JPS6047574A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS6047574A JPS6047574A JP58154961A JP15496183A JPS6047574A JP S6047574 A JPS6047574 A JP S6047574A JP 58154961 A JP58154961 A JP 58154961A JP 15496183 A JP15496183 A JP 15496183A JP S6047574 A JPS6047574 A JP S6047574A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は固体撮像装置に関する。
近年、走査部を形成した半導体基板上に光導電膜を設け
、この光導’４膜で発生した信号電荷を走査部によって
読み出す固体撮像装置が開発されている。即ちこの固体
撮像装置は、第１図に示すように、例えばｐ型の半導体
基板（２）に第１のｎ＋型不純物領域＋４３ 、 （６
）がマトリクス状に設けられ、この第１のｎ＋型不純物
領域に隣接してゲーＩ・領域（８）。
、この光導’４膜で発生した信号電荷を走査部によって
読み出す固体撮像装置が開発されている。即ちこの固体
撮像装置は、第１図に示すように、例えばｐ型の半導体
基板（２）に第１のｎ＋型不純物領域＋４３ 、 （６
）がマトリクス状に設けられ、この第１のｎ＋型不純物
領域に隣接してゲーＩ・領域（８）。
＋ＩＩを介して第２のｎ＋型不純物領域圓、 （１４１
が夫々設けられている。このｎ＋型不純物領域ａ’ａ
、 （１４１は、インターライン転送方式のＣＣＤなら
ばＣＯＤチャンネルとなる。また第１．第２のｎ十型不
純物領域（４）。
が夫々設けられている。このｎ＋型不純物領域ａ’ａ
、 （１４１は、インターライン転送方式のＣＣＤなら
ばＣＯＤチャンネルとなる。また第１．第２のｎ十型不
純物領域（４）。
ａりを１単位としてこれら単位間を分離するｐ＋型のス
トッパー領域（１Ｇ） 、 ｆｆａ 、 （２ｆ）が設
けられてしる。更にゲート領域、第２のｎ＋型不純物領
域及びストッパー領域が位置する基板（２）上には、ゲ
ート絶縁膜０ツ。
トッパー領域（１Ｇ） 、 ｆｆａ 、 （２ｆ）が設
けられてしる。更にゲート領域、第２のｎ＋型不純物領
域及びストッパー領域が位置する基板（２）上には、ゲ
ート絶縁膜０ツ。
（２）、（１）を介して転送飛極である多結晶シリコン
のゲート電極ｅ）Ａ 、 （３Ｉ、 ６２１が設けられ
てしる。ゲート電極を含む基板上には、第１のｎ＋型不
純物領域（４）。
のゲート電極ｅ）Ａ 、 （３Ｉ、 ６２１が設けられ
てしる。ゲート電極を含む基板上には、第１のｎ＋型不
純物領域（４）。
（６）の一部を除いて絶縁膜（３４）が設けられ、この
絶縁膜上には、コンタクト・ホール（３０，（財）を介
して第１のｎ＋型不純物領域＋４） 、 （６）と接続
され、各々独立した複数の第１の電極（４Ｑ 、 （４
２が設けられている。
絶縁膜上には、コンタクト・ホール（３０，（財）を介
して第１のｎ＋型不純物領域＋４） 、 （６）と接続
され、各々独立した複数の第１の電極（４Ｑ 、 （４
２が設けられている。
第１の電極及び絶縁膜上には、光導電膜（４４）が全面
だ被覆され、この光導電膜上には透明電極０６）が被覆
されている。
だ被覆され、この光導電膜上には透明電極０６）が被覆
されている。
上述の固体撮像装置は、透明電極（４６）に所定の電圧
を印加させた状態で光導電膜（４４）に光が照射される
と、光導電膜で光電変換されて信号電荷が発生すると共
に、その信号電荷は第１の電極（４１ｍ 、 （４３を
通って逆バイアスされたｐ型半導体基板（２）の第１の
