KR101619679B1 - 고체 촬상 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
기판에 화소 전극과, 입사광에 따른 전하를 생성하는 유기막을 갖는 광전 변환부와, 투명한 대향 전극과, 봉지층이 형성된 고체 촬상 소자의 제조 방법으로서, 이하의 공정을 갖는다. 먼저, 기판의 화소 전극이 형성된 측 표면에 메탈 마스크를 자력으로 밀착시키는 공정과, 기판의 화소 전극이 형성된 측 표면에, 유기물을 증착하여, 유기막을 형성하는 공정과, 유기막 형성 후, 메탈 마스크를 떼어내는 공정과, 유기막 상에 대향 전극을 형성하는 공정과, 대향 전극을 덮는 봉지층을 형성하는 공정을 갖는다. 메탈 마스크는 하프 에칭이 실시되어 있고, 이 하프 에칭이 실시된 측을 화소 전극을 향하게 하여 밀착되어 있다.
Description
본 발명은 입사광에 따른 전하를 생성하는 유기막을 구비하는 광전 변환부를 갖는 고체 촬상 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 수율을 향상시킬 수 있는 고체 촬상 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라, 휴대 전화용 카메라, 내시경용 카메라 등에 이용되고 있는 이미지 센서로서, 실리콘 (Si) 칩 등의 반도체 기판에 포토다이오드를 포함하는 화소를 배열하고, 각 화소의 포토다이오드에서 발생한 광전자에 대응하는 신호 전하를 CCD 형 또는 CMOS 형 판독 회로에서 취득하는, 고체 촬상 소자 (이른바 CCD 센서 및 CMOS 센서) 가 널리 알려져 있다.
이들 고체 촬상 소자는, 반도체 기판 상의 각 화소에, 포토다이오드뿐만 아니라, 신호 판독 회로와 그것에 부수되는 다층 배선이 형성되어 있다. 이 때문에, 화소 미세화가 진전됨에 따라 1 화소에서 차지하는 판독 회로/배선 영역이 상대적으로 넓어져 포토다이오드의 수광 면적이 작아진다는 「개구율의 저하」가 문제가 되고 있다. 개구율의 저하는 감도의 저하로 이어진다.
그래서, 판독 회로 및 배선을 형성한 반도체 기판의 상방에 광전 변환층을 형성하여 개구율을 향상시킬 수 있는, 적층형의 고체 촬상 소자가 알려져 있다. 적층형의 고체 촬상 소자는, 반도체 기판 상에 형성된 화소 전극과, 화소 전극 상에 형성된 광전 변환층과, 광전 변환층 상에 형성된 대향 전극을 포함하는 광전 변환 소자를 반도체 기판에 대하여 평행한 면에 다수 배열한 구성이 된다. 광전 변환 소자에 있어서, 화소 전극과 대향 전극 사이에 바이어스 전압을 인가함으로써, 광전 변환층 내에서 발생한 여기자가 전자와 정공으로 해리되고, 바이어스 전압에 따라 화소 전극으로 이동한 전자 또는 정공의 전하에 따른 신호가, 반도체 기판 내에 형성된 CCD 형 또는 CMOS 형 판독 회로에서 취득된다.
적층형의 고체 촬상 소자는, 판독 회로가 형성된 반도체 기판 상에, 화소 전극과, 유기 재료를 증착하여 광전 변환층으로서 기능하는 유기막을 순서대로 형성하고, 유기막 상에 ITO 막 등의 투명한 전극으로 이루어지는 화소 전극을 형성한다. 또한, 화소 전극 상에 봉지막, 컬러 필터 등을 순차로 적층함으로써 제조된다.
예를 들어, ITO 막은, 특허문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같이, 메탈 마스크를 사용하여 형성된다. 메탈 마스크는 통상, 자석을 이용하여 기판에 고정시키기 위한 자성재의 판을 에칭하여 형성된다.
그런데, 고체 촬상 소자의 제조 과정에 있어서, 유기막 (광전 변환층) 의 표면에 철, 또는 그 밖의 금속 등으로 이루어지는 자성 미립자가 부착되는 경우가 있었다. 유기막의 표면에 파티클이 부착된 상태에서, 그 위에 봉지막이 형성된 경우, 후공정에서 사용되는 유기 용매 등이, 파티클을 기점으로 침입하여, 유기막이 국소적으로 팽윤되는 현상, 이른바 막 팽윤이 생기는 경우가 있다. 이 막 팽윤이 발생한 경우, 고체 촬상 소자의 수율이 나빠진다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 상기 종래 기술에 기초한 문제점을 해소하여, 수율을 향상시킬 수 있는 고체 촬상 소자의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판에 화소 전극과, 입사광에 따른 전하를 생성하는 유기막을 갖는 광전 변환부와, 투명한 대향 전극과, 봉지층이 형성된 고체 촬상 소자의 제조 방법으로서, 기판의 화소 전극이 형성된 측 표면에 메탈 마스크를 자력으로 밀착시키는 공정과, 기판의 화소 전극이 형성된 측 표면에, 유기물을 증착하여, 유기막을 형성하는 공정과, 유기막 형성 후, 메탈 마스크를 떼어내는 공정과, 유기막 상에, 대향 전극을 형성하는 공정과, 대향 전극을 덮는 봉지층을 형성하는 공정을 갖고, 메탈 마스크는, 하프 에칭이 실시되어 있고, 하프 에칭이 실시된 측을 화소 전극을 향하게 하여 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
메탈 마스크는, 두께가 40 ∼ 200 ㎛ 이고, 하프 에칭의 깊이가 5 ㎛ 로부터 메탈 마스크 두께의 절반 이하이고, 하프 에칭은, 길이가 20 ∼ 1200 ㎛ 인 것이 바람직하다.
또, 기판 및 메탈 마스크의 유지 및 반송은, 모두 비자성 재료로 이루어지는 기구로 실시되는 것이 바람직하다.
또, 메탈 마스크는, 예를 들어, 마그넷 시트에 의해 밀착된다.
또한, 예를 들어, 메탈 마스크는, 자석을 평판 상의 전면에 깐 것에 의해 밀착된다. 이 경우, 자석을 전면에 깐 평판과, 메탈 마스크의 거리를 조정함으로써, 메탈 마스크에 가해지는 자력을 소정의 값으로 조정할 수 있다.
또, 메탈 마스크에 가해지는 자력을, 마그넷 시트를 사용한 경우와 동등한 자력으로 조정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 자성 미립자, 비자성 입자 등, 이른바 먼지의 부착을 억제하여, 고체 촬상 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1 은, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자를 도시한 모식적 단면도이다.
도 2(a) ∼ 도 2(c) 는, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 공정순으로 도시한 모식적 단면도이다.
도 3(a) ∼ 도 3(c) 는, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 공정순으로 도시한 모식적 단면도이고, 도 2(c) 의 후공정을 나타낸다.
도 4(a) 는, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자의 제조에 사용되는 메탈 마스크를 도시한 평면도이고, 도 4(b) 는, 도 4(a) 의 A-A 선에 의한 단면도이다.
도 5(a) 는, 도 2(b) 에 나타내는 공정을 상세히 도시한 모식도이고, 도 5(b) 는, 메탈 마스크의 장착 방법의 일례를 도시한 모식도이다.
도 6(a) 는, 메탈 마스크에 의한 먼지 발생의 검증 실험에 사용한 실험 방법을 설명하기 위한 모식도이고, 도 6(b) 는, 메탈 마스크를 사용한 유기막을 형성하기 전의 웨이퍼의 상태를 나타내는 암시야상이다.
도 7(a) 는, 메탈 마스크를 사용한 유기막을 형성한 후의 모식도이고, 도 7(b) 는, 유기막의 형성 후, 메탈 마스크를 떼어낸 웨이퍼의 상태를 나타내는 암시야상이다.
도 8 은, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크에 의한 먼지 발생의 검증 실험에 사용한 다른 실험 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9(a) 는, 유기막의 형성 후, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크를 떼어낸 웨이퍼의 상태를 나타내는 암시야상이고, 도 9(b) 는, 도 9(a) 의 주요부 확대도이고, 도 9(c) 는, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크의 장착 상태를 도시한 모식도이다.
도 10(a) 는, 유기막의 형성 후, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크를 떼어낸 웨이퍼의 상태를 나타내는 암시야상이고, 도 10(b) 는, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크의 장착 상태를 도시한 모식도이다.
도 2(a) ∼ 도 2(c) 는, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 공정순으로 도시한 모식적 단면도이다.
도 3(a) ∼ 도 3(c) 는, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 공정순으로 도시한 모식적 단면도이고, 도 2(c) 의 후공정을 나타낸다.
도 4(a) 는, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자의 제조에 사용되는 메탈 마스크를 도시한 평면도이고, 도 4(b) 는, 도 4(a) 의 A-A 선에 의한 단면도이다.
도 5(a) 는, 도 2(b) 에 나타내는 공정을 상세히 도시한 모식도이고, 도 5(b) 는, 메탈 마스크의 장착 방법의 일례를 도시한 모식도이다.
