KR0175175B1 - 고체 화상 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 고체 화상 소자는 전사 전극과 광 차폐막 사이의 유전체 파단 강도를 감소시킴이 없이 효과적으로 스미어 현상을 억제할 수 있다. 제1절연막은, 신호 전하를 발생시켜 저장하도록 제1절연막을 통해 입사광을 각각이 수신하는 광전기 변환부들을 덮는다. 전하 전사부를 덮는 제2절연막은, SiO2와 같이 비교적 낮은 유전 상수를 가진 제1절연층과, Si3N4와 같이 비교적 높은 유전 상수를 가진 제2절연층을 포함하는 층 구조이다. 전사 전극과 광 차폐막 사이의 거리는 감소될 수 있어, 제1절연막의 두께에 있어서 감소를 제공한다. 스미어 현상은 전사 전극과 광 차폐막 사이의 유전체 파단 강도의 감소없이 효과적으로 억제된다.
Description
제1도는 종래의 고체화상 소자의 실시예 1예의 제6도의 선 I-I'를 따라서 취한 단면도.
제2도는 종래의 고체화상 소자의 실시예 2의 제6도의 선 I-I'를 따라서 취한 단면도.
제3도는 종래의 고체화상 소자의 실시예 3의 제6도의 선 I-I'를 따라서 취한 단면도.
제4a내지 제4d도는 각각 본 발명의 고체 화상 소자의 제조 순서를 도시하는 제6도의 선 I-I'를 따라서 취한 단면도.
제5도는 본 발명의 실시예 2에 따른 고체 화상 소자를 도시하는 제6도의 선 I-I'를 따라서 취한 단면도.
제6도는 행간 전사형 고체 화상 소자의 개략도.
제7도는 본 발명의 실시예 3에 따른 고체 화상 소자를 도시하는 제6도의 선 I-I'를 따라서 취한 단면도.
제8도는 본 발명의 실시예 4에 따른 고체 화상 소자를 도시하는 제6도의 선 I-I'를 따라서 취한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 광전기 변환 영역 32 : 전하 전사 영역
101 : 기판 102 : P-웰층
103 : P+-광전기 변환부 104 : n-광전기 변환부
105 : n-전하 전사부 106 : P+-채널 스톱부
107 : 전사 전극 108a,108b,108c : SiO2절연층
109 : Si3N4절연층 111 : 보호막
220 : 평탄막
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 고체 화상 소자(solid-state imaging device)에 관한 것으로, 특히 전하 결합 소자(Charge Coupled Device; CCD)와 같은 전하 전사 소자를 사용하는 일차원 또는 이차원의 고체 화상 소자에 관한 것이다.
[관련 기술의 설명]
영상화를 위하여 폭넓게 사용되는 화상 픽업 튜브와 비교하여, 고체 화상 소자는 소형화, 경량화, 내구성, 낮은 전력 소모, 잔류 화상 배제, 및 스틱킹 배제와 같은 잇점을 가진다.
최근에, 고체 화상 소자는 적용가능한 화상 크기가 비교적 작은 무비 카메라와 같은 개인적인 용도로, 사용자수가 화상 픽업 튜브보다 이미 많게 되었다. 또한, TV카메라와 같은 적용가능한 화상 크기가 비교적 큰 업무용에 있어서도, 고체 화상 소자는 거의 화상 픽업 튜브를 대체할 것이다.
제6도는 행간 전사형 고체 화상 소자를 개략적으로 도시한다.
제6도에서, 다수의 광전기 변환 영역(31)들은 매트릭스 어래이로 배열된다. 각각의 광전기 변환 영역(31)들은 수신되는 입사 광의 세기에 따라 전기 신호전하를 발생시켜 저장하도록 입사광을 수신한다.
다수의 수직 전하 전사 영역(32)들은 매트릭스의 각 칼럼을 따라서 배열된다. 각각의 수직 전하 전사 영역(32)들은 신호 전하를 수직으로 전사시키도록 각 칼럼의 광전기 변환 영역(31)에 저장된 신호 전하를 판독하므로, 수평의 전사 영역(33)에 대해 판독한다.
수평의 전사 영역(33)은 수직 전하 전사영역(32)으로부터 출력 영역(34)으로 신호 전하를 수평으로 전사시킨다.
