JPS6244695B2 - - Google Patents

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JPS6244695B2
JPS6244695B2 JP54071272A JP7127279A JPS6244695B2 JP S6244695 B2 JPS6244695 B2 JP S6244695B2 JP 54071272 A JP54071272 A JP 54071272A JP 7127279 A JP7127279 A JP 7127279A JP S6244695 B2 JPS6244695 B2 JP S6244695B2
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JP
Japan
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layer
film
solid
state imaging
photoconductor
Prior art date
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Application number
JP54071272A
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Japanese (ja)
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JPS55163881A (en
Inventor
Toshihisa Tsukada
Yukio Takasaki
Tadaaki Hirai
Tooru Umaji
Hideaki Yamamoto
Yasuo Tanaka
Eiichi Maruyama
Yoshio Ishioka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US06/154,999 priority patent/US4394749A/en
Priority to DE8080301904T priority patent/DE3069268D1/en
Priority to EP80301904A priority patent/EP0023079B1/en
Priority to CA000353538A priority patent/CA1145835A/en
Publication of JPS55163881A publication Critical patent/JPS55163881A/en
Publication of JPS6244695B2 publication Critical patent/JPS6244695B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14665Imagers using a photoconductor layer

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくともSeおよびAsを含む光導
電体層を用いた固体撮像装置の製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device using a photoconductor layer containing at least Se and As.

固体撮像装置は小型、軽量、高電圧を必要とし
ないなどの特徴を有しているが、解像度や光感度
ブルーミング等に難点があつた。これらの難点は
固体撮像装置の構造に起因するものである。
Although solid-state imaging devices have the characteristics of being small, lightweight, and do not require high voltage, they have drawbacks such as resolution, light sensitivity, and blooming. These difficulties are due to the structure of solid-state imaging devices.

以下、本発明の適用される、光導電層を有する
固体撮像装置について述べる。
A solid-state imaging device having a photoconductive layer to which the present invention is applied will be described below.

固体撮像装置は、光電変換機能及び信号蓄積機
能を有する固体要素を複数個配置し、各固体要素
を一画素に対応させて撮像面を形成し、この撮像
面を順次走査することにより外部映像情報を電気
信号に変換するものである。第2図はその構成の
一例を示したものであり、この例では各画素14
はマトリクス状に配置され、一点ずつXYアドレ
ス方式により読み出される。各画素の選択は水平
走査信号発生器10と垂直走査信号発生器12に
より行なわれる。13は各画素に接続されたスイ
ツチ部、15は出力端である。
A solid-state imaging device has a plurality of solid-state elements each having a photoelectric conversion function and a signal accumulation function, each solid-state element corresponds to one pixel to form an imaging surface, and external video information is acquired by sequentially scanning this imaging surface. It converts the signal into an electrical signal. FIG. 2 shows an example of the configuration, and in this example, each pixel 14
are arranged in a matrix and read out one point at a time using the XY addressing method. Selection of each pixel is performed by a horizontal scanning signal generator 10 and a vertical scanning signal generator 12. 13 is a switch section connected to each pixel, and 15 is an output end.

上記水平走査信号発生器および垂直走査信号発
生器の部分、すなわち走査回路部分の構成法とし
ては、次に述べるようないくつかの方法がある。
There are several methods of configuring the horizontal scanning signal generator and vertical scanning signal generator, that is, the scanning circuit section, as described below.

その第1はシフトレジスタを用いるものであ
り、その一例を第9図に示す。
The first method uses a shift register, an example of which is shown in FIG.

これは一対のインバータ回路と一対の遅延回路
で構成される2相ダイナミツクシフトレジスタで
あり、走査パルスのシフトを行なうクロツクパル
スの位相に関係なく安定した動作が得られる。ス
タートパルスVINを入力すると、各ビツト端子か
らはクロツクパルスCP2に同期して順次シフト
パルスV01,V02……が出力される。
This is a two-phase dynamic shift register composed of a pair of inverter circuits and a pair of delay circuits, and stable operation can be obtained regardless of the phase of the clock pulse that shifts the scanning pulse. When the start pulse V IN is input, shift pulses V 01 , V 02 , . . . are sequentially output from each bit terminal in synchronization with the clock pulse CP2.