도 6(a) 는, 메탈 마스크에 의한 먼지 발생의 검증 실험에 사용한 실험 방법을 설명하기 위한 모식도이고, 도 6(b) 는, 메탈 마스크를 사용한 유기막을 형성하기 전의 웨이퍼의 상태를 나타내는 암시야상이다.
도 7(a) 는, 메탈 마스크를 사용한 유기막을 형성한 후의 모식도이고, 도 7(b) 는, 유기막의 형성 후, 메탈 마스크를 떼어낸 웨이퍼의 상태를 나타내는 암시야상이다.
도 8 은, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크에 의한 먼지 발생의 검증 실험에 사용한 다른 실험 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9(a) 는, 유기막의 형성 후, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크를 떼어낸 웨이퍼의 상태를 나타내는 암시야상이고, 도 9(b) 는, 도 9(a) 의 주요부 확대도이고, 도 9(c) 는, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크의 장착 상태를 도시한 모식도이다.
도 10(a) 는, 유기막의 형성 후, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크를 떼어낸 웨이퍼의 상태를 나타내는 암시야상이고, 도 10(b) 는, 하프 에칭이 실시된 메탈 마스크의 장착 상태를 도시한 모식도이다.
이하에, 첨부 도면에 도시한 바람직한 실시형태에 기초하여, 본 발명의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 1 은, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자를 도시한 모식적 단면도이다.
본 발명 실시형태의 촬상 소자는, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치에 사용할 수 있다. 또한 전자 내시경 및 휴대 전화기 등의 촬상 모듈 등에 탑재하여 사용된다.
도 1 에 도시한 고체 촬상 소자 (10) 는, 기판 (12) 과, 절연층 (14) 과, 화소 전극 (16) 과, 광전 변환부 (18) 와, 대향 전극 (20) 과, 봉지층 (보호막) (22) 과, 컬러 필터 (26) 와, 격벽 (28) 과, 차광층 (29) 과, 보호층 (30) 을 갖는다.
또한, 기판 (12) 에는 판독 회로 (40) 와, 대향 전극 전압 공급부 (42) 가 형성되어 있다.
기판 (12) 은, 예를 들어, 유리 기판 또는 Si 등의 반도체 기판이 사용된다. 기판 (12) 상에는 공지된 절연 재료로 이루어지는 절연층 (14) 이 형성되어 있다. 절연층 (14) 에는, 표면에 복수의 화소 전극 (16) 이 형성되어 있다. 화소 전극 (16) 은, 예를 들어, 1 차원 또는 2 차원상으로 배열된다.
또, 절연층 (14) 에는, 화소 전극 (16) 과 판독 회로 (40) 를 접속하는 제 1 접속부 (44) 가 형성되어 있다. 또한, 대향 전극 (20) 과 대향 전극 전압 공급부 (42) 를 접속하는 제 2 접속부 (46) 가 형성되어 있다. 제 2 접속부 (46) 는, 화소 전극 (16) 및 광전 변환부 (18) 에 접속되지 않는 위치에 형성되어 있다. 제 1 접속부 (44) 및 제 2 접속부 (46) 는, 도전성 재료로 형성되어 있다.
또, 절연층 (14) 의 내부에는, 판독 회로 (40) 및 대향 전극 전압 공급부 (42) 를, 예를 들어, 고체 촬상 소자 (10) 의 외부와 접속하기 위한 도전성 재료로 이루어지는 배선층 (48) 이 형성되어 있다.
복수의 화소 전극 (16) 을 덮음과 함께, 제 2 접속부 (46) 를 피하도록 하여 광전 변환부 (18) 가 형성되어 있다. 광전 변환부 (18) 는, 유기물을 포함하는 광전 변환층 (50) 과 전자 블로킹층 (52) 을 갖는다.
광전 변환부 (18) 는, 전자 블로킹층 (52) 이 화소 전극 (16) 측에 형성되어 있고, 전자 블로킹층 (52) 상에 광전 변환층 (50) 이 형성되어 있다. 전자 블로킹층 (52) 은, 암전류를 억제하는 기능을 갖는다.
광전 변환층 (50) 은, 입사광 (L) 등의 수광한 광의 광량에 따른 전하를 발생하는 것이고, 유기의 광전 변환 재료를 포함하는 것이다.
대향 전극 (20) 은, 화소 전극 (16) 과 대향하는 전극이고, 광전 변환층 (50) 을 덮도록 하여 형성되어 있다. 화소 전극 (16) 과 대향 전극 (20) 사이에 광전 변환층 (50) 이 형성되어 있다.
대향 전극 (20) 은, 광전 변환층 (50) 에 광을 입사시키기 위해, 입사광에 대하여 투명한 도전성 재료로 구성되어 있다. 대향 전극 (20) 은, 광전 변환층 (50) 보다 외측에 배치된 제 2 접속부 (46) 와 전기적으로 접속되어 있고, 제 2 접속부 (46) 를 통해 대향 전극 전압 공급부 (42) 에 접속되어 있다.
대향 전극 (20) 의 재료로서 바람직한 것은, ITO, IZO, SnO2, ATO (안티몬 도프 산화주석), ZnO, AZO (Al 도프 산화아연), GZO (갈륨 도프 산화아연), TiO2, FTO (불소 도프 산화주석) 중의 어느 재료이다.
대향 전극 (20) 의 광 투과율은, 가시광 파장에 있어서, 60 % 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 % 이상이고, 보다 바람직하게는 90 % 이상, 보다 바람직하게는 95 % 이상이다.
대향 전극 전압 공급부 (42) 는, 제 2 접속부 (46) 를 통해 대향 전극 (20) 에 소정의 전압을 인가하는 것이다. 대향 전극 (20) 에 인가해야 하는 전압이 고체 촬상 소자 (10) 의 전원 전압보다 높은 경우에는, 차지 펌프 등의 승압 회로에 의해 전원 전압을 승압하여 상기 소정의 전압을 공급하는 것이다.
화소 전극 (16) 은, 화소 전극 (16) 과 그것에 대향하는 대향 전극 (20) 사이에 있는 광전 변환층 (50) 에서 발생한 전하를 포집하기 위한 전하 포집용 전극이다. 화소 전극 (16) 은, 제 1 접속부 (44) 를 통해 판독 회로 (40) 에 접속되어 있다. 이 판독 회로 (40) 는, 복수의 화소 전극 (16) 의 각각에 대응하여 기판 (12) 에 형성되어 있고, 대응하는 화소 전극 (16) 에서 포집된 전하에 따른 신호를 판독하는 것이다. 또한, 각 화소 전극 (16) 에서 포집된 전하가, 대응하는 각 화소의 판독 회로 (40) 에서 신호가 되고, 복수의 화소로부터 취득한 신호로부터 화상이 합성된다.
화소 전극 (16) 의 재료로는, 예를 들어, 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 붕화물, 유기 도전성 화합물, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 구체예로는, 산화주석, 산화아연, 산화인듐, 산화인듐주석 (ITO), 산화인듐아연 (IZO), 산화인듐텅스텐 (IWO), 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물, 질화티탄 (TiN) 등의 금속 질화물, 금 (Au), 백금 (Pt), 은 (Ag), 크롬 (Cr), 니켈 (Ni), 알루미늄 (Al) 등의 금속, 또한 이들 금속과 도전성 금속 산화물의 혼합물 또는 적층물, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 유기 도전성 화합물, 이들과 ITO 의 적층물 등을 들 수 있다. 화소 전극 (16) 의 재료로서 특히 바람직한 것은, 질화티탄, 질화몰리브덴, 질화탄탈, 질화텅스텐 중의 어느 재료이다.
화소 전극 (16) 의 단부에 있어서 화소 전극 (16) 의 막두께에 상당하는 단차가 급준하거나, 화소 전극 (16) 의 표면에 현저한 요철이 존재하거나, 화소 전극 (16) 상에 미소한 티끌이 부착되거나 하면, 화소 전극 (16) 상의 층이 원하는 막두께보다 얇아지거나 균열이 생기거나 한다. 그러한 상태에서 층 상에 대향 전극 (20) 을 형성하면, 결함 부분에 있어서의 화소 전극 (16) 과 대향 전극 (20) 의 접촉 또는 전계 집중에 의해, 암전류의 증대 또는 단락 등의 화소 불량이 발생한다. 또한, 상기 결함은, 화소 전극 (16) 과 그 위의 층의 밀착성 및 고체 촬상 소자 (10) 의 내열성을 저하시킬 우려가 있다.
상기 결함을 방지하여 소자의 신뢰성을 향상시키기 위해서는, 화소 전극 (16) 의 표면 조도 (Ra) 가 0.6 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 화소 전극 (16) 의 표면 조도 (Ra) 가 작을수록, 표면의 요철이 작은 것을 의미하고, 표면 평탄성이 양호하다. 화소 전극 (16) 의 막두께에 상당하는 단차는 기본적으로 제로인 것이 바람직하다. 이 경우, 절연층 (14) 중에 화소 전극 (16) 을 매립 형성시키고, 그 후, CMP (화학적 기계 연마) 처리 등에 의해 단차가 없는 화소 전극 (16) 을 형성할 수 있다. 또, 화소 전극 (16) 의 단부에 경사를 부여함으로써, 단차를 완만하게 할 수 있다. 화소 전극 (16) 의 에칭 처리의 조건을 선택함으로써, 경사를 부여할 수 있다. 화소 전극 (16) 상의 파티클을 제거하기 위해, 전자 블로킹층 (52) 을 형성하기 전에, 반도체 제조 공정에서 이용되고 있는 일반적인 세정 기술을 이용하여, 화소 전극 (16) 등을 세정하는 것이 특히 바람직하다.
