JPH04259257A - Photoelectric converter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は光電変換素子に関し、よ
り詳細には、1次元状に配列したフォトセンサからスイ
ッチを介して走査素子により光電荷を取出すように構成
された走査用集積回路基板上に、上記フォトセンサを積
層手段で堆積形成している光電変換装置に関するもので
ある。[Field of Industrial Application] The present invention relates to a photoelectric conversion element, and more particularly to a scanning integrated circuit board configured to extract photoelectric charges from one-dimensionally arranged photosensors by a scanning element via a switch. The present invention relates to a photoelectric conversion device in which the above photosensor is deposited and formed by a laminating means.
【0002】0002
【従来の技術】近年、ファクシミリ、デジタル複写機、
イメージリーダー、或はビデオカメラなどの画像情報処
理装置の普及に伴って、フォトセンサを1次元状に配し
たラインセンサや2次元状に配したエリアセンサなどの
光電変換装置の使用頻度が高まっている。これらの画像
処理装置においては、さらに画像の高品位化を図るため
に画素の高密度化が重要となっているが、同一基板上に
スイッチ素子や配線電極を配置するような設計条件では
、画素領域の制限が増えてくるため、先ず、基板上にス
イッチ素子回路を作り込んだ上に、光導電性膜や電極膜
を堆積して画素領域を形成する、積層型の光電変換装置
の開発が活発である。[Prior Art] In recent years, facsimiles, digital copying machines,
With the spread of image information processing devices such as image readers and video cameras, the frequency of use of photoelectric conversion devices such as line sensors with photosensors arranged one-dimensionally and area sensors arranged two-dimensionally has increased. There is. In these image processing devices, it is important to increase the density of pixels in order to further improve the quality of images, but under design conditions such as arranging switch elements and wiring electrodes on the same substrate, pixel As area limitations increase, the first step is to develop a stacked photoelectric conversion device in which a switch element circuit is fabricated on a substrate, and then a photoconductive film and an electrode film are deposited to form a pixel region. Active.
【0003】上述のような積層型の光電変換装置には、
次のような利点が考えられる。[0003] In the above-mentioned stacked photoelectric conversion device,
The following advantages can be considered.
【0004】(1)基板部/積層部で、材料の特性に合
わせて機能の分離が行なえる。(1) Functions can be separated in the substrate section/laminated section according to the characteristics of the materials.
【0005】(2)大面積の一括作成が可能。(2) Large area can be created all at once.
【0006】(3)基板の誓約を受けない低温プロセス
である。(3) It is a low temperature process that is not subject to substrate commitment.
【0007】(4)作成プロセスが容易で低コスト化が
図れる。(4) The production process is easy and costs can be reduced.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な積層型の光電変換装置を実現するには、通常ショート
などの画素欠陥をなくすために、基板を平坦化するとい
う工程が必要である。この平坦化の手法としては、従来
種々の方法が行なわれているが、基板表面上の凹凸を充
分小さくするためには、一般に複雑な工程を通さなけれ
ばならない。そのため、簡易なプロセスで良好な性能の
素子が得られるという、積層型光電変換装置のメリット
の1つが生かせなくなる。特に、1次元状のラインセン
サにおいては、プロセスが複雑になり、コストが高くな
るのは大きな問題である。However, in order to realize the above-described stacked photoelectric conversion device, a step of flattening the substrate is usually required to eliminate pixel defects such as short circuits. Various methods have been used in the past to achieve this planarization, but in order to sufficiently reduce the unevenness on the surface of the substrate, it is generally necessary to go through a complicated process. Therefore, one of the advantages of the stacked photoelectric conversion device, which is that a device with good performance can be obtained through a simple process, cannot be utilized. Particularly in the case of a one-dimensional line sensor, it is a big problem that the process becomes complicated and the cost becomes high.
【0009】[0009]
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題を解決
するものであり、簡易なプロセスで製作しても、画素面
積の低下をきたすことなく、しかも、画素欠陥の発生が
避けられる信頼性の高い構成の光電変換装置を提供しよ
うとするものである。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention solves these conventional problems, and provides a reliable system that does not reduce the pixel area even when manufactured using a simple process, and also avoids the occurrence of pixel defects. The present invention aims to provide a photoelectric conversion device with a highly flexible configuration.
【0010】0010
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
1次元状に配列したフォトセンサからスイッチを介して
走査素子により光電荷を取出すように構成された走査用
集積回路基板上に、上記フォトセンサを構成するために
、層間絶縁膜の開口部を介して上記スイッチに対して電
気的に接続される下部電極膜、上記光電荷を発生する光
導電性膜、及び上部電極の順で堆積している光電変換装
置において、上記下部電極及び上部電極の重なり部によ
って決められる画素領域が、上記層間絶縁膜の開口部の
位置に重ならないようにずらして配置されている。[Means for solving the problem] Therefore, in the present invention,
In order to configure the above-mentioned photosensor, a scanning integrated circuit board is placed on a scanning integrated circuit board configured to take out photocharges from photosensors arranged in a one-dimensional manner through a switch and a scanning element through an opening in an interlayer insulating film. In a photoelectric conversion device in which a lower electrode film electrically connected to the switch, a photoconductive film that generates photocharges, and an upper electrode are deposited in this order, the lower electrode and the upper electrode overlap. The pixel area determined by the area is shifted so as not to overlap the position of the opening in the interlayer insulating film.
