JPH05145054A - Photodiode and image sensor using the same - Google Patents

Photodiode and image sensor using the same

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JPH05145054A
JPH05145054A JP4113739A JP11373992A JPH05145054A JP H05145054 A JPH05145054 A JP H05145054A JP 4113739 A JP4113739 A JP 4113739A JP 11373992 A JP11373992 A JP 11373992A JP H05145054 A JPH05145054 A JP H05145054A
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JP
Japan
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photodiode
electrode
layer
lower electrode
insulating film
Prior art date
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Pending
Application number
JP4113739A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Yamamoto
滋 山本
Ichiro Asai
市郎 浅井
Masanori Hirota
匡紀 広田
Hiroyuki Hotta
宏之 堀田
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.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP4113739A priority Critical patent/JPH05145054A/en
Publication of JPH05145054A publication Critical patent/JPH05145054A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce a leakage current between upper and lower electrodes of a photoconductive layer and to improve a manufacturing yield in a photodiode PD and an image sensor using the same. CONSTITUTION:A leakage current preventing insulating layer 5 is formed except a continuity region 2Ba between a lower electrode 2B and a photoconductive layer 7 on an upper surface of the electrode 2B of a photodiode PD, and the layer 7 is formed on the region 2Ba and the layer 5 around the region 2Ba. Since the layer 5 is formed before the layer 7 having a low manufacturing temperature is formed, the layer 5 is treated at a high temperature to provide excellent insulation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、下部電極の上に光導電
層、および上部電極が順次積層されて構成されたフォト
ダイオードの構造および、前記フォトダイオードとその
受光量検出回路を形成する薄膜トランジスタとが絶縁基
板上に配設されたイメージセンサ(いわゆるハイブリッ
ドイメージセンサ)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a photodiode in which a photoconductive layer and an upper electrode are sequentially laminated on a lower electrode, and a thin film transistor for forming the photodiode and its light receiving amount detection circuit. And to an image sensor (so-called hybrid image sensor) arranged on an insulating substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近来、前記種類のイメージセンサは、C
CDに代わってFAX等の画像読取装置として注目を集
めている。また、駆動回路部も薄膜トランジスタ(TF
T)、中でもpoly-Si TFT(ポリシリコン薄膜トラ
ンジスタ)で集積化することにより高性能、低コスト化
ができることが、「TFT駆動完全密着型イメージセン
サの開発」(1990年、第21回画像光学コンファレ
ンス、P11、板垣等)に示されている。
2. Description of the Related Art Recently, an image sensor of the type described above is C
It has been attracting attention as an image reading device such as a FAX instead of a CD. In addition, the driving circuit unit is also a thin film transistor (TF
T), among others, high performance and low cost can be achieved by integrating with poly-Si TFT (polysilicon thin film transistor). "Development of TFT drive perfect contact type image sensor" (1990, 21st Image Optical Conference) , P11, Itagaki, etc.).

【0003】図23は従来のイメージセンサの回路図の
一例である。イメージセンサImは、絶縁基板(センサ
基板)上に配設された複数の受光素子Si(i=1,2,
…,n)を有している。前記各受光素子Siは容量成分
を有し、各受光素子Siの受光量に応じて充電される。
シフトレジスタSRi(i=1,2,…)の出力端子から
の出力信号をシグナルバッファSBi(i=1,2,手)
で反転させた信号は受光量読出信号としてアナログスイ
ッチSWi(i=1,2,…)のゲートに入力される。そ
して前記各受光素子Siの容量成分に充電された電荷
は、アナログスイッチSWi(i=1,2,…)のゲート
に入力される前記受光量読出信号により電流性パルス信
号として検出され、信号処理回路で電圧信号に変換され
る。この電圧信号は、図示しない画像読取回路のシェー
ディング補正回路等に出力されている。
FIG. 23 is an example of a circuit diagram of a conventional image sensor. The image sensor Im includes a plurality of light receiving elements Si (i = 1, 2,
, N). Each of the light receiving elements Si has a capacitive component and is charged according to the amount of light received by each light receiving element Si.
The output signal from the output terminal of the shift register SRi (i = 1, 2, ...) Is transferred to the signal buffer SBi (i = 1, 2, hand).
The signal inverted by is input to the gate of the analog switch SWi (i = 1, 2, ...) As a received light amount read signal. Then, the electric charge charged in the capacitance component of each of the light receiving elements Si is detected as a current pulse signal by the received light amount read signal input to the gate of the analog switch SWi (i = 1, 2, ...), and signal processing is performed. It is converted into a voltage signal by the circuit. This voltage signal is output to a shading correction circuit or the like of an image reading circuit (not shown).

【0004】図24は従来のイメージセンサの構成の概
略説明図で、絶縁基板上に構成したデバイス中の薄膜ト
ランジスタ TFTとフォトダイオードPDの構成を示
している。図24において、絶縁基板01上には、poly
-Si 材料製のソース/ドレイン電極02が形成されて
いる。前記ソース/ドレイン電極02上にはゲート絶縁
膜(SiO2膜)03が形成され、前記ゲート絶縁膜03
上にはゲート電極(poly-Si)04が形成されている。
前記ゲート電極04上には下側層間絶縁膜(SiO2)0
5が形成され、前記下側層間絶縁膜05上には、受光量
を検出するフォトダイオード(センサ部)PDが形成さ
れている。前記フォトダイオードPDは、下地電極0
6、a−Siセンサ層07、透明電極(ITO)08、
上側層間絶縁膜09等から構成されている。 TFT
と、フォトダイオードPDとを分離している前記下側層
間絶縁膜05および前記上側層間絶縁膜09には、前記
TFTの各電極02,04に連通するコンタクトホール
B1,B2が形成されている。また、前記上側層間絶縁膜
09には前記透明電極08に連通するコンタクトホール
B3が形成されている。前記各コンタクトホールB1,B
2およびB3と連通するTFTの各電極02,04および
フォトダイオードPDの透明電極08はAl(アルミニ
ウム)の配線010に接続されている。前記配線010
は素子保護膜(ポリイミド膜)011により被覆されて
いる。
FIG. 24 is a schematic explanatory view of the structure of a conventional image sensor, and shows the structures of a thin film transistor TFT and a photodiode PD in a device formed on an insulating substrate. In FIG. 24, poly is placed on the insulating substrate 01.
A source / drain electrode 02 made of -Si material is formed. A gate insulating film (SiO 2 film) 03 is formed on the source / drain electrodes 02, and the gate insulating film 03 is formed.
A gate electrode (poly-Si) 04 is formed on the top.
A lower interlayer insulating film (SiO2) 0 is formed on the gate electrode 04.
5 is formed, and a photodiode (sensor portion) PD that detects the amount of received light is formed on the lower interlayer insulating film 05. The photodiode PD has a base electrode 0
6, a-Si sensor layer 07, transparent electrode (ITO) 08,
It is composed of an upper interlayer insulating film 09 and the like. TFT
And contact holes B1 and B2 communicating with the electrodes 02 and 04 of the TFT are formed in the lower interlayer insulating film 05 and the upper interlayer insulating film 09 which separate the photodiode PD from each other. A contact hole B3 communicating with the transparent electrode 08 is formed in the upper interlayer insulating film 09. Each of the contact holes B1, B
The electrodes 02 and 04 of the TFT communicating with 2 and B3 and the transparent electrode 08 of the photodiode PD are connected to the wiring 010 of Al (aluminum). The wiring 010
Is covered with an element protective film (polyimide film) 011.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

【0005】前記従来のイメージセンサImでは、図2
4の矢印A1,A2で示すように、フォトダイオードPD
の側部でリーク電流が発生し易いという問題点があっ
た。これは次のような理由によるものと考えられる。す
なわち、a−Siセンサ層07は膜厚が1μm程度と厚
い上、着膜温度が200℃〜300℃と低く、その後の
プロセス温度がそれ以下に制限されるため、前記上側層
間絶縁膜09に良好な絶縁性を持たせるのが困難であ
る。すなわち、カバレッジ不良 による上部の透明電
極08と下部電極06間のショートが発生し、歩留りが
低下するという問題点があった。
In the conventional image sensor Im shown in FIG.
As shown by arrows A1 and A2 in FIG.
There is a problem that a leak current is likely to occur on the side portion of. This is considered to be due to the following reasons. That is, since the a-Si sensor layer 07 has a thick film thickness of about 1 μm, and the film deposition temperature is low at 200 ° C. to 300 ° C., and the subsequent process temperature is limited to the lower temperature, the upper interlayer insulating film 09 is formed. It is difficult to have good insulation. That is, there is a problem that a short circuit occurs between the upper transparent electrode 08 and the lower electrode 06 due to poor coverage, and the yield is reduced.

