JPS6152581B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6152581B2 JPS6152581B2 JP57085952A JP8595282A JPS6152581B2 JP S6152581 B2 JPS6152581 B2 JP S6152581B2 JP 57085952 A JP57085952 A JP 57085952A JP 8595282 A JP8595282 A JP 8595282A JP S6152581 B2 JPS6152581 B2 JP S6152581B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous silicon
- image sensor
- film
- type
- sensor
- 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.)
- Expired
Links
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWROUVVQGRRRMF-UHFFFAOYSA-N F.O[N+]([O-])=O Chemical compound F.O[N+]([O-])=O XWROUVVQGRRRMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
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)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非晶質シリコンを用いたイメージセン
サーに関するものである。
サーに関するものである。
フアクシミリを家庭内に普及するために装置の
小型化が望まれている。このような装置の小型化
にあたつて最も障害となつているのが光電変換糸
の大きさである。従来のフアクシミリの光電変換
デバイス（以下イメージセンサーと略す）は
MOS型、CCD型等の半導体ICが用いられてき
た。しかし、この半導体ICイメージセンサーは
チツプの大きさか数mm角と小さく、例えば20cm幅
のA4版原稿を電気信号に変換するには原稿像を
数mm幅に縮少するための光学糸が必要であり、そ
のための光路長（A4版幅で50〜60cm）の確保が
装置小型化のネツクとされてきた。
小型化が望まれている。このような装置の小型化
にあたつて最も障害となつているのが光電変換糸
の大きさである。従来のフアクシミリの光電変換
デバイス（以下イメージセンサーと略す）は
MOS型、CCD型等の半導体ICが用いられてき
た。しかし、この半導体ICイメージセンサーは
チツプの大きさか数mm角と小さく、例えば20cm幅
のA4版原稿を電気信号に変換するには原稿像を
数mm幅に縮少するための光学糸が必要であり、そ
のための光路長（A4版幅で50〜60cm）の確保が
装置小型化のネツクとされてきた。
この問題解決法として密着型イメージセンサー
とよばれるイメージセンサーが注目されている。
ことは原稿幅と同じ寸法の光電変換領域をもつた
大型のイメージセンサーで原稿に密着させて用い
るので原稿像を縮少するためのレンズ系を使用し
なくても良いため装置の大幅な小型化が達成され
る。このような密着型イメージセンサーに使用さ
れる光電変換材料としてはすぐれた光電変換特性
を有し、かつ大面積に一様に形成できることが必
要である。このような材料として砒素セレン―テ
ルル系アモルフアス半導体やセレン化カドニウム
等を使用したものが現在研究開発中であるが、こ
れらの材料は砒素、カドニウム、セレンのような
公害物質が含まれていたり、熱的不安定性などの
問題点があつた。
とよばれるイメージセンサーが注目されている。
ことは原稿幅と同じ寸法の光電変換領域をもつた
大型のイメージセンサーで原稿に密着させて用い
るので原稿像を縮少するためのレンズ系を使用し
なくても良いため装置の大幅な小型化が達成され
る。このような密着型イメージセンサーに使用さ
れる光電変換材料としてはすぐれた光電変換特性
を有し、かつ大面積に一様に形成できることが必
要である。このような材料として砒素セレン―テ
ルル系アモルフアス半導体やセレン化カドニウム
等を使用したものが現在研究開発中であるが、こ
れらの材料は砒素、カドニウム、セレンのような
公害物質が含まれていたり、熱的不安定性などの
問題点があつた。
一方低価格太陽電池用材料として最近注目され
ている非晶質シリコンはすぐれた光導電材料であ
り、すでに太陽電池の他電子写真や擦像用デバイ
スへの応用研究が開発されている。この非晶質シ
リコンは通常モノシランのグロー放電分解または
シリコンの反応性スパツタで形成され、大面積で
均一な薄膜が得られること、また構成物質は無公
害なシリコンと水素であることなどの特長を有す
る。非晶質シリコンを密着型センサーに応用する