ｎ＋型不純物領域＋４１ 、 （６）Ｋ主として蓄積さ
れる。
を印加させた状態で光導電膜（４４）に光が照射される
と、光導電膜で光電変換されて信号電荷が発生すると共
に、その信号電荷は第１の電極（４１ｍ 、 （４３を
通って逆バイアスされたｐ型半導体基板（２）の第１の
ｎ＋型不純物領域＋４１ 、 （６）Ｋ主として蓄積さ
れる。
こうして蓄積された信号電荷は、任意の蓄積時間後にゲ
ート電極０秒、（３０）、（３２に電圧を印加すること
により、ゲート領域（８）、α０を通って第２のｎ型不
純物領域ａ”ａ 、 ａｍに読み出される。
ート電極０秒、（３０）、（３２に電圧を印加すること
により、ゲート領域（８）、α０を通って第２のｎ型不
純物領域ａ”ａ 、 ａｍに読み出される。
光導電膜（４荀には、光導電型撮像管の光導電ターゲッ
ト材料を中心に種々の材料が使用されている。
ト材料を中心に種々の材料が使用されている。
その中で特にアモルファスシリコン膜が注目されている
。他の材料はＳｂ２Ｓ３． （Ｃｄ 、 Ｚｎ ）Ｔｅ
、 Ａｓ −５ｅ−Ｔｅ 等などのようにシリコン素
子の製造工程にあまりなじみのない■族の材料が含まれ
ているが、アモルファスシリコン膜は材料的に同一であ
るため従来の製造工程にもとり入れ易い利点を有してい
る。
。他の材料はＳｂ２Ｓ３． （Ｃｄ 、 Ｚｎ ）Ｔｅ
、 Ａｓ −５ｅ−Ｔｅ 等などのようにシリコン素
子の製造工程にあまりなじみのない■族の材料が含まれ
ているが、アモルファスシリコン膜は材料的に同一であ
るため従来の製造工程にもとり入れ易い利点を有してい
る。
上述の固体撮像素子においては、走査部の凹凸が１〜２
μｍ程度あるため、光導電膜を積層させると第２図に拡
大図を示すように、凹凸の端部において光導電膜の内部
クラック（４η、（機を起こし易い。
μｍ程度あるため、光導電膜を積層させると第２図に拡
大図を示すように、凹凸の端部において光導電膜の内部
クラック（４η、（機を起こし易い。
この内部クラックは、内部応力が端部に！中する為に生
じるもので、画像欠陥の原因となる。従って光導電膜が
堆積される面は、撮像管のターゲットの場合と同様可能
な限り平担な面とするのが望ましい。
じるもので、画像欠陥の原因となる。従って光導電膜が
堆積される面は、撮像管のターゲットの場合と同様可能
な限り平担な面とするのが望ましい。
上記走査部表面の凹凸を軽減する手段として、平滑化層
を設けることが提案されている。即ち第３図に示すよう
に、第１の電極ＧｉＯ、（４２、ｌｌ’ｉ［Ｉｌを形成
後、絶縁材料６つで走査部の凹凸を覆うことによってそ
の表面を平滑化するものである。絶縁材料（１５２には
コンタクト・ホール（５４） 、 （５６）が設けられ
、絶縁材料上には容筒１の電極と接続する第２の電極ｔ
５１ 、 （６０） 。
を設けることが提案されている。即ち第３図に示すよう
に、第１の電極ＧｉＯ、（４２、ｌｌ’ｉ［Ｉｌを形成
後、絶縁材料６つで走査部の凹凸を覆うことによってそ
の表面を平滑化するものである。絶縁材料（１５２には
コンタクト・ホール（５４） 、 （５６）が設けられ
、絶縁材料上には容筒１の電極と接続する第２の電極ｔ
５１ 、 （６０） 。
嗜が設けられ、その上に光導電膜（４４）、透明電極（
４［９が順次積層されている。絶縁材料としては、Ｓｔ
Ｏ□。
４［９が順次積層されている。絶縁材料としては、Ｓｔ
Ｏ□。
Ｓｉ３Ｎ、 、 ８ｉＣなどの無機絶縁材料或はポリイ
ミド系の耐熱性有機絶縁材料が用いられる。この平滑化
手段を用いたものでは、第２図に示すような内部クラッ
クの発生は与られず、良好な画像が得られる。
ミド系の耐熱性有機絶縁材料が用いられる。この平滑化
手段を用いたものでは、第２図に示すような内部クラッ
クの発生は与られず、良好な画像が得られる。