【0011】[0011]
【作用】従って、平坦化プロセスを実質的に省くことが
でき、簡易なプロセスで製作しても、画素面積の低下き
たさずに、画素欠陥の発生がない、信頼性の高い光電変
換装置を実現することができる。[Operation] Therefore, the planarization process can be substantially omitted, and even if manufactured using a simple process, a highly reliable photoelectric conversion device that does not reduce the pixel area or cause pixel defects can be realized. can do.
【0012】0012
【実施例】以下、本発明を、図示の実施例を参照して詳
細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained in detail below with reference to illustrated embodiments.
【0013】図1に示すものは、本発明を理解するため
に挙げた、従来より実施されている固体撮像装置におけ
る積層基板の典型的な例である。図中、領域(1)は素
子分離部、領域(2)はスイッチ素子部、領域(3)は
スイッチ素子/光電変換素子の接続用開口部である。図
より明らかなように、領域(3)では全く凹凸はない。
また領域(2)では主にゲート電極や配線電極の存在に
よる凹凸が1μm以下で存在するが、その上部に1μm
以上の厚みをもつ絶縁膜がかぶせられるため、一応、凹
凸の段差や傾斜についての急峻さが抑えられる。ところ
が、領域(3)においては1μm程度の段差が数段重な
り、全体として、数μmに及ぶ厚さの段差が生じる。そ
こで、平坦化工程を行なわないと、段差がそのまま基板
表面に露出する。このため、領域(3)を避けて、画素
領域を設定しないと、積層で形成した光電変換部にショ
ートなどの欠陥を誘起する可能性がある。同様に、積層
型光電変換装置の平面構造を考えると、エリアセンサに
おいては、図2に示すように、2次元で場所が限定され
るため、上記領域(3)で示した接続用開口部201を
避けると、開口部の面積に相当して画素面積202が著
しく縮小される。What is shown in FIG. 1 is a typical example of a laminated substrate in a conventional solid-state imaging device, which was cited for understanding the present invention. In the figure, region (1) is an element isolation section, region (2) is a switch element section, and region (3) is an opening for connecting the switch element/photoelectric conversion element. As is clear from the figure, there is no unevenness at all in region (3). In addition, in region (2), there are irregularities of 1 μm or less mainly due to the presence of gate electrodes and wiring electrodes;
Since the insulating film having the above thickness is covered, the steepness of the steps and slopes of the unevenness can be suppressed. However, in region (3), several steps of about 1 μm overlap, resulting in a step with a thickness of several μm as a whole. Therefore, if the planarization process is not performed, the steps will be exposed as they are on the substrate surface. Therefore, if the pixel region is not set avoiding the region (3), defects such as short circuits may be induced in the photoelectric conversion section formed by stacking layers. Similarly, considering the planar structure of a stacked photoelectric conversion device, the area sensor has a two-dimensionally limited location as shown in FIG. If this is avoided, the pixel area 202 will be significantly reduced, corresponding to the area of the aperture.
【0014】そこで、本発明のラインセンサにおいては
、図3に示すように、1次元でしか場所の制約を受けな
いという有利な条件を利用して、接続用開口部に対して
は、画素を前後どちらか一方にずらして配置するのであ
る。このようにすれば、画素面積の縮小は受けないわけ
である。但し、図3の実施例においては、光信号電荷の
転送またはリセットを行なうトランジスタのゲート電極
305,306と、図には記載されていないシフトレジ
スタとを結ぶ配線303,304が、下方に引き出され
ているので、電極307の下方に形成されている光信号
電荷の読み出し回路などとの配置の関係で、その配線は
図4の符号403,404に示すように図中の上方に引
き出されることがある。特に、画素密度が高くなると、
配線は図5の符号503,504に示すように図中の上
方に引き出す方が無理がないが、その結果、1画素の幅
aに対する配線503の幅bの割合は、高密度化に伴い
大きくなるので、ラインセンサの場合でも下地に凹凸の
ない領域は狭くなり、下地の凹凸を避けてセンサを配置
すると、画素面積の損失が無視できなくなる。そこで、
図6に示すように、配線603,604の這う部分に重
ねてセンサを配置するとよい。これにより、画素面積は
大幅に改善され、しかもショートなどによる画素欠陥の
発生を引き起こすこともない。Therefore, in the line sensor of the present invention, as shown in FIG. 3, by taking advantage of the advantageous condition that the location is restricted only in one dimension, pixels are placed in the connection opening. They are placed offset to either the front or back. In this way, the pixel area will not be reduced. However, in the embodiment shown in FIG. 3, wirings 303 and 304 connecting gate electrodes 305 and 306 of transistors that transfer or reset optical signal charges and a shift register (not shown) are drawn out downward. Therefore, due to the arrangement with the optical signal charge readout circuit formed below the electrode 307, the wiring may be drawn out upward in the figure as shown by reference numerals 403 and 404 in FIG. be. In particular, as the pixel density increases,
It is natural to draw the wiring upwards in the figure as shown by the symbols 503 and 504 in FIG. 5, but as a result, the ratio of the width b of the wiring 503 to the width a of one pixel increases as the density increases. Therefore, even in the case of a line sensor, the region without unevenness on the base becomes narrow, and if the sensor is arranged avoiding the unevenness on the base, the loss in pixel area cannot be ignored. Therefore,
As shown in FIG. 6, it is preferable to arrange the sensor so as to overlap the portion where the wirings 603 and 604 extend. As a result, the pixel area is greatly improved, and furthermore, pixel defects due to short circuits and the like do not occur.