その第2は、CCD(Charge―Coupled
Device)を用いるものであり、例えば第11図
にその配置を示したような形で固体撮像装置に適
用される。ここで50は水平クロツク端子、51
は垂直クロツク端子、52は出力水平転送レジス
タ、53は垂直転送ゲート、54は垂直アナログ
転送レジスタ、55は拡散領域とこれをソースと
するMOS形スイツチが組み合わされ絵素の部分
である。このようなCCDによる走査回路を用い
た固体撮像装置の動作は次の通りである。受光部
に透明電極を介して光が当たると、この光信号に
より誘起されたキヤリアは、受光部55中の拡散
領域と垂直アナログ転送レジスタ54の間のゲー
ト電極に電圧を印加することによつて垂直転送レ
ジスタ54へ移される。垂直転送レジスタは2相
垂直クロツク端子51を通して駆動されるCCD
で一列ずつ垂直転送ゲート53を通して出力水平
転送レジスタ52へ送られる。この水平転送レジ
スタは同じく2相水平クロツク端子50を通して
駆動されるCCDであり、信号に対応した電荷が
出力へと送られ信号出力として外部へ取り出され
る。水平転送レジスタの転送は垂直転送ゲートへ
の印加電圧パルス周期内に完了するように2相駆
動の周波数を選んでおけばよい。
The second is CCD (Charge-Coupled)
For example, the arrangement is shown in FIG. 11, and is applied to a solid-state imaging device. Here, 50 is a horizontal clock terminal, 51
52 is a vertical clock terminal, 52 is an output horizontal transfer register, 53 is a vertical transfer gate, 54 is a vertical analog transfer register, and 55 is a picture element portion which is a combination of a diffusion region and a MOS type switch using this as a source. The operation of a solid-state imaging device using such a CCD scanning circuit is as follows. When light hits the light receiving section through the transparent electrode, carriers induced by this optical signal are generated by applying a voltage to the gate electrode between the diffusion region in the light receiving section 55 and the vertical analog transfer register 54. The data is transferred to the vertical transfer register 54. The vertical transfer register is a CCD driven through a two-phase vertical clock terminal 51.
The signals are sent one column at a time to the output horizontal transfer register 52 through the vertical transfer gate 53. This horizontal transfer register is also a CCD driven through a two-phase horizontal clock terminal 50, and charges corresponding to the signal are sent to the output and taken out as a signal output. The frequency of the two-phase drive may be selected so that the transfer of the horizontal transfer register is completed within the period of the voltage pulse applied to the vertical transfer gate.

次に、固体撮像装置のうち、特に撮像面を形成
する光導電体層が、スイツチや走査回路等が形成
された光導体基体を覆うように形成されて成る従
来例について説明する。
Next, a conventional example of a solid-state imaging device in which a photoconductor layer forming an imaging surface is formed so as to cover a photoconductor base on which a switch, a scanning circuit, etc. are formed will be described.

このような固体撮像装置は、たとえば特開昭51
―10715号公報等に報告されており、第1図に示
すようにSi基板1上に走査回路とスイツチ回路を
集積化し、光電変換の役割を果す光導電薄膜8を
該Si基板上に堆積したものである。第1図に即し
て動作原理を説明すると、入射光10が透明電極
9を通して光導電膜8に達する。ここで光は吸収
されて電子正孔対を生じ、これらのキヤリアはバ
イアス電圧VTにより電極7に蓄積される。蓄積
されたキヤリアは半導体基板1上に形成されたソ
ース2、ドレイン3、ゲート4からなる
MOSFETによりスイツチされ、信号線5を通し
て外部へとり出される。6は絶縁膜である。本構
造では走査回路と光電変換部が分離されているた
め、解像度や光感度の低下をもたらさないばかり
でなく、光がSi基板に達しないため、ブルーミン
グも起りにくいという特徴を有する。
Such solid-state imaging devices are known, for example, from Japanese Patent Application Laid-open No.
- As reported in Publication No. 10715, etc., as shown in Figure 1, a scanning circuit and a switch circuit are integrated on a Si substrate 1, and a photoconductive thin film 8 that plays the role of photoelectric conversion is deposited on the Si substrate. It is something. The operating principle will be explained with reference to FIG. 1. Incident light 10 reaches photoconductive film 8 through transparent electrode 9. Here, the light is absorbed to produce electron-hole pairs, and these carriers are accumulated in the electrode 7 by the bias voltage V T . The accumulated carriers are composed of a source 2, a drain 3, and a gate 4 formed on a semiconductor substrate 1.
It is switched by the MOSFET and taken out to the outside through the signal line 5. 6 is an insulating film. In this structure, the scanning circuit and photoelectric conversion section are separated, so not only does it not cause a decrease in resolution or photosensitivity, but it also has the characteristic that blooming is less likely to occur because light does not reach the Si substrate.

