KR0134627B1 - 이미지 센서로서의 포토다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents
이미지 센서로서의 포토다이오드 및 그 제조방법Info
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도 및 제2도는 종래의 포토다이오드 단면도.
제3도는 본 발명의 포토다이오드 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
G : 기판 6 : p-a-si:H
1 : Cr층 2 : SiO2층
3 : ITO 4 : Si3N4층
5 : i-a-Si:H 7 : Al전극
본 발명은 이미지 센서로서의 포토다이오드 및 제조방법에 관한 것으로 광전변환 소자인 상기 포토다이오드의 안정성을 향상시키고, 광특성 개선을 실현시킨 이미지 센서로서의 포토다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래 이미지 센서용 포토다이오드는 그 제작에 있어서, 제1도에 나타낸 단면도와 같이 먼저 기판으로서의 글래스(G)위에 크롬(Cr)을 증착하고 개별전극으로 사용될 수 있도록 사진 식각법으로 페터닝한 후, 그 위에 PE-CVD 방법으로 비정질 실리콘(a-Si:H) 또는 CdS-CdSe계 물질을 증착시킨후, 그위에 공통전극의 역할을 하면서 동시에 가시광 영역에서 투과율이 좋은 투명전도성 박막(ITO) 또는 SnO2를 증착시켜 포토다이오드를 제작하였다.
상기 형성체에서와 같이 비정질 실리콘을 사용하는 경우에 있어서, 비정질 실리콘과 ITO(또는 SnO2)와의 계면, 또는 비정질 실리콘과 개별전극으로서의 크롬과의 계면에서 광특성 전기적 특성조절을 위해서 제2도에 나타낸 또다른 형태의 포토다이오드와 같이 p-a-Si:H, i-a-Si:H, n-a-Si:H를 연이어 구성하는 이른바 p-i-n 타입의 증착법을 사용하여 제작하고 이어서 무기절연층을 사용하여 소자의 페시베이션을 행한다.
이와 같이 제작되는 종래 포토다이오드는 투명도전막인 ITO층을 투과한 빛이 비정질 실리콘층에서 광전 변환되는 메카니즘에 의해 이미지 센서로 사용되는 것으로 펙시밀리에 있어서 발광다이오드(LED)를 수단으로 하여 읽어들이고자 하는 원고면위에 빛이 조사되면 원고면상의 글자와 원고면의 명암차이가 반사된 빛으로 나타나게 되고 이때 반사된 빛은 ITO 투명도전막을 통해 비정질실리콘층으로 입사되면 광자에 의해 전자 또는 전공이 생성되어 명암차이에 따른 전기에너지로 변환하게 된다. 따라서 이 발생된 전기신호를 츨력신호로 하여 전송하고자 하는 원고내용은 전송할 수가 있다.
이미지 센서로서의 종래 제작된 포토다이오드는 상기 기술한 바와 같이 ITO층과 비정질 실리콘간 계면에서 인듐이 침투하여 소자의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 소자내의 계면간 불안정성과 소자와 소자간의 안정을 개선한 이미지 센서로서의 포토다이오드와 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의해 제조된 이미지센서로서의 포토다이오드의 단면도를 제3도에 나타내었다. 도면과 같이 본 발명의 포토다이오드는 기판으로서의 글래스(G)상에 전자빔을 사용하여 Cr(1)을 증착시키고 이어서 사진식각법으로 패터닝 작업하여 제3도와 같이 형성시킨다. 다음에 SiO2절연막(2)을 스퍼터링 방법으로 증착시킨다. 다음에 ITO층(3)을 스퍼터링 방법으로 증착시킨 후 제3도의 패턴이 형성되도록 리액티브 이온엣칭(reactive ion etching)방법으로 ITO를 패터닝한다. 다음에 Si3N4층(4)을 약 300Å 내외로 증착시키고, 이어서 PE-CVD 방법을 사용하여 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)(5)을 증착시킨다. 다음에 보론이 도핑된 p형 비정질실리콘(6)을 약 200Å 정도의 두께로 PE-CVD 방법으로 증착시킨다. 그리고 개별전극 역할을 하도록 전자빔 방법으로 Al 금속전걱(7)을 증착시켜 본 발명의 포토다이오드를 제조한다.
제3도에서 나타낸 바와 같이 본 발명의 포토다이오드는 소자와 소자간의 개별특성을 유지하기 위해 Cr을 패터닝하여 윈도우를 통해 반사된 빛을 조사시킨다. 원고면에서 반사된 빛은 ITO층(3)을 통과하여 진성 비정질 실리콘층(5)에 입사된다. 이 입사된 빛을 기초로하여 광전 변환을 일으켜 전기신호처리되어 Al전극(7)으로 전송되게 된다. 이때 SiO2층(2)은 ITO층과 Cr간의 부도체 역할을 하며 Si3N4층(4)은 ITO 층에서의 진성의층으로 인듐의 침투를 방지해 준다. 또한 비정질 실리콘층 상의 p형의 보론 도핑된 p-a-Si:H(6)을 입히는 이유는 비정질 실리콘층과 Al전극간의 계면의 안정성을 기하도록 구성된 층이다.
이와 같을 본 발명의 포토다이오드로서 광전류 증가로 광전변환소자의 광특성향상과 열안정성 및 소자와 소자간 개별 특성이 향상되는 효과가 있다.
Claims (2)
- 유리기판(G)과 그위에 Cr층, ITO층, 및 비정질실리콘층을 갖는 이미지 센서로서의 포토다이오드에 있어서, 상기 ITO층과 상기 Cr층간에 중착되어 상기 ITO층과 상기 Cr층간의 부도체로서 작용하는 SiO2층과, 상기 ITO층과 진성 비정질실리콘층간에 중착되어 상기 ITO 층에서 지성 비정질실리콘층으로의 인듐 침투억제를 위한 Si3N4층을 포함하고, 상기 Si3N4층상에 상기 진성 비정질실리콘층, p형 비정질실리콘층 및 Al전극이 연이어 적충되어 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 센서로서의 포토다이오드.
- 이미지 센서로서의 포토다이오드 제조방법에 있어서, 유리기판(G)상에 Cr을 증착 및 패터닝하는 단계와, 부도체인 SiO2절연막을 스퍼터링 증착하는 단계와, ITO층을 스퍼터링 증착 및 패터닝하는 단계와, Si3N4층을 증착하는 단계와, 진성 비정질실리콘층, p형 비정질실리콘층 및 Al 전극층을 연이어 증착 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서로서의 포토다이오드 제조방법.
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