JPS63261875A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPS63261875A
JPS63261875A JP62096757A JP9675787A JPS63261875A JP S63261875 A JPS63261875 A JP S63261875A JP 62096757 A JP62096757 A JP 62096757A JP 9675787 A JP9675787 A JP 9675787A JP S63261875 A JPS63261875 A JP S63261875A
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JP
Japan
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wiring
layer
photoelectric conversion
conversion element
transparent electrode
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Pending
Application number
JP62096757A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Hasegawa
和正 長谷川
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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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

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁基板上に薄膜トランジスタ(以下TV’I
’と示す)を集積して成る駆動回路、及び光電変換素子
群を形成しく成る固体撮像装置の構造に関する。
〔従来の技術〕
一般的な固体撮像装置の回路図を第2−に示す、同図に
おいて、201はシフトレジスタ、202乃至204は
シフトレジスタ201の出力端子で、アナログスイッチ
205乃至207の開閏制御端子でもある。201乃至
207により、駆動回路215が構成されている。20
B乃至210は光電変換素子、211及び212はt原
端子で、画像信号出力端子でもある。
従来の固体撮像装置は第3図に示す如く、駆動回路部の
配線と光電変換素子の下側電極は同種金4材料で、しか
も同一工程で形成されていた。同図(α)は光電変換素
子上電極(透明電極)形成工程後の断面構造、同図Cb
)は(α)の状態から更に非晶質シリコン層をパターニ
ング(エツチング)した時の断面構造である。101は
絶縁基板、102及び105はTIPTのソース・トレ
イン部、104はTNTのチャネル部、105はT7T
のゲート絶縁膜、106はTPTのゲート電極、107
は層間絶縁膜、109は非晶質シリコン膜、110は充
電変換素子の上側の透明電極、113は駆動回路部金属
配線、114も駆動回路部金属配線で、充電変換素子の
下側に形成される金属電極も兼ねている。113及び1
14には、低抵抗でパターニング性の良いアルミニウム
やアルミニウム合金が用いられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の固体撮像装置において、駆動回路配線及び光電変
換素子の下部電極を形成した後、非晶質シリコンを堆積
した状態においては、下地段差の大きな部分(第3図(
α)において■、■等の部分)で、非晶質シリコンにク
ラックが生じる。すると、透明電極110を形成する除
、エツチング液(110が工TOの場合、H,OとHC
lとHNO,の混合液)が非晶質シリコンのクラックを
通じ浸透し、クラック周辺のアルミニウムやアルミニウ
ム合金を浸食する。このため、第5図に示す従来の固体
撮像装置は極端に低歩留)であった、tた、非晶質シリ
コン膜自体にフレーク等によるピンホールが多く、この
現象に拍車をかけていた。また、配線113や11−4
にクロム、チタン等の透明電極エツチング液に浸食され
ない材料を用いた場合、バターニング精度、ステップカ
バレッジ、ボンディング性、抵抗率等の問題があり、実
用化されていない、更に第3′図(b)の如き一構造を
形成した後、透明電極110からの配線引き出しが困難
であった。
本発明は以上の問題点を解決するもので、その目的とす
るところは、光電変換素子下電極にアルミニウムもしく
はアルミニウム合金を用いることが出来、簡単な構造(
少ない工程数)で高歩留シ、高性能の固体撮像装置を実
現することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
以上述べた問題点を解決するため、本発明固体撮像装置
は、同−金属の2層配線を行い、第1層目金属配線で光
電変換素子の下側金属電極、第2層目金属配線で駆動回
路部配線及び光電変換素子の上側透明電極よりの引出し
配線を形成することを?!徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を製造工程の一例に従って説明す
る。第1図は本発明の実施例における、第1層目金属配
線と第2層目金属配線とを直接接触させ接続している固
体撮像装置を説明するための図であり、同図(α)は第
1層目金属配線終了時の断面図、同図(b)は光電変換