【0015】以上のような理由で、画素領域の位置設定
を工夫すると、簡易なプロセスを用いて基板上にフォト
センサを積層形成する場合でも、画素面積の低減をきた
さずに、画素欠陥の発生を回避することのできる、信頼
性の高い光電変換装置を実現することができる。[0015] For the above reasons, if the positioning of the pixel area is devised, pixel defects can be prevented without reducing the pixel area even when photosensors are layered on a substrate using a simple process. A highly reliable photoelectric conversion device that can avoid this can be realized.
【0016】[0016]
【実施例1】次に、本発明の実施態様を図7を参照しな
がら説明する。まず、石英基板701上に、通常のLP
−CVD法により、SiH4 ガス流量50SCCM、
基板温度620℃、内圧0.3Torrの条件で10分
間堆積を行ない、ポリシリコン層702を1000Åの
厚さで形成する。そして、このポリシリコン層を、通常
のホトリソ工程により所望の形状にエッチングする。[Embodiment 1] Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, a normal LP is placed on a quartz substrate 701.
-By CVD method, SiH4 gas flow rate 50SCCM,
Deposition is performed for 10 minutes at a substrate temperature of 620° C. and an internal pressure of 0.3 Torr to form a polysilicon layer 702 with a thickness of 1000 Å. This polysilicon layer is then etched into a desired shape using a normal photolithography process.
【0017】その後、900℃のO2 雰囲気中で、2
.5時間、熱酸化を行なうことにより、前記ポリシリコ
ン層702の表面に酸化膜704を500Åの厚さで形
成する。続いて、通常のLP−CVD法により、SiH
4ガス流量50SCCM、基板温度620℃、内圧0.
3Torrの条件で30分間堆積を行ない、ポリシリコ
ン層705を3000Åの厚さで形成する。このポリシ
リコン層に通常のイオン打ち込みにより、ドーズ量8x
1015cm−2、60keV の条件でB− イオン
を全面に打ち込み、その後、アニールをN2 雰囲気8
00℃で行なうことによって、B− イオンの拡散を行
なって、ポリシリコン層705をP型とする。この後、
通常のホトリソ工程によりポリシリコン層705を所望
の形状にエッチングし、MOSトランジスタのゲート電
極とする。[0017] Thereafter, in an O2 atmosphere at 900°C,
.. By performing thermal oxidation for 5 hours, an oxide film 704 with a thickness of 500 Å is formed on the surface of the polysilicon layer 702. Subsequently, SiH
4 gas flow rate 50SCCM, substrate temperature 620°C, internal pressure 0.
Deposition is performed for 30 minutes at 3 Torr to form a polysilicon layer 705 with a thickness of 3000 Å. This polysilicon layer is implanted with a dose of 8x by normal ion implantation.
B- ions are implanted into the entire surface under the conditions of 1015 cm-2 and 60 keV, and then annealing is performed in a N2 atmosphere8.
By carrying out the process at 00°C, B- ions are diffused and the polysilicon layer 705 becomes P type. After this,
The polysilicon layer 705 is etched into a desired shape by a normal photolithography process, and is used as a gate electrode of a MOS transistor.
【0018】この後、通常のイオン打ち込みにより、ド
ーズ量5x1015cm−2、160keV の条件で
P+ イオンを全面に打ち込み、その後、アニールをN
2 雰囲気800℃で行なうことによって、P+ イオ
ンの拡散を行なって、MOSトランジスタのソースおよ
びドレイン電極703,703’を形成する。After this, P+ ions are implanted into the entire surface by normal ion implantation at a dose of 5 x 1015 cm-2 and 160 keV, and then annealing is performed with N.
2. By performing the process in an atmosphere of 800° C., P+ ions are diffused to form the source and drain electrodes 703 and 703' of the MOS transistor.
【0019】続いて、通常のプラズマCVD法により、
SiH4 ガス流量0.5SCCM,NH3 14.4
SCCM,H2 4.5SCCM,基板温度200℃,
RFパワー3.5W ,内圧0.15Torrの条件で
160分間堆積を行ない、SiN層706を8000Å
の厚さで形成する。このSiN層及び酸化膜704を、
通常のホトリソ工程により所望の形状にエッチングし、
ソース、ドレイン電極の取り出し部を開孔する。[0019] Subsequently, by the usual plasma CVD method,
SiH4 gas flow rate 0.5SCCM, NH3 14.4
SCCM, H2 4.5SCCM, substrate temperature 200℃,
Deposition was performed for 160 minutes under the conditions of RF power of 3.5 W and internal pressure of 0.15 Torr to form a SiN layer 706 with a thickness of 8000 Å.