판독 회로 (40) 는, 예를 들어, CCD, MOS 회로, 또는 TFT 회로 등으로 구성되어 있고, 절연층 (14) 내에 형성된 차광층 (도시 생략) 에 의해 차광되어 있다. 또한, 판독 회로 (40) 는, 일반적인 이미지 센서 용도에서는 CCD 또는 CMOS 회로를 채용하는 것이 바람직하고, 노이즈 및 고속성의 관점에서는 CMOS 회로를 채용하는 것이 바람직하다.
또한, 도시하지 않았지만, 예를 들어, 기판 (12) 에 n 영역에 의해 둘러싸인 고농도의 p 영역이 형성되어 있고, 이 p 영역에 제 1 접속부 (44) 가 접속되어 있다. n 영역에 판독 회로 (40) 가 형성되어 있다. p 영역은 광전 변환층 (50) 의 전하를 축적하는 전하 축적부로서 기능하는 것이다. p 영역에 축적된 전자 또는 정공은 판독 회로 (40) 에 의해, 그 전하량에 따른 신호로 변환되고, 예를 들어, 배선층 (48) 을 통해 고체 촬상 소자 (10) 외부로 출력된다.
봉지층 (22) 은, 유기물을 포함하는 광전 변환층 (50) 을 수분자 등의 열화 인자로부터 보호하기 위한 것이다. 봉지층 (22) 은, 대향 전극 (20) 을 덮도록 하여 형성되어 있다.
봉지층 (22) 으로는, 다음의 조건이 요구된다.
첫째로, 소자의 각 제조 공정에 있어서 용액, 플라즈마 등에 포함되는 유기의 광전 변환 재료를 열화시키는 인자의 침입을 저지하여 광전 변환층을 보호하는 것을 들 수 있다.
둘째로, 소자의 제조 후에, 수분자 등의 유기의 광전 변환 재료를 열화시키는 인자의 침입을 저지하여, 장기간의 보존/사용에 걸쳐, 광전 변환층 (50) 의 열화를 방지한다.
셋째로, 봉지층 (22) 을 형성할 때에는 이미 형성된 광전 변환층을 열화시키지 않는다.
넷째로, 입사광은 봉지층 (22) 을 통해 광전 변환층 (50) 에 도달하기 때문에, 광전 변환층 (50) 에서 검지하는 파장의 광에 대하여 봉지층 (22) 은 투명해야 한다.
봉지층 (22) 은, 단일 재료로 이루어지는 박막으로 구성할 수도 있지만, 다층 구성으로 하여 각 층에 별개의 기능을 부여함으로써, 봉지층 (22) 전체의 응력 완화, 제조 공정 중의 먼지 발생 등에 의한 크랙, 핀홀 등의 결함 발생의 억제, 재료 개발의 최적화가 용이해지는 것 등의 효과를 기대할 수 있다. 예를 들어, 봉지층 (22) 은, 수분자 등의 열화 인자의 침투를 저지하는 본래의 목적을 수행하는 층 상에, 그 층에서 달성하기 어려운 기능을 갖게 한 「봉지 보조층」을 적층한 2 층 구성을 형성할 수 있다. 3 층 이상의 구성도 가능하지만, 제조 비용을 감안하면 가능한 한 층수는 적은 것이 바람직하다.
또, 봉지층 (22) 은, 예를 들어, 이하와 같이 하여 형성할 수 있다.
유기 광전 변환 재료는 수분자 등의 열화 인자의 존재에 의해 현저히 그 성능이 열화되어 버린다. 그 때문에, 수분자를 침투시키지 않는 치밀한 금속 산화물·금속 질화물·금속 질화 산화물 등의 무기 재료로 광전 변환층 전체를 피복하여 봉지할 필요가 있다. 종래부터, 산화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 질화산화규소 또는 이들의 적층 구성, 이들과 유기 고분자의 적층 구성 등을 봉지층으로 하여, 각종 진공 성막 기술로 형성되어 있다.
원자층 퇴적 (ALD) 법은, CVD 법의 일종으로, 박막 재료가 되는 유기 금속 화합물 분자, 금속 할로겐화물 분자, 금속 수소화물 분자의 기판 표면에 대한 흡착/반응과, 이들에 포함되는 미반응기의 분해를, 교대로 반복하여 박막을 형성하는 기술이다. 기판 표면에 박막 재료가 도달할 때에는 상기 저분자의 상태이기 때문에, 저분자가 비집고 들어갈 수 있는 극히 작은 공간만 있으면 박막이 성장할 수 있다. 그 때문에, 종래의 박막 형성법에서는 곤란했던 단차 부분을 완전하게 피복하여 (단차 부분에 성장한 박막의 두께가 평탄 부분에 성장한 박막의 두께와 동일함), 즉 단차 피복성이 매우 우수하다. 그 때문에, 기판 표면의 구조물, 기판 표면의 미소 결함, 기판 표면에 부착된 파티클 등에 의한 단차를 완전하게 피복할 수 있기 때문에, 그러한 단차 부분이 광전 변환 재료의 열화 인자의 침입 경로가 되지 않는다. 봉지층 (22) 의 형성을 원자층 퇴적 (ALD) 법으로 실시한 경우에는 종래 기술보다 효과적으로 필요한 봉지층 막두께를 얇게 할 수 있게 된다.
원자층 퇴적법으로 봉지층 (22) 을 형성하는 경우에는, 상기 서술한 봉지층 (22) 에 바람직한 재료를 적절히 선택할 수 있다. 그러나, 유기 광전 변환 재료가 열화되지 않는 것과 같은, 비교적 저온에서 박막 성장이 가능한 재료에 제한된다. 알킬알루미늄 또는 할로겐화알루미늄을 재료로 한 원자층 퇴적법에 의하면, 유기 광전 변환 재료가 열화되지 않는 200 ℃ 미만에서 치밀한 산화알루미늄 박막을 형성할 수 있다. 특히 트리메틸알루미늄을 사용한 경우에는 100 ℃ 정도에서도 산화알루미늄 박막을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 산화규소 또는 산화티탄도 재료를 적절히 선택함으로써 산화알루미늄과 동일하게 200 ℃ 미만에서, 봉지층 (22) 으로서, 치밀한 박막을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
원자층 퇴적법에 의해 형성한 박막은, 단차 피복성, 치밀성이라는 관점에서는 비할 바가 없이 양질인 박막 형성을 저온에서 달성할 수 있다. 그러나, 박막이 포토리소그래피 공정에서 사용하는 약품에 의해 열화되어 버리는 경우가 있다. 예를 들어, 원자층 퇴적법으로 성막한 산화알루미늄 박막은 비정질이기 때문에, 현상액 및 박리액과 같은 알칼리 용액에 의해 표면이 침식되어 버린다. 이와 같은 경우에는, 원자층 퇴적법으로 형성한 산화알루미늄 박막 상에, 내약품성이 우수한 박막이 필요하다. 즉, 봉지층 (22) 을 보호하는 기능층이 되는 봉지 보조층이 필요하다.
한편, 원자층 퇴적법으로 형성한 박막은 내부 응력이 매우 큰 인장 응력을 갖는 예가 많아, 반도체 제조 공정과 같이, 단속적인 가열, 냉각이 반복되는 공정 또는 장기간의 고온/고습도 분위기하에서의 보존/사용에 의해, 박막 자체에 균열이 생기는 열화가 발생하는 경우가 있다.
상기와 같은 원자층 퇴적법으로 형성한 봉지층 (22) 의 문제점을 극복하기 위해, 예를 들어, 스퍼터법 등의 물리적 기상 성막 (PVD) 법 또는 CVD 법으로 성막한 내약품성이 우수한 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 질화산화물 등의 무기 재료 중 어느 하나를 포함하는 봉지 보조층으로서, 응력 완화층 (24) 을 형성하는 구성이 바람직하다.
여기서, 원자층 퇴적법으로 형성된 것을 제 1 봉지층 (봉지층 (22)) 으로 하고, 제 1 봉지층 (봉지층 (22)) 상에, PVD 법으로 형성된 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 질화산화물 중 어느 하나를 포함하는 것을 제 2 봉지층으로 한다. 이로써, 봉지층 (22) 전체의 내약품성을 향상시키는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 스퍼터법 등의 PVD 법으로 성막한 경우, 큰 압축 응력을 갖는 경우가 많아, 원자층 퇴적법으로 형성한 제 1 봉지층의 인장 응력을 상쇄시킬 수 있다. 따라서, 봉지층 (22) 전체의 응력이 완화되어, 봉지층 (22) 자체의 신뢰성이 높아질 뿐만 아니라, 봉지층 (22) 의 응력이 광전 변환층 등의 성능을 악화시키거나, 파괴시켜 버리는 등의 불량의 발생을, 현저히 억제할 수 있게 된다.