第1図にその断面図を示した固体撮像素子は、
まずSi基板上に走査回路とスイツチ回路を形成
し、ついでSe―As―Te系非晶質薄膜を真空蒸着
法により形成する。この非晶質薄膜より成る光導
電膜8は、まずAsを10重量%ないしそれ以下含
むSe―As層を形成し、ついでSe―As―Te層を
形成し、最後にSe―As層を真空蒸着により形成
することによつて出来上つている。ここでSi基板
上には前述のMOSFETが形成されているため、
かなりの凹凸が存在する。SiIC基板上の段差の大
きさは1〜2μmであるが、この上に形成する光
導電性薄膜の厚さは2〜4μmである。したがつ
て、SiIC基板の段差部において光導電膜の不連続
部を生ずる。この不連続部は透明電極9をつける
際にピンホールとして働き短絡の原因となる。こ
れは撮像素子の欠陥としてTVモニタ上で白キズ
として現れ、画質を低下させた。したがつて本装
置の前記特徴を充分に発揮するにはこの難点を克
服することが是非とも必要であつた。
The solid-state image sensor whose cross-sectional view is shown in Figure 1 is
First, a scanning circuit and a switch circuit are formed on a Si substrate, and then a Se--As--Te amorphous thin film is formed by vacuum evaporation. The photoconductive film 8 made of this amorphous thin film is first formed by forming an Se--As layer containing 10% by weight or less of As, then forming a Se--As--Te layer, and finally removing the Se--As layer under vacuum. It is formed by vapor deposition. Here, since the aforementioned MOSFET is formed on the Si substrate,
There are considerable unevenness. The size of the step on the SiIC substrate is 1 to 2 μm, and the thickness of the photoconductive thin film formed thereon is 2 to 4 μm. Therefore, a discontinuous portion of the photoconductive film occurs at the stepped portion of the SiIC substrate. This discontinuous portion acts as a pinhole when attaching the transparent electrode 9 and causes a short circuit. This appeared as a white scratch on the TV monitor as a defect in the image sensor, reducing the image quality. Therefore, it was absolutely necessary to overcome this difficulty in order to fully utilize the above-mentioned features of the present device.

上述の欠点を除去した固体撮像装置を得るため
に、本発明は極めて有用である。
The present invention is extremely useful for obtaining a solid-state imaging device that eliminates the above-mentioned drawbacks.

本発明は上記目的を達成するため、走査回路等
を作製したSiIC基板上に、少なくともSeおよび
Asを含む光導電体層を形成中もしくは形成後、
該光電体層をその軟化点以上の温度で加熱処理す
ることにより該薄膜を平坦化し、該光導電体層を
含む光導電体膜上に光透過性導電層を形成するこ
とにより、光導電体層の不連続部を無くし、TV
モニタ上に現れる白キズ不良をなくすものであ
る。前記加熱処理温度としては50℃以上が望まし
く、また前記光電体層を構成する材料が変質しな
い120℃以下がより好ましい。加熱時の雰囲気は
窒素、希ガス中或いは空気中等でも良い。また、
上記SeおよびAsを含む光導電体材料としては、
一般にSeを50重量%以上含有するものを用い
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides at least Se and
During or after forming a photoconductor layer containing As,
The photoconductor layer is flattened by heat-treating the photoconductor layer at a temperature higher than its softening point, and a light-transmitting conductive layer is formed on the photoconductor film including the photoconductor layer. Eliminating layer discontinuities, TV
This eliminates white scratch defects that appear on the monitor. The heat treatment temperature is preferably 50° C. or higher, and more preferably 120° C. or lower so that the material constituting the photoelectric layer does not change in quality. The atmosphere during heating may be nitrogen, rare gas, air, or the like. Also,
The photoconductor materials containing Se and As are as follows:
Generally, a material containing 50% by weight or more of Se is used.