Form to a thickness of . This SiN layer and oxide film 704 are
Etched into the desired shape using a normal photolithography process,
Open holes for the source and drain electrodes.
【0020】この上に、スパッタ法によりAl層707
を10000Åの厚さで堆積し、通常のホトリソ工程に
より所望の形状にエッチングし、MOSトランジスタか
らの配線電極とする。この後、通常のプラズマCVD法
により、SiH4 ガス流量0.5SCCM,NH3
14.4SCCM,H2 4.5SCCM,基板温度2
00℃,RFパワー3.5W ,内圧0.15Torr
の条件で60分間堆積を行ない、SiN層708を30
00Åの厚さで形成して、MOSトランジスタなど下地
回路のパッシベーション膜とする。このSiN層708
を、通常のホトリソ工程により所望の形状にエッチング
し、Al電極707の表面を一部露出させて、MOSト
ランジスタからの配線を光電変換部に接続するための開
口部を形成する。On top of this, an Al layer 707 is formed by sputtering.
is deposited to a thickness of 10,000 Å and etched into a desired shape using a normal photolithography process to form a wiring electrode from a MOS transistor. After this, SiH4 gas flow rate 0.5SCCM, NH3
14.4SCCM, H2 4.5SCCM, substrate temperature 2
00℃, RF power 3.5W, internal pressure 0.15Torr
The SiN layer 708 was deposited for 60 minutes under the following conditions.
The film is formed to a thickness of 0.00 Å and used as a passivation film for underlying circuits such as MOS transistors. This SiN layer 708
is etched into a desired shape using a normal photolithography process to partially expose the surface of the Al electrode 707 and form an opening for connecting the wiring from the MOS transistor to the photoelectric conversion section.
【0021】続いて、通常スパッタ法により、Cr層7
09を3000Åの厚さで堆積し、通常のホトリソ工程
により所望の形状にエッチングして、光電変換部の下部
電極即ち下部画素電極を形成する。ここで、画素を形成
する部分は図4,図7,図8に示すように、下地に何の
パターンもない平坦な箇所にくるように、予め、設計し
ておく。Next, a Cr layer 7 is formed by a normal sputtering method.
09 is deposited to a thickness of 3000 Å and etched into a desired shape by a normal photolithography process to form the lower electrode of the photoelectric conversion section, that is, the lower pixel electrode. Here, as shown in FIGS. 4, 7, and 8, the portion where the pixels are to be formed is designed in advance so that it is a flat area with no underlying pattern.
【0022】次に、通常のプラズマCVD法により、S
i2 H6 ガス流量1.0SCCM,PH3 1.0
SCCM,H248.0SCCM,基板温度300℃,
RFパワー1.5W ,内圧1.2Torrの条件で1
0分間堆積を行ない、n+ 型の非晶質シリコン(n+
−a−Si:H)層710を1000Åの厚さで形成
し、続けて真空を破らずに、Si2 H6 ガス流量1
.0SCCM,H2 48.0SCCM,基板温度30
0℃,RFパワー1.0W ,内圧1.15Torrの
条件で140分間堆積を行ない、非ドープの非晶質シリ
コン(i−a−Si:H)層711を8000Åの厚さ
で形成し、さらに続けて、真空を破らずにSiH4 ガ
ス流量0.1SCCM,B2 H6 0.2SCCM,
H2 74.5SCCM,基板温度200℃,RFパワ
ー33.0W ,内圧2.0Torrの条件で20分間
堆積を行ない、p+ 型の微結晶シリコン(p+ −μ
c−Si:H)層712を1000Åの厚さで形成する
。Next, by the usual plasma CVD method, S
i2 H6 Gas flow rate 1.0SCCM, PH3 1.0
SCCM, H248.0SCCM, substrate temperature 300℃,
1 under the conditions of RF power 1.5W and internal pressure 1.2Torr.
Deposition was performed for 0 minutes, and n+ type amorphous silicon (n+
-a-Si:H) layer 710 with a thickness of 1000 Å, followed by Si2 H6 gas flow rate 1 without breaking the vacuum.
.. 0SCCM, H2 48.0SCCM, substrate temperature 30
Deposition was performed for 140 minutes at 0° C., RF power 1.0 W, and internal pressure 1.15 Torr to form an undoped amorphous silicon (ia-a-Si:H) layer 711 with a thickness of 8000 Å. Continuously, without breaking the vacuum, SiH4 gas flow rate was 0.1SCCM, B2 H6 was 0.2SCCM,
Deposition was performed for 20 minutes under the conditions of H2 74.5SCCM, substrate temperature 200°C, RF power 33.0W, and internal pressure 2.0 Torr, and p+ type microcrystalline silicon (p+ -μ
c-Si:H) layer 712 is formed to a thickness of 1000 Å.
【0023】その後、スパッタ法により厚さ700Åの
ITO713を堆積し、通常のホトリソ工程により所望
の形状にエッチングして、フォトダイオードの上部電極
713を画素毎に分離する。Thereafter, ITO 713 with a thickness of 700 Å is deposited by sputtering, and etched into a desired shape by a normal photolithography process to separate the upper electrode 713 of the photodiode for each pixel.