しかしながら、これら平滑化手段を用いた場合にも、次
のような問題点があることが明らかにな）つた。即ち、
第２の電極６８１． ｔＧｏ） 、 （ａ邊は、平滑化
層（５湯上に導電膜を被着後エツチングにより個々の画
素に対応して分離されて形成される。この場合第２の電
極１５樽、［Ｆ］０．霞の端部が鋭角にエツチングされ
ると、第２図に見られるのと同様な内部クラック（財）
。
のような問題点があることが明らかにな）つた。即ち、
第２の電極６８１． ｔＧｏ） 、 （ａ邊は、平滑化
層（５湯上に導電膜を被着後エツチングにより個々の画
素に対応して分離されて形成される。この場合第２の電
極１５樽、［Ｆ］０．霞の端部が鋭角にエツチングされ
ると、第２図に見られるのと同様な内部クラック（財）
。
−が発生し、画像欠陥の一因となることが判った。
この問題に対しては、テーパエツチング法を採用し第２
の電極端部の鋭角部分をなくすこと、例えばエツチング
速度が順次異なる材料を積層させた多層４造導電膜をエ
ツチングして第２のｄ極を形成することが考え得る。し
かしながら第２の電極−ｙ １６０） 、嗜は、間隔が
３μｍ穆度でまた厚さが２０００Ａ程度であるため、再
現性よくテーパ角を制御することは困難である。
の電極端部の鋭角部分をなくすこと、例えばエツチング
速度が順次異なる材料を積層させた多層４造導電膜をエ
ツチングして第２のｄ極を形成することが考え得る。し
かしながら第２の電極−ｙ １６０） 、嗜は、間隔が
３μｍ穆度でまた厚さが２０００Ａ程度であるため、再
現性よくテーパ角を制御することは困難である。
本発明は、第２の電極の端部における光導電膜の内部ク
ラックｄ発生がない固体撮像装置を提供するものである
。
ラックｄ発生がない固体撮像装置を提供するものである
。
本発明は、個々の画素に対応して分離された第２０′峨
極を、導電膜のエツチングによって形成するのではなく
、第２の電極材料としてｎ型のアモルファスシリコンを
用匹、画素に対応した磁極の分離形成をイオン注入によ
って行い、エツチングをすることなく電気的に絶縁分離
させたものである。
極を、導電膜のエツチングによって形成するのではなく
、第２の電極材料としてｎ型のアモルファスシリコンを
用匹、画素に対応した磁極の分離形成をイオン注入によ
って行い、エツチングをすることなく電気的に絶縁分離
させたものである。
第４図及び第５図を参照して本発明を説明する。
図中、第３図と同一の参照番号を符したものは同等部を
示す。まず第３図に示す従来例と同様にして、平滑化層
（５ツまでを形成する。この後、コンタクトホール６４
） 、 （５６）を平滑化層６２に設ける。次だ第２の
電極材料としてｎ型のアモルファスシリコン（財）を平
滑化層（５３上に全面に約２０ｏｏＸ穆度積層する。本
実施例では、Ｈ２で希釈された１０％５ｉｌ（、ガスと
、ＰＨ３／ＳｉＨ４比テ１ｏｏｏｐｐｍ〕濃度を有する
ＰＨ３ガスとを混合し、圧力２．ＯＴｏ ｒ ｒ 、温
度２５０ ”Ｑ、投入電力８Ｗの条件下でグロー放電分
解することによって積層させた。このとき、ｎ型アモル
ファスシリコン（６Ｆｊの暗比抵抗は１０〜Ｚｏｏ（０
口）程度であった。次にレジス） ｆｆｏ）を塗布し、
所定の画素パターンを形成した。この後レジストの画素
パターンをマスクとして、イオン注入装置でＡｒのイオ
ン注入を行った。Ａｒイオンｆｆ２１は、加速電圧５゜
］（Ｖ、ドーズ量５ Ｘ １０” ｃｍ−’で素子全面
に打ち込んだ。このときのｎ型アモルファスシリコン（
６秒への平均的なＡｒの進入の深さは３ｏｏｏｉ程度で
あった。進入の深さは加速電圧を適宜調整することによ
って行なわれる。Ａ「イオン６のによって分離領域（７
４） 、 （７ｅＯｎ型アモルファスシリコンは５ｉ−
