JPS63170974A - Image sensor and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
水素化アモルファスシリコン膜に接して酸素欠陥型の非
化学量論組成ＩＴＯ膜よりなるショットキバリヤと電極
とが形成されてなるイメージセンサとその製造方法の改
良である。[Detailed Description of the Invention] [Summary] An image sensor in which a Schottky barrier and an electrode made of an oxygen-deficient non-stoichiometric ITO film are formed in contact with a hydrogenated amorphous silicon film, and a manufacturing method thereof are improved. be.
水素化アモルファスシリコン膜に接して。In contact with hydrogenated amorphous silicon film.
シート抵抗率が１ＫΩ／□以上であるＩＴＯ膜よりなる
透光性ショットキバリヤを形成し、これに接して、シー
ト抵抗率が１００Ω／□以下であるＩＴＯ膜よりなる透
光性電極を形成することとしたイメージセンサとその製
造方法である。Forming a transparent Schottky barrier made of an ITO film with a sheet resistivity of 1KΩ/□ or more, and forming a transparent electrode made of an ITO film with a sheet resistivity of 100Ω/□ or less in contact with this. This is an image sensor and its manufacturing method.
本発明は、水素化アモルファスシリコン膜に接して酸素
欠陥型の非化学量論組成ＩＴＯ膜よりなるショットキバ
リヤと電極とが形成されてなるイメージセンサとその製
造方法の改良に関する。The present invention relates to an image sensor in which an electrode and a Schottky barrier made of an oxygen-deficient non-stoichiometric ITO film are formed in contact with a hydrogenated amorphous silicon film, and to an improvement in a manufacturing method thereof.
特に、光照射を受けない状態において電極間に流れる暗
電流を減少する改良に関する。In particular, the present invention relates to improvements in reducing dark current flowing between electrodes when not irradiated with light.
イメージセンサの１種に、水素化アモルファスシリコン
膜に接して酸素欠陥型の非化学量論組成ＩＴＯ膜よりな
るショットキバリヤが形成されてなるイメージセンサが
知られている０本発明は。The present invention is a known type of image sensor in which a Schottky barrier made of an oxygen-deficient non-stoichiometric ITO film is formed in contact with a hydrogenated amorphous silicon film.
その改良であり、光照射を受けない状態において電極間
に流れる暗電流を減少する改良である。This is an improvement to reduce the dark current flowing between the electrodes in a state where no light is irradiated.
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のイメージセンサにおいては、ショットキバリヤ兼
電極として、非化学量論組成のＩＴＯ膜が使用されるが
、この非化学量論組成のＩＴＯ膜は膜中の酸化インジウ
ムの結晶度が悪く、このＩＴＯ膜よりなるショットキバ
リヤ兼電極と水素化アモルファスシリコン膜との界面の
状態が良好にならず、リーク電流が流れるので、光照射
を受けない状態においても、逆バイアス電圧にもとずき
暗電流が流れる。そのため、信号／ノイズ比が小さくな
るという欠点がある。[Problems to be solved by the invention] In the above image sensor, an ITO film with a non-stoichiometric composition is used as a Schottky barrier and an electrode. The crystallinity of indium oxide is poor, and the interface between the Schottky barrier/electrode made of this ITO film and the hydrogenated amorphous silicon film is not good, and leakage current flows. Dark current flows based on the bias voltage. Therefore, there is a drawback that the signal/noise ratio becomes small.
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、水素
化アモルファスシリコン膜に接して酸素欠陥型の非化学
量論組成ＩＴＯ膜よりなるショットキバリヤと電極とが
形成されてなるイメージセンサが、光照射を受けない状
態において電極間に暗電流を流さないようにし、信号／
ノイズ比を向上する改良を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate this drawback, and to provide an image sensor in which a Schottky barrier and an electrode made of an oxygen-deficient non-stoichiometric ITO film are formed in contact with a hydrogenated amorphous silicon film. By preventing dark current from flowing between the electrodes when not exposed to light, the signal/
The objective is to provide improvements that increase the noise ratio.