【0006】本発明は前述の問題点に鑑み、下記(A
1),(A2)の記載事項を課題とする。 (A1) 光導電層の上下の電極間のリーク電流の発生
を防止すること。 (A2) イメージセンサの製造歩留りを向上させるこ
と。
In view of the above problems, the present invention has the following (A)
The items listed in 1) and (A2) are the subjects. (A1) Prevent the generation of leakage current between the upper and lower electrodes of the photoconductive layer. (A2) To improve the manufacturing yield of image sensors.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記してい
る。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説
明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、
本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
The present invention devised to solve the above problems will now be described. The elements of the present invention are to facilitate correspondence with the elements of the embodiments described later. , The reference numerals of the elements of the embodiments are enclosed in parentheses. The reason why the present invention is described in association with the reference numerals of the embodiments described below is to facilitate understanding of the present invention.
It is not intended to limit the scope of the invention to the examples.

【0008】前記課題を解決するために、本出願の第1
発明のフォトダイオード(PD)は、下部電極(2B,
22)の上に光導電層(7,24)および上部電極
(8,25)が順次積層されて構成され且つ光導電層
(7,24)の側面に層間絶縁膜(9,26)が配設さ
れたフォトダイオード(PD)において、前記下部電極
(2B,22)の上面に前記下部電極(2B,22)およ
び光導電層(7,24)間の導通領域(2Ba,22a)
を残してリーク電流防止用絶縁層(5,23)が形成さ
れ、前記光導電層(7,24)は前記導通領域(2Ba,
22a)およびその導通領域(2Ba,22a)周囲の前記
リーク電流防止用絶縁層(5,23)上面部分に形成さ
れていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the first aspect of the present application
The photodiode (PD) of the invention has a lower electrode (2B,
22) and a photoconductive layer (7, 24) and an upper electrode (8, 25) are sequentially laminated on the photoconductive layer (22), and an interlayer insulating film (9, 26) is provided on a side surface of the photoconductive layer (7, 24). In the provided photodiode (PD), a conduction region (2Ba, 22a) between the lower electrode (2B, 22) and the photoconductive layer (7, 24) is formed on the upper surface of the lower electrode (2B, 22).
And a leakage current preventing insulating layer (5, 23) is formed, and the photoconductive layer (7, 24) is formed in the conductive region (2Ba,
22a) and its conductive region (2Ba, 22a) are formed on the upper surface portion of the leakage current preventing insulating layer (5, 23).

【0009】また、本出願の第2発明のフォトダイオー
ド(PD)は、前記第1発明のフォトダイオード(P
D)において、前記リーク電流防止用絶縁層(5,2
3)は、下部電極(2B,22)上面に着膜された層間
絶縁膜(5,23)によって形成されていることを特徴
とする。
The photodiode (PD) of the second invention of the present application is the photodiode (P) of the first invention.
In D), the insulating layer for preventing leakage current (5, 2)
3) is characterized in that it is formed by the interlayer insulating film (5, 23) deposited on the upper surface of the lower electrode (2B, 22).

【0010】また、本出願の第3発明のフォトダイオー
ド(PD)は、前記第1発明のフォトダイオード(P
D)において、前記リーク電流防止用絶縁層(23)
は、下部電極(2B,22)上面の酸化絶縁膜によって
形成されていることを特徴とする。
The photodiode (PD) of the third invention of the present application is the photodiode (P) of the first invention.
In D), the leakage current preventing insulating layer (23)
Is formed of an oxide insulating film on the upper surface of the lower electrode (2B, 22).

【0011】また、本出願の第4発明のイメージセンサ
は、下部電極(2B)の上に光導電層(7)および上部
電極(8)が順次積層されて構成され且つ光導電層
(7)の側面に層間絶縁膜(9)が配設されたフォトダ
イオード(PD)と、ゲート絶縁膜(3)を挟んで上下
に配置されたゲート電極(4)およびソース/ドレイン
電極(2A)を有し且つ前記フォトダイオード(PD)
の受光量検出回路を形成する薄膜トランジスタ(TF
T)とが絶縁基板(1)上に配設されたイメージセンサ
において、前記下部電極(2B)の上面に前記下部電極
(2B)および光導電層(7)間の導通領域(2Ba)を
残してリーク電流防止用絶縁層(5)が形成され、前記
光導電層(7)は前記導通領域(2Ba)およびその導通
領域(2Ba)周囲の前記リーク電流防止用絶縁層(5)
上面部分に形成されていることを特徴とする。
Further, the image sensor of the fourth invention of the present application comprises a photoconductive layer (7) and an upper electrode (8) sequentially laminated on the lower electrode (2B), and the photoconductive layer (7). A photodiode (PD) having an interlayer insulating film (9) disposed on its side surface, and a gate electrode (4) and a source / drain electrode (2A) disposed above and below the gate insulating film (3). And the photodiode (PD)
Thin film transistor (TF
T) and an image sensor disposed on an insulating substrate (1), leaving a conduction region (2Ba) between the lower electrode (2B) and the photoconductive layer (7) on the upper surface of the lower electrode (2B). An insulating layer (5) for preventing leakage current is formed, and the photoconductive layer (7) includes the conductive region (2Ba) and the insulating layer (5) for preventing leakage current around the conductive region (2Ba).
It is characterized in that it is formed on the upper surface portion.

【0012】前記本発明のイメージセンサにおいて、前
記薄膜トランジスタ(TFT)の前記ゲート電極(4)
およびソース/ドレイン電極(2A)のうちの下側に配
置された電極(2A)と、前記フォトダイオード(P
D)の下部電極(2B,22)とを同一表面に形成する
ことができる。
In the image sensor of the present invention, the gate electrode (4) of the thin film transistor (TFT).
And the electrode (2A) disposed below the source / drain electrode (2A), and the photodiode (P
The lower electrode (2B, 22) of D) can be formed on the same surface.

【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明
する。前述の特徴を備えた本出願の第1発明のフォトダ
イオード(PD)は、前記下部電極(2B,22)の上
面に前記下部電極(2B,22)および光導電層(7,
24)間の導通領域(2Ba,22a)を残してリーク電
流防止用絶縁層(5,23)が形成され、前記光導電層
(7,24)は前記導通領域(2Ba,22a)およびそ
の導通領域(2Ba,22a)周囲の前記リーク電流防止
用絶縁層(5,23)上面部分に形成されている。この
ような構造のフォトダイオード(PD)は、製作温度の
低い光導電層(7,24)が形成される前にリーク電流
防止用絶縁層(5,23)が形成されるので、リーク電
流防止用絶縁層(5,23)の形成過程で行う処理がそ
の後で形成される前記光導電層(7)の特性に影響を与
えない。このため、リーク電流防止用絶縁層(5,2
3)を形成する際、熱処理したり、イオン注入を行った
りする際の制約が少なくなる。このように、リーク電流
防止用絶縁層(5,23)の形成の際の条件が緩くなる
ので、種々の処理(高温処理等)を行うことが可能とな
る。この場合、リーク電流防止用絶縁層(5,23)と
して絶縁性に優れたものを形成することができる。した
がって、フォトダイオード(PD)の前記光導電層
(7,24)の側面に接して配置された層間絶縁膜
(9)の絶縁性が悪くても、前記絶縁性の優れたリーク
電流防止用絶縁層(5,23)によってフォトダイオー
ド(PD)の上部電極(8,25)および下部電極(2
B,22)間のリーク電流の発生が防止される。
Next, the operation of the present invention having the above-mentioned features will be described. The photodiode (PD) of the first invention of the present application having the above-mentioned characteristics is provided on the upper surface of the lower electrode (2B, 22) and the lower electrode (2B, 22) and the photoconductive layer (7,
24), the insulating layer (5, 23) for preventing leakage current is formed, leaving the conduction region (2Ba, 22a) between the photoconductive layers (7, 24) and the conduction region (2Ba, 22a). It is formed on the upper surface portion of the leak current preventing insulating layer (5, 23) around the region (2Ba, 22a). In the photodiode (PD) having such a structure, since the leakage current preventing insulating layers (5, 23) are formed before the photoconductive layers (7, 24) having a low manufacturing temperature are formed, the leakage currents are prevented. The treatment performed in the process of forming the insulating layer (5, 23) does not affect the characteristics of the photoconductive layer (7) formed thereafter. Therefore, the leakage current preventing insulating layer (5, 2
When forming 3), there are less restrictions on heat treatment and ion implantation. In this way, the conditions for forming the leakage current prevention insulating layers (5, 23) are relaxed, so that various kinds of processing (high temperature processing or the like) can be performed. In this case, it is possible to form the insulating layer (5, 23) for preventing leakage current that has excellent insulating properties. Therefore, even if the insulation property of the interlayer insulating film (9) arranged in contact with the side surface of the photoconductive layer (7, 24) of the photodiode (PD) is poor, the insulation for leakage current prevention is excellent. The upper electrode (8, 25) and the lower electrode (2) of the photodiode (PD) are formed by the layers (5, 23).
The generation of a leak current between B and 22) is prevented.