場合には非晶質シリコンの暗時の抵抗率が108〜
1012Ω―cmと比較的大きいことを利用して蓄積型
で動作させるのが望ましい。この蓄積型の動作は
走査時間内の光によつて、発生した電荷によつて
センサー表面に、保持されていた電荷を消去する
方法がとられている。このため暗時には、走査時
間中にセンサー表面にとらえられた電荷を保持す
る必要がある。したがつて109〜1012Ω―cmの抵
抗率をもつ、非晶質シリコンをイメージセンサー
として使うには、更に見かけ上の抵抗率を大きく
するために、電極からの電荷の注入を阻止したブ
ロツキング構造にすることが望ましい。この電極
からの電荷の注入を阻止するために電子に対する
ブロツキング層として例えばボロンをドーピング
したＰ型非晶質シリコン正孔に対するブロツキン
グ層としてSi3N4，SiO2等透明誘電膜を用いる。
このブロツキング層を設けることにより、暗時の
電荷保持特性を格段に改善できることが確かめら
れた。しかし、このＰ型非晶質シリコン膜は例え
ばボロンを3ppm以上含んでいる必要があり、ブ
ロツキング効果を良くするためにはボロンを
100ppm以上含ませる必要があり、抵抗率が小さ
くなる。このため、Ｐ型非晶質シリコンをとおし
て個別金属電極間でリーク電流が流れ、分解能低
下の原因となることが明らかになつた。
ている非晶質シリコンはすぐれた光導電材料であ
り、すでに太陽電池の他電子写真や擦像用デバイ
スへの応用研究が開発されている。この非晶質シ
リコンは通常モノシランのグロー放電分解または
シリコンの反応性スパツタで形成され、大面積で
均一な薄膜が得られること、また構成物質は無公
害なシリコンと水素であることなどの特長を有す
る。非晶質シリコンを密着型センサーに応用する
場合には非晶質シリコンの暗時の抵抗率が108〜
1012Ω―cmと比較的大きいことを利用して蓄積型
で動作させるのが望ましい。この蓄積型の動作は
走査時間内の光によつて、発生した電荷によつて
センサー表面に、保持されていた電荷を消去する
方法がとられている。このため暗時には、走査時
間中にセンサー表面にとらえられた電荷を保持す
る必要がある。したがつて109〜1012Ω―cmの抵
抗率をもつ、非晶質シリコンをイメージセンサー
として使うには、更に見かけ上の抵抗率を大きく
するために、電極からの電荷の注入を阻止したブ
ロツキング構造にすることが望ましい。この電極
からの電荷の注入を阻止するために電子に対する
ブロツキング層として例えばボロンをドーピング
したＰ型非晶質シリコン正孔に対するブロツキン
グ層としてSi3N4，SiO2等透明誘電膜を用いる。
このブロツキング層を設けることにより、暗時の
電荷保持特性を格段に改善できることが確かめら
れた。しかし、このＰ型非晶質シリコン膜は例え
ばボロンを3ppm以上含んでいる必要があり、ブ
ロツキング効果を良くするためにはボロンを
100ppm以上含ませる必要があり、抵抗率が小さ
くなる。このため、Ｐ型非晶質シリコンをとおし
て個別金属電極間でリーク電流が流れ、分解能低
下の原因となることが明らかになつた。
本発明は非晶質シリコンイメージセンサーのこ
のような分解能低下を防止せしめた非晶質シリコ
ンイメージセンサーを提供するものである。
のような分解能低下を防止せしめた非晶質シリコ
ンイメージセンサーを提供するものである。
本発明によれば、ストライプ状に窓が開けられ
た金属電極と前記ストライプ状に開けられた窓を
おおうように透明導電膜を設けた基板上に、透明
誘電膜、109Ω―cm以上の高抵抗非晶質シリコン
膜、104Ω―cm以上のＰ型非晶質シリコン、分離
された複数の金属電極が積層されたイメージセン
サーにおいて前記Ｐ型非晶質シリコン膜又はＰ型
非晶質シリコン膜と高抵抗非晶質シリコン膜の１
部が少なくとも分離された複数個の金属電極の部
分を残して除去されていることを特徴とする非晶
質シリコンイメージセンサーが得られる。
た金属電極と前記ストライプ状に開けられた窓を
おおうように透明導電膜を設けた基板上に、透明
誘電膜、109Ω―cm以上の高抵抗非晶質シリコン
膜、104Ω―cm以上のＰ型非晶質シリコン、分離
された複数の金属電極が積層されたイメージセン
サーにおいて前記Ｐ型非晶質シリコン膜又はＰ型
非晶質シリコン膜と高抵抗非晶質シリコン膜の１
部が少なくとも分離された複数個の金属電極の部
分を残して除去されていることを特徴とする非晶
質シリコンイメージセンサーが得られる。
前記本発明は、Ｐ型非晶質シリコンをとおして
個別電極間に流れるリーク電流を小さくすること
により、分解能が向上したイメージセンサーを実
現している。また高抵抗非晶質シリコン層の１部
を残しておくことにより、光を吸収し、電気信号
に変換する部分が直接露出することができないの
で、デバイスの安定性を保持することができる。
個別電極間に流れるリーク電流を小さくすること
により、分解能が向上したイメージセンサーを実
現している。また高抵抗非晶質シリコン層の１部