특히, 제 1 봉지층 (봉지층 (22)) 상에, 스퍼터법으로 형성된, 산화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 질화산화규소 중 어느 하나를 포함하는 제 2 봉지층을 갖는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 또, 봉지층 (22) (제 1 봉지층) 은, 막두께가 0.05 ㎛ 이상, 0.2 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 봉지층 (22) (제 1 봉지층) 은, 산화알루미늄, 산화규소, 산화티탄 중 어느 것을 포함하는 것이 바람직하다.
컬러 필터 (26) 는, 봉지층 (22) 상의 각 화소 전극 (16) 과 대향하는 위치에 형성되어 있다. 격벽 (28) 은, 봉지층 (22) 상의 컬러 필터 (26) 끼리의 사이에 형성되어 있고, 컬러 필터 (26) 의 광 투과 효율을 향상시키기 위한 것이다. 차광층 (29) 은, 봉지층 (22) 상의 컬러 필터 (26) 및 격벽 (28) 을 형성한 영역 (유효 화소 영역) 이외에 형성되어 있고, 유효 화소 영역 이외에 형성된 광전 변환층 (50) 에 광이 입사하는 것을 방지하는 것이다.
보호층 (30) 은, 컬러 필터 (26) 를 후공정 등으로부터 보호하기 위한 것이고, 컬러 필터 (26), 격벽 (28) 및 차광층 (29) 을 덮도록 하여 형성되어 있다. 보호층 (30) 은, 오버코트층이라고도 한다.
고체 촬상 소자 (10) 에 있어서는, 광전 변환부 (18), 대향 전극 (20) 및 컬러 필터 (26) 가 상방에 형성된 화소 전극 (16), 1 개가 단위 화소가 된다.
보호층 (30) 은, 아크릴계 수지, 폴리실록산계 수지, 폴리스티렌계 수지 혹은 불소 수지 등과 같은 고분자 재료, 또는 산화규소 혹은 질화규소와 같은 무기 재료를 적절히 사용할 수 있다. 폴리스티렌계 등의 감광성 수지를 사용하면, 포토리소그래피법에 의해 보호층 (30) 을 패터닝할 수 있기 때문에, 본딩용 패드 상의 주변 차광층, 봉지층, 절연층 등을 개구할 때의 포토레지스트로서 사용하는 것, 보호층 (30) 자체를 마이크로 렌즈로서 가공하는 것이 용이해져 바람직하다. 한편, 보호층 (30) 을 반사 방지층으로서 사용할 수도 있고, 컬러 필터 (26) 의 격벽 (28) 으로서 사용한 각종 저굴절률 재료를 성막하는 것도 바람직하다. 또, 후공정에 대한 보호층으로서의 기능, 반사 방지층으로서의 기능을 추구하기 위해, 보호층 (30) 을 상기 재료를 조합한 2 층 이상의 구성으로 할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 화소 전극 (16) 은, 절연층 (14) 의 표면에 형성된 구성이지만, 이것에 한정되지 않고, 절연층 (14) 의 표면부에 매립 형성된 구성이어도 된다. 또, 제 2 접속부 (46) 및 대향 전극 전압 공급부 (42) 를 1 개 형성하는 구성으로 하였지만, 복수여도 된다. 예를 들어, 대향 전극 (20) 의 양단부로부터 대향 전극 (20) 에 전압을 공급함으로써, 대향 전극 (20) 에서의 전압 강하를 억제할 수 있다. 제 2 접속부 (46) 및 대향 전극 전압 공급부 (42) 의 세트의 수는, 소자의 칩 면적을 감안하여, 적절히 증감시키면 된다.
다음으로, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자 (10) 의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 2(a) ∼ 도 2(c) 는, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 공정순으로 도시한 모식적 단면도이고, 도 3(a) ∼ 도 3(c) 는, 본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자의 제조 방법을 공정순으로 도시한 모식적 단면도이고, 도 2(c) 의 후공정을 나타내는 것이다.
본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자 (10) 의 제조 방법에 있어서는, 화소 전극 (16) 이 3 개 늘어선 구성의 고체 촬상 소자 (10) 를 예로 들어 설명한다. 그러나, 도시하지는 않았지만, 기판 (12) 에는, 예를 들어, 3 개의 화소 전극 (16) 을 1 세트로 한 고체 촬상 소자 (10) 가 복수 형성된다.
본 발명 실시형태의 고체 촬상 소자 (10) 의 제조 방법에 있어서는, 먼저, 판독 회로 (40) 와 대향 전극 전압 공급부 (42) 가 형성된 기판 (12) 상에, 제 1 접속부 (44) 와 제 2 접속부 (46) 와, 배선층 (48) 이 형성된 절연층 (14) 이 형성되어 있는 것을 준비한다. 이 경우, 상기 서술한 바와 같이, 제 1 접속부 (44) 와 판독 회로 (40) 가 접속되어 있고, 제 2 접속부 (46) 와 대향 전극 전압 공급부 (42) 가 접속되어 있다.
다음으로, 성막실 (도시 생략) 에 소정의 반송 수단에 의해 반송하고, 도 2(a) 에 도시한 바와 같이, 절연층 (14) 의 표면 (14a) 에, 각 제 1 접속부 (44) 에 접속하는 화소 전극 (16) 을, 예를 들어, CVD 법에 의해 소정의 진공하에서 형성한 후, 패터닝함으로써 화소 전극 (16) 을 형성한다. 화소 전극 재료에는, 예를 들어, 질화티탄이 사용된다.
다음으로, 전자 블로킹층 (52) 의 성막실 (도시 생략) 에 소정의 반송 수단에 의해 반송하고, 도 2(b) 에 도시한 바와 같이, 제 2 접속부 (46) 상을 제외하며, 또한 모든 화소 전극 (16) 을 덮도록 메탈 마스크를 통해 성막한다. 메탈 마스크에 관해서는, 도 2(c) 에 도시한 바와 같이, 절연층 (14) 의 표면 (14a) 에, 소정의 마스크 패턴으로 개구부 (62) 가 형성된 메탈 마스크 (60) 를, 자력을 이용하여 밀착시킨다.
메탈 마스크 (60) 는, 도 4(a), 도 4(b) 에 도시한 바와 같이, 표면 (60a) 측에 개구부 (62) 가 형성되어 있고, 이면 (60b) 측에 개구부 (62) 의 외연 (外緣) 을 따라 개구부 (62) 의 외연이 확장되어 있고, 하프 에칭부 (64) 가 형성되어 있다. 또한, 메탈 마스크 (60) 중, 하프 에칭이 실시되어 있지 않은 부분을 하프 에칭 무부 (無部) (66) 라고 한다.
전자 블로킹 재료는, 예를 들어, 증착법을 이용하여 소정의 진공하에서 성막 한다. 전자 블로킹층 (52) 형성 후에, 메탈 마스크 (60) 를 떼어낸다.
메탈 마스크 (60) 는, 예를 들어, 마그넷 시트 (70) 에 의해, 이면 (60b) 이 절연층 (14) 의 표면 (14a) 에 밀착된다. 메탈 마스크 (60) 는, 하프 에칭이 실시되어 있다. 메탈 마스크 (60) 는, 하프 에칭부 (64) 의 하면 (65) 을 화소 전극 (16) 을 향하게 하여 밀착된다.
메탈 마스크 (60) 는, 예를 들어, 도 5(a) 에 도시한 바와 같이, 기판 (12) 의 절연층 (14) (도 5(a) 에서는 도시 생략) 의 표면 (14a) (도 5(a) 에서는 도시 생략) 에, 기판 (12) 의 이면 (12b) 에 형성한 마그넷 시트 (70) 에 의해 밀착된다.
본 실시형태에 있어서는, 마그넷 시트 (70) 를 사용하여 메탈 마스크 (60) 를 밀착시키고 있다. 마그넷 시트를 사용하는 이유로는, 저비용으로 일면에 균일한 자계를 발생시킬 수 있는 점, 균열되거나 하는 경우가 없기 때문에 취급이 용이한 점, 자력이 비교적 약하여, 메탈 마스크를 밀착시킬 때의 기판에 대한 충격을 최대한 억제할 수 있는 점 등이 있다. 자력으로는, 흡착력으로 나타낼 수 있고, 10 g/㎠ 이상 200 g/㎠ 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 15 g/㎠ 이상 160 g/㎠ 이하, 더욱 바람직하게는 20 g/㎠ 이상 120 g/㎠ 이하이다. 물론, 자계를 발생시키는 수단으로서, 마그넷 시트에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 자석을 평판 상의 전면에 깐 것을 사용해도 된다.
이 경우, 자석을 전면에 깐 평판과 메탈 마스크의 거리를 조정하여, 메탈 마스크에 가해지는 자력을 소정의 값으로 조정할 수 있다. 예를 들어, 마그넷 시트와 자력이 동등해지도록, 자석을 전면에 깐 평판과 메탈 마스크와 적당한 간격을 형성하여 사용할 수 있다.
