JPS63169773A - ａ−Ｓｉ受光素子の製造方法 - 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】 〔概要〕 裏面型のａ−Ｓｉ受光素子を製造する際に、透明体の下
部電極上にｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜を形成した後、ネガ型の
感光膜を塗布して基板側から露光・現像し、ｐｉｎ型ａ
−Ｓｉ膜でマスクされた領域のみを除去した後、上から
上部電極を形成することにより、ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜自
体をマスクに兼用し、面倒なマスク合わせを不要とする
。

〔産業上の利用分野〕

ａ−Ｓｉを用いた密着型イメージセンサは、ファクシミ
リ装置の普及に伴ない、小型化、低コスト化、高精細化
が急がれている。一方その普及に伴なって、耐環境性等
の信頼性も重要な課題となっている。このためイメージ
センサの最終保護膜として十分信頼性のある保護膜を形
成可能な裏面型のｐｉｎ　−ａ−Ｓｉイメージセンサが
多用されている。本発明はこの裏面から光を入射する裏
面型のｐｉｎ型ａ−Ｓｉ受光素子における眉間絶縁膜の
形成技術に関する。

〔従来の技術〕゛ 第３図は従来のａ−Ｓｉ膜を用いた表面型のイメージセ
ンサの断面図である。４はガラスまたはセラミック等の
基板であり、その上にＣｒやＮｉＣｒ等のオーミック電
極１、ａ−Ｓｉ膜３、ＩＴＯなどの透明電掻２の順に積
層されている。その上に保護膜５として、プラズマＣＶ
Ｄ法等によりＳｉｎｇまたはＳｉＮ膜を形成し、この保
護膜５側から光を入射することで、イメージセンサとし
て使用する。

ところがこのように、保護膜５側から光を入射する構造
では、光がＩＴＯ等の透明電極２を透過して入ってくる
ため、透明電極２上に保護膜５を形成する際、保護膜５
の透過率、屈折率、厚さが問題となり、光の透過量を大
きくするには、保護膜をある程度薄くせざるを得ない。

しかし保護膜を薄くすると、保護膜としての信１性が低
くなるといった問題が生じる。またａ−Ｓｉ自体は２５
０°Ｃ，ＩＴＯは２００℃を超えると特性が変化し、ダ
イオードとしての特性が劣化するため、保護膜５の形成
法としては、２００℃以下のプロセスを検討しなければ
ならないが、そうすると良質の保護膜を形成することが
困難になる。その結果、保護膜としての機能を充分に果
たせず、素子の寿命低下を招く。

そこで第４図に示すように、基板側から光を入射する裏
面型のイメージセンサが使用されている。

この図において、（ａ）の構成は、基板４上にショット
キー電極１としてａ−Ｓｉと反応しにくいＳｎｕｇが積
層され、その上にａ−Ｓｉ膜３、オーミック電極２、保
護膜５の順に積層されている。この裏面型のイメージセ
ンサは、光を透明基板４から入射するため、最上段の最
終保護膜５は、透明でも不透明でもよく、また膜厚も自
由に選べるという利点がある。

ところでショットキー電極１として、ＩＴＯを使用する
ことも可能ではあるが、ａ−Ｓｉ膜３を作成する際の熱
でＩＴＯとａ−Ｓｉが反応し、目標の特性が得られない
。そこで、ショットキー電極とし”ζ、ａ−Ｓｉと反応
しにくいＳｎＯ，を使用しているが、Ｓｎｕｇは５ｃｈ
ｏｔｔｋｙ障壁が低く、逆方向バイアスでの漏れ電流が
大きく、動作マージンが小さい、という問題がある。

第４図（ｂ）はこの問題を解消し、動作マージンを大き
くできるようにしたものである。すなわち基板４上に、
ＳｎＯ，から成る下部電極１、ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａ
を積層し、その上に眉間絶縁膜６を被覆してから、Ｃｒ
やＮｉＣｒなどの上部電極２、保護膜５の順に積層する
。

しかしながらこの構成では、層間絶縁膜６を設けなけれ
ばならないという問題が生じる。第５図はこの眉間絶縁
膜６の形成方法を示す断面図である。まず（ａ）のよう
にガラスまたはセラミックなどの基板４上に５ｎＯｔか
ら成る下部電極１をパターニング形成した後、ホトリソ
グラフィ技法によってｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａを形成す
る。すなわちａ−Ｓｉｉ膜にまずボロン（Ｂ）をドーピ
ングしてｐ型ａ−Ｓｉｌを形成し、次いで不純物をドー
ピングしない１層、リン（Ｐ）をドーピングした１層の
層構成とする。

次に（ｂ）〜（ｄ）の工程で、下部電極１と上部電極２
間を絶縁するための眉間絶Ｉ！膜６を形成する。すなわ
ちまず（ｂ）のようにポジ型の有機感光膜６ａを一面に
塗布した後、（Ｃ）のように各ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａ
・・・上にマスク７を形成し、該マスク７の上から紫外
線露光し、エツチングすることで（ｄ）のようにｐｉｎ
型ａ−Ｓｉ膜３ａ・・・上の部分を除去する。

