JP2008205503A - Image sensor and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image sensor and a manufacturing method which are provided with high aperture ratio and high density light-receiving pixels by preventing leakage to adjacent pixels at a light receiving portion. <P>SOLUTION: Groove portions are formed on a photoelectric conversion layer, and an insulating light-absorbing material is embedded in the groove portions. This utilizes the effect that a photocarrier is not generated, because the photoelectric conversion layer under the light-absorbing material (photoelectric conversion layer left under the groove portions) is light-blocked by the light-absorbing material (paragraph 0013). In addition, since the depth in which the light-absorbing material is embedded surely in the groove portions is required, the groove portions will not penetrate the photoelectric conversion layer, and the photoelectric conversion layer is made to remain under the groove portions (paragraph 0070). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光電変換効果を利用したイメージセンサや、イメージセンサを用いたビデオカメラやデジタルカメラ等の電子機器およびその作製方法に関するものであり、特に転送ゲート部と受光部(フォトダイオード)とを積層したスタック型の受光セルに関する。   The present invention relates to an image sensor using a photoelectric conversion effect, an electronic device such as a video camera or a digital camera using the image sensor, and a manufacturing method thereof, and in particular, includes a transfer gate portion and a light receiving portion (photodiode). The present invention relates to a stacked stack type light receiving cell.

更に、本発明はスタック型の受光セルと、表示セルとを同一基板上に備えた液晶表示装置等の電子機器およびその作製方法に関する。   Furthermore, the present invention relates to an electronic apparatus such as a liquid crystal display device provided with a stack type light receiving cell and a display cell on the same substrate, and a manufacturing method thereof.

光センサは、光を電気信号に変換するセンサとして広く用いられている。例えば、ファクシミリ、複写機、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のイメージセンサとして広く使用されている。   Optical sensors are widely used as sensors that convert light into electrical signals. For example, it is widely used as an image sensor for facsimile machines, copying machines, video cameras, digital still cameras, and the like.

マルチメディアの要求に対応するため、イメージセンサの画素の高密度化が急激に進んでいる。例えば、デジタルスチルカメラの画素の規格はVGA(640×480=31万画素)から、SVGA、XGAへと高密度化され、更にSXGA(1280×1024=131万画素)へと高密度化が進んでいる。   In order to meet the demand for multimedia, the density of pixels of the image sensor is rapidly increasing. For example, the standard of digital still camera pixels has been increased from VGA (640 × 480 = 310,000 pixels) to SVGA and XGA, and further to SXGA (1280 × 1024 = 1.31 million pixels). It is out.

また、デジタルスチルカメラ等のマルチメディアツールの小型化、低コスト化の要求から、光学系は2/3inchから1/2inch、1/3inch、1/4inchへと年々小型化されている。   In addition, due to the demand for miniaturization and cost reduction of multimedia tools such as digital still cameras, the optical system is miniaturized from 2/3 inch to 1/2 inch, 1/3 inch, and 1/4 inch year by year.

このように、画素の高密度化、光学系の小型化を実現するうえで、小さな受光セルであって、変換効率の良いイメージセンサが要求される。この要求を満足するため、例えば開口率を向上して変換効率を上げるために、電荷転送部上に受光部を積層したスタック型イメージセンサが提案されている。図22は従来のスタック型イメージセンサの断面図である。   As described above, an image sensor having a small light receiving cell and a high conversion efficiency is required in order to realize a high density pixel and a small optical system. In order to satisfy this requirement, for example, a stack type image sensor in which a light receiving portion is stacked on a charge transfer portion has been proposed in order to improve an aperture ratio and increase conversion efficiency. FIG. 22 is a cross-sectional view of a conventional stack type image sensor.

図22に示すように、一導電型を有するシリコン基板1上には、電荷転送部であるMOS型トランジスタ2が画素ごとに形成されている。MOS型トランジスタ2上には、層間絶縁膜3を介して、フォトダイオードでなる受光部4がセンサ部全面に形成されている。   As shown in FIG. 22, a MOS transistor 2 as a charge transfer unit is formed for each pixel on a silicon substrate 1 having one conductivity type. On the MOS transistor 2, a light receiving part 4 made of a photodiode is formed on the entire surface of the sensor part via an interlayer insulating film 3.

MOS型トランジスタ2は、ソース領域5およびドレイン領域6と、熱酸化膜でなるゲイト絶縁膜7と、ゲイト電極8、ソース電極9、ドレイン電極10、ゲイト電極8と、ソース電極9およびドレイン電極10とを層間分離する層間絶縁膜11でなる。MOS型トランジスタ2同士はLOCOS法で形成された酸化膜12によって、素子間分離されている。   The MOS transistor 2 includes a source region 5 and a drain region 6, a gate insulating film 7 made of a thermal oxide film, a gate electrode 8, a source electrode 9, a drain electrode 10, a gate electrode 8, and a source electrode 9 and a drain electrode 10. Is made of an interlayer insulating film 11 for interlayer separation. The MOS transistors 2 are separated from each other by an oxide film 12 formed by the LOCOS method.

受光部(フォトダイオード)4は、トランジスタ2のソース電極9に接続され、画素ごとに電気的に分離されている下部電極15と、受光部全面に形成された光導電層16と、全画素に共通な透明電極17とで構成されている。   The light receiving portion (photodiode) 4 is connected to the source electrode 9 of the transistor 2 and is electrically separated for each pixel, a photoconductive layer 16 formed on the entire surface of the light receiving portion, and all pixels. It is composed of a common transparent electrode 17.

図22に示すスタック型イメージセンサは素子全面に、受光部4が形成されているため、開口率が高い。しかしながら、画素が高密度化されると隣接する画素間隔が狭くなる。すると光電変換層16が画素ごとに分離されていないので、点線20で囲った画素間の光電変換層16で発生したフォトキャリア21は、矢印で示すように、隣接する下部電極15へ漏れ込み易くなる。隣接画素への漏れ込みは、S/Nを低下させたり、クロストークの原因となる。   The stacked image sensor shown in FIG. 22 has a high aperture ratio because the light receiving portion 4 is formed on the entire surface of the element. However, when the density of pixels is increased, the interval between adjacent pixels is narrowed. Then, since the photoelectric conversion layer 16 is not separated for each pixel, the photocarrier 21 generated in the photoelectric conversion layer 16 between the pixels surrounded by the dotted line 20 easily leaks into the adjacent lower electrode 15 as indicated by an arrow. Become. Leakage into adjacent pixels decreases S / N and causes crosstalk.

本発明の目的は、上述した受光部での隣接画素への漏れ込みを防止して、高開口率、高密度の受光画素を備えたイメージセンサ等の電子機器、およびその作製方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electronic device such as an image sensor having a high aperture ratio and a high density light receiving pixel, and a method for manufacturing the same, by preventing leakage into adjacent pixels in the light receiving unit described above. It is in.

更に、本発明の他の目的は、上述した受光部での隣接画素へのフォトキャリアの漏れ込みを防止して、高開口率、高密度の受光画素を備えた受光セルを、表示機能を有する画素セルと同一基板上に備えた電子機器およびその作製方法を提供することにある。   Furthermore, another object of the present invention is to prevent a photocarrier from leaking into an adjacent pixel in the above-described light receiving section, and to provide a light receiving cell having a high aperture ratio and a high density light receiving pixel with a display function. An object is to provide an electronic device provided on the same substrate as a pixel cell and a manufacturing method thereof.

上述した課題を解決するために、本発明においては、受光部の光電変換層の光が入射する側に溝部を形成し、この溝部に絶縁性の光吸収物を埋め込む。光吸収物の下部の光電変換層は光吸収物によって遮光されるため、フォトキャリアが生じないことを利用する。   In order to solve the above-described problem, in the present invention, a groove is formed on the light receiving portion of the photoelectric conversion layer on the side where the light is incident, and an insulating light absorber is embedded in the groove. Since the photoelectric conversion layer below the light absorber is shielded by the light absorber, the fact that no photocarrier is generated is used.

隣接する受光画素間のクロストーク等を防止するには、光吸収物は図22で領域20で示したような、受光部の下部電極(受光画素)の隙間部分の光電変換層を遮光するように形成するとよい。従って溝部の空隙は少なくとも隣接する下部電極の隙間と重なるように形成する。開口率およびクロストークの防止の点から、溝部の側面が下部電極の側面(分断面)と概略同一平面をなすように形成するのが最も好ましい。   In order to prevent crosstalk between adjacent light receiving pixels, the light absorber blocks the photoelectric conversion layer in the gap portion of the lower electrode (light receiving pixel) of the light receiving unit as shown by the region 20 in FIG. It is good to form. Accordingly, the gap in the groove is formed so as to overlap at least the gap between the adjacent lower electrodes. From the viewpoint of preventing the aperture ratio and crosstalk, it is most preferable to form the side surface of the groove so as to be substantially flush with the side surface (divided section) of the lower electrode.

本発明では、光電変換層の入射側に溝部を形成し、ここに絶縁性の光吸収物を設けたため、受光部での隣接画素への漏れ込みを防止することが可能になる。従って、受光画素の高密度化が容易に実現できる。   In the present invention, since the groove portion is formed on the incident side of the photoelectric conversion layer and the insulating light absorber is provided here, it is possible to prevent the light receiving portion from leaking into the adjacent pixel. Therefore, the density of the light receiving pixels can be easily realized.

図1〜図6を用いて本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

(実施形態1)
図1〜図3を用いて本実施形態を説明する。本実施形態は、本発明をスタック型イメージセンサに応用した例である。図1は本実施形態の受光部の分解斜視図であり、図2、図3は本実施形態のイメージセンサの作製工程を示す断面図である。
(Embodiment 1)
The present embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a stack type image sensor. FIG. 1 is an exploded perspective view of a light receiving unit according to the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the image sensor according to the present embodiment.

図1に受光領域3×3画素分の受光部(フォトダイオード)60を示す。受光部60には、下部電極61と、下部電極61上に接して設けられた光電変換層62と、光電変換層62上に接して設けられた上部電極63とにより、フォトダイオードが形成されている。下部電極61は受光画素ごとに電気的に分離され、他方、上部電極63は全べての受光画素に共通となっている。   FIG. 1 shows a light receiving portion (photodiode) 60 for a light receiving region 3 × 3 pixels. In the light receiving unit 60, a photodiode is formed by a lower electrode 61, a photoelectric conversion layer 62 provided in contact with the lower electrode 61, and an upper electrode 63 provided in contact with the photoelectric conversion layer 62. Yes. The lower electrode 61 is electrically separated for each light receiving pixel, while the upper electrode 63 is common to all the light receiving pixels.