素子上電極(透明電極)形成工程終了時の断面図、同図
CC>はTNT上の絶縁膜(層間絶縁膜)をバターニン
グし、コンタクトホールな形成する工程終了時の断面図
、同図(d)は第2層目金属配線終了時の断面図、同図
(−)は第2層目金属配線終了時の平面図(同図(d)
に対応)である、同図(α)において、101は絶縁基
板、102及び103はTNTのソース・ドレイン部、
104はTNTのチャネル部、10’5はTNTのゲー
ト絶縁膜、106はTNTのゲート電極、107はTU
FT上に堆積する絶縁膜(層間絶縁膜)、108は第1
層目金属配線で、光電変換素子の下電極となる。
まず絶縁基板101上に102乃至106で構成される
TPTを形成する。そして眉間絶縁膜107を堆積した
後、第1層目金属配線108で光電変換素子の下電極を
形成する。第1図(,6)において、109は非晶質シ
リコン膜、110は光電変換素子の透明電極で、工TO
等の透明導電膜が用いられる。第1図(α)の構造を形
成した後、非晶質シリコン膜109を堆積し、透明電極
110を形成する。透明電極110に工Toを用いる場
合、パターニングする際のエツチング液はH,0とHO
lとHNO8の混合液が用いられるが、駆動回路部配線
は未完了であるため、第1層目配線領域の占有する面積
は小さく、更に第1層目配線10日の下地に段差は存在
しない為、108上の非晶質シリコン層にクラックが生
じる確率は小さく、従ってエツチング液が第1層目配線
10日に到達する確率も小さい、このため、第1層目配
線10Bにアルミニウムもしくはアルミニウム合金を用
いても工TOエツチング液に浸食される確率も小さくな
り、高歩留シで第1図(b)に示す構造が実現出来る。
同図CC)において、111及び112はコンタクトホ
ールである。同図(b)の構造を形成した後、非晶質シ
リコン′I09のパターニングを行い、駆動回路部(T
IFTが存在する部分)上の非晶質シリコンを取シ除く
、そして眉間絶縁膜107をパターニングし、コンタク
トホール111.及び112を形成する。第1図(d)
におい℃、113乃至115は第2層目金属配線であり
、第1層目金属配線と同様アルミニウムや、アルミニウ
ム合金を用いれば良い、同図(−)において、116は
T?mのソース・ドレイン部102及び103と、TI
FTのチャネル部104とで構成される薄膜のパターン
である。同図(C)の構造を形成した後、第2層目金属
配線116乃至115を形成する。この時、同図(g)
に示す如く、第1層目金属配線108が非晶質シリコン
109より突き出している部分を全て第2層目金属配線
114で覆う構成にすれば、第2N目金属配線113乃
至115のパターニングの際第1層目金属配線108が
エツチングされる事なく、第1図(d)に示す構造が実
現できる。第2層目金属配線113乃至115にアルミ
ニウムもしくはアル< ニラ五合金を用いた場合は、抵
抗率が小さく、またパターニング性が良好なため、膜厚
を1μ扉以上に厚くしても情度良くパターニングする事
が出来る。このため、段差の大きな部分もステップカバ
レッジは良好となり、光電変換素子と駆動回路を接続す
る配線114や、透明電極110からの引き出し配Iv
I!115等は断線しない、更に本実施例においては、
駆動回路部配線と同一工程で透明電極からの引き出し配
線が、アルミニウム等のボンディング性の良い材料で実
現可能な利点がある。tた本実施例は従来例第3図(b
)に比べ、第1層目金属配線10Bを形成する工程欠余
分に有するが、高歩留シであり、かつ透明電極110か
らの低抵抗な引き出し配線115の形成が簡単に可能と
なり、結果的に低価格で高性能な固体撮像装置が実現さ
れた。
第4図も本発明の実施例で、光電変換素子の下側金属電
極とT7Tを接触させ接続している固体撮像装置の断面
図である。同図において、第1図と同一の記号は第1図
と同一のものを表わす1本実施例の構造を形成する際の
工程の一例を以下に示す、まず102乃至106で構成
されるTUFTを形成し、上から層間絶縁膜107を堆
積し、層間絶縁膜107のパターニングを行い、コンタ
クトホールな形成する。(第4図において、TNTのソ
ース・ドレイン部103上の層間絶縁膜にのみコンタク
トホールを形成、)そして第1層目金属配線10Bで光
電変換素子の下側金属電極を形成、非晶質シリコン10
9を堆積、透明電極110を形成、非晶質シリコン10
9のパターニング゛ を行い、更に眉間絶縁膜107を
パターニングし、コンタクトホールな形成、第2層目金
属配線113及び115を形成する1本実施例において
は、第1図実施例に比べ層間絶縁膜107のパターニン
グ工程を一回余分に有するが、光電変換素子の下電極用
金属の表面に形成される酸化膜等を気にする事なく、駆
動回路部と光電変換素子が接続出来る利点がある。
第5図も本発明の実施例で、駆動回路部配線(第2層目
金属配線)と光電変換素子下電極(第1層目金属配線)
をそれぞれTNTのゲート電極材料と接触させ接続して
いる固体撮像装置の断面図である。同図において、第1
図と同一の記号は第1図と同一のものを表わす、501
は、駆動回路配線用金属114と光電変換素子の下電極
用金属108とを接続する為の、TIFTのゲート電極
材料であり、T7Tのゲート電極106を形成する工程
と同一工程で形成される0本実施例の製造工程は第4図
実施例の製造工程に準じ、工程数も同一である。光電変
換素子の下電極用金属108とTNTのソース−ドレイ
ン部103等との間にオーミックなコンタクトが形成出
来ない場合には、第5図の如き実施例を用いれば良い。
