２３０には、燐をド
ープさせる。
けられても、画素電極２３０が完全には空にならない程
度の厚さであって、かつ、その程度に多くドープされな
ければならない。一般に、画素電極２３０には、燐をド
ープさせる。
【００３０】アモルファスシリコンのＮ層は、一般に、
ＰＩＮダイオード・イメージセンサを形成するときに使
用される電極層２５０である。しかしながら、このダイ
オード・イメージセンサは、ＮＩＰセンサ構成を含む場
合もある。この場合、電極層２５０は、Ｐ層から形成さ
れる。
ＰＩＮダイオード・イメージセンサを形成するときに使
用される電極層２５０である。しかしながら、このダイ
オード・イメージセンサは、ＮＩＰセンサ構成を含む場
合もある。この場合、電極層２５０は、Ｐ層から形成さ
れる。
【００３１】内側層２６０は、一般に、水素添加された
アモルファスシリコンから形成されたＩ層である。Ｉ層
は、ＰＥＣＶＤ処理、または反応性スパッタリング処理
を用いて成膜させることができる。ＰＥＣＶＤ処理は、
シリコン含有ガスを含まなければならない。この成膜処
理は、水素を、この薄膜内に閉じ込めておくくらい低い
温度で行わなければならない。Ｉ層は、一般に１ミクロ
ン程度の厚さである。
アモルファスシリコンから形成されたＩ層である。Ｉ層
は、ＰＥＣＶＤ処理、または反応性スパッタリング処理
を用いて成膜させることができる。ＰＥＣＶＤ処理は、
シリコン含有ガスを含まなければならない。この成膜処
理は、水素を、この薄膜内に閉じ込めておくくらい低い
温度で行わなければならない。Ｉ層は、一般に１ミクロ
ン程度の厚さである。
【００３２】外側層２７０は、一般に、アモルファスシ
リコンから形成されるＰ層２７０である。一般に、Ｐ層
には、ボロンをドープさせる。
リコンから形成されるＰ層２７０である。一般に、Ｐ層
には、ボロンをドープさせる。
【００３３】Ｐ層は、ＰＥＣＶＤ処理を用いて成膜させ
ることができる。ＰＥＣＶＤ処理は、ボロン含有ガスを
用いて行われる。ボロン含有ガスは、Ｂ2Ｈ6である。シ
リコン含有ガスは、アモルファスシリコンＰ層を形成す
るときに、含まれる。Ｐ層が、短かすぎる波長（青）の
光を吸収できないようにするために、一般にＰ層の厚さ
を調整しなければならない。
ることができる。ＰＥＣＶＤ処理は、ボロン含有ガスを
用いて行われる。ボロン含有ガスは、Ｂ2Ｈ6である。シ
リコン含有ガスは、アモルファスシリコンＰ層を形成す
るときに、含まれる。Ｐ層が、短かすぎる波長（青）の
光を吸収できないようにするために、一般にＰ層の厚さ
を調整しなければならない。
【００３４】本発明の他の実施形態は、Ｐ層の外側層２
７０を含まない。このＰ層は、透明導体２８０内の材料
の組成を適正に選択し、また、画素電極２３０のドーピ
ング・レベルを適正に選択すれば、排除できる。本実施
形態では、透明導体２８０は、イメージセンサのＩ層の
内側層２６０の上面と、相互接続構造体２１０の間に電
気的な接続を提供する。
７０を含まない。このＰ層は、透明導体２８０内の材料
の組成を適正に選択し、また、画素電極２３０のドーピ
ング・レベルを適正に選択すれば、排除できる。本実施
形態では、透明導体２８０は、イメージセンサのＩ層の
内側層２６０の上面と、相互接続構造体２１０の間に電
気的な接続を提供する。
【００３５】前述の通り、画素電極２３０、内側層２６
０、外側層２７０は、一般に、アモルファスシリコンか
ら形成される。しかしながら、画素電極２３０、内側層
２６０、外側層２７０は、アモルファス炭素、アモルフ
ァス炭化ケイ素、アモルファス・ゲルマニウム、または
アモルファス・シリコン・ゲルマニウムからも形成でき
る。ここに例示したものが、すべてではないものとす
る。
０、外側層２７０は、一般に、アモルファスシリコンか
ら形成される。しかしながら、画素電極２３０、内側層
２６０、外側層２７０は、アモルファス炭素、アモルフ
ァス炭化ケイ素、アモルファス・ゲルマニウム、または
アモルファス・シリコン・ゲルマニウムからも形成でき
る。ここに例示したものが、すべてではないものとす
る。
【００３６】透明導体２８０は、イメージセンサの陽極
（一般に、外側層２７０）と、相互接続構造体２１０と
を、導電接続することができる。光は、透明導体２８０
を通って、イメージセンサで受光されなければならな
い。一般に、透明導体２８０は、酸化すずインジウム
（ＩＴＯ）から形成される。とはいえ、透明導体２８０
はまた、窒化チタン、ケイ化物薄膜、またはいくつかの
タイプの窒化または酸化遷移金属からも形成されても良
い。
（一般に、外側層２７０）と、相互接続構造体２１０と
を、導電接続することができる。光は、透明導体２８０
を通って、イメージセンサで受光されなければならな
い。一般に、透明導体２８０は、酸化すずインジウム
