JPH01136364A - Image sensor and manufacture thereof - Google Patents

Image sensor and manufacture thereof

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Publication number
JPH01136364A
JPH01136364A JP62295852A JP29585287A JPH01136364A JP H01136364 A JPH01136364 A JP H01136364A JP 62295852 A JP62295852 A JP 62295852A JP 29585287 A JP29585287 A JP 29585287A JP H01136364 A JPH01136364 A JP H01136364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
photodiode
source
electrode
amorphous silicon
Prior art date
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Pending
Application number
JP62295852A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Numano
沼野 良典
Masahiro Hayama
羽山 昌宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP62295852A priority Critical patent/JPH01136364A/en
Priority to US07/275,104 priority patent/US4889983A/en
Publication of JPH01136364A publication Critical patent/JPH01136364A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain an image sensor, a process of which is simplified and which has high yield and stable characteristics, by forming a source-drain electrode for an a-SiTFT for a switch and a lower electrode for an a-Si photodiode of a common wiring conductor film and directly shaping the a-Si photodiode onto the source-drain electrode. CONSTITUTION:A gate electrode 2 is formed onto an insulating substrate 1, and a gate insulating film 3, an undoped a-Si film 4, and an N<+>-a-Si film 5 to which phosphorus is doped are shaped continuously. The undoped a-Si film 4 and the N<+>-a-Si film 5 in a section except a section to which a TFT is formed are removed, source-drain electrodes 6 are shaped onto the whole surface, and the source-drain electrodes 6 for the TFT are formed while a lower electrode section for an a-Si photodiode is shaped simultaneously. N<+>-a-Si in a section corresponding to a channel section for the TFT is gotten rid of through etching, and a protective film 7 and a light-shielding film 8 are formed. An a-Si film 9 as the photodiode is shaped, and a transparent electrode 10 is formed, thus completing a device.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イメージセンサおよびその製造方法に関し、
特に同一絶縁基板上にアモルファス・シリコン(以下a
−3lと称す)フォトダイオードとスイッチング用a−
3iFi膜トランジスタ(以下薄膜トランジスタをTP
Tと称す)とを集積化してなる、安価で特性の安定した
イメージセンサおよびその製造方法に関するものである
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image sensor and a method for manufacturing the same.
In particular, amorphous silicon (hereinafter referred to as a) is placed on the same insulating substrate.
-3l) Photodiode and switching a-
3iFi film transistor (hereinafter referred to as thin film transistor TP)
The present invention relates to an image sensor that is inexpensive and has stable characteristics and is formed by integrating an image sensor (referred to as T), and a method for manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は、例えば特開昭61−89661号公報に示さ
れた従来のa−5iフオトダイオードとスイッチング用
a−3ITFTとを集積化したイメージセンサ(ライン
センサ)の断面図であり、ここではその[画素分のみを
示している0図において、1は絶縁基板、2はゲート電
極、3はゲート絶縁膜、4はアンド−プロ−3i膜、5
はソース・ドレイン電8i6とオーミックコンタクトを
とるためリンをドープしたn”−a−3t膜、6はソー
ス・ドレイン電極、7aはチャネル保護膜、7bはTP
T保護膜、9はフォトダイオードを構成するa−3t膜
、10は透明電極、11a、11bはa−Slフォトダ
イオードとスイッチング用a−3iTPTとを接続する
ための電極材である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an image sensor (line sensor) that integrates a conventional a-5i photodiode and a switching a-3 ITFT disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-89661. In the figure showing only the pixels, 1 is the insulating substrate, 2 is the gate electrode, 3 is the gate insulating film, 4 is the AND-PRO-3i film, and 5 is the insulating substrate.
is an n''-a-3t film doped with phosphorus to make ohmic contact with the source/drain electrode 8i6, 6 is the source/drain electrode, 7a is a channel protective film, and 7b is TP.
10 is a transparent electrode; 11a and 11b are electrode materials for connecting the a-Sl photodiode and the switching a-3iTPT.