光電変換層62には、隣接する受光画素(下部電極61)の隙間と重なるように溝が設けられている。絶縁性の光吸収物64はこの溝に埋め込まれている。光吸収物64によって、上部電極63から入射した光は光吸収物64に吸収されるため、受光画素(下部電極61)の隙間の光吸収物64の下層の光電変換層62に達することが防止できる。従って、従来例で述べたような、画素の隙間でのフォトキャリアの発生を防止できる。   The photoelectric conversion layer 62 is provided with a groove so as to overlap a gap between adjacent light receiving pixels (lower electrode 61). The insulating light absorber 64 is embedded in this groove. Since the light incident from the upper electrode 63 is absorbed by the light absorber 64 by the light absorber 64, it is prevented from reaching the photoelectric conversion layer 62 below the light absorber 64 in the gap between the light receiving pixels (lower electrode 61). it can. Therefore, it is possible to prevent the generation of photo carriers in the gaps between pixels as described in the conventional example.

以下、図2、図3を用いて受光部(フォトダイオード)60の作製方法を説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing the light receiving portion (photodiode) 60 will be described with reference to FIGS.

先ず、図2(A)に示すように、n型もしくはp型シリコン基板40上に、電荷転送素子50として公知のCMOS技術を用いて、MOS型トランジスタが受光画素ごとに形成されている。そして受光領域全面に電荷転送素子50と受光部60を絶縁分離するための層間絶縁膜59が形成されている。   First, as shown in FIG. 2A, a MOS transistor is formed for each light receiving pixel on a n-type or p-type silicon substrate 40 using a known CMOS technology as the charge transfer element 50. An interlayer insulating film 59 for insulating and separating the charge transfer element 50 and the light receiving portion 60 is formed on the entire surface of the light receiving region.

MOS型トランジスタ50は、ソース領域51およびドレイン領域52と、熱酸化膜でなるゲイト絶縁膜53と、ゲイト電極54、ソース電極55、ドレイン電極56、ゲイト電極57と、ソース電極55およびドレイン電極56とを層間分離する層間絶縁膜57でなる。隣接する画素において、MOS型トランジスタ50同士はLOCOS法で形成された酸化膜58によって、素子間分離されている。   The MOS transistor 50 includes a source region 51 and a drain region 52, a gate insulating film 53 made of a thermal oxide film, a gate electrode 54, a source electrode 55, a drain electrode 56, a gate electrode 57, and a source electrode 55 and a drain electrode 56. Is formed of an interlayer insulating film 57 for separating the layers. In adjacent pixels, the MOS transistors 50 are separated from each other by an oxide film 58 formed by the LOCOS method.

図2(B)に示すように、層間絶縁膜59にソース電極55に達するコンタクトホールを形成した後、受光部60の下部電極61を構成する導電膜を成膜する。導電膜をパターニングして、ソース電極9に接続され且つ画素ごとに分離された下部電極61を形成する。下部電極61はTi、Mo、Cr、Al等の金属膜で構成すればよい。   As shown in FIG. 2B, after a contact hole reaching the source electrode 55 is formed in the interlayer insulating film 59, a conductive film constituting the lower electrode 61 of the light receiving portion 60 is formed. The conductive film is patterned to form a lower electrode 61 connected to the source electrode 9 and separated for each pixel. The lower electrode 61 may be made of a metal film such as Ti, Mo, Cr, Al.

次に、受光部全面に、光電変換層62を形成する。光電変換層62の材料として、真性もしくは実質的に真性な非晶質シリコン又は非晶質シリコンゲルマニュームや、PIN接合を有するシリコン等の半導体層を有する単層膜や多層膜、またZnSe膜やZnCdTe膜等の化合物半導体層有する単層膜、積層膜を用いることができる。   Next, the photoelectric conversion layer 62 is formed on the entire surface of the light receiving unit. As a material of the photoelectric conversion layer 62, a single layer film or a multilayer film having a semiconductor layer such as intrinsic or substantially intrinsic amorphous silicon or amorphous silicon germanium, silicon having a PIN junction, a ZnSe film, or a ZnCdTe film. A single layer film or a laminated film having a compound semiconductor layer such as a film can be used.

次に、光電変換層62に溝部65を形成するために、図2(C)に示すように、レジストマスク71を形成する。レジストマスク71を用いてプラズマエッチングやRIE(反応性イオンエッチング)等のドライエッチング法によって、光電変換層62の光入射側を一部除去して溝部65を形成する。   Next, in order to form the groove 65 in the photoelectric conversion layer 62, a resist mask 71 is formed as shown in FIG. Using the resist mask 71, a part of the light incident side of the photoelectric conversion layer 62 is removed by a dry etching method such as plasma etching or RIE (reactive ion etching) to form the groove 65.

溝部65を隣接する下部電極61の間の光電変換層62のみを除去して形成することによって、開口率を低下させずに済む。そこで、本実施形態では、レジストマスク71は下部電極61のパターニングに用いたマスクと同一パターンにして、下部電極61の隙間に開口部を有するようにする。そのため、溝部65は格子状に形成され、正面から見た形状が下部電極61の隙間とほぼ合同となっている。   By forming the groove 65 by removing only the photoelectric conversion layer 62 between the adjacent lower electrodes 61, the aperture ratio does not need to be reduced. Therefore, in the present embodiment, the resist mask 71 has the same pattern as the mask used for patterning the lower electrode 61 and has an opening in the gap between the lower electrodes 61. Therefore, the groove 65 is formed in a lattice shape, and the shape seen from the front is almost congruent with the gap of the lower electrode 61.

レジストマスク71を剥離した後、図3(A)に示すように、溝部65に着色された絶縁物72を埋め込む。画素が高密度化されると画素間隔が狭くなるので、溝部65の形状も微細になる。従って絶縁物72にはスピンコート法で形成できる塗布膜が好適である。このような塗布膜として、アクリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、エポキシから選ばれた有機樹脂や、PSG、SiO2等の酸化珪素系塗布膜を用いることができる。またこれら絶縁材料を着色するには、絶縁材料中に顔料、若しくはカーボンやグラファイト等の炭素系材料を分散させる。 After the resist mask 71 is peeled off, a colored insulator 72 is embedded in the groove 65 as shown in FIG. When the pixels are densified, the interval between the pixels is narrowed, so that the shape of the groove 65 becomes fine. Therefore, a coating film that can be formed by spin coating is suitable for the insulator 72. As such a coating film, an organic resin selected from acrylic, polyimide, polyamide, polyimide amide, and epoxy, or a silicon oxide-based coating film such as PSG or SiO 2 can be used. In order to color these insulating materials, a pigment or a carbon-based material such as carbon or graphite is dispersed in the insulating material.

塗布法で絶縁物72を形成したため、絶縁物72は光電変換層72の表面も覆っている。このため、図3(B)に示すように、光電変換層72の表面を覆っている余分な絶縁物72を、ドライエッチングやCMP等の手段によって除去する。残存した絶縁物72が光吸収物64である。   Since the insulator 72 is formed by the coating method, the insulator 72 also covers the surface of the photoelectric conversion layer 72. For this reason, as shown in FIG. 3B, the excess insulator 72 covering the surface of the photoelectric conversion layer 72 is removed by means such as dry etching or CMP. The remaining insulator 72 is the light absorber 64.

最後に、図3(C)に示すように、受光領域に全面に透明導電膜でなる上部電極63を形成する。   Finally, as shown in FIG. 3C, an upper electrode 63 made of a transparent conductive film is formed on the entire surface of the light receiving region.

(実施形態2)
図4〜図6を用いて本実施形態を説明する。本実施形態は、実施形態1の受光部60の変形例である。図4は本実施形態の受光部80の分解斜視図であり、図5、図6は本実施形態のイメージセンサの作製工程を示す断面図である。
(Embodiment 2)
The present embodiment will be described with reference to FIGS. The present embodiment is a modification of the light receiving unit 60 of the first embodiment. FIG. 4 is an exploded perspective view of the light receiving unit 80 of the present embodiment, and FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the image sensor of the present embodiment.

図4に受光領域の3×3画素分の受光部80を示す。受光部80には、下部電極81と、下部電極81上に接して設けられた光電変換層82と、光電変換層82上に設けられた上部電極83とにより、フォトダイオードが形成されている。下部電極81は画素ごとに電気的に分離されている。   FIG. 4 shows a light receiving unit 80 for 3 × 3 pixels in the light receiving region. In the light receiving unit 80, a photodiode is formed by a lower electrode 81, a photoelectric conversion layer 82 provided in contact with the lower electrode 81, and an upper electrode 83 provided on the photoelectric conversion layer 82. The lower electrode 81 is electrically separated for each pixel.

また、本実施形態の上部電極83は全画素に共通であるが、実施形態1と構成が異なる。上部電極83は下部電極81の隙間部分で選択的に開口部が設けられている。即ち、上部電極83は下部電極81と対向する部分と、当該部分を隣接する画素間で接続する部分とでなる。   Further, the upper electrode 83 of the present embodiment is common to all pixels, but the configuration is different from that of the first embodiment. The upper electrode 83 is selectively provided with an opening in the gap portion of the lower electrode 81. That is, the upper electrode 83 includes a portion facing the lower electrode 81 and a portion connecting the portion between adjacent pixels.

光電変換層82には、上部電極83をマスクとして自己整合的に溝部が形成される。この溝部に絶縁性の光吸収物84が埋め込まれている。従って光吸収物84によって、その下層の画素の隙間に存在する光電変換層82に入射する光を吸収できるため、従来例で述べたような、画素の隙間でのフォトキャリアの発生を防止できる。   Grooves are formed in the photoelectric conversion layer 82 in a self-aligning manner using the upper electrode 83 as a mask. An insulating light absorber 84 is embedded in the groove. Therefore, the light absorber 84 can absorb the light incident on the photoelectric conversion layer 82 existing in the gap between the pixels below the photoabsorber 84, so that generation of photocarriers in the gap between the pixels as described in the conventional example can be prevented.

