JPS58141552A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPS58141552A
JPS58141552A JP57024994A JP2499482A JPS58141552A JP S58141552 A JPS58141552 A JP S58141552A JP 57024994 A JP57024994 A JP 57024994A JP 2499482 A JP2499482 A JP 2499482A JP S58141552 A JPS58141552 A JP S58141552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
semiconductor
semiconductor layer
conductive layer
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP57024994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP57024994A priority Critical patent/JPS58141552A/en
Publication of JPS58141552A publication Critical patent/JPS58141552A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14681Bipolar transistor imagers

Abstract

PURPOSE:To unify a phototransistor array onto the same substrate also including a peripheral circuit, and to form the array at low cost through a low process which does not exist in a single crystalline semiconductor by laminating NIPIN or PINIP type semiconductors onto the substrate and forming an IGFET with a channel forming region into IPI or INI regions. CONSTITUTION:A metallic film 2 made of Ni, Cr, Mo1Si, etc. is buried into the insulating substrate such as a glass or alumina substrate, and the surface is formed as approximately the same plane as the substrate. A metallic or semiconductor layer constituting a gate electrode is laminated again. The film is etched, and the gate electrode 12 is laminated and formed onto a gate insulator 11 in the lateral direction. A first conductive layer 2 shields incident light from the substrate side, and the IGFET20 is used as an IGFET having no photosensitivity merely. X-axis wiring is formed by first conductive layers 2, 3 and Y-axis wiring by a second conductive layer 9 in bipolar phototransistors 21, 22, and the phototransistors are constituted in matrix shape.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導電性基板上または絶縁性基板上の導電層とり
なる′電極上に、たてチャネル型の4・4層型の絶縁ゲ
イト型半導体装置(以上中1c工GFETという)を設
けた半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a vertical channel type 4/4 layer type insulated gate type semiconductor device (in the above, The present invention relates to a semiconductor device equipped with a GFET (GFET).

インまたはソース)接合せしめることにより、オフ状態
のリーク′亀流をNIN〜またはP工N匿合を有するI
GFBT K比べてさらに1/1o〜1/1o′もtげ
ることを特徴としている。
By connecting the leakage current in the off-state (in or source), the off-state leakage current can be reduced to
It is characterized by a further 1/1o to 1/1o' increase compared to GFBT K.

本発明は同一基板上にN′IP工N゛またはぜINIP
゛接合を有するバイポーラ型トランジスタ特にフォトト
ランジスタを設けることにより、BニーMlS型の集積
購造を非単結晶半導体を用いて構成せしめることを特徴
としている。
The present invention provides an N'IP process N' or a separate INIP process on the same substrate.
The present invention is characterized in that by providing a bipolar transistor, particularly a phototransistor, having a junction, a B-nee MLS type integrated circuit can be constructed using a non-single-crystal semiconductor.

本発明は、基板′tIL極または絶縁基板上の導電層の
電極上に、アモルファスまたは5〜100Aのショート
レンジオー ダの結晶性(規則性)を有する手挿単結晶
質(セミアモルファス)またはマイクロポリクリスタル
構造を有するいわゆる非単結晶半導体を積層して、P工
N工Pまたは 。
The present invention provides an amorphous or manually inserted single crystal (semi-amorphous) or micro-crystalline material having crystallinity (regularity) on the order of a short range of 5 to 100 A on the electrode of a conductive layer on a substrate'tIL electrode or an insulating substrate. By laminating so-called non-single-crystal semiconductors with a polycrystalline structure, it is possible to produce P-type, N-type, or P-type semiconductors.

N工P工N構造を肩するIGNET 、バイポーラトラ
ンジスタおよびその複合化した半導体装置に関する・。
Regarding IGNET, which supports N-engineering, P-engineering, and N-structures, bipolar transistors and their composite semiconductor devices.

本発明は透光性基板上に透光性導電膜を第1の電極とし
て設け、この上面に水素またはハロゲン元素が再結合中
心中第11剤として添加された前記した非単結晶半纏体
を積層し、この半導体を有するトランジスタを接合化し
、バイポーラトランジスタにより光センサのアレーを、
またその周辺部のデコーダ、ドライバ等に対しては工G
FETを集積化して、トランジスタの増巾作用をも利用
して照射光に対する感度を向上せしめた光変換集積回路
に関する。
In the present invention, a transparent conductive film is provided as a first electrode on a transparent substrate, and the above-mentioned non-single crystal semi-solid body to which hydrogen or a halogen element is added as an eleventh agent among recombination centers is laminated on the upper surface of the transparent conductive film. Then, by combining transistors with this semiconductor, we can create an optical sensor array using bipolar transistors.
In addition, the decoders, drivers, etc. in the surrounding areas are subject to engineering work.
The present invention relates to a light conversion integrated circuit that integrates FETs and improves sensitivity to irradiated light by also utilizing the amplification effect of transistors.