（ＩＴＯ）から形成される。とはいえ、透明導体２８０
はまた、窒化チタン、ケイ化物薄膜、またはいくつかの
タイプの窒化または酸化遷移金属からも形成されても良
い。
【００３７】透明導体２８０内で使用されるこのタイプ
の材料の選択も、透明導体２８０の所望の厚さの決定
も、イメージセンサで受光される光の反射を最小限に抑
えることに基づいている。イメージセンサで受光される
光の反射を最小限に抑えることは、イメージセンサで検
出される光量を最適化するのに役立つ。
の材料の選択も、透明導体２８０の所望の厚さの決定
も、イメージセンサで受光される光の反射を最小限に抑
えることに基づいている。イメージセンサで受光される
光の反射を最小限に抑えることは、イメージセンサで検
出される光量を最適化するのに役立つ。
【００３８】透明導体２８０は、スパッタリング処理を
用いて成膜させることができる。スパッタリングによる
成膜は、集積回路製造技術において公知のものである。
用いて成膜させることができる。スパッタリングによる
成膜は、集積回路製造技術において公知のものである。
【００３９】透明導体２８０の上には、保護層が形成さ
れることもある。この保護層は、機械的な保護、電気的
な絶縁を提供し、また何らかの反射防止特性を提供でき
る。
れることもある。この保護層は、機械的な保護、電気的
な絶縁を提供し、また何らかの反射防止特性を提供でき
る。
【００４０】図３は、本発明の他の実施形態を示してい
る。この実施形態では、内側層２６０のＩ層を共用する
いくつかのイメージセンサではなくて、それぞれのイメ
ージセンサが、個別のＩ層部３１０を含む。即ち、それ
ぞれのＰＩＮダイオード・イメージセンサは、別々のＩ
層部３１０を含む。
る。この実施形態では、内側層２６０のＩ層を共用する
いくつかのイメージセンサではなくて、それぞれのイメ
ージセンサが、個別のＩ層部３１０を含む。即ち、それ
ぞれのＰＩＮダイオード・イメージセンサは、別々のＩ
層部３１０を含む。
【００４１】画素電極２３０と同様に、Ｉ層部３１０
は、Ｉ層のイオン注入領域３２０の間に形成される。Ｉ
層のイオン注入領域３２０は、一般に、電極イオン注入
領域２４０と同じ所定のパターンによって形成される。
Ｉ層のイオン注入領域３２０は、Ｉ層部３１０を画成し
て、Ｉ層部３１０間に物理的な隔離を提供する。イオン
注入領域は、イメージセンサアレイのイメージセンサ間
に物理的な隔離を提供する目的でなく、アクティブ素子
間に電気的な隔離を提供するために用いられてきた。Ｉ
層のイオン注入領域３２０を提供するために注入できる
要素には、Ｎ、Ａｒ、Ｏ、Ｂ、Ｆ、Ｃがある。エッチン
グされたＳｉまたはＧｅも、Ｉ層のイオン注入領域３２
０の働きをする。イメージセンサ（画素）間のアルファ
・シリコン層（内側層２６０）を更にアモルファス化す
ることで、隔離が提供される。エッチングされたＳｉま
たはＧｅ、或いはイオン注入領域２４０は、アモルファ
スシリコンの短距離範囲の秩序を乱して、乱された領域
内で正孔と電子が伝導しないようにしている。
は、Ｉ層のイオン注入領域３２０の間に形成される。Ｉ
層のイオン注入領域３２０は、一般に、電極イオン注入
領域２４０と同じ所定のパターンによって形成される。
Ｉ層のイオン注入領域３２０は、Ｉ層部３１０を画成し
て、Ｉ層部３１０間に物理的な隔離を提供する。イオン
注入領域は、イメージセンサアレイのイメージセンサ間
に物理的な隔離を提供する目的でなく、アクティブ素子
間に電気的な隔離を提供するために用いられてきた。Ｉ
層のイオン注入領域３２０を提供するために注入できる
要素には、Ｎ、Ａｒ、Ｏ、Ｂ、Ｆ、Ｃがある。エッチン
グされたＳｉまたはＧｅも、Ｉ層のイオン注入領域３２
０の働きをする。イメージセンサ（画素）間のアルファ
・シリコン層（内側層２６０）を更にアモルファス化す
ることで、隔離が提供される。エッチングされたＳｉま
たはＧｅ、或いはイオン注入領域２４０は、アモルファ
スシリコンの短距離範囲の秩序を乱して、乱された領域
内で正孔と電子が伝導しないようにしている。
【００４２】Ｉ層のイオン注入領域３２０を形成する方
法は、上述の通りイオン注入領域２４０を形成する方法
と同じであることもある。
法は、上述の通りイオン注入領域２４０を形成する方法
と同じであることもある。
【００４３】図４は、本発明の他の実施形態を示してい
る。この実施形態では、外側層２７０のＰ層を共用する
いくつかのイメージセンサではなくて、それぞれのイメ
ージセンサが、個別のＰ層部４１０を含む。即ち、それ
ぞれのＰＩＮダイオード・イメージセンサは、別々のＰ
層部４１０を含む。
る。この実施形態では、外側層２７０のＰ層を共用する
いくつかのイメージセンサではなくて、それぞれのイメ
ージセンサが、個別のＰ層部４１０を含む。即ち、それ
ぞれのＰＩＮダイオード・イメージセンサは、別々のＰ