다음으로, 광전 변환층 (50) 의 성막실 (도시 생략) 에 소정의 반송 수단에 의해 반송하고, 전자 블로킹층과 동일하게 다시 메탈 마스크를 통해 성막한다. 광전 변환 재료로서, 예를 들어, p 형 유기 반도체 재료와 풀러렌 또는 풀러렌 유도체를, 예를 들어, 증착법을 이용하여 소정의 진공하에서, 전자 블로킹층 (52) 의 표면 (52a) 에 퇴적시켜, 도 3(a) 에 도시한 바와 같이 광전 변환층 (50) 을 형성한다. 이와 같이 하여, 광전 변환층 (50) 이 형성되고 광전 변환부 (18) 가 형성된다. 광전 변환층 (50) 형성 후에, 메탈 마스크 (60) 를 떼어낸다.
다음으로, 대향 전극 (20) 의 성막실 (도시 생략) 에 소정의 반송 수단에 의해 반송한 후, 도 3(b) 에 도시한 바와 같이, 광전 변환부 (18) 를 덮으며, 또한 제 2 접속부 (46) 상에 형성되는 패턴으로 대향 전극 (20) 을, 예를 들어, 스퍼터법을 이용하여 소정의 진공하에서 형성한다.
다음으로, 봉지층 (22) 의 성막실 (도시 생략) 에 소정의 반송 수단에 의해 반송하고, 도 3(c) 에 도시한 바와 같이, 대향 전극 (20) 을 덮도록 하여, 절연층 (14) 의 표면 (14a) 에, 봉지층 (22) 을 형성한다.
다음으로, 봉지층 (22) 의 표면 (22a) 에, 컬러 필터 (26), 격벽 (28) 및 차광층 (29) 을, 예를 들어, 포토리소그래피법을 이용하여 형성한다. 컬러 필터 (26), 격벽 (28) 및 차광층 (29) 에는, 유기 고체 촬상 소자에 사용되는 공지된 것이 사용된다. 컬러 필터 (26), 격벽 (28) 및 차광층 (29) 의 형성 공정은, 소정의 진공하여도 되고, 비진공하여도 된다.
다음으로, 컬러 필터 (26), 격벽 (28) 및 차광층 (29) 을 덮도록 하여, 보호층 (30) 을, 예를 들어, 도포법을 이용하여 형성한다. 이로써, 도 1 에 도시한 고체 촬상 소자 (10) 를 형성할 수 있다. 보호층 (30) 에는, 유기 고체 촬상 소자에 사용되는 공지된 것이 사용된다. 보호층 (30) 의 형성 공정은, 소정의 진공하여도 되고, 비진공하여도 된다.
메탈 마스크는, 예를 들어, 이하에 상세히 나타내는 프레임 제조, 마스크 필름 제조 및 첩합 (貼合) 공정을 거쳐 제조된다.
(1) 프레임 제조 ; 프레임으로서, 스테인리스 후판 (20 ㎜ 정도) 을 준비하고, 속을 도려낸다.
(2) 마스크 필름 제조 ; 먼저, 인바재 (Fe/Ni 합금) 필름 양면에 포토레지스트를 도포한다. 다음으로, 별도 제조한 원판 마스크를 사용하여 노광 및 현상하여 레지스트에 의한 패턴을 형성한다. 다음으로, 산으로 인바재를 에칭하고, 레지스트 박리를 실시하고, 세정한다. 이로써, 마스크 필름이 완성된다.
(3) 첩합 ; 사방으로부터 원하는 길이가 되도록 필름을 잡아 당겨 임시 고정시킨다. 다음으로 프레임과 마스크 필름을 용접에 의해 고정시키고, 프레임 외측에 남은 여분의 필름을 절단한다. 이로써, 메탈 마스크가 제조된다.
이상과 같이 제조한 메탈 마스크의 표면에는 파티클이 부착되어 있는 경우가 있다. 따라서, 제조 후에 메탈 마스크는 세정하는 것이 좋고, 세정 방법으로는, 초음파 세정이 바람직하다. 세정액에는 유기계 용제를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 실시형태에 있어서, 도 4(b) 에 도시한 메탈 마스크 (60) 의 두께 (t) 는, 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 두께 (t) 는, 보다 바람직하게는, 150 ㎛ 이하이고, 한층 더 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 메탈 마스크 (60) 에 있어서, 두께 (t) 가 200 ㎛ 를 초과하면, 개구부 (62) 의 구석부의 성막 흐릿함의 증가에 의한 광전 변환층의 성능 열화가 생길 우려가 있다.
한편, 메탈 마스크의 두께 (t) 는 마스크의 강성을 유지함에 있어서 40 ㎛ 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는 45 ㎛ 이상이다. 한층 더 바람직하게는 50 ㎛ 이상이다. 또, 메탈 마스크의 강성을 유지함에 있어서는, SUS 등의 금속 프레임에 용접하는 것이 보다 바람직하다.
또, 메탈 마스크 (60) 에 있어서, 도 4(b) 에 도시한 하프 에칭의 깊이 (h) 는, 5 ㎛ 이상이 바람직하다.
또한, 하프 에칭의 깊이 (h) 란, 메탈 마스크 (60) 의 이면 (60b) 으로부터 하프 에칭부 (64) 의 하면 (65) 까지의 거리를 말한다.
하프 에칭의 깊이 (h) 는, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상 메탈 마스크 (60) 의 최소 두께의 절반 이하이고, 한층 더 바람직하게는 15 ㎛ 이상 메탈 마스크 (60) 의 최소 두께의 절반 이하이다.
하프 에칭의 깊이 (h) 가 5 ㎛ 미만에서는, 먼지 부착의 억제 효과가 작다. 한편, 메탈 마스크 (60) 의 강성을 유지함에 있어서 하프 에칭의 깊이 (h) 가 메탈 마스크 (60) 의 두께의 절반 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 메탈 마스크 (60) 에 있어서, 도 4(b) 에 도시한 하프 에칭부 (64) 의 최대 길이 (d) 란, 개구부 (62) 의 가장자리로부터 메탈 마스크 (60) 의 하프 에칭 무부 (66) 의 단면 (端面) (67) 까지의 거리 중, 최장 거리를 말한다.
하프 에칭부 (64) 의 최대 길이 (d) 는, 1200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 하프 에칭부 (64) 의 최대 길이 (d) 는, 보다 바람직하게는 900 ㎛ 이하이고, 한층 더 바람직하게는 600 ㎛ 이하이다.
하프 에칭부 (64) 의 최대 길이 (d) 가 900 ㎛ 를 초과하면, 메탈 마스크 (60) 의 개구부 (62) 의 외연이, 메탈 마스크 (60) 를 장착하기 위한 마그넷 시트 (70) 의 자력에 의해, 휘어져, 먼지를 부착시켜 버릴 우려가 있다.
한편, 하프 에칭부 (64) 의 최대 길이 (d) 는 메탈 마스크, 및 기판의 열팽창 등에 의한 위치 어긋남을 고려하면, 20 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30 ㎛ 이상, 한층 더 바람직하게는 50 ㎛ 이상이다.
또한, 하프 에칭부 (64) 의 길이는, 개구부 (62) 의 세로 방향, 가로 방향에서 상이한 경우도 있다. 이와 같은 경우, 개구부 (62) 의 세로 방향, 가로 방향 중, 최대의 길이가, 상기 하프 에칭부 (64) 의 최대 길이 (d) 이다.
메탈 마스크의 재질로는, 자석에 흡착되며, 또한 선팽창 계수가 작은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 열팽창률의 값으로서, 20 × 10-6 (1/K) 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 10 × 10-6 (1/K) 이하, 더욱 바람직하게는 5 × 10-6 이하이다. 자석에 흡착되며, 또한 열팽창률이 작은 재료로서, 예를 들어, 인바재 (Fe/Ni 합금) 등을 들 수 있다.
여기서, 도 6(a) 에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 (80) 에, 개구부 (82a) 를 갖는 메탈 마스크 (82) 를, 마그넷 시트 (70) 를 사용하여 밀착시키고, 웨이퍼 (80) 에, 증착에 의해 유기막 (84) 을 형성하였다. 또한, 메탈 마스크 (82) 는, 하프 에칭이 되어 있지 않다.
도 6(b) 에 도시한 바와 같이, 메탈 마스크 (82) 를 장착하기 전에, 웨이퍼 (80) 의 표면 (80a) 에는 먼지가 부착되어 있지 않은 것을 광학 현미경을 사용한 암시야상에서 확인하고 있다.
도 7(a) 에 도시한 바와 같이, 유기막 (84) 형성 후, 메탈 마스크 (82) 를 떼어내고, 웨이퍼 (80) 의 표면 (80a) 을 광학 현미경을 사용하여 암시야상에서 관찰한 결과, 도 7(b) 에 도시한 바와 같이, 메탈 마스크 (82) 와 웨이퍼 (80) 가 접촉한 부분에 먼지가 다량으로 부착되어 있었다. 이와 같이, 하프 에칭이 없는 것에서는, 먼지가 다량으로 부착되어 버린다.