【0013】前述の特徴を備えた本出願の第2発明のフ
ォトダイオード(PD)では、前記リーク電流防止用絶
縁層(5)が、下部電極(2B,22)上面に着膜され
た層間絶縁膜(5,23)によって形成されている。こ
の層間絶縁膜(5,23)は製作温度の低い光導電層
(7,24)が形成される前に形成されるので、高温処
理することができる。層間絶縁膜(5,23)を高温で
処理することにより、絶縁性に優れたリーク電流防止用
絶縁層(5,23)を形成することができる。
In the photodiode (PD) of the second invention of the present application having the above-mentioned features, the insulating layer (5) for preventing leakage current is an interlayer insulating film formed on the upper surface of the lower electrode (2B, 22). It is formed by the membrane (5, 23). Since the interlayer insulating films (5, 23) are formed before the photoconductive layers (7, 24) having a low manufacturing temperature are formed, they can be processed at a high temperature. By treating the interlayer insulating film (5, 23) at a high temperature, the leak current preventing insulating layer (5, 23) having excellent insulating properties can be formed.

【0014】前述の特徴を備えた本出願の第3発明のフ
ォトダイオード(PD)は、前記リーク電流防止用絶縁
層(23)が、下部電極(22)上面の酸化絶縁膜によ
って形成されている。酸化絶縁膜(23)は絶縁性の優
れたものを形成することが容易であるので、絶縁性の優
れたリーク電流防止用絶縁層(23)を形成することが
できる。この第3発明は、下部電極(22)の上面を酸
化するという簡単な工程を設けることにより、リーク電
流防止用絶縁層(23)を容易に形成することができ
る。この方法は、着膜工程の増加を伴わないので、製造
時間の短縮、製造コストの低下等に有効である。
In the photodiode (PD) of the third invention of the present application having the above-mentioned features, the insulating layer (23) for preventing leakage current is formed of an oxide insulating film on the upper surface of the lower electrode (22). .. Since it is easy to form the oxide insulating film (23) having excellent insulating properties, the leak current preventing insulating layer (23) having excellent insulating properties can be formed. According to the third aspect of the present invention, the leak current preventing insulating layer (23) can be easily formed by providing a simple step of oxidizing the upper surface of the lower electrode (22). Since this method does not involve an increase in the film forming step, it is effective in shortening the manufacturing time, lowering the manufacturing cost, and the like.

【0015】前述の特徴を備えた本出願の第4発明のイ
メージセンサは、前記下部電極(2B)の上面に前記下
部電極(2B)および光導電層(7)間の導通領域を残
してリーク電流防止用絶縁層(5)が形成され、前記光
導電層(7)は前記導通領域およびその導通領域周囲の
前記リーク電流防止用絶縁層(5)上面部分に形成され
ている。このような構造の場合、製作温度の低い光導電
層(7)が形成される前にリーク電流防止用絶縁層
(5)が形成されるので、光導電層(7)への影響をあ
まり考慮せずにリーク電流防止用絶縁層(5)を製造す
ることができる。このため、絶縁性の優れたリーク電流
防止用絶縁層(5)を容易に得ることができる。したが
って、フォトダイオード(PD)の前記光導電層(7)
の側面に接して配置された層間絶縁膜(9)の絶縁性が
悪くても、前記絶縁性の優れたリーク電流防止用絶縁層
(5)によってフォトダイオード(PD)の上部電極
(8)および下部電極(2B)間のリーク電流の発生が
防止される。そして、このような構造のフォトダイオー
ド(PD)を有するイメージセンサは、その製造歩留り
が向上する。
The image sensor of the fourth invention of the present application having the above-mentioned characteristics is leaked on the upper surface of the lower electrode (2B), leaving a conductive region between the lower electrode (2B) and the photoconductive layer (7). A current preventing insulating layer (5) is formed, and the photoconductive layer (7) is formed on the upper surface portion of the leak current preventing insulating layer (5) around the conductive region. In the case of such a structure, since the leakage current preventing insulating layer (5) is formed before the photoconductive layer (7) having a low manufacturing temperature is formed, the influence on the photoconductive layer (7) is not taken into consideration. Without doing so, the insulating layer (5) for preventing leakage current can be manufactured. Therefore, the leak current preventing insulating layer (5) having excellent insulating properties can be easily obtained. Therefore, the photoconductive layer (7) of the photodiode (PD).
Even if the insulating property of the interlayer insulating film (9) disposed in contact with the side surface of the photodiode (PD) is poor, the leakage current preventing insulating layer (5) having excellent insulating property prevents the upper electrode (8) of the photodiode (PD) and Generation of a leak current between the lower electrodes (2B) is prevented. The manufacturing yield of the image sensor having the photodiode (PD) having such a structure is improved.

【0016】また、前述の構成を備えた本発明のイメー
ジセンサにおいて、前記薄膜トランジスタ(TFT)の
前記ゲート電極(4)およびソース/ドレイン電極(2
A)のうちの下側に配置された電極(2A)と、前記フォ
トダイオード(PD)の下部電極(2B)とを同一表面
に形成した場合、前記同一表面上の両電極(2A,2B)
を同時に形成することができる。したがってその場合に
は、イメージセンサの製作工程数を減少させることがで
きる。
Further, in the image sensor of the present invention having the above-mentioned structure, the gate electrode (4) and the source / drain electrodes (2) of the thin film transistor (TFT) are provided.
When the lower electrode (2A) of A) and the lower electrode (2B) of the photodiode (PD) are formed on the same surface, both electrodes (2A, 2B) on the same surface.
Can be formed simultaneously. Therefore, in that case, the number of manufacturing steps of the image sensor can be reduced.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。 〔実施例1〕図1は本発明の実施例1のイメージセンサ
の要部断面図、図2(A)〜(D)は前記図1に示すイ
メージセンサの製造過程の説明図である。図1におい
て、絶縁基板1上にはpoly-Si により、薄膜トランジ
スタTFTのソース/ドレイン電極2A、およびフォト
ダイオードPDの下部電極2Bが形成されている。前記
ソース/ドレイン電極2Aおよび絶縁基板1上面の一部
にはゲート絶縁膜(SiO2膜)3が形成され、前記ゲー
ト絶縁膜3上にはゲート電極(poly-Si)4が形成され
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an image sensor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIGS. In FIG. 1, a source / drain electrode 2A of a thin film transistor TFT and a lower electrode 2B of a photodiode PD are formed on an insulating substrate 1 by poly-Si. A gate insulating film (SiO2 film) 3 is formed on the source / drain electrodes 2A and a part of the upper surface of the insulating substrate 1, and a gate electrode (poly-Si) 4 is formed on the gate insulating film 3.