従来プラズマOVD法または減圧Cv′D法によシ光電
変換装置を半導体層を積層して設けんとする場合、P工
IJ接合を有するダイオード11〜造の太陽電池が有名
である。これは本発明人VCよりなされたものであシ、
昭和49年6月20日(特j顔昭49−71 ’73 
B)にその詳イIIが示されている。さらにその際、光
入射元側のP′またilN層での光吸収損失を少なくす
るため、炭化珪、E等の広いEgとしたヘテロ]妾合の
光電変換装置i=’eが本発明人により提東されている
。(U日P4.239.554  対応日本特許 特許
願53−86867、53−868681藤l」53年
7月17日出願)しかしこれらはすべてダイオード構造
であり、トランジスタとE7ては増巾作用を期待するこ
とができない。そのため光セン(4 すとしての微−殉′光の検出には不適当であり、またマ
トリックスアレーを設けた場合、その周辺部のデコーダ
呻ドライバーを同一プロセスにより作ることは不可能で
あった。本発明はかかる欠点を除去するため、バイボー
2トランジスタを100〜400°C特に150〜30
0”Oの温度で作る。
Conventionally, when a photoelectric conversion device is to be provided by laminating semiconductor layers by a plasma OVD method or a low pressure Cv'D method, solar cells of diodes 11 to 11 having a P-IJ junction are well known. This was made by the inventor VC,
June 20, 1973 (Special face 1971-71 '73
The details are shown in B). Furthermore, in order to reduce light absorption loss in the P' or ilN layer on the light incidence source side, the photoelectric conversion device i='e of the hetero] conjoint is made of silicon carbide, E, etc. with a wide Eg. It has been published by. (U-Japan P4.239.554 Corresponding Japanese patent application 53-86867, 53-868681 Fujil filed on July 17, 1953) However, these are all diode structures, and the transistor and E7 are expected to have a widening effect. Can not do it. Therefore, it is unsuitable for detecting faint light as a light sensor, and when a matrix array is provided, it is impossible to make the decoder driver in the peripheral area using the same process. In order to eliminate such drawbacks, the present invention aims to heat the Bibo 2 transistor at temperatures of 100 to 400°C, particularly 150 to 30°C.
Made at a temperature of 0”O.

即ちプラズマOVD法により非単結晶珪素、炭化珪素、
ゲルマニュームを主材料として用い、!ん板−りに積層
法により作製した半導体装置に関する。
That is, non-single crystal silicon, silicon carbide,
Using germanium as the main material,! The present invention relates to a semiconductor device manufactured by a lamination method on a board.

またプラズマOVD法を用いたバイポーラトランジスタ
に関してV」、本発明人の出願になる特許(υSF4.
254.429対応日本特許 特許願53−8346’
7.53−83468昭和53年1月8日)が知られて
いる。この特許はエネルギバンド巾をヘテロ接合にして
、かつ連続接合を有せしめ7’(PIPまたはN P 
N型のトランジスタに関するものである0 またNPN、 P工N接合を有して工GFI!!Tを構
成せしめるには、本発明人の出願になる特許@5a−1
74120(昭和56年10月29日半導体装W)が知
られている。しかしこれらはそのいずれにおいても、バ
イポーラ型トランジスタとM工8型11’lDTとを同
一基板に設けることを不可能としてお9NIPINまた
はP工N工P接合をそのいずれの型のトランジスタにも
有せしめることにより初めて可能になった点が本発明の
特徴である。
In addition, regarding a bipolar transistor using the plasma OVD method, there is a patent filed by the present inventor (υSF4.
254.429 corresponding Japanese patent patent application 53-8346'
7.53-83468 January 8, 1978) is known. This patent makes the energy band width a heterojunction and has a continuous junction 7' (PIP or N P
It is related to N-type transistors. It also has NPN, P-N junction, and GFI! ! In order to configure T, the patent filed by the present inventor @5a-1
74120 (Semiconductor Device W, October 29, 1981) is known. However, in all of these, it is impossible to provide a bipolar transistor and an M-type 8-type 11'lDT on the same substrate, and either type of transistor has a 9NIPIN or a P-type N-type P junction. A feature of the present invention is that it has become possible for the first time.

以下に図面に従ってその実施例を示す。Examples are shown below according to the drawings.

実施例1 第1図は本発明の積層型工G ’F Fi TOたて断
面図およびその製造工程を示したものである0図面にお
いて絶縁基板例えばガラスまたはアルミナ基板上にNi
、 Or、 Mo□61等の金属膜(2)を基板内にう
めこみ、その表面を基板と概略同一平面として形成した
。さらに透光性導管1層(3)を工TO1日n%酸化チ
タン等により選択的に形成した。この導電層(2)は基
板上にこの(2)の形成されない面にレジスト膜をコー
ティングし、このレジスト膜をマスクとして基板を0.
1〜3μの深さにエツチングする。さら((金属膜を全
面に蒸着。
Example 1 Figure 1 is a vertical cross-sectional view of the multilayer mold G'F Fi TO of the present invention and its manufacturing process.
A metal film (2) of , Or, Mo□61, etc. was embedded in the substrate, and its surface was formed approximately on the same plane as the substrate. Furthermore, one layer (3) of the light-transmitting conduit was selectively formed using n% titanium oxide or the like. This conductive layer (2) is formed by coating a resist film on the surface of the substrate where this conductive layer (2) is not formed, and using this resist film as a mask, the substrate is coated with a resist film.
Etch to a depth of 1-3μ. Furthermore, (metal film is deposited on the entire surface.

