JPS61251168A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS61251168A JPS61251168A JP60092738A JP9273885A JPS61251168A JP S61251168 A JPS61251168 A JP S61251168A JP 60092738 A JP60092738 A JP 60092738A JP 9273885 A JP9273885 A JP 9273885A JP S61251168 A JPS61251168 A JP S61251168A
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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
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〕
本発明は固体撮像装置に関する。
本発明は、絶縁性透明基板上に光電変換素子及び走査回
路全集積した固体撮像装置において、該走査回路系素子
材として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シ
リコンを結晶化して用いることにより、高速かつ高解像
度でしかも大型な固体撮像素子を低コストで提供するこ
とにある。
路全集積した固体撮像装置において、該走査回路系素子
材として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シ
リコンを結晶化して用いることにより、高速かつ高解像
度でしかも大型な固体撮像素子を低コストで提供するこ
とにある。
近年、オフィスオートメーションをはじめとする情報産
業の発展に伴ない使用される装置の小型化、簡易化に対
する要求が高まっている。−例として、ファクシミリ等
の原稿読み取り部においても、縮小光学系を必要としな
い密層型固体撮像装置による装置の小型化が検討されて
いる。この様な固体撮像装置の光ｔｆ換部材としては従
来のｃｄ８等にかわり、水素化非晶質シリコン（ａ−８
１：Ｈ）が注目されている。
業の発展に伴ない使用される装置の小型化、簡易化に対
する要求が高まっている。−例として、ファクシミリ等
の原稿読み取り部においても、縮小光学系を必要としな
い密層型固体撮像装置による装置の小型化が検討されて
いる。この様な固体撮像装置の光ｔｆ換部材としては従
来のｃｄ８等にかわり、水素化非晶質シリコン（ａ−８
１：Ｈ）が注目されている。
ａ−８ｉ：Ｈを用いた固体０＆像装置の構造としては、
各々の光電変換部にブロッキングダイオード全役はマト
リックス配線した構造、各々の光電変換部にスイッチン
グ用の非晶質シリコン薄膜トランジスタ（ａ−８１ＴＰ
Ｔ ） ｔ−接続した構造、多結晶シリコン（ＰＯ１７
−８ｉ ） ＴＦＴｔ−用いて、スイッチング用ＴＦＴ
及びシフトレジスターを光電変換素子とｆＷＪ−の基板
上に集積した構造が検討されている。（１６＋ｈ Ｃ
！ｏｎｆ、 ８ｏ１１ｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ
ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、 ８４． ５５９ ）
〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕しかし、前
述の従来技術は、各々以下に述べる様な問題点ｖｌ−有
している。
各々の光電変換部にブロッキングダイオード全役はマト
リックス配線した構造、各々の光電変換部にスイッチン
グ用の非晶質シリコン薄膜トランジスタ（ａ−８１ＴＰ
Ｔ ） ｔ−接続した構造、多結晶シリコン（ＰＯ１７
−８ｉ ） ＴＦＴｔ−用いて、スイッチング用ＴＦＴ
及びシフトレジスターを光電変換素子とｆＷＪ−の基板
上に集積した構造が検討されている。（１６＋ｈ Ｃ
！ｏｎｆ、 ８ｏ１１ｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ
ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、 ８４． ５５９ ）
〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕しかし、前
述の従来技術は、各々以下に述べる様な問題点ｖｌ−有
している。
（１１ブロッキングダイオードを設け、マトリックス配
線を用いた構造は、マトリックス配線により、配線数全
滅らしているものの、固体撮像装置の高解像度化、大型
化に伴ない実装コストの大巾な上昇及び少滴りの低下を
招くことになる。
線を用いた構造は、マトリックス配線により、配線数全
滅らしているものの、固体撮像装置の高解像度化、大型
化に伴ない実装コストの大巾な上昇及び少滴りの低下を
招くことになる。