しかしながら、上述した上部電極83のパターンで溝部を形成したため、実施形態1と異なり、画素の隙間において、光電変換層82の表層が光吸収物84で完全に充填されておらず、光電変換層82が一部残存しているが、相対的に残存した部分よりも、光吸収物84のほうが画素の隙間での占有率が多く、画素の隙間でのフォトキャリアの発生を防止する効果を十分得ることができる。   However, since the groove portion is formed in the pattern of the upper electrode 83 described above, unlike the first embodiment, the surface layer of the photoelectric conversion layer 82 is not completely filled with the light absorber 84 in the gap between the pixels, and the photoelectric conversion layer 82 is not filled. However, the light absorber 84 has a higher occupation rate in the pixel gap than the relatively remaining part, and the effect of preventing the generation of photocarriers in the pixel gap is sufficiently obtained. be able to.

以下に、図5、図6を用いて受光部80の作製方法を説明する。   A method for manufacturing the light receiving unit 80 will be described below with reference to FIGS.

先ず、図5(A)に示すように、実施形態1と同様に、シリコン基板40上に、公知のCMOS技術を用いて、MOS型トランジスタ50を受光画素ごとに形成する。そして受光領域全面にトランジスタ50と受光部80を絶縁分離するための層間絶縁膜59を形成する。そしてソース電極に接続され、且つ画素ごとに分離された下部電極81、光電変換層82を形成する。次に、上部電極83を構成する透明導電膜91を成膜する。   First, as shown in FIG. 5A, as in the first embodiment, a MOS transistor 50 is formed for each light-receiving pixel on a silicon substrate 40 using a known CMOS technology. Then, an interlayer insulating film 59 for insulating and separating the transistor 50 and the light receiving unit 80 is formed on the entire surface of the light receiving region. Then, a lower electrode 81 and a photoelectric conversion layer 82 connected to the source electrode and separated for each pixel are formed. Next, a transparent conductive film 91 constituting the upper electrode 83 is formed.

次に、図5(B)に示すように、透明導電膜91上にレジストマスク92を形成し、図4に示す形状に透明導電膜91をパターニングして、上部電極83を形成する。   Next, as shown in FIG. 5B, a resist mask 92 is formed on the transparent conductive film 91, and the transparent conductive film 91 is patterned into the shape shown in FIG.

図5(C)に示すように、プラズマエッチングやRIE等のドライエッチング法によって、上部電極83をマスクにして、光電変換層82に溝部85を自己整合的に形成する。従って溝部85は画素電極83の開口部と同一パターンとなり、溝部85の側面は上部電極83の開口部の端面と概略同一平面をなす。   As shown in FIG. 5C, a groove 85 is formed in the photoelectric conversion layer 82 in a self-aligning manner using the upper electrode 83 as a mask by a dry etching method such as plasma etching or RIE. Accordingly, the groove 85 has the same pattern as the opening of the pixel electrode 83, and the side surface of the groove 85 is substantially flush with the end surface of the opening of the upper electrode 83.

なお、ドライエッチング前にレジストマスク92を剥離しても良いが、レジストマスク92はドライエッチング時に上部電極83の表面が変質されてしまうのを防止する効果がある。   Note that the resist mask 92 may be removed before dry etching, but the resist mask 92 has an effect of preventing the surface of the upper electrode 83 from being altered during dry etching.

次に、レジストマスク92を剥離した後、図6(A)に示すように、スピンコート法にて、溝部85に着色された絶縁物93を埋め込む。本実施形態でも、溝部85の形状も微細になるため、絶縁物93には実施形態1で説明した塗布法で形成可能な有機樹脂膜や、酸化珪素系塗布膜を用いればよい。   Next, after peeling off the resist mask 92, as shown in FIG. 6A, a colored insulator 93 is embedded in the groove 85 by spin coating. Also in this embodiment, since the shape of the groove 85 becomes fine, an organic resin film that can be formed by the coating method described in Embodiment 1 or a silicon oxide-based coating film may be used for the insulator 93.

塗布法で絶縁物93を形成したため、上部電極83の表面は絶縁物93で覆われてしまう。そこで図6(B)に示すように、上部電極83の表面を覆っている余分な絶縁物93をドライエッチングやCMP等の手段によって除去する。残存した絶縁物93が図4に示す光吸収物84に相当する。以上の工程によって、本実施形態のイメージセンサが完成する。   Since the insulator 93 is formed by the coating method, the surface of the upper electrode 83 is covered with the insulator 93. Therefore, as shown in FIG. 6B, the excess insulator 93 covering the surface of the upper electrode 83 is removed by means such as dry etching or CMP. The remaining insulator 93 corresponds to the light absorber 84 shown in FIG. The image sensor of this embodiment is completed through the above steps.

実施形態1、2において、受光部60、80の光電変換層に絶縁性の光吸収物を埋め込んだため、画素の隙間でフォトキャリアが発生することを防止でき、S/N比が向上され、クロストークを防止できる。なお、実施形態1の上部電極63には開口が形成されていないため、実施形態2の上部電極83よりパターニングが容易であり、また開口率も高いという特長がある。   In the first and second embodiments, since the insulating light absorber is embedded in the photoelectric conversion layers of the light receiving portions 60 and 80, photocarriers can be prevented from being generated in the gaps between pixels, and the S / N ratio is improved. Crosstalk can be prevented. Since the upper electrode 63 of the first embodiment has no opening, patterning is easier than the upper electrode 83 of the second embodiment, and the aperture ratio is high.

なお、実施形態1、2では電荷転送素子50をMOS型トランジスタとしたがCCDとすることもできる。また、より高密度化するには、SOI型や、トレンチ型とするとよい。また、本実施形態では、電荷転送素子を転送ゲートのみでなるパッシブ型としたが、増幅器を備えたアクティブ型に構成することも可能である。   In the first and second embodiments, the charge transfer element 50 is a MOS transistor, but may be a CCD. In order to further increase the density, an SOI type or a trench type is preferable. In the present embodiment, the charge transfer element is a passive type including only a transfer gate. However, the charge transfer element may be configured as an active type including an amplifier.

図7〜図21を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。   The embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

本実施例は、実施形態1で説明したイメージセンサを、表示画素部と同一基板上に備えた透過型液晶表示装置に関するものである。   This example relates to a transmissive liquid crystal display device in which the image sensor described in Embodiment 1 is provided on the same substrate as a display pixel portion.

図7は、本実施例の液晶表示装置の正面図である。図7に示すように同一基板100上には、撮像機能を有する受光領域110が表示領域120共に設けられている。   FIG. 7 is a front view of the liquid crystal display device of this embodiment. As shown in FIG. 7, a light receiving area 110 having an imaging function is provided on the same substrate 100 together with the display area 120.

受光領域110には、複数の受光セルがマトリクス状に配置された受光マトリクス111と、受光マトリクス111に配置された電荷転送素子を駆動するための受光部駆動回路112、113とで構成されている。   The light receiving region 110 includes a light receiving matrix 111 in which a plurality of light receiving cells are arranged in a matrix, and light receiving unit driving circuits 112 and 113 for driving the charge transfer elements arranged in the light receiving matrix 111. .

他方、表示領域120は周辺回路一体型のアクティブマトリクス型であり、画素電極と、画素電極に接続された能動素子と、画素マトリクス121と、画素マトリクス121配置された能動素子を駆動するための周辺駆動回路122、123とが設けられている。更に、基板100上には、受光領域110、表示領域120の周辺駆動回路を制御するための制御回路130も形成されている。   On the other hand, the display region 120 is an active matrix type integrated with a peripheral circuit, and includes a pixel electrode, an active element connected to the pixel electrode, a pixel matrix 121, and a peripheral for driving the active element arranged in the pixel matrix 121. Drive circuits 122 and 123 are provided. Further, a control circuit 130 for controlling the peripheral drive circuits of the light receiving area 110 and the display area 120 is also formed on the substrate 100.

本実施例では、受光部マトリクス111の電荷転送素子、画素マトリクス121の能動素子、および電荷転送素子および能動素子を駆動するための周辺駆動回路112、113、122、123、制御回路130を、CMOS技術を用いてTFT(薄膜トランジスタ)にて同時に作製する。以下図8〜図13を用いて本実施例の液晶パネルの作製方法を説明する。   In the present embodiment, the charge transfer element of the light receiving unit matrix 111, the active element of the pixel matrix 121, and the peripheral drive circuits 112, 113, 122, 123 and the control circuit 130 for driving the charge transfer element and the active element are connected to the CMOS. Fabricate simultaneously with TFT (Thin Film Transistor) using technology. Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal panel of this example will be described with reference to FIGS.

図8(A)に示すように、ガラス基板500上には、受光マトリクス111の電荷転送素子となる受光部TFT200と、画素マトリクス121の能動素子である画素部TFT300と、周辺駆動回路112、113、122、123を構成するCMOS−TFT400が形成されている。なおCMOS−TFT400において、右側がNチャネル型であり、左側がPチャネル型である。   As shown in FIG. 8A, on a glass substrate 500, a light receiving portion TFT 200 that is a charge transfer element of the light receiving matrix 111, a pixel portion TFT 300 that is an active element of the pixel matrix 121, and peripheral drive circuits 112 and 113. , 122 and 123 are formed. Note that in the CMOS-TFT 400, the right side is an N-channel type and the left side is a P-channel type.

これらTFT200、300、400を作製するには、ガラス基板500全面に、基板からの不純物の拡散を防止するための下地膜510を形成する。下地膜510として、プラズマCVD法によって、酸化珪素膜を200nmの厚さに形成する。   In order to manufacture these TFTs 200, 300, and 400, a base film 510 for preventing diffusion of impurities from the substrate is formed on the entire surface of the glass substrate 500. As the base film 510, a silicon oxide film is formed to a thickness of 200 nm by plasma CVD.