無電界メッキ法等によシ形成した後、レジスト膜を溶去
してリフトオフをさせた。かくして基板表面と導電層と
を概略同一平面にさせたOさらに紀1の、稗亀層(2)
 (3)上にNまたはPの第1の千尋体E11(4)を
プラズマ気相法により100〜1000Aの厚さに形成
させた。さらにこの81(4)の上に第2の真訃または
実質的に真性(不純物を人為的に添加していない)半導
体(5)(以下単に1層という)  (82)を500
〜3000Aの厚さに形成した0 さらに81(4)とは逆導電型の半導体層(83(6)
を100〜200OAの厚さに形成させた。次に82(
5)と同様の1層を100OA〜1μの厚さに84(7
)として形成させた。さらtζ第1の半導体と一対を、
(19成したソースまたはドレイン、またはコレクタま
たはエミッタとするために、81←)と同一導電型を有
する第5の半導体(8)(以下単に85という)を10
0−200OAの厚さに積1個して第1図(A)の如く
に設けた。さらに図面ではこの上面に第2の導電層(9
)を、一層の8 n O,等の透明導電膜またはAI、
 Ni、 Or等を蒸着法により積層して形成し、との
Ni、 Orを85(8)と第1の導電層とのオーム接
触を助長せしめてもよい。
After forming by electroless plating or the like, the resist film was dissolved away to perform lift-off. In this way, the substrate surface and the conductive layer were made to be approximately on the same plane.
(3) A first chihiro body E11 (4) of N or P was formed thereon to a thickness of 100 to 1000 Å by plasma vapor phase method. Furthermore, on top of this 81 (4), a second true or substantially intrinsic (no impurities are artificially added) semiconductor (5) (hereinafter simply referred to as one layer) (82) is added at 500 m
In addition, a semiconductor layer (83(6)) of a conductivity type opposite to 81(4) was formed to a thickness of ~3000A.
was formed to a thickness of 100 to 200 OA. Next, 82 (
5) One layer similar to 84 (7
). Furthermore, tζ the first semiconductor and the pair,
A fifth semiconductor (8) (hereinafter simply referred to as 85) having the same conductivity type as (81←) is used as the source or drain, collector or emitter of (19).
One piece was stacked to a thickness of 0 to 200 OA and provided as shown in FIG. 1(A). Furthermore, in the drawing, a second conductive layer (9
), a single layer of a transparent conductive film such as 8 n O, or AI,
Ni, Or, etc. may be laminated by a vapor deposition method to promote ohmic contact between the Ni, Or, and the 85(8) and the first conductive layer.

この半導体は基板上にシランのグロー放電法またはアー
ク放電法を利用して室温〜ζ00°Cの温度にて設けた
もので、非晶質(アモルファス)または5〜’100A
の大きさの微結晶性を有する半非晶質(セミアモルファ
ス)または50〜600Aの微結晶(マイクロポリクリ
スタル)構造のいわゆる非単結晶の珪素半導体を用いて
いる。特に81(4)は広い]Thgを有せしめるため
、同時にメタン(OH,)を流入して8 i x O,
−4(0<x<1 x=0. S’−0,5)とした。
This semiconductor is provided on a substrate using a silane glow discharge method or arc discharge method at a temperature of room temperature to ζ00°C, and is amorphous or 5 to 100A.
A so-called non-single-crystal silicon semiconductor having a semi-amorphous structure having microcrystallinity of 50 to 600 A or a microcrystalline structure of 50 to 600 A is used. In particular, in order to make 81(4) have a wide ]Thg, methane (OH,) is simultaneously introduced to form 8 i x O,
-4 (0<x<1 x=0.S'-0,5).

この8A8に関しては、本発明人の発明になる特許願(
特願昭55−026388855.3.3出願 セミア
モルファス半導体)にその詳細な実施例が示されている
Regarding this 8A8, the patent application (
A detailed example thereof is shown in Japanese Patent Application No. 55-026388855.3.3 (Semi-Amorphous Semiconductor).

またプラズマOVD法にて形成させる際、ぞの前に積層
して千尋体中の不純物が流入しないように各半導体層用
の反応炉を設け、それぞれの半導体層を独立に形成せし
める方法を用いた。
In addition, when forming the semiconductor layer using the plasma OVD method, a reaction furnace is provided for each semiconductor layer to prevent impurities from flowing in by stacking the layers in front of each other, and each semiconductor layer is formed independently. .

このための反応炉として、本発明人の出願になる特許願
53−15288r1853.12.10出願)K基い
て形成した。
A reactor for this purpose was formed based on the patent application No. 53-15288R1853.12.10 filed by the present inventor.

