JPS61188963A - 半導体デバイス - Google Patents
半導体デバイスInfo
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- JPS61188963A JPS61188963A JP60029557A JP2955785A JPS61188963A JP S61188963 A JPS61188963 A JP S61188963A JP 60029557 A JP60029557 A JP 60029557A JP 2955785 A JP2955785 A JP 2955785A JP S61188963 A JPS61188963 A JP S61188963A
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明はトランジスター、ダイオード、フォトダイオー
ドアレイ、光導電素子あるいはこれらの半導体素子を集
積化したイメージセンサ−等の半導体デバイスに用いる
。
ドアレイ、光導電素子あるいはこれらの半導体素子を集
積化したイメージセンサ−等の半導体デバイスに用いる
。
従来の技術
従来の半導体デバイスは保護膜として51o2またはS
i3N4を主に用いA12o3が一部使われている。任
意の基板上に保護膜を形成する方法として、600℃以
上の高温で原料ガスを分解し反応させる熱CVD法のほ
か300 ’C以下の低温で薄膜形成の可能な電子ビー
ム蒸着法、スパッタ法。
i3N4を主に用いA12o3が一部使われている。任
意の基板上に保護膜を形成する方法として、600℃以
上の高温で原料ガスを分解し反応させる熱CVD法のほ
か300 ’C以下の低温で薄膜形成の可能な電子ビー
ム蒸着法、スパッタ法。
プラズマCVD法が用いられる。S i02は最も良く
使われるがアルカリイオンに対する阻止能力が必要な場
合はSi3N4かA12o3を用いる。低温でカバレッ
ジの良い保護膜を形成できるのはスパッタ法とプラズマ
CVD法であるが、スパッタ法は高エネルギー粒子が半
導体を衝撃し特性劣化を起こし易いためプラズマCVD
法が半導体デバイスに保護膜を形成するのに最も適して
いる。プラズマCVDで5lo2膜を形成するには原料
ガスとしてSiHとN2oを混合して反応容器内に導き
減圧状態で高周波放電を起こすのが一般的である。同様
にSi3N4膜はS x H4とNH3を原料ガスとし
て用いる。プラズマCvDで形成した膜はSiと0の比
やStとNの比が化学量論的組成よシズしているが、取
シ込まれた結合水素が未結合の手を補償し、熱CVDに
比べても密着性が良くピンホールの少ない保護膜である
。Al2O3をプラズマCVDで形成する技術は現在あ
まり知られていない。
使われるがアルカリイオンに対する阻止能力が必要な場
合はSi3N4かA12o3を用いる。低温でカバレッ
ジの良い保護膜を形成できるのはスパッタ法とプラズマ
CVD法であるが、スパッタ法は高エネルギー粒子が半
導体を衝撃し特性劣化を起こし易いためプラズマCVD
法が半導体デバイスに保護膜を形成するのに最も適して
いる。プラズマCVDで5lo2膜を形成するには原料
ガスとしてSiHとN2oを混合して反応容器内に導き
減圧状態で高周波放電を起こすのが一般的である。同様
にSi3N4膜はS x H4とNH3を原料ガスとし
て用いる。プラズマCvDで形成した膜はSiと0の比
やStとNの比が化学量論的組成よシズしているが、取
シ込まれた結合水素が未結合の手を補償し、熱CVDに
比べても密着性が良くピンホールの少ない保護膜である
。Al2O3をプラズマCVDで形成する技術は現在あ
まり知られていない。
発明が解決しようとする問題点
従来例のプラズマCVDにより形成した513N4とS
i02は半導体の保護膜として優れているが、半導体
素子を構成する金属電極や金属配線部に対し放電によっ
て生成したStを含むラジカルやイオンが化学反応して
シリサイド化し易い。AA!St。
i02は半導体の保護膜として優れているが、半導体
素子を構成する金属電極や金属配線部に対し放電によっ
て生成したStを含むラジカルやイオンが化学反応して
シリサイド化し易い。AA!St。
MgSi、MoSi、CrSi、WSi等の金Jii
カS iと反応してシリサイド化すると非常に高抵抗と
なシミ極や配線部としての初期の機能を果たさなくなる
。
カS iと反応してシリサイド化すると非常に高抵抗と
なシミ極や配線部としての初期の機能を果たさなくなる