또, 도 8 에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 (80) 의 표면 (80a) 에, 하프 에칭부를 갖는 메탈 마스크 (86) 를, 마그넷 시트 (88) 를 사용하여 밀착시키고, 그 후, 메탈 마스크 (86) 를 벗기고, 웨이퍼 (80) 의 표면 (80a) 을 관찰하여, 먼지의 부착 상태를 관찰하였다.
또한, 메탈 마스크 (86) 는, 그 두께가 50 ㎛ 이고, 하프 에칭의 깊이 (h) 가 25 ㎛ 이다. 하프 에칭부의 길이는, 세로가 1.635 ㎜, 가로가 2.05 ㎜ 인 것과, 가로세로가 모두 1.2 ㎜ 인 것을 사용하였다.
도 9(a), 도 9(b) 에 도시한 바와 같이, 하프 에칭부의 길이가, 세로 1.635 ㎜, 가로 2.05 ㎜ 인 것의 경우, 메탈 마스크 (86) 의 개구부 (86a) 에는, 먼지의 부착은 보이지 않았다. 그러나, 메탈 마스크 (86) 의 하프 에칭부 (86b), 및 하프 에칭되어 있지 않은 부분 (86c) 에, 먼지의 부착이 보였다.
이것은, 도 9(c) 에 도시한 바와 같이, 하프 에칭부 (86b) 가 웨이퍼 (80) 의 표면 (80a) 측으로 휘어져, 먼지가 부착된 것으로 생각된다.
한편, 도 10(a) 에 도시한 바와 같이, 하프 에칭부의 길이가, 가로세로 모두 1.2 ㎜ 인 것의 경우, 메탈 마스크 (86) 의 개구부 (86a) 에는, 먼지의 부착은 보이지 않았다. 메탈 마스크 (86) 의 하프 에칭부 (86b) 에도 먼지의 부착은 보이지 않았다. 또한, 하프 에칭되어 있지 않은 부분 (86c) 에는, 먼지의 부착이 보이기는 했지만, 하프 에칭부의 길이가, 세로 1.635 ㎜, 가로 2.05 ㎜ 인 것에 비해, 먼지의 부착량은 적다.
이것은, 도 10(b) 에 도시한 바와 같이, 하프 에칭부 (86b) 가 웨이퍼 (80) 의 표면 (80a) 측으로 휘는 경우가 없기 때문에, 먼지가 부착되지 않은 것으로 생각된다.
이러한 점에서, 먼지의 부착을 억제하기 위해서는, 하프 에칭부의 길이를 짧게 하는 것이 바람직하고, 하프 에칭부의 두께가 25 ㎛ 인 경우, 하프 에칭부의 최대 길이 (d) 를 1.2 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
그래서, 본 발명에서는, 상기 서술한 바와 같이, 바람직하게는, 하프 에칭부 (64) 의 최대 길이 (d) 는, 1200 ㎛ 이하이다.
본 실시형태의 제조 방법에 있어서, 기판 (12), 고체 촬상 소자의 제조 도중의 것, 및 메탈 마스크 (60) 에 대하여 유지 및 반송에는, 모두 비자성 재료로 이루어지는 기구를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 자성 미립자의 발생을 억제할 수 있고, 형성하는 광전 변환층 (50) 의 표면 (50a) 에 대한 자성 미립자의 부착을 억제할 수 있다.
또, 유기 재료를 증착하는 제조 장치에 있어서, 기판 이외에, 내벽 등에도 증착되어 버린다. 내벽 등에 증착된 막이 두꺼워져 가면, 이 증착된 막이 벗겨지고, 벗겨진 막이, 광전 변환층 (50) 의 표면 (50a) 에 부착되어 버리는 문제가 있다. 그 때문에, 내벽 등의, 기판 이외에 유기 재료가 증착될 수 있는 부분에는, 블라스트 처리 등의 표면 처리를 실시하여, 표면에 요철을 형성해 두는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 내벽 등으로부터의 막 벗겨짐을 억제할 수 있고, 광전 변환층 (50) 의 표면 (50a) 에 대한 벗겨진 막의 부착을 억제할 수 있다.
메탈 마스크 사용 후의 세정 방법에 대하여, 원리적으로는 인바재 (Fe/Ni 합금) 등의 금속으로부터 유기 증착 재료를 녹여내면 되기 때문에, 유기계 용제를 사용하면 되고, 안전상의 관점에서, 인화점이 가능한 한 높은 것을 선택하는 것이 좋다. 예를 들어, 칸토 화학사 제조/OEL Clean Series 03 위험물 제 4 류 제 3 석 수용성 액체 (인화점 95 ℃) 를 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 약 10 ㎛ 퇴적한 유기막을 약 5 분 (액온 40 ℃, US 있음) 으로 세정한다.
다음으로, 광전 변환부 (18) 를 구성하는 광전 변환층 (50) 및 전자 블로킹층 (52) 에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
광전 변환층 (50) 은, 상기 서술한 광전 변환층 (112) 과 동일한 구성이다. 광전 변환층 (50) 은, p 형 유기 반도체 재료와 n 형 유기 반도체 재료를 포함하는 것이다. p 형 유기 반도체 재료와 n 형 유기 반도체 재료를 접합시켜 도너 억셉터 계면을 형성함으로써 여기자 해리 효율을 증가시킬 수 있다. 이 때문에, p 형 유기 반도체 재료와 n 형 유기 반도체 재료를 접합시킨 구성의 광전 변환층은 높은 광전 변환 효율을 발현한다. 특히, p 형 유기 반도체 재료와 n 형 유기 반도체 재료를 혼합한 광전 변환층은, 접합 계면이 증대되고 광전 변환 효율이 향상되기 때문에 바람직하다.
p 형 유기 반도체 재료 (화합물) 는, 도너성 유기 반도체 재료 (화합물) 로, 주로 정공 수송성 유기 화합물로 대표되고, 전자를 공여하기 쉬운 성질이 있는 유기 화합물을 말한다. 더욱 상세하게는 2 개의 유기 재료를 접촉시켜 사용했을 때에 이온화 포텐셜이 작은 쪽의 유기 화합물을 말한다. 따라서, 도너성 유기 화합물은, 전자 공여성이 있는 유기 화합물이면 어느 유기 화합물도 사용할 수 있다. 예를 들어, 트리아릴아민 화합물, 벤지딘 화합물, 피라졸린 화합물, 스티릴아민 화합물, 히드라존 화합물, 트리페닐메탄 화합물, 카르바졸 화합물, 폴리실란 화합물, 티오펜 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 시아닌 화합물, 메로시아닌 화합물, 옥소놀 화합물, 폴리아민 화합물, 인돌 화합물, 피롤 화합물, 피라졸 화합물, 폴리아릴렌 화합물, 축합 방향족 탄소고리 화합물 (나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 테트라센 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 플루오란텐 유도체), 함질소 헤테로고리 화합물을 배위자로서 갖는 금속 착물 등을 사용할 수 있다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 상기한 바와 같이, n 형 (억셉터성) 화합물로서 사용한 유기 화합물보다 이온화 포텐셜이 작은 유기 화합물이면 도너성 유기 반도체로서 사용해도 된다.
n 형 유기 반도체 재료 (화합물) 는, 억셉터성 유기 반도체 재료로, 주로 전자 수송성 유기 화합물로 대표되고, 전자를 수용하기 쉬운 성질이 있는 유기 화합물을 말한다. 더욱 상세하게는, n 형 유기 반도체란, 2 개의 유기 화합물을 접촉시켜 사용했을 때에 전자 친화력이 큰 쪽의 유기 화합물을 말한다. 따라서, 억셉터성 유기 화합물은, 전자 수용성이 있는 유기 화합물이면 어느 유기 화합물도 사용할 수 있다. 예를 들어, 축합 방향족 탄소고리 화합물 (나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 테트라센 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 플루오란텐 유도체), 질소 원자, 산소 원자, 황 원자를 함유하는 5 ∼ 7 원자의 헤테로고리 화합물 (예를 들어, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 퀴놀린, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 프탈라진, 신놀린, 이소퀴놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페나진, 페난트롤린, 테트라졸, 피라졸, 이미다졸, 티아졸, 옥사졸, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트리아졸, 벤조옥사졸, 벤조티아졸, 카르바졸, 푸린, 트리아졸로피리다진, 트리아졸로피리미딘, 테트라자인덴, 옥사디아졸, 이미다조피리딘, 피롤리딘, 피롤로피리딘, 티아디아졸로피리딘, 디벤즈아제핀, 트리벤즈아제핀 등), 폴리아릴렌 화합물, 플루오렌 화합물, 시클로펜타디엔 화합물, 실릴 화합물, 함질소 헤테로고리 화합물을 배위자로서 갖는 금속 착물 등을 들 수 있다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 상기한 바와 같이, p 형 (도너성) 화합물로서 사용한 유기 화합물보다 전자 친화력이 큰 유기 화합물이면 억셉터성 유기 반도체로서 사용해도 된다.
