JPH0629510A - Tft駆動イメージセンサおよびその製造方法 - Google Patents

Tft駆動イメージセンサおよびその製造方法

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JPH0629510A
JPH0629510A JP3294849A JP29484991A JPH0629510A JP H0629510 A JPH0629510 A JP H0629510A JP 3294849 A JP3294849 A JP 3294849A JP 29484991 A JP29484991 A JP 29484991A JP H0629510 A JPH0629510 A JP H0629510A
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JP
Japan
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tft
layer
photodiode
image sensor
titanium
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JP3294849A
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English (en)
Inventor
Taketo Hikiji
丈人 曳地
Shigeru Yamamoto
滋 山本
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板上にTFTとフォトダイオードからなる
センサを設けたイメージセンサ製造時のセンサの光電変
換層をエッチングする際にTFTのバリアメタルがエッ
チングされることによって生じる歩留まりの低下を防
ぐ。 【構成】 同一の透明絶縁性基板1上に、ソース・ドレ
イン電極への拡散防止層とフォトダイオードの下部電極
とがチタンからなる共通の金属層7で形成されているT
FTとフォトダイオードが形成されたTFT駆動イメー
ジセンサにおいて、金属層7の表面を、フォトダイオー
ド形成部およびTFTのソース・ドレイン電極への拡散
防止層の部分を除いて酸化した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の技術分野】本発明は良好なフォトダイオード
特性を有し、かつ高歩留りを実現するTFT駆動イメー
ジセンサおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水素化アモルファスシリコン(a−S
i:H)を用いた薄膜電界効果トランジスタ(TFT)
により駆動されるリニアイメージセンサの従来の構造を
図3に示して説明する。従来のイメージセンサは、ガラ
スなどの透明絶縁性基板1の上に駆動薄膜トランジスタ
(TFT)と、フォトダイオードからなるセンサが構成
されている。TFTは、クロム(Cr)などの導電性金
属からなるゲート電極2の上にSiN2からなるゲート
絶縁膜3、水素化アモルファスシリコン(a−Si:
H)からなる半導体膜4、SiNxからなるチャネル保
護膜5が設けられ、この上にゲートおよびソースとなる
n型不純物を高濃度に拡散した水素化アモルファスシリ
コン(n(+)a−Si:H)層からなる半導体膜6、
Crからなるバリアメタル層7が設けられて構成されて
いる。一方センサは、TFTを構成するCrからなるバ
リアメタル層7の上にフォトセンサ用水素化アモルファ
スシリコン(a−Si:H)からなる光電変換層8、酸
化インジウム・錫(ITO)からなる透明電極9が順次
積層されて構成されている。
【0003】これらのTFTおよびセンサの上に層間絶
縁膜10を着膜し、配線用のコンタクトホールを開け
て、アルミニウム(Al)からなる配線11が行なわ
れ、この上をパッシベーッション膜12で覆って、イメ
ージセンサが作られている。この様なイメージセンサで
は例えば H.Ito et al,proc.Int.Topical conf.ona-Si:
H Devices and Tech,PP221ー224(1988) に示されるよう
に、ゲート電極2およびバリアメタル7にはCrを用い
てきたが、Crは電蝕により溶融をおこす等信頼性を大
きく低下させるという問題があった。
【0004】そこでCrに代わってゲート電極にタンタ
ル(Ta)、バリアメタルにチタン(Ti)が適用可能
であることを確認し適用したが、センサー部のフォトセ
ンサ用a−Si8のドライエッチングの際Tiとの選択
比が大きくない為に、Tiまでエッチングされてしまう
という問題があった。
【0005】この問題を解決するために、平成2年10
月18日に出願された特願平2−277812号に開示
される様に、バリア層7をチタン層の上にタンタル層を
重ねたTa/Tiの積層構造にすることによって選択比
を向上させることが提案されたが、これによってもまだ
充分とはいえない。
【0006】また、バリアメタル7の上にさらにバリア
