KR20090032928A - 광센서 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
광센서는 다이오드 스텍을 도포하는 절연층을 가지고 절연층은 측면 누설 전류를 감소시키도록 포토레지스트로 이루어진다.
Description
본 발명은 반도체 소자 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 광센서를 제조하는 방법에 관한 것이다.
"센서"는 열, 광 또는 자기장을 검출하고 검출된 물리학적 파라미터를 전자신호로 변환시킨다. 센서에 의해 생성되는 신호를 사용함으로써 사용자는 정보를 얻을 수 있다.
상술한 바에 따라 데이터는 광 전류를 생성하는 광센서에 형성될 수 있다. 광센서는 트랜지스터와 다이오드의 두 부분으로 나뉠 수 있다. 광센서의 메커니즘은 광이 먼저 다이오드를 향하여 전류를 형성하고 그 다음 이 전류는 더 큰 신호를 생성하도록 수만배로 증폭된다.
하지만 종래의 광센서는 다이오드를 도포하는 절연층의 물질이 일반적으로 실리콘 나이트라이드(silicon nitride), 실리콘 옥사이드(silicon oxide) 또는 실리콘 옥시나이트라이드(silicon oxy-nitride)로 이루어진다. 여기서 이러한 물질은 양호한 절연성을 나타낼 수 없다. 또한 다이오드의 양쪽이 쉽게 실리콘 모노사 이드(silicon monoxide)로 산화될 수 있어, 다이오드 도포는 열화되며 다이오드로부터 절연층을 통과하는 전류 누설이 발생한다. 더욱이 종래 절연층 물질은 양호한 평평도(flatness)를 제공할 수 없다. 따라서, 전류 누설을 방지하도록 광센서를 개발하고 광센서의 전자 특성을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명은 종래 프로세스를 단순화시킨 광센서 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 광센서를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 먼저, 스위칭 소자 영역과 전자 소자 영역을 가지는 기판이 제공된다. 다음 상기 기판의 상기 스위칭 소자 영역 상에 게이트가 형성된다. 상기 게이트와 상기 기판을 도포하도록 게이트 유전층, 반도체층 및 전자특성 강화층이 차례로 형성된다. 그런 다음 상기 전자특성 강화층과 상기 반도체층이 상기 게이트 상의 상기 게이트 유전층에 채널 영역을 형성하도록 패터닝된다. 그런 다음 상기 게이트 유전층과 상기 채널 영역을 도포하도록 제1도전층, 다수의 전자기능층 및 제2도전층이 차례로 형성된다. 그런 다음, 상기 제2도전층과 상기 전자기능층은 패터닝되는데, 패터닝된 상기 전자 기능층은 상기 전자 소자 영역의 상기 제1도전층 상에 다이오드 스텍을 형성하고 패터닝된 상기 제2도전층은 상기 다이오드 스테 상에 광전극을 형성한다. 더욱이 상기 제1도전층은 상기 채널 영역의 대응면 상에 소스와 드레인을 형성하도록 패터닝되고 상기 전자특성 강화층의 일부를 노출시킨다. 그런 다음 절연층이 상기 소스와 드레인, 상기 다이오드 스텍 및 상기 광전극을 도포하도록 형성되는데, 여기서 상기 절연층은 포토레지스트이다. 상기 절연층은 상기 절연층 상에 개구를 형성하도록 패터닝되고 상기 개구는 상기 포토레지스트를 노출시킨다. 또한, 제3도전층이 상기 절연층과 상기 포토레지스트를 도포하도록 형성된다. 마 지막으로 상기 제3도전층은 패터닝되어 패터닝된 상기 제3도전층이 상기 소스와 드레인 상의 상기 절연층의 일부를 도포하며 상기 개구를 따라 상기 소스와 드레인에 근접한 상기 광전극의 한면에 연결된다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판 상에 적어도 하나의 스위칭 소자 영역과 전자 소자 영역을 가지는 광센서를 제공하는 것이다. 