以下本発明を実施例により詳しく説明する。 The present invention will be explained in detail below with reference to Examples.

実施例 1 第3図から第8図までは本発明の固体撮像装置
の製造方法を示す画素部の断面図である。半導体
基板に形成されるスイツチ回路をはじめ走査回路
部等は、通常の半導体装置の工程を用いて製造さ
れる。p型シリコン基板20上に800Å程度の薄
いSiO2膜を形成し、このSiO2膜上に1400Å程度
のSi3N4膜を形成する。SiO2膜は通常のCVD法、
Si3N4膜はSi3N4、NH4、N2を流したCVD法によつ
た。つづいて酸化膜22を形成する領域の上記
Si3N4膜を除去し、残つたSi3N4膜をマスクとして
シリコン基板上部よりイオン・インプランテーシ
ヨンを行ない、p拡散領域21を形成する。この
拡散領域21は各素子の分離をよりよくなすため
に設けた。次いでH2:O2=1:8雰囲気中でシ
リコンを局所酸化し、SiO2層22を形成する。
この酸化工程は、上記の残されたSi3N4膜をつけ
たままで行なう。Si3N4膜の残つている領域は酸
化が進行しないので、酸化工程終了後に上記
Si3N4膜とSiO2膜を除去すると、第3図に示した
ような状態になる。この方法は一般にLOCOSと
呼ばれている素子分離のためのシリコンの局所酸
化法である。この後、MOSトランジスタのゲー
ト絶縁膜をSIO2膜で形成し、このゲート絶縁膜
上にポリシリコンによるゲート部25を形成す
る。次いで拡散領域26,27を形成し、更にこ
の上部にSiO2膜28を形成する。そしてこの膜
中にソース26およびドレイン27の電極取り出
し口をエツチングで開孔する。第4図にこの状態
を示す。ドレイン電極29としてAlを8000Å蒸
着する。更にSiO2膜30を7500Åに形成し、続
いてソース電極31としてAlを1μm蒸着す
る。第5図がこの状態を示す断面図である。な
お、電極31は領域26,27、およびゲート部
を覆う如く広く形成した。これは素子間分離用拡
散層21の間の信号処理領域に光が入射するとブ
ルーミングの原因となり望ましくないためであ
る。
Embodiment 1 FIGS. 3 to 8 are cross-sectional views of a pixel portion showing a method of manufacturing a solid-state imaging device of the present invention. The switch circuit, scanning circuit section, etc. formed on the semiconductor substrate are manufactured using normal semiconductor device processes. A thin SiO 2 film of about 800 Å is formed on the p-type silicon substrate 20, and a Si 3 N 4 film of about 1400 Å is formed on this SiO 2 film. SiO 2 film is produced by normal CVD method,
The Si 3 N 4 film was produced by CVD using Si 3 N 4 , NH 4 , and N 2 . Next, the above-mentioned region where the oxide film 22 is to be formed.
The Si 3 N 4 film is removed, and ion implantation is performed from above the silicon substrate using the remaining Si 3 N 4 film as a mask to form a p-diffusion region 21. This diffusion region 21 was provided to better isolate each element. Next, silicon is locally oxidized in an atmosphere of H 2 :O 2 =1:8 to form a SiO 2 layer 22 .
This oxidation step is performed with the remaining Si 3 N 4 film still attached. Since oxidation does not progress in the remaining area of the Si 3 N 4 film, the above-mentioned
When the Si 3 N 4 film and the SiO 2 film are removed, the state shown in FIG. 3 is obtained. This method is a local oxidation method of silicon for element isolation, generally called LOCOS. Thereafter, a gate insulating film of the MOS transistor is formed of an SIO 2 film, and a gate portion 25 of polysilicon is formed on this gate insulating film. Next, diffusion regions 26 and 27 are formed, and a SiO 2 film 28 is further formed on the diffusion regions 26 and 27. Then, holes for the electrodes of the source 26 and drain 27 are opened in this film by etching. FIG. 4 shows this state. As the drain electrode 29, Al is deposited to a thickness of 8000 Å. Furthermore, a SiO 2 film 30 is formed to a thickness of 7500 Å, and then Al is deposited to a thickness of 1 μm as a source electrode 31. FIG. 5 is a sectional view showing this state. Note that the electrode 31 was formed widely so as to cover the regions 26 and 27 and the gate portion. This is because if light enters the signal processing region between the element isolation diffusion layers 21, it will cause blooming, which is undesirable.