【0024】続いて、p+ −μc−Si:H層712
、i−a−Si:H層711、n+ −a−Si:H層
710を、通常のホトリソ工程を用いて所望の形状にエ
ッチングし、画素分離を行なう。[0024] Next, the p+-μc-Si:H layer 712
, ia-Si:H layer 711, and n+-a-Si:H layer 710 are etched into a desired shape using a normal photolithography process to perform pixel separation.
【0025】その後、通常のプラズマCVD法により、
SiH4 ガス流量0.5SCCM,NH3 14.4
SCCM,H2 4.5SCCM,基板温度200℃,
RFパワー3.5W ,内圧0.15Torrの条件で
160分間堆積を行ない、SiN層714を8000Å
の厚さで形成した。このSiN層714を、通常のホト
リソ工程により所望の形状にエッチングし、上部配線電
極の取り出し部を開孔する。[0025] Thereafter, by the usual plasma CVD method,
SiH4 gas flow rate 0.5SCCM, NH3 14.4
SCCM, H2 4.5SCCM, substrate temperature 200℃,
Deposition was performed for 160 minutes under the conditions of RF power of 3.5 W and internal pressure of 0.15 Torr to form a SiN layer 714 with a thickness of 8000 Å.
It was formed with a thickness of . This SiN layer 714 is etched into a desired shape by a normal photolithography process, and a hole is opened for the upper wiring electrode to be taken out.
【0026】この上に、スパッタ法によりAlそうを1
0000Åの厚さで堆積し、通常のホトリソ工程により
所望の形状にエッチングし、上部配線電極715を形成
する。このようにして、本発明の光電変換装置の1つで
あるラインセンサを作成したが、上記のプロセスで形成
された光電変換装置は、約1μmの厚みのa−Si:H
層で形成される光電変換部の配置される場所には、殆ど
凹凸がなく、動作チェックを行なったところ、ショート
による欠陥は、全く検出されなかった。[0026] On top of this, one layer of Al was applied by sputtering.
The film is deposited to a thickness of 0,000 Å and etched into a desired shape using a normal photolithography process to form an upper wiring electrode 715. In this way, a line sensor, which is one of the photoelectric conversion devices of the present invention, was created. The photoelectric conversion device formed by the above process was made of a-Si:H
There were almost no irregularities in the area where the photoelectric conversion section formed of layers was placed, and when the operation was checked, no defects due to short circuits were detected.
【0027】[0027]
【実施例2】更に、本発明の別の実施態様を図9をもと
に説明する。まず、石英基板901上に、通常のLP−
CVD法により、SiH4 ガス流量50SCCM、基
板温度620℃、内圧0.3Torrの条件で10分間
堆積を行ない、ポリシリコン層902を1000Åの厚
さで形成する。このポリシリコン層を、通常のホトリソ
工程により所望の形状にエッチングする。[Embodiment 2] Further, another embodiment of the present invention will be explained based on FIG. 9. First, a normal LP-
Deposition is performed by CVD for 10 minutes under the conditions of SiH4 gas flow rate of 50 SCCM, substrate temperature of 620° C., and internal pressure of 0.3 Torr to form a polysilicon layer 902 with a thickness of 1000 Å. This polysilicon layer is etched into a desired shape using a normal photolithography process.
【0028】その後、900℃のO2 雰囲気中で、2
.5時間熱酸化を行なうことにより、前記ポリシリコン
層902の表面に酸化膜904を500Åの厚さで形成
する。続いて、通常のLP−CVD法により、SiH4
ガス流量50SCCM、基板温度620℃、内圧0.
3Torrの条件で30分間堆積を行ない、ポリシリコ
ン層905を3000Åの厚みで形成する。このポリシ
リコン層に通常のイオン打ち込みにより、ドーズ量8x
1015cm−2、60keV の条件でB− イオン
を全面に打ち込み、その後アニールをN2 雰囲気80
0℃で行なうことによって、B− イオンの拡散を行な
って、ポリシリコン層905をP型とする。この後、通
常のホトリソ工程によりポリシリコン層905を所望の
形状にエッチングし、MOSトランジスタのゲート電極
とする。[0028] Thereafter, in an O2 atmosphere at 900°C, 2
.. By performing thermal oxidation for 5 hours, an oxide film 904 with a thickness of 500 Å is formed on the surface of the polysilicon layer 902. Subsequently, SiH4 was
Gas flow rate 50SCCM, substrate temperature 620°C, internal pressure 0.
Deposition is performed for 30 minutes at 3 Torr to form a polysilicon layer 905 with a thickness of 3000 Å. This polysilicon layer is implanted with a dose of 8x by normal ion implantation.
B- ions were implanted into the entire surface under the conditions of 1015 cm-2 and 60 keV, and then annealing was performed in a N2 atmosphere at 80 keV.
By carrying out the process at 0°C, B- ions are diffused and the polysilicon layer 905 becomes P type. Thereafter, the polysilicon layer 905 is etched into a desired shape by a normal photolithography process to form a gate electrode of a MOS transistor.