層部４１０を含む。
【００４４】画素電極２３０と同様に、Ｐ層部４１０
は、Ｐ層のイオン注入領域４２０の間に形成される。Ｐ
層のイオン注入領域４２０は、一般に、電極イオン注入
領域２４０と同じ所定のパターンにより形成される。Ｐ
層のイオン注入領域４２０は、Ｐ層部４１０を画成し
て、Ｐ層部４１０間に物理的な隔離を提供する。イオン
注入領域は、イメージセンサアレイのイメージセンサ間
に物理的な隔離を提供する目的でなく、アクティブ素子
間に電気的な隔離を提供するために用いられてきた。Ｐ
層のイオン注入領域４２０を提供するために注入できる
要素には、Ｎ、Ａｒ、Ｏ、Ｂ、Ｆ、Ｃがある。エッチン
グされたＳｉまたはＧｅも、Ｐ層のイオン注入領域４２
０の働きをする。イメージセンサ（画素）間のアルファ
・シリコン層（外側層２７０）をさらにアモルファス化
することで、隔離が提供される。エッチングされたＳｉ
又はＧｅ、或いはイオン注入領域２４０は、アモルファ
スシリコンの短距離範囲の秩序を乱して、乱された領域
内で正孔と電子が伝導しないようにしている。
は、Ｐ層のイオン注入領域４２０の間に形成される。Ｐ
層のイオン注入領域４２０は、一般に、電極イオン注入
領域２４０と同じ所定のパターンにより形成される。Ｐ
層のイオン注入領域４２０は、Ｐ層部４１０を画成し
て、Ｐ層部４１０間に物理的な隔離を提供する。イオン
注入領域は、イメージセンサアレイのイメージセンサ間
に物理的な隔離を提供する目的でなく、アクティブ素子
間に電気的な隔離を提供するために用いられてきた。Ｐ
層のイオン注入領域４２０を提供するために注入できる
要素には、Ｎ、Ａｒ、Ｏ、Ｂ、Ｆ、Ｃがある。エッチン
グされたＳｉまたはＧｅも、Ｐ層のイオン注入領域４２
０の働きをする。イメージセンサ（画素）間のアルファ
・シリコン層（外側層２７０）をさらにアモルファス化
することで、隔離が提供される。エッチングされたＳｉ
又はＧｅ、或いはイオン注入領域２４０は、アモルファ
スシリコンの短距離範囲の秩序を乱して、乱された領域
内で正孔と電子が伝導しないようにしている。
【００４５】Ｐ層のイオン注入領域４２０を形成する方
法は、上述の通りイオン注入領域２４０を形成する方法
と同じであることもある。
法は、上述の通りイオン注入領域２４０を形成する方法
と同じであることもある。
【００４６】図５は、本発明の他の実施形態を示してい
る。本実施形態は、第３の導電ビア５０２を通じて、基
板２００に電気的に接続されている透明導体２８０の内
面を含む。図５に示される実施形態は、画素電極２３０
と、電極層２５０の電極イオン注入領域２４０を含むだ
けである。しかしながら、図３の内側層２６０のＩ層の
Ｉ層部３１０とＩ層イオン注入領域３２０を含めること
ができる。さらに、図４の外側層２７０のＰ層のＰ層部
４１０とＰ層イオン注入領域４２０も含めることができ
る。
る。本実施形態は、第３の導電ビア５０２を通じて、基
板２００に電気的に接続されている透明導体２８０の内
面を含む。図５に示される実施形態は、画素電極２３０
と、電極層２５０の電極イオン注入領域２４０を含むだ
けである。しかしながら、図３の内側層２６０のＩ層の
Ｉ層部３１０とＩ層イオン注入領域３２０を含めること
ができる。さらに、図４の外側層２７０のＰ層のＰ層部
４１０とＰ層イオン注入領域４２０も含めることができ
る。
【００４７】図６乃至図１１は、図２と図５に示される
本発明の実施形態を実現するために用いられる処理工程
を示している。
本発明の実施形態を実現するために用いられる処理工程
を示している。
【００４８】図６は、基板２００の上に標準相互接続構
造体２１０が形成されている基板２００を示している。
内部金属層部２２０、電極層２５０、フォトレジスト層
６１０を、標準相互接続構造体２１０の上に成膜させ
る。
造体２１０が形成されている基板２００を示している。
内部金属層部２２０、電極層２５０、フォトレジスト層
６１０を、標準相互接続構造体２１０の上に成膜させ
る。
【００４９】この相互接続構造体２１０を形成する構造
と方法は、電子集積回路の製造の分野において公知のも
のである。相互接続構造体２１０は、サブトラクティブ
金属構造体か、或いは、シングルまたはデュアル・ダマ
シン構造体である。
と方法は、電子集積回路の製造の分野において公知のも
のである。相互接続構造体２１０は、サブトラクティブ
金属構造体か、或いは、シングルまたはデュアル・ダマ
シン構造体である。
【００５０】画素相互接続構造体２１０は、導電ビア２
０２、２０４、５０２を含む。一般に、導電ビア２０
２、２０４、５０２は、タングステンから形成される。
タングステンは高アスペクト比のホールを満たすことが
できるから、一般に、製造の間、タングステンが使用さ
れる。即ち、タングステンを使用すれば、細く、かつ比