このイメージセン、すの動作は周知の通りであり、入射
光は電極材jib、a−3i膜9および透明電極10で
光電変換が行なわれ、変換された信号はTPTのゲート
をオンすることで外部に読出される。
The operation of this image sensor is well known; the incident light is photoelectrically converted by the electrode material jib, the a-3i film 9, and the transparent electrode 10, and the converted signal is converted by turning on the TPT gate. Read externally.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来のa−3lフオトダイオードとスイッチング用a−
3LTPTとを集積化したイメージセンサは、以上のよ
うに構成されているので、a−3lフオトダイオードと
スイッチング用a−3iTFTとは分離されて形成され
ているため、a−Slフォトダイオードとスイッチング
用a−3iTFTとを電極材11aで接続しなければな
らず、電極材11bと透明電極9との接触部分あるいは
電極材11aとソース・ドレイン電極6との接触部分で
透明電極9あるいはソース・ドレイン電極6に生じた酸
化膜等によりコンタクト不良を起こしたり、また電極材
11がソース・ドレイン電極6とn”−a−3t膜5.
アンド−プロ−3i膜4との断差をカバレージできず断
線する、といった恐れがあり、a−3iフオトダイオー
ドとスイッチング用a−3iTFTとの接続不良の原因
となり、特性が不安定になり、歩留りを低下させる恐れ
があった。
Conventional a-3l photodiode and switching a-
Since the image sensor that integrates the 3LTPT is configured as described above, the a-3l photodiode and the switching a-3i TFT are formed separately, so the a-Sl photodiode and the switching a-3i TFT are formed separately. a-3i TFT must be connected with the electrode material 11a, and the transparent electrode 9 or the source/drain electrode must be connected at the contact area between the electrode material 11b and the transparent electrode 9 or the contact area between the electrode material 11a and the source/drain electrode 6. The oxide film formed on the electrode material 11 may cause a contact failure due to the oxide film formed on the n''-a-3t film 5.
There is a risk that the gap with the AND-PRO-3i film 4 cannot be covered and the wire will be disconnected, causing a poor connection between the a-3i photodiode and the switching a-3i TFT, making the characteristics unstable and reducing the yield. There was a risk of lowering the

この発明は、上記のような従来のものの問題点を解消す
るためになされたもので、プロセスが簡単でかつ高歩留
りが達成でき、特性の安定したイメージセンサを得るこ
とができるイメージセンサおよびその製造方法を得るこ
とを目的としている。
This invention was made in order to solve the problems of the conventional ones as described above, and provides an image sensor and its manufacture that can obtain an image sensor with a simple process, high yield, and stable characteristics. The purpose is to find out how.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係るイメージセンサおよびその製造方法は、
スイッチング用a−3i TFTのソース・ドレイン電
極6とa−3iフオトダイオードの下部電極を共通の配
線導体膜とし、スイッチング用a−3iTPTのソース
・ドレイン電極6上に直接a−3tフォトダイオードを
形成するようにしたものである。
An image sensor and a manufacturing method thereof according to the present invention include:
The source/drain electrode 6 of the switching a-3i TFT and the lower electrode of the a-3i photodiode are used as a common wiring conductor film, and the a-3t photodiode is directly formed on the source/drain electrode 6 of the switching a-3i TPT. It was designed to do so.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、スイッチング用a−31TPTの
ソース・ドレイン電極6とa−3lフオトダイオードの
下部電極とを共通配線導体膜とし、ソース・ドレイン電
極6上に直接a−3tフォトダイオードを形成するよう
にしたので、プロセスを簡略化できる上に、a−3tフ
オトダイオードとスイッチング用a−3LTPTの接続
不良をな(すことができるため、高歩留りで特性の安定
したイメージセンサを得ることができる。
In this invention, the source/drain electrode 6 of the switching a-31TPT and the lower electrode of the a-3l photodiode are used as a common wiring conductor film, and the a-3t photodiode is formed directly on the source/drain electrode 6. This not only simplifies the process, but also eliminates connection defects between the A-3T photodiode and the switching A-3LTPT, making it possible to obtain an image sensor with stable characteristics at a high yield.

