JPS60227467A - イメ−ジセンサ - Google Patents

イメ−ジセンサ

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Publication number
JPS60227467A
JPS60227467A JP59084594A JP8459484A JPS60227467A JP S60227467 A JPS60227467 A JP S60227467A JP 59084594 A JP59084594 A JP 59084594A JP 8459484 A JP8459484 A JP 8459484A JP S60227467 A JPS60227467 A JP S60227467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
schottky
film
amorphous silicon
film transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59084594A
Other languages
English (en)
Inventor
Fujio Okumura
藤男 奥村
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS60227467A publication Critical patent/JPS60227467A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非晶質シリコンを用いたイメージセンサに関す
る。さらに詳しくは、非晶質シリコンを使った薄膜トラ
ンジスタをスイッチング素子とするイメージセンサに関
する。
〔従来技術とその問題点〕
ファクシミリやOCR等の光学読取系に使われるイメー
ジセンサには、現在主にCCD (電荷結合デバイス)
やMOS型のICセンサがある。しかし、ICセンサは
小型であるため原稿を縮小投影する丸めの大きな光学系
が必要である点で、装置の小型化に対する大きな障害と
なっている。
この問題を解決するために原稿と同一サイズの密着型イ
メージセンサが開発されている。密着型イメージセンサ
は原稿に密着させて用いるためセンサ自体は大きいが装
置は小型になる。この密着型イメージセンサに使われる
材料は非晶質シリコンが主流となっている。その理由は
高速動作に必要な速い光応答速度を持っている点にある
。しかしながら、非晶質シリコンを使ったイメージセン
サは電荷蓄積型であるから1つ1つの素子にスイッチン
グ素子が必要である。スイッチング素子に通常のICア
ナログスイッチを用いた場合ICの数はA4判で数十個
〜百個以上となる。しかもICとセンサとの間に膨大な
数のポンディングが必要となる。このことはセンサユニ
ットのコストの増大及び歩留シの低下につながる。
これに対し、同一基板上に薄膜のスイッチング素子を形
成する試みがなされている。その1つはブロッキングダ
イオードで、もう1つは薄膜トランジスタである。薄膜
トランジスタを使ったイメージセンサの従来例を第1図
に示す。図において、lはガラス基板、2はCrからな
るゲート電極、8は厚さ0.8μmのSiNxからなる
ゲート絶縁膜、4は0.8μmのノンドープ非晶質シリ
コン、5は非晶質シリコン4と金属後述の6.7との間
にオーミック接触を持たせるためにn半型とした非晶質
シリコン、6はAIからなるソース電極、7はフォトダ
イオードの個別電極と薄膜トランジスタのドレイン電極
とを兼るAl電極、8はインジウム酸化スズからなる透
明電極、9は厚さ300XのS+Nz膜、10は高抵抗
化するため3−5 ppm程度のB2H1をドープした
厚さ2.5μmの非晶質シリコン膜、11は厚さ0.2
μmのp型非晶質シリコン膜、12は信号光である。薄
膜トランジスタを使ったイメージセンサは以上のような
構成で充分な明暗比及び動作速度を得ているが、この構
造には以下に述る欠点がある。すなわち、このイメージ
センサでは薄膜トランジスタとフォトダイオードの半導
体部分の構造とが異なるため、薄膜トランジスタとフォ
トダイオードの非晶質シリコンとは別1々に形成しなく
てはならない。従って、近接した場所に素子を形成する
場合、後から形成する素子の不要な部分を、先に形成し
た素子を傷つけることなくエツチングしなくてはならな
い。これは非常に難しいプロセスである。