さらに第1図においてスクリーン印刷法または写真蝕刻
法によるいわゆるリソグラフィー技術によりマスク■を
用いて第2の導電層(9)を選択的に除去し、さらにこ
の導電層をマスクとして85(8)、 S 4(7)、
 S 3(6)、 82(5)を選択的に除去し、−r
−’rネル形成領域を有する82.83.84をその上
の85または導電層(8)とを概略同一形状に作製した
Furthermore, in FIG. 1, the second conductive layer (9) is selectively removed using a mask (2) using a so-called lithography technique using a screen printing method or a photoetching method. 4(7),
Selectively remove S3(6), 82(5) and -r
-'r 82, 83, 84 having a channel forming region and 85 or conductive layer (8) thereon were fabricated to have approximately the same shape.

この時S1も合わせて選択エッチをしてもよい。At this time, selective etching may be performed on S1 as well.

この第2の導電層(9)の上に第1図(A)においてさ
らに寄生容量を少なくするため、厚い絶縁膜をLPOV
D法(減圧気相法)またはプラズマOVD法により0.
3〜1μの厚さに酸化珪素膜を形成しておいてもよい。
On this second conductive layer (9), in order to further reduce the parasitic capacitance in FIG.
0.0 by D method (low pressure vapor phase method) or plasma OVD method.
A silicon oxide film may be formed to a thickness of 3 to 1 μm.

(9) また第111(B)において側面は基板(1)表面上に
部での段切を除去することは効果的であった。
(9) Also, in No. 111(B), it was effective to remove the step cut on the surface of the substrate (1) on the side surface.

さらにこの後この61〜S5の表面全体に絶縁11Ka
υを特に82〜日4の側表面にゲイト絶縁膜(II)と
して形成した。この絶縁膜は13゜56MHz〜2.4
5GHzの周波数の電磁エネルギによ’) (l”、r
性化して酸素または酸素と水素との混合気体雰囲気に1
00〜500’01j1して酸化して、200〜200
OAの厚さに形成した。
Furthermore, after this, the entire surface of these 61 to S5 is insulated to 11Ka.
υ was formed as a gate insulating film (II) particularly on the side surfaces of 82 to 4. This insulating film has a frequency of 13°56MHz to 2.4
By electromagnetic energy with a frequency of 5 GHz') (l", r
1 in an oxygen or mixed gas atmosphere of oxygen and hydrogen.
00~500'01j1 and oxidize, 200~200
It was formed to the thickness of OA.

%に基板がガラスであった場合、その中に乱まれるナト
リューム等の可動イオンが長時間のうちにこねゲイト絶
縁膜中に拡散していってしまう可能性が大きい。このた
めこの絶縁膜は、窒化珪素(813町−、O<xイ4)
または炭化珪素(SizCθくxイ1)等を用いること
がきわめて重要である。
%, if the substrate is glass, there is a high possibility that mobile ions such as sodium disturbed therein will diffuse into the kneading gate insulating film over a long period of time. Therefore, this insulating film is made of silicon nitride (813 town-, O<xi4)
Alternatively, it is extremely important to use silicon carbide (SizCθxi1) or the like.

このため窒化月−累膜を作るには以下の如くにした。す
なわち、シラン(S i H,またはSξH,)とマイ
(10) クロ波(2,45GH250〜500W出力)Kよりイ
オン化されたアンモニアまたは窒素を珪化物気体11 
Q化物気体二1:20〜1:5000として0.1〜0
.5トルに保持された反応炉内に導入し、この反応炉内
に200〜500”0代に的には300″’OK反応炉
の外側より加熱された基扱土に13.56MHzの第2
の高周波プラズマ(5〜50W出力)を加えた2段のプ
ラズマOVD法を用いた0 かくすることにより、半導体特に工GFETのチャネル
形成領域を褐′成するE+ 2(5)、 S 3(6)
、 S 4(7)の側周辺上には、この非単結晶半導体
が脱水素化等により劣化することのない低温(200〜
400’O)でゲイト絶縁膜を200〜100OAの厚
さに形成せしめることができた。窒化物気体をマイクロ
波(50〜300W) (cより励メ−φすることによ
シ十分にイオン化すると、会合していたシランの内部に
も被膜形成時にこの9素が含侵されるため、一般にいわ
れるヒステリシス特性等がみられず、さらにナトリュー
ム等に対してもマスク性を有する好ましい絶縁被膜であ
った。
Therefore, the nitrided moon-cumulative film was prepared as follows. That is, ammonia or nitrogen ionized from silane (S i H, or S
0.1-0 as Q compound gas 2 1:20-1:5000
.. A second frequency of 13.56 MHz was introduced into the reactor maintained at 5 torr, and a 13.56 MHz secondary
By using a two-stage plasma OVD method in which high-frequency plasma (output of 5 to 50 W) is applied, the channel forming region of semiconductors, especially GFETs, can be browned. )
, S4(7) is coated with a low temperature (200 to
400'O), the gate insulating film could be formed to a thickness of 200 to 1000A. When the nitride gas is sufficiently ionized by microwave (50 to 300 W) (excitation from c), these 9 elements will be impregnated into the inside of the associated silane during film formation, so generally It was a preferable insulating film that did not exhibit so-called hysteresis characteristics and also had masking properties against sodium and the like.

