JPH08204165A - 積層型固体撮像装置 - Google Patents
積層型固体撮像装置Info
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- JPH08204165A JPH08204165A JP7025806A JP2580695A JPH08204165A JP H08204165 A JPH08204165 A JP H08204165A JP 7025806 A JP7025806 A JP 7025806A JP 2580695 A JP2580695 A JP 2580695A JP H08204165 A JPH08204165 A JP H08204165A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 短波長可視光等を光電変換膜に効率よく取り
込むことが可能で、且つ電界むらの発生を阻止し画質の
劣化を防止できるようにした積層型固体撮像装置を提供
する。 【構成】 半導体基板１上にソース部２とドレイン部３
とゲート電極４とからなるＭＯＳスイッチングトランジ
スタを画素毎に形成すると共に、ソース部２に接続した
画素電極11を形成して走査回路部12を構成し、該走査回
路部12上に光電変換膜13と薄膜の上部電極14とからなる
感光部15を積層配置し、更に上部電極14の非撮像エリア
ｂ部分に厚い膜厚の補助電極16を形成して、積層型固体
撮像装置を構成する。
込むことが可能で、且つ電界むらの発生を阻止し画質の
劣化を防止できるようにした積層型固体撮像装置を提供
する。 【構成】 半導体基板１上にソース部２とドレイン部３
とゲート電極４とからなるＭＯＳスイッチングトランジ
スタを画素毎に形成すると共に、ソース部２に接続した
画素電極11を形成して走査回路部12を構成し、該走査回
路部12上に光電変換膜13と薄膜の上部電極14とからなる
感光部15を積層配置し、更に上部電極14の非撮像エリア
ｂ部分に厚い膜厚の補助電極16を形成して、積層型固体
撮像装置を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、走査回路部上に光電
変換膜と透光性導電膜を積層して構成した積層型固体撮
像装置に関し、特に短波長光、軟Ｘ線、加速電子線、イ
オン粒子など物質透過性の劣る荷電粒子の撮像に適した
積層型固体撮像装置に関する。
変換膜と透光性導電膜を積層して構成した積層型固体撮
像装置に関し、特に短波長光、軟Ｘ線、加速電子線、イ
オン粒子など物質透過性の劣る荷電粒子の撮像に適した
積層型固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＣＣＤ等の固体撮像装置におい
ては、光電変換を行う感光部（光電変換部）と信号電荷
読み出し部（走査回路部）とが、シリコン基板の同一平
面上に配置されているため、入射された光の利用率が悪
く、感度の向上には限界がある。
ては、光電変換を行う感光部（光電変換部）と信号電荷
読み出し部（走査回路部）とが、シリコン基板の同一平
面上に配置されているため、入射された光の利用率が悪
く、感度の向上には限界がある。
【０００３】そのため、従来、撮像管で使用されている
光電変換膜を固体撮像素子上に積層して構成した固体撮
像装置（光電変換膜積層型固体撮像装置とも呼ばれる）
が、例えば特公昭５９−２６１５４号やＴＶ学会全国大
会予稿集1989．pp41〜42（ａ−Se膜＋ＡＭＩ撮像素子）
において提案されている。
光電変換膜を固体撮像素子上に積層して構成した固体撮
像装置（光電変換膜積層型固体撮像装置とも呼ばれる）
が、例えば特公昭５９−２６１５４号やＴＶ学会全国大
会予稿集1989．pp41〜42（ａ−Se膜＋ＡＭＩ撮像素子）
において提案されている。
【０００４】図３の（Ａ）は、かかる積層型固体撮像装
置の構成例を示す断面図、この構成例は、ＭＯＳ型走査
回路基板上に光電変換膜を積層して構成したものであ
り、２画素部分と周辺部分の基本構造を示している。ま
た図３の（Ｂ）は積層型固体撮像装置全体の斜視図を示
している。図３の（Ａ），（Ｂ）において、101 は透明
電極で、該透明電極101 を透過した入射光102 によって
光電変換膜103 中で電子・正孔対が発生し、透明電極10
1 と画素電極104 の間に印加した電界によって、電子又
は正孔が画素電極104 まで光電変換膜103 中を走行して