【0018】前記薄膜トランジスタTFTのゲート電極
4およびフォトダイオードPDの下部電極2B上には下
側層間絶縁膜(SiO2)5が形成され、前記下側層間絶
縁膜5上には前記下部電極2Bに対応して開口5aが形成
されている。この下側層間絶縁膜5の開口5aおよびそ
の開口5a周囲の前記下側層間絶縁膜5上面部分には、
光導電層7が形成されている。この下側層間絶縁膜5の
前記光導電層7の底面領域7aに接した部分はリーク電
流防止用絶縁層としての機能を有している。また、前記
開口5aに面した下部電極2Bは光導電層7との導通領域
2Baを形成している。また、前記光導電層7上面には透
明電極(フォトダイオードPDの上部電極)8が形成さ
れている。
A lower interlayer insulating film (SiO2) 5 is formed on the gate electrode 4 of the thin film transistor TFT and the lower electrode 2B of the photodiode PD, and corresponds to the lower electrode 2B on the lower interlayer insulating film 5. Thus, the opening 5a is formed. The opening 5a of the lower interlayer insulating film 5 and the upper surface portion of the lower interlayer insulating film 5 around the opening 5a are
A photoconductive layer 7 is formed. A portion of the lower interlayer insulating film 5 in contact with the bottom surface region 7a of the photoconductive layer 7 has a function as a leakage current preventing insulating layer. The lower electrode 2B facing the opening 5a forms a conduction region 2Ba with the photoconductive layer 7. A transparent electrode (upper electrode of the photodiode PD) 8 is formed on the upper surface of the photoconductive layer 7.

【0019】前記透明電極8および前記リーク電流防止
用絶縁層としての機能を有する下側層間絶縁膜5上に
は、上側層間絶縁膜9が形成されている。前記下側およ
び上側層間絶縁膜5,9には、前記TFTのソース/ド
レイン電極2Aに接続するコンタクトホールB1,B2が
形成されている。また、前記上側層間絶縁膜9には前記
透明電極8に接続するコンタクトホールB3が形成され
ている。また、前記下側および上側層間絶縁膜5,9に
は、前記フォトダイオードPDの下部電極2Bに接続す
るコンタクトホールB4が形成されている。また、前記
各コンタクトホールB1〜B4と接続する各電極2A,
8,2BはAl(アルミニウム)の配線10に接続されて
いる。前記配線10は素子保護膜(ポリイミド膜)11
により被覆されている。
An upper interlayer insulating film 9 is formed on the lower interlayer insulating film 5 having a function as the transparent electrode 8 and the leak current preventing insulating layer. Contact holes B1 and B2 connected to the source / drain electrodes 2A of the TFT are formed in the lower and upper interlayer insulating films 5 and 9. A contact hole B3 connected to the transparent electrode 8 is formed in the upper interlayer insulating film 9. Further, a contact hole B4 connected to the lower electrode 2B of the photodiode PD is formed in the lower and upper interlayer insulating films 5 and 9. In addition, the electrodes 2A connected to the contact holes B1 to B4,
8, 2B are connected to an Al (aluminum) wiring 10. The wiring 10 is an element protection film (polyimide film) 11
Is covered by.

【0020】次に前述の構成を備えた実施例1のイメー
ジセンサの製造方法を説明する。図2(A)〜(J)
は、前記図1に示すイメージセンサImの製造過程の説
明図であり、イメージセンサImの要部断面図である。
図3〜8はそれぞれ、前記図2(A),(C),
(E),(G),(I),(J)に対応する平面図であ
る。 図2(A)および図3において、絶縁基板1上に
poly-Si により、複数の薄膜トランジスタTFTのソ
ース/ドレイン電極2A、フォトダイオードPDの下部
電極2B、およびマトリクス配線用の複数の電極2Cを形
成する。図2(B)おいて、ゲート絶縁膜層(SiO2)
3Lおよびゲート電極層4Lを順次積層する。前記ゲー
ト電極4としてはpoly-Si 、または、Ta、Ti、Cr等
の金属薄膜あるいはPt−Si等のシリサイドを使用する
ことができる。図2(C)および図4において、同一マ
スク(図示せず)を用いて、前記ゲート電極層4Lおよ
びゲート絶縁膜層3Lをパターニングし、ゲート絶縁膜
3、ゲート電極4を形成する。図2(D)において、ソ
ース/ドレイン電極2Aに、イオン注入、またはシャワ
ードープ等の方法により、P(リン)とB(ホウ素)を
選択的に打ち込み、ソース部2As、ドレイン部2Adを形
成する。
Next, a method of manufacturing the image sensor of the first embodiment having the above-mentioned structure will be described. 2 (A) to (J)
FIG. 3A is an explanatory diagram of a manufacturing process of the image sensor Im shown in FIG. 1, and is a cross-sectional view of a main part of the image sensor Im.
3 to 8 are respectively shown in FIGS. 2 (A), 2 (C),
It is a top view corresponding to (E), (G), (I), and (J). 2 (A) and FIG. 3, on the insulating substrate 1
By poly-Si, the source / drain electrodes 2A of the plurality of thin film transistors TFT, the lower electrode 2B of the photodiode PD, and the plurality of electrodes 2C for matrix wiring are formed. In FIG. 2B, the gate insulating film layer (SiO2)
3L and the gate electrode layer 4L are sequentially laminated. As the gate electrode 4, poly-Si, a metal thin film of Ta, Ti, Cr or the like or a silicide of Pt-Si or the like can be used. 2C and 4, the gate electrode layer 4L and the gate insulating film layer 3L are patterned using the same mask (not shown) to form the gate insulating film 3 and the gate electrode 4. In FIG. 2D, the source / drain electrode 2A is selectively implanted with P (phosphorus) and B (boron) by a method such as ion implantation or shower doping to form a source portion 2As and a drain portion 2Ad. ..

【0021】図2(E)および図5において、十分な絶
縁性が得られる程度の高温で下側層間絶縁膜5を形成
し、この下側層間絶縁膜5に、前記フォトダイオードP
Dの下部2Bに接続するテーパ状の開口5aを形成する。
図2(F)において、光導電層7Lおよび透明電極層
(ITO)8を順次積層する。図2(G)および図6に
おいて、同一レジストパターンをマスクとして、前記透
明電極層8Lはウエットエッチング、光導電層7Lはド
ライエッチングする。そして、透明電極8および光導電
層7を形成する。前記光導電層(a-Si層)7Lのエッ
チング条件は、例えばSF6、200SCCM、F115、
200SCCM、圧力0.2Torr、RFパワー1.0Ke
V、とすることにより、SiO2をエッチングストッパと
するに十分な選択比が得られる。
2 (E) and FIG. 5, the lower interlayer insulating film 5 is formed at a temperature high enough to obtain sufficient insulation, and the photodiode P is formed on the lower interlayer insulating film 5.
A tapered opening 5a connecting to the lower portion 2B of D is formed.
In FIG. 2F, the photoconductive layer 7L and the transparent electrode layer (ITO) 8 are sequentially laminated. 2G and 6, the transparent electrode layer 8L is wet-etched and the photoconductive layer 7L is dry-etched using the same resist pattern as a mask. Then, the transparent electrode 8 and the photoconductive layer 7 are formed. The etching conditions for the photoconductive layer (a-Si layer) 7L are, for example, SF6, 200SCCM, F115,
200 SCCM, pressure 0.2 Torr, RF power 1.0 Ke
By setting V, a selection ratio sufficient to use SiO 2 as an etching stopper can be obtained.