【0029】この後、通常のイオン打ち込みにより、ド
ーズ量5x1015cm−2、160keV の条件で
P+ イオンを全面に打ち込み、その後、アニールをN
2 雰囲気800℃で行なうことによって、P+ イオ
ンの拡散を行なって、MOSトランジスタのソースおよ
びドレイン電極903,903’を形成する。After this, P+ ions are implanted into the entire surface by normal ion implantation at a dose of 5 x 1015 cm-2 and 160 keV, and then annealing is performed with N.
2. By performing the process in an atmosphere of 800° C., P+ ions are diffused to form the source and drain electrodes 903 and 903' of the MOS transistor.
【0030】続いて、通常のプラズマCVD法により、
SiH4 ガス流量0.5SCCM,NH3 14.4
SCCM,H2 4.5SCCM,基板温度200℃,
RFパワー3.5W ,内圧0.15Torrの条件で
160分間堆積を行ない、SiN層906を8000Å
の厚さで形成する。このSiN層及び酸化膜904を、
通常のホトリソ工程により所望の形状にエッチングし、
ソース、ドレイン電極の取り出し部を開孔する。[0030] Subsequently, by the usual plasma CVD method,
SiH4 gas flow rate 0.5SCCM, NH3 14.4
SCCM, H2 4.5SCCM, substrate temperature 200℃,
Deposition was performed for 160 minutes under the conditions of RF power of 3.5 W and internal pressure of 0.15 Torr, and the SiN layer 906 was deposited to a thickness of 8000 Å.
Form to a thickness of . This SiN layer and oxide film 904 are
Etched into the desired shape using a normal photolithography process,
Open holes for the source and drain electrodes.
【0031】この上に、スパッタ法によりAl層907
を10000Åの厚さで堆積し、通常のホトリソ工程に
より所望の形状にエッチングし、MOSトランジスタか
らの配線電極とする。On top of this, an Al layer 907 is formed by sputtering.
is deposited to a thickness of 10,000 Å and etched into a desired shape using a normal photolithography process to form a wiring electrode from a MOS transistor.
【0032】このあと、通常のプラズマCVD法により
、SiH4 ガス流量0.5SCCM,NH3 14.
4SCCM,H2 4.5SCCM,基板温度200℃
,RFパワー3.5W ,内圧0.15Torrの条件
で60分間堆積を行ない、SiN層908を3000Å
の厚さで形成して、MOSトランジスタなど下地回路の
パッシベーション膜とする。このSiN層908を、通
常のホトリソ工程により所望の形状にエッチングし、A
l電極907の表面を一部露出させて、MOSトランジ
スタからの配線を光電変換部に接続するための開口部を
形成する。[0032] After this, SiH4 gas flow rate 0.5SCCM, NH3 14.
4SCCM, H2 4.5SCCM, substrate temperature 200℃
, RF power of 3.5 W, internal pressure of 0.15 Torr for 60 minutes, and the SiN layer 908 was deposited to a thickness of 3000 Å.
The film is formed to a thickness of 100 mL to serve as a passivation film for underlying circuits such as MOS transistors. This SiN layer 908 is etched into a desired shape by a normal photolithography process, and A
A part of the surface of the l electrode 907 is exposed to form an opening for connecting the wiring from the MOS transistor to the photoelectric conversion section.
【0033】続いて通常スパッタ法により、Cr層90
9を3000Åの厚さで堆積し、通常のホトリソ工程に
より所望の形状にエッチングして、光電変換部の下部電
極即ち下部画素電極を形成する。ここで画素を形成する
部分は図6に示すように、下地にMOSトランジスタか
らの配線電極603,604(図10中の909)パタ
ーンの一部が重なるように設計しておく。Next, a Cr layer 90 is formed by a normal sputtering method.
9 is deposited to a thickness of 3000 Å and etched into a desired shape by a normal photolithography process to form the lower electrode of the photoelectric conversion section, that is, the lower pixel electrode. As shown in FIG. 6, the portion where the pixel is to be formed is designed so that the patterns of wiring electrodes 603 and 604 (909 in FIG. 10) from the MOS transistors partially overlap with the underlying layer.
【0034】次に、通常のプラズマCVD法により、S
i2 H6 ガス流量1.0SCCM,PH3 1.0
SCCM,H248.0SCCM,基板温度300℃,
RFパワー1.5W ,内圧1.2Torrの条件で1
0分間堆積を行ない、n+ 型の非晶質シリコン(n+
−a−Si:H)層910を1000Åの厚さで形成
し、続けて、真空を破らずに、Si2 H6 ガス流量
1.0SCCM,H2 48.0SCCM,基板温度3
00℃,RFパワー1.0W ,内圧1.15Torr
の条件で140分間堆積を行ない、非ドープの非晶質シ
リコン(i−a−Si:H)層911を8000Åの厚
さで形成し、さらに続けて,真空を破らずにSi2 H
6 ガス流量0.1SCCM,B2 H6 0.2SC
CM,H2 74.5SCCM,基板温度200℃,R
Fパワー33.0W ,内圧2.0Torrの条件で2
0分間堆積を行ない、p+ 型の微結晶シリコン(p+
−μc−Si:H)層912を1000Åの厚さで形
成する。Next, by the usual plasma CVD method, S
i2 H6 Gas flow rate 1.0SCCM, PH3 1.0
SCCM, H248.0SCCM, substrate temperature 300℃,
1 under the conditions of RF power 1.5W and internal pressure 1.2Torr.