상기 광센서는 게이트, 게이트 유전층, 채널 영역, 소스와 드레인, 다이오드 스텍, 광전극, 절연층 및 바이어스 전극을 포함한다. 상기 게이트는 상기 기판의 상기 스위칭 소자 영역 상에 위치한다. 상기 게이트 유전층은 상기 게이트와 상기 기판을 도포한다. 상기 채널 영역은 상기 게이트 상의 상기 게이트 유전층 상에 위치한다. 상기 소스와 드레인은 상기 채널 영역의 대응면에 위치하고 상기 채널 영역의 상기 대응면의 하부에 위치하는 상기 게이트 유전층을 도포한다. 상기 다이오드 스텍은 상기 전자 소자 영역의 상기 소스와 드레인의 적어도 하나에 위치한다. 상기 광전극은 상기 다이오드 스텍 상에 위치한다. 상기 절연층은 상기 소스와 드레인, 상기 채널 영역, 상기 다이오드 스텍과 상기 광전극을 도포하고, 상기 다이오드 스텍 상에 상기 광전극의 일부를 노출시키는 개구를 가지며, 여기서 상기 절연층의 물질은 포토레지스트이다. 상기 바이어스 전극은 상기 소스와 드레인 상의 상기 반도체층의 일부 상에 위치하고 상기 개구를 따라 상기 소스와 드레인에 근접한 상기 광전극의 일면에 연결된다.
절연층에 사용되는 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 옥시 나이트라이드에 비교해서 레진(resin)으로 이루어진 상기 절연층은 더 양호한 절연 효과를 나타내고 전류 누설도 적다. 반면 상기 절연층은 레진으로 이루어져 더 나은 평평도를 제공할 수 있고 상기 기판의 상기 표면은 더 부드러워 다음 프로세스를 위해 더 유용하다.
앞선 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 예시로 든 것이며 클레임된 발명에 대한 상세한 설명을 위해 제공된 것이다.
본 발명의 이러한 특징 또는 다른 특징, 면 및 장점은 다음의 설명, 부가 청구항 및 부속 도면으로부터 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예와 부속 도면에 도시된 실시예를 참조하여 상세히 설명한다. 가능한 한 동일하거나 유사한 구성요소를 지시하는 참조부호는 도면과 설명에서 동일하게 사용한다.
도 1을 참조한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광센서의 단면도이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 광센서(100)는 스위칭 소자 영역(104)와 전자 소자 영역(106)로 나뉠 수 있는 기판(102)에 배열된다. 광센서(100)는 게이트(108), 게이트 유전층(110), 채널 영역(112), 소스와 드레인(114), 다이오드 스텍(116), 광전극(118), 반도체층(120) 및 바이어스 전극(122)를 포함한다. 게이트(108)는 기판(102)의 스위칭 소자 영역(104) 상에 위치하고, 게이트 유전층(110)은 게이트(108)와 기판(102)을 도포한다. 채널 영역(112)은 게이트(108) 상의 게이트 유전층(110) 상에 위치하고, 반도체층(126)의 양면에 위치하는 반도체층(126)과 전 자특성 강화층(128)을 포함한다. 소스와 드레인(114)은 채널 영역(112)의 전자특성 강화층(128) 상에 위치하고, 채널 영역(112) 아래에 위치하는 게이트 유전층(110)을 도포한다.
다이오드 스텍(116)은 기판(102)의 전자 소자 영역(106) 내 소스와 드레인(114) 상에 배열되고, 광전극(118)은 다이오드 스텍(116) 상에 위치한다. 절연층(120)은 소스와 드레인(114), 채널 영역(112), 다이오드 스텍(116) 및 광전극(118)의 양면을 도포하고, 다이오드 스텍(116) 상의 광전극(118)의 일부를 노출시키는 개구(124)를 가진다. 바이어스 전극(122)는 소스와 드레인(114) 상의 절연층(120)의 일부에 위치하고, 개구(124)를 따라 소스와 드레인(114)에 근접한 광전극(118)의 일면(118a)의 일면에 연결된다.