p 형 유기 반도체 재료, 또는 n 형 유기 반도체 재료로는, 어떠한 유기 색소를 사용해도 되지만, 바람직하게는, 시아닌 색소, 스티릴 색소, 헤미시아닌 색소, 메로시아닌 색소 (제로메틴 메로시아닌 (심플 메로시아닌) 을 포함한다), 3 핵 메로시아닌 색소, 4 핵 메로시아닌 색소, 로다시아닌 색소, 컴플렉스 시아닌 색소, 컴플렉스 메로시아닌 색소, 아로포라 색소, 옥소놀 색소, 헤미옥소놀 색소, 스쿠알륨 색소, 크로코늄 색소, 아자메틴 색소, 쿠마린 색소, 아릴리덴 색소, 안트라퀴논 색소, 트리페닐메탄 색소, 아조 색소, 아조메틴 색소, 스피로 화합물, 메탈로센 색소, 플루오레논 색소, 풀기드 색소, 페릴렌 색소, 페리논 색소, 페나진 색소, 페노티아진 색소, 퀴논 색소, 디페닐메탄 색소, 폴리엔 색소, 아크리딘 색소, 아크리디논 색소, 디페닐아민 색소, 퀴나크리돈 색소, 퀴노프탈론 색소, 페녹사진 색소, 프탈로페릴렌 색소, 디케토피롤로피롤 색소, 디옥산 색소, 포르피린 색소, 클로로필 색소, 프탈로시아닌 색소, 금속 착물 색소, 축합 방향족 탄소고리계 색소 (나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 테트라센 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 플루오란텐 유도체) 를 들 수 있다.
n 형 유기 반도체 재료로서, 전자 수송성이 우수한, 풀러렌 또는 풀러렌 유도체를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 풀러렌이란, 풀러렌 C60, 풀러렌 C70, 풀러렌 C76, 풀러렌 C78, 풀러렌 C80, 풀러렌 C82, 풀러렌 C84, 풀러렌 C90, 풀러렌 C96, 풀러렌 C240, 풀러렌 C540, 믹스드 풀러렌, 풀러렌 나노 튜브를 나타내고, 풀러렌 유도체란 이들에 치환기가 부가된 화합물을 나타낸다.
풀러렌 유도체의 치환기로서 바람직하게는, 알킬기, 아릴기, 또는 복소고리기이다. 알킬기로서 더욱 바람직하게는, 탄소수 1 ∼ 12 까지의 알킬기이고, 아릴기, 및 복소고리기로서 바람직하게는, 벤젠고리, 나프탈렌고리, 안트라센고리, 페난트렌고리, 플루오렌고리, 트리페닐렌고리, 나프타센고리, 비페닐고리, 피롤고리, 푸란고리, 티오펜고리, 이미다졸고리, 옥사졸고리, 티아졸고리, 피리딘고리, 피라진고리, 피리미딘고리, 피리다진고리, 인돌리진고리, 인돌고리, 벤조푸란고리, 벤조티오펜고리, 이소벤조푸란고리, 벤즈이미다졸고리, 이미다조피리딘고리, 퀴놀리딘고리, 퀴놀린고리, 프탈라진고리, 나프티리딘고리, 퀴녹살린고리, 퀴녹사졸린고리, 이소퀴놀린고리, 카르바졸고리, 페난트리딘고리, 아크리딘고리, 페난트롤린고리, 티안트렌고리, 크로멘고리, 잔텐고리, 페녹사티인고리, 페노티아진고리, 또는 페나진고리이고, 더욱 바람직하게는, 벤젠고리, 나프탈렌고리, 안트라센고리, 페난트렌고리, 피리딘고리, 이미다졸고리, 옥사졸고리, 또는 티아졸고리이고, 특히 바람직하게는 벤젠고리, 나프탈렌고리, 또는 피리딘고리이다. 이들은 또한 치환기를 갖고 있어도 되고, 그 치환기는 가능한 한 결합하여 고리를 형성해도 된다. 또한, 복수의 치환기를 가져도 되고, 그것들은 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 복수의 치환기는 가능한 한 결합하여 고리를 형성해도 된다.
광전 변환층 (50) 이 풀러렌 또는 풀러렌 유도체를 포함함으로써, 풀러렌 분자 또는 풀러렌 유도체 분자를 경유하여, 광전 변환에 의해 발생한 전자를 화소 전극 (16) 또는 대향 전극 (20) 까지 빨리 수송할 수 있다. 풀러렌 분자 또는 풀러렌 유도체 분자가 이어진 상태로 되어 전자의 경로가 형성되어 있으면, 전자 수송성이 향상되어 광전 변환 소자의 고속 응답성이 실현 가능해진다. 이를 위해서는 풀러렌 또는 풀러렌 유도체가 광전 변환층에 40 % (체적비) 이상 포함되어 있는 것이 바람직하다. 무엇보다, 풀러렌 또는 풀러렌 유도체가 지나치게 많으면 p 형 유기 반도체가 적어져 접합 계면이 작아지고 여기자 해리 효율이 저하되어 버린다.
광전 변환층 (50) 에 있어서, 풀러렌 또는 풀러렌 유도체와 함께 혼합되는 p 형 유기 반도체 재료로서, 일본 특허공보 제4213832호 등에 기재된 트리아릴아민 화합물을 사용하면 광전 변환 소자의 고 SN 비가 발현 가능해져, 특히 바람직하다. 광전 변환층 내의 풀러렌 또는 풀러렌 유도체의 비율이 지나치게 크면 트리아릴아민 화합물이 적어져 입사광의 흡수량이 저하된다. 이로써 광전 변환 효율이 감소하기 때문에, 광전 변환층에 포함되는 풀러렌 또는 풀러렌 유도체는 85 % (체적비) 이하의 조성인 것이 바람직하다.
전자 블로킹층 (52) 에는, 전자 공여성 유기 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 저분자 재료에서는, N,N'-비스(3-메틸페닐)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민 (TPD) 혹은 4,4'-비스[N-(나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐 (α-NPD) 등의 방향족 디아민 화합물, 옥사졸, 옥사디아졸, 트리아졸, 이미다졸, 이미다졸론, 스틸벤 유도체, 피라졸린 유도체, 테트라하이드로이미다졸, 폴리아릴알칸, 부타디엔, 4,4',4"-트리스(N-(3-메틸페닐)N-페닐아미노)트리페닐아민 (m-MTDATA), 포르핀, 테트라페닐포르핀구리, 프탈로시아닌, 구리프탈로시아닌, 티타늄프탈로시아닌옥사이드 등의 폴리피린 화합물, 트리아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아닐아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 실라잔 유도체 등을 사용할 수 있고, 고분자 재료에서는, 페닐렌비닐렌, 플루오렌, 카르바졸, 인돌, 피렌, 피롤, 피콜린, 티오펜, 아세틸렌, 디아세틸렌 등의 중합체 또는 그 유도체를 사용할 수 있다. 전자 공여성 화합물이 아니더라도, 충분한 정공 수송성을 갖는 화합물이면 사용할 수는 있다.
전자 블로킹층 (52) 으로는, 무기 재료를 사용할 수도 있다. 일반적으로, 무기 재료는 유기 재료보다 유전율이 크기 때문에, 전자 블로킹층 (52) 에 사용한 경우에, 광전 변환층에 전압이 많이 가해지게 되고, 광전 변환 효율을 높게 할 수 있다. 전자 블로킹층 (52) 이 될 수 있는 재료로는, 산화칼슘, 산화크롬, 산화크롬구리, 산화망간, 산화코발트, 산화니켈, 산화구리, 산화갈륨구리, 산화스트론튬구리, 산화니오브, 산화몰리브덴, 산화인듐구리, 산화인듐은, 산화이리듐 등이 있다.
복수 층으로 이루어지는 전자 블로킹층에 있어서, 복수 층 중 광전 변환층 (50) 과 인접하는 층이 광전 변환층 (50) 에 포함되는 p 형 유기 반도체와 동일한 재료로 이루어지는 층인 것이 바람직하다. 이와 같이, 전자 블로킹층 (52) 에도 동일한 p 형 유기 반도체를 사용함으로써, 광전 변환층 (50) 과 인접하는 층의 계면에 중간 준위가 형성되는 것을 억제하고, 암전류를 더욱 억제할 수 있다.
전자 블로킹층 (52) 이 단층인 경우에는 그 층을 무기 재료로 이루어지는 층으로 할 수 있고, 또는, 복수 층인 경우에는 1 개 또는 2 이상의 층을 무기 재료로 이루어지는 층으로 할 수 있다.
본 발명은, 기본적으로 이상과 같이 구성되는 것이다. 이상, 본 발명의 고체 촬상 소자의 제조 방법에 대하여 상세히 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지 개량 또는 변경을 해도 되는 것은 물론이다.
실시예
이하, 본 발명에 있어서의 효과를 구체적으로 설명한다.
본 실시예에서는, 이하에 나타내는 실험예 1 ∼ 9 를 제조하고, 막 팽윤의 유무를 확인하였다. 그 결과를 하기 표 1 에 나타낸다. 또한, 하기 표 1 의 판정의 란에 있어서, 막 팽윤이 없는 것을 「Good」으로 하고, 막 팽윤이 생긴 것을 「NG」로 하였다.
실험예 1 ∼ 9 는, 기판/유기층 (전자 블로킹층, 광전 변환층)/봉지층/컬러 필터/오버코트층의 구성이다.