Deposition was performed for 0 minutes, and n+ type amorphous silicon (n+
-a-Si:H) layer 910 is formed to a thickness of 1000 Å, followed by Si2 H6 gas flow rate of 1.0 SCCM, H2 of 48.0 SCCM, and substrate temperature of 3 without breaking the vacuum.
00℃, RF power 1.0W, internal pressure 1.15Torr
An undoped amorphous silicon (ia-Si:H) layer 911 with a thickness of 8000 Å was formed by deposition for 140 minutes under the conditions of
6 Gas flow rate 0.1SCCM, B2 H6 0.2SC
CM, H2 74.5SCCM, substrate temperature 200℃, R
2 under the conditions of F power 33.0W and internal pressure 2.0Torr.
Deposition was performed for 0 minutes, and p+ type microcrystalline silicon (p+
-μc-Si:H) layer 912 is formed with a thickness of 1000 Å.
【0035】その後、スパッタ法により厚さ700Åの
ITO713を堆積し、通常のホトリソ工程により所望
の形状にエッチングして、フォトダイオードの上部電極
913を画素毎に分離する。Thereafter, ITO 713 with a thickness of 700 Å is deposited by sputtering and etched into a desired shape by a normal photolithography process to separate the upper electrode 913 of the photodiode for each pixel.
【0036】続いて、p+ −μc−Si:H層712
、i−a−Si:H層911、n+ −a−Si:H層
910を通常のホトリソ工程を用いて所望の形状にエッ
チングし、画素分離を行なう。[0036] Next, p + -μc-Si:H layer 712
, ia-Si:H layer 911, and n+-a-Si:H layer 910 are etched into a desired shape using a normal photolithography process to perform pixel separation.
【0037】その後、通常のプラズマCVD法により、
SiH4 ガス流量0.5SCCM,NH3 14.4
SCCM,H2 4.5SCCM,基板温度200℃,
RFパワー3.5W ,内圧0.15Torrの条件で
160分間堆積を行ない、SiN層914を8000Å
の厚さで形成する。このSiN層914を、通常のホト
リソ工程により所望の形状にエッチングし、上部配線電
極の取り出し部を開孔する。[0037] Thereafter, by the usual plasma CVD method,
SiH4 gas flow rate 0.5SCCM, NH3 14.4
SCCM, H2 4.5SCCM, substrate temperature 200℃,
Deposition was performed for 160 minutes under the conditions of RF power of 3.5 W and internal pressure of 0.15 Torr, and the SiN layer 914 was deposited to a thickness of 8000 Å.
Form to a thickness of . This SiN layer 914 is etched into a desired shape by a normal photolithography process, and a hole is opened for the upper wiring electrode to be taken out.
【0038】この上に、スパッタ法によりAl層を10
000Åの厚さで堆積し、通常のホトリソ工程により所
望の形状にエッチングし、上部配線電極915を形成す
る。このようにして、本発明の光電変換装置の1つであ
るラインセンサを作成したが、上記のプロセスで形成さ
れた光電変換装置では、基板に存在する凹凸は、配線電
極Alの約1μmで、a−Si:H層の厚みの約1μm
と、ほぼ同等であるが、その上に堆積されるパシベーシ
ョン膜908によって緩和されるため、動作チェックを
行なったところ、ショートによる欠陥は全く検出されな
かった。On top of this, a 10% Al layer is formed by sputtering.
The upper wiring electrode 915 is deposited to a thickness of 0.000 Å and etched into a desired shape using a normal photolithography process. In this way, a line sensor, which is one of the photoelectric conversion devices of the present invention, was created. In the photoelectric conversion device formed by the above process, the unevenness existing on the substrate is about 1 μm of the wiring electrode Al. a-Si: Approximately 1 μm thicker than the H layer
However, since it is relaxed by the passivation film 908 deposited thereon, no defects due to short circuits were detected when the operation was checked.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、下
部電極及び上部電極の重なり部によって決められる画素
領域が、上記層間絶縁膜の開口部の位置に重ならないよ
うにずらして配置されているので、簡易なプロセスで製
作しても、画素面積の低下をきたすことなく、しかも、
画素欠陥の発生が避けられる信頼性の高い構成の光電変
換装置を提供することができる。Effects of the Invention The present invention has been described in detail above, and the pixel area determined by the overlapping portion of the lower electrode and the upper electrode is shifted so as not to overlap the position of the opening of the interlayer insulating film. Therefore, even if manufactured using a simple process, the pixel area will not decrease.
A photoelectric conversion device with a highly reliable configuration that can avoid pixel defects can be provided.
【図1】従来の手法により形成された固体撮像素子の例
をしめす。FIG. 1 shows an example of a solid-state imaging device formed by a conventional method.
【図2】本発明の効果を説明するための概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the effects of the present invention.
【図3】本発明の効果を説明するための概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the effects of the present invention.
【図4】本発明の実施態様の一つを示す。FIG. 4 shows one embodiment of the invention.
【図5】本発明の他の実施態様の一つを示す。FIG. 5 shows one of the other embodiments of the invention.