本実施例では、透過型液晶パネルを作製するため、基板500は可視光を透過する基板であれば良く、ガラス基板500の代わりに石英基板等も用いることができる。なお、本実施例では、TFT200、300、400を多結晶シリコン膜で形成するため、基板500は多結晶シリコン膜の形成プロセスに耐え得るものを選択する。多結晶シリコン膜は移動度が10〜200cm2/Vsec程度と非
常に大きく、多結晶シリコンでTFTのチャネル形成領域を構成することにより、高速応答させることができ、特に、受光部TFT200、CMOS−TFT400に有効である。
In this embodiment, in order to manufacture a transmissive liquid crystal panel, the substrate 500 may be any substrate that transmits visible light, and a quartz substrate or the like can be used instead of the glass substrate 500. In this embodiment, since the TFTs 200, 300, and 400 are formed of a polycrystalline silicon film, a substrate 500 that can withstand the process of forming the polycrystalline silicon film is selected. The polycrystalline silicon film has a very high mobility of about 10 to 200 cm 2 / Vsec, and can be made to respond at high speed by forming the channel forming region of the TFT with polycrystalline silicon. This is effective for the TFT 400.

次に、プラズマCVD法によって非晶質シリコン膜を55nmの厚さに成膜し、エキシマレーザ光を照射して、多結晶化する。非晶質珪素膜の結晶化方法として、SPCと呼ばれる熱結晶化法、赤外線を照射するRTA法、熱結晶化とレーザアニールとを併用する方法等を用いることができる。   Next, an amorphous silicon film having a thickness of 55 nm is formed by plasma CVD and irradiated with excimer laser light to be polycrystallized. As a method for crystallizing the amorphous silicon film, a thermal crystallization method called SPC, an RTA method of irradiating infrared rays, a method using thermal crystallization and laser annealing in combination, or the like can be used.

次に、多結晶化されたシリコン膜をパターニングして、TFT200、300、400のソース領域、ドレイン領域、チャネル形成領域を構成する島状の半導体層を形成する。次に、これら半導体層を覆うゲイト絶縁膜520を形成する。ゲイト絶縁膜520はシラン(SiH4)とN2Oを原料ガスに用いて、プラズ
マCVD法で120nmの厚さに形成する。
Next, the polycrystallized silicon film is patterned to form island-like semiconductor layers constituting the source region, drain region, and channel formation region of the TFTs 200, 300, and 400. Next, a gate insulating film 520 covering these semiconductor layers is formed. The gate insulating film 520 is formed to a thickness of 120 nm by plasma CVD using silane (SiH 4 ) and N 2 O as source gases.

次に、Al、Crや導電性ポリシリコン膜等の導電膜を成膜し、パターニングして、ゲイト電極201、301、401、402を形成する。これらゲイト電極をマスクにして、公知のCMOS技術を用いて半導体層にN型もしくはP型の導電性を付与する不純物をドーピングする。ドーピング後、ドーピングされた不純物を活性化する。   Next, a conductive film such as Al, Cr, or a conductive polysilicon film is formed and patterned to form gate electrodes 201, 301, 401, and 402. Using these gate electrodes as a mask, the semiconductor layer is doped with an impurity imparting N-type or P-type conductivity using a known CMOS technology. After doping, the doped impurities are activated.

この工程において、受光部TFT200の半導体層には、N型のソース領域202およびドレイン領域203と、チャネル形成領域204が形成される。受光部TFT300の半導体層には、N型のソース領域302およびドレイン領域303と、チャネル形成領域304が形成される。そして、CMOS−TFT400については、Nチャネル型TFTの半導体層にはN型のソース領域403およびドレイン領域404と、チャネル形成領域405が形成され、Pチャネル型TFTの半導体層にはP型のソース領域406およびドレイン領域407と、チャネル形成領域408が形成される。   In this step, an N-type source region 202 and drain region 203 and a channel formation region 204 are formed in the semiconductor layer of the light receiving portion TFT 200. An N-type source region 302 and drain region 303 and a channel formation region 304 are formed in the semiconductor layer of the light receiving unit TFT 300. As for the CMOS-TFT 400, an N-type source region 403 and a drain region 404 and a channel formation region 405 are formed in the semiconductor layer of the N-channel TFT, and a P-type source is formed in the semiconductor layer of the P-channel TFT. A region 406, a drain region 407, and a channel formation region 408 are formed.

なお、本実施例では多結晶シリコンTFTを形成するため、ゲイト電極201、301、401、402を形成する前に、少なくともNチャネル型TFTのチャネル形成領域204、303、405となる領域にP型の不純物を添加して、しきい値を最適化するのが好ましい。   In this embodiment, a polycrystalline silicon TFT is formed. Therefore, before forming the gate electrodes 201, 301, 401, 402, at least a region that becomes the channel formation regions 204, 303, 405 of the N-channel TFT is a P-type. It is preferable to add the impurities to optimize the threshold value.

次に、第1の層間絶縁膜530を形成し、各TFT200、300、400のソース領域およびドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。しかる後、チタン膜、アルミニウム膜、チタン膜でなる積層膜を形成し、パターニングして、配線205、206、305、306、409、410、411を形成する。なお、TFT400をCMOS構造とするために、配線411でN型のソース領域403とP型のソース領域404とが接続される。   Next, a first interlayer insulating film 530 is formed, and contact holes reaching the source and drain regions of the TFTs 200, 300, and 400 are formed. After that, a laminated film made of a titanium film, an aluminum film, and a titanium film is formed and patterned to form wirings 205, 206, 305, 306, 409, 410, and 411. Note that the N-type source region 403 and the P-type source region 404 are connected by a wiring 411 so that the TFT 400 has a CMOS structure.

以上のCMOSプロセスを経て、多結晶シリコンを用いた画素TFT200、受光部TFT300、CMOS−TFT400が同時に完成する。ここではTFT200、300、400をトップゲイトのプラナ型としたが、逆スタガ等のボトムゲイト型としてもよい。また、LDD構造やオフセット構造とすることもできる。   Through the above CMOS process, the pixel TFT 200, the light receiving portion TFT 300, and the CMOS-TFT 400 using polycrystalline silicon are completed at the same time. Here, the TFTs 200, 300, and 400 are top gate planar types, but may be bottom gate types such as a reverse stagger. Also, an LDD structure or an offset structure can be used.

次に図8(B)に示すように、受光部TFT200と受光部とを絶縁分離するための第2の層間絶縁膜540を基板500全面に形成する。第2の層間絶縁膜540としては、下層の凹凸を相殺して、平坦な表面が得られる樹脂膜が好ましい。このような樹脂膜として、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリルを用いることができる。また、第2の層間絶縁膜540の表面層は平坦な表面を得るため樹脂膜とし、下層は酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素等の無機絶縁材料の単層、多層としても良い。本実施例では、第2の層間絶縁膜540としてポリイミド膜を1.5μmの厚さに形成する。   Next, as shown in FIG. 8B, a second interlayer insulating film 540 for insulatingly separating the light receiving portion TFT 200 and the light receiving portion is formed on the entire surface of the substrate 500. The second interlayer insulating film 540 is preferably a resin film that cancels out unevenness in the lower layer and obtains a flat surface. As such a resin film, polyimide, polyamide, polyimide amide, or acrylic can be used. The surface layer of the second interlayer insulating film 540 may be a resin film in order to obtain a flat surface, and the lower layer may be a single layer or a multilayer of an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride. In this embodiment, a polyimide film is formed to a thickness of 1.5 μm as the second interlayer insulating film 540.

次に、第2の層間絶縁膜540に受光部TFT200の配線205、画素部TFT300の配線305に達するコンタクトホールをそれぞれ形成した後、Ti、Cr、Mo等の金属膜を形成する。本実施例では導電膜として厚さ200nmのチタン膜をスッパタ法で成膜する。そして、チタン膜をパターニングし、受光部TFTの配線205に接続された受光部の下部電極208と、画素部TFT300の配線305に接続される電極308と、画素部TFT300の遮光膜309をそれぞれ形成する。   Next, after forming contact holes reaching the wiring 205 of the light receiving portion TFT 200 and the wiring 305 of the pixel portion TFT 300 in the second interlayer insulating film 540, a metal film of Ti, Cr, Mo or the like is formed. In this embodiment, a titanium film having a thickness of 200 nm is formed as a conductive film by a sputtering method. Then, the titanium film is patterned to form a lower electrode 208 of the light receiving unit connected to the wiring 205 of the light receiving unit TFT, an electrode 308 connected to the wiring 305 of the pixel unit TFT 300, and a light shielding film 309 of the pixel unit TFT 300. To do.

次に、図9に示すように受光部の光電変換層を形成する。なお、図9〜12では、紙面の都合上CMOS−TFT400を省略した。本実施例では光電変換層をPIN接合を有するシリコン層で形成する。先ず、Pを含んだn型の非晶質シリコン膜を30〜50nmの厚さに、ここでは30nmの厚さに成膜する。n型非晶質シリコン膜を下部電極208と同一パターンにパターニングして、n層209を形成する。   Next, as shown in FIG. 9, a photoelectric conversion layer of the light receiving unit is formed. 9 to 12, the CMOS-TFT 400 is omitted for the sake of space. In this embodiment, the photoelectric conversion layer is formed using a silicon layer having a PIN junction. First, an n-type amorphous silicon film containing P is formed to a thickness of 30 to 50 nm, here a thickness of 30 nm. An n layer 209 is formed by patterning the n-type amorphous silicon film in the same pattern as the lower electrode 208.

次に、真性もしくは実質的に真性な非晶質シリコン膜を1〜2μm、ここでは1.5μmの膜厚に成膜する。連続して、Bを含んだp型の非晶質シリコン膜を30〜100nmの厚さに、ここでは50nmの厚さに成膜する。更に、p型の非晶質シリコン膜上に、図示しないエッチングストッパとなる酸化珪素もしくは窒化珪素膜を10〜30nm成膜する。ここでは20nmの酸化珪素膜を成膜する。   Next, an intrinsic or substantially intrinsic amorphous silicon film is formed to a thickness of 1 to 2 μm, here 1.5 μm. Continuously, a p-type amorphous silicon film containing B is formed to a thickness of 30 to 100 nm, here to a thickness of 50 nm. Further, a silicon oxide or silicon nitride film serving as an etching stopper (not shown) is formed on the p-type amorphous silicon film to a thickness of 10 to 30 nm. Here, a 20 nm silicon oxide film is formed.