출력 영역(34)은 수평 전사 영역(34)으로 부터의 신호 전하를 출력에 대한 전압 신호로 변환시킨다.
제1도는 제6도에 도시된 상기 구조를 갖는 종래의 고체 화상 소자의 제1예를 도시하며, 선 I-I'를 따라서 취한 단면도가 도시된다.
P-웰 층(402)은 n-반도체 기판(401)상에 형성된다. 광 전기 변환 영역(31)에는 P+-광전기 변환부(404)와 P+-채널 스톱부(406)가 절연을 위해 형성되고, 이것들은 P-웰 층(402)의 표면 영역에서 서로 접속된다. n-광전기 변환부(403)는 P+-광전기 변환부(404)아래에 형성된다. P+및 n-광전기 변환부(404,403)들은 광전기 변환 요소 또는 포토다이오드를 형성한다.
P-웰 층(402)의 표면 영역에 있는 n-전하 전사부(405)는 전하 전사 영역(32)에 형성된다. n-전하 전사부(405)의 일단(제1도의 좌측단)은 P+-광전기 변환부(404)로 부터 떨어져 있으며, 타단(제1도의 우측단)은 광전기 변환 영역(31)중 인접 영역에서 P+-채널 스톱부(406)에 접속된다.
이산화규소(SiO2)로 만들어진 절연막(408)은 광전기 변환 영역(31)과 전하 전사 영역(32)을 덮도록 P-웰 층(402)의 표면에 형성된다.
폴리규소로 만들어진 전사 전극(407)은 전하 전사 영역(32)의 SiO2절연막(408)내에 형성된다. SiO2절연막(408)의 일부분은 전사 전극(407)과 P-웰 층(402)의 표면 사이에 있다. 전극(407)의 일단(제1도의 좌측단)은 P+-광전기 변환부(404)의 단부(제1도의 우측단)로 연장하고, 타단(제1도의 좌측단)은 광전기 변환 영역(31)중 인접 영역에 있는 n-광전기 변환부(403)의 단부(제1도의 좌측단)로 연장한다.
전하 전사 영역(32)에서, 금속으로 만들어진 광차폐막(410)은 전하 전사 영역(32)에 있는 P-웰 층(402)으로 입사광이 들어오는 것을 방지하도록 SiO2막(408)에 형성된다. 광 차폐막(410)은 광전기 변환 영역(31)에 형성되지 않는다.
SiO2로 만들어진 보호막(411)은 광 차폐막(410)과 광 차폐막(410)으로부터 노출된 SiO2절연막(408)을 덮도록 형성된다.
상술한 고체 화상 소자에서, 입사광이 패시베이션 막(411)과 절연막(408)을 통해 포토다이오드를 형성하는 P+및 n-광전기 변환부(404,403)로 들어갈 때, 광은 신호 전하를 발생시키도록 변환되고, 발생된 신호 전하는 거기에서 임시로 저장된다.
전사 전극(407)안으로의 구동 전압의 적용하에, 포토다이오드에서의 신호 전하는 필드 시프트 게이트(field shift gate)(412)를 통하여 전하 전사 영역(32)으로 전사되고, 그다음 수평 전사 영역(33)을 향하여 수직으로 전사된다.
각각의 칼럼에 속하는 모든 광전기 변환 영역(31)들은 구동 전압에 반응하여 상기와 같은 방법으로 작동한다. 그 결과, 광전기 변환 영역(31)에 저장된 신호전하들은 각각의 수직 전사 영역(32)을 통하여 수평 전사 영역(33)으로 연속적으로 전사된다. 신호 전하는 그런 다음에 수평 전사 영역(33)으로 연속적으로 전사된다. 신호 전하는 그런 다음에 수평 전사 영역(33)에 의하여 출력 영역(34)으로 전사되고, 그로부터 출력되어지는 출력 영역(23)의 출력 전압 신호로 변환된다.
상기 고체 화상 소자에서는, 화질을 악화시키는 소위 스미어(smear) 현상이 발생하고, 이는 화상 픽업 튜브에서는 결코 나타나지 않는다. 스미어현상은 다음의 원인으로 인하여 발생한다.