【図6】本発明の更に他の実施態様の一つを示す。FIG. 6 shows one of still other embodiments of the present invention.
【図7】図4のA−A’に沿う断面図である。7 is a sectional view taken along line A-A' in FIG. 4. FIG.
【図8】図4のB−B’に沿う断面図である。8 is a sectional view taken along line B-B' in FIG. 4. FIG.
【図9】図6のC−C’に沿う断面図である。9 is a sectional view taken along line C-C' in FIG. 6. FIG.
【図10】図6のD−D’に沿う断面図である。10 is a sectional view taken along line D-D' in FIG. 6;
101 半導体基板
102 フィールド酸化膜
103 スイッチMOSのソース電極104
スイッチMOSのソース電極105 ゲート
酸化膜
106 ゲート電極
107 パッシベーション膜
108 埋め込み電極
109 遮光膜
110 層間絶縁膜
111 下部電極
112 光導電性膜
113 上部電極
201,301,401,501,601 接続
用開口部
202,302,402,502,602 画素
領域303,403,503,603
304,404,504,604 配線電極30
5,405,505,605
306,406,506,606 ゲート電極3
07,407,507,607 蓄積容量電極7
01,901 基板
702,902 多結晶シリコン膜703,70
3’,903,903’ ソース、ドレイン
704,904 ゲート絶縁膜
705,905 ゲート電極
706,906 層間絶縁膜
707,907 配線電極
708,908 パッシベーション膜709,9
09 下部電極
710,910 一方の半導体型を示す高濃度不
純物添加半導体層
711,911 非ドープの半導体層712,9
12 他方の半導体型を示す高濃度不純物添加半
導体層
713,913 上部電極
714,914 パッシベーション膜715,9
15 配線電極101 Semiconductor substrate 102 Field oxide film 103 Source electrode 104 of switch MOS
Switch MOS source electrode 105 Gate oxide film 106 Gate electrode 107 Passivation film 108 Buried electrode 109 Light shielding film 110 Interlayer insulating film 111 Lower electrode 112 Photoconductive film 113 Upper electrode 201, 301, 401, 501, 601 Connection opening 202 , 302, 402, 502, 602 Pixel region 303, 403, 503, 603 304, 404, 504, 604 Wiring electrode 30
5,405,505,605 306,406,506,606 Gate electrode 3
07,407,507,607 Storage capacitor electrode 7
01,901 Substrate 702,902 Polycrystalline silicon film 703,70
3', 903, 903' Source, drain 704, 904 Gate insulating film 705, 905 Gate electrode 706, 906 Interlayer insulating film 707, 907 Wiring electrode 708, 908 Passivation film 709, 9
09 Lower electrode 710, 910 Highly doped semiconductor layer 711, 911 indicating one semiconductor type Undoped semiconductor layer 712, 9
12 Highly doped semiconductor layer 713, 913 showing the other semiconductor type Upper electrode 714, 914 Passivation film 715, 9
15 Wiring electrode
Claims (3)
スイッチを介して走査素子により光電荷を取出すように
構成された走査用集積回路基板上に、上記フォトセンサ
を構成するために、層間絶縁膜の開口部を介して上記ス
イッチに対して電気的に接続される下部電極膜、上記光
電荷を発生する光導電性膜、及び上部電極の順で堆積し
ている光電変換装置において、上記下部電極及び上部電
極の重なり部によって決められる画素領域が、上記層間
絶縁膜の開口部の位置に重ならないようにずらして配置
されていることを特徴とする光電変換装置。1. An interlayer insulating film is provided on a scanning integrated circuit board configured to extract photocharges from the one-dimensionally arranged photosensors via a switch and a scanning element, in order to configure the photosensors. In a photoelectric conversion device, a lower electrode film electrically connected to the switch through an opening, a photoconductive film that generates photocharges, and an upper electrode are deposited in this order. and a photoelectric conversion device, wherein a pixel region determined by an overlapping portion of the upper electrode is shifted so as not to overlap the position of the opening of the interlayer insulating film.
基板上で、上記1次元状に配列したフォトセンサに対応
する各スイッチからの配線電極パターンの一部の領域に
、重なって配置されることを特徴とする、請求項1に記
載の光電変換装置。2. The pixel area is arranged on the scanning integrated circuit board so as to overlap with a part of the wiring electrode pattern from each switch corresponding to the one-dimensionally arranged photosensors. The photoelectric conversion device according to claim 1, characterized in that:
ンよりなることを特徴とする、請求項1に記載の光電変
換装置。3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the photoelectric film is made of hydrogenated amorphous silicon.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3040637A JPH04259257A (en) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Photoelectric converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3040637A JPH04259257A (en) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Photoelectric converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04259257A true JPH04259257A (en) | 1992-09-14 |
Family
ID=12586075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3040637A Pending JPH04259257A (en) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Photoelectric converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04259257A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006319032A (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Nec Lcd Technologies Ltd | Laminated diode, diode unit, and its manufacturing method |
JP2008283113A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Mitsubishi Electric Corp | Photosensor |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP3040637A patent/JPH04259257A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008283113A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Mitsubishi Electric Corp | Photosensor |
US9419150B2 (en) | 2007-05-14 | 2016-08-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Photosensor |
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