パターニングにより、真性もしくは実質的に真性なシリコン膜、p型シリコン膜および図示ない酸化珪素膜を受光マトリクス111以外を除去して、i層210、p層211、図示しないエッチングストッパをそれぞれ形成する。   By patterning, the intrinsic or substantially intrinsic silicon film, p-type silicon film, and silicon oxide film (not shown) are removed except for the light receiving matrix 111 to form an i layer 210, a p layer 211, and an etching stopper (not shown).

なお、非晶質シリコンが実質的に真性な状態とは、硼素等のp型不純物を5×1016〜1×1019cm-3程度添加し、そのフェルミ準位をバンドギャプの中央にした状態をいう。これは非晶質シリコンは成膜時にはフェルミ準位がバンドギャプの中央に必ずしも位置している訳ではなく、若干n型になる方向にフェルミ準位がずれている。そのため、上記のようにp型不純物を添加することで、フェルミ準位をバンドギャプの中央にすることができる。この場合に不純物が添加されているが、フェルミ準位をバンドギャプの中央にある状態を実質的に真性な状態であるとしている。 Note that the state in which amorphous silicon is substantially intrinsic means that a p-type impurity such as boron is added at about 5 × 10 16 to 1 × 10 19 cm −3 and the Fermi level is set at the center of the band gap. Say. This is because amorphous silicon does not necessarily have the Fermi level located at the center of the bandgap at the time of film formation, but the Fermi level is slightly shifted in the direction of becoming n-type. Therefore, the Fermi level can be set at the center of the band gap by adding the p-type impurity as described above. Although impurities are added in this case, a state in which the Fermi level is in the center of the bandgap is regarded as a substantially intrinsic state.

また、i層210は非晶質シリコンゲルマニュームを用いることができる。また、n層209、p層111は非晶質シリコンの代わりに微結晶シリコンを用いることができる。更にn層209の材料として、燐等のn型不純物が添加された窒化珪素、酸化珪素、炭化珪素を用いることができる。   The i layer 210 may be made of amorphous silicon germanium. The n layer 209 and the p layer 111 can be formed using microcrystalline silicon instead of amorphous silicon. Further, silicon nitride, silicon oxide, or silicon carbide to which an n-type impurity such as phosphorus is added can be used as a material for the n layer 209.

次に、図10に示すように、光電変換層に溝部を形成するためのレジストマスク212を形成する。本実施例では開口部を低下しないようにするため、溝部を下部電極208の隙間のi層210、p層211をのみを除去して形成する。このため、レジストマスク212は下部電極208と対向しない領域に開口部を有する。   Next, as illustrated in FIG. 10, a resist mask 212 for forming a groove in the photoelectric conversion layer is formed. In this embodiment, in order not to lower the opening, the groove is formed by removing only the i layer 210 and the p layer 211 in the gap of the lower electrode 208. Therefore, the resist mask 212 has an opening in a region that does not face the lower electrode 208.

下部電極208は、受光マトリクス111にマトリクス状に配置され、その配置間隔は開口率が最大になるようなデザインルールのみに従って設定すれば良い。ガラス基板上に半導体装置を作製する場合のデザインルールは1〜3μm程度であるため、下部電極208の間隔は最小で1〜3μm程度とすることができる。ここでは、下部電極208の間隔を2μmとする。従って、レジストマスク212の開口部は幅2μmの格子状となる。   The lower electrodes 208 are arranged in a matrix on the light receiving matrix 111, and the arrangement interval may be set only in accordance with a design rule that maximizes the aperture ratio. Since the design rule for manufacturing a semiconductor device on a glass substrate is about 1 to 3 μm, the interval between the lower electrodes 208 can be set to about 1 to 3 μm at the minimum. Here, the interval between the lower electrodes 208 is 2 μm. Accordingly, the openings of the resist mask 212 have a lattice shape with a width of 2 μm.

次に、レジストマスク212を用いて、光電変換層に溝部213を形成する。溝部213を形成するには、プラズマエッチングやRIE(反応性イオンエッチング)等のドライエッチング法を用いる。本実施例では、プラズマエッチング法を用い、エッチングガスは、O2とCF4の混合ガスを用いる。CF4の濃度は
全ガスに対して1〜10%とする。CF4の濃度や圧力等の条件によりエッチングレートが制御できる。
Next, the groove 213 is formed in the photoelectric conversion layer using the resist mask 212. To form the groove 213, a dry etching method such as plasma etching or RIE (reactive ion etching) is used. In this embodiment, a plasma etching method is used, and a mixed gas of O 2 and CF 4 is used as an etching gas. The concentration of CF 4 is 1 to 10% with respect to the total gas. The etching rate can be controlled by conditions such as CF 4 concentration and pressure.

ここでは、CF4の濃度が5%のガスを用い、プラズマエッチングによって、レジストマスク212の開口部のp層211除去し受光画素ごとに分断し、さらにi層210を300〜500nm程度の深さ除去する。ここではi層210を500nm除去する。図10の断面図では溝部213は個々に分離されて図示されているが、実際には下部電極208の隙間に沿って、幅2μmの格子状に一体的に形成されている。 Here, a gas having a CF 4 concentration of 5% is used, and by plasma etching, the p layer 211 at the opening of the resist mask 212 is removed and divided for each light receiving pixel, and the i layer 210 has a depth of about 300 to 500 nm. Remove. Here, the i layer 210 is removed by 500 nm. In the cross-sectional view of FIG. 10, the groove portions 213 are illustrated as being separated from each other. However, actually, the grooves 213 are integrally formed in a lattice shape having a width of 2 μm along the gap between the lower electrodes 208.

本発明では受光画素の隙間でのフォトキャリアの発生を防止することを目的とするため、溝部213の深さ、特にフォトキャリアが発生するi層210での深さが重要である。この深さは、後に光吸収物が確実に溝部213に埋め込まれる深さであり、画素の隙間のフォトキャリアを遮光できれば良い。   In the present invention, in order to prevent the generation of photocarriers in the gaps between the light receiving pixels, the depth of the groove 213, particularly the depth in the i layer 210 where photocarriers are generated, is important. This depth is a depth at which the light absorber is surely embedded in the groove 213 later, and it is sufficient that the photo carrier in the gap between the pixels can be shielded.

次に、図11に示すように、レジストマスク212を剥離した後、溝部213に着色された絶縁物214を充填する。本実施例では、スピンコート法にて黒色顔料を分散させたアクリル樹脂を塗布し硬化して、黒色のアクリルでなる絶縁物214を形成する。スピンコート法を用いたため、絶縁物214は溝部213のみでなく、基板500表面を覆っており、p層211上(実際には図示しないエッチングストッパ上)の絶縁物214の厚さt1は、他の領域でもほぼ同じとなっている。 Next, as shown in FIG. 11, after the resist mask 212 is peeled off, the groove portion 213 is filled with a colored insulator 214. In this embodiment, an acrylic resin in which a black pigment is dispersed is applied by spin coating and cured to form an insulator 214 made of black acrylic. Since the spin coating method is used, the insulator 214 covers not only the groove 213 but also the surface of the substrate 500, and the thickness t 1 of the insulator 214 on the p layer 211 (on an etching stopper (not shown)) is It is almost the same in other areas.

次に、図12に示すようにO2アッシング等のドライエッチング処理により、溝部213に充填された絶縁物214以外を除去して、光吸収物215を形成する。 Next, as shown in FIG. 12, the light absorbing material 215 is formed by removing a portion other than the insulator 214 filled in the groove 213 by a dry etching process such as O 2 ashing.

本実施例では光吸収物122を形成する手段にCF4ガスを1〜5%混合したO2アッシングを用いる。樹脂膜のエッチングレートは代表的には0.3〜1μm/分程度であることを考慮すると、p層211を覆う絶縁物層214の厚さt1が0.3〜1.5μm程度となるようにする。 In this embodiment, O 2 ashing in which 1 to 5% of CF 4 gas is mixed is used as a means for forming the light absorber 122. Considering that the etching rate of the resin film is typically about 0.3 to 1 μm / min, the thickness t 1 of the insulating layer 214 covering the p layer 211 is about 0.3 to 1.5 μm. Like that.

更にO2アッシングによって、溝部213に埋め込まれた絶縁物214、少なくともi層210に埋め込まれた絶縁物214を除去しないようにするために、アッシングされる絶縁物214の厚さt1は溝部213の深さをよりも薄くして、アッシングのマージンを確保する。この厚さt1は、絶縁物層214を形成する際のスピナ−の回転速度や、絶縁物214の原料溶液の粘度等により制御できる。 Further, in order not to remove the insulator 214 embedded in the groove portion 213 and at least the insulator 214 embedded in the i layer 210 by O 2 ashing, the thickness t 1 of the insulator 214 to be ashed is set to the groove portion 213. Reduce the depth of the ash to ensure a margin for ashing. The thickness t 1 can be controlled by the rotation speed of the spinner when forming the insulator layer 214, the viscosity of the raw material solution of the insulator 214, and the like.

図6において、溝部213の深さはp層211の厚さ50nmと、i層を除去した深さ500nmを加算した値、550nmであり、ここでは除去される絶縁物層124の厚さt1は400nmとした。 In FIG. 6, the depth of the groove 213 is 550 nm, which is a value obtained by adding the thickness 50 nm of the p layer 211 and the depth 500 nm from which the i layer is removed, and here, the thickness t 1 of the insulator layer 124 to be removed. Was 400 nm.

また本実施例は透過型パネルを作製製するため、アッシング工程では、p層211上を覆う絶縁物214だけでなく、表示マトリクス121部を覆う絶縁物214を完全に除去する必要がある。   In this embodiment, since a transmissive panel is manufactured, it is necessary to completely remove not only the insulator 214 that covers the p-layer 211 but also the insulator 214 that covers the display matrix 121 in the ashing process.

本実施例の場合には、溝部213の隙間は1〜3μm程度であるので、アッシング工程において、溝部213にプラズマが殆ど入り込まず、溝部213に埋め込まれた絶縁物214は除去され難くなっている。更にp層211の表面は図示しない酸化珪素膜でなるエッチングストッパによって保護されている。従って、アッシングによって、p層211および表示マトリクス121部を覆う絶縁物214は除去して、溝部213、少なくともi層210に埋め込まれた絶縁物層214は残存するように、アッシングが可能である。   In the case of the present embodiment, since the gap of the groove 213 is about 1 to 3 μm, plasma hardly enters the groove 213 in the ashing process, and the insulator 214 embedded in the groove 213 is hardly removed. . Furthermore, the surface of the p layer 211 is protected by an etching stopper made of a silicon oxide film (not shown). Accordingly, the ashing can be performed so that the insulator 214 covering the p layer 211 and the display matrix 121 portion is removed by ashing, and the insulating layer 214 embedded in at least the groove portion 213 and the i layer 210 remains.