較的に長い相互接続部を形成することができる。一般
に、導電ビア２０２、２０４、５０２は、化学蒸着（Ｃ
ＶＤ）処理を用いて形成される。導電ビア２０２、２０
４、５０２の形成に用いられる他の材料には、銅、アル
ミニウム、または他の任意の導電材料がある。
０２、２０４、５０２を含む。一般に、導電ビア２０
２、２０４、５０２は、タングステンから形成される。
タングステンは高アスペクト比のホールを満たすことが
できるから、一般に、製造の間、タングステンが使用さ
れる。即ち、タングステンを使用すれば、細く、かつ比
較的に長い相互接続部を形成することができる。一般
に、導電ビア２０２、２０４、５０２は、化学蒸着（Ｃ
ＶＤ）処理を用いて形成される。導電ビア２０２、２０
４、５０２の形成に用いられる他の材料には、銅、アル
ミニウム、または他の任意の導電材料がある。
【００５１】内部金属層６０は、一般に、スパッタリン
グ処理を用いて成膜させる。
グ処理を用いて成膜させる。
【００５２】上述の通り、電極層２５０は、一般に、プ
ラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）を用いて成膜させ
る。シリコン含有ガス（例えば、Ｓｉ2Ｈ6またはＳｉＨ
4）は、アモルファス・シリコン電極層２５０を形成す
るときに、含められる。Ｎ層の電極層２５０を形成する
ときに、含燐ガス（例えば、ＰＨ3）を用いて、ＰＥＣ
ＶＤ処理が行われる。
ラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）を用いて成膜させ
る。シリコン含有ガス（例えば、Ｓｉ2Ｈ6またはＳｉＨ
4）は、アモルファス・シリコン電極層２５０を形成す
るときに、含められる。Ｎ層の電極層２５０を形成する
ときに、含燐ガス（例えば、ＰＨ3）を用いて、ＰＥＣ
ＶＤ処理が行われる。
【００５３】フォトレジスト層６１０を、相互接続構造
体２１０の上に成膜させる。フォトレジスト層６１０の
成膜処理は、半導体処理技術において公知の処理であ
る。
体２１０の上に成膜させる。フォトレジスト層６１０の
成膜処理は、半導体処理技術において公知の処理であ
る。
【００５４】図７は、フォトレジストの所定のパターン
が除去されたフォトレジスト６１０を示している。フォ
トレジストのうち除去されてないアイランドは、電極層
２５０の画素電極２３０の位置を画成する。フォトレジ
ストのうち除去された部分は、イオン注入領域２４０の
位置を画成する。フォトレジストを除去する方法は、半
導体処理技術において公知のものである。
が除去されたフォトレジスト６１０を示している。フォ
トレジストのうち除去されてないアイランドは、電極層
２５０の画素電極２３０の位置を画成する。フォトレジ
ストのうち除去された部分は、イオン注入領域２４０の
位置を画成する。フォトレジストを除去する方法は、半
導体処理技術において公知のものである。
【００５５】図７の矢印７１０は、選択されたグループ
の材料のイオンを注入する場所を示している。前述の通
り、注入できる材料は、Ｎ、Ａｒ、Ｏ、Ｂ、Ｆ、Ｃを含
む。エッチングされたＳｉ又はＧｅも、電極イオン注入
領域２４０の働きをする。
の材料のイオンを注入する場所を示している。前述の通
り、注入できる材料は、Ｎ、Ａｒ、Ｏ、Ｂ、Ｆ、Ｃを含
む。エッチングされたＳｉ又はＧｅも、電極イオン注入
領域２４０の働きをする。
【００５６】図８は、除去されたパターン形成されたフ
ォトレジスト層を示している。図８はまた、画素電極２
３０と電極イオン注入領域２４０も示している。
ォトレジスト層を示している。図８はまた、画素電極２
３０と電極イオン注入領域２４０も示している。
【００５７】図９は、電極層２５０上に成膜されつつあ
る内側層２６０と外側層２７０を示している。前述の通
り、内側層２６０は、一般にＩ層であり、また外側層２
７０は、一般にＰ層である。図９に示される構造体は、
図２の実施形態に類するものである。図９に示される構
造体の上に透明導体２８０を成膜させると、図２に示さ
れる実施形態が得られる。
る内側層２６０と外側層２７０を示している。前述の通
り、内側層２６０は、一般にＩ層であり、また外側層２
７０は、一般にＰ層である。図９に示される構造体は、
図２の実施形態に類するものである。図９に示される構
造体の上に透明導体２８０を成膜させると、図２に示さ
れる実施形態が得られる。
【００５８】Ｉ層は、一般に、ＰＥＣＶＤ処理、又は反
応性スパッタリング処理を用いて成膜させる。ＰＥＣＶ
Ｄ処理は、シリコン含有ガスを含まなければならない。
この成膜処理は、水素を、この薄膜内に閉じ込めておく
くらい低い温度で行わなければならない。
応性スパッタリング処理を用いて成膜させる。ＰＥＣＶ
Ｄ処理は、シリコン含有ガスを含まなければならない。