(実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明する。(Example〕 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例によるイメージセンサを示し
、図において、1は例えばガラス基板等の絶縁基板、2
は例えばCrからなるゲート電極、3は例えば513N
4からなるゲート絶縁膜、4は活性層であるアンド−プ
ロ−8l膜、5はソース・ドレイン電極6とオーミック
コンタクトをとるための、リンをドープしたn中−a−
3iM、6は例えばCrからなるソース・ドレイン電極
、7は例えばS l s Naからなる保護膜、8は例
えばAIからなり、TPTのチャンネル部に光が入射す
るのを防ぐ遮光膜、9はフォトダイオードを形成するa
−3L膜で、例えばアンド−プロ−3l膜からなる。ま
た10は例えば酸化インジウムすず(ITO)からなる
透明電極である。
FIG. 1 shows an image sensor according to an embodiment of the present invention, in which 1 is an insulating substrate such as a glass substrate, 2 is
is a gate electrode made of Cr, for example, and 3 is a gate electrode made of, for example, 513N.
4 is an AND-PRO-8L film which is an active layer; 5 is a phosphorus-doped N-A- film for making ohmic contact with the source/drain electrode 6;
3iM, 6 is a source/drain electrode made of, for example, Cr, 7 is a protective film made of, for example, S l s Na, 8 is a light-shielding film made of, for example, AI and prevents light from entering the channel portion of the TPT, and 9 is a photoconductor. a forming a diode
-3L membrane, for example, an and-pro-3L membrane. Further, 10 is a transparent electrode made of, for example, indium tin oxide (ITO).

次に本実施例を製造する方法について、第3図のプロセ
スフロー図を用いて説明する。まずwA緑基板上にスイ
ッチング用a−3iTFTを形成する(第3図(a)参
照)。絶縁基板1上にゲート電極2を形成し、ゲート絶
縁膜3.アンド−プロ−3i膜4.リンをドープしたn
”−a−3t膜5をRFプラズマCVD法により連続成
膜する(第3図(b)参照)、その後TPTを形成する
部分以外のアンド−プロ−5t膜4.n”−a−3t膜
5をエツチングにより除去した後、ソース・ドレイン電
極6を真空蒸着法により全面成膜しく第3図(C)参照
) 、TPTのソース・ドレイン電極6を形成するとと
もにa−3lフオトダイオードの下部電極部分を同時に
形成する。さらに、TPTのチャネル部に相当する部分
のn”−a−3tをエツチングにより除去し、その上か
らチャネル部保護のための保護膜7を形成する(第3図
(d)参照)、さらにTPTのチャネル部分に光が入射
するのを防止するために遮光膜8を形成する(第3図(
e)参照)。
Next, a method for manufacturing this example will be explained using the process flow diagram of FIG. First, a switching a-3i TFT is formed on a wA green substrate (see FIG. 3(a)). A gate electrode 2 is formed on an insulating substrate 1, and a gate insulating film 3. AND-PRO-3i membrane 4. phosphorus doped n
"-a-3t film 5 is continuously formed by RF plasma CVD method (see FIG. 3(b)), and then an and-pro-5t film 4.n"-a-3t film is formed in the area other than the part where TPT is formed. 5 is removed by etching, source/drain electrodes 6 are formed on the entire surface by vacuum evaporation (see FIG. 3(C)), forming the TPT source/drain electrodes 6 and forming the lower electrode of the a-3L photodiode. Form parts simultaneously. Furthermore, n''-a-3t of the portion corresponding to the channel portion of the TPT is removed by etching, and a protective film 7 for protecting the channel portion is formed thereon (see FIG. 3(d)). A light-shielding film 8 is formed to prevent light from entering the channel portion (see Fig. 3).
(see e)).

次にa−3lフオトダイオードを形成する。a−Stフ
ォトダイオードの下部電極はスイッチング用a−3iT
FTのソース・ドレイン電極6の形成時に既に形成され
ているためこの下部電極をつくるための特別な工程は必
要ないものである。
Next, form an a-3l photodiode. The lower electrode of the a-St photodiode is a-3iT for switching.
Since it has already been formed when forming the source/drain electrodes 6 of the FT, no special process is required to form this lower electrode.