また5ix(!+、(O< x< 1)に関しては、絶
縁体とする際にプラズマ0Vi法を用い、TMS(テト
ラメチルシラン) (Si (OH,λ)による炭化珪
素またはアセチレン(OLH,)による炭素をプラズマ
CvD法(0,1〜1torr基板温度200〜400
’O)によりとのエネルギバンド中2.5〜3゜5ev
′f:形成させることができた。
Regarding 5ix(!+, (O< carbon by plasma CVD method (0.1 to 1 torr substrate temperature 200 to 400
'O) 2.5~3°5ev in the energy band
'f: Formation was possible.

かくの如く基板をガラスとする場合、形成温度を200
−400″Oとした半導体および基&倉劣化させないこ
とを考えると、プラズマ0ViD法により窒化珪素また
は炭化珪素d゛きわめて有゛°効なゲイト絶縁膜であっ
た。
When the substrate is made of glass like this, the forming temperature is set to 200℃.
Considering that -400"O was used to prevent semiconductor and substrate deterioration, silicon nitride or silicon carbide formed by the plasma 0ViD method was an extremely effective gate insulating film.

さらに第1図(B) K示される如く、ゲイト[K ’
(執を構成する金属または半導体層(PまたはNの4電
型の珪素半導体またはS n O,■TO等の逍明褥電
膜)を再度積層した。さらに第4のフォトリソグラフィ
ー技術■によυこの膜を選択的VCエツチングして、ゲ
イトを極02をゲイト絶縁物01)上に横方向に積層し
て設けた。
Further, as shown in FIG. 1(B), the gate [K'
(The metal or semiconductor layer constituting the structure (P or N 4-electrode type silicon semiconductor or S.N.O., ■TO, etc.) was laminated again.Furthermore, the fourth photolithography technique (■) was used. υ This film was selectively VC etched to provide a gate with the pole 02 laterally stacked on top of the gate insulator 01).

(181 この時同一基板上の他部にはバイポーラ型トランジスタ
←ηQすが同時に積層して形成される。
(181) At this time, bipolar transistors ←ηQ are simultaneously stacked and formed on other parts of the same substrate.

これはIG1t’ET(支)珍と同一のN工P工Nイ妾
合を崩しており 、s 1(4)iエミッタ、s rs
(a)はベース、s b(s)はコレクタとして作用す
る。1層(6) (8)は空乏層領域を構成している。
This breaks the same convergence as IG1t'ET (branch), s1(4)i emitter, srs
(a) acts as a base, and s b(s) acts as a collector. The first layer (6) (8) constitutes a depletion layer region.

このトランジスタの表面特に接合を有する側面はゲイト
絶縁膜と同じ絶縁膜α)が形成され、寄生チャネルの発
生を防いでいる。
An insulating film α), which is the same as the gate insulating film, is formed on the surface of this transistor, particularly on the side surface having a junction, to prevent the generation of a parasitic channel.

さらにこの時これらバイポーラ型トランジスタeυ(2
)をおおった工()FETと同様の金槁′電極04を設
ける必要がないためここでは省略11+・〕。
Furthermore, at this time, these bipolar transistors eυ(2
) is omitted here because it is not necessary to provide the same metal electrode 04 as in the FET.

カくシて同一基板(1)上に1GFET(社)とバイポ
ーラ型トランジスタH(x→を設けることができた。
I was able to provide a 1GFET and a bipolar transistor H (x→) on the same substrate (1).

この場合、バイポーラ型トランジスタのベースの電極リ
ードを省略して、いわゆるフォトトランジスタアレーを
ここでは構成させている。
In this case, the base electrode lead of the bipolar transistor is omitted to form a so-called phototransistor array.

しかし設削の必要に応じて作製してもよい。However, it may be manufactured according to the necessity of machining.

第1図(0)は第1図(B)の土にポリイミド、PIQ
等を層間絶縁物θQとして塗付コーティングし、さらに
第3の導電層を形成させた。すなわち電極大aカを第5
のマスク■によシ設け、さらにA1蒸4によシ配線01
を第6のマスク■によシ形成させている。
Figure 1 (0) shows polyimide and PIQ in the soil of Figure 1 (B).
etc. were applied as an interlayer insulator θQ to form a third conductive layer. In other words, the electrode size is the fifth
The mask ■ is provided, and the wiring 01 is added to A1 vapor 4.
is formed by the sixth mask (2).

第1図(0) Kおりて基板側よりの入射光に対し第1
の導電層(2)は光鎖閉を行ない工GFET(至)は単
に感光性を有さないHnTとして用いている。
Figure 1 (0)
The conductive layer (2) performs photo-locking, and the GFET (2) is simply used as HnT without photosensitivity.

またバイポーラフォトトランジスタe1)(ハ)はX軸
方向の配線を第1の導電層(2)、(3)により、また
第2の導電層(9)KよシY軸方向の配線を設け、マト
リックス構成をさせることができた。
In addition, the bipolar phototransistor e1) (c) is provided with wiring in the X-axis direction through the first conductive layers (2) and (3), and wiring in the Y-axis direction through the second conductive layer (9) K. I was able to create a matrix configuration.