（２１ａ−８１ＴＰＴ’ｉ用いた場合、ＴＦ”ｒのＯＮ
電流が低い為、走査回路系を同−基板上に形成し、高速
読み出しを行なうことは不可能である。
電流が低い為、走査回路系を同−基板上に形成し、高速
読み出しを行なうことは不可能である。
（５１Ｐｏ１ｙ−８ｉ ＴＦＴを用いた場合、スイッチ
ング用ＴＰＴ及びシフトレジスタを光電変換部と同一基
板上に形成して、Ａ４判でａｍｓ／１ｉｎｅ程度の読み
出し速度が実現できるもののプロセス上の制約から基板
の大型化が擁しい。又、読み出し速度に関しても前記の
数値より大巾に高速化することは難しい。
ング用ＴＰＴ及びシフトレジスタを光電変換部と同一基
板上に形成して、Ａ４判でａｍｓ／１ｉｎｅ程度の読み
出し速度が実現できるもののプロセス上の制約から基板
の大型化が擁しい。又、読み出し速度に関しても前記の
数値より大巾に高速化することは難しい。
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、同一基板上に光！変換素子及
び走査回路を集積し、高速かつ高解像度でしかも大型な
固体撮像装置を低コストで提供することにあ°る。
その目的とするところは、同一基板上に光！変換素子及
び走査回路を集積し、高速かつ高解像度でしかも大型な
固体撮像装置を低コストで提供することにあ°る。
絶縁性透明基板上に光電変換素子及び走査回路を集積し
た固体撮像装置において、該走査回路全構成する素子材
として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリ
コンのいずれかを単結晶化して用いたことｔ−Ｗ値とす
る。
た固体撮像装置において、該走査回路全構成する素子材
として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリ
コンのいずれかを単結晶化して用いたことｔ−Ｗ値とす
る。
不発明の上記の構成によれば、卒査回路系素子材として
単結晶化シリコン全角いることにより、従来のａ−８１
，Ｐｏ１ｙ−８ｉと比べて、素子の性能を大巾に向上さ
せることができる。すなわちトランジスタのＯＮ電流全
従来のＰｏ１ｙ−８ｉ ＴＦＴと比べて、少なくとも、
１０〜１００倍大きくできる為、走査回路の動作周波数
の上限が上がり、結果として、固体撮像素子の読み出し
速度の高速化が可能となる。
単結晶化シリコン全角いることにより、従来のａ−８１
，Ｐｏ１ｙ−８ｉと比べて、素子の性能を大巾に向上さ
せることができる。すなわちトランジスタのＯＮ電流全
従来のＰｏ１ｙ−８ｉ ＴＦＴと比べて、少なくとも、
１０〜１００倍大きくできる為、走査回路の動作周波数
の上限が上がり、結果として、固体撮像素子の読み出し
速度の高速化が可能となる。
又、フラズマＣｖＤ法等により大面積にわたって形成さ
れた非晶質シリコン又は微結晶シリコン等を単結晶化す
ることにより、大型でしかも高速高解像度な固体撮像−
！ｆ：直が実現できる０ １〔実施例〕 第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の断面凶
の一例を示す。
れた非晶質シリコン又は微結晶シリコン等を単結晶化す
ることにより、大型でしかも高速高解像度な固体撮像−
！ｆ：直が実現できる０ １〔実施例〕 第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の断面凶
の一例を示す。
第１図において、１１は絶縁性透明基板、１２は光電変
換素子部で、非晶質半導体Ｎ１１３、上部電極１４及び
下部電極１５より成る。１６はスイッチング用トランジ
スタで、ゲート電極１７、グー ） ４１Ｑ縁１１１ｊ
１８ 、コン４タクトホール１９、半導体層２０、層
間絶縁膜２１より成る。尚、実際には、シフトレジスタ
等より成る走査回路系が一、第１図に加わるが、該走査
回路は、スイッチング用トランジスタ１６と同一構造の
トランジスタより構成される為、第１図では省略しであ
る。
換素子部で、非晶質半導体Ｎ１１３、上部電極１４及び
下部電極１５より成る。１６はスイッチング用トランジ
スタで、ゲート電極１７、グー ） ４１Ｑ縁１１１ｊ
１８ 、コン４タクトホール１９、半導体層２０、層
間絶縁膜２１より成る。尚、実際には、シフトレジスタ
等より成る走査回路系が一、第１図に加わるが、該走査
回路は、スイッチング用トランジスタ１６と同一構造の
トランジスタより構成される為、第１図では省略しであ
る。
続いて、第２図に本発明の実施例における固体撮像装置
の製造工程の一例を示す。
の製造工程の一例を示す。
８ｇ２図において、Ｈａｔはｉｌｌ！ＩＭ性透明基板２
２上に、ゲート電極２３を形成後、ゲート絶縁膜２４を
形成し非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコ
ン等より成る半導体層２５を成膜し、続いて半導体層の
単結晶化を行ない、パターン形成を行なう工程である。
２上に、ゲート電極２３を形成後、ゲート絶縁膜２４を
