JPH01140662A - イメージセンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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の製造方法に関し、特に薄膜ト
ランジスタで構成される駆動回路を備えたイメージセン
サの製造方法に関するものである。

従来の技術 ファクシミリ装置の小形化を目指して、従来のＣＣＤや
ＭＯＳを使った縮小型のイメージセンサに代わり、原稿
を光学系で縮小しない原稿と同一寸法の密着型イメージ
センサの開発が進められ、一部では実用化も行われてい
る。

密着型イメージセンサの構成は大別して、薄膜型（Ｃｄ
Ｓ　／　ＣｄＳｅ固溶体、ａ−５ｉなど）とＳｉ単結晶
型（ＣＣＣマルチチップ型、バイポーラトランジスタマ
ルチチップ型）がある。

薄膜型は大型化が容易で、全体としてコストを安くでき
、さらにレンズレスタイプのイメージセンサも可能であ
るという特長を持っている。一方単結晶Ｓｉ型はＳｉ単
結晶プロセス技、術を利用するもので、微細加工、高速
化が可能で性能的には高いものが得られているが、コス
トの面で問題があり、まだ実用化には至つ”Ｃいない。

ところで１ｌ−Ｖｌ化合物の固溶体を使用した光センサ
は光：σ流が大きいところから回路構成が簡単という利
点があり、また■−■化合物半導体による薄膜トランジ
スタ（ＴＰＴ）との組み合わせも可能であるところから
、最近では基板の効果的利用、回路、結線コストの低下
などの目的のために、センサとＴＦＴ用半導体により構
成される駆動回路を、同一の基板上に形成しようとする
試みも行われている。

ＴＰＴによる駆動回路を一体化したイメージセンサは基
本的には、以下に示す工程で製造していた。

（１）　　半導体膜の形成 （２）対向電極の形成 （３）有機物による保護膜の形成 （４）　　ゲート電極の形成 （５）　　ゲート絶縁膜の形成 （６）　　コンタクトホールの形成 （７）半導体層の形成 （８）　　ソース、ドレイン電極の形成（９）　　配線
の形成 Ｑ４　　保護膜の形成 ＋ｌｌ〜（３）は光センサの、（４）〜（１（ＩはＴＰ
Ｔ駆動回路のプロセスであるが同一基板とに形成するた
め光セン→も駆動回路のプロセスにさらされることにな
る。

（１）〜αＱについて第２図（ａ）〜第２図（ｉ）を用
いて詳しく説明する。まず光センサを製作する。

ａ）ガラス基板１の上に光センサとなる半導体を蒸着、
選択エツチングよりパターン化して半導体１ｍ　２とす
る。

ｂ）金属を蒸着してリフトオフで半導体層２の上に光セ
ンサの対向電極３′ｙｅ形成する。

Ｃ）光センサの受光部２Ａおよび対向電極３の一部を覆
うように感光性ポリイミドで保護膜４を形成する。

つぎに基板の他の部分にＴＰＴを主体とする駆動回路を
形成する。

ｄ）金属を蒸着パターン化して、光センサとは他の部分
のガラス基板１の上にＴＰＴのゲート電極５を形成する
。

ｅ）光センサおよびゲート電極５を形成したガラス基板
１の全面にスパッタリングなどで酸化アルミニウム、二
酸化ケイ素、酸化タンタルなどの絶縁膜７を形成する。

この時ピンホールの少ない、比抵抗の高い膜を作るため
に基板温度を３００υ以上に上げる。

ｆ）エツチング用のレジストパターンを形成し、乾式も
しくは湿式エツチングによりゲート電極５の側の対向電
極３の上にコンタクトホール８を形成する。

ｇ）半導体＠９を蒸着で絶縁膜７の上にゲート電極５に
対向して形成する。

ｈ）金属を蒸着し、パターン化して半導体層９の上にＴ
ＰＴのソース、ドレイン電極１０を形成し、−部を先に
形成した対向成極３とコンタクトホール８を通じて接続
する。