【0022】図2(H)において、上側層間絶縁膜9を
堆積する。一般に、a−Si層(前記光導電層7)の着
膜温度は200℃と低いため、光導電層7の後で形成す
る上側層間絶縁膜9は、十分な絶縁性が得られるような
高温で処理することができないため、絶縁性が不十分で
ある。しかしながら、前記下側層間絶縁膜5は前述のよ
うに十分な絶縁性が得られる程度の高温で処理されてい
るので、前記光導電層7の上下に配設された下部電極2
Bおよび透明電極8間の絶縁性は前記下側層間絶縁膜5
によって保証される。図2(I)および図7において、
前記層間絶縁膜5,9をエッチングしてコンタクトホー
ルB1〜B4、およびB5(図7参照)を形成する。な
お、実際のコンタクトホールBiの形状は、深さ0.5μ
m程度に対して直径5μm程度であり、直径の方が深さ
よりも10倍程度大きく形成されている。図2(J)お
よび図8において、前記上側層間絶縁膜9上面にAlの
配線10を設ける。そして、ポリイミド膜1.2μ厚を
形成後パターニングして、保護膜11を形成すると、前
記図1に示す構成を備えたイメージセンサImが完成す
る。
In FIG. 2H, the upper interlayer insulating film 9 is deposited. In general, since the deposition temperature of the a-Si layer (the photoconductive layer 7) is as low as 200 ° C., the upper interlayer insulating film 9 formed after the photoconductive layer 7 has a high temperature at which sufficient insulation can be obtained. Insulation is insufficient because it cannot be treated with. However, since the lower interlayer insulating film 5 is treated at a high temperature at which sufficient insulation is obtained as described above, the lower electrodes 2 disposed above and below the photoconductive layer 7 are treated.
The insulating property between B and the transparent electrode 8 is the lower interlayer insulating film 5
Guaranteed by. 2 (I) and 7,
The interlayer insulating films 5 and 9 are etched to form contact holes B1 to B4 and B5 (see FIG. 7). The actual shape of the contact hole Bi has a depth of 0.5 μm.
The diameter is about 5 μm with respect to about m, and the diameter is formed about 10 times larger than the depth. 2J and 8, an Al wiring 10 is provided on the upper surface of the upper interlayer insulating film 9. Then, a polyimide film having a thickness of 1.2 μm is formed and then patterned to form a protective film 11, thereby completing the image sensor Im having the structure shown in FIG.

【0023】前記実施例1では、薄膜トランジスタTF
Tのソース/ドレイン電極2Aおよびフォトダイオード
PDの下部電極2Bが同一表面に形成されているので、
同時に形成することができる。したがって、製造工程を
減少させることができる。
In the first embodiment, the thin film transistor TF is used.
Since the source / drain electrode 2A of T and the lower electrode 2B of the photodiode PD are formed on the same surface,
It can be formed at the same time. Therefore, the manufacturing process can be reduced.

【0024】〔実施例2〕次に図9により、本発明の実
施例2のイメージセンサを説明する。この実施例2の説
明において、前記図1に示した実施例1の構成要素に対
応する構成要素には同一の符号を付して重複する詳細な
説明は省略する。この実施例2のイメージセンサIm
は、ゲート絶縁膜3が前記絶縁基板1の表面の広い部分
に形成されている点で、狭い部分に形成された前記実施
例1(図1参照)と相違している。このため、光導電層
7は、ゲート絶縁膜3および下側層間絶縁膜(リーク電
流防止用絶縁層としての機能を有する絶縁膜)5に形成
されたコンタクトホールBoを介して下部電極2Bに接続
されている。前記ゲート絶縁膜3および下側層間絶縁膜
5は光導電層7の形成前に形成されるので、十分な絶縁
性が得られる程度の高温で処理することができる。この
ため、前記光導電層7の上下に配設された下部電極2B
および透明電極8間の絶縁性は前記ゲート絶縁膜3およ
び下側層間絶縁膜5によって保証される。このため、絶
縁性はさらに向上する。
[Second Embodiment] Next, an image sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of the second embodiment, constituent elements corresponding to the constituent elements of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and duplicated detailed description will be omitted. Image sensor Im of the second embodiment
Is different from Example 1 (see FIG. 1) formed in a narrow portion in that the gate insulating film 3 is formed in a wide portion of the surface of the insulating substrate 1. Therefore, the photoconductive layer 7 is connected to the lower electrode 2B through the contact hole Bo formed in the gate insulating film 3 and the lower interlayer insulating film (insulating film having a function as a leak current preventing insulating layer) 5. Has been done. Since the gate insulating film 3 and the lower interlayer insulating film 5 are formed before the photoconductive layer 7 is formed, they can be processed at a high temperature at which sufficient insulation can be obtained. Therefore, the lower electrodes 2B disposed above and below the photoconductive layer 7
The insulation between the transparent electrode 8 and the transparent electrode 8 is ensured by the gate insulating film 3 and the lower interlayer insulating film 5. Therefore, the insulating property is further improved.

【0025】〔実施例3〕次に、図10〜17により本
発明の実施例3のフォトダイオード(PD)を説明す
る。図10は実施例3のフォトダイオードPDの要部断
面図、図11〜17は図10に示すフォトダイオードP
Dの製造過程の説明図である。図10において、絶縁基
板21上にはpoly-Siにより、フォトダイオードPDの
下部電極22が形成されている。前記下部電極22上に
は光導電層(後述)との導通領域22aを残して下側層
間絶縁膜23(すなわち、リーク電流防止用絶縁層)が
形成されている。前記導通領域22aおよびその導通領
域22a周囲の前記リーク電流防止用絶縁層23上面部
分には、光導電層24が形成されている。この光導電層
24の底面の領域24aは、前記下部電極22および光
導電層24間の導通領域22aよりも大きい形状を有し
ている。この光導電層24の上面には透明な上部電極2
5が形成されている。
[Third Embodiment] Next, a photodiode (PD) according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a sectional view of a principal part of a photodiode PD of the third embodiment, and FIGS. 11 to 17 are photodiodes P shown in FIG.
It is explanatory drawing of the manufacturing process of D. In FIG. 10, the lower electrode 22 of the photodiode PD is formed of poly-Si on the insulating substrate 21. A lower interlayer insulating film 23 (that is, a leakage current preventing insulating layer) is formed on the lower electrode 22 while leaving a conduction region 22a with a photoconductive layer (described later). A photoconductive layer 24 is formed on the conductive region 22a and on the upper surface portion of the leak current preventing insulating layer 23 around the conductive region 22a. A region 24a on the bottom surface of the photoconductive layer 24 has a shape larger than the conductive region 22a between the lower electrode 22 and the photoconductive layer 24. A transparent upper electrode 2 is formed on the upper surface of the photoconductive layer 24.
5 is formed.

【0026】前記透明電極25および前記下側層間絶縁
膜23上には、上側層間絶縁膜26が形成されている。
前記上側層間絶縁膜26には、前記透明な上部電極25
に接続するコンタクトホールB6が形成されている。ま
た、前記下側および上側層間絶縁膜23,26には、前
記フォトダイオードPDの下部電極23に接続するコン
タクトホールB7が形成されている。また、前記各コン
タクトホールB6,B7と接続する前記各電極23,25
はAl(アルミニウム)の配線27に接続されている。
前記配線27は素子保護膜(ポリイミド膜)28により
被覆されている。
An upper interlayer insulating film 26 is formed on the transparent electrode 25 and the lower interlayer insulating film 23.
The transparent upper electrode 25 is formed on the upper interlayer insulating film 26.
A contact hole B6 is formed so as to be connected to. Further, a contact hole B7 connected to the lower electrode 23 of the photodiode PD is formed in the lower and upper interlayer insulating films 23 and 26. In addition, the electrodes 23 and 25 connected to the contact holes B6 and B7, respectively.
Is connected to a wiring 27 of Al (aluminum).
The wiring 27 is covered with an element protection film (polyimide film) 28.

【0027】次に図11〜17により、前述の構成を備
えた実施例3のフォトダイオードPDの製造方法を説明
する。図11において、絶縁基板21上に下部電極22
を着膜して、更に上部電極25および光導電層24形成
用のマスクと同じマスクを用いてレジストパターンR1
を形成する。このレジストパターンR1は前記下部電極
22および光導電層24間の導通領域22aの形状を決
定するので、光導電層24の底面形状よりも小さく形成
する必要がある。このため、上部電極25および光導電
層24形成用のマスクを用いて形成する後述の上部電極
25および光導電層24形成用レジストパターンR2に
比べてレジストパターンR1は小さめに形成する必要が
ある。
Next, a method of manufacturing the photodiode PD of the third embodiment having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. In FIG. 11, the lower electrode 22 is formed on the insulating substrate 21.
And a resist pattern R1 is formed by using the same mask as the mask for forming the upper electrode 25 and the photoconductive layer 24.
To form. Since the resist pattern R1 determines the shape of the conductive region 22a between the lower electrode 22 and the photoconductive layer 24, it must be formed smaller than the bottom shape of the photoconductive layer 24. Therefore, it is necessary to form the resist pattern R1 smaller than a resist pattern R2 for forming the upper electrode 25 and the photoconductive layer 24, which will be described later, using the mask for forming the upper electrode 25 and the photoconductive layer 24.