。
特に金属の膜厚がlJ\さい場合は大きな問題となシま
た非晶質半導体とオーミック接触の得られるMqやAl
は特にシリサイド化し易く一問題であ4さらに51o2
を形成する場合酸素イオンによりAIは表面にA12Q
3ができて内部を保護するが、Mqは完全に酸化して絶
縁体に変化してしまう。
た非晶質半導体とオーミック接触の得られるMqやAl
は特にシリサイド化し易く一問題であ4さらに51o2
を形成する場合酸素イオンによりAIは表面にA12Q
3ができて内部を保護するが、Mqは完全に酸化して絶
縁体に変化してしまう。
問題点を解決するための手段
本発明は、プラズマCVDによって形成したBNを主成
分とする薄膜を半導体および金属電極。
分とする薄膜を半導体および金属電極。
金属配線部と直接接触する保護膜として用いることによ
り、従来の問題点を解決することができるものである。
り、従来の問題点を解決することができるものである。
原料ガスはBを含むガスとしてN2かN2で希釈したB
2H6と、Nを含むガスとしてN2かN2で希釈したN
H3あるいはN2を用いることができる。
2H6と、Nを含むガスとしてN2かN2で希釈したN
H3あるいはN2を用いることができる。
作用
B2H6,NH3,N2.N2等のStや0あるいは・
ロゲン原子を含まないガスを用いるため放電によって生
成するラジカルやイオンは金属とほとんど反応せず、半
導体素子上に透明硬質、絶縁性のHを含むBN薄膜をア
ルカリイオンを阻止する防湿性と耐摩耗性のある保護膜
として形成できる。
ロゲン原子を含まないガスを用いるため放電によって生
成するラジカルやイオンは金属とほとんど反応せず、半
導体素子上に透明硬質、絶縁性のHを含むBN薄膜をア
ルカリイオンを阻止する防湿性と耐摩耗性のある保護膜
として形成できる。
実施例
本発明による代表的実施例を第1図に示す。この実施例
は非晶質半導体薄膜を用いて光導電型受光素子とスイッ
チング用トランジスタを同一基板上に複数個配列した一
次元イメージセンサとして機能する半導体デバイスであ
る。ガラス基板1の上に透光窓2を持つCr蒸着の遮光
層3とS i02の絶縁膜4を積層し、この上にCr蒸
着のゲート6とSi3N4のゲート用絶縁膜6を形成し
ておく。
は非晶質半導体薄膜を用いて光導電型受光素子とスイッ
チング用トランジスタを同一基板上に複数個配列した一
次元イメージセンサとして機能する半導体デバイスであ
る。ガラス基板1の上に透光窓2を持つCr蒸着の遮光
層3とS i02の絶縁膜4を積層し、この上にCr蒸
着のゲート6とSi3N4のゲート用絶縁膜6を形成し
ておく。
この上にプラズマCVDによりアモルファスシリコン等
の非晶質半導体7,8を堆積してフォトエツチングでパ
ターン化した後オーミック接触の得られるMq 、A1
等を蒸着して金属電極あるいは低抵抗の金属配線部とし
てパターン化して設け、透光窓9を持つ共通電極10と
クシ型に対向する個別電極11と非晶質半導体薄膜8で
光導電型受光素子を形成し、ソース電極12、ドレイン
電極13、ゲート電極6と非晶質半導体薄膜7でスイッ
チング用トランジスタを形成し、受光素子とトランジス
タの1組で1画素を読み取る一次元イメージセンサの構
成単位とする。スイッチング用トランジスタの上には必
要に応じ遮光用樹脂を塗布する。これらの金属電極およ
び金属配線部と非晶質半導体7,8の上にプラズマCV
Dにより透明で硬質のBN薄膜、水素化BN薄膜、BN
C薄膜等の保護膜14を全面に形成する。基板温度は室
温〜300’Cの低温で良く、B2H6とN2またはN
H3をN2希釈またはN2希釈して反応容器に導き容量
結合型の電衡間に13 、56MHzの高周波放電を起
こして製膜する。BNC薄膜の場合はさらにCH4,C
2H4等のCを含むガスを混合するが、金属電極あるい
は非晶質半導体とは反応しない。
の非晶質半導体7,8を堆積してフォトエツチングでパ
ターン化した後オーミック接触の得られるMq 、A1
等を蒸着して金属電極あるいは低抵抗の金属配線部とし
てパターン化して設け、透光窓9を持つ共通電極10と
クシ型に対向する個別電極11と非晶質半導体薄膜8で
光導電型受光素子を形成し、ソース電極12、ドレイン
電極13、ゲート電極6と非晶質半導体薄膜7でスイッ
チング用トランジスタを形成し、受光素子とトランジス
タの1組で1画素を読み取る一次元イメージセンサの構
成単位とする。スイッチング用トランジスタの上には必
要に応じ遮光用樹脂を塗布する。これらの金属電極およ