また、p層211とポリイミドやアクリル樹脂でなる絶縁物214とのエッチング選択比を大きくすることによって、エッチングストッパが不要になる。例えば、アッシング工程ではO2 ガスのみで樹脂材料を除去できるので、エッチングガスのCF4の割合を少なくすることによって、p層211のエッチングレートを低減できる。 Further, by increasing the etching selection ratio between the p layer 211 and the insulator 214 made of polyimide or acrylic resin, an etching stopper becomes unnecessary. For example, since the resin material can be removed only with O 2 gas in the ashing process, the etching rate of the p layer 211 can be reduced by reducing the proportion of the etching gas CF 4 .

また、樹脂材料でなる絶縁物層214を硬化する際に、アッシング前は200℃程度の仮焼成までとし、アッシング後に本焼成を行い完全に硬化させるさせるようにすることで、絶縁物214をアッシングし易い状態とすることができ、p層211とのエッチング選択比を大きくすることができる。   In addition, when the insulating layer 214 made of a resin material is cured, it is pre-baked to about 200 ° C. before ashing, and after the ashing, the main baking is performed to completely cure, thereby ashing the insulator 214. The etching selectivity with respect to the p layer 211 can be increased.

アッシング工程の後、p層211の表面の図示しないエッチングストッパをバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングにより除去する。なお、図12では、光吸収物215の表面はp層211表面と一致しているように図示されているが、光吸収物215の表面が若干抉れていてもよく、少なくとも光吸収物215がi層210に埋め込まれていれば本発明の効果を得ることができる。   After the ashing process, an etching stopper (not shown) on the surface of the p layer 211 is removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid. In FIG. 12, the surface of the light absorber 215 is illustrated so as to coincide with the surface of the p layer 211, but the surface of the light absorber 215 may be slightly curled, and at least the light absorber 215. Is embedded in the i layer 210, the effect of the present invention can be obtained.

次に、100〜300nm厚さ、ここでは120nmのITO膜をスパッタ法にて成膜し、パターニングして、図13に示すように、受光マトリクス121全面に上部電極216を形成する。以上の工程により、受光マトリクス121が完成する。本実施例の受光マトリクス121に形成されたフォトダイオードは図1と同様な構成を有する。図1において、下部電極208は電極61に対応し、n層209、i層210、p層211でなる光電変換層は62に対応し、上部電極216は63に対応し、光吸収物215は64に対応している。   Next, an ITO film having a thickness of 100 to 300 nm, here 120 nm, is formed by sputtering and patterned to form an upper electrode 216 on the entire surface of the light receiving matrix 121 as shown in FIG. The light receiving matrix 121 is completed through the above steps. The photodiode formed in the light receiving matrix 121 of this embodiment has a configuration similar to that shown in FIG. In FIG. 1, the lower electrode 208 corresponds to the electrode 61, the photoelectric conversion layer composed of the n layer 209, the i layer 210, and the p layer 211 corresponds to 62, the upper electrode 216 corresponds to 63, and the light absorber 215 is 64.

次に、第3の層間絶縁膜550を形成する。第3の層間絶縁膜550を構成する絶縁被膜として、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等の樹脂膜を形成して、平坦な表面を得るようにする。本実施例では、絶縁被膜として、表示領域120での厚さが2μmとなるようにアクリル膜を基板全面に形成した。第3の層間絶縁膜550は受光マトリクス111においてパッシベーション膜として機能する。   Next, a third interlayer insulating film 550 is formed. As an insulating film constituting the third interlayer insulating film 550, a resin film such as polyimide, polyamide, polyimide amide, or acrylic is formed so as to obtain a flat surface. In this example, an acrylic film was formed as an insulating film on the entire surface of the substrate so that the thickness in the display region 120 was 2 μm. The third interlayer insulating film 550 functions as a passivation film in the light receiving matrix 111.

そして、第3の層間絶縁膜550に電極308に達するコンタクトホールを形成し、ITO膜500〜200nm、ここでは120nmの厚さに成膜し、パターニングして、画素マトリクス121の画素電極310を形成する。   Then, a contact hole reaching the electrode 308 is formed in the third interlayer insulating film 550, an ITO film having a thickness of 500 to 200 nm, here 120 nm, and patterned to form the pixel electrode 310 of the pixel matrix 121. To do.

図13の構成を得て、セル組工程を経て透過型の液晶表示装置が完成する。   13 is obtained, and a transmissive liquid crystal display device is completed through the cell assembly process.

本実施例は、実施例1の受光マトリクス111の受光部(フォトダイオード)の変形例である。本実施例では、受光部を実施形態2と同様の構造とする。   The present embodiment is a modification of the light receiving portion (photodiode) of the light receiving matrix 111 of the first embodiment. In this example, the light receiving unit has the same structure as that of the second embodiment.

図14〜図19を用いて本実施例を説明する。なお、本実施例のパネル構造は受光部を除き、実施例1と同じであり、図において、実施例1と同じ符号は同じ部材を示す。また図面が煩雑になるため、実施例1と同じ部材は符号を一部省略した。   A present Example is described using FIGS. 14-19. In addition, the panel structure of a present Example is the same as Example 1 except a light-receiving part, and the same code | symbol as Example 1 shows the same member in a figure. Further, since the drawings are complicated, some of the same members as those in Example 1 are omitted.

まず、実施例1同様の工程を経て図14に示す構造を得る。ただし、本実施例ではi層210、p層211の形成過程が若干実施例1と異なる。   First, the structure shown in FIG. 14 is obtained through the same steps as in the first embodiment. However, in this embodiment, the formation process of the i layer 210 and the p layer 211 is slightly different from that of the first embodiment.

本実施例では、n層209を形成した後、i層210となる真性もしくは実質的に真性な非晶質シリコン膜と、p層211となるp型の非晶質シリコン膜を成膜後、エッチングストッパ用の酸化珪素膜を成膜せず、受光マトリクス111の上部電極となるITO膜を120nmの厚さに成膜する。そしてパターニングにより、ITO膜、真性の非晶質シリコン膜、p型の非晶質シリコン膜を受光マトリクス111のみに残存させて、i層210、p層211、ITO膜601を形成する。   In this embodiment, after the n layer 209 is formed, an intrinsic or substantially intrinsic amorphous silicon film to be the i layer 210 and a p-type amorphous silicon film to be the p layer 211 are formed, An ITO film serving as an upper electrode of the light receiving matrix 111 is formed to a thickness of 120 nm without forming a silicon oxide film for an etching stopper. Then, the i layer 210, the p layer 211, and the ITO film 601 are formed by patterning, leaving the ITO film, the intrinsic amorphous silicon film, and the p-type amorphous silicon film only in the light receiving matrix 111.

次に図15に示すように、ITO膜601をパターニングするためのレジストマスク602を形成する。ウエットエッチングによりITO膜601をパターニングして、上部電極603を形成する。   Next, as shown in FIG. 15, a resist mask 602 for patterning the ITO film 601 is formed. The ITO film 601 is patterned by wet etching to form the upper electrode 603.

上部電極603は開口部604を有する。上部電極603の形状は図4に図示する上部電極83と同様であり、下部電極208と対向していない部分を除去して開口部604が形成されている。この部分のITO膜601は一部残存され、全ての受光画素において上部電極603は共通とされる。更に図15の断面方向の上部電極603の開口部604の幅w2は下部電極208の間隔とほぼ同じにして、開口率が低下しないようにする。 The upper electrode 603 has an opening 604. The shape of the upper electrode 603 is the same as that of the upper electrode 83 shown in FIG. 4, and an opening 604 is formed by removing a portion not facing the lower electrode 208. A portion of the ITO film 601 in this portion remains, and the upper electrode 603 is common to all the light receiving pixels. Further, the width w 2 of the opening 604 of the upper electrode 603 in the cross-sectional direction of FIG. 15 is substantially the same as the interval of the lower electrode 208 so that the aperture ratio does not decrease.

次に、図16に示すように、光電変換層に溝部605を形成する。本実施例でも、実施例1と同様に、CF4の濃度が5%、O2の濃度が95%の混合ガスに
よるプラズマエッチング法を使用するが、本実施例では上部電極603をマスクに用いて、上部電極603の開口部604に存在するp層211、および深さ400nmのi層210を除去して、溝部605を自己整合的に形成する。
Next, as shown in FIG. 16, a groove 605 is formed in the photoelectric conversion layer. In this embodiment, as in the first embodiment, a plasma etching method using a mixed gas having a CF 4 concentration of 5% and an O 2 concentration of 95% is used. In this embodiment, the upper electrode 603 is used as a mask. Then, the p layer 211 present in the opening 604 of the upper electrode 603 and the i layer 210 having a depth of 400 nm are removed, and the groove 605 is formed in a self-aligning manner.

なお、レジストマスク602は上部電極603を形成した後除去可能であるが、上記のプラズマエッチング工程で残存させておくと、プラズマエッチングにおいて、上部電極603や、画素部TFT300やCMOS−TFT400が保護できる。   Note that the resist mask 602 can be removed after the upper electrode 603 is formed. However, if the resist mask 602 is left in the plasma etching process, the upper electrode 603, the pixel portion TFT 300, and the CMOS-TFT 400 can be protected in the plasma etching. .

次に、レジストマスク602を剥離した後、図17に示すように、スピンコート法にて黒色顔料を分散させたアクリル樹脂を塗布し、硬化して、黒色のアクリルでなる絶縁物606を形成する。スピンコート法を用いたため、絶縁物606は溝部605に充填されると共に、基板500全表面を覆っている。   Next, after removing the resist mask 602, as shown in FIG. 17, an acrylic resin in which a black pigment is dispersed is applied by a spin coating method and cured to form an insulator 606 made of black acrylic. . Since the spin coating method is used, the insulator 606 fills the groove 605 and covers the entire surface of the substrate 500.