ｉ）感光性ポリイミドで、光センサおよびＴＦＴを形成
したガラス基板１の全面にＴＰＴのチャンネル部の保護
膜を兼ねた層間絶縁膜１１を形成□する。

その後、光センサおよびＴＦＴを形成したガラス基板１
の全面にアルミニウムを蒸着し主走査方向の配線をエツ
チングにより形成し、さらに、酸素を含む雰囲気中でア
ニールをおこなう。

発明が解決しようとする問題点 上記のように光センサは、その感光性ポリイミドがコー
ティングされた状態で熱処理、光照射、真空など、ＴＰ
Ｔの製造のさまざまなプロセス番こさらされる。そのた
め光センサは外観的な損傷を受けるとともに、光電的特
性が大きく劣化する。たとえば光電流の減少、暗電流の
１〜２桁の増加、応答時間増加、という問題が生じる。

持撹ゲート絶縁膜７の形成時およびコンタクトホール８
の形成時の高温、真空、プラズマは有機物であるポリイ
ミド保護膜を大きく劣化させるとともにセンサ特性を大
きく劣化させる。

本発明は上記問題点を解決するものであり、従来のイメ
ージセンサの製造方法に比べて駆動回路形成工程で光セ
ンサが劣化しないイメージセンサの製造方法を提供する
ことを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため本発明は、薄膜で形成する光
センサ群、およびこの光センサ群を駆動するための薄膜
で形成する駆動回路を、同一基板上に形成して製造する
イメージセンサの製造方法であって、前記基板の前記光
センサとは他の部分に、前記駆動回路の電極を形成する
工程、前記光センサの少なくとも一部を覆うように金属
の保護膜を形成する工程、前記金属の保護膜および前記
電極とに絶縁膜を形成する工程、前記光センサ上の前記
綿、は膜および前記金属の保護膜を除去する工程、前記
光センサをアニールする工程を含むようにしたものであ
る。

作用 上記方法によれば、イメージセンサの製造工程のうち光
センサの上に金属の保護膜を重ねて形成し、その上に絶
縁膜を形成することにより、絶縁膜形成時およびコンタ
クトホール形成時の熱、真空、紫外線、プラズマなどか
ら光センサを保護する。さらにそれらの製造工程終了後
、絶縁膜を金属とともに除去して、光センサを露出した
後アニールして、センサ特性を回復させる。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明によるイメージセンサの製造方法の概略
を示す１４であり、以下そのプロセスを説明する。

ａ）ガラス基板１１　（４０ｘ４０ｘ１．２．ｍｍ、　
　＃７０５９、ＣｏｒｎｉｎｇＣｏ）上にＣｄＳおよび
ＣｄＳｅの固溶体を蒸着エツチングによりパターン化し
半導体層１２を形成する。

ｂ）　　ＮｉＣｒを５００＾蒸着′し、リフトオフによ
りパターン化し半導体層１２の上に光センサの対向４１
Ｔｈ１３を形成する。

ｃ）感光性ポリイミドで光センサの受光部および対向ｇ
ｌ極１３の一部を覆い保護膜１４を形成する。

ｄ）　　ＮｉＣｒを５０ＯＡ蒸着しエツチング、パター
ン化して光センサとは他の部分のガラス基板１１の上に
ＴＰＴのゲート電極１５を形成する。

ｅ）　ＡＩを２０００＾蒸着し保護膜１６を光センサと
にパターン化する。

ｆ）スパッタリングにより絶縁膜１７としてＡＩ、０３
を光センサおよびゲート電極１５の上に１５００＾堆積
する。

ｇ）　ＡＩエツチング液に浸せきし、超音波を加えて保
護膜１６の八ｌをエツチング、ゲート絶縁膜１７を除去
して光センサ上に７ニール窓１８を形成する。

ｈ）ＣｄＳｅを１００ＯＡ蒸着、エツチングでパターン
化して、ゲート絶縁膜１７の上にゲート電極１５に対向
して半導体／！！１１９を形成する。

ｉ）ホトレジストをパターン化、ＮｉＣｒを蒸着（１０
０ＯＡ）　Ｌ／てリフトオフし、半導体＃１９の上にＴ
ＰＴのソース、ドレイン２１！極２ｏを形成し、その−
部は対向電極１３と接続する。

