JPS61105980A - 固体撮像装置 - Google Patents

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〕 本発明は固体撮像装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、薄膜トランジスタによって構成されたドライバー
回路及び光センサーを集積した固体撮像装置は第１６図
面体素子及び材料コンファレンスの予稿集Ｐ　５５９−
１’５６２　　の様に光入射結像光を透明基板を通さず
行う構造となっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述の従来構造では以下の欠点を有する。

第２図α）〜（４）は従来の固体撮像装置の薄膜トラン
ジスタ形成以降のバターニング工程（フォト工程）を簡
略化して示す、２１は絶縁基板、ηは多結晶シリコン・
チャンネル部ｊ２３はゲート酸化膜。

冴はゲート電極、２５は相間絶縁膜、２６はソース電極
、ドレイン電極及び光センサー下部電極で、アルミニウ
ムーシリコン−銅等のアルミニウム合金より成る。２７
，２８．２９はそれぞれｎ戯又はノンドープの非晶質シ
リコンカーバイド、非晶質シリコン及びＰ型の非晶質シ
リコンカーバイドを示す。

該非晶質ｍｙ　、　２８　、２９により、光センサーは
構成されている。又、２１０は酸化インジウム錫（工Ｔ
ｏ）等の透明電極、２１１４保護膜である。

従来の固体撮像装置は薄膜トランジスタの各層を形成後
、第２図（１）に示す様にアルミニウムーシリコン−銅
（Ａｎ−８ｓ−Ｃ１Ｌ）のパターニングを行い、薄膜ト
ランジスタのソース−ドレイン電極差びに配線を形成す
る事により、ドライバー回路、光センサーに直列に接続
にされるアナロングスイッチ及び光センサーの下部電極
が形成し、続いて、プ５　ス−ｒ　９　Ｖ　Ｄ　Ｋより
光センサ一層２７，２８．２９を設け、工Ｔｏのスパッ
タ蒸着後、工Ｔｏ電極２１０を形成する（第２図（２）
）、続いて、光センサ一層をパターニングしく第２図（
３））＝光センサーを形成し、最後に、保護膜形成後、
ボンデングノくラドの穴あけのパター；ン゛グ（第２図
（４））により製造される。

該構造は第２図（１）に示す様に光センサーの下部電極
２６並びに薄膜トランジスタによって構成される、該ド
ライバー回路及び該光センサーに直列に接続され、該ド
ライバー回路によって選択されるアナログスイッチを同
時に形成できる優れた構造であるが、第２図（２）に示
す工Ｔｏのパターニング工程において、工Ｔｏのエツチ
ング液により、コンタクトホール部の下部電極あの断線
が生じやすく、歩留りの低下を起していた。その原因は
コンタクトホールの段差を光センサ−１？１ｊ２７　、
２８　、２９が５ｔ＜ステップカバーできず、工Ｔｏの
液が光センサ一層を浸透して下部電極をエツチングする
事により断線を生じていた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは歩留りが高く、製造プロセスが少
なく低コストな特性の優れた固体撮像装置を提供すると
ころにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の固体撮像装置は透明基板を通して結像光を入射
する構造を特徴とし、透明基板に薄膜トランジスタを形
成後、まず光センサー透明電極を形成し、該透明電極上
に設けた光センサ一層上に対向電極と薄膜トランジスタ
間の内部配線を同時に形成せしめ集積化した構造を特徴
とｊる。又、このときの光センサーの位置を透明基板の
端より、以下の式で算出する値（カ以上の範囲内に設け
る事を特徴とするものである。

たソし、ｔは透明基板の厚さ、θは結像光の最大入射角
、記は透明基板の屈折率を示す。

〔作用〕

本発明によれば工ＴＯ電極形成工程を薄膜トランジスタ
の内部配線形成前に行う事ができ、工ＴＯのエツチング
液による内部配線の断線を皆無する事ができる。又、本
発明の透明基板を通して、光入射する構造の場合、該基
板面に対して最大入射角が約ｌＯ°書度で結像光が入射
する。このため透明基板の端で光が反射され、光センサ
ー上に像を結ぶ光（結像光）以外の光が入射され、ノイ
ズ成分となる。

以下、その原理について詳しく説明する。

第８図にその原理図を示す、ｔは透明基板の厚さ、たソ
し正確には相間絶縁膜の厚さも考慮しなければならない
が、基板厚さに対して十分うすいので無視した。

ｎは透明基板の屈折率、Ｘは透明基板の端より光センサ
ーまでの距離、θ１は光の入射角で通常０〜ｌＯ°程度
の範囲にある。第８図から明らかな様に透明基板の端面
で光が反射され、ノイズ光となるが（・・・線）、ｘが
十分基板端面より離れているなら、ノイズ光の影響は受
けないことがわかる。