この成膜処理は、水素を、この薄膜内に閉じ込めておく
くらい低い温度で行わなければならない。
【００５９】Ｐ層はまた、ＰＥＣＶＤ処理を用いて成膜
させることもできる。ＰＥＣＶＤ処理は、ボロン含有ガ
スを用いて行われる。ボロン含有ガスは、Ｂ2Ｈ6であ
る。シリコン含有ガスは、アモルファスシリコンＰ層を
形成するときに、含まれる。
させることもできる。ＰＥＣＶＤ処理は、ボロン含有ガ
スを用いて行われる。ボロン含有ガスは、Ｂ2Ｈ6であ
る。シリコン含有ガスは、アモルファスシリコンＰ層を
形成するときに、含まれる。
【００６０】図１０は、電極層２５０、内側層２６０、
外側層２７０を示しており、これらの層は、第３の導電
ビア５０２に通じるように、所定のパターンにより、ウ
ェット・エッチングまたはドライ・エッチングが施され
ている。
外側層２７０を示しており、これらの層は、第３の導電
ビア５０２に通じるように、所定のパターンにより、ウ
ェット・エッチングまたはドライ・エッチングが施され
ている。
【００６１】図１１は、外側層２７０の上に成膜させた
透明導電層２８０を示している。透明導電層２８０は、
外側層２７０と、導電ビア５０２とを、電気的に接続す
ることができる。一般に、透明導体２８０は、酸化すず
インジウムから形成される。とはいえ、透明導体２８０
はまた、窒化チタン、ケイ化物薄膜、またはいくつかの
タイプの窒化または酸化遷移金属からも形成できる。
透明導電層２８０を示している。透明導電層２８０は、
外側層２７０と、導電ビア５０２とを、電気的に接続す
ることができる。一般に、透明導体２８０は、酸化すず
インジウムから形成される。とはいえ、透明導体２８０
はまた、窒化チタン、ケイ化物薄膜、またはいくつかの
タイプの窒化または酸化遷移金属からも形成できる。
【００６２】透明導電層２８０は、一般に、反応性スパ
ッタリング処理を通じて成膜させる。とはいえ、透明導
電層２８０は、蒸発により成長させることもできる。透
明導電層２８０が、窒化チタンから形成される場合に
は、一般に、ＣＶＤ処理またはスパッタリング処理を使
用して、透明導電層２８０を成膜させなければならな
い。
ッタリング処理を通じて成膜させる。とはいえ、透明導
電層２８０は、蒸発により成長させることもできる。透
明導電層２８０が、窒化チタンから形成される場合に
は、一般に、ＣＶＤ処理またはスパッタリング処理を使
用して、透明導電層２８０を成膜させなければならな
い。
【００６３】前述の通り、保護層は、透明導体２８０の
上に形成されることもある。この保護層は、機械的な保
護、電気的な絶縁を提供し、また何らかの反射防止特性
を提供できる。
上に形成されることもある。この保護層は、機械的な保
護、電気的な絶縁を提供し、また何らかの反射防止特性
を提供できる。
【００６４】図１２は、本発明の実施形態を形成する方
法の工程を示す流れ図である。第１の工程１２１０は、
基板の上に相互接続構造体を形成する処理を含む。第２
の工程１２２０は、相互接続構造体の上に画素電極層を
成膜させる工程を含む。第３の工程１２３０は、電極層
上にフォトレジストを成膜させる工程を含む。第４の工
程１２４０は、所定のパターンにより、フォトレジスト
層をパターン形成する工程を含む。第５の工程１２５０
は、フォトレジストが除去された電極層にイオンを注入
する処理を含む。第６の工程１２６０は、パターン形成
されたフォトレジスト層を除去する処理を含む。第７の
工程１２７０は、画素電極層の上にＩ層を成膜させる処
理を含む。第８の工程１２８０は、Ｉ層の上に、Ｐ層を
成膜させる処理を含む。最後に、第９の工程１２９０
は、イメージセンサの外面を相互接続構造体に電気的に
接続する透明導体層を成膜させる工程を含む。
法の工程を示す流れ図である。第１の工程１２１０は、
基板の上に相互接続構造体を形成する処理を含む。第２
の工程１２２０は、相互接続構造体の上に画素電極層を
成膜させる工程を含む。第３の工程１２３０は、電極層
上にフォトレジストを成膜させる工程を含む。第４の工
程１２４０は、所定のパターンにより、フォトレジスト
層をパターン形成する工程を含む。第５の工程１２５０
は、フォトレジストが除去された電極層にイオンを注入
する処理を含む。第６の工程１２６０は、パターン形成
されたフォトレジスト層を除去する処理を含む。第７の
工程１２７０は、画素電極層の上にＩ層を成膜させる処
理を含む。第８の工程１２８０は、Ｉ層の上に、Ｐ層を
成膜させる処理を含む。最後に、第９の工程１２９０
は、イメージセンサの外面を相互接続構造体に電気的に
接続する透明導体層を成膜させる工程を含む。
【００６５】第３の工程１２３０、第４の工程１２４
０、第５の工程１２５０は、Ｉ層及びＰ層の両方がＩ層
イオン注入領域とＰ層イオン注入領域を形成するように
繰り返される。