기판에는, Si 기판 상에 CMOS 판독 회로, 배선층, 절연층 및 화소 전극을 표준 CMOS 이미지 센서 프로세스에 의해 제조한 것을 사용하였다. 화소 전극은, CVD 법으로 TiN (막두께 15 ㎚) 을 형성하였다. 또, TiN 의 드라이 에칭 공정에 있어서, 등방성의 플라즈마 에칭 조건으로 함으로써, 화소 전극의 단부가 경사면을 갖도록 패터닝하였다.
유기층 (전자 블로킹층, 광전 변환층) 은 메탈 마스크를 사용하여 형성하였다. 이 메탈 마스크는 마그넷 시트를 사용하여 기판과 밀착시켰다. 메탈 마스크의 두께는 50 ㎛ 로 하였다.
유기층을 구성하는 전자 블로킹층에는, 이하의 식 (1) 의 화합물을 사용하고, 이 식 (1) 의 화합물을 두께 100 ㎚ 로 증착하여 전자 블로킹층을 형성하였다.
유기층을 구성하는 광전 변환층에 대해서는, 전하 블로킹층 상에, 이하의 식 (2) 의 화합물과 풀러렌 C60 을, 풀러렌 C60 조성이 80 % 가 되도록 공증착하여, 400 ㎚ 의 두께로 형성하였다.
또한, 유기층을 증착하는 장치 내벽에는 블라스트 처리를 실시하고 있어, 장치 내벽으로부터의 막 벗겨짐을 억제하였다.
대향 전극으로는, Ar 가스와 O2 가스를 도입한 진공도 0.1 ㎩ 의 분위기에서, ITO 타깃을 사용한 고주파 마그네트론 스퍼터에 의해, 유기층 상에 두께 10 ㎚ 의 ITO 막을 형성하였다.
봉지층으로는, 다음의 2 층 적층막을 사용하였다. 먼저, 원자층 퇴적 장치로 트리메틸알루미늄과 물을 사용하고, Ar 을 캐리어 가스로서 사용한 진공도 0.5 ㎪ 의 분위기에서, 기판 온도 150 ℃ 이하에서 막두께 0.2 ㎛ 의 산화알루미늄을 대향 전극 상에 형성하였다. 그 위에, 고주파 마그네트론 스퍼터에 의해 진공도 0.1 ㎩ 의 분위기에서 막두께 0.1 ㎛ 의 질화산화규소막을 산화알루미늄막 상에 형성하였다.
봉지층 상에 컬러 필터를 포토리소그래피법을 이용하여 형성하고, 이 컬러 필터 상에 오버코트층을 형성하였다.
[화학식 1]
[화학식 2]
실험예 1 에서는, 하프 에칭의 깊이를 5 ㎛, 길이를 900 ㎛ 로 한 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 막 팽윤은 생기지 않았다.
실험예 2 에서는, 하프 에칭의 깊이를 25 ㎛, 길이를 900 ㎛ 로 한 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 막 팽윤은 생기지 않았다.
실험예 3 에서는, 하프 에칭의 깊이를 25 ㎛, 길이를 20 ㎛ 로 한 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 막 팽윤은 생기지 않았다.
실험예 4 에서는, 하프 에칭의 깊이를 25 ㎛, 길이를 1200 ㎛ 로 한 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 막 팽윤은 생기지 않았다.
실험예 5 에서는, 하프 에칭을 하지 않은 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 유기 성막된 지점의 5 % 의 비율로 막 팽윤이 생겼다. 유기막 단부에 메탈 마스크로부터의 파티클 전사가 일어나고, 그곳을 기점으로 하여 포토리소그래피 공정에서 사용되는 유기 용제가 진입한 것으로 생각된다.
실험예 6 에서는, 하프 에칭의 깊이를 3 ㎛, 길이를 900 ㎛ 로 한 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 유기 성막된 지점의 1 % 의 비율로 막 팽윤이 생겼다. 이 경우, 에칭 깊이가 충분하지 않아, 상기와 같이, 유기막 단부에 마스크로부터의 파티클 전사가 일어나고, 그곳을 기점으로 하여 포토리소그래피 공정에서 사용되는 유기 용제가 진입한 것으로 생각된다.
실험예 7 에서는, 하프 에칭의 깊이를 40 ㎛, 길이를 900 ㎛ 로 한 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 유기 성막된 지점의 1 % 의 비율로 막 팽윤이 생겼다. 이 경우, 하프 에칭부가 자력에 의해 크게 휘어져, 유기막 단부에 마스크로부터의 파티클 전사가 일어나고, 그곳을 기점으로 하여 포토리소그래피 공정에서 사용되는 유기 용제가 진입한 것으로 생각된다.
실험예 8 에서는, 하프 에칭의 깊이를 25 ㎛, 길이를 5 ㎛ 로 한 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 유기 성막된 지점의 3 % 의 비율로 막 팽윤이 생겼다. 이 경우, 열팽창 등의 영향에 의해, 기판과 마스크 사이에서 위치 어긋남이 발생하였기 때문에, 메탈 마스크의 하프 에칭 무부로부터의 파티클이 유기막 단부에 전사되고, 그곳을 기점으로 하여 포토리소그래피 공정에서 사용되는 유기 용제가 진입한 것으로 생각된다.
실험예 9 에서는, 하프 에칭의 깊이를 25 ㎛, 길이를 1500 ㎛ 로 한 메탈 마스크를 사용하여 전자 블로킹층 및 광전 변환층을 증착한 경우, 유기 성막된 지점의 1 % 의 비율로 막 팽윤이 생겼다. 이 경우, 하프 에칭부가 자력에 의해 크게 휘어져, 유기막 단부에 마스크로부터의 파티클 전사가 일어나고, 그곳을 기점으로 하여 포토리소그래피 공정에서 사용되는 유기 용제가 진입한 것으로 생각된다.
10 : 촬상 소자
12 : 기판
14 : 절연층
16 : 화소 전극
18 : 광전 변환부
20 : 대향 전극
22 : 봉지층
26 : 컬러 필터
30 : 보호층
40 : 판독 회로
42 : 대향 전극 전압 공급부
44 : 제 1 접속부
46 : 제 2 접속부
50 : 광전 변환층
52 : 전자 블로킹층
60, 86 : 메탈 마스크
64 : 하프 에칭부
70, 88 : 마그넷 시트
80 : 웨이퍼
84 : 유기막
12 : 기판
14 : 절연층
16 : 화소 전극
18 : 광전 변환부
20 : 대향 전극
22 : 봉지층
26 : 컬러 필터
30 : 보호층
40 : 판독 회로
42 : 대향 전극 전압 공급부
44 : 제 1 접속부
46 : 제 2 접속부
50 : 광전 변환층
52 : 전자 블로킹층
60, 86 : 메탈 마스크
64 : 하프 에칭부
70, 88 : 마그넷 시트
80 : 웨이퍼
84 : 유기막
Claims (8)
- 기판에 화소 전극과, 입사광에 따른 전하를 생성하는 유기막을 갖는 광전 변환부와, 투명한 대향 전극과, 봉지층이 형성된 고체 촬상 소자의 제조 방법으로서,
상기 기판의 화소 전극이 형성된 측 표면에 메탈 마스크를 자력으로 밀착시키는 공정과,
상기 기판의 화소 전극이 형성된 측 표면에, 유기물을 증착시켜, 상기 유기막을 형성하는 공정과,
상기 유기막 형성 후, 상기 메탈 마스크를 떼어내는 공정과,
상기 유기막 상에, 상기 대향 전극을 형성하는 공정과,
상기 대향 전극을 덮는 봉지층을 형성하는 공정을 갖고,
상기 메탈 마스크는, 표면측에 개구부가 형성되어 있으며, 이면측에 상기 개구부의 외연을 따라 상기 개구부의 외연이 확장되어 하프 에칭이 실시되어 있고, 상기 메탈 마스크는, 상기 하프 에칭이 실시된 측을 상기 화소 전극을 향하게 하여 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 메탈 마스크는, 두께가 40 ∼ 200 ㎛ 이고, 상기 하프 에칭의 깊이가 5 ㎛ 로부터 상기 메탈 마스크 두께의 절반 이하이고, 상기 하프 에칭은, 길이가 20 ∼ 1200 ㎛ 인, 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판 및 상기 메탈 마스크의 유지 및 반송은, 모두 비자성 재료로 이루어지는 기구로 실시되는, 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 기판 및 상기 메탈 마스크의 유지 및 반송은, 모두 비자성 재료로 이루어지는 기구로 실시되는, 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메탈 마스크는, 마그넷 시트에 의해 밀착되는, 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메탈 마스크는, 자석을 평판 상의 전면에 깐 것에 의해 밀착되는, 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 자석을 전면에 깐 상기 평판과, 상기 메탈 마스크의 거리를 조정함으로써, 상기 메탈 마스크에 가해지는 자력을 소정의 값으로 조정하는, 고체 촬상 소자의 제조 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 메탈 마스크에 가해지는 자력을, 마그넷 시트를 사용한 경우와 동등한 자력으로 조정하는, 고체 촬상 소자의 제조 방법.
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