その後（ｅ）のように上部電極２としてＣｒやＮｉＣｒ
、ＡＩ等を蒸着してパターニングし、その上から一面に
保護膜を被着形成する。（ｆ）は、（ｅ）図の状態の平
面図である。ファクシミリ装置などのように多数のｐｉ
ｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａ・・・を配列して使用する装置では
、片方の電極２・・・をコモン電極とし、他方の電極１
・・・を個別電極とすることで、イメージセンサが構成
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのように眉間絶縁膜６を形成するには、
（Ｃ）図のように各ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａ・・・上に
、微細なｐｉｎ素子３ａ・・・より小さなマスク７・・
・をパターニングしなければならず、その位置合わせが
困難でマスクずれなどの問題が生じる。

本発明の技術的課題は、表面保護膜を十分厚くできる裏
面型のｐｉｎ型ａ−Ｓｉ受光素子を製造する際のこのよ
うな問題を解消し、簡単な方法で層間絶縁膜を形成可能
とすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明によるａ−Ｓｉ受光素子の製造方法の基
本原理を説明する断面図である。本発明では、下部電極
１として透明導電膜を用い、該下部電極１上に形成され
たｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａの上から一面にネガ型の感光
膜６１を塗布する。そして基板４側から紫外線を照射し
て露光し、ｐｉｎ素子３ａでマスクされた領域のみをエ
ツチング除去した後、上から上部電極２を形成する。

〔作用〕

下部電極１としては透明導電膜を用いるため、基板４を
通して紫外線露光すると、ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａがマ
スクの作用をし、ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａの上のみは露
光されない。また層間絶縁膜としてネガ型の材料を使用
するため、ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａの上の露光されない
領域のみがエツチング除去される。したがってｐｉｎ型
ａ−Ｓｉ膜ｂ 従来のように、ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜３ａの上にマスクを
位置合わせ形成する工程を必要としない。

〔実施例〕

次に本発明によるａ−Ｓｉ受光素子の製造方法が実際上
どのように具体化されるかを実施例で説明する。第２図
は本発明方法の実施例を工程順に示す断面図である。ま
ず（ａ）のようにガラス基板４上に５ｎＯｔ等から成る
下部電極ｌを蒸着やスパッタリングで被着形成する。こ
の下部電極ｌの材料としては、露光に使用する光に対し
透明な導電膜を使用する。そしてこの透明な下部電極１
上に、ホトリソグラフィ技法によってｐｉｎ型ａ−Ｓｉ
膜３ａを形成する。

ついで眉間絶縁膜を形成するために、（ｂ）のようにネ
ガ型の有機感光膜６１を一面に塗布した後、基板４側か
ら紫外線を照射し露光する。するとｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜
３ａの上側のみ露光されないため、現像する際にｐｉｎ
型ａ−ＳｉＪＪｉ３ａの上側のみ除去され、（Ｃ）の状
態となる。

その後（ｄ）のように上部電極２としてＣｒやＮｉＣｒ
、ＡＩ等を蒸着してパターニングし、その上から一面に
保護膜を被着形成する。

なおネガ型の有機感光膜としては、感光性のポリイミド
が適しており、例えば東し株式会社のフォトニース（商
標）が挙げられる。

〔発明の効果］ 以上のように本発明によれば、透明基板４の裏面から露
光することで、ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜ｂスクにして層間絶
縁膜を露光・現像するので、従来のように層間絶縁膜を
形成する際にマスク合わせなどの必要がなく、作業が大
幅に簡略化され、量産性に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるａ−Ｓｉ受光素子の製造方法の基
本原理を説明する断面図、第２図は本発明によるａ−Ｓ
ｉ受光素子の製造方法の実施例を示す断面図、第３図は
表面型のａ−Ｓｉ受光素子の断面図、第４図は裏面型の
ａ−Ｓｉ受光素子の断面図、第５図は従来のｐｉｎ型ａ
−Ｓｉ受光素子の製造方法を示す断面図である。 図において、■は下部電極、２は上部電極、３はａ−Ｓ
ｔ膜、３ａはｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜、４は透明基板、５は
保護膜、６は眉間絶縁膜、６１はネガ型の有機感光膜を
それぞれ示す。 特許出願人　　　　　富士通株式会社 復代理人　弁理士　　福　島　康　文 第１図 ５ａＬ 亥誇例 第２ｘ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜を用い、かつ基板側から光を入射す
   る裏面型のａ−Ｓｉ受光素子を製造する際に、下部電極
   （１）として透明導電膜を用い、該透明導電膜上にｐｉ
   ｎ型ａ−Ｓｉ膜（３ａ）を形成した後、その上にネガ型
   の感光膜（６１）を塗布し、透明基板（４）側から露光
   ・現像して、ｐｉｎ型ａ−Ｓｉ膜（３ａ）でマスクされ
   た領域のみを除去した後、上から上部電極（２）を形成
   することを特徴とするａ−Ｓｉ受光素子の製造方法。