０、第５の工程１２５０は、Ｉ層及びＰ層の両方がＩ層
イオン注入領域とＰ層イオン注入領域を形成するように
繰り返される。
【００６６】本発明の特定の実施形態が説明され、例示
されてきたが、本発明は、このように説明され、例示さ
れた部分の特定の形式や配置構成には限定されない。本
発明は、本発明のクレームによってのみ限定される。
されてきたが、本発明は、このように説明され、例示さ
れた部分の特定の形式や配置構成には限定されない。本
発明は、本発明のクレームによってのみ限定される。
【００６７】上述の実施形態に即して本発明を説明する
と、本発明によれば、基板２００と、基板２００に近接
する相互接続構造体２１０と、該相互接続構造体２１０
に近接して設けられ、該相互接続構造体２１０に電気的
に接続されたイメージセンサのアレイの陰極を画成する
画素電極領域２３０の間に、物理的な隔離を提供する電
極イオン注入領域２４０を含むアモルファスシリコン電
極層２５０と、イメージセンサのそれぞれの内側層を形
成する、アモルファスシリコン電極層２５０に近接する
アモルファスシリコンＩ層２６０と、内面がイメージセ
ンサの陽極と相互接続構造体２１０に電気的に接続され
た、イメージセンサに近接して形成された透明電極層２
８０と、を備えることを特徴とするイメージセンサアレ
イ装置が提供される。
と、本発明によれば、基板２００と、基板２００に近接
する相互接続構造体２１０と、該相互接続構造体２１０
に近接して設けられ、該相互接続構造体２１０に電気的
に接続されたイメージセンサのアレイの陰極を画成する
画素電極領域２３０の間に、物理的な隔離を提供する電
極イオン注入領域２４０を含むアモルファスシリコン電
極層２５０と、イメージセンサのそれぞれの内側層を形
成する、アモルファスシリコン電極層２５０に近接する
アモルファスシリコンＩ層２６０と、内面がイメージセ
ンサの陽極と相互接続構造体２１０に電気的に接続され
た、イメージセンサに近接して形成された透明電極層２
８０と、を備えることを特徴とするイメージセンサアレ
イ装置が提供される。
【００６８】好ましくは、前記アモルファスシリコンＩ
層２６０には、前記イメージセンサの前記内側層間に物
理的な隔離を提供する、前記電極イオン注入領域２４０
と整列したＩ層イオン注入領域３２０が含められる。
層２６０には、前記イメージセンサの前記内側層間に物
理的な隔離を提供する、前記電極イオン注入領域２４０
と整列したＩ層イオン注入領域３２０が含められる。
【００６９】好ましくは、前記イメージセンサのそれぞ
れの外側層を形成する、前記アモルファスシリコンＩ層
２６０に近接したアモルファスシリコンＰ層２７０をさ
らに含む。
れの外側層を形成する、前記アモルファスシリコンＩ層
２６０に近接したアモルファスシリコンＰ層２７０をさ
らに含む。
【００７０】好ましくは、前記アモルファスシリコンＰ
層２７０には、前記イメージセンサの前記外側層間に物
理的な隔離を提供するＰ層イオン注入領域４２０が含め
られる。
層２７０には、前記イメージセンサの前記外側層間に物
理的な隔離を提供するＰ層イオン注入領域４２０が含め
られる。
【００７１】好ましくは、前記アモルファスシリコン電
極層２５０には、Ｎ層が含められる。
極層２５０には、Ｎ層が含められる。
【００７２】好ましくは、前記相互接続構造体２１０
が、前記画素電極領域２３０を基板２００に電気的に相
互接続する。
が、前記画素電極領域２３０を基板２００に電気的に相
互接続する。
【００７３】好ましくは、前記透明電極層２８０の内面
が、タングステンプラグ５０２を経て、前記相互接続構
造体２１０に電気的に接続される。
が、タングステンプラグ５０２を経て、前記相互接続構
造体２１０に電気的に接続される。
【００７４】好ましくは、前記透明電極層２８０が、酸
化すずインジウムを含む。
化すずインジウムを含む。
【００７５】好ましくは、前記イオン注入領域２４０が
ボロン注入領域を含む。
ボロン注入領域を含む。
【００７６】好ましくは、前記イオン注入領域２４０が
窒素注入領域を含む。
窒素注入領域を含む。
【００７７】好ましくは、前記イオン注入領域２４０が
アルゴン注入領域を含む。
アルゴン注入領域を含む。
【００７８】好ましくは、前記イオン注入領域２４０が
酸化物注入領域を含む。
酸化物注入領域を含む。
【図１】従来の技術のイメージセンサアレイの断面図を
示した説明図である。
示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態を示した説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示した説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示した説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示した説明図である。