このためこの従来はフォトダイオードと薄膜トランジス
タとの間を長くとシ、メタルマスクを用いて両者を別々
に形成し、それぞれの半導体膜が重なシ合わないように
していた。しかしこのような方法によれば素子の高密度
化や2次元化は困難である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上記従来型イメージセンサの欠点を除去
せしめプロセスが簡単でしかも高密度化が可能なイメー
ジセンサを提供することにある〇〔発明の構成〕 本発明は、絶縁基板上に一体化され九ショツ)キダイオ
ードと薄膜トランジスタとを有し、ショットキダイオー
ドは非晶質シリコンとショットキ接合をなす島状の第1
のショットキ電極と、該第1のVヨットキ電極をおおう
ように形成した非晶質シリコン膜と、該非晶質シリコン
の上面に該第1のショットキ電極と交差するように形成
した第2のショットキ電極からなル、薄膜トランジスタ
は、該非晶質シリコンの上面に非晶質シリコンとオーミ
ック接触をなす金属かあるいはn+型非晶質シリコンを
介して接続した金属からなるソース。
ドレイン電極と、この上に形成した絶縁膜と、ゲート電
極からなシ、該薄膜トランジスタのソース。
ドレイン電極のいずれか一方を該ショットキダイオード
の第1あるいは第2のショットキ電極に接続したことを
特徴とするイメージセンサが得られる。
〔実施例〕
以下いくつかの実施例を示しつつ本発明のイメージセン
サについて説明する。第2図は本発明の一実施例の形成
プロセスを示している。ガラス基板18の上にショット
キ型のフォトダイオードの第1のショットキ型IrAl
4と配線用電極15となるCrを0.2μm蒸着しパタ
ーンニングする(第2図(a))。
次に基板温度250℃、圧力0.3 Torrの条件下
でSiH4のグロー放電分解によりノンドープの非晶質
シリコン膜16を1〜2μm堆積させ、連続してPHs
を5in4に対し1000〜g000ppm程度加えた
n+型の非晶質シリコン膜17を500X堆積させる(
第2図(b))。
薄膜トランジスタのソース、ドレインに必要な部分以外
の?非晶質シリコン膜17を第2図(c)に示すように
エツチングで除去する。エツチングの深さはn十型を完
全に取除くため約0.1μmとする。この上に第2のシ
ョットキ電極となるインジウム酸化スズの透明電極18
を蒸着しパターンニングする(第2図(d))。次K、
先に述べたグロー放電法で5iH4r Ns 、 NH
3の混合ガスを分解してゲート絶縁膜となる0、8μm
のs tNxNx膜上9積させる(第2図(e))。最
後に第2図(f)に示すようにゲート電極20となる局
を蒸着し、パターンニングする。この場合薄膜トランジ
スタのソース、ドレイン電極はインジウム酸化スズで兼
ねている。以上のプロセスで非晶質シリコンをVヨット
キ電極14.18ではさ/vだショットキ型のフォトダ
イオードと薄膜トランジスタとを一体化したイメージセ
ンサが得られる。なお、この場合は信号光21を図に示
す方向から入射させるため透明電極18が上側にあるが
ガラス基板18側から入れる場合は電極1418を逆に
してもさしつかえない。第2図(f)を見れば明らかな
ように本発明のイメージセンサはフォトダイオードと薄
膜トランジスタとが一体となっており高密度化が可能で
ある。また、プロセスの数は従来のものと同じか又はそ
れ以下であって、高密度化に伴うプロセスの増加はない
第2図(f)の基本素子を1次元のイメージセンサに適
用した例を示す。第3図はその等何回路である。第3図
において、22 、23は前記プロセスで形成されたフ
ォトダイオードおよび薄膜トランジスタ、24は薄膜ト
ランジスタ23から検出回路へ至る配線、25は共通電
極、26は電源である。第4図はフォトダイオード22
および薄膜トランジスタ28を含む第3図の点線で囲ん
だ部分の一部断面斜視図である。この図から分るように
本発明のイメージセンサによれば非常に小さなスペース
に高密度な1次元センサを作ることができる。
第5図の本発明のイメージセンサの他の実施例を示す。
図において、27は局のソース、ドレイン電極である。
第2図と同一構成部分には同一番号が付しである。この
例は7オトグイオードアレイの共通電極と個別電極とを
第2図に示した実施例と逆にしたもので、構造上フオイ
ダイオードと薄膜トランジスタは分離されている。形成
プロセスは先の実施例とほぼ同じである。使用する金属
によってはこのほうがショットキ接合がとシやすい場合