【0028】本実施例3では、同じマスクを用いて大き
さの異なる2種のレジストパターンR1およびR2を形成
するため、レジストパターンR1は次の条件で形成す
る。レジストパターンR1の形成時の条件は、レジスト
パターンR2の形成時の条件に対して、レジストの加熱
時間又は温度を減少、又は露光時間を減少、又は現像時
間を増加、という条件で形成する。具体的には、露光時
間を2倍以上にして、かつ現像時間を1.5倍以上とす
ることで、レジストパターンR1の領域、つまり下部電
極22および光導電層24間の導通領域22aを、光導
電層24の底面の領域24aより小さくすることが可能
となる。更に、レジストパターンR1形成用のレジスト
の加熱時間の減少又は、加熱温度の上昇によって、再現
性良く下部電極22および光導電層24間の導通する領
域22aを作製することができる。
In the third embodiment, since two kinds of resist patterns R1 and R2 having different sizes are formed using the same mask, the resist pattern R1 is formed under the following conditions. The conditions for forming the resist pattern R1 are such that the heating time or temperature of the resist is decreased, the exposure time is decreased, or the development time is increased in comparison with the conditions for forming the resist pattern R2. Specifically, by making the exposure time twice or more and the developing time 1.5 times or more, the region of the resist pattern R1, that is, the conduction region 22a between the lower electrode 22 and the photoconductive layer 24, The size can be made smaller than the area 24a on the bottom surface of the photoconductive layer 24. Further, by reducing the heating time of the resist for forming the resist pattern R1 or raising the heating temperature, the conductive region 22a between the lower electrode 22 and the photoconductive layer 24 can be formed with good reproducibility.

【0029】次に、前記図11に示す絶縁基板21(上
面に下部電極22およびレジストパターンR1が形成さ
れた絶縁基板21)上に下側層間絶縁膜23を着膜する
(図12参照)。
Next, the lower interlayer insulating film 23 is deposited on the insulating substrate 21 (the insulating substrate 21 having the lower electrode 22 and the resist pattern R1 formed on the upper surface) shown in FIG. 11 (see FIG. 12).

【0030】次に、絶縁基板21上のレジストパターン
R1を剥離して下側層間絶縁膜23をリフトオフさせる
と、下部電極22および光導電層24間の導通領域22
aが露出する(図13参照)。
Next, when the resist pattern R1 on the insulating substrate 21 is peeled off and the lower interlayer insulating film 23 is lifted off, the conduction region 22 between the lower electrode 22 and the photoconductive layer 24 is formed.
a is exposed (see FIG. 13).

【0031】次に、前記導通領域22aが露出した絶縁
基板21上に順次、光導電層24および上部電極25を
着膜する(図14参照)。
Next, a photoconductive layer 24 and an upper electrode 25 are sequentially deposited on the insulating substrate 21 where the conductive region 22a is exposed (see FIG. 14).

【0032】次に、前記上部電極25上面に前記レジス
トパターンR1の形成に用いたマスクと同じマスクを用
いてレジストパターンR2を形成する(図15参照)。
このレジストパターンR2は、前述の条件で形成された
レジストパターンR1よりも大きく形成されている。
Next, a resist pattern R2 is formed on the upper surface of the upper electrode 25 by using the same mask as that used for forming the resist pattern R1 (see FIG. 15).
The resist pattern R2 is formed larger than the resist pattern R1 formed under the above conditions.

【0033】前記レジストパターンR2を用いて、上部
電極25および光導電層24を順次エッチングし、更に
上部電極25を再度エッチングする(図16参照)。前
記光導電層24の底面領域24aは、前記導通領域22a
よりも大きな形状を有していることため、光導電層24
は、前記導通領域22aおよびその導通領域22a周囲の
前記下側層間絶縁膜(リーク電流防止用絶縁層)23上
面部分に形成される。
Using the resist pattern R2, the upper electrode 25 and the photoconductive layer 24 are sequentially etched, and the upper electrode 25 is etched again (see FIG. 16). The bottom surface area 24a of the photoconductive layer 24 is the conductive area 22a.
Since it has a larger shape than the photoconductive layer 24,
Are formed on the conductive region 22a and the upper surface portion of the lower interlayer insulating film (insulating layer for preventing leakage current) 23 around the conductive region 22a.

【0034】次に、前記レジストパターンR2を剥離す
る(図17参照)。この図17に示すものの上面に上側
層間絶縁膜26(図10参照)を形成する。次に前記実
施例1の図2(I)および図2(J)で説明したのと同
様にして、前記層間絶縁膜23,26をエッチングして
コンタクトホールB6,B7(図10参照)を形成する。
そして、前記上側層間絶縁膜26上面にAlの配線27
を設ける。次に、ポリイミド膜1.2μ厚を形成して、
保護膜28を形成すると、前記図10に示す構成を備え
たフォトダイオードPDが完成する。この実施例3のフ
ォトダイオードPDも、光導電層24の底面領域の外周
部と下部電極22との間に下側層間絶縁膜(リーク電流
防止用絶縁層)23が形成されているので、光導電層2
4の側面と下部電極22とが接しない構造となってい
る。このような構造により、光導電層24の側面でのリ
ーク電流の発生を防止することができる。この実施例3
では、大きさの異なるレジストパターンR1およびR2を
形成するのに、同じマスクを用い、且つ形成条件を変え
ている。このように、形成条件を変えて、同じマスクを
使用することにより、マスクの必要数を節約することが
できる。
Next, the resist pattern R2 is peeled off (see FIG. 17). An upper interlayer insulating film 26 (see FIG. 10) is formed on the upper surface of the one shown in FIG. Next, the interlayer insulating films 23 and 26 are etched to form contact holes B6 and B7 (see FIG. 10) in the same manner as described with reference to FIGS. 2I and 2J of the first embodiment. To do.
The Al wiring 27 is formed on the upper surface of the upper interlayer insulating film 26.
To provide. Next, form a 1.2μ thick polyimide film,
When the protective film 28 is formed, the photodiode PD having the structure shown in FIG. 10 is completed. Also in the photodiode PD of the third embodiment, since the lower interlayer insulating film (leakage current preventing insulating layer) 23 is formed between the lower electrode 22 and the outer peripheral portion of the bottom surface region of the photoconductive layer 24, Conductive layer 2
The side surface 4 and the lower electrode 22 are not in contact with each other. With such a structure, it is possible to prevent generation of a leak current on the side surface of the photoconductive layer 24. This Example 3
In the above, the same mask is used to form resist patterns R1 and R2 having different sizes, and the forming conditions are changed. Thus, by changing the forming conditions and using the same mask, the required number of masks can be saved.

【0035】〔実施例4〕次に、図18〜22により本
発明の実施例4のフォトダイオード(PD)を説明す
る。図18は実施例4のフォトダイオードPDの要部断
面図、図19〜22はフォトダイオードPDの製造過程
の途中までの説明図である。なお、この実施例4の説明
において、前記実施例3の構成要素に対応する構成要素
には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例4は、光導電層24の底面領域の外周部と下
部電極22との間のリーク電流防止用絶縁層23を下部
電極22表面の酸化絶縁膜によって形成した点で、下部
電極22上面に下側層間絶縁膜を着膜した前記実施例3
と相違している。この実施例4は、その他の点では前記
実施例3と同様に構成されている。
[Fourth Embodiment] Next, a photodiode (PD) according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a cross-sectional view of an essential part of the photodiode PD of the fourth embodiment, and FIGS. 19 to 22 are explanatory views up to the middle of the manufacturing process of the photodiode PD. In the description of the fourth embodiment, constituent elements corresponding to those of the third embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In this Example 4, the leakage current preventing insulating layer 23 between the outer peripheral portion of the bottom surface region of the photoconductive layer 24 and the lower electrode 22 is formed of an oxide insulating film on the surface of the lower electrode 22, and thus the upper surface of the lower electrode 22 is higher. Example 3 in which a lower interlayer insulating film is deposited on
Is different from The fourth embodiment is configured similarly to the third embodiment in other points.