도 2a 내지 도 2j는 각 제조 단계에 따른 도 1의 광 센서의 단면을 보인다. 도 2a에 도시된 바와 같이 기판(102)이 먼저 제조되고, 여기서 기판(102)은 스위칭 소자 영역(104)과 전자 소자 영역(106)을 가진다. 다음 게이트 금속층(미도시)이 기판 상에 형성되고 기판(108)의 스위칭 소자 영역(104) 상의 게이트(108)를 형성하도록 패터닝된다. 기판(102)은 유리기판 또는 플라스틱 기판과 같은 투명기판이다. 게이트 금속층을 형성하는 방법은 물리증착법(physical vapor deposition)일 수 있고 사용되는 금속은 예를 들어, Mo, Cr, Mo와 Cr의 합금, Mo와 W의 합금, Mo-Al-Mo의 복합물 또는 Cr-Al-Cr의 복합물일 수 있다. 상기 게이트 물질층의 두께는 2000Å과 4000Å 사이에 있다.
도 2b를 참조하면, 게이트 유전층(110), 반도체층(126) 및 전자특성 강화층(128)이 게이트(108)과 기판(102) 상에 차례로 형성된다. 이러한 세 층을 형성하는데 사용되는 방법은 화학증착법(chemical vapor deposition)일 수 있고, 여기서 상기 게이트 유전층의 두께는 2500Å과 4000Å 사이에 있고 실리콘 나이트라이드로 이루어진다. 반도체층(126)의 두께는 4000Å과 1500Å 사이에 있고 그 물질은 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon)이다. 전자특성 강화층(128)의 두께는 1000Å과 100Å 사이에 있고 물질은 도핑된 실리콘이다.
도 2c를 참조하면, 전자특성 강화층(128)과 반도체층(126)은 게이트(108) 상의 게이트 유전층(110)에 채널 영역(112)를 형성하도록 패터닝된다.
다음으로 도 2d를 참조하면, 제1도전층(107), 다수의 소자기능층(116a, 116b, 116c)과 제2도전층(117)이 게이트 유전층(110)과 채널 영역(112) 상에 차례로 형성된다. 소자 기능층(116a, 116b, 116c)은 각각 제1도핑층, 진성 반도체층(intrinsic semiconductor layer) 및, 제2도핑층이다. 실시예에서, 소자 기능층(116a, 116b, 116c)를 형성하는 방법도 화학증착법을 사용할 수 있다. 소자 기능층(116a)는 250Å과 500Å 사이의 두께를 가지는 n 도핑 실리콘층이다. 소자 기능층(116b)는 4500Å과 8000Å 사이의 두께를 가지는 아몰퍼스 실리콘층이다. 소자 기능층(116c)는 110Å과 200Å 사이의 두께를 가지는 p 도핑 실리콘층이다. 하지만, 실시예에서 소자 기능층(116a, 116c)은 예시로 사용되었으며 각각 p도핑 실리콘층과 n도핑 실리콘층이 될 수 있다. 제1도전층(107)과 제2도전층(117)은 물리증착법으로 형성될 수 있고 제1도전층(107)은 2000Å과 4000Å 사이의 두께를 가지며 구리 또는 그 합금으로 이루어지는 금속일 수 있다. 제2도전층(117)은 인듐 틴옥사이드(indium tin oxide), 알루미늄징크옥사이드(aluminium zinc oxide), 인듐징크옥사이드(indium zinc oxide), 카드뮴징크옥사이드(cadmium zinc oxide) 또는 그 조합과 같은 투명물질로 이루어지며 그 두께는 300Å과 500Å 사이에 있다. 다음 프로세스에서 제1도전층(107)과 소자 기능층(116a-116c)는 각각 소스와 드레인 및 다이오드 스텍을 형성한다.