がある。第6図にもう一つの他の実施例を示す。図にお
いて28は非晶質シリコンと比較的オーミック接触をと
りやすいAIのソース、ドレイン電極であり、n′+非
晶質シリコンを用いない簡単な構造罠なっている。この
ためプロセスも少なくできる。
〔発明の効果〕
上記実施例で説明したように本発明のイメージセンサで
はフォトダイオードと薄膜トランジスタとを一体化して
いるため、従来のものに比べ高密度なイメージセンサを
得ることができる。例えば従来例ではグロー放電法で非
晶質シリコンを形成する際メタルマスクを用いてフォト
ダイオードと薄膜トランジスタの部分を別々に形成して
いたため、フォトダイオードと薄膜トランジスタとの間
は少なくとも5〜15m程度離さなくてはならなかった
。しかし、本発明のイメージセンサでは両者を合せても
数百μ消以内におさめることができる。
従って密着型イメージセンサ−のようなラインセンサの
場合、その副走査方向の長さを少なくとも11短くする
ことができる。量産性を考えるとこの差は大である。ま
た、この構造にすることにより従来型では−しかった2
次元化も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来型のイメージセンサの断面図、第2図(a
)〜(f)は本発明のイメージセンサの一実施例の形成
プロセスを示す断面図、第3図は1次元のイメージセン
サの等価回路図、第4図は第3図の等何回路を持つイメ
ージセンサの実施例の一部断面斜視図、第5図、第6図
はそれぞれ本発明のイメージセンサの他の実施例の断面
図である。 13・・・ガラス基板、14.15・・・Cr電極、1
6・・・非晶質晶質シリコン膜、17・・・n+型非晶
質シリコン膜、18・・・インジウム酸化スズ電極、1
9・・・5iNz膜、20・・・陽電極、21・・・信
号光、22・・・フォトダイオード、28・・・薄膜ト
ランジスタ、24・・・配線、25・・・共通電極、2
6・・・電源、27・・・陽電極、98・・・AI電極
。 第1図 第2図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁基板上に一体化されたショットキダイオード
    と、薄膜トランジスタとを有し、ショットキダイオード
    は非晶質シリコンとショットキ接合をなす島状の第1の
    ショットキ電極と、該第1のショットキ電極をおおうよ
    うに形成した非晶質シリコン膜と、該非晶質シリコンの
    上面に該第1のショットキ電極と交差するように形成し
    た第2のショットキ電極からなプ、薄膜トランジスタは
    、該非晶質シリコンの上面に非晶質シリコンとオーミッ
    ク接触をなす金属かあるいはn+型非晶質シリコンを介
    して接続した金属からなるソ「ス・ドレイン電極と、こ
    の上に形成した絶縁膜と、ゲート電極からなシ、該薄膜
    トランジスタのソース、ドレイン電極のいずれか一方を
    該ショットキダイオードの第1あるいは第2のショット
    キ電極に接続したことを特徴とするイメージセンサ。
JP59084594A 1984-04-26 1984-04-26 イメ−ジセンサ Pending JPS60227467A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62171154A (ja) * 1986-01-24 1987-07-28 Canon Inc フオトセンサ
JPS62171155A (ja) * 1986-01-24 1987-07-28 Canon Inc フオトセンサの製造方法
US5440149A (en) * 1993-04-28 1995-08-08 Nec Corporation Planar type image sensor having electrodes on a photoelectric conversion layer
WO2002050921A1 (de) * 2000-12-21 2002-06-27 Stmicroelectronics N.V. Optoelektronisches bauelement zur umwandlung elektromagnetischer strahlung in einen intensitätsabhängigen fotostrom

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