Ｐの結合が切断され、且つ膜内にＡｒが存在することに
なるのでダンプリングボンドが急激に増大し、暗比抵抗
は１０１２〜１ ｏｊ３ （ΩｃＩｎ）まで著しく増加
した。
示す。まず第３図に示す従来例と同様にして、平滑化層
（５ツまでを形成する。この後、コンタクトホール６４
） 、 （５６）を平滑化層６２に設ける。次だ第２の
電極材料としてｎ型のアモルファスシリコン（財）を平
滑化層（５３上に全面に約２０ｏｏＸ穆度積層する。本
実施例では、Ｈ２で希釈された１０％５ｉｌ（、ガスと
、ＰＨ３／ＳｉＨ４比テ１ｏｏｏｐｐｍ〕濃度を有する
ＰＨ３ガスとを混合し、圧力２．ＯＴｏ ｒ ｒ 、温
度２５０ ”Ｑ、投入電力８Ｗの条件下でグロー放電分
解することによって積層させた。このとき、ｎ型アモル
ファスシリコン（６Ｆｊの暗比抵抗は１０〜Ｚｏｏ（０
口）程度であった。次にレジス） ｆｆｏ）を塗布し、
所定の画素パターンを形成した。この後レジストの画素
パターンをマスクとして、イオン注入装置でＡｒのイオ
ン注入を行った。Ａｒイオンｆｆ２１は、加速電圧５゜
］（Ｖ、ドーズ量５ Ｘ １０” ｃｍ−’で素子全面
に打ち込んだ。このときのｎ型アモルファスシリコン（
６秒への平均的なＡｒの進入の深さは３ｏｏｏｉ程度で
あった。進入の深さは加速電圧を適宜調整することによ
って行なわれる。Ａ「イオン６のによって分離領域（７
４） 、 （７ｅＯｎ型アモルファスシリコンは５ｉ−
Ｐの結合が切断され、且つ膜内にＡｒが存在することに
なるのでダンプリングボンドが急激に増大し、暗比抵抗
は１０１２〜１ ｏｊ３ （ΩｃＩｎ）まで著しく増加
した。
これによシ、アモルファスシリコンからなる第２の電極
ｆｆＬ（財）、（８２は連続体であるが、電気的には各
画素て応じてそれぞれ完全に絶縁分離された。この後レ
ジストσ０を除去し、再びグロー放電装置内ニ設置し、
第２の電極たるアモルファスシリコン（至）上に、光導
’Ｉ！１ＦＪｋ４）としてｉ型のアモルファスシリコン
を約３μｍ堆積した。次に透明電極（財）を約１００Ｏ
Ａ堆潰して第５図に示される固体撮像装置を得た。
ｆｆＬ（財）、（８２は連続体であるが、電気的には各
画素て応じてそれぞれ完全に絶縁分離された。この後レ
ジストσ０を除去し、再びグロー放電装置内ニ設置し、
第２の電極たるアモルファスシリコン（至）上に、光導
’Ｉ！１ＦＪｋ４）としてｉ型のアモルファスシリコン
を約３μｍ堆積した。次に透明電極（財）を約１００Ｏ
Ａ堆潰して第５図に示される固体撮像装置を得た。
上述した本発明の固体撮像装置は、光導電膜（７樽が被
着される面て段差がなく、第３図に示す従来例で見られ
た光導１侃膜の内部クラックは発生せず、画質欠陥のな
ｚａ好な撮像装置であった。また光導′硫膜の成長は一
般に一ド地の材質の影響を受け易く、例えば第３図に示
すものにおいては第２の「北極Ｇ樽、 ｆＧＯ） 、
（Ｇ″ＩＪとその分離領域つまり平滑化層上に成長する
ため、両者の上に成長する光導電膜は電気的、光学的に
特性が異っていて画像に悪影響を与える。しかしながら
、本発明においては、光導電膜が被着される面が全面に
同一材料で形成されておシ、電気的、光学的に均一な膜
成長が行なわれ、より画質欠陥のない高品質の固体撮像
装置が提供される。
着される面て段差がなく、第３図に示す従来例で見られ
た光導１侃膜の内部クラックは発生せず、画質欠陥のな
ｚａ好な撮像装置であった。また光導′硫膜の成長は一
般に一ド地の材質の影響を受け易く、例えば第３図に示
すものにおいては第２の「北極Ｇ樽、 ｆＧＯ） 、
（Ｇ″ＩＪとその分離領域つまり平滑化層上に成長する
ため、両者の上に成長する光導電膜は電気的、光学的に
特性が異っていて画像に悪影響を与える。しかしながら
、本発明においては、光導電膜が被着される面が全面に