蓄積される。各画素には画素電極104 に接続されたソー
ス部（電荷蓄積部）105 ，ドレイン部（電荷転送部）10
6 ，及びゲート電極107 よりなるＭＯＳスイッチが設け
られており、このＭＯＳスイッチを所定のタイミングで
ＯＮ／ＯＦＦすることによって、蓄積された信号電荷が
順次出力されるようになっている。なお図３の（Ａ），
（Ｂ）において、108 は半導体基板、109 は画素分離領
域、110 ，111 は絶縁膜、112 は電極、113 は透明電極
パッド部、114 はパッド電極であり、またａは撮像エリ
ア、ｂは非撮像エリアを示している。
置の構成例を示す断面図、この構成例は、ＭＯＳ型走査
回路基板上に光電変換膜を積層して構成したものであ
り、２画素部分と周辺部分の基本構造を示している。ま
た図３の（Ｂ）は積層型固体撮像装置全体の斜視図を示
している。図３の（Ａ），（Ｂ）において、101 は透明
電極で、該透明電極101 を透過した入射光102 によって
光電変換膜103 中で電子・正孔対が発生し、透明電極10
1 と画素電極104 の間に印加した電界によって、電子又
は正孔が画素電極104 まで光電変換膜103 中を走行して
蓄積される。各画素には画素電極104 に接続されたソー
ス部（電荷蓄積部）105 ，ドレイン部（電荷転送部）10
6 ，及びゲート電極107 よりなるＭＯＳスイッチが設け
られており、このＭＯＳスイッチを所定のタイミングで
ＯＮ／ＯＦＦすることによって、蓄積された信号電荷が
順次出力されるようになっている。なお図３の（Ａ），
（Ｂ）において、108 は半導体基板、109 は画素分離領
域、110 ，111 は絶縁膜、112 は電極、113 は透明電極
パッド部、114 はパッド電極であり、またａは撮像エリ
ア、ｂは非撮像エリアを示している。
【０００５】そして、光電変換膜103 には、光導電性に
優れ暗抵抗が高く、膜の形成が容易なことから、水素を
含有する非晶質シリコン（ａ−Si：Ｈ）やセレンを主体
とする非晶質半導体（ａ−Si）等が用いられ、必要に応
じて、透明電極101 と光電変換膜103 との間や画素電極
104 と光電変換膜103 との間には、各電極からの電荷注
入を阻止する電荷注入阻止層（図示せず）が設けられて
いる。また、走査回路部としては、ＭＯＳを主体とした
ものの他に、ＣＣＤを利用したものも知られている。
優れ暗抵抗が高く、膜の形成が容易なことから、水素を
含有する非晶質シリコン（ａ−Si：Ｈ）やセレンを主体
とする非晶質半導体（ａ−Si）等が用いられ、必要に応
じて、透明電極101 と光電変換膜103 との間や画素電極
104 と光電変換膜103 との間には、各電極からの電荷注
入を阻止する電荷注入阻止層（図示せず）が設けられて
いる。また、走査回路部としては、ＭＯＳを主体とした
ものの他に、ＣＣＤを利用したものも知られている。
【０００６】このような構成の積層型固体撮像装置で
は、撮像管に比べ装置の小型化が可能であり、また感光
部が装置の最上部に配置されるため、紫外線や青色光等
の短波長光の利用率も高くすることができ、また光電変
換膜材料を選択することによって分光感度を自由に設計
できる利点が得られる。また、上記従来例においては、
可視光による撮像を行うため透光性電極を用いたものを
示したが、積層型固体撮像装置には、他に光電変換膜に
電界を印加するための上部電極にMoを用いた軟Ｘ線検出
用のもの（特願平５−３４１１５６号）や、同じく上部
電極に薄膜アルミニウムを用いた電子像撮像用のもの
（特開平５−５４８４１号）等があり、何れも撮像する
荷電粒子の透過性の優れた材料を用いて上部電極を構成
することによって、物質透過性の劣る荷電粒子の撮像を
行えるようにしている。
は、撮像管に比べ装置の小型化が可能であり、また感光
部が装置の最上部に配置されるため、紫外線や青色光等
の短波長光の利用率も高くすることができ、また光電変
換膜材料を選択することによって分光感度を自由に設計
できる利点が得られる。また、上記従来例においては、
可視光による撮像を行うため透光性電極を用いたものを
示したが、積層型固体撮像装置には、他に光電変換膜に
電界を印加するための上部電極にMoを用いた軟Ｘ線検出
用のもの（特願平５−３４１１５６号）や、同じく上部
電極に薄膜アルミニウムを用いた電子像撮像用のもの
（特開平５−５４８４１号）等があり、何れも撮像する