높은 레벨의 조명의 물체를 픽업할 때, 광전기 변환 영역으로 들어오는 입사광은 입사광의 회절로 인하여 수직 전사 영역(32)의 인근에 또한 도달한다. 영역(32)의 인근에 들어온 광은 거기에 있는 전기적 전하를 자극하고, 전하들은 수직 전사 영역(32)으로 누출한다. 그 결과, 허위 또는 에러 신호가 출력 영역(34)으로 부터 출력되어, 화질에 왜곡현상을 발생시킨다.
스미어 현상을 억제하기 위하여, 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같은 고체 화상 소자가 개발되었으며, 이것은 와이.이시하라 등의 모노리틱 수지 렌즈 배열을 구비한 고 감광성 아이엘-씨씨디 상 센서의 명칭으로 1983년 간행된 IEDM 83호, 497-500호 페이지에, 그리고 미심사된 일본 특허 공보 제61-49467호에 각각 기술되어 있다.
제2도의 종래의 고체 화상 소자의 제2예는 평탄막(520)이 보호막(411) 대신에 광 차폐막(410) 및 절연막(408)상에 형성되고 마이크로렌즈(521)이 어래이가 각각의 광전기 변환 영역(31)에 대응하는 위치에서 평탄막(520)에 배열되는 것을 제외하고는 제1도에 도시된 것과 구성에 있어서 동일하다. 마이크로 렌즈(521)는 감광성 중합체 수지로 만들어진다.
제2도에 도시된 소자에 있어서, 입사광은 수직 전사 영역(32)의 인근으로 입사광이 들어오는 것을 방지하도록 마이크로렌즈(521)의 어래이에 의하여 각각의 광전기 변환 영역(31)의 중심에 모여지게 된다.
제3도의 종래의 고체 화상 소자의 제3예는 질화 규소(Si3N4) 막(620)이 보호막(411) 대신 광차폐막(410)과 절연막(408)에 형성되고 SiO2보호막(611)이 Si3N4막(620)에 형성되는 것 외에는 제1도에 도시된 것과 구성에 있어서 동일하다.
제3도에 도시된 소자에 있어서, 입사광은 SiO2막(408)과 Si3N4막(620)사이의 회절률 차이로 인하여 Si3N4막(620)에 의하여 각각의 광전기 변환 영역(31)의 중심에 모여지게 된다.
제2도 및 제3도에 도시된 종래의 고체 화상 소자들은 다음의 문제들을 가진다:
제2도에 도시된 소자에 있어서, 마이크로렌즈(521)가 주어지거나 또는 설계된 입사각으로 입사광엔 대한 곡률 및 높이에서 최적화될 때, 설계된 입사각이 없이는 입사광이 설계된 수집점 또는 영역으로부터 변이된 지점 또는 영역에 모이게 된다. 그 결과, 얻어질 수 있는 스미어 현상을 억제하는 효과가 충분치 않게 된다.
제3도에 도시된 소자에 있어서, Si3N4막(620)이 주어지거나 또는 설계된 입사각으로 입사광에 대한 회절률 및 두께에 있어서 최적화될 때, 스미어 현상을 제한하는 달성가능한 효과는 제2도에서와 동일한 이유로 인하여 충분치 않다.
상기 문제들을 해결하기 위하여, 제1도에 도시된 종래의 고체 화상 소자의 형태에서, P+-광전기 변환부(404)와 SiO2보호막(411)사이의 거리(d1')가 입사광의 회절 효과를 제한하도록 보다 작게 설정되고, 전하 전사 영역(32)의 인근으로의 감소된 양의 입사광을 제공한다. 이러한 것은 1987년 간행된 IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES 통권34호, 1052-1056 페이지에 기술된 티.테라하시 등의 HDTV 카메라 시스템용 프레임 행간 전사 전하 결합 소자 화상 센서에 기술되어 있다.
제1도에 도시된 고체 화상 소자에 있어서, P+-광전기 변환부(404)와 SiO2보호막(411)사이의 거리(di)가 보다 작게 설정됨에 따라, 전사 전극(407)과 광 차폐막(410)사이의 거리(d2')가 감소한다. 그러므로, 거리(d1')가 과잉적으로 작게 설정되는 문제가 발생하고, 전사 전극(407)과 광 차폐막(410)사이의 유전체 파단 강도가 상당히 감소한다.