도 2e를 참조하면, 제2도전층(117)과 소자 기능층(116a-116c)는 패터닝되어 소자 기능층(116a-116c)은 전자 소자 영역(106)의 제1도전층(107) 상의 다이오드 스텍(116)으로 변화되고, 제2도전층(117)은 다이오드 스텍(116) 상의 광전극(118)이 된다. 광전극(118)이 투명 물질로 이루어지므로 광센서(110)를 사용하는 동안 광은 광전극(118)을 직접 통과할 수 있으며 다이오드 스텍(116)으로 향하여 전류를 형성한다. 또한, 소자 기능층(116a-116c)에 사용되는 물질에 따라 다이오드(116)은 PIN 다이오드가 되는 것으로 알려져 있으며, 여기서 아몰퍼스 실리콘층은 p도핑 실리콘층과 n도핑 실리콘층 사이에 배열되어 확대된 공핍층(depletion layer)이 광이 조사된 후 더 큰 전류를 생성할 수 있다.
도 2f를 참조하면, 제1도전층(107)이 패터닝되어 채널 영역(112)의 대응면 상의 소스와 드레인(114)를 형성하고 전자특성 강화층(128)의 일부를 노출시킨다. 채널 영역(112) 내의 전자특성 강화층(128)은 반도체층(126)과 소스와 드레인(114) 사이의 저항을 감소시켜 옴접촉 특성을 강화시킨다. 옴접촉 특성은 두 상이한 물질 사이의 접촉저항이 작고 불변하는 것을 말하며, 전압이 변할 때 변하지 않는다. 반도체층(126)에 사용되는 비정형 실리콘 물질의 에너지 레벨과 소스와 드레인(114)에 사용되는 금속의 에너지 레벨 사이에 차이가 있으며, 이는 저항을 증가시키는 결과를 낳는다. 따라서, 반도체층(126)과 소스와 드레인(114) 사이에 고농도 도핑된 전자특성 강화층(128)을 배열함으로써 금속과 반도체 물질 사이에 전자가 더 쉽게 흘러 옴접촉 특성이 향상될 수 있다. 유사하게 본 발명의 실시예에서 소자 기능층(116b)와 제1도전층(107) 사이 및 소자 기능층(116b)와 광전극(118) 사이의 옴접촉 특성이 소자 기능층(116a)(n도핑 실리콘층)과 소자 기능층(116c)(p도핑 실리콘층)에 의해 각각 향상될 수 있다.
도 2g를 참조하면, 제1도전층(107)의 패터닝이 완성된 다음, 전자특성 강화층(128)이 선택적으로 에칭되어 반도체층(126)의 일부를 노출시킨다.
다음 도 2h를 참조하면, 절연층(120)은 소스와 드레인(114), 채널 영역(112), 다이오드 스텍(116) 및 광전극(118)을 도포하도록 형성된다. 그 다음 절연층(120)은 절연층(120) 내부에 개구(124)를 형성하도록 패터닝되어 광전극(118)의 일부가 노출되게 한다. 실시예에서 절연층(120)의 두께는 0.5μm와 1.6μm 사이이고 페놀릭 레진과 같은 일반적인 포토레지스트 또는 블랙 매트릭스 포토레지스트(예를 들어, 에폭시 레진(Novolac), 아크릴릭 레진 등)로 이루어질 수 있다. 일반적으로 사용되었던 예를 들어 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 또는 실리콘 옥시나이트라이드와 같은 종래 물질에 비해 본 실시예에서는 레진으로 이루어진 절연층(120)은 양호한 임피던스 능력을 제공할 뿐만 아니라 다이오드 스텍(116) 상의 일면에 더 양호한 커버리지를 형성할 수 있어 누설 전류의 생성을 감소시킬 수 있다.
도 2i를 참조하면, 제3도전층(121)은 개구(124) 내부의 제2도전층(117)과 절연층(120)의 상부에 형성된다. 제3도전층(121)의 두께는 2000Å 내지 4000Å 사이에 있으며 사용된 물질은 구리와 같은 금속이다.