【0036】次に図19〜22により、前述の構成を備
えた実施例4のフォトダイオードPDの製造方法を説明
する。図19において、絶縁基板21上に下部電極22
を着膜して、更に上部電極25および光導電層24形成
用のマスクと同じマスクを用いてレジストパターンR1
を形成する。このレジストパターンR1は前記実施例3
と同様の条件で形成される。
Next, a method of manufacturing the photodiode PD of the fourth embodiment having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. In FIG. 19, the lower electrode 22 is formed on the insulating substrate 21.
And a resist pattern R1 is formed by using the same mask as the mask for forming the upper electrode 25 and the photoconductive layer 24.
To form. This resist pattern R1 is the same as in the third embodiment.
It is formed under the same conditions as.

【0037】次に、前記図19に示す絶縁基板21(上
面に下部電極22およびレジストパターンR1が形成さ
れた絶縁基板21)の前記下部電極22上面を酸素プラ
ズマ処理、又は陽極酸化して、下部電極22上面に酸化
絶縁膜(リーク電流防止用絶縁層)23を形成する(図
20参照)。
Next, the upper surface of the lower electrode 22 of the insulating substrate 21 (the insulating substrate 21 having the lower electrode 22 and the resist pattern R1 formed on the upper surface) shown in FIG. An oxide insulating film (leakage current preventing insulating layer) 23 is formed on the upper surface of the electrode 22 (see FIG. 20).

【0038】次に、絶縁基板21レジストパターンR1
を剥離すると、下部電極22および光導電層24間の導
通領域22aが露出する(図21参照)。
Next, the insulating substrate 21 resist pattern R1
When peeled off, the conductive region 22a between the lower electrode 22 and the photoconductive layer 24 is exposed (see FIG. 21).

【0039】次に、前記図前記導通領域22aが露出し
た絶縁基板21上に順次、光導電層24および上部電極
25を着膜する(図22参照)。この図22に示す状態
は、前記実施例3の図14に対応する図である。
Next, a photoconductive layer 24 and an upper electrode 25 are sequentially deposited on the insulating substrate 21 where the conductive region 22a is exposed (see FIG. 22). The state shown in FIG. 22 corresponds to FIG. 14 of the third embodiment.

【0040】この後、前記実施例3の図15〜18で説
明したのと同様の製造過程を経ると、前記図18に示す
実施例4のフォトダイオードPDが得られる。この実施
例4のフォトダイオードPDも前記実施例3のフォトダ
イオードPDと同様に、光導電層24の側面でのリーク
電流の発生を防止することができる。この実施例4は、
下部電極22上面の酸化工程を設けることにより、リー
ク電流防止用絶縁層23を形成することができるので、
下側層間絶縁膜23の着膜工程を必要とする実施例3に
比べて製作工程を単純化することができる。
After that, if the manufacturing process similar to that described in the third embodiment with reference to FIGS. 15 to 18 is performed, the photodiode PD of the fourth embodiment shown in FIG. 18 is obtained. Like the photodiode PD of the third embodiment, the photodiode PD of the fourth embodiment can prevent the generation of the leak current on the side surface of the photoconductive layer 24. This Example 4 is
Since the leakage current preventing insulating layer 23 can be formed by providing the oxidation process of the upper surface of the lower electrode 22,
The manufacturing process can be simplified as compared with the third embodiment which requires the film forming process of the lower interlayer insulating film 23.

【0041】以上、本発明によるイメージセンサの実施
例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱
することなく、種々の設計変更を行うことが可能であ
る。
Although the embodiments of the image sensor according to the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and does not deviate from the present invention described in the claims. It is possible to make various design changes.

【0042】たとえば、フォトダイオードPDの光導電
層7は、a-Si層とする代わりにP(リン)の1価のイ
オンを注入した(ドーピングした)P+層と、i(intr
insic)層との2層から形成されるpin型とすることも可
能である。また、配線10は、Alのみを使用する代わ
りに、Al/Moの2層として透明電極(ITO)とのコ
ンタクト抵抗を低減することも可能である。さらに、薄
膜トランジスタTFTはゲート電極4を下側に配置して
ソース/ドレイン電極2Aを上側に配置することも可能
である。
For example, the photoconductive layer 7 of the photodiode PD has a P + layer into which monovalent ions of P (phosphorus) are implanted (doped) instead of the a-Si layer, and i (intr
It is also possible to use a pin type formed of two layers including an insic) layer. Further, the wiring 10 can be formed of two layers of Al / Mo to reduce the contact resistance with the transparent electrode (ITO) instead of using only Al. Further, in the thin film transistor TFT, the gate electrode 4 may be arranged on the lower side and the source / drain electrode 2A may be arranged on the upper side.

【0043】[0043]

【発明の効果】前述の本発明のフォトダイオードおよび
イメージセンサでは、フォトダイオードは、光導電層2
4の底面領域の外周部と下部電極22との間に絶縁性の
優れたリーク電流防止用絶縁層が形成されているので、
光導電層の側面と下部電極とが接しない構造となってい
る。このような構造により、光導電層の側面でのリーク
電流の発生を防止することができる。また、このような
フォトダイオードを有するイメージセンサの製造歩留り
を向上させることができる。
In the above-described photodiode and image sensor of the present invention, the photodiode is the photoconductive layer 2
Since a leak current preventing insulating layer having excellent insulating properties is formed between the outer periphery of the bottom surface region of 4 and the lower electrode 22,
The side surface of the photoconductive layer is not in contact with the lower electrode. With such a structure, it is possible to prevent the occurrence of leakage current on the side surface of the photoconductive layer. Moreover, the manufacturing yield of the image sensor having such a photodiode can be improved.

【0044】また、薄膜トランジスタTFTおよびフォ
トダイオードPDの下側に配置され電極と、前記上側層
間絶縁膜上面に形成される配線との間には、上側層間絶
縁膜だけでなく、絶縁性の優れたリーク電流防止用絶縁
層が配設されることになるので、前記電極および配線間
の絶縁性が向上する。そして、ピンホール等によるショ
ートを防止することができる。したがって、イメージセ
ンサの製造歩留りを向上させることができる。
Further, not only the upper interlayer insulating film but also excellent insulating property is provided between the electrode arranged below the thin film transistor TFT and the photodiode PD and the wiring formed on the upper surface of the upper interlayer insulating film. Since the leakage current preventing insulating layer is provided, the insulation between the electrodes and the wiring is improved. Then, it is possible to prevent a short circuit due to a pinhole or the like. Therefore, the manufacturing yield of the image sensor can be improved.

【0045】また、前記本発明のイメージセンサにおい
て、前記薄膜トランジスタの前記ゲート電極およびソー
ス/ドレイン電極のうちの下側に配置された電極と、前
記フォトダイオードの下部電極とを同一表面に形成した
場合には、前記同一表面上の両電極を同時に形成するこ
とができるので、イメージセンサの製作工程数を減少さ
せることができる。
In the image sensor of the present invention, the electrode disposed below the gate electrode and the source / drain electrode of the thin film transistor and the lower electrode of the photodiode are formed on the same surface. Since both electrodes can be simultaneously formed on the same surface, the number of manufacturing steps of the image sensor can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施例1のイメージセンサの要部の
構造説明図である。
FIG. 1 is a structural explanatory diagram of a main part of an image sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 同実施例のイメージセンサの製造方法の説明
図で、その(A)〜(J)は各製造過程における要部の
断面を示す図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the method of manufacturing the image sensor of the embodiment, in which (A) to (J) are cross-sectional views of the main part in each manufacturing process.

【図3】 同実施例の製造方法の説明図で、前記図2
(A)に対応する平面図である。
FIG. 3 is an explanatory view of the manufacturing method of the embodiment, which is the same as FIG.
It is a top view corresponding to (A).

【図4】 同実施例の製造方法の説明図で、前記図2
(C)に対応する平面図である。
FIG. 4 is an explanatory view of the manufacturing method of the embodiment, which is the same as FIG.
It is a top view corresponding to (C).