【図６】図２と図５に示される本発明の実施形態の製造
に使用できる処理工程を示した説明図で、第１の工程を
示す図である。
に使用できる処理工程を示した説明図で、第１の工程を
示す図である。
【図７】図２と図５に示される本発明の実施形態の製造
に使用できる処理工程を示した説明図で、第２の工程を
示す図である。
に使用できる処理工程を示した説明図で、第２の工程を
示す図である。
【図８】図２と図５に示される本発明の実施形態の製造
に使用できる処理工程を示した説明図で、第３の工程を
示す図である。
に使用できる処理工程を示した説明図で、第３の工程を
示す図である。
【図９】図２と図５に示される本発明の実施形態の製造
に使用できる処理工程を示した説明図で、第４の工程を
示す図である。
に使用できる処理工程を示した説明図で、第４の工程を
示す図である。
【図１０】図２と図５に示される本発明の実施形態の製
造に使用できる処理工程を示した説明図で、第５の工程
を示す図である。
造に使用できる処理工程を示した説明図で、第５の工程
を示す図である。
【図１１】図２と図５に示される本発明の実施形態の製
造に使用できる処理工程を示した説明図で、第６の工程
を示す図である。
造に使用できる処理工程を示した説明図で、第６の工程
を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態を形成する方法の工程を示
した流れ図である。
した流れ図である。
２００ 基板 ２１０ 相互接続構造体 ２３０ 画素電極領域 ２４０ 電極イオン注入領域 ２５０ アモルファスシリコン電極層 ２６０ アモルファスシリコンＩ層 ２７０ アモルファスシリコンＰ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 ジェレミー・エー・テイル アメリカ合衆国カリフォルニア州マウンテ ンビュー ローラ・レーン662 (72)発明者 ガリー・ダブリュ・レイ アメリカ合衆国カリフォルニア州マウンテ ンビュー ブレントン コート131エー (72)発明者 ダイエットリッチ・ダブリュ・ヴック アメリカ合衆国カリフォルニア州メンロパ ーク ローブル アヴェニュー960−シー
Claims (12)
- 【請求項１】基板と、 該基板に近接する相互接続構造体と、 該相互接続構造体に近接して設けられ、該相互接続構造
体に電気的に接続されたイメージセンサのアレイの陰極
を画成する画素電極領域の間に物理的な隔離を提供する
電極イオン注入領域を含むアモルファスシリコン電極層
と、 前記イメージセンサのそれぞれの内側層を形成する、前
記アモルファスシリコン電極層に近接するアモルファス
シリコンＩ層と、 内面が前記イメージセンサの陽極と前記相互接続構造体
に電気的に接続された、前記イメージセンサに近接して
形成された透明電極層と、を備えることを特徴とするイ
メージセンサアレイ装置。 - 【請求項２】前記アモルファスシリコンＩ層には、前記
イメージセンサの前記内側層間に物理的な隔離を提供す
る、前記電極イオン注入領域と整列したＩ層イオン注入
領域が含められることを特徴とする請求項１記載のイメ
ージセンサアレイ装置。 - 【請求項３】前記イメージセンサのそれぞれの外側層を
形成する、前記アモルファスシリコンＩ層に近接したア
モルファスシリコンＰ層をさらに含むことを特徴とする
請求項１記載のイメージセンサアレイ装置。 - 【請求項４】前記アモルファスシリコンＰ層には、前記
イメージセンサの前記外側層間に物理的な隔離を提供す
るＰ層イオン注入領域が含められることを特徴とする請
求項３記載のイメージセンサアレイ装置。 - 【請求項５】前記アモルファスシリコン電極層には、Ｎ
層が含められることを特徴とする請求項１記載のイメー
ジセンサアレイ装置。 - 【請求項６】前記相互接続構造体が、前記画素電極領域
を前記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記載のイメージセンサアレイ装置。 - 【請求項７】前記透明電極層の内面が、タングステンプ
ラグを経て、相互接続構造体に電気的に接続されること
を特徴とする請求項１記載のイメージセンサアレイ装
置。 - 【請求項８】前記透明電極層が、酸化すずインジウムを
含むことを特徴とする請求項１記載のイメージセンサア
レイ装置。 - 【請求項９】前記イオン注入領域がボロン注入領域を含
むことを特徴とする請求項１記載のイメージセンサアレ
イ装置。 - 【請求項１０】前記イオン注入領域が窒素注入領域を含
むことを特徴とする請求項１記載のイメージセンサアレ
イ装置。 - 【請求項１１】前記イオン注入領域がアルゴン注入領域