그 결과, 스미어 현상이 충분히 억제될 정도로 거리(d1')가 작게 설정될 수 없게 된다.
예를들어, 전사 전극(407)이 인으로 도핑된 폴리규소막으로 만들어지고 열산화처리에 의해 제조된 경우에, 절연막(408)은 열산화 처리에 의해 제조되는 SiO2막으로 만들어지고, 광 차폐막(410)은 알루미늄(Al)막으로 만들어지며, SiO2절연막의 두께는 200nm이 되도록 요구된다.
[발명의 요약]
따라서, 본 발명의 목적은 전사 전극과 광 차폐막 사이의 유전체 파단 강도를 감소시킴이 없이 효과적으로 스미어 현상을 억제할 수 있는 고체 화상 소자를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 고체 화상 소자는 반도체 기판에서 형성된 광전기 변환부와, 그 기판에 형성된 전하 전사부를 포함한다.
제1절연막은 광전기 변환부를 덮는다. 각각의 광 전기 변환부는 입사광에 따른 신호 전하를 발생시켜 저장하도록 제1절연막을 통해 입사광을 수신한다.
제2절연막은 전하 전사부를 덮는다. 제2절연막은 비교적 낮은 유전 상수인 제1유전상수를 가진 제1절연층과, 비교적 높은 유전 상수인 제2유전상수를 가진 제2절연층을 포함하는 층 구조이다.
광전기 변환부에 저장된 신호 전하는 전사 전극에 적용되는 전사 신호에 반응하여 전하 전사부를 통해 전사된다.
광차폐막은 전하 전사부로 입사광이 들어오는 것을 방지하도록 전하 전사부를 덮는다. 광 차폐막은 입사광이 윈도우를 통해 광 전기 변환부로 들어오도록 각각의 광전기 변환부 위에 있는 윈도우를 가진다.
제1절연막은 제2절연막의 비교적 낮은 유전 상수를 가진 제1절연층과 동일한 재료로 만들어지거나, 또는 제1절연층과 상이한 재료로 만들어질 수도 있다.
양호한 실시예에 있어서, 제1졀연막은 제3절연막과 제4절연층을 포함하는 층구조이다. 제3 및 제4절연층들은 제2절연막의 제1절연층과 동일한 재료로 만들어질 수도 있다.
제1절연막이 제3전연층 및 제4절연층을 포함하는 층 구조인 경우에, 바람직하게, 제3절연층은 제2절연막의 제1절연층과 동일한 재료로 만들어지며, 제4절연층은 이것의 제2절연층과 동일한 재료로 만들어진다.
제3절연층이 각가의 광전기 변화부의 광 수신면의 전체를 덮고, 제4절연층이 광전기 변환부의 각각의 광 수신면의 주변에 형성되는 것이 바람직하다.
제1절연층은 바람직하게 산화 규소로 만들어지고, 제2절연층은 바람직하게 질화 규소로 만들어진다.
본 발명의 고체 화상 소자에서, 전하 전사부의 표면을 덮는 제2절연막은 층 구조이고, 이 구조는 비교적 낮은 제1유전 상수를 가진 제1절연층과, 비교적 높은 제2유전 상수를 가진 제2절연층을 포함한다. 그러므로, 전사 전극과 광 차폐막 사이의 거리는 제1절연층만 포함하는 것과 비교하여 감소될 수 있다. 이것은 제1절연막의 두께가 감소될 수 있다는 것을 의미한다.
따라서, 입사광의 회절은 스미어 현상이 전사 전극과 광차폐막 사이에서 유전체 파단 강도를 감소시킴이 없이 효과적으로 억제되도록 감소된다.
본 발명의 양호한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 다음에 기술된다.
[실시예 1]
제4d도는 실시예 1에 따른 행간 전사형 고체 화상 소자를 도시한다.
제4d도에서, P-웰 층(102)은 n-반도체 기판(101)상에 형성된다. 광전기 변환 영역(31)에서 P+-광전기 변환부(104)와 절연용 P+-채널 스톱부(106)가 형성되고, 이것들은 P-웰 층(102)의 표면 영역에서 서로 접속된다. n-광전기 변환부(103)은 P+-광전기 변환부(104)아래에 형성된다. P+- 및 n-광전기 변환부(104,103)들은 광전기 변환 요소 또는 포토다이오드를 형성한다.