ｊ）ポリイミドで光センサおよびＴＦＴを形成したガラ
ス基板１の全面に層間絶縁膜２１を形成する、その後、
全面にアルミニウムを蒸着し主走査方向の配線をエツチ
ングにより形成し、さらに、酸素を含む雰囲気中でアニ
ールをおこなう。

以上の実施例に示した方法により、従来問題であったゲ
ート絶縁膜１７形成時およびエツチング時の熱、真空、
プラズマによるセンサの劣化を、光センサ上にＡＩの保
護膜１６を形成することで防ぐことができ、さらにゲー
ト絶縁膜１７の形成後そのＡＩをリフトオフ材として使
用することができる。

さらにアニール窓１８を通じて酸素を供給することが可
能となり、光センサの特性を回復できる。

このためアニールまでの駆動回路の形成プロセスを終了
した後のセンサの特性も変化しない。駆動回路の作製プ
ロセス前および従来の方法による場合も含めてプロセス
後の特性の代表的な値を第１表に示す。ここで光強度は
１００ルクス、バイアス電圧は１０Ｖ１立ち上がり時間
は飽和値の５０％に達するまでの時間、立ち下がり時間
は飽和値から５゜％に達するまでの時間である。

第　　１　　表 光センサの半導体の材料をＣｄＳもしくはＣｄＳｅもし
くはＣｄＴｅ　もしくはそれらの固溶体としたのは蒸着
による形成が可能で、高価な装置を必要としないため製
造コストが低く、また光電流が多いため回路の設計が容
易であるためである。

また保護層の金属の厚さを１０００λ以上５μｍ以下と
したのは１０００八以下ではアニール窓１８形成時リフ
トオフが困難になるためであり、５μｍ以北では金属薄
膜の形成、リフトオフに時間がかかり、能率が悪いため
である。

アニールの雰囲気として酸素を含むとしたのは１ｌ−Ｖ
ｌ系材料の光電導の暗電流を小さくするために酸素が必
要なためである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、光センサ上に金属の保護
膜を重ねて形成し、その上に絶縁膜を形成することによ
り、絶縁膜作成のときおよびコンタクトホール形成のと
きの熱、真空、紫外線、プラズマなどから光センサを保
護して光センサの劣化を防止することができる。さらに
アニールにより光センサの特性を回復させることができ
、その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜第１図（ｊ）は本発明の一実施例である
イメージセンサの製造工程の概略を示す図、第２図（ａ
）〜第２図（ｉ）は従来のイメージセンサの製造工程の
概略を順に示す図である。 １１・・・ガラス基板、１２・・・光センサの半導体）
＠、１３・・・光センサの対向電極、１４・・・保護膜
（ポリイミド）、１５・・・′ｒＦＴのゲート電極、１
６・・・保護膜（ＡＩ！ン、１７・・・ゲート絶縁膜、
１８・・・アニール窓、１９・・・ＴＦＴの半導体層、
、２０・・・ＴＰＴのソース、ドレイン電極、２１・・
・７１間絶縁膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薄膜で形成する光センサ群、およびこの光センサ群
   を駆動するための薄膜で形成する駆動回路を、同一基板
   上に形成して製造するイメージセンサの製造方法であつ
   て、前記基板の前記光センサとは他の部分に、前記駆動
   回路の電極を形成する工程、前記光センサの少なくとも
   一部を覆うように金属の保護膜を形成する工程、前記金
   属の保護膜および前記電極上に絶縁膜を形成する工程、
   前記光センサ上の前記絶縁膜および前記金属の保護膜を
   除去する工程、前記光センサーをアニールする工程を含
   むイメージセンサの製造方法。 ２、前記光センサの半導体はＣｄＳ、もしくはＣｄＳｅ
   、もしくはＣｄＴｅ、もしくはそれらの固溶体から形成
   する特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサの製造
   方法。 ３、金属の保護膜の厚さは１０００Å以上、５μｍ以下
   とした特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサの製
   造方法。 ４、アニールの雰囲気は酸素を含む特許請求の範囲第１
   項記載のイメージセンサの製造方法。