を含むことを特徴とする請求項１記載のイメージセンサ
アレイ装置。 - 【請求項１２】前記イオン注入領域が酸化物注入領域を
含むことを特徴とする請求項１記載のイメージセンサア
レイ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/290,443 US6586812B1 (en) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | Isolation of alpha silicon diode sensors through ion implantation |
| US290443 | 2002-11-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340780A true JP2000340780A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=23116024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000106873A Pending JP2000340780A (ja) | 1999-04-13 | 2000-04-07 | アモルファスシリコンダイオードによるイメージセンサアレイ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6586812B1 (ja) |
| EP (1) | EP1045450B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000340780A (ja) |
| DE (1) | DE60033722T2 (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| US7378693B2 (en) | 2004-03-10 | 2008-05-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | CMOS image device with polysilicon contact studs |
| JP2008227448A (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 |
| JP2008235854A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Dongbu Hitek Co Ltd | イメージセンサ及びその製造方法 |
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| JP2009158930A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Dongbu Hitek Co Ltd | イメージセンサ及びその製造方法 |
| JP2010093071A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Hitachi Ltd | 半導体放射線検出器および核医学診断装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US20040113220A1 (en) * | 2000-12-21 | 2004-06-17 | Peter Rieve | Optoelectronic component for conversion electromagnetic radiation into an intensity-dependent photocurrent |
| US7053457B2 (en) | 2001-03-01 | 2006-05-30 | Stmicroelectronics Nv | Opto-electronic component |
| EP1438750A1 (de) * | 2001-10-26 | 2004-07-21 | STMicroelectronics N.V. | Verfahren zum herstellen eines tfa-bildsensors sowie tfa-bildsensor |
| US7282382B2 (en) * | 2001-10-29 | 2007-10-16 | Stmicroelectronics N.V. | Method for producing a photodiode contact for a TFA image sensor |
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