び金属配線部と非晶質半導体7,8の上にプラズマCV
Dにより透明で硬質のBN薄膜、水素化BN薄膜、BN
C薄膜等の保護膜14を全面に形成する。基板温度は室
温〜300’Cの低温で良く、B2H6とN2またはN
H3をN2希釈またはN2希釈して反応容器に導き容量
結合型の電衡間に13 、56MHzの高周波放電を起
こして製膜する。BNC薄膜の場合はさらにCH4,C
2H4等のCを含むガスを混合するが、金属電極あるい
は非晶質半導体とは反応しない。
通常の製膜条件では立方晶でダイヤモンドとほぼ同じ硬
度と約6 eVの光学バンドギャップの物性を持つBN
はつくりにくいが、製膜の容易な大方晶のBNでもモー
ス硬度8〜9.光学バンドギャップ6.2〜s、7eV
の透明硬質な薄膜であシ、光学バンドギャップが2〜3
eVのプラズマCVDによるS 102や513N4よ
り透光性が高く、紫外域を含む200 nm以上の波長
の光に対し透明でである。
度と約6 eVの光学バンドギャップの物性を持つBN
はつくりにくいが、製膜の容易な大方晶のBNでもモー
ス硬度8〜9.光学バンドギャップ6.2〜s、7eV
の透明硬質な薄膜であシ、光学バンドギャップが2〜3
eVのプラズマCVDによるS 102や513N4よ
り透光性が高く、紫外域を含む200 nm以上の波長
の光に対し透明でである。
また第1図の実施例の様にLED15の光を透光窓2,
9を通して点線で示す様に原稿16の面に照射し反射し
た画像の濃淡を直接レンズなしで読み取る完全密着型イ
メージセンサの構成において、原稿1eが直接保護膜1
4に接触しても硬度の低いS iO2やSi3N4に見
られる様なキズがつかず原稿送りロール17の回転によ
り原稿16が移動しても受光素子を機械的に保護でき、
半導体素子の防湿膜の機能も果たす。非晶質半導体7゜
8の少なくとも一方を多結晶Si薄膜とすることは容易
である。たとえばスイッチング速度を速くするためトラ
ンジスターに多結晶シリコンを用いる場合は、先にSi
H4を用いた熱CVDで非晶質シリコン薄膜を成長させ
レーザーアニールによって多結晶化した後プラズマCV
Dで受光素子を構成する非晶質半導体を製膜する。第1
図の実施例で保護膜14を形成する場合のB2H6のN
2fたはH2希釈度を大きくすると光導電型受光素子を
構成する非晶質半導体8へのBi子のドーピング効果は
小さくむしろ光導電率の向上が見られる。
9を通して点線で示す様に原稿16の面に照射し反射し
た画像の濃淡を直接レンズなしで読み取る完全密着型イ
メージセンサの構成において、原稿1eが直接保護膜1
4に接触しても硬度の低いS iO2やSi3N4に見
られる様なキズがつかず原稿送りロール17の回転によ
り原稿16が移動しても受光素子を機械的に保護でき、
半導体素子の防湿膜の機能も果たす。非晶質半導体7゜
8の少なくとも一方を多結晶Si薄膜とすることは容易
である。たとえばスイッチング速度を速くするためトラ
ンジスターに多結晶シリコンを用いる場合は、先にSi
H4を用いた熱CVDで非晶質シリコン薄膜を成長させ
レーザーアニールによって多結晶化した後プラズマCV
Dで受光素子を構成する非晶質半導体を製膜する。第1
図の実施例で保護膜14を形成する場合のB2H6のN
2fたはH2希釈度を大きくすると光導電型受光素子を
構成する非晶質半導体8へのBi子のドーピング効果は
小さくむしろ光導電率の向上が見られる。
1層とオーミック接触の得られるMq、Alも変化しな
い。受光素子として光応答速度を速くするためショット
キー接合、PIN接合あるいはMIS構造のフォトダイ
オードを用いる場合、本発明によれば更に応力による破
壊の起き易い接合部を機械的に保護する効果がありショ
ート率を小さくすることができる。
い。受光素子として光応答速度を速くするためショット
キー接合、PIN接合あるいはMIS構造のフォトダイ
オードを用いる場合、本発明によれば更に応力による破
壊の起き易い接合部を機械的に保護する効果がありショ
ート率を小さくすることができる。
発明の効果
以上の説明の様に、本発明によればプラズマCVDによ
る低温プロセスで半導体素子の半導体および金属部の物
性に悪影響を与えず保護膜を形成することができ、更に
BN薄膜の硬質性と透明性を生かして完全密着型イメー
ジセンサの様に機械的保護と化学的保護の必要な受光素
子の保護膜として使うことが可能である。
る低温プロセスで半導体素子の半導体および金属部の物
性に悪影響を与えず保護膜を形成することができ、更に