形成し非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコ
ン等より成る半導体層２５を成膜し、続いて半導体層の
単結晶化を行ない、パターン形成を行なう工程である。
単結晶化の方法としては、電子ビームアニール法、レー
ザーアニール法、ランプアニール法、浴融法等の種々の
方法がある。中でもレーザービームを走査させて、走査
回路素子部分のみ勿選択的に単結晶化させる方法が、最
も効果的でかつ簡便な方法である。（ｂｌは層間絶縁膜
２６を形成し、コンタクトホール全開け、配Ｍ及び光電
変換素子の下部電極２７を形成する工程、（ｃｌは、非
晶質半導体を成膜し、上Ｓ電極２８（上部１極側より光
が入射する場合は透明電極）を形成して、光電変換素子
部を形成する工程である。
ザーアニール法、ランプアニール法、浴融法等の種々の
方法がある。中でもレーザービームを走査させて、走査
回路素子部分のみ勿選択的に単結晶化させる方法が、最
も効果的でかつ簡便な方法である。（ｂｌは層間絶縁膜
２６を形成し、コンタクトホール全開け、配Ｍ及び光電
変換素子の下部電極２７を形成する工程、（ｃｌは、非
晶質半導体を成膜し、上Ｓ電極２８（上部１極側より光
が入射する場合は透明電極）を形成して、光電変換素子
部を形成する工程である。
同、大型の密清型固体撮１＃装置（例えば長さ２０３以
上の一次元密着センサー等）を作製する場合は、前述の
様にプロセス上の制約から、半導体層２４は、非晶質シ
リコン又は微結晶シリコンを単結晶化したものを用いる
必要がある。又、大型化の為には、ゲート絶縁膜も、熱
酸化ではなく、スパッタ法により形成するか又は、プラ
ズマＣＶＤ法等の方法によりσ半導体膚２４と連続して
形成する必要がある。
上の一次元密着センサー等）を作製する場合は、前述の
様にプロセス上の制約から、半導体層２４は、非晶質シ
リコン又は微結晶シリコンを単結晶化したものを用いる
必要がある。又、大型化の為には、ゲート絶縁膜も、熱
酸化ではなく、スパッタ法により形成するか又は、プラ
ズマＣＶＤ法等の方法によりσ半導体膚２４と連続して
形成する必要がある。
又、逆に撮像装置の大型化よりも高速、高解像度化が要
求される場合は、多結晶シリコン金成膜後、単結晶化を
行ない、熱酸化によりゲート絶縁膜を形成する方法も考
えられ、読み出し速度の高速化という点では、第１図に
示した構造よりも有利である。
求される場合は、多結晶シリコン金成膜後、単結晶化を
行ない、熱酸化によりゲート絶縁膜を形成する方法も考
えられ、読み出し速度の高速化という点では、第１図に
示した構造よりも有利である。
又、８１！１図に示した構造は一例であり、この他にも
、ゲート電極を半導体層２０の上部に設けた。
、ゲート電極を半導体層２０の上部に設けた。
構造など、この他にも数梅の構造が考えられる。
以上述べた様に本発明によれば、同−基板上に光電変換
素子及び走査回路全集積し、該走置回路系素子を単結晶
化することにより、読み出し速度の大巾な向上がみられ
、＄１図に示した構造でシフトレジスターの上限動作周
波数が２０ ＭＨｚ ＠度まで上昇した。
素子及び走査回路全集積し、該走置回路系素子を単結晶
化することにより、読み出し速度の大巾な向上がみられ
、＄１図に示した構造でシフトレジスターの上限動作周
波数が２０ ＭＨｚ ＠度まで上昇した。
又、半導体層２０として、非晶質半導体又は微結晶半導
体を結晶化して用いた場曾は、前述の様な大型で高速読
み出しが可能な密着屋固体撮像素子を低コストで作製す
ることができる。
体を結晶化して用いた場曾は、前述の様な大型で高速読
み出しが可能な密着屋固体撮像素子を低コストで作製す
ることができる。
又、半導体層２０として、多結晶シリコンを結晶化し、
さらに、ゲート酸化膜を熱酸化圧より形成した場合は、
装置の大型化には実装形態を工夫する必要があるものの
、読み出し速度に関しては、第１図に示した構造全相い
た場合よりも数倍速く読み出すことが可能となる＠
さらに、ゲート酸化膜を熱酸化圧より形成した場合は、
装置の大型化には実装形態を工夫する必要があるものの
、読み出し速度に関しては、第１図に示した構造全相い
た場合よりも数倍速く読み出すことが可能となる＠
第１図は本発明の固体撮ｉ＃！装置の一実施例を示す断
面図。 第２図（ａｔ （ｂｌ （ｃｌは本発明の固体撮像装置
の一実施例の製造工程図。 １１．２２．絶縁性透明基板、１２．光電変換素子部、
１３．非晶質半導体層、１４．２８．上部電極、１５，
２７．下部電極及び配線、１６゜スイッチングトランジ
スタ、１７，２５．ゲート電極、１８．’２４．ゲート
絶縁膜、１９．コンタクトホール、２０，２５．単結晶
化した半導体層、２１．２６、層間絶縁膜。 λＯ１Ｖ衾、１祷−１４ピーしτ−４−４１卆ノー／Ａ １４本操イ本装置め断如図 第１図
面図。 第２図（ａｔ （ｂｌ （ｃｌは本発明の固体撮像装置
の一実施例の製造工程図。 １１．２２．絶縁性透明基板、１２．光電変換素子部、