荷電粒子の透過性の優れた材料を用いて上部電極を構成
することによって、物質透過性の劣る荷電粒子の撮像を
行えるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
構成した積層型固体撮像装置は、撮像管と比べると透光
性基板が不要なため、短波長に対して有利であるが、走
査回路部上に光電変換膜と上部電極を積層するものであ
るため、撮像管のターゲットとは作製順が逆になり、上
部電極が一番最後に形成されるようになっている。この
ため上部電極の製作条件が限定され、例えば必要な加熱
が加えられない等の原因で、十分な透過特性が得られな
い。したがって、積層型固体撮像装置においては、短波
長可視光線、軟Ｘ線、加速電子線等を、光電変換部の光
電変換膜にいかに効率よく取り込めるかが問題となる。
一方、その対策として上部電極を薄膜化しても、それに
よってシート抵抗が増加して、光電変換膜へのバイアス
が不均一となり、電界むらが発生して、特に撮像エリア
周辺部の画像劣化を生じる。
構成した積層型固体撮像装置は、撮像管と比べると透光
性基板が不要なため、短波長に対して有利であるが、走
査回路部上に光電変換膜と上部電極を積層するものであ
るため、撮像管のターゲットとは作製順が逆になり、上
部電極が一番最後に形成されるようになっている。この
ため上部電極の製作条件が限定され、例えば必要な加熱
が加えられない等の原因で、十分な透過特性が得られな
い。したがって、積層型固体撮像装置においては、短波
長可視光線、軟Ｘ線、加速電子線等を、光電変換部の光
電変換膜にいかに効率よく取り込めるかが問題となる。
一方、その対策として上部電極を薄膜化しても、それに
よってシート抵抗が増加して、光電変換膜へのバイアス
が不均一となり、電界むらが発生して、特に撮像エリア
周辺部の画像劣化を生じる。
【０００８】更に、加速電子や波長の短い軟Ｘ線等運動
エネルギーの大きい荷電粒子を撮像する際、光電変換時
に２次Ｘ線を発生する。この場合、半導体基板はダメー
ジが与えられるため、非撮像エリアで誤動作により画面
全体に亘るスジを生じることがある。
エネルギーの大きい荷電粒子を撮像する際、光電変換時
に２次Ｘ線を発生する。この場合、半導体基板はダメー
ジが与えられるため、非撮像エリアで誤動作により画面
全体に亘るスジを生じることがある。
【０００９】本発明は、従来の積層型固体撮像装置にお
ける上記問題点を解消するためになされたもので、請求
項１記載の発明は、短波長可視光等を感光部の光電変換
膜に効率よく取り込むことが可能で、且つ電界むらの発
生を阻止して画質劣化を防止できるようにした積層型固
体撮像装置を提供することを目的とする。また請求項２
記載の発明は、可視光域で透光性がよく、また電子線や
軟Ｘ線に対して透過率のよい材料や膜厚の上部電極を備
えた積層型固体撮像装置を提供することを目的とし、更
に請求項３記載の発明は、上部電極よりも抵抗が低く、
加速電子や軟Ｘ線を透過しない材料や膜厚の不透光性導
電膜を備えた積層型固体撮像装置を提供することを目的
とする。
ける上記問題点を解消するためになされたもので、請求
項１記載の発明は、短波長可視光等を感光部の光電変換
膜に効率よく取り込むことが可能で、且つ電界むらの発
生を阻止して画質劣化を防止できるようにした積層型固
体撮像装置を提供することを目的とする。また請求項２
記載の発明は、可視光域で透光性がよく、また電子線や
軟Ｘ線に対して透過率のよい材料や膜厚の上部電極を備
えた積層型固体撮像装置を提供することを目的とし、更
に請求項３記載の発明は、上部電極よりも抵抗が低く、
加速電子や軟Ｘ線を透過しない材料や膜厚の不透光性導
電膜を備えた積層型固体撮像装置を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、請求項１記載の発明は、半導体基板上に信
号電荷蓄積部及び信号読み出し部を画素毎に形成し、且
つ各信号電荷蓄積部に電気的に接続された各画素電極を
有する走査回路部上に、光電変換膜と該光電変換膜に電
界を印加するための上部電極とを積層してなる積層型固
体撮像装置において、前記上部電極を薄膜化すると共
に、該上部電極の非撮像エリア部分に厚い不透光性導電
膜を接合して配設するものである。
決するため、請求項１記載の発明は、半導体基板上に信
号電荷蓄積部及び信号読み出し部を画素毎に形成し、且
つ各信号電荷蓄積部に電気的に接続された各画素電極を