フォトダイオードとなるa−3t膜9をRFプラズマP
CVD法により形成した後、a−3t膜9とショットキ
バリアを形成し、かつa−3iP!9に光を導くための
透明電極10を形成すると(第3図(f)参照)、第1
図に示されるデバイスが完成する。
The a-3t film 9 that will become a photodiode is exposed to RF plasma P.
After forming by CVD method, a-3t film 9 and Schottky barrier are formed, and a-3iP! When a transparent electrode 10 for guiding light to the first electrode 9 is formed (see FIG. 3(f)), the first
The device shown in the figure is completed.

このように、本実施例によれば、スイッチング用アモル
ファス・シリコン薄膜トランジスタのソース・ドレイン
電極とアモルファス・シリコンフォトダイオードの下部
電極とを共通の配vAi体膜により形成するようにした
ので、プロセスが簡略化でき、眉間の段差による断線の
恐れがなくなり、薄膜トランジスタとフォトダイオード
間の電極材が不要になったため酸化膜が発生しニククな
って接続不良が解消され、高歩留りとすることができる
As described above, according to this embodiment, the source/drain electrodes of the switching amorphous silicon thin film transistor and the lower electrode of the amorphous silicon photodiode are formed from a common silicon substrate film, which simplifies the process. This eliminates the risk of disconnection due to the step between the eyebrows, eliminates the need for an electrode material between the thin film transistor and the photodiode, and eliminates connection defects caused by the formation of an oxide film, resulting in a high yield.

なお、上記実施例において、a−3tフオトダイオード
としてアンド−プロ−St単層のものについて説明した
が、ボロンドープa−3L(p”−a−3t)、アンド
−プロ−3t、リンドープa’−3i (n” −a−
S i)の3層をp +  a −3t/アンドープa
−3l/n” −a−3iの順に積層したもの、あるい
はこの逆の順に積層したものでもよい。またp”−a−
3i/アンドープa−3tあるいはアンド−プロ−3t
/n”−a−Stの2層で構成したフォトダイオードも
しくはこの逆の順に積層したフォトダイオードであって
もよい。
In the above embodiments, an and-pro-St single-layer a-3t photodiode was described, but boron-doped a-3L (p"-a-3t), and-pro-3t, and phosphorus-doped a'- 3i (n” -a-
The three layers of Si) are p + a -3t/undoped a
-3l/n''-a-3i, or in the reverse order.Also, p''-a-
3i/undoped a-3t or and-pro-3t
A photodiode configured with two layers of /n''-a-St or a photodiode stacked in the reverse order may be used.