またはフォトトランジスタQ1(イ)間でゴーストノ の発生を防しるに加えて、導電層の抵抗を下げるため、
第1の導電層(2)、(3)を重ね合わせている。
Alternatively, in addition to preventing the generation of ghost noise between phototransistor Q1 (a), in order to lower the resistance of the conductive layer,
The first conductive layers (2) and (3) are overlapped.

さらにこのフォトトランジスタアレーのデコーダ、ドラ
イバ、その周辺4幾構は工()FIT■を同一基板に複
数ケ設けることによ多回路設計に従って設けることがで
きた。
Furthermore, the decoder, driver, and four peripheral components of this phototransistor array can be provided according to a multi-circuit design by providing a plurality of FITs on the same substrate.

以上の説明よシ明らかな如く、本発明は非単結晶半導体
を用いておシ、ガラス基板等の安価な基板−ヒにN工P
工NまたはP工N工P型の半導体を積層して工P工また
は1N■領域にチャネル形成領域を有する工GFBTを
設けること、さらに同じ半導体を用いてフォトトランジ
スタを同一基板にたて方向に電流の流れる如くにして設
けたことを特徴としている。
As is clear from the above description, the present invention uses non-single crystal semiconductors, and is suitable for use in inexpensive substrates such as glass substrates.
A GFBT having a channel formation region in the 1N or 1N region is formed by stacking N or P type semiconductors, and phototransistors are also stacked vertically on the same substrate using the same semiconductors. It is characterized by being provided in such a way that current flows through it.

その結果、500X500のフォトトランジスタアレー
を/i″1cI=1問も同一基板に一体化して単結晶半
導体ではみられない低 プロセスで安価に設は不ことが
できた。
As a result, we were able to integrate a 500 x 500 phototransistor array on the same substrate and create it at a low cost and with a process that is not possible with single-crystal semiconductors.

第1図において透光性基板(1)の入射光側面に半導体
とのin側を4層膜を形成し、入射光の反射を少なくし
た光フィルターを設けてもよい。
In FIG. 1, an optical filter may be provided by forming a four-layer film on the side surface of the light-transmitting substrate (1) on which the light enters and the in side with the semiconductor to reduce the reflection of the light incident thereon.

実施例2 この実施例はN工P工NまたはP工N工P接合を有スル
たてチャネルTOFF!Tを高密度化するための配線と
の関係を求めたものである。その製造方α時 法は実施例1と同様である。
Embodiment 2 This embodiment is a vertical channel TOFF! with N-type P-type N or P-type N-type P junction. The relationship with wiring for increasing T density is determined. The manufacturing method α is the same as in Example 1.

第2図(A)は基板(1)上の導電層(2)が横方向に
その配線がなされ、またゲイ) (14も同様K 17
,1方向になされ、他方S 5(El)が図面に旧直方
向に配線がなされた場合である。図面においてはIGF
ET(’Q eAの2つが示されであるが、7トリツク
スク 化して10〜10′+を同一基板に配列せしめてもよい
0 図面においてその番号は第1図の実施例に対応している
In Fig. 2 (A), the conductive layer (2) on the substrate (1) is wired horizontally, and the conductive layer (2) on the substrate (1) is wired horizontally.
, in one direction, and the other S5 (El) is wired in the direction perpendicular to the drawing. IGF in drawings
Although two ET ('Q eA's) are shown, 10 to 10'+ may be arranged in a 7-trick array on the same substrate. In the drawings, the numbers correspond to the embodiment of FIG. 1.

その製造においては、リソグラフィー用マスクは■〜■
と34市類のみでよい。ゲイトの2浮′市層04とS 
5(S)の導電層との間に寄生容■の発生を防止するた
めに実施例I VCて示した酸化珪素(1楊が日5(8
)の上に0.3〜2μの厚さf/C績1〆させている。
In its manufacture, lithography masks are
Only 34 cities are required. Gate 2 Floating City Layer 04 and S
In order to prevent the generation of parasitic capacitance (1) between the conductive layer of Example I VC and the conductive layer of
) is coated with a thickness f/C of 0.3 to 2μ.

製造はこの酸化珪素θ1をパターニングし、さらにこの
酸化珪素をマスクとしてその下のEl 5(8)84(
7)、 El 3(6)、 s 2(5)、” S 1
(4)をエツチングして、tべての半導体層を概略同一
形状に形成させた実施例を示している。
For manufacturing, this silicon oxide θ1 is patterned, and the silicon oxide is used as a mask to form the underlying El 5(8)84(
7), El 3(6), s 2(5),” S 1
(4) shows an example in which all the semiconductor layers are formed into approximately the same shape by etching.

実施例3 第2図()11)は本発明の他の実施例を示す。Example 3 FIG. 2() 11) shows another embodiment of the present invention.

図面において工a v w Td缶配線が81(4)に
連結した第、1の導電層(2)が喝方向、またS@B)
 Kコンタクト0とにより連結した第2の導電層配線0
りが横方向、またゲイト電極に連結した第Yの導電層α
1が図面に垂直にたて方向に設けられ、各導電層間を層
間絶縁物oI)、onによシ離間して配線せしめたもの
である。
In the drawing, the first conductive layer (2) connected to the wiring 81 (4) and the first conductive layer (2) are in the direction, and S@B)
Second conductive layer wiring 0 connected to K contact 0
The direction is horizontal, and the Y-th conductive layer α connected to the gate electrode
1 is provided in the vertical direction perpendicular to the drawing, and the conductive layers are spaced apart from each other by interlayer insulators (oI), on (on) and wired between them.