有する走査回路部上に、光電変換膜と該光電変換膜に電
界を印加するための上部電極とを積層してなる積層型固
体撮像装置において、前記上部電極を薄膜化すると共
に、該上部電極の非撮像エリア部分に厚い不透光性導電
膜を接合して配設するものである。
【００１１】このように、上部電極を薄膜化することに
より短波長可視光等を光電変換膜に効率よく取り込むこ
とができ、また上部電極の非撮像エリア部分に厚い不透
光性導電膜を接合配設することにより、電界むらの発生
が防止され、画質の劣化を改善することが可能となる。
より短波長可視光等を光電変換膜に効率よく取り込むこ
とができ、また上部電極の非撮像エリア部分に厚い不透
光性導電膜を接合配設することにより、電界むらの発生
が防止され、画質の劣化を改善することが可能となる。
【００１２】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の積層型固体撮像装置において、上部電極を、膜厚が５
〜 100nmの、ＩＴＯ又はSnＯ2 の透光性電極、あるいは
Al又はMoの不透光性電極で構成するものであり、これに
より、可視光に対しては透光性がよく電子線や軟Ｘ線に
対しては透過率のよい上部電極を備えた積層型固体撮像
装置を実現することができる。
の積層型固体撮像装置において、上部電極を、膜厚が５
〜 100nmの、ＩＴＯ又はSnＯ2 の透光性電極、あるいは
Al又はMoの不透光性電極で構成するものであり、これに
より、可視光に対しては透光性がよく電子線や軟Ｘ線に
対しては透過率のよい上部電極を備えた積層型固体撮像
装置を実現することができる。
【００１３】また請求項３記載の発明は、請求項１記載
の積層型固体撮像装置において、不透光性導電膜を、膜
厚が 500nm〜10μｍのAl，Ｗ，Crのいずれか１種又は２
種以上の材料で構成するものであり、このように上部電
極よりも抵抗が低く、加速電子線や軟Ｘ線を透過しない
不透光性導電膜を用いることにより、電界むらの発生を
より一層効果的に防止し、また半導体基板へのダメージ
を低減させることの可能な積層型固体撮像装置を実現す
ることができる。
の積層型固体撮像装置において、不透光性導電膜を、膜
厚が 500nm〜10μｍのAl，Ｗ，Crのいずれか１種又は２
種以上の材料で構成するものであり、このように上部電
極よりも抵抗が低く、加速電子線や軟Ｘ線を透過しない
不透光性導電膜を用いることにより、電界むらの発生を
より一層効果的に防止し、また半導体基板へのダメージ
を低減させることの可能な積層型固体撮像装置を実現す
ることができる。
【００１４】
【実施例】次に実施例について説明する。図１の（Ａ）
は、本発明に係る積層型固体撮像装置の基本的な実施例
の２画素部分と周辺部分の構成を示す断面図であり、図
１の（Ｂ）は、積層型固体撮像装置全体を示す斜視図で
ある。図１の（Ａ），（Ｂ）において、１は半導体基
板、２は該基板１上に形成されたソース部（電荷蓄積
部）、３はドレイン部（電荷転送部）、４はゲート電極
で、ソース部２とドレイン部３とゲート電極４とでＭＯ
Ｓスイッチングトランジスタを構成している。５は画素
分離領域、６はフィールド酸化膜、７は第１の絶縁膜、
８，９はソース部２及びドレイン部３に接続された金属
電極、10は第２の絶縁膜、11は金属電極８に接続された
画素電極で、これらの構成部材で走査回路部12を構成し
ている。
は、本発明に係る積層型固体撮像装置の基本的な実施例
の２画素部分と周辺部分の構成を示す断面図であり、図
１の（Ｂ）は、積層型固体撮像装置全体を示す斜視図で
ある。図１の（Ａ），（Ｂ）において、１は半導体基
板、２は該基板１上に形成されたソース部（電荷蓄積
部）、３はドレイン部（電荷転送部）、４はゲート電極
で、ソース部２とドレイン部３とゲート電極４とでＭＯ
Ｓスイッチングトランジスタを構成している。５は画素
分離領域、６はフィールド酸化膜、７は第１の絶縁膜、
８，９はソース部２及びドレイン部３に接続された金属
電極、10は第２の絶縁膜、11は金属電極８に接続された
画素電極で、これらの構成部材で走査回路部12を構成し
ている。
【００１５】そして、このように構成された走査回路部
12上には、光電変換膜13と上部電極14からなる感光部15
が積層配置され、更に走査回路部12のＭＯＳスイッチン
グトランジスタの配置されている領域に相当する撮像エ
リアａ以外の、非撮像エリアｂの上部電極14上に不透光