１３．非晶質半導体層、１４．２８．上部電極、１５，
２７．下部電極及び配線、１６゜スイッチングトランジ
スタ、１７，２５．ゲート電極、１８．’２４．ゲート
絶縁膜、１９．コンタクトホール、２０，２５．単結晶
化した半導体層、２１．２６、層間絶縁膜。 λＯ１Ｖ衾、１祷−１４ピーしτ−４−４１卆ノー／Ａ １４本操イ本装置め断如図 第１図
Claims (4)
- （１）絶縁性透明基板上に光電変換素子及び走査回路を
集積した固体撮像装置において、該走査回路を構成する
素子材として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結
晶シリコンのいずれかを単結晶化して用いたことを特徴
とする固体撮像装置。 - （２）該走査回路を構成するトランジスタのゲート絶縁
膜を非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン
いずれかを単結晶化した後で、熱酸化により形成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装
置。 - （３）該走査回路を構成するトランジスタのゲート絶縁
膜を窒素、酸素、炭素のうちの少なくとも１つを含有す
る非晶質シリコンで形成後、半導体層２０を単結晶化し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮
像装置。 - （４）非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコ
ンのいずれかを単結晶化した後で、該走査回路を構成す
るトランジスタのゲート絶縁膜を窒素、酸素、炭素のう
ちの少なくとも１つを含有する非晶質シリコンで形成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60092738A JPS61251168A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60092738A JPS61251168A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251168A true JPS61251168A (ja) | 1986-11-08 |
Family
ID=14062757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60092738A Pending JPS61251168A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61251168A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0303819A2 (de) * | 1987-08-21 | 1989-02-22 | Heimann Optoelectronics GmbH | Integrierte Schaltung zum Auslesen eines optoelektronischen Bildsensors |
| EP0535569A2 (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Circuit for driving an array |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP60092738A patent/JPS61251168A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0303819A2 (de) * | 1987-08-21 | 1989-02-22 | Heimann Optoelectronics GmbH | Integrierte Schaltung zum Auslesen eines optoelektronischen Bildsensors |
| EP0535569A2 (en) * | 1991-09-27 | 1993-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Circuit for driving an array |
| EP0535569A3 (en) * | 1991-09-27 | 1994-11-17 | Canon Kk | Circuit for driving an array |
| US5812284A (en) * | 1991-09-27 | 1998-09-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Electronic circuit apparatus |
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