次に、図18に示すように、実施例1と同様に、CF4ガスを1〜5%程度混合したエッチングガスを用いたO2アッシングにより、溝部605に充填された絶縁物606以外を除去して、光吸収物607を形成する。以上の工程によって、受光マトリクス111が完成する。 Next, as shown in FIG. 18, as in Example 1, except for the insulator 606 filled in the groove 605 is removed by O 2 ashing using an etching gas mixed with about 1 to 5% of CF 4 gas. Thus, the light absorber 607 is formed. The light receiving matrix 111 is completed through the above steps.

なお、本実施例の受光マトリクス111に形成されたフォトダイオードは図4と同様な構成を有する。図4において、下部電極208は電極81に対応し、n層209、i層210、p層211でなる光電変換層は82に対応し、上部電極603は83に対応する。光吸収物607は84に対応する。   Note that the photodiode formed in the light receiving matrix 111 of this embodiment has the same configuration as that in FIG. In FIG. 4, the lower electrode 208 corresponds to the electrode 81, the photoelectric conversion layer including the n layer 209, the i layer 210, and the p layer 211 corresponds to 82, and the upper electrode 603 corresponds to 83. The light absorber 607 corresponds to 84.

図18では、光吸収物607の表面は上部電極603表面と一致しているように図示されているが、光吸収物607の表面が若干抉れていてもよい。少なくとも光吸収物215がi層210に埋め込まれていれば、本発明の効果を得ることができ、光吸収物607によって、下部電極208(受光画素)の隙間のi層210の殆どを遮光できるため、受光画素の隙間でフォトキャリアが発生することを防止できる。   In FIG. 18, the surface of the light absorber 607 is illustrated so as to coincide with the surface of the upper electrode 603, but the surface of the light absorber 607 may be slightly bent. If at least the light absorber 215 is embedded in the i layer 210, the effect of the present invention can be obtained, and the light absorber 607 can block most of the i layer 210 in the gap between the lower electrodes 208 (light receiving pixels). Therefore, it is possible to prevent photocarriers from being generated in the gaps between the light receiving pixels.

次に図19に示すように、第3の層間絶縁膜550を厚さ2μmのアクリル膜にて、基板全面に形成し、第3の層間絶縁膜550に電極308に達するコンタクトホールを形成する。そして、120nmのITO膜を成膜しパターニングして画素マトリクス121の画素電極310を形成する。図19の構成を得た後、セル組工程を経て透過型の液晶パネルが完成する。   Next, as shown in FIG. 19, a third interlayer insulating film 550 is formed on the entire surface of the substrate with an acrylic film having a thickness of 2 μm, and a contact hole reaching the electrode 308 is formed in the third interlayer insulating film 550. Then, a 120 nm ITO film is formed and patterned to form the pixel electrode 310 of the pixel matrix 121. After obtaining the configuration of FIG. 19, a transmissive liquid crystal panel is completed through a cell assembly process.

実施例1、2において、受光セルを積層型とし、電荷転送素子(受光部TFT200)を作製した後、TFT200上に受光部(フォトダイオード)を形成するようにしたので、従来のように受光部を非晶質シリコン膜で形成しても、受光TFT200を多結晶シリコンで構成することができる。よって、ガラス基板等の絶縁性基板上に、高速応答可能なイメージセンサが形成できる。   In the first and second embodiments, the light receiving cell is a stacked type, and after the charge transfer element (light receiving portion TFT 200) is manufactured, the light receiving portion (photodiode) is formed on the TFT 200. Even if is formed of an amorphous silicon film, the light receiving TFT 200 can be formed of polycrystalline silicon. Therefore, an image sensor capable of high-speed response can be formed on an insulating substrate such as a glass substrate.

また、イメージセンサを積層構造とすることで、従来多結晶シリコンTFTで構成されている液晶パネルの作製工程と整合性が保たれる。従って、イメージセンサと液晶パネルの各特性を損なうことなく同一基板上に集積化できる。   In addition, since the image sensor has a stacked structure, consistency with a manufacturing process of a liquid crystal panel conventionally configured with a polycrystalline silicon TFT is maintained. Therefore, the image sensor and the liquid crystal panel can be integrated on the same substrate without deteriorating the characteristics.

実施例1、2の液晶パネルは撮像機能を有する受光領域と、表示領域が一体的に設けられているため、TV会議システム、TV電話、インターネット用端末やパーソナルコンビュータ等の通信機能を備えた表示部に好適である。例えば、表示部で対話者の端末から送信された映像を見ながら、受光マトリクスで自信の姿を撮影して、対話者の端末にその映像を転送することできるので、動画像を双方向通信することが可能である。   Since the liquid crystal panels of Embodiments 1 and 2 are integrally provided with a light receiving area having an imaging function and a display area, a display having a communication function such as a TV conference system, a TV phone, an Internet terminal, a personal computer, or the like. It is suitable for the part. For example, while watching the video transmitted from the conversation person's terminal on the display, it is possible to take a picture of self-confidence with the light receiving matrix and transfer the picture to the conversation person's terminal, so that the moving image is communicated bidirectionally. It is possible.

実施例1、2では、受光マトリクス111に受光画素を2次元に配列したが、受光画素を1次元に配列したラインセンサとしても良い。また、受光画素のフォーマットを表示部のフォーマットと同一にすると、受光画素と表示画素が1対1に対応するため、受光マトリクス111で検出された画像を画素マトリクス121に表示するための信号処理が簡単化、高速化でき、制御回路130の負担が軽くなる。ラインセンサとした場合も、受光画素数は、列方向又は行方向の表示画素数と同じにすると良い。   In the first and second embodiments, the light receiving pixels are two-dimensionally arranged in the light receiving matrix 111, but a line sensor in which the light receiving pixels are one-dimensionally arranged may be used. If the format of the light receiving pixels is the same as the format of the display unit, the light receiving pixels correspond to the display pixels on a one-to-one basis. Therefore, signal processing for displaying the image detected by the light receiving matrix 111 on the pixel matrix 121 is performed. Simplification and high speed can be achieved, and the burden on the control circuit 130 is reduced. Even in the case of a line sensor, the number of light receiving pixels is preferably the same as the number of display pixels in the column direction or the row direction.

画素フォーマットを一致させた場合、例えば画素マトリクス121のフォーマットを640×480(VGA規格)とし場合、1つの受光画素ピッチを10μm程度とすると、受光マトリクス111の占有面積は6.4mm×4.8mm程度となり、液晶パネルに集積化することは可能である。   When the pixel formats are matched, for example, when the format of the pixel matrix 121 is 640 × 480 (VGA standard), and when the pitch of one light receiving pixel is about 10 μm, the area occupied by the light receiving matrix 111 is 6.4 mm × 4.8 mm. Therefore, it can be integrated in a liquid crystal panel.

実施例1、2では液晶パネルを透過型としたが、反射型としても良い。反射型の場合は図12や図18に示す光吸収物215、607を形成する場合に、画素マトリクス121上の絶縁物214、606を全て除去したが、画素マトリクス121上に残存させてもよく、画素部TFT300の遮光膜として機能させることができる。   In the first and second embodiments, the liquid crystal panel is a transmissive type, but may be a reflective type. In the case of the reflection type, when the light absorbers 215 and 607 shown in FIGS. 12 and 18 are formed, the insulators 214 and 606 on the pixel matrix 121 are all removed, but may be left on the pixel matrix 121. It can function as a light shielding film of the pixel portion TFT 300.

また反射型のパネルの場合には、基板500はガラスみ石英基板のように透明基板に限定されず、シリコン基板を用いることができる。   In the case of a reflective panel, the substrate 500 is not limited to a transparent substrate like a glassy quartz substrate, and a silicon substrate can be used.

本実施例は、実施例1の光吸収物215の作製方法の変形例である。本実施例を図20、図21を用いて説明する。なお、本実施例の構成は実施例1と同様であり、図20、21において、実施例1と同じ符号は同じ部材を示し、また図面が煩雑になるため実施例1と同じ部材は符号を一部省略した。   The present embodiment is a modification of the method for manufacturing the light absorber 215 of the first embodiment. This embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the structure of a present Example is the same as that of Example 1, In FIG.20, 21, the same code | symbol as Example 1 shows the same member, Moreover, since drawing becomes complicated, the member same as Example 1 is a code | symbol. Some are omitted.

実施例1では、図11に示すように溝部213を形成するためのレジストマスク212を除去した後、着色された絶縁物214を形成したが、本実施例では、図20に示すように、レジストマスク212を残存した状態で、スピンコート法にて黒色のアクリル樹脂を塗布し、絶縁物801を形成する。   In Example 1, after removing the resist mask 212 for forming the groove 213 as shown in FIG. 11, a colored insulator 214 was formed, but in this example, as shown in FIG. With the mask 212 remaining, a black acrylic resin is applied by spin coating to form an insulator 801.

そして、実施例1と同じ条件で、O2アッシングを行い、図21に示すように、p層211よりも上層の絶縁物701、レジストマスク212を除去する。レジストマスク212は絶縁物701とエッチングレートが同じ程度であるような材料を選択すると、アッシングの終点の制御性が良く、p層211上のレジストマスク212が除去された時点をアッシングの終点とすることができる。図21にて残存したレジストマスク212は、専用の剥離液にて容易に剥離できる。アッシングにて、光電変換層の溝部に残存した絶縁物701が光吸収物702となる。   Then, O 2 ashing is performed under the same conditions as in the first embodiment, and the insulator 701 and resist mask 212 above the p layer 211 are removed as shown in FIG. When a material whose etching rate is the same as that of the insulator 701 is selected for the resist mask 212, the controllability of the ashing end point is good, and the time point when the resist mask 212 on the p layer 211 is removed is set as the ashing end point. be able to. The resist mask 212 remaining in FIG. 21 can be easily stripped with a dedicated stripping solution. By ashing, the insulator 701 remaining in the groove portion of the photoelectric conversion layer becomes the light absorber 702.

また、アッシングの代わりに、CMPによってp層211上のレジストマスク212を除去することもできる。   Further, the resist mask 212 on the p layer 211 can be removed by CMP instead of ashing.

なお、本実施例の光吸収物702の作製方法は実施例2にも適用できることは明らかである。   In addition, it is clear that the manufacturing method of the light absorber 702 of this embodiment can also be applied to the second embodiment.