性の補助電極16を接合配設して、積層型固体撮像装置を
構成している。なお図１の（Ａ），（Ｂ）において、17
は補助電極パッド部、18はパッド電極であり、また走査
回路部12の非撮像エリアは、ＭＯＳスイッチングトラン
ジスタ等を駆動する駆動回路が配置されているエリアで
ある。
12上には、光電変換膜13と上部電極14からなる感光部15
が積層配置され、更に走査回路部12のＭＯＳスイッチン
グトランジスタの配置されている領域に相当する撮像エ
リアａ以外の、非撮像エリアｂの上部電極14上に不透光
性の補助電極16を接合配設して、積層型固体撮像装置を
構成している。なお図１の（Ａ），（Ｂ）において、17
は補助電極パッド部、18はパッド電極であり、また走査
回路部12の非撮像エリアは、ＭＯＳスイッチングトラン
ジスタ等を駆動する駆動回路が配置されているエリアで
ある。
【００１６】このように構成した積層型固体撮像装置に
おいては、上部電極14を薄膜化することにより、短波長
可視光19等を撮像エリアａの光電変換膜13に効率よく取
り込むことができ、入射光の撮像効率が向上し、また上
部電極14の薄膜化によるシート抵抗の増加による電界む
らの発生は、上部電極14上に設けられた補助電極16より
上部電極14に対して広範囲に亘って電位を供給すること
により、有効に阻止することができる。
おいては、上部電極14を薄膜化することにより、短波長
可視光19等を撮像エリアａの光電変換膜13に効率よく取
り込むことができ、入射光の撮像効率が向上し、また上
部電極14の薄膜化によるシート抵抗の増加による電界む
らの発生は、上部電極14上に設けられた補助電極16より
上部電極14に対して広範囲に亘って電位を供給すること
により、有効に阻止することができる。
【００１７】次に、本発明に係る積層型固体撮像装置の
具体的な実施例を、図２の（Ａ）〜（Ｄ）に示す製造工
程図を参照しながら説明する。この実施例では走査回路
部にＭＯＳスイッチングトランジスタを備えている構成
について説明する。まず、図２の（Ａ）に示すように、
半導体基板21の表面層に画素分離領域22を備えたフィー
ルド酸化膜23を形成し、次いでゲート絶縁膜24を形成
し、多結晶シリコン又はMo等の高融点金属よりなるゲー
ト電極25を形成する。そして、不純物イオンを注入して
トランジスタのソース部26とドレイン部27を形成し、そ
の上に第１の絶縁膜28を堆積した後、第１の絶縁膜28に
設けたコンタクトホールを介して、ソース部26及びドレ
イン部27とそれぞれ電気的に接続した金属電極29，30を
形成する。
具体的な実施例を、図２の（Ａ）〜（Ｄ）に示す製造工
程図を参照しながら説明する。この実施例では走査回路
部にＭＯＳスイッチングトランジスタを備えている構成
について説明する。まず、図２の（Ａ）に示すように、
半導体基板21の表面層に画素分離領域22を備えたフィー
ルド酸化膜23を形成し、次いでゲート絶縁膜24を形成
し、多結晶シリコン又はMo等の高融点金属よりなるゲー
ト電極25を形成する。そして、不純物イオンを注入して
トランジスタのソース部26とドレイン部27を形成し、そ
の上に第１の絶縁膜28を堆積した後、第１の絶縁膜28に
設けたコンタクトホールを介して、ソース部26及びドレ
イン部27とそれぞれ電気的に接続した金属電極29，30を
形成する。
【００１８】次に、図２の（Ｂ）に示すように、金属電
極29，30の上に、同様に第２の絶縁膜31を堆積した後、
第２の絶縁膜31に設けたコンタクトホールを介して、ソ
ース部26と電気的に導通され、画素毎に分離した画素電
極32を形成して、走査回路部を構成する。
極29，30の上に、同様に第２の絶縁膜31を堆積した後、
第２の絶縁膜31に設けたコンタクトホールを介して、ソ
ース部26と電気的に導通され、画素毎に分離した画素電
極32を形成して、走査回路部を構成する。
【００１９】次に、このように構成された走査回路部の
画素電極32と第２の絶縁膜31上に、図２の（Ｃ）に示す
ように、３硫化アンチモン（Sb2 Ｓ3 ）や３セレン化砒
素（As2 Se3 ）等からなる第１の電荷注入阻止層33を形
成する。次いで、アモルファスセレン（ａ−Se）を主体
とした光電変換膜34を形成する。この際、同時に、砒素
（As）やテルル（Te）をドープして耐熱性や光感度を制
御する。次に、酸化セリウム（CeＯ2 ），酸化ゲルマニ
ウム（GeＯ2 ）等からなる第２の電荷注入阻止層35を形