を残しておくことにより、光を吸収し、電気信号
に変換する部分が直接露出することができないの
で、デバイスの安定性を保持することができる。
次に本発明を実施例により説明する。
図は本発明による非晶質シリコンイメージセン
サーの概略図である。図において透明基板１上に
遮光および取出電極２としてクロムを1000Å形成
した後エツチング加工して受光窓を形成し、透明
導電膜３として酸化インジウム錫を膜厚500Åで
該受光窓をおおうように島状に形成して、センサ
ー用基板を作成する。このセンサー基板として
は、種々の構造が考えられるが、基本的に副走査
方向の分解能を決定するように透明導電膜が付い
ているか、ストライプ状の窓が開いた金属電極部
に透明電極が付いている構造であればどのような
ものでも良い。このようなセンサー基板上にグロ
ー放電法により、透明誘電膜４として窒化シリコ
ン、高抵抗非晶質シリコン膜５、Ｐ型非晶質シリ
コン膜６を連続してそれぞれ、200Å、２μｍ、
0.2μｍ形成する。さらに、アルミニウムを3000
Å形成したのちエツチング加工して個別電極７を
形成する。その後、個別電極下のＰ型非晶質シリ
コンを残して5000Åエツチング加工しセンサーを
形成する。このエツチング加工には硝酸―弗酸系
のエツチング液を用いて行なうが、通常のドライ
プロセスでも可能である。また、エツチング深さ
は、Ｐ型非晶質シリコンの膜厚以上であれば、基
板近くまで高抵抗非晶質シリコン膜をエツチング
しても良いが、デバイスの安定性を考えれば、Ｐ
型非晶質シリコンに近い部分をエツチングするだ
けの方が良いことが確かめられている。また、非
晶質シリコンのエツチングは、基本的には個別電
極付近のエツチングだけで良い。
サーの概略図である。図において透明基板１上に
遮光および取出電極２としてクロムを1000Å形成
した後エツチング加工して受光窓を形成し、透明
導電膜３として酸化インジウム錫を膜厚500Åで
該受光窓をおおうように島状に形成して、センサ
ー用基板を作成する。このセンサー基板として
は、種々の構造が考えられるが、基本的に副走査
方向の分解能を決定するように透明導電膜が付い
ているか、ストライプ状の窓が開いた金属電極部
に透明電極が付いている構造であればどのような
ものでも良い。このようなセンサー基板上にグロ
ー放電法により、透明誘電膜４として窒化シリコ
ン、高抵抗非晶質シリコン膜５、Ｐ型非晶質シリ
コン膜６を連続してそれぞれ、200Å、２μｍ、
0.2μｍ形成する。さらに、アルミニウムを3000
Å形成したのちエツチング加工して個別電極７を
形成する。その後、個別電極下のＰ型非晶質シリ
コンを残して5000Åエツチング加工しセンサーを
形成する。このエツチング加工には硝酸―弗酸系
のエツチング液を用いて行なうが、通常のドライ
プロセスでも可能である。また、エツチング深さ
は、Ｐ型非晶質シリコンの膜厚以上であれば、基
板近くまで高抵抗非晶質シリコン膜をエツチング
しても良いが、デバイスの安定性を考えれば、Ｐ
型非晶質シリコンに近い部分をエツチングするだ
けの方が良いことが確かめられている。また、非
晶質シリコンのエツチングは、基本的には個別電
極付近のエツチングだけで良い。
このようにＰ型非晶質シリコン膜又はＰ型非晶
質シリコン膜と高抵抗非晶質シリコン膜の１部を
除去することにより形成したセンサーの分解能を
測定したところ、８ライン／mmでのMTFが30％
から55％へ向上し、密着型イメージセンサーに要
求されている、分解能の50％を越えることが明ら
かになり、本発明の有用性は明白である。
質シリコン膜と高抵抗非晶質シリコン膜の１部を
除去することにより形成したセンサーの分解能を
測定したところ、８ライン／mmでのMTFが30％
から55％へ向上し、密着型イメージセンサーに要
求されている、分解能の50％を越えることが明ら
かになり、本発明の有用性は明白である。
図は本発明を説明するための非晶質シリコンセ
ンサーの概略図であり、図中１は透明ガラス板、
２は遮光および取出電極、３は酸化インジウム錫
透明導電膜、４は透明誘電膜、５は高抵抗非晶質
シリコン膜、６はＰ型非晶質シリコン膜、７は個
別電極をそれぞれ示す。
ンサーの概略図であり、図中１は透明ガラス板、
２は遮光および取出電極、３は酸化インジウム錫
透明導電膜、４は透明誘電膜、５は高抵抗非晶質
シリコン膜、６はＰ型非晶質シリコン膜、７は個
別電極をそれぞれ示す。
Claims (1)
- １ ストライプ状に窓が開けられた金属電極と該
ストライプ状の窓をおおうように形成された透明
導電膜が設けられた基板上に、透明誘電膜、109
Ω―cm以上の高抵抗非晶質シリコン膜、Ｐ型非晶
質シリコン膜、分離された複数個の金属電極を順
次積層された非晶質シリコンイメージセンサーに
おいて前記Ｐ型非晶質シリコン又は、前記Ｐ型非
晶質シリコンと前記高抵抗非晶質シリコンの１部
が前記複数個の金属電極下の部分を残して除去さ
れていることを特徴とする非晶質シリコンイメー
ジセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57085952A JPS58201356A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57085952A JPS58201356A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58201356A JPS58201356A (ja) | 1983-11-24 |
| JPS6152581B2 true JPS6152581B2 (ja) | 1986-11-13 |
Family
ID=13873087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57085952A Granted JPS58201356A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58201356A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60245184A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電変換素子 |
| JP5268417B2 (ja) * | 2008-05-02 | 2013-08-21 | 日本放送協会 | 撮像素子 |
-
1982
- 1982-05-20 JP JP57085952A patent/JPS58201356A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58201356A (ja) | 1983-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0165764B1 (en) | Depletion mode thin film semiconductor photodetectors | |
| JP4446292B2 (ja) | 光子感知エレメント及びこれを用いたデバイス | |
| JP2004507881A (ja) | 低漏洩電流の裏面照射フォトダイオードの製造 | |
| JP2755176B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2000156522A (ja) | 光電変換装置 | |
| US4736234A (en) | Method of fabrication of a light image detector and a two-dimensional matrix detector obtained by means of said method | |
| CA1161534A (en) | Photoelectric converter | |
| EP0178148A2 (en) | Thin film photodetector | |
| JPH023552B2 (ja) | ||
| EP0428050B1 (en) | Photosensor having an amorphous silicon photoabsorption layer | |
| JPS6152581B2 (ja) | ||
| JPH04261071A (ja) | 光電変換装置 | |
| JPH06310699A (ja) | 積層型固体撮像装置 | |
| US5976906A (en) | Method for manufacturing a solid state image sensing device | |
| JPS5897862A (ja) | 密着型イメ−ジセンサ | |
| JPS6211792B2 (ja) | ||
| US4502203A (en) | Method for fabricating semiconductor photodetector | |
| JPH08204165A (ja) | 積層型固体撮像装置 | |
| JPS6322465B2 (ja) | ||
| JP3451833B2 (ja) | 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法 | |
| Miazza et al. | Performance analysis of a-Si: H detectors deposited on CMOS chips | |
| JP2856774B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH04261070A (ja) | 光電変換装置 | |
| JPH08116045A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0523072B2 (ja) |