도 2j를 참조하면, 패터닝된 제3도전층(121)이 바이어스 전극(122)를 형성하도록 제3도전층(121)은 패터닝된다. 도 2j에 도시된 바와 같이 바이어스 전극(122)은 소스와 드레인(114) 상면의 도전층(120)의 일부를 도포하고, 개구(124)를 따라 소스와 드레인(114)에 근접한 포토레지스트(118)의 일면(118a)에 연결된다. 바이어스 전극(122)는 다이오드 스텍(126)을 위한 바이어스 전압을 제공할 뿐만 아니라 광에 대항하는 효과적인 쉴드(shield) 역할을 한다.
또한 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광센서(100)의 단면을 도시하고 있다. 실시예에서 광센서(100)에 대해 충분한 보호를 제공하기 위해 보호층(123)이 절연층(120), 바이어스 전극(122) 및 광전극(118)을 도포하도록 형성된다. 그런 다음, 패터닝된 보호층(123)이 전극 소자 영역(106) 내 바이어스 전극(122)과 절연층(120)을 도포하도록 보호층(123)이 패터닝되고, 광 개구(130)는 광전극(118)의 일부를 노출시키도록 다이오드 스텍(116) 상에 형성된다. 실시에에서 보호층(123)에 사용되는 물질은 절연층(120)에 의존한다. 예를 들어 절연층(120)으로 사용되는 물질이 광 쉴딩 기능을 가지는 레진 타입의 블랙 매트릭스인 반면, 보호층(123)은 광 쉴딩 기능을 가지지 않은 일반적인 포토레지스트 또는 광 쉴딩 기능을 가지는 레진 타입 블랙 매트릭스 포토레지스트일 수 있다. 절연층(120)의 물질이 광 쉴딩 기능을 가지지 않은 일반적인 포토레지스트인 반면, 보호층(123)에 사용되는 물질은 더 양호한 광 쉴드 효과를 제공하도록 광 쉴딩 기능을 가지는 레진 타입 블랙 매트릭스 포토레지스트로 이루어질 필요가 있다.
상술한 프로세스로 제조되는 광센서가 누설 전류를 방지하는지 여부를 검사하기 위해, 바이어스 전압이 세 종류의 PIN 다이오드에 가해져 전류의 누설을 테스트한다. 테스트되는 상기 세 가지 종류의 PIN 다이오드는 다음과 같다: (1)절연층이 없는 PIN 다이오드;(2)종래의 실리콘 나이트라이드 절연층을 가지는 PIN 다이오드; (3) 에폭시 레진 절연층을 가지는 PIN 다이오드. 그 결과는 도 4에 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 도 4는 세 가지 상이한 다이오드에 대한 전류 누설 테스트 결과를 보인다. 도 4에 도시된 바와 같이 절연층을 가지지 않은 PIN 다이오드는 7.45×10-9/단위면적(500μm×500μm) 의 최고 누설 전류를 가진다. 실리콘 나이트라이드 절연층을 가지는 종래의 PIN 다이오드는 1.23×10-11/단위면적 의 최소 누설 전류를 가진다. 에폭시 레진 절연층을 가지는 PIN 다이오드에 있어, 3.4×10-13의 최소 누설 전류를 가지며 이 값은 종래의 다이오드에 비해 적어도 40% 감소된 값이다.
상술한 바에 따라 절연층으로 사용되는 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 옥시나이트라이드와 같은 종래 물질에 비해 레진으로 이루어진 절연층은 더 양호한 절연 효과를 가지므로 누설 전류는 감소될 수 있다. 반면 레진으로 만들어진 절연층이 다른 물질(예를 들어 실리콘 나이트라이드)에 비해 더 양 호한 평평도를 제공할 수 있어, 기판의 표면은 더 부드러워질 것이고 이는 다음 프로세스에 도움이 된다.
당업자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조에 대해 다양한 수정을 가할 수 있을 것이다. 상술한 관점에서 본 발명은 다음의 청구항과 그 등가물에 속하는 모든 발명의 수정과 변형예를 포괄한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서의 단면도이다.