BN薄膜の硬質性と透明性を生かして完全密着型イメー
ジセンサの様に機械的保護と化学的保護の必要な受光素
子の保護膜として使うことが可能である。
第1図は本発明による実施例の一次元イメージセンサの
断面図、第2図は第1図のセンサアレイの保護膜を形成
する前の部分平面図である。 1・・・・・・ガラス基板、7,8・・・・・・非晶質
半導体、14・・・・・・保護膜、16・・・・・・原
稿。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1
1 rg t・・ ガ′クス遺4栽
l/・−・肩別覚、陽lθ・・・JA遁竜極 lワ
断面図、第2図は第1図のセンサアレイの保護膜を形成
する前の部分平面図である。 1・・・・・・ガラス基板、7,8・・・・・・非晶質
半導体、14・・・・・・保護膜、16・・・・・・原
稿。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1
1 rg t・・ ガ′クス遺4栽
l/・−・肩別覚、陽lθ・・・JA遁竜極 lワ
Claims (3)
- (1)半導体素子の金属電極または金属配線部に接触す
る保護膜として、プラズマCVDにより形成したBNを
主成分とする硬質透明薄膜を用いることを特徴とする半
導体デバイス。 - (2)受光素子として機能する半導体素子を少なくとも
1個用い、保護膜を通して波長が200nm以上の光を
入射させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の半導体デバイス。 - (3)受光素子として機能する複数の半導体素子を一次
元的に配列し、保護膜と機械的に接触する原稿面の画像
を前記受光素子で読み取ることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の半導体デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60029557A JPS61188963A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 半導体デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60029557A JPS61188963A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 半導体デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61188963A true JPS61188963A (ja) | 1986-08-22 |
Family
ID=12279441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60029557A Pending JPS61188963A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 半導体デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61188963A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6464266A (en) * | 1987-05-22 | 1989-03-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | Completely close contact type image sensor |
US6458719B1 (en) * | 1999-06-28 | 2002-10-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Low dielectric constant film composed of boron, nitrogen, and hydrogen having thermal resistance, process for forming the film, use of the film between semiconductor device layers, and the device formed from the film |
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