成する。次いで、ＩＴＯ（インジウム−錫酸化膜）から
なる透光性上部電極36を、40℃以下に保持して形成す
る。本来ならば、ＩＴＯを形成した後 200℃以上の窒素
雰囲気中で加熱して、透過率を改善するが、加熱により
光電変換膜34を構成するアモルファスセレンが結晶化し
てしまうため、このような加熱工程を加えることは不可
能である。次いで、同じく40℃以下の低温スパッタリン
グ法で、厚さ１μｍのタングステンからなる補助電極37
を、上部電極36の周辺部の非撮像エリアに形成し、積層
型固体撮像装置を得る。
画素電極32と第２の絶縁膜31上に、図２の（Ｃ）に示す
ように、３硫化アンチモン（Sb2 Ｓ3 ）や３セレン化砒
素（As2 Se3 ）等からなる第１の電荷注入阻止層33を形
成する。次いで、アモルファスセレン（ａ−Se）を主体
とした光電変換膜34を形成する。この際、同時に、砒素
（As）やテルル（Te）をドープして耐熱性や光感度を制
御する。次に、酸化セリウム（CeＯ2 ），酸化ゲルマニ
ウム（GeＯ2 ）等からなる第２の電荷注入阻止層35を形
成する。次いで、ＩＴＯ（インジウム−錫酸化膜）から
なる透光性上部電極36を、40℃以下に保持して形成す
る。本来ならば、ＩＴＯを形成した後 200℃以上の窒素
雰囲気中で加熱して、透過率を改善するが、加熱により
光電変換膜34を構成するアモルファスセレンが結晶化し
てしまうため、このような加熱工程を加えることは不可
能である。次いで、同じく40℃以下の低温スパッタリン
グ法で、厚さ１μｍのタングステンからなる補助電極37
を、上部電極36の周辺部の非撮像エリアに形成し、積層
型固体撮像装置を得る。
【００２０】上記実施例では、可視光撮像用のものを示
したが、本発明は軟Ｘ線撮像用など他の荷電粒子線撮像
用の積層型固体撮像装置にも適用できるものであり、例
えば軟Ｘ線撮像用のものは次のように構成する。すなわ
ち、図２の（Ｂ）に示した画素電極を備えた走査回路部
上に、第１の電荷注入阻止層として、厚さ20nmの窒化シ
リコンSiX1Ｎ1-X1（０＜Ｘ１＜１）等を形成し、光電変
換膜として、ホウ素10ppm ドープした厚さ 1.2μｍの水
素化アモルファスシリコン（ａ−Si：Ｈ）を形成し、第
２の電荷注入阻止層として、厚さ20nmの窒化シリコンSi
X2Ｎ1-X2（０＜Ｘ２＜１）等を形成する。この第１の電
荷注入阻止層から第２の電荷注入阻止層までの積層工程
は、同じ製造装置内においてＣＶＤ法により形成する。
次いで、150 ℃以下に保持したスパッタリング法で、厚
さ40nmのモリブデンを上部電極として形成し、同じく15
0 ℃以下のスパッタリング法で、厚さ１μｍのクロムを
上部電極上に、撮像エリアが開口するようにして形成し
補助電極とすることにより、軟Ｘ線撮像用の積層型固体
撮像装置が得られる。
したが、本発明は軟Ｘ線撮像用など他の荷電粒子線撮像
用の積層型固体撮像装置にも適用できるものであり、例
えば軟Ｘ線撮像用のものは次のように構成する。すなわ
ち、図２の（Ｂ）に示した画素電極を備えた走査回路部
上に、第１の電荷注入阻止層として、厚さ20nmの窒化シ
リコンSiX1Ｎ1-X1（０＜Ｘ１＜１）等を形成し、光電変
換膜として、ホウ素10ppm ドープした厚さ 1.2μｍの水
素化アモルファスシリコン（ａ−Si：Ｈ）を形成し、第
２の電荷注入阻止層として、厚さ20nmの窒化シリコンSi
X2Ｎ1-X2（０＜Ｘ２＜１）等を形成する。この第１の電
荷注入阻止層から第２の電荷注入阻止層までの積層工程
は、同じ製造装置内においてＣＶＤ法により形成する。
次いで、150 ℃以下に保持したスパッタリング法で、厚
さ40nmのモリブデンを上部電極として形成し、同じく15
0 ℃以下のスパッタリング法で、厚さ１μｍのクロムを
上部電極上に、撮像エリアが開口するようにして形成し
補助電極とすることにより、軟Ｘ線撮像用の積層型固体
撮像装置が得られる。
【００２１】このように構成した軟Ｘ線撮像用のものに
おいては、加速電子や波長の短い軟Ｘ線を撮像した場合
に、２次Ｘ線が発生しても、少なくとも非撮像エリアは
厚膜の補助電極で遮蔽された状態になっているので、下
部の走査回路部に達する量は低減され、２次Ｘ線による
ダメージを回避することができる。
おいては、加速電子や波長の短い軟Ｘ線を撮像した場合
に、２次Ｘ線が発生しても、少なくとも非撮像エリアは
厚膜の補助電極で遮蔽された状態になっているので、下