しかし、不必要に２の距離を離すことはチップ巾を増大
し、収率を低減しコストの上昇につながる。このため、
光センサーの透明基板上での位置範囲が基板端より以下
の式で算出される値ｄから１ｏｘｄの範囲、特にｌ　、
　５ｘｄ〜７×ｄの範囲にあればノイズ光の影響が除去
できた。

８１？！θ ｄ　＝　ｔ　Ｘ　ｔａｎ　（５ｉｎ−’　（−）　’）
ｄの算出は屈折率の法則を用い行った。又、最大値は実
験値である。

第１図は本発明の実施例における光センサー及び該光セ
ンサーに直列に接続された薄膜トランジスタのアナログ
スイッチの断面図である。前述した様に、該アナログス
イッチは薄膜トランジスタで構成されるドライバー回路
によって順次選択される。１７　、１８　、１９はそれ
ぞれｎ型又はノンドープの非晶質シ替コンカーバイド層
、非晶質シリコン層、Ｐ型の非晶シリコン層であって、
光センサーを構成している。　１６は該光センサーの上
部電極及び薄膜トランジスタの内部配線であって、Ａ７
−Ｅ３ｉ　−Ｃｕ等で形成されている。１１０はＩＴＯ
等の透明電極、１１１は保護膜、２は基板端からセンサ
ーまでの距離で本実施例ではａｄ（ｄキ０．４ｍｍ　：
　ｔ　＝＝　１．２　ｗθ＝９°）の位置く光センサー
を設けている。

本実施例では光入射を透明基板を通して行う構造のため
、透明電極１１０のバターニング工程が上部電極及び内
部配線１６のバターニング工程より先に行う事ができる
。又、透明基板の錫により、光センサーを８ｄ離して形
成し、ノイズ光を除去する構成となっている。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、本発明によれば透明電極１１０のバタ
ーニング工程中における内部配線の断線が皆無となった
。又、透明基板を通して光入射を行うとき、基板端面で
の反射光（ノイズ光）により、従来の固体撮像装置に比
して収率の低下を招く恐れがあったが、該端面と光セン
サーの位置の最適距離（ｄ−１０ｄ）により、収率の低
減ｔ−最小限に押える事ができる。又、従来、光センサ
ーの下部電極３は平担性が要求され、Ａｊ％−５４−Ｃ
ｕの膜厚が厚くできず、内部配線抵抗を十分押える事が
できなかったが、本発明によれば厚さを十分厚（（ｌａ
ｍ以上）する事ができ、ドライバー回路の高速化、高８
７Ｎ化ができる。特忙、原稿寸と同大の固体撮像装置に
は有効である。又、従来、保藤膜を通して光を入射する
ため保握膜の厚さを十分管理する必要があった。そのた
め、保ｌＦ！膜の塗布工程とポンディングパットの穴あ
けのバターニング工程別々を行う必要があった。本発明
によれば光は透明基板を通して入射されるため、保護膜
の厚さを厳密に管理する必要がなく、スクリーン印刷に
よって塗布とバターニングを同時に行う事ができ、製造
プロセスと簡略化できる、等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体撮像装置の一実施例を示す主要断
面図。 第２図（１）〜（４）は従来の固体撮像装置の主要な各
工程中の断面図。 第８図は本発明の原理説明図。 １１０．２１０・・・透明電極 １６　、２６・・・センサー電極及び薄膜トランジスタ
の内部配線 １１１．２１１−・・保護膜 １７　、１８　、１９　、２７．２８　、２９−・・光
センサ一層２１・・・透明基板 乙０．・多結晶シリコン 田・・・ゲート酸化膜 ス・・・ゲート電極 δ・・−相間絶縁膜 以　　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上に、光センサー及び薄膜トランジスタ
   によって構成されるドライバー回路を集積せしめた固体
   撮像装置において、光入射を透明基板を通して行う事を
   特徴とする固体撮像装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置におい
   て、透明基板上に透明電極１１０を形成し、該透明電極
   上に設けた光センサー層１７、１８、１９上に、対向電
   極と前記ドライバー回路配線１６を同時に形成せしめ集
   積化した事を特徴とする固体撮像素子。
3. （３）特許請求の範囲第１項及び第２項記載の固体撮像
   装置において、前記透明基板の端より以下の式で算出さ
   れる値（ｄ）から１０ｄの範囲内に前記光センサーを形
   成せしめる事を特徴とする固体撮像装置。 ｄ＝ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ＾−＾１（〔ｓｉｎθ〕／ｎ）
   ）たゞし、ｔは透明基板の厚さ、ｎは透明基板の屈折率
   、θは光の最大入射角。