図面においては基板(1)上の導電層(2)を■のマス
クによシバターニングし、S 1(4) El 5(8
)を積層してセルファライン的に■のマスクによりエツ
チングした。またゲイト絶縁物α■を形成した後その上
にゲイト電極0・ν、そのリード0ゆを■によ多形成し
た。加えて層間絶縁物口・をポリイミド樹脂、P工Q等
により0.5〜2μの厚さに形成した後、コンタクト穴
0′I)を作り、85(8) K連結した電極・リード
を構成する第3の導電層(1糟をマスク■によシ作製し
、3層配線が5種類のマスクによシ作製が可能であるこ
とを示したものである。
In the drawing, the conductive layer (2) on the substrate (1) is patterned using a mask of
) were laminated and etched using a self-aligned mask. Further, after forming a gate insulator α■, gate electrodes 0 and ν and their leads 0Y were formed thereon. In addition, after forming an interlayer insulator opening with polyimide resin, P-type Q, etc. to a thickness of 0.5 to 2μ, a contact hole 0'I) is made, and an 85(8)K connected electrode/lead is formed. The third conductive layer (1 layer) was fabricated using a mask (1), demonstrating that three-layer wiring can be fabricated using five types of masks.

実施例4 第2図(0)に本発明の他の実施例を示す。すなわち基
板(1)よに第1の導電層(2)をマスク■にょシ図面
で横方向(X方向)K延在した形状に示した。またS 
5(8) 、ゲイト電極・リードM Ili図而で面直
方向(Y方向)(で示されている。
Embodiment 4 Another embodiment of the present invention is shown in FIG. 2(0). That is, like the substrate (1), the first conductive layer (2) is shown in a shape extending in the lateral direction (X direction) in the drawing with a mask. Also S
5(8), the gate electrode/lead M Ili is shown in the perpendicular direction (Y direction).

とれは工GFFjT…において第2の導電層(9)にょ
シS2〜S5をマスク■によシ、チャネル形成領域にお
いてまたこの82(5トS 5(8)をまたぐ如くにし
ておおったゲイト(14を加えて、また82〜84にお
いて特に素子間のチャネルを形成しない領域VCおいて
は日5(8)土にのみゲイトリードをマスク■により作
ったものである。
In the process GFFjT..., the second conductive layer (9) S2 to S5 is covered with a mask 2, and the gate (82) covered in the channel formation region is again straddled over S5 (8). In addition, gate leads were made using a mask (2) only on Sunday, May 5th (8th), especially in areas VC of 82 to 84 where channels between elements are not formed.

以上の実施例2,3.4に示される如く、本発明の工G
F’BTはソースオたけドレインを構成するS 1(4
)ドレインまたはソースを1拷成するS 5(8)およ
びS2〜S4にチャネル形成領域01を形成するゲイト
絶縁物0→上のゲイト電極04が任:#にその設計上の
要素を全く自由に父けいれてX方向、Y方向に前紡形成
せしめることが可能となった。
As shown in Examples 2 and 3.4 above, the process G of the present invention
F'BT is S 1 (4
) Gate insulator 0 to form channel forming region 01 in S5(8) and S2 to S4 to form channel forming region 01 → Gate electrode 04 on top is left to control: # is completely free to change its design elements It became possible to form the pre-spun in the X direction and the Y direction by turning the father.

これは従来よシ知られた横方向にチャネルが形成される
IGFFiT K比べて、プラズマOVD法を中心とし
て半導体Msl、 82.83.84. s5を順次積
層して形成しχいく構造を有するとともに、8184、
85は実質的なセルファライン構造であるために初めて
可能になったもので、その工業的効果はきわめて大きい
This is compared to the conventionally known IGFFiT K in which a channel is formed in the lateral direction, and the semiconductor Msl, 82.83.84. It has a structure in which 8184, 8184,
85 was made possible for the first time because it has a substantial self-line structure, and its industrial effects are extremely large.

また実施例2−4において、これらの工GNETではな
くフォトトランジスタとして同様にマトリックスht 
#177(することができることは実施例1での組合せ
Vζおいて可能であることはいう1でもない。
In addition, in Example 2-4, the matrix ht is used as a phototransistor instead of these GNETs.
#177 (The things that can be done are not the same as those that are possible with the combination Vζ in Example 1.

本発明においてバイポーラフォトトランジスタを素子ま
たは面状のアレー構成とした場合、S2の1層を珪Q(
2,a〜1.9θV)とすると、その視感度が人間の目
と、慨略同じであるため、人の視覚と同じ波長感度を得
ることができる。かくシテイメージセンサコンピュータ
のカード読取イJiIα4I正 シセンサきらに訃−一一一散等のどろぼうよけセンナ等
に用いてもよい。
In the present invention, when the bipolar phototransistor is configured as an element or a planar array, one layer of S2 is made of silicon Q (
2.a to 1.9 θV), the visibility is approximately the same as that of the human eye, and therefore the same wavelength sensitivity as human vision can be obtained. This image sensor may also be used as a computer card reading sensor to prevent thieves, such as a computer card reader.