部の走査回路部に達する量は低減され、２次Ｘ線による
ダメージを回避することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
請求項１記載の発明によれば、上部電極を薄膜化してい
るので、短波長可視光等を光電変換膜に効率よく取り込
むことができ、また上部電極の非撮像エリア部分に厚い
不透光性導電膜を形成したので、電界むらの発生を防止
し画質の向上を図ることができる。また請求項２記載の
発明によれば、可視光に対しては透光性がよく電子線や
軟Ｘ線に対しては透過率のよい上部電極を備えた積層型
固体撮像装置が得られ、また請求項３記載の発明によれ
ば、電界むらの発生を一層効果的に防止し、また半導体
基板へのダメージを低減させることの可能な積層型固体
撮像装置を実現することができる。
請求項１記載の発明によれば、上部電極を薄膜化してい
るので、短波長可視光等を光電変換膜に効率よく取り込
むことができ、また上部電極の非撮像エリア部分に厚い
不透光性導電膜を形成したので、電界むらの発生を防止
し画質の向上を図ることができる。また請求項２記載の
発明によれば、可視光に対しては透光性がよく電子線や
軟Ｘ線に対しては透過率のよい上部電極を備えた積層型
固体撮像装置が得られ、また請求項３記載の発明によれ
ば、電界むらの発生を一層効果的に防止し、また半導体
基板へのダメージを低減させることの可能な積層型固体
撮像装置を実現することができる。
【図１】本発明に係る積層型固体撮像装置の基本的な実
施例の一部を示す断面図及び全体斜視図である。
施例の一部を示す断面図及び全体斜視図である。
【図２】本発明の具体的な実施例を説明するための製造
工程図である。
工程図である。
【図３】従来の積層型固体撮像装置の構成例の一部を示
す断面図及び全体斜視図である。
す断面図及び全体斜視図である。
１ 半導体基板 ２ ソース部 ３ ドレイン部 ４ ゲート電極 ５ 画素分離領域 ６ フィールド酸化膜 ７ 第１の絶縁膜 ８，９ 金属電極 10 第２の絶縁膜 11 画素電極 12 走査回路部 13 光電変換膜 14 上部電極 15 感光部 16 補助電極 17 補助電極パッド 18 パッド電極 21 半導体基板 22 画素分離領域 23 フィールド酸化膜 24 ゲート絶縁膜 25 ゲート電極 26 ソース部 27 ドレイン部 28 第１の絶縁膜 29，30 金属電極 31 第２の絶縁膜 32 画素電極 33 第１の電荷注入阻止層 34 光電変換膜 35 第２の電荷注入阻止層 36 上部電極 37 補助電極
フロントページの続き (72)発明者 小杉 美津男 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に信号電荷蓄積部及び信号
読み出し部を画素毎に形成し、且つ各信号電荷蓄積部に
電気的に接続された各画素電極を有する走査回路部上
に、光電変換膜と該光電変換膜に電界を印加するための
上部電極とを積層してなる積層型固体撮像装置におい
て、前記上部電極を薄膜化すると共に、該上部電極の非
撮像エリア部分に厚い不透光性導電膜を接合して配設し
たことを特徴とする積層型固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記上部電極は、膜厚が５〜 100nmの、
ＩＴＯ又はSnＯ2 の透光性電極、あるいはAl又はMoの不
透光性電極のいずれかで構成されていることを特徴とす
る請求項１記載の積層型固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記不透光性導電膜は、膜厚が 500nm〜
10μｍのAl，Ｗ，Crのいずれか１種又は２種以上の材料
で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載