P-웰 층(102)의 표면 영역에 있는 n-전하 전사부(105)는 전하 전사 영역(32)에서 형성된다. n-전하 전사부(105)의 일단(제4d도의 좌측단)은 P+-광전기 변환부(104)로 부터 떨어져 있으며, 타단(제4a도의 우측단)은 광전기 변환 영역(31)의 인접한 것에 있는 P+-채널 스톱부(106)에 접속된다.
상기 구조는 제1, 2 및 제3도에 도시된 종래의 고체 화상 소자와 동일하다.
SiO2로 만들어진 절연층(108a) 은 광전기 변환 영역(31)과 전하 전사 영역(32)을 덮도록 P-웰 층(102)의 표면상에 형성된다.
폴리실리콘으로 만들어진 전사 전극(107)은 전하 전사 영역(32)에 있는 SiO2절연층(108a)상에서 형성된다. 전극(107)의 일단(제4d도의 좌측단)은 P+-광전기변환부(104)의 단부(제4d도의 우측단)로 연장하고, 타단(제4d도의 좌측단)은 광전기 변환 영역(31)의 인접한 것에 있는 n-광전기 변환부(103)의 단부(제4d도의 좌측단)로 연장한다.
전하 전사 영역(32)에서, SiO2로 만들어진 절연층(108b)은 이것의 상부 및 측면을 덮도록 전사 전극(107)상에 형성된다. 절연층(108b)은 광전기 변환 영역(31)에서 형성되지 않는다.
전하 전사 영역(32)에서 Si3N4로 만들어진 절연층(109)은 이것의 전체면을 덮도록 절연층(108b)상에 형성된다. 절연층(109)은 광전기 변환 영역(31)에서 형성되지 않는다.
전하 전사 영역(32) 및 광전기 변환 영역(31)에서, SiO2로 만들어진 절연층(108c)이 형성된다. 절연층(108c)은 전하 전사 영역(32)에서 Si3N4절연층(109)을 덮고, 광전기 변환 영역(31)에서 SiO2절연층(108a)을 덮는다.
알루미늄(Al)으로 만들어진 광차폐막(110)은 전하 전사 영역(32)에 있는 P-웰 층(102)으로 입사광이 들어오는 것을 방지하도록 SiO2막(108c)상에 형성된다. 광차폐막(110)은 광전기 변환 영역(31)에서 형성되지 않는다.
SiO2로 만들어진 보호막(111)은 전하 전사 영역(32)에서 광 차폐막(110)을 덮고 광전기 변환 영역(32)에서 광 차폐막(110)으로부터 노출된 SiO2절연막(108c)을 덮도록 형성된다.
실시예 1의 고체 화상 소자는 제4a도 내지 제4d도에 도시된 순서로 제조된다.
먼저, 제4a도에 도시된 바와 같이, P-웰 층(102)은 n-반도체 기판(101)상에 형성된다. 그런다음, 포토리소그래피 및 에칭 방법, 이온 주입 방법을 사용하여, n 및 P+-광전기 변환부(103,104), n-전하 전사부(105) 및 P+-채널 스톱부(106)가 P-웰 층(102)에서 형성된다.
다음에, SiO2절연층(108a)이 기판(101)을 열 산화시키는 것에 의하여 광전기 변환 병역(31) 및 전하 전사 영역(32)에 있는 P-웰 층(102)의 표면상에서 형성된다. 폴리규소막은 화학증착(CVD)법으로 SiO2절연층(108a)상에서 형성되고, 제4b도에 도시된 바와 같이 전하 전사 영역(32)에서 전사 전극(107)을 형성하도록 포토리소그래피 및 에칭 방법에 의해 패턴화된다.
연속적으로, 전하 전사 영역(32)에서, 약 50nm의 두께를 가진 SiO2절연층(108b)이 폴리규소 전사 전극(107)을 열 산화시키는 것으로 이것의 상부 및 측면을 덮도록 전사 전극(107)상에 형성된다.