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、水
素化アモルファスシリコン膜４に接して、シート抵抗率
が１ＫΩ／□以上であるＩＴＯ＋１ｉよりなる透光性シ
ョットキバリヤ５を形成し、これに接して、シート抵抗
率が１００Ω／□以下であるＩＴＯ膜よりなる透光性電
極６を形成することとしたことにある。The means taken by the present invention to achieve the above object is to form a transparent Schottky barrier 5 made of ITO+1i with a sheet resistivity of 1KΩ/□ or more in contact with the hydrogenated amorphous silicon film 4; The transparent electrode 6 made of an ITO film having a sheet resistivity of 100Ω/□ or less is formed in contact with the electrode.
シート抵抗率が１ＫΩ／□以上であるＩＴＯ膜よりなる
透光性ショットキバリヤ５を形成するには、酸素の含有
量が１０〜１００体積％である酸素と不活性ガスとの混
合ガス中において、ＩＴＯをターゲットとしてなすスパ
ッタ法を使用すればよく、また、シート抵抗率が １０
０Ω／□以下であるＩＴＯ膜よりなる透光性電極６を形
成するには、酸素の含有量が０〜２体積％である酸素と
不活性ガスとの混合ガス中において、ＩＴＯをターゲッ
トとしてなすスパッタ法を使用すればよい。In order to form the transparent Schottky barrier 5 made of an ITO film with a sheet resistivity of 1 KΩ/□ or more, in a mixed gas of oxygen and an inert gas with an oxygen content of 10 to 100% by volume, It is sufficient to use a sputtering method using ITO as a target, and the sheet resistivity is 10.
In order to form a transparent electrode 6 made of an ITO film having a resistance of 0Ω/□ or less, ITO is used as a target in a mixed gas of oxygen and an inert gas with an oxygen content of 0 to 2% by volume. A sputtering method may be used.
透光性ショットキバリヤ５の厚さは４００Å以下好まし
くは５０〜２００ 人が適切である。また、透光性電極
６の厚さには特に限定はないが、８００〜２，０００人
が適切である。The thickness of the transparent Schottky barrier 5 is preferably 400 Å or less, preferably 50 to 200 Å. Moreover, although there is no particular limitation on the thickness of the transparent electrode 6, 800 to 2,000 people is appropriate.
従来技術に係るイメージセンサにおいて暗電流が大きい
理由は、ショットキバリヤと透光性電極とを兼ねて使用
されている酸素欠陥型の非化学量論組成ＩＴＯＭと水素
化アモルファスシリコン膜との界面の状態が良好でない
からである。The reason for the large dark current in conventional image sensors is the state of the interface between the oxygen-deficient non-stoichiometric ITOM, which is used as a Schottky barrier and a transparent electrode, and the hydrogenated amorphous silicon film. This is because the condition is not good.
ところで、水素化アモルファスシリコン膜と接して、シ
ョットキバリヤと透光性電極とを兼ねる酸素欠陥型の非
化学量論組成ＩＴＯ膜を製造するには、従来、酸素と不
活性ガスとの混合ガス中においてＩＴＯをターゲットと
してなすスパッタ法を使用してなされているが、本発明
の発明者は、この混合ガスに含まれる酸素の含有量と形
成されるＩＴＯの結晶状態・抵抗とには第２図に示すよ
うな相関関係があり、この混合ガス中に含まれる酸素の
含有量を１０−１００体積％に増加すると、上記の界面
の状態が良好になることを発見した。By the way, in order to manufacture an oxygen-deficient non-stoichiometric ITO film that is in contact with a hydrogenated amorphous silicon film and serves as both a Schottky barrier and a light-transmitting electrode, it has been conventionally However, the inventor of the present invention has determined that the content of oxygen contained in this mixed gas and the crystal state/resistance of the ITO formed are as shown in Figure 2. It has been discovered that there is a correlation as shown in the following, and that when the content of oxygen contained in this mixed gas is increased to 10-100% by volume, the condition of the above interface becomes better.