第5図にみられる如く半導体基板20にスイツ
チ用MOSトランジスタ等を形成した後は、半導
体基体表面は凹凸を生ずることとなる。つづいて
このMOSトランジスタ部の上部に受光部を形成
する。第10図にSi基体部の平面図を示す。37
は電極用コンタクト穴である。尚、ここまでの工
程は、すべて光導電層を形成する前の工程であ
る。
As shown in FIG. 5, after a switch MOS transistor or the like is formed on a semiconductor substrate 20, the surface of the semiconductor substrate becomes uneven. Subsequently, a light receiving section is formed above this MOS transistor section. FIG. 10 shows a plan view of the Si base portion. 37
is a contact hole for an electrode. Note that the steps up to this point are all steps before forming the photoconductive layer.

この様にして準備された半導体基体上に、砒素
を5重量%含むSe―As層32を3μmの厚さに
形成する。本実施例においてはこの光導電体層を
形成後に加熱処理するので、形成中の温度は軟化
点以下でもよい。この状態では第6図に示したよ
うに該Se―As層の表面は該IC基板の凹凸を反映
して平坦ではない。つぎにこの基板を窒素ガス雰
囲気中で110℃、5分間の加熱処理を加えた。該
Se―As層の軟化点は70℃程度なので、この熱処
理により層は軟化し第7図に示したように平坦化
される。この後、真空蒸着法にてSe―As―Te層
33(0.05μm)、Se―As層34(0.02μm)を
続ける堆積し、次いで周知の方法で透明電極35
を形成した。透明電極は金等の極薄膜、或いは低
温形成のネサ膜を用いれば良い。又網状の金属膜
等を透光性電極としても良い。最後に半導体基板
20のもう一方の面にオーム接触の導電体膜36
を設ける。一般には導電体膜36は端子を通じて
接地される。
On the semiconductor substrate thus prepared, an Se--As layer 32 containing 5% by weight of arsenic is formed to a thickness of 3 μm. In this embodiment, since the photoconductor layer is heat-treated after being formed, the temperature during formation may be below the softening point. In this state, as shown in FIG. 6, the surface of the Se--As layer is not flat, reflecting the unevenness of the IC substrate. Next, this substrate was subjected to heat treatment at 110° C. for 5 minutes in a nitrogen gas atmosphere. Applicable
Since the softening point of the Se--As layer is about 70°C, this heat treatment softens the layer and flattens it as shown in FIG. After this, a Se-As-Te layer 33 (0.05 μm) and a Se-As layer 34 (0.02 μm) are successively deposited by vacuum evaporation, and then a transparent electrode 35 is deposited by a well-known method.
was formed. The transparent electrode may be an extremely thin film of gold or the like, or a NESA film formed at a low temperature. Further, a mesh-like metal film or the like may be used as a light-transmitting electrode. Finally, a conductor film 36 in ohmic contact is placed on the other surface of the semiconductor substrate 20.
will be established. Generally, the conductive film 36 is grounded through a terminal.

この例はSe―As層、Se―As―Te層、Se―As
層の3層で光導電膜が構成される固体撮像装置の
例であるが、単層は勿論、4層以上の多層で光導
電膜が構成される固体撮像装置の場合に適用して
効果があることはいうまでもない。このことは、
以下の実施例においても同様である。
This example is Se-As layer, Se-As-Te layer, Se-As
Although this is an example of a solid-state imaging device in which the photoconductive film is composed of three layers, it can be applied to solid-state imaging devices in which the photoconductive film is composed of not only a single layer but also multilayers of four or more layers. It goes without saying that there is. This means that
The same applies to the following examples.