さらに上記実施例ではスイッチング用a−3tTFTの
活性層としてa−3t膜を用いたが、多結晶Si  (
poly−31)を凪いたものでもよ(、上記実施例と
同様の効果を奏する。
Furthermore, in the above embodiment, an a-3t film was used as the active layer of the switching a-3t TFT, but polycrystalline Si (
Poly-31) may also be used (it has the same effect as the above embodiment).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明に係るイメージセンサおよびそ
の製造方法によれば、スイッチング用a−3ITFTの
ソース・ドレイン電極とa−3tフオトダイオードの下
部電極とを共通配線導体膜とし、ソース・ドレイン電極
上に直接a−3iフォトダイオードを形成するようにし
たので、プロセスを簡略化できるうえ、a−3iフオト
ダイオードとスイッチング用a−3ITFTとの接続不
良をなくすことができ、高歩留りで特性の安定したイメ
ージセンサを得ることができる効果がある。
As described above, according to the image sensor and the manufacturing method thereof according to the present invention, the source/drain electrodes of the switching a-3 ITFT and the lower electrode of the a-3T photodiode are used as a common wiring conductor film, and the source/drain electrodes Since the a-3i photodiode is formed directly on top, the process can be simplified and connection defects between the a-3i photodiode and the switching a-3 ITFT can be eliminated, resulting in high yield and stable characteristics. This has the effect of making it possible to obtain a high-quality image sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例によるイメージセンサの断面
図、第2図は従来のイメージセンサの断面図、第3図は
本発明の一実施例によるイメージセンサのプロセスフロ
ーを示す図である。 図において、1は絶縁基板、2はゲート電極、3はゲー
ト絶縁膜、4はアンド−プロ−3L膜、5はn+−a−
3l膜、6はソース・ドレイン膜、7は保護膜、8は遮
光膜、9はa−3t膜、10は透明電極である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an image sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional image sensor, and FIG. 3 is a diagram showing a process flow of an image sensor according to an embodiment of the present invention. . In the figure, 1 is an insulating substrate, 2 is a gate electrode, 3 is a gate insulating film, 4 is an AND-PRO-3L film, and 5 is an n+-a-
3l film, 6 a source/drain film, 7 a protective film, 8 a light shielding film, 9 an a-3t film, and 10 a transparent electrode.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)同一絶縁基板上に、アモルファス・シリコンフォ
トダイオードとスイッチング用アモルファス・シリコン
薄膜トランジスタとからなる画素を集積化してなるイメ
ージセンサにおいて、 上記スイッチング用アモルファス・シリコン薄膜トラン
ジスタのソース・ドレイン電極とアモルファス・シリコ
ンフォトダイオードの下部電極とを共通の配線導体膜に
より形成したことを特徴とするイメージセンサ。
(1) In an image sensor in which pixels consisting of an amorphous silicon photodiode and a switching amorphous silicon thin film transistor are integrated on the same insulating substrate, the source/drain electrodes of the switching amorphous silicon thin film transistor and the amorphous silicon An image sensor characterized in that a lower electrode of a photodiode and a common wiring conductor film are formed.
(2)Cr、Ta、Ti、Moのいずれかを用いて上記
共通配線導体膜を形成したことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のイメージセンサ。
(2) The image sensor according to claim 1, wherein the common wiring conductor film is formed using any one of Cr, Ta, Ti, and Mo.
(3)同一絶縁基板上に、アモルファス・シリコンフォ
トダイオードとスイッチング用アモルファス・シリコン
薄膜トランジスタとからなる画素を集積化してなるイメ
ージセンサの製造方法であっ絶縁基板に上記、トランジ
スタのゲート電極を形成する工程と、 同一絶縁基板上に上記トランジスタのゲート絶縁膜、活
性層、ソース・ドレイン領域をなすアモルファス・シリ
コン膜を順に成膜する工程と、上記ソース・ドレイン電
極および上記フォトダイオードの下部電極となる共通配
線導体膜を形成する工程と、 上記フォトダイオードのチャネル部に光が入射するのを
妨げる遮光膜を形成する工程と、 同一絶縁基板上に上記フォトダイオードを構成するアモ
ルファス・シリコン膜を形成する工程と、上記アモルフ
ァス・シリコン膜に光を導くための透明電極を形成する
工程とを備えたことを特徴とするイメージセンサの製造
方法。
(3) A method for manufacturing an image sensor in which pixels consisting of an amorphous silicon photodiode and a switching amorphous silicon thin film transistor are integrated on the same insulating substrate. A step of forming the gate electrode of the transistor on the insulating substrate. and a step of sequentially forming an amorphous silicon film forming the gate insulating film, active layer, and source/drain region of the transistor on the same insulating substrate, and a common film forming the source/drain electrode and the lower electrode of the photodiode. a step of forming a wiring conductor film; a step of forming a light-shielding film that prevents light from entering the channel portion of the photodiode; and a step of forming an amorphous silicon film constituting the photodiode on the same insulating substrate. and forming a transparent electrode for guiding light to the amorphous silicon film.
JP62295852A 1987-11-24 1987-11-24 Image sensor and manufacture thereof Pending JPH01136364A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62295852A JPH01136364A (en) 1987-11-24 1987-11-24 Image sensor and manufacture thereof
US07/275,104 US4889983A (en) 1987-11-24 1988-11-22 Image sensor and production method thereof

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020581A (en) * 1998-02-24 2000-02-01 International Business Machines Corporation Solid state CMOS imager using silicon-on-insulator or bulk silicon

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020581A (en) * 1998-02-24 2000-02-01 International Business Machines Corporation Solid state CMOS imager using silicon-on-insulator or bulk silicon

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