たＣ１この界面の状態が良好であるＩＴＯ膜は、そのシ
ート抵抗率が１ＫΩ／□以−ヒでかなり高いため、この
界面の状態が良好なＩＴＯ膜をもってショットキバリヤ
と電極とを兼ねさせることは適切ではないので、これら
を分離することとしたものであり、界面の状態が良好な
ＩＴＯ膜（シート抵抗率がＩＫΩ／□以上とかなり高い
ＩＴＯ膜）の厚さは４００Å以下と薄くし、これに接し
てシート抵抗率の低いＩＴＯ膜の電極を別に形成するこ
ととしたものである。C1 Since an ITO film with a good interface has a fairly high sheet resistivity of 1KΩ/□ or more, it is difficult to use an ITO film with a good interface to serve as both a Schottky barrier and an electrode. Since this was not appropriate, we decided to separate these, and the thickness of the ITO film with a good interface condition (an ITO film with a fairly high sheet resistivity of IKΩ/□ or more) was reduced to 400 Å or less. An electrode of an ITO film having a low sheet resistivity is separately formed in contact with the electrode.
以下、図面を参照しつ覧、本発明の一実施例に係るイメ
ージセンナとその製造方法とについてさらに説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An image sensor and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be further described below with reference to the drawings.
第３図参照
シリコン基板ｌの表面を酸化してｌ 厚 の二酸化シ
リコン膜２を形成した後、スパッタ法を使用して １．
０００人厚０クローム膜よりなる電極３を形成する。Refer to FIG. 3. After oxidizing the surface of a silicon substrate l to form a silicon dioxide film 2 with a thickness of l, using a sputtering method, 1.
An electrode 3 made of a chrome film having a thickness of 0.000 mm is formed.
その後、平行平板型プラズマＣＶＤ法を使用して、１延
層厚の水素化アモルファスシリコン膜４を形成する。こ
の形成工程は、モノシランガスを使用し、真空度０．８
Ｔｏｒｒをもってなすが、形成される水素化アモルファ
スシリコン膜４の導電型はイントリンシック型である。Thereafter, a hydrogenated amorphous silicon film 4 having a thickness of one layer is formed using a parallel plate plasma CVD method. This formation process uses monosilane gas and has a vacuum degree of 0.8.
The conductivity type of the hydrogenated amorphous silicon film 4 formed is the intrinsic type.
第４図参照
酸素とアルゴンの混合ガス中でＩＴＯのターゲットを使
用してなすスパッタ法を使用して１００人厚０透光性シ
ョットキバリヤ５を形成する。この工程においては酸素
の含有量を１０〜１００〜２５０℃例えば １８０℃と
して、真空度を１０ 〜１０ Ｔｏｒｒ例えば４ Ｘ
１Ｏ−３Ｔｏｒｒとしてなす。Referring to FIG. 4, a transparent Schottky barrier 5 having a thickness of 100 mm is formed using a sputtering method using an ITO target in a mixed gas of oxygen and argon. In this step, the oxygen content is set at 10-100-250°C, e.g. 180°C, and the degree of vacuum is set at 10-10 Torr, e.g. 4X.
It is made at 1O-3 Torr.
このようにして形成されるＩＴＯ膜５のシート抵抗率は
１ＫΩ／□以上口高上が、水素化アモルファスシリコン
膜との界面の状態は良好になる。The sheet resistivity of the ITO film 5 formed in this way is higher than 1 KΩ/□, but the state of the interface with the hydrogenated amorphous silicon film is good.