実施形態1の受光部の分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of a light receiving unit according to the first embodiment. 実施形態1のイメージセンサの作製工程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the image sensor according to the first embodiment. 実施形態1のイメージセンサの作製工程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the image sensor according to the first embodiment. 実施形態2の受光部の分解斜視図。FIG. 6 is an exploded perspective view of a light receiving unit according to a second embodiment. 実施形態2のイメージセンサの作製工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor of Embodiment 2. FIG. 実施形態2のイメージセンサの作製工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor of Embodiment 2. FIG. 実施例1の液晶パネルの正面図。1 is a front view of a liquid crystal panel of Example 1. FIG. 実施例1の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the liquid crystal panel of Example 1. 実施例1の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the liquid crystal panel of Example 1. 実施例1の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the liquid crystal panel of Example 1. 実施例1の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the liquid crystal panel of Example 1. 実施例1の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the liquid crystal panel of Example 1. 実施例1の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the liquid crystal panel of Example 1. 実施例2の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a liquid crystal panel of Example 2. 実施例2の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a liquid crystal panel of Example 2. 実施例2の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a liquid crystal panel of Example 2. 実施例2の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a liquid crystal panel of Example 2. 実施例2の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a liquid crystal panel of Example 2. 実施例2の液晶パネルの作製工程の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a liquid crystal panel of Example 2. 実施例3の光吸収物の作製工程の説明図。Explanatory drawing of the preparation process of the light absorber of Example 3. FIG. 実施例3の光吸収物の作製工程の説明図。Explanatory drawing of the preparation process of the light absorber of Example 3. FIG. 従来例のスタック型イメージセンサの断面図。Sectional drawing of the stack type image sensor of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

50 MOS型トランジスタ(電荷転送素子)
60、80 受光部(フォトトランジスタ)
61、81 下部電極
62、82 光電変換層
63、83 上部電極
64、84 光吸収物
200 受光部TFT
208 下部電極
209 n層
210 i層
211 p層
212、602 レジストマスク
213 605 溝部
214、606 着色された絶縁物
215、607 光吸収物
216、603 上部電極
300 画素部TFT
309 遮光膜
310 画素電極
50 MOS transistor (charge transfer device)
60, 80 Light-receiving part (phototransistor)
61, 81 Lower electrodes 62, 82 Photoelectric conversion layers 63, 83 Upper electrodes 64, 84 Light absorber 200 Light receiving portion TFT
208 Lower electrode 209 n layer 210 i layer 211 p layer 212, 602 resist mask 213 605 groove 214, 606 colored insulator 215, 607 light absorber 216, 603 upper electrode 300 pixel portion TFT
309 Light shielding film 310 Pixel electrode

Claims (9)

複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタのそれぞれに電気的に接続された複数の下部電極と、
前記複数の下部電極上に設けられた光電変換層と、
前記光電変換層上に設けられた透光性を有する上部電極と、を有し、
前記光電変換層表面には溝部が設けられており、
前記溝部の下に前記光電変換層が残存すると共に、前記溝部に絶縁性の光吸収物が充填されていることを特徴とするイメージセンサ。
A plurality of transistors;
A plurality of lower electrodes electrically connected to each of the plurality of transistors;
A photoelectric conversion layer provided on the plurality of lower electrodes;
An upper electrode having translucency provided on the photoelectric conversion layer,
A groove is provided on the surface of the photoelectric conversion layer,
An image sensor, wherein the photoelectric conversion layer remains under the groove, and the groove is filled with an insulating light absorber.
請求項1において、
前記光電変換層は、n層と、i層と、p層と、が順次積層された構造を有し、
前記n層が複数の下部電極ごとに電気的に分離されて設けられていると共に、前記i層が前記複数の下部電極全てに共通に設けられていることを特徴とするイメージセンサ。
In claim 1,
The photoelectric conversion layer has a structure in which an n layer, an i layer, and a p layer are sequentially stacked,
The image sensor, wherein the n layer is provided in an electrically separated manner for each of the plurality of lower electrodes, and the i layer is provided in common for all of the plurality of lower electrodes.
請求項2において、
前記p層が前記複数の下部電極ごとに電気的に分離されて設けられていることを特徴とするイメージセンサ。
In claim 2,
The image sensor according to claim 1, wherein the p layer is electrically separated for each of the plurality of lower electrodes.
請求項2において、
前記p層が前記複数の下部電極全てに共通に設けられていることを特徴とするイメージセンサ。
In claim 2,
The image sensor, wherein the p layer is provided in common to all of the plurality of lower electrodes.
請求項1、請求項2、又は請求項4のいずれか一項において、
前記上部電極には、
前記溝部及び前記複数の下部電極の隙間の一部と重なる位置に設けられた開口部と、
前記複数の下部電極と重なる位置にそれぞれ設けられた複数の第1の領域と、
隣接する前記複数の第1の領域の間に設けられ、且つ前記複数の第1の領域全てを電気的に接続する複数の第2の領域と、が設けられていることを特徴とするイメージセンサ。
In any one of Claim 1, Claim 2, or Claim 4,
The upper electrode includes
An opening provided at a position overlapping with a part of the gap between the groove and the plurality of lower electrodes;
A plurality of first regions respectively provided at positions overlapping with the plurality of lower electrodes;
An image sensor comprising: a plurality of second regions provided between the plurality of adjacent first regions and electrically connecting all of the plurality of first regions. .
複数のトランジスタのそれぞれに電気的に接続される複数の下部電極と、前記複数の下部電極上に設けられる光電変換層と、を形成し、
前記光電変換層表面に、前記光電変換層の内部に達する溝部を形成すると共に、前記溝部の下に前記光電変換層を残存させ、
前記溝部に絶縁性の光吸収物を充填し、
前記光電変換層上及び前記光吸収物上に透光性を有する上部電極を形成することを特徴とするイメージセンサの作製方法。
Forming a plurality of lower electrodes electrically connected to each of the plurality of transistors, and a photoelectric conversion layer provided on the plurality of lower electrodes,
While forming a groove portion reaching the inside of the photoelectric conversion layer on the surface of the photoelectric conversion layer, the photoelectric conversion layer is left under the groove portion,
Filling the groove with an insulating light absorber,
An image sensor manufacturing method, comprising: forming a translucent upper electrode on the photoelectric conversion layer and the light absorber.
複数のトランジスタのそれぞれに電気的に接続される複数の下部電極と、前記複数の下部電極上に設けられる光電変換層と、を形成し、
前記光電変換層上に透光性を有する第1の上部電極を形成し、
前記第1の上部電極をエッチングすることにより、前記複数の下部電極の隙間の一部と重なる位置に設けられた開口部と、前記複数の下部電極と重なる位置にそれぞれ設けられた複数の第1の領域と、隣接する前記複数の第1の領域の間に設けられ、前記複数の第1の領域全てを電気的に接続する複数の第2の領域と、を有する第2の上部電極を形成し、
前記光電変換層表面に、前記光電変換層の内部に達する溝部を前記開口部を用いて自己整合的に形成すると共に、前記溝部の下に前記光電変換層を残存させ、
前記溝部に絶縁性の光吸収物を充填することを特徴とするイメージセンサの作製方法。
Forming a plurality of lower electrodes electrically connected to each of the plurality of transistors, and a photoelectric conversion layer provided on the plurality of lower electrodes,
Forming a translucent first upper electrode on the photoelectric conversion layer;
By etching the first upper electrode, an opening provided at a position overlapping a part of the gap between the plurality of lower electrodes, and a plurality of first provided at a position overlapping the plurality of lower electrodes, respectively. And a plurality of second regions provided between the plurality of adjacent first regions and electrically connecting all of the plurality of first regions are formed. And
On the surface of the photoelectric conversion layer, a groove reaching the inside of the photoelectric conversion layer is formed in a self-aligned manner using the opening, and the photoelectric conversion layer is left under the groove,
A method for manufacturing an image sensor, wherein the groove is filled with an insulating light absorber.
複数のトランジスタのそれぞれに電気的に接続される複数の下部電極と、前記複数の下部電極上に設けられる光電変換層と、を形成し、
前記光電変換層上に透光性を有する第1の上部電極を形成し、
前記第1の上部電極上にレジストマスクを形成し、
前記第1の上部電極をエッチングすることにより、前記複数の下部電極の隙間の一部と重なる位置に設けられた開口部と、前記複数の下部電極と重なる位置にそれぞれ設けられた複数の第1の領域と、隣接する前記複数の第1の領域の間に設けられ、前記第1の領域全てを電気的に接続する複数の第2の領域と、を有する第2の上部電極を形成し、
前記レジストマスクが残存している状態でドライエッチングを行うことにより、前記光電変換層表面に、前記光電変換層の内部に達する溝部を形成すると共に、前記溝部の下に前記光電変換層を残存させ、
前記レジストマスクを除去し、
前記溝部に絶縁性の光吸収物を充填することを特徴とするイメージセンサの作製方法。
Forming a plurality of lower electrodes electrically connected to each of the plurality of transistors, and a photoelectric conversion layer provided on the plurality of lower electrodes,
Forming a translucent first upper electrode on the photoelectric conversion layer;
Forming a resist mask on the first upper electrode;
By etching the first upper electrode, an opening provided at a position overlapping a part of the gap between the plurality of lower electrodes, and a plurality of first provided at a position overlapping the plurality of lower electrodes, respectively. And a plurality of second regions provided between the plurality of adjacent first regions and electrically connecting all of the first regions, a second upper electrode is formed,
By performing dry etching with the resist mask remaining, a groove reaching the inside of the photoelectric conversion layer is formed on the surface of the photoelectric conversion layer, and the photoelectric conversion layer is left under the groove. ,
Removing the resist mask;
A method for manufacturing an image sensor, wherein the groove is filled with an insulating light absorber.
請求項6乃至請求項8のいずれか一項において、
前記絶縁性の光吸収物は、着色された有機樹脂材料又は着色された酸化珪素系塗布材料からなることを特徴とするイメージセンサの作製方法。
In any one of Claims 6 to 8,
The method for manufacturing an image sensor, wherein the insulating light absorber is made of a colored organic resin material or a colored silicon oxide-based coating material.
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