実施例 2 実施例1と同様に半導体基体にスイツチ回路を
はじめ走査回路部等が形成される。第5図がこの
状態を示す基体断面図である。次いで、砒素を8
重量%含むSe―As層32を1μmの厚さに形成
する。形成中の温度については、実施例1と同様
の理由により軟化点以でよい。このように準備さ
れた半導体基体を空気中で150℃、3分間の熱処
理を行なう。このあと、実施例1と同様にして
Se―As―Te層33、Se―As層34を真空蒸着
法で堆積し、次いで透明電極35を形成する。最
後に半導体基板20のもう一方の面にオーム接触
の導電体膜36を設けることも実施例1と同様で
ある。
Embodiment 2 As in Embodiment 1, a switch circuit, a scanning circuit section, etc. are formed on a semiconductor substrate. FIG. 5 is a sectional view of the base body showing this state. Next, arsenic was added to 8
A Se--As layer 32 having a thickness of 1 μm is formed. For the same reason as in Example 1, the temperature during formation may be at or below the softening point. The semiconductor substrate thus prepared is heat treated in air at 150° C. for 3 minutes. After this, in the same manner as in Example 1,
A Se--As--Te layer 33 and a Se--As layer 34 are deposited by vacuum evaporation, and then a transparent electrode 35 is formed. Finally, similarly to the first embodiment, an ohmic contact conductor film 36 is provided on the other surface of the semiconductor substrate 20.

実施例 3 実施例1と同様に、所定の半導体基体にスイツ
チ回路をはじめ走査回路等が形成される。第5図
がこの状態を示す基体断面図である。次いで、
Se―As層(砒素含有量8重量%以下)32、Se
―As―Te層33、Se―As層34を基体温度60℃
に保つて順次真空蒸着する。ついで蒸着装置内で
100℃、3分間の熱処理を加える。先の60℃での
形成中にある程度光導電膜表面は平坦化される
が、この工程で光導電膜表面は完全に平坦化され
る。次いで、透明導電膜を形成し、固体撮像装置
を作製した。
Example 3 As in Example 1, a switch circuit, a scanning circuit, etc. are formed on a predetermined semiconductor substrate. FIG. 5 is a sectional view of the base body showing this state. Then,
Se-As layer (arsenic content 8% by weight or less) 32, Se
-As-Te layer 33 and Se-As layer 34 at a substrate temperature of 60℃
vacuum evaporation in sequence. Then in the vapor deposition equipment
Add heat treatment at 100℃ for 3 minutes. Although the surface of the photoconductive film was planarized to some extent during the previous formation at 60° C., the surface of the photoconductive film was completely planarized in this step. Next, a transparent conductive film was formed to produce a solid-state imaging device.

尚、以上の実施例1〜3においては、走査回路
として先に第9図で例示したシフトレジスタを用
いた。勿論、シフトレジスタの具体的回路構成は
第9図の回路に限られるものではない。
In the first to third embodiments described above, the shift register illustrated earlier in FIG. 9 was used as the scanning circuit. Of course, the specific circuit configuration of the shift register is not limited to the circuit shown in FIG.

実施例 4 本実施例は、走査回路としてCCD(Charge
Coupled Device)を用いたものである。
Example 4 This example uses CCD (Charge) as a scanning circuit.
Coupled Device).

第12図はCCD転送領域の断面図、第13図
は画素の部分の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of the CCD transfer area, and FIG. 13 is a sectional view of the pixel portion.