また本発明において、このフォトトランジスタの周辺部
には実施例1〜4に示す如き絶縁ゲイト型電界効果半導
体装置(I G F E T)を構成せしめたことで、
同一基板上に工GFII!Tとバイポーラトランジスタ
とフォトトランジスタとを同一半導体層をJl」いて作
ることができる。そのため大集積化されたアモルファス
半導体を含む非単結晶半導体を用いた集積回路な構成さ
せることができた。
Furthermore, in the present invention, an insulated gate field effect semiconductor device (IGFET) as shown in Examples 1 to 4 is configured in the peripheral portion of the phototransistor.
Engineering GFII on the same board! A bipolar transistor and a phototransistor can be made by using the same semiconductor layer. Therefore, it was possible to construct an integrated circuit using non-single crystal semiconductors including highly integrated amorphous semiconductors.

本発明におい°C半導体装置を積層するにあたシ、各半
導体層を形成する工程におい゛C1反応炉よシ外部にと
り出すと、半導体の表面が空気と酸化し、その際電流を
通し得る薄膜の絶縁膜が形成される。、しかしこれらの
絶縁膜U: n K fftft動的効果さな、いとと
も合せ、これら半導体層1〜S6の半導体中または界面
に絶縁膜を形成することは本発明の半導体の変形である
In the present invention, in the process of forming each semiconductor layer, the surface of the semiconductor is oxidized with air, and a thin film that can conduct current is removed from the C1 reactor. An insulating film is formed. However, in addition to the dynamic effects of these insulating films U: n K fftft, it is a modification of the semiconductor of the present invention to form an insulating film in or at the interface of these semiconductor layers 1 to S6.

本発明において第1の半導体層に用いるS 1xol−
、(0<x< 1)とした広いPgを有する半導体は一
般的11tl結晶化度が0−30係と低く、■ノーはS
lを生JN+とするため、その結晶化度が20〜50係
と高くなυ、本発明の非単結晶半導体を用いた半導体装
置に用いられる半導体層において、一部がアモルファス
、一部がセミアモルファス等の混合がなされてよいこと
はいうまでもない。
S 1xol- used for the first semiconductor layer in the present invention
, (0 <
Since l is raw JN+, its crystallinity is as high as 20 to 50, υ, and in the semiconductor layer used in the semiconductor device using the non-single crystal semiconductor of the present invention, part of it is amorphous and part of it is semi-semi. It goes without saying that amorphous materials may be mixed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の製造工程を示すとともに、本発明の半
導体装置のたて断面図を示す。 第2図は本発り]の他の実施例の半導体装置のたて断面
図である。
FIG. 1 shows the manufacturing process of the present invention and also shows a vertical sectional view of the semiconductor device of the present invention. FIG. 2 is a vertical sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、導電性基板または絶縁性基板上の導電層よりなる第
1の電極と、該電極上に一導電型の第1の非単結晶半導
体層と、該半導体層上の真性または実質的:て異性の箕
2の半導体層と、該半導体層上の前記第1の半導体層と
は逆導電型の第3の非単結晶半導体層と、核中導体層上
C真竪また1・ま実質的に真性の第4の非単結晶半導体
層と、該半導体層上の前記第1の半導体層と同一導電型
を有する第5の非単結晶半導体層とを有する第1の半導
体領域と第2の半導体領域とを少なくとも有し、前記第
1の半導体領域においては、前記第1および第5の半導
体が一対のソース、ドレインを箒成する絶縁ゲイト型電
界効果半導体装置が設けられ、さらに前記第2の半導体
領域においては、前記第1および第5の半導体領域がエ
ミッタ、コレクタを141f成するバイポーラIt’1
1半導体装置が設けられたことを!1!f徴とする甲導
体装置。
1. A first electrode made of a conductive layer on a conductive substrate or an insulating substrate, a first non-single crystal semiconductor layer of one conductivity type on the electrode, and an intrinsic or substantial semiconductor layer on the semiconductor layer. A semiconductor layer of the opposite sex, a third non-single crystal semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor layer on the semiconductor layer, and a C vertically or substantially substantially a first semiconductor region having a fourth non-single-crystal semiconductor layer intrinsic to the semiconductor layer, and a fifth non-single-crystal semiconductor layer having the same conductivity type as the first semiconductor layer on the semiconductor layer; an insulated gate field effect semiconductor device having at least a semiconductor region, in the first semiconductor region, the first and fifth semiconductors form a pair of sources and drains; In the semiconductor region, the first and fifth semiconductor regions form a bipolar It'1 which forms an emitter and a collector 141f.
1. That a semiconductor device was installed! 1! A conductor device with f characteristics.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4855797A (en) * 1987-07-06 1989-08-08 Siemens Corporate Research And Support, Inc. Modulation doped high electron mobility transistor with n-i-p-i structure

Cited By (1)

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