保護層を設けセンサの光電変換層8を形成するセンター
部のみを開口するというシーケンスも考えられるが、こ
のバリア層はバリアメタルに対して選択的にエッチング
できない為にバリアメタルの1000Å〜2000Åよ
り充分薄くしなければならず、この為に、バリア層にピ
ンホールが多数存在してしまい、歩留りを高くすること
が期待できないでいた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】透光基板上にTFTと
フォトダイオードからなるセンサを設けたイメージセン
サにおいて、センサのアモルファスシリコンからなる光
電変換層をエッチングする際にTFTのバリアメタルが
エッチングされてしまうことによって生じる歩留まりの
低下を防ぐ。
【0008】
【課題を解決するための手段】TFTのバリアメタルの
Ti表面を酸化してF系のドライエッチングによるエッ
チングレートを極めて遅くすることにより、センサの光
電変換層を形成するa−Siとのエッチング選択比を向
上させ、プロセスマージンを大きくし、歩留りの向上を
実現させる。
【0009】
【作用】a−Siのドライエッチングに対し、酸化チタ
ン(TiOx)層は強い耐性を示す。従って下部電極と
なるTi表面を酸化することによりa−Siとの選択比
を大きくできる。TFTのソースおよびドレイン部のバ
リアメタルとなるTi表面は上層配線層と電気的に接続
しなければならず、またフォトダイオードの光電変換層
の下部も下部電極となるTi表面と接していなければな
らない。しかしTFTのソースおよびドレイン部は酸化
しておかないとa−Siのドライエッチング時にエッチ
ングされてしまう恐れがあるので、1度酸化を行いコン
タクトをとる時点で、バッファードフッ酸で酸化膜を除
去するか、アルゴン(Ar)等により逆スパッタリング
を行なって酸化膜を除去する。また、フォトダイオード
の光電変換層の下部を酸化を行なう前にレジストで覆っ
ておく必要がある。
【0010】Ti層を酸化する手法として、プラズマ酸
化、陽極酸化、UV照射等の通常の酸化方法が用いられ
る。Ti表面を酸化した後、レジストを除去し、常法に
よってa−Si、ITOを着膜し、PLP(フォトリソ
プロセス)によってITO、a−Siをエッチングす
る。この際、ドライエッチングに曝されるTiのTiO
xが保護層として働きa−Siのドライエッチングに耐
え、Tiは所望の厚さを維持できる。
【0011】
【実施例】図1に本発明によって得られるイメージセン
サの構造を説明し、図4に本発明の製造方法の工程を説
明する。本発明によって得られるイメージセンサの構造
は、図1に示されるように従来のイメージセンサとはT
FTのソースとドレイン部のバリアメタル7およびセン
サの下部電極7にTiを用いたこと、およびこれらの部
分の電気的接続を必要とする部分、すなわち、センサの
下部電極となる部分およびTFTのソース・ドレイン電
極への拡散素子層の配線電極と接続される部分以外の個
所にTiの表面を酸化した層15を有している点でのみ
相違しており、他の部分は、図3に示す従来のイメージ
センサと同様の構造を有している。
【0012】本発明の製造工程を図4によって説明す
る。透明絶縁性基板1上にタンタル(Ta)等の導電性
金属を1000Å程度の厚さに着膜し、ゲート電極2の
形状にパターンニングする(図4(a))。次いで、プ
ラズマCVD等によりゲート絶縁膜3となるSiNx、
半導体膜4となるa−Si:H、チャネル保護膜5とな
るSiNxを連続着膜する(図4(b))。この上にレ
ジストを塗布し基板方向から露光を行い、ゲート電極2
と同様のレジストパターン13を形成し、チャネル保護
膜5をエッチングする(図4(c))。レジストパター
ン13を除去した後n型不純物を高濃度に拡散した水素
化アモルファスシリコンからなる半導体膜、バリアメタ
ル7となるTiを1500Å着膜する(図4(d))。
センサの光電変換層8と接する部分にTi酸化不要部保
護レジスト14を通常のパターンニングの手法によって
形成し、陽極酸化、プラズマ酸化等の通常の酸化手法に
よってTi表面を酸化する(図4(e))。Ti酸化膜
の厚さは、50Å〜500Åである事が望ましい。図2
に示すように陽極酸化は酸化電圧で決まる膜厚に達する
までは定電流で酸化を行えば膜厚を時間で制御でき、プ
ラズマ酸化は放電パワーを一定にすれば、膜厚を時間で
制御できる。本実施例では、陽極酸化を行い、100Å
のTiOxを得ている。
【0013】常法によって保護レジスト14を除去した
(図4(f))後、センサの光電変換層となるa−S
i:H8をn型不純物を高濃度に拡散した層−真性アモ
ルファスの層−P型不純物を高濃度に拡散した層(n+
/i/P+)の順に着膜し、続いて透明導電膜9となる
ITOなどを着膜し、パターンニングしてセンサを形成
する(図4(g))。この時a−Si8のドライエッチ
ングはTiOx15で停止するので光電変換層を充分に
オーバーエッチングすることが可能となる。この後Ti
7、n型不純物を高濃度に拡散した水素化アモルファス
シリコン層4、真性アモルファスシリコン(i+a−S