第12図に示したように、Si基板61上に絶縁
層を介して電極62,63が形成され、2相のク
ロツク電圧が64,65を通して印加される。こ
れによりSi基板内のポテンシヤルウエルが移動
し、電荷の転送が行われる。第13図は受光領
域、即ち画素の部分の断面図で、41は拡散層、
42は絶縁層、43は金属電極、44はゲート、
45は光導電膜、46は透明電極である。この受
光領域に第12図に示したCCD転送領域が続け
て形成されている。透明電極46、光導電膜4
5、金属電極43は受光部を形成し、ここに誘起
されたキヤリアを転送領域に移動させるスイツチ
領域がゲート44を有する部分で、実質的な
MOSスイツチを形成している。
As shown in FIG. 12, electrodes 62 and 63 are formed on a Si substrate 61 with an insulating layer interposed therebetween, and two-phase clock voltages are applied through 64 and 65. This moves the potential well in the Si substrate and transfers charge. FIG. 13 is a cross-sectional view of the light receiving area, that is, the pixel part, where 41 is a diffusion layer;
42 is an insulating layer, 43 is a metal electrode, 44 is a gate,
45 is a photoconductive film, and 46 is a transparent electrode. The CCD transfer area shown in FIG. 12 is formed in succession to this light receiving area. Transparent electrode 46, photoconductive film 4
5. The metal electrode 43 forms a light receiving part, and the switch region for moving the carriers induced here to the transfer region is the part where the gate 44 is located, and the substantial
It forms a MOS switch.

本実施例の固体撮像装置の製造方法は下記の通
りである。
The method for manufacturing the solid-state imaging device of this example is as follows.

CCD転送領域およびMOSスイツチ部を形成し
たSi基板を準備し、真空蒸着装置にこれを装着し
て、Se―As層(砒素含有量5重量%、厚さ3μ
m)45を形成する。実施例1と同様、形成中の
温度は軟化点以下でよい。この状態では該Se―
As層45の表面は基体の凹凸を反映して平坦で
はない。つぎに、この基板を窒素ガス雰囲気中で
110℃、5分間の熱処理を加えた。更にこの平坦
化されたSe―As層45上にSe―As―Te層(厚
さ0.05μm)46、Se―As層(厚さ0.02μm)
47を続けて堆積した。この光導電体層上に前述
と同様に透明電極48を形成する。透明電極一部
にCr―Auをマスク蒸着し、ここにワイヤボンデ
イングしバイアス用電極とした。
Prepare a Si substrate on which a CCD transfer area and a MOS switch part are formed, attach it to a vacuum evaporator, and deposit a Se-As layer (arsenic content: 5% by weight, thickness: 3μ).
m) Form 45. As in Example 1, the temperature during formation may be below the softening point. In this state, the Se-
The surface of the As layer 45 is not flat, reflecting the irregularities of the base. Next, this substrate is placed in a nitrogen gas atmosphere.
Heat treatment was applied at 110°C for 5 minutes. Further, on this flattened Se-As layer 45, a Se-As-Te layer (thickness 0.05 μm) 46 and a Se-As layer (thickness 0.02 μm) are formed.
47 were deposited in succession. A transparent electrode 48 is formed on this photoconductor layer in the same manner as described above. Cr-Au was mask-deposited on a portion of the transparent electrode, and wire bonded thereto to create a bias electrode.

尚、CCDによる走査回路の動作については、
先に第11図を用いて説明した通りである。
Regarding the operation of the CCD scanning circuit,
This is as explained earlier using FIG. 11.

実施例 5 本実施例は、光導電体層の形成中に加熱処理を
施すものである。
Example 5 In this example, heat treatment is performed during the formation of the photoconductor layer.

実施例1と同様に、所定の半導体基体にスイツ
チ回路をはじめ走査回路等が形成される。ついで
前実施例と同様Se―As層(砒素含有量5重量
%)を形成するが、形成方法としてはまず加熱な
しで0.3μmのSe―As層を蒸着し、ついで基板を
75℃に加熱して3μmの前述と同様のSe―As層
を蒸着した。この工程で光導電膜は平坦化され
る。このあと基板加熱をやめSe―As―Te層、Se
―As層を蒸着した。蒸着終了後、透明電極を形
成し、固体撮像装置を得た。なお同様の方法で
0.2μmのSe―As層を加熱なし、2μmを加熱蒸
着(80℃)、ついで0.5μmを加熱なしで蒸着した
素子も作製した。
As in the first embodiment, a switch circuit, a scanning circuit, etc. are formed on a predetermined semiconductor substrate. Next, a Se-As layer (arsenic content: 5% by weight) is formed in the same way as in the previous example, but the forming method is to first deposit a 0.3 μm Se-As layer without heating, and then evaporate the substrate.
It was heated to 75° C. and a 3 μm thick Se—As layer similar to that described above was deposited. In this step, the photoconductive film is planarized. After this, the substrate heating is stopped and the Se-As-Te layer and Se
-As layer was deposited. After the vapor deposition was completed, transparent electrodes were formed to obtain a solid-state imaging device. In addition, in the same way
Elements were also fabricated in which a 0.2 μm Se—As layer was deposited without heating, a 2 μm layer was deposited by heating (80° C.), and then a 0.5 μm layer was deposited without heating.