도 2a-2j는 각 제조 단계에서 도 1에 도시된 광센서의 단면도를 보인다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호층을 가지는 광센서의 단면도이다.
도 4는 세 가지 상이한 다이오드에 대한 전류누설 테스트의 결과를 보인다.
Claims (17)
- 스위칭 소자 영역과 전자 소자 영역을 가지는 기판을 제공하는 단계;상기 기판의 상기 스위칭 소자 영역 상에 게이트를 형성하는 단계;상기 게이트와 상기 기판을 도포하도록 게이트 유전층, 반도체층, 전자특성 강화층을 차례로 형성하는 단계;상기 게이트 상의 상기 게이트 유전층에 채널 영역을 형성하도록 상기 전자특성 강화층과 상기 반도체층을 형성하는 단계;상기 게이트 유전층과 상기 채널 영역을 도포하도록 제1도전층, 다수의 소자 기능층 및 제2도전층을 차례로 형성하는 단계;상기 제2도전층과 상기 소자 기능층을 패터닝하여 패터닝된 상기 소자 기능층이 상기 전자 소자 영역의 상기 제1도전층 상에 다이오드 스텍을 형성하고 패터닝된 상기 제2도전층은 상기 다이오드 스텍 상에 광전극을 형성하는 단계;상기 채널 영역의 대응면에 소스와 드레인을 형성하고, 상기 전자특성 강화층의 일부를 노출시키도록 상기 제1도전층을 패터닝하는 단계;상기 소스와 드레인, 상기 다이오드 스텍 및 상기 광전극을 도포하도록 포토레지스트 물질로 이루어진 절연층을 형성하는 단계;상기 절연층 내부에 개구를 형성하고 상기 개구는 상기 광전극을 노출시키도록 상기 절연층을 패터닝하는 단계;상기 절연층과 상기 광전극을 도포하도록 제3도전층을 형성하는 단계;및상기 제3도전층을 패터닝하여 패터닝된 상기 제3도전층이 상기 소스와 드레인 상의 상기 절연층의 일부를 도포하고, 상기 개구를 따라 상기 소스와 드레인에 근접한 상기 광전극의 일면에 연결되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 포토레지스트는 레진 타입 블랙 매트릭스 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 포토레지스트는 페놀릭 레진, 에폭시 레진 또는 아크릴릭 레진인 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 제3도전층을 패터닝한 다음, 상기 절연층, 상기 제3도전층 및 상기 광전극을 도포하는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 보호층을 패터닝하여 패터닝된 상기 보호층이 상기 제3도전층을 도포하 고 광 개구는 상기 광전극의 일부를 노출시키도록 상기 다이오드 스택 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 소자 기능층은 제1도핑층, 진성 반도체층 및 제2도핑층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 제6항에 있어서,상기 제1 및 제2도핑층은 각각 n도핑된 실리콘층 및 p도핑된 실리콘층이고 상기 진성 반도체층은 아몰퍼스 실리콘층인 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 제6항에 있어서,상기 전자특성 강화층은 n도핑된 실리콘층인 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1도전층을 패터닝한 다음 상기 절연층을 형성하기 전에 상기 반도체층의 일부를 노출시키도록 상기 전자특성 강화층을 에칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 제조방법.
- 기판 상에 적어도 하나의 스위칭 소자 영역과 전자 소자 영역을 가지는 광센서로서,상기 기판의 상기 스위칭 소자 영역 상에 배치된 게이트;상기 게이트와 상기 기판을 도포하는 게이트 유전층;상기 게이트 상의 상기 게이트 유전층에 배치되는 채널 영역;상기 채널 영역의 대응면에 위치하고 상기 채널 영역의 상기 대응면의 아래에 위치하는 상기 게이트 유전층을 도포하는 소스와 드레인;상기 전자 소자 영역 내 소스와 드레인 중 적어도 하나 상에 배치되는 다이오드 스텍;상기 다이오드 스텍 상에 위치하는 광전극;상기 소스와 드레인, 상기 채널 영역, 상기 다이오드 스텍 및 상기 광전극을 도포하고, 상기 다이오드 스텍 상의 상기 광전극의 일부를 노출시키는 개구를 가지며, 포토레지스트로 이루어지는 절연층; 및상기 소스와 드레인 상의 상기 절연층의 일부에 위치하고 상기 개구를 따라 상기 소스와 드레인에 근접한 상기 광전극의 한 면에 연결되는 바이어스 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서.