同一材料で形成されておシ、電気的、光学的に均一な膜
成長が行なわれ、より画質欠陥のない高品質の固体撮像
装置が提供される。
第１図は従来の一例の固体撮像装置の要部断面図、第２
図は第１図示の固体撮像装置における問題点を説明する
図、第３図は他の従来例を示す固体撮像装置の要部断面
図、第４図及び第５図は本発明の一実施例の固体撮像装
置を説明する図である。 （５の・・平滑化層、 （５４）、ｅｉ６）・コンタク
トホール、（財）・・ｎ型アモルファスシリコン、σ４
）、（“７［９・・分離領域、 （財）・・・光導電膜
（８６）・・・透明電極。 第１図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ５ 図
図は第１図示の固体撮像装置における問題点を説明する
図、第３図は他の従来例を示す固体撮像装置の要部断面
図、第４図及び第５図は本発明の一実施例の固体撮像装
置を説明する図である。 （５の・・平滑化層、 （５４）、ｅｉ６）・コンタク
トホール、（財）・・ｎ型アモルファスシリコン、σ４
）、（“７［９・・分離領域、 （財）・・・光導電膜
（８６）・・・透明電極。 第１図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ５ 図
Claims (1)
- 接合部及びこれと隣接した走査部を有する半導体基板と
、該接合部に接続された第１の電極と、該第１の電極上
知積層された平滑化層と、該平滑化層に設けられたコン
タクト・ホールを介して前記第１の電極と接続され前記
平滑化層上に形成された第２の電極と、該第２の電極上
に積層され入射光により信号電荷を発生する光導電膜と
、該光導電膜層上に設けられた透明電極とを備え、前記
信号電荷を前記走査部で読み出す固体撮像装置において
、前記第２の電極はｎ型のアモルファスシリコンからな
シ、且つ該第２の電極は画素に対応してイオン注入法に
よって電気的に絶縁分離されていることを特徴とする固
体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154961A JPS6047574A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58154961A JPS6047574A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047574A true JPS6047574A (ja) | 1985-03-14 |
Family
ID=15595686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58154961A Pending JPS6047574A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047574A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61222163A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | Fujitsu Ltd | イメ−ジスキヤナ |
| EP0494694A2 (en) * | 1991-01-11 | 1992-07-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converting device and image processing apparatus utilizing the same |
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