以上、具体例を用いて種々説明してきたが、
Seを必須の構成元素とする非晶質物質による光
導電膜を用いた固体撮像装置の例としては、たと
えば特開昭51―120611号公報に開示されるものが
代表的なものである。
Various explanations have been given above using specific examples, but
A typical example of a solid-state imaging device using a photoconductive film made of an amorphous material containing Se as an essential constituent element is the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 120611/1983.

また、加熱方法としては、たとえばランプ(た
とえば、ハロゲン・ランプ)等による照射による
のが好ましい方法である。
A preferred heating method is, for example, irradiation with a lamp (eg, a halogen lamp).

以上の実施例を用い説明した本発明の固体撮像
装置によれば、従来装置に見られたようなTVモ
ニタ上での白キズ等を発生せず、極めて良質の
TVモニタ像を得ることができる。
According to the solid-state imaging device of the present invention, which has been explained using the above embodiments, it does not cause white scratches on the TV monitor as seen in conventional devices, and provides extremely high-quality images.
You can get a TV monitor image.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の固体撮像装置の断面図、第2図
は固体撮像装置の原理を示す図、第3図より第8
図は各々本発明の固体撮像装置の製造工程を示す
要部断面図、第9図はシフトレジスタの例を示す
図、第10図は実施例の固体撮像装置の平面図、
第11図は走査回路としてCCDを用いた固体撮
像装置の説明図、第12図はCCD転送領域の断
面図、第13図は受光部断面図である。 図において、10……水平走査信号発生器、1
2……垂直走査信号発生器、13……スイツチ
部、14……画素、15……出力端、1,20…
…半導体基板、2,3,26,27……拡散領
域、4,25……ゲート電極、22,28,30
……絶縁膜、7,31……第1の導電層、8……
光導電薄膜、9,35……透明電極。
Fig. 1 is a cross-sectional view of a conventional solid-state imaging device, Fig. 2 is a diagram showing the principle of a solid-state imaging device, and Fig. 8 is a diagram showing the principle of a solid-state imaging device.
9 is a diagram showing an example of a shift register, FIG. 10 is a plan view of a solid-state imaging device of an embodiment, and FIG. 9 is a diagram showing an example of a shift register.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a solid-state imaging device using a CCD as a scanning circuit, FIG. 12 is a sectional view of a CCD transfer area, and FIG. 13 is a sectional view of a light receiving section. In the figure, 10...horizontal scanning signal generator, 1
2... Vertical scanning signal generator, 13... Switch section, 14... Pixel, 15... Output end, 1, 20...
...Semiconductor substrate, 2, 3, 26, 27... Diffusion region, 4, 25... Gate electrode, 22, 28, 30
... Insulating film, 7, 31 ... First conductive layer, 8 ...
Photoconductive thin film, 9,35...transparent electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 その表面に凹凸領域を有する半導体基体の上
部に形成する少なくともSeおよびAsを含む少な
くとも一層の光導電体層の形成中もしくは該光導
電体層を形成したのち、該光導電体層を構成する
光導電体の軟化点以上の温度で加熱処理を施こす
工程と、前記光導電体層を含む光導電体膜上に光
透過性導電層を形成する工程を有する固体撮像装
置の製造方法。
1 Forming the photoconductor layer during or after forming at least one photoconductor layer containing at least Se and As formed on the top of a semiconductor substrate having an uneven region on its surface. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising the steps of performing heat treatment at a temperature equal to or higher than the softening point of a photoconductor, and forming a light-transmitting conductive layer on a photoconductor film including the photoconductor layer.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5527772A (en) * 1978-08-18 1980-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid state pickup device

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