第１図参照
同−の真空容器内において連続してなすスパッタ法を使
用して、１．４００人厚０透光性電極６を形成する。こ
の工程は、酸素の含有量をθ〜２体積％例えば０，１体
積％とし、基板温度を １８０℃とし、真空度を４ Ｘ
１Ｏ−３Ｔｏｒｒとしてなす。Referring to FIG. 1, a transparent electrode 6 having a thickness of 1.400 mm is formed using a continuous sputtering method in the same vacuum chamber. In this process, the oxygen content is set to θ~2% by volume, for example, 0.1% by volume, the substrate temperature is set to 180°C, and the degree of vacuum is set to 4X.
It is made at 1O-3 Torr.
このようにして形成されるＩＴＯｌ１５ｉ６のシート抵
抗率は １００Ω／□以゛下となり、電極として十分使
用しうる。The sheet resistivity of ITOl15i6 thus formed is less than 100Ω/□, and it can be used satisfactorily as an electrode.
以上のようにして製造したイメージセンサの暗電流特性
を、従来技術と比較して第５図に示す。The dark current characteristics of the image sensor manufactured as described above are shown in FIG. 5 in comparison with those of the prior art.
図において、Ａは従来技術を示し、Ｂは本発明の実施例
を示す９図より明らかなように、暗電流は１／ １０に
減少している。In the figure, A shows the conventional technology and B shows the embodiment of the present invention.As is clear from FIG. 9, the dark current has been reduced to 1/10.
以上説明せるとおり、本発明に係るイメージセンサは、
酸素の含有量が０〜２体積％である酸素と不活性ガスと
の混合ガス中において、ＩＴＯをターゲットとしてなす
スパッタ法を使用して、水素化アモルファスシリコン膜
に接して、シート抵抗率がｌＫΩ／□以−Ｉ；であるＩ
ＴＯ膜よりなる透光性ショットキバリヤが形成され、こ
れに接して、酸素の含有量が１０〜１００体積％である
酸素と不活性ガスとの混合ガス中において、ＩＴＯをタ
ーゲットとしてなすスパッタ法を使用して、シート抵抗
率が １００Ω／□以下であるＩＴＯ膜よりなる透光性
電極が形成されているので、ショットキバリヤをなす酸
素欠陥型の非化学量論組成ＩＴＯ膜と水素化アモルファ
スシリコン膜との界面の状態が良好であり、光照射を受
けない状態において電極間に暗電流が流れず、信号／ノ
イズ比が向上する。As explained above, the image sensor according to the present invention is
In a mixed gas of oxygen and an inert gas with an oxygen content of 0 to 2% by volume, a sputtering method using ITO as a target is used to contact a hydrogenated amorphous silicon film with a sheet resistivity of 1KΩ. /□I-I; is I
A light-transmitting Schottky barrier made of a TO film is formed, and in contact with this, a sputtering method using ITO as a target is performed in a mixed gas of oxygen and an inert gas with an oxygen content of 10 to 100% by volume. A transparent electrode made of an ITO film with a sheet resistivity of 100 Ω/□ or less is formed by using an oxygen-deficient non-stoichiometric ITO film that forms a Schottky barrier and a hydrogenated amorphous silicon film. The state of the interface with the electrode is good, and dark current does not flow between the electrodes when not irradiated with light, improving the signal/noise ratio.