SiO2절연층(108b)상에서, 약 30nm의 두께를 가진 Si3N4절연층(109)은 CVD법으로 절연층(108b)상에 형성되고, 단지 절연층(108b) 을 덮는 부분만 남도록 포토리스그래피 및 에칭 방법으로 패턴화된다.
다음에, 전하 전사영역(32) 및 광전기 변환 영역(31)에서, 약 20nm의 두께를 가진 SiO2절연층(108c)은 제4c도에 도시된 바와 같이 CVD법으로 형성된다. 그러므로, 형성된 절연층(108c)은 전하 전사 영역(32)에서 Si3N4절연층(109)을 덮고, 광전기 변환 영역(31)에서 SiO2절연층(108a)을 덮는다.
Al 광차폐층(110)은 기화법으로 광전기 변환 영역(31) 및 전하 전사 영역(32)에 있는 SiO2층(108c)에 형성되고, 단지 절연층(108c)을 덮는 부분만 남도록 포토리소그래피 및 에칭 방법으로 패턴화된다.
끝으로, SiO2보호막(111)은 기판(101)의 전체를 덮도록 형성된다. 그러므로, 제4d도에 도시된 고체 화상 소자가 얻어진다.
실시예 1의 고체 화상 소자의 동작은 제1,2도 및 제3도에 도시된 종래의 예들과 동일하다.
상기된 바와 같이, 실시예 1의 고체 화상 소자에서, 층 구조는 비교적 낮은 유전 상수(약 1.45)를 가진 SiO2절연층(108b,108c), 및 전사 전극(107)과 광차폐막(110)사이의 비교적 높은 유전 상수(약 2.00)를 가진 Si3N4절연층(109)으로 구성된다.
그러므로, 전사 전극(107)과 광 차폐막(110)사이에서 발생되는 전기장의 세기는 Si3N4절연층을 포함하지 않는 것과 비교하여 감소될 수 있으며, 이는 전사 전극(107)과 광 차폐막(110)사이의 거리(d2)가 감소될 수 있다는 것을 의미한다. 그 결과, P+-광전기 변환부(104)와 SiO2보호막(111)사이의 거리(d1)는 거리(d2)의 감소와 함께 보다 작게 설정될 수 있다.
따라서, 입사광의 스미어 현상은 전사 전극(107)과 광 차폐막(110)사이의 충분한 유전체 파단 강도를 유지하는 것과 함께 만족할만하게 억제될 수 있다.
실시예 1에서, SiO2절연층(108a,108c)으로 구성된 층 구조가 광전기 변환 영역(31)에서 P+-광전기 변환 영역(104)과 SiO2보호막(111)사이에서 제공되기 때문에, 거리(d1)는 거리(d2)보다 짧게 설정될 수 있다. 그러므로, 입사광의 스미어 현상을 억제하는 효과는 보다 현저하게 된다.
덧붙여, P+-광전기 변환부(104)와 SiO2보호막(111)사이의 층구조가 Si3N4절연막(109)을 포함하지 않기 때문에, 인터페이스 에너지 레벨을 낮추는 효과가 최종의 소결 공정 단계에서 약화될 가능성이 없다.
[실시예 2]
제5도는 본 발명의 실시예 2에 따른 고체 화상 소자를 도시한다.
실시예 2의 고체 화상 소자는 Si3N4절연막(109a)이 Si3N4절연막(109) 대신 제공되는 것 외에는 실시예 1과 동일하다. Si3N4절연막(109a)의 양쪽 단부(109b)는 SiO2절연막(108a)을 따라서 각각 Al 광차폐막(110)의 양쪽 단부로 부터 돌출한다.
광전기 변환 영역(31)에 있는 대면 단부(109b)들이 입사광의 광 경로의 주변에 배치되어서, 입사광은 스넬(snell)의 회절 법칙에 따라 광 경로의 중심을 향하여 회절된다.
그 결과, 실시예 2에서의 입사광의 스미어 현상을 억제하는 달성가능한 효과는 실시예 1과 비교하여 증가될 수 있다.
[실시예 3]
제7도는 본 발명의 실시예 3에 다른 고체 화상 소자를 도시한다.