第6図も本発明の実施例で、第1層目金属配線上に絶縁
層を形成している例の断面図で、同図(α)は非晶質シ
リコンのパターニング工程終了時の断面図、同図<b>
は第2層目金回配線終了時の断面図、である、第1図と
同一の記号は第1図と同一のものを表わす。601は絶
縁層で、有機薄膜(例えばポリイミド樹脂等)や、無機
薄膜(例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等)を用
いれば良い。本実施例の構造を形成する際の工程の一例
を以下に示す、まず絶縁基板101上に102乃至10
6で構成されるTPTを形成し、上から層間絶縁膜10
7を堆積し、パターニングを行い、TNTのソース・ド
レイン部103上の層間絶縁膜107にのみコンタクト
ホールな形成する。そして第1層目金属配線108を形
成し、更に絶縁層601を形成する。その後非晶質シリ
コン109を堆積、透明電極110を形成、非晶質シリ
コン109をパターニングし、第6図(α)に示す構造
が形成される。絶縁ノ侵601は透明電i110のパタ
ーニングを行う際、エツチング液が第1層目金属配線1
08に浸透するのを防ぐ役割を持っている。その後層間
絶縁膜107のパターニングを行い、コンタクトホール
な形成し、第2層目金属配線113及び115を形成し
て第6図(b)に示す構造が形成される。絶縁層601
は第2層目金属配線113及び115のパターニングを
行う際、エツチング液やエツチングガスが第1層目金属
配線108に到達するのを防ぐ役割もしている1本実施
例においては、非晶質シリコン109のパターニング前
に透明電極110のパターニングを行っているが、もち
ろん非晶質シリコン109のパターニング後に透明電極
110を形成しても良い。
〔発明の効果〕
以上述べた如く本発明を用いる事により、光電変換素子
下電極にアルミニウムやアルミニウム合金を用いた、簡
単な構造(少ない工固数)で高歩留シの固体撮像装置が
実現された。tた本発明により、光電変換素子上の透明
電極からの低抵抗な引き田し配線も簡単に可能となり、
固体撮像装置の高性能化も実現された。
【図面の簡単な説明】
第1図(α)〜(1)は本発明の実施例における、第1
層目金属配線と第2層目金属配線とを直接接触させ接続
している固体撮像装置を説明するための図で、(α)は
第1層目金属配線終了時の断面図、(邊)は光電変換素
子上電極(透明電極)形成工程終了時の断面図、(C)
はTNT上の絶縁膜(層゛聞納縁膜〕をパターニングし
、コンタクトホールな形成する工程終了時の断面図、(
d)は第2層目金属配線終了時の断面図、(1)は第2
層目金属配線終了時の平面図。 第2図は一般的な固体撮像装置の回路図。 第3図C(L〕Cb)は従来の固体撮像装置の断面図で
(α)は光電変換素子の上′這極形成工程終了時、同図
(b)は非晶質シリコンのパターニング工程終了時の断
面図。 第4図は本発明の実施例における、光電変換素子の下側
金属電極(第1層目金属配線)とTNTを接触させ接−
続している固体撮像装置の断面図。 第5図は本発明の実施例における、駆動回路部配線(第
2層目金属配線)と、光電変換素子下電極(第1層目金
属配線)をそれぞれ、でIFTのゲート電極材料を介し
て接続している固体撮像装置の断面図。 第6図(α)(b)は本発明の実施例における、第1層
目金間配線正に絶縁層を形成している例の断面図で(α
)は非晶質シリコンのバターニング工程終了時、同図C
b’lは第2層目金属配線終了時の断面図、・ 101・・・・・・絶縁基板 102.105・・・・・・TNTのソースψドレイン
部 104・・・・・・T]FTのチャネル部105・・・
・・・TPTのゲート絶縁膜106・・・・・・TfT
のゲート電極107・・・・・・絶縁膜(層間絶縁膜)
108・・・・・・第1層目金属配線 109・・・・・・非晶質シリコン膜 110・・・・・・光電変換素子の透明電極111,1
12・・・・・・コンタクトホール113〜115・・
・・・・第2層目金属配線116・・・・・・102〜
104で構成される薄膜板  上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士最上筋(他1名) ■ (e) 第1図 一−−−−−−−−−プーーーーーーー−一第2図 <a> 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁基板上に薄膜トランジスタを集積して成る駆動回路
    、及び非晶質シリコン、前記非晶質シリコンの上側に形
    成される透明電極、下側に形成される金属電極より成る
    光電変換素子群を形成して成る固体撮像装置において、
    同一金属の2層配線を行い、第1層目金属配線で光電変
    換素子の下側金属電極、第2層目金属配線で駆動回路部
    配線及び光電変換素子の上側透明電極よりの引出し配線
    を形成することを特徴とする固体撮像装置。
JP62096757A 1987-04-20 1987-04-20 固体撮像装置 Pending JPS63261875A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6004831A (en) * 1991-09-25 1999-12-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a thin film semiconductor device
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