第１図は、本発明の一実施例に係るイメージセンサの断
面図である。
第２図は、本発明の作用説明図である。
第３．４図は、本発明の一実施例に係るイメージセンサ
の製造工程図である。
第５図は、本発明の一実施例に係るイメージセンナの効
果確認試験の結果を示すグラフである。
ｌ・・・シリコン基板、
２・や・二酸化シリコン膜。
３目・電極、
４１１１１＠水素化アモルファスシリコン膜、５・・争
透光性ショットキバリヤ、
６・・・透光性電極。
工程図
第４図
本発門
第１図
Ｏ２／Ａｒ＋Ｑ２
保用寥先側御
第２図
工程図
第３図
逆ノＶイア又ｔ、、Ｌ（Ｖ）
り、２７ 果、ａ 認、
第５図FIG. 1 is a sectional view of an image sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the present invention. FIG. 3.4 is a manufacturing process diagram of an image sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the results of an effect confirmation test of an image sensor according to an embodiment of the present invention. l...silicon substrate, 2...slightly silicon dioxide film. 3rd electrode, 41111@hydrogenated amorphous silicon film, 5... translucent Schottky barrier, 6... translucent electrode. Process diagram Figure 4 Main start Figure 1 O2/Ar+Q2 Maintenance destination Figure 2 Process diagram Figure 3 figure
Claims (1)
ン膜（４）が形成され、 該水素化アモルファスシリコン膜（４）に接して、シー
ト抵抗率が１ＫΩ／□以上であるＩＴＯ膜よりなる透光
性ショットキバリヤ（５）が形成され、 該透光性ショットキバリヤ（５）に接して、シート抵抗
率が１００Ω／□以下であるＩＴＯ膜よりなる透光性電
極（６）が形成されてなる ことを特徴とするイメージセンサ。 ［２］プラズマＣＶＤ法を使用して、電極（３）上に、
水素化アモルファスシリコン膜（４）を形成し、 酸素の含有量が１０〜１００体積％である酸素と不活性
ガスとの混合ガス中において、ＩＴＯをターゲットとし
てなすスパッタ法を使用して、前記水素化アモルファス
シリコン膜（４）上にシート抵抗率が１ＫΩ／□以上で
あるＩＴＯ膜よりなる透光性ショットキバリヤ（５）を
形成し、酸素の含有量が０〜２体積％である酸素と不活
性ガスとの混合ガス中において、ＩＴＯをターゲットと
してなすスパッタ法を使用して、前記透光性ショットキ
バリヤ（５）上に、シート抵抗率が１００Ω／□以下で
あるＩＴＯ膜よりなる透光性電極（６）を形成する ことを特徴とするイメージセンサの製造方法。[Claims] [1] A hydrogenated amorphous silicon film (4) is formed in contact with the electrode (3), and has a sheet resistivity of 1 KΩ/□ or more in contact with the hydrogenated amorphous silicon film (4). A transparent Schottky barrier (5) made of an ITO film having a sheet resistivity of 100 Ω/□ or less is formed in contact with the transparent Schottky barrier (5). 6) An image sensor comprising: [2] Using the plasma CVD method, on the electrode (3),
A hydrogenated amorphous silicon film (4) is formed, and the hydrogen is removed using a sputtering method using ITO as a target in a mixed gas of oxygen and an inert gas having an oxygen content of 10 to 100% by volume. A light-transmitting Schottky barrier (5) made of an ITO film with a sheet resistivity of 1 KΩ/□ or more is formed on the amorphous silicon film (4), and an oxygen and non-containing film with an oxygen content of 0 to 2 volume % is formed. Using a sputtering method using ITO as a target in a mixed gas with an active gas, a translucent ITO film having a sheet resistivity of 100Ω/□ or less is coated on the translucent Schottky barrier (5). A method for manufacturing an image sensor, comprising forming an electrode (6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62002333A JPS63170974A (en) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | Image sensor and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62002333A JPS63170974A (en) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | Image sensor and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63170974A true JPS63170974A (en) | 1988-07-14 |
Family
ID=11526384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62002333A Pending JPS63170974A (en) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | Image sensor and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63170974A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05171437A (en) * | 1991-12-20 | 1993-07-09 | G T C:Kk | Formation of transparent electrically conductive film |
| WO2021149414A1 (en) * | 2020-01-23 | 2021-07-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Imaging device |
-
1987
- 1987-01-08 JP JP62002333A patent/JPS63170974A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05171437A (en) * | 1991-12-20 | 1993-07-09 | G T C:Kk | Formation of transparent electrically conductive film |
| WO2021149414A1 (en) * | 2020-01-23 | 2021-07-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Imaging device |
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