の積層型固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7025806A JPH08204165A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 積層型固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7025806A JPH08204165A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 積層型固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08204165A true JPH08204165A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=12176118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7025806A Pending JPH08204165A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 積層型固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08204165A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059465A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Fujifilm Corp | 光電変換素子及び撮像素子 |
| JP2010165905A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Fujifilm Corp | 放射線固体検出器 |
| JP2012506623A (ja) * | 2008-10-21 | 2012-03-15 | クロステック・キャピタル，リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 裏面照射型イメージセンサ |
| WO2012070164A1 (ja) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| JPWO2015125443A1 (ja) * | 2014-02-19 | 2017-03-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 受光デバイスおよびその製造方法 |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP7025806A patent/JPH08204165A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059465A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Fujifilm Corp | 光電変換素子及び撮像素子 |
| JP2012506623A (ja) * | 2008-10-21 | 2012-03-15 | クロステック・キャピタル，リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 裏面照射型イメージセンサ |
| JP2014042046A (ja) * | 2008-10-21 | 2014-03-06 | Intellectual Venturesii Llc | 裏面照射型イメージセンサ |
| US9553122B2 (en) | 2008-10-21 | 2017-01-24 | Intellectual Ventures Ii Llc | Backside illuminated image sensor |
| US10020338B2 (en) | 2008-10-21 | 2018-07-10 | Intellectual Ventures Ii Llc | Backside illuminated image sensor |
| JP2010165905A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Fujifilm Corp | 放射線固体検出器 |
| WO2012070164A1 (ja) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| JPWO2015125443A1 (ja) * | 2014-02-19 | 2017-03-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 受光デバイスおよびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030603 |