i:H)層6をパターンニングしTFTを形成する(図
4(h))。次いで、ポリイミドからなる層間絶縁膜1
0を着膜し、TFTのソースおよびドレイン部ならびに
センサの透明電極9を取り出すコンタクトホールをパタ
ーンニング後、配線電極11であるAl着膜前にTFT
のソース・ドレイン部のコンタクトホールの下のTiO
xを除去する。この方法としてはバッファードフッ酸に
よるライトエッチング、もしくはArによる逆スパッタ
リングがあり、どちらもTiも同様にエッチングされる
が、Tiの1500Åに対し、TiOxは100Åと充
分薄いので問題はない。その後Alを着膜し、配線をパ
ターンニングした後、保護膜12を着膜パターンニング
し、TFT駆動イメージセンサを完成する。
【0014】
【発明の効果】センサの光電変換層のa−Siをエッチ
ングする際エッチングがTi表面のTiOxで停止する
ので、プロセスマージンを大きくとれ、a−Siに充分
なオーバーエッチングが行える。また、製品の歩留りが
向上する。バリアメタル7を構成するTiを酸化するに
当たっては、センサの光電変換層8に接触する部分をレ
ジスト13で保護して行うのでセンサの特性が低下する
ことがなく、TFTのソース、ドレインは配線導電膜1
1を着膜する前にBHF処理あるいはAr等による逆ス
パッタリングを行うことによりコンタクトホール底部の
酸化チタン膜(TiOx)を除去してから配線を形成す
るのでコンタクト抵抗が上昇する問題は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のTFT駆動イメージセンサの断面
図。
【図2】 各種酸化方法とTiOxの膜厚の関係を示す
図。
【図3】 従来のTFT駆動イメージセンサの断面図。
【図4】 本発明のTFT駆動イメージセンサの製造工
程図。
【符号の説明】
1 透明絶縁性基板、 2 ゲート電極、 3 ゲート
絶縁膜(SiNx)、4 半導体膜(a−Si:H)、 5
チャネル保護膜(SiNx)、 6 n型不純物を高濃
度に拡散した水素化アモルファスシリコン半導体膜、
7 バリアメタル、 8 フォトセンサ用a−Si:
H、 9 透明導電膜(ITO)、10 層間絶縁膜(P
I)、 11 配線電極(Al)、 12 パシベーショ
ン膜(PI)、 13 裏面露光により形成されたレジス
ト、 14 酸化不必要部保護の為のレジスト、 15
酸化チタン(TiOx)
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/10 H04N 1/028 9070−5C 8422−4M H01L 31/10 A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一の透明絶縁性基板上に、薄膜トラン
    ジスタ(以下、TFTという)とフォトダイオードが形
    成され、該TFTのソース・ドレイン電極への拡散防止
    層と該フォトダイオードの下部電極とがチタンからなる
    共通の金属層で形成されているTFT駆動イメージセン
    サにおいて、 該チタンからなる金属層の表面が、該フォトダイオード
    形成部および該TFTのソース・ドレイン電極への拡散
    防止層の部分を除いて酸化されていることを特徴とする
    TFT駆動イメージセンサ。
  2. 【請求項2】 同一の透明絶縁性基板上に、薄膜トラン
    ジスタ(以下、TFTという)を形成した後に、TFT
    のソース・ドレイン電極への拡散防止層と共通のチタン
    からなる層を下部電極として用いアモルファスシリコン
    からなるフォトダイオードを形成するTFT駆動イメー
    ジセンサの製造方法において、 該フォトダイオードの下部電極となる部分を除いて該チ
    タンからなる層の表面を酸化して酸化チタン層を形成す
    る工程と、 次いで、該チタンからなる層の酸化チタンが形成されて
    いない部分の上にアモルファスシリコン層、透明電極層
    を積層し、フォトリソエッチングによってフォトダイオ
    ードを形成する工程、 次いで、該TFTおよび該フォトダイオードの上部に層
    間絶縁膜を形成する工程、 次いで、該層間絶縁物にコンタクトホールを形成する工
    程、 次いで、該コンタクトホールの下にある該TFTのソー
    ス・ドレイン電極への拡散防止層上の酸化チタン膜を除
    去する工程とからなることを特徴とするTFT駆動イメ
    ージセンサの製造方法。
JP3294849A 1991-10-16 1991-10-16 Tft駆動イメージセンサおよびその製造方法 Pending JPH0629510A (ja)

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Cited By (7)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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