실시예 3의 고체 화상 소자는 평탄막(220)이 보호막(111) 대신 광차폐막(110)과 절연막(108)에 형성되고 마이크로렌즈(221)의 배열이 각각의 광전기 변환영역(31)에 대응하는 위치에서 평탄막(220)에 배열되는 것 외에는 실시예 1과 동일한 구성이다. 마이크로렌즈(221)는 광감성 중합체 수지로 만들어진다.
실시예 3은 제2도에 도시된 종래의 고체 화상 소자의 실시예 2와 실시예 1을 결합하는 것에 의해 얻어지는 소자와 일치하여서, 실시예 3의 입사광의 스미어 현상을 억제하는 달성가능한 효과가 실시예 1과 비교하여 증가될 수 있다.
[실시예 4]
제8도는 본 발명의 실시예 4에 따른 고체 화상 소자를 도시한다.
실시예 4의 고체 화상 소자는 Si3N4막(320)이 보호막(111)대신 광차폐막(110)과 절연막(108c)에 형성되고 SiO2보호막(311)이 Si3N4막(320)에 형성되는 것외에는 실시예 1과 동일한 구성이다.
실시예 4는 제3도에 도시된 종래의 고체 화상 소자의 실시예 3과 실시예 1을 결합하는 것에 의해 얻어지는 소자와 일치하여서, 실시예 3의 입사광의 스미어 현상을 억제하는 달성가능한 효과가 실시예 3과 유사하게 실시예 1과 비교하여 증가될 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 4의 고체 화상 소자들이 행간 전사형이지만, 본 발명은 이 형태에 한정되는 것은 아니고, 프레임 전사형과 같은 어떤 다른 형태의 소자에도 적용될 수 있다.
또한, 2차원 고체 화상 소자가 상기 실시예에서 기술되었음에도 불구하고, 본 발명은 어떠한 형태의 1차원 소자로서 현실화될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 기술되었지만, 본 발명의 개념으로 부터 벗어남이 없이 변경이 당업자에게는 명백하다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 단지 다음의 청구범위에 의해 결정된다.
Claims (6)
- 고체 화상 소자에 있어서, 반도체 기판에 형성되는 광 전기 변환 부와; 상기 광전기 변환부를 덮는 제1절연막과; 상기 반도체 기판에 형성되는 전하 전사부와; 상기 전하 전사부를 덮는 제2절연막과; 입사광이 상기 전하 전사부로 들어오는 것을 방지하도록 상기 전하 전사부를 덮는 광 차폐막을 포함하며; 상기 각각의 광전기 변환부들은 수신되는 상기 입사광에 따라 신호 전하를 발생시켜 저장하도록 상기 제1절연막을 통하여 상기 입사광을 수신하며; 상기 제2절연막은 제2유전상수보다 낮은 제1유전 상수를 가진 제1절연층, 및 제1유전상수 보다 높은 제2유전상수를 가진 제2절연층을 포함하는 층 구조이며; 상기 광 전기 변환부에 저장된 상기 신호 전하는 전사 전극에 적용되는 전사신호에 반응하여 상기 전하 전사부를 통하여 전사되고; 상기 광 차폐막은 상기 입사광이 윈도우를 통하여 상기 광전기 변환부로 들어가도록 상기 각각의 광전기 변환부 위에 상기 윈도우를 가지는 것을 특징으로 하는 고체 화상 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1절연막은 상기 제2절연막의 비교적 낮은 제1유전상수를 가진 상기 제1절연층과 동일한 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 고체 화상 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1절연막은 제3절연층과 제4절연층을 포함하는 층 구조이며, 상기 제3절연층 및 제4절연층은 상기 제2절연막의 제1절연층과 동일한 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 고체 화상 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1절연막은 제3절연층과 제4절연층을 포함하는 층 구조이며, 상기 제3절연층은 상기 제2절연막의 제1절연층과 동일한 재료로 만들어지며, 상기 제4절연층은 상기 제2절연막의 제2절연층과 동일한 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 고체 화상 소자.
- 제4항에 있어서, 상기 제3절연층은 각각의 광전기 변환부들의 광수신면 전체를 덮고, 상기 제4절연층은 광전기 변환부의 각각의 광 수신면의 주변에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 화상 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1절연층은 산화 규소로 형성되며, 상기 제2절연층은 질화 규소로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 화상 소자.
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