【図5】 同実施例の製造方法の説明図で、前記図2
(E)に対応する平面図である。
FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing method of the embodiment, which is the same as FIG.
It is a top view corresponding to (E).

【図6】 同実施例の製造方法の説明図で、前記図2
(G)に対応する平面図である。
FIG. 6 is an explanatory view of the manufacturing method according to the embodiment, which is the same as FIG.
It is a top view corresponding to (G).

【図7】 同実施例の製造方法の説明図で、前記図2
(I)に対応する平面図である。
FIG. 7 is an explanatory view of the manufacturing method of the embodiment, which is the same as FIG.
It is a top view corresponding to (I).

【図8】 同実施例の製造方法の説明図で、前記図2
(J)に対応する平面図である。
FIG. 8 is an explanatory view of the manufacturing method of the embodiment, which is the same as FIG.
It is a top view corresponding to (J).

【図9】 本発明の実施例2のイメージセンサの要部の
構造説明図である。
FIG. 9 is a structural explanatory view of a main part of the image sensor according to the second embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施例3のフォトダイオードPD
の要部の構造説明図である。
FIG. 10 is a photodiode PD according to a third embodiment of the present invention.
It is a structure explanatory view of the principal part of.

【図11】 同実施例3のフォトダイオードの製造過程
の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the photodiode according to the third embodiment.

【図12】 同実施例3のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図11の次の過程の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory view of the manufacturing process of the photodiode of the third embodiment, which is an explanatory view of the next process of FIG. 11;

【図13】 同実施例3のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図12の次の過程の説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the photodiode of the third embodiment, which is an explanatory diagram of the next process of FIG. 12;

【図14】 同実施例3のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図13の次の過程の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory view of the manufacturing process of the photodiode of the third embodiment, which is an explanatory view of the next process of FIG. 13;

【図15】 同実施例3のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図14の次の過程の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory view of the manufacturing process of the photodiode of the third embodiment, which is an explanatory view of the next process of FIG. 14;

【図16】 同実施例3のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図15の次の過程の説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the photodiode of the third embodiment, which is an explanatory diagram of the next process of FIG. 15;

【図17】 同実施例3のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図16の次の過程の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory view of the manufacturing process of the photodiode of the third embodiment, which is an explanatory view of the next process of FIG. 16;

【図18】 同実施例3のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図17の次の過程の説明図である。
FIG. 18 is an explanatory view of the manufacturing process of the photodiode of the third embodiment, which is an explanatory view of the next process of FIG. 17;

【図19】 本発明の実施例4のフォトダイオードPD
の要部の構造説明図である。
FIG. 19 is a photodiode PD of the fourth embodiment of the present invention.
It is a structure explanatory view of the principal part of.

【図20】 同実施例4のフォトダイオードの製造過程
の説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the photodiode according to the fourth embodiment.

【図21】 同実施例4のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図20の次の過程の説明図である。
FIG. 21 is an explanatory view of the manufacturing process of the photodiode of the fourth embodiment, which is an explanatory view of the next step of FIG. 20.

【図22】 同実施例4のフォトダイオードの製造過程
の説明図で、前記図21の次の過程の説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the photodiode of the fourth embodiment, which is a schematic view of the next process of FIG. 21;

【図23】 従来のイメージセンサの回路説明図であ
る。
FIG. 23 is a circuit diagram of a conventional image sensor.

【図24】 従来のイメージセンサの構造説明図であ
る。
FIG. 24 is a structural explanatory view of a conventional image sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PD…フォトダイオード、TFT…薄膜トランジスタ、
1…絶縁基板、2A…ソース/ドレイン電極、2B…下部
電極、2Ba…導通領域、3…ゲート絶縁膜、4…ゲート
電極、5…リーク電流防止用絶縁層(下側層間絶縁
膜)、5a…開口、7…光導電層、8…上部電極(透明
電極)、9…上側層間絶縁膜、21…絶縁基板、22…
下部電極、22a…導通領域、23…リーク電流防止用
絶縁層(下側層間絶縁膜、酸化絶縁膜)、24…光導電
層、25…上部電極、26…上側層間絶縁膜、
PD: photodiode, TFT: thin film transistor,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating substrate, 2A ... Source / drain electrode, 2B ... Lower electrode, 2Ba ... Conductive region, 3 ... Gate insulating film, 4 ... Gate electrode, 5 ... Leakage current preventing insulating layer (lower interlayer insulating film), 5a ... Aperture, 7 ... Photoconductive layer, 8 ... Upper electrode (transparent electrode), 9 ... Upper interlayer insulating film, 21 ... Insulating substrate, 22 ...
Lower electrode, 22a ... Conductive region, 23 ... Leakage current preventing insulating layer (lower interlayer insulating film, oxide insulating film), 24 ... Photoconductive layer, 25 ... Upper electrode, 26 ... Upper interlayer insulating film,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 宏之 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyuki Hotta 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Zero Tux Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下部電極の上に光導電層および上部電極
が順次積層されて構成され且つ光導電層の側面に層間絶
縁膜が配設されたフォトダイオードにおいて、 前記下部電極の上面に前記下部電極および光導電層間の
導通領域を残してリーク電流防止用絶縁層が形成され、
前記光導電層は前記導通領域およびその導通領域周囲の
前記リーク電流防止用絶縁層上面部分に形成されている
ことを特徴とするフォトダイオード。
1. A photodiode in which a photoconductive layer and an upper electrode are sequentially stacked on a lower electrode and an interlayer insulating film is provided on a side surface of the photoconductive layer, wherein the lower electrode is provided on an upper surface of the lower electrode. An insulating layer for preventing leakage current is formed leaving a conductive region between the electrode and the photoconductive layer,
The photodiode is characterized in that the photoconductive layer is formed on the conductive region and on an upper surface portion of the leakage current preventing insulating layer around the conductive region.
【請求項2】 前記リーク電流防止用絶縁層は、下部電
極上面に着膜された層間絶縁膜によって形成されている
ことを特徴とする請求項1記載のフォトダイオード。
2. The photodiode according to claim 1, wherein the leakage current preventing insulating layer is formed of an interlayer insulating film deposited on the upper surface of the lower electrode.
【請求項3】 前記リーク電流防止用絶縁層は、下部電
極上面の酸化絶縁膜によって形成されていることを特徴
とする請求項1記載のフォトダイオード。
3. The photodiode according to claim 1, wherein the insulating layer for preventing leakage current is formed of an oxide insulating film on the upper surface of the lower electrode.
【請求項4】 下部電極の上に光導電層および上部電極
が順次積層されて構成され且つ光導電層の側面に層間絶
縁膜が配設されたフォトダイオードと、ゲート絶縁膜を
挟んで上下に配置されたゲート電極およびソース/ドレ
イン電極を有し且つ前記フォトダイオードの受光量検出
回路を形成する薄膜トランジスタとが絶縁基板上に配設
されたイメージセンサにおいて、 前記下部電極の上面に前記下部電極および光導電層間の
導通領域を残してリーク電流防止用絶縁層が形成され、
前記光導電層は前記導通領域およびその導通領域周囲の
前記リーク電流防止用絶縁層上面部分に形成されている
ことを特徴とするイメージセンサ。
4. A photodiode having a photoconductive layer and an upper electrode sequentially stacked on a lower electrode and having an interlayer insulating film disposed on the side surface of the photoconductive layer, and a photodiode above and below the gate insulating film. An image sensor in which a thin film transistor having a gate electrode and a source / drain electrode arranged and forming a light receiving amount detection circuit of the photodiode is provided on an insulating substrate, wherein the lower electrode and the lower electrode are provided on an upper surface of the lower electrode. An insulating layer for preventing leakage current is formed leaving a conductive region between the photoconductive layers,
The image sensor, wherein the photoconductive layer is formed on the conductive region and on an upper surface portion of the leakage current preventing insulating layer around the conductive region.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101355893B1 (en) * 2012-11-02 2014-01-28 경북대학교 산학협력단 Active image sensor and fabricating method thereof
JP2015079840A (en) * 2013-10-16 2015-04-23 セイコーエプソン株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing the same
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