- 제10항에 있어서,상기 포토레지스트는 레진 타입 블랙 매트릭스 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 광센서.
- 제10항에 있어서,상기 포토레지스트는 페놀릭 레진, 에폭시 레진 또는 아클릴릭 레진인 것을 특징으로 하는 광센서.
- 제10항에 있어서,상기 바이어스 전극과 상기 전자 소자 영역의 상기 절연층 상에 위치하는 보호층을 더 포함하고 상기 광전극의 일부를 노출하는 광 개구를 가지는 것을 특징으로 하는 광센서.
- 제10항에 있어서,상기 채널 영역은,반도체층; 및상기 반도체층의 양면에 배치되는 전자특성 강화층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서.
- 제14항에 있어서,상기 전자특성 강화층은 n도핑 실리콘층인 것을 특징으로 하는 광센서.
- 제10항에 있어서,상기 다이오드 스텍은 제1도핑층, 진성 반도체층 및, 제2도핑층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서.
- 제16항에 있어서,상기 제1 및 제2도핑층은 각각 n도핑 실리콘층과 p도핑 실리콘층이며, 상기 진성 반도체층은 아몰퍼스 실리콘층인 것을 특징으로 하는 광센서.
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|---|---|---|---|---|
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| KR101307421B1 (ko) * | 2010-06-08 | 2013-09-11 | 경희대학교 산학협력단 | 전자빔용 이미지 센서 및 그의 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2584360B2 (ja) * | 1991-03-28 | 1997-02-26 | 三洋電機株式会社 | 光半導体装置 |
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| JP4011734B2 (ja) * | 1998-06-02 | 2007-11-21 | キヤノン株式会社 | ２次元光センサ、それを用いた放射線検出装置及び放射線診断システム |
| US6396046B1 (en) * | 1999-11-02 | 2002-05-28 | General Electric Company | Imager with reduced FET photoresponse and high integrity contact via |
| JP2002359364A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Seiko Epson Corp | 光センサー、および光センサーユニット |
| US6559506B1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-05-06 | General Electric Company | Imaging array and methods for fabricating same |
| JP2004096079A (ja) * | 2002-07-11 | 2004-03-25 | Sharp Corp | 光電変換装置、画像読取装置および光電変換装置の製造方法 |
| JP3814568B2 (ja) * | 2002-07-17 | 2006-08-30 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及びそれを用いたｘ線検出装置 |
| WO2005059971A2 (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Active matrix pixel device with photo sensor |
| JP2006189295A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Konica Minolta Holdings Inc | 放射線検出装置およびその製造方法 |
| US7374293B2 (en) * | 2005-03-25 | 2008-05-20 | Vishay General Semiconductor Inc. | Apparatus, system and method for testing electronic elements |
| JP4706462B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2011-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 電流検出機能を有する半導体装置 |
| JP2007165738A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 固体撮像装置 |
| JP5103830B2 (ja) * | 2006-08-28 | 2012-12-19 | 三菱電機株式会社 | 絶縁ゲート型半導体装置 |
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-
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101307421B1 (ko) * | 2010-06-08 | 2013-09-11 | 경희대학교 산학협력단 | 전자빔용 이미지 센서 및 그의 제조 방법 |
| KR20120015668A (ko) * | 2010-08-12 | 2012-02-22 | 삼성전자주식회사 | 가시광선 감지 트랜지스터, 표시 장치 및 그 제조 방법 |
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