KR960001179B1 - Silicon image sensor - Google Patents

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Abstract

the blocking layer separately formed as the first layer and the second layer; the first layer formed where the transparent conducting film is not formed.

Description

비정질 실리콘 이미지 센서Amorphous silicon image sensor

제1도는 본 발명에 따른 실리콘 이미지 센서의 도식적 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a silicon image sensor in accordance with the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 투명 그래스 기판 12 : Cr 차광막11: transparent glass substrate 12: Cr shielding film

13 : SiO2막 14 : 투명 도전막13: SiO 2 film 14: transparent conductive film

15 : (Si3N4)제1층 16 : (Si3N4)제2층15: (Si 3 N 4 ) First layer 16: (Si 3 N 4 ) Second layer

17 : 고저항 비정질 실리콘 막 18 : P-형 비정질 실리콘 층17: high resistance amorphous silicon film 18: P-type amorphous silicon layer

19 : Cr전극19: Cr electrode

본 발명은 비정질 실리콘 이미지 센서에 관한 것으로서, 특히 안정된 블로킹 (Blocking) 효과로서 전하의 보전 특성이 개선된 2차원 비정질 실리콘 이미지 센서에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an amorphous silicon image sensor, and more particularly, to a two-dimensional amorphous silicon image sensor having improved charge preservation characteristics as a stable blocking effect.

최근에 광전 변환계를 이용한 전자제품들이 점차 소형화되어 감으로써 광전 변환계의 소형화가 요구된다.Recently, electronic products using a photoelectric conversion system are gradually miniaturized, and thus, miniaturization of the photoelectric conversion system is required.

종래의 팩시밀리등의 전자 제품에 사용되는 광전 변환계는 MOS 또는 CCD 등의 반도체 IC 등이 사용되어 왔으나 일정한 광로의 길이가 요구되기 때문에 소형화가 어려운 문제점이 있었다. 그리하여 광로장이 극히 짧은 밀착형 이미지 센서가 개발되게 되었는 바, 그중의 하나가 본 발명에서 개선하고자 하는 비정질 실리콘 이미지 센서로서 이는 광전 변환 특성이 뛰어나고 대면적화가 가능한 장점을 가진다.Conventional photoelectric conversion systems used in electronic products such as facsimiles have been used semiconductor ICs such as MOS or CCD, but there is a problem that miniaturization is difficult because a certain optical path length is required. Thus, a close-type image sensor having an extremely short optical path has been developed, and one of them is an amorphous silicon image sensor to be improved in the present invention, which is excellent in photoelectric conversion characteristics and has a large area.

이와 같은 비정질 실리콘을 이용한 밀착성 이미지 센서는 팩시밀리등에 적용되는 경우 무광상태(Dark state)의 저항율이 109∼1010Ω·cm정도로서 그 값이 비교적 큰것이 사용되고자 있는데, 광도전률면에 있어서 CdS등의 광전 변환계보다 적기 때문에 축적형(蓄積形)으로 동작되게 하고 있다.The adhesive image sensor using amorphous silicon has a resistivity in the dark state of about 10 9 to 10 10 Ω · cm when it is applied to a facsimile and the like, and a relatively large value thereof is used. Since it is less than the photoelectric conversion system of, it is made to operate by accumulation type.

상기한 축적형 이미지 센서에는 주사시간 내에 광에 의해 발생된 저하에 의한 센서 표면의 전하를 취출하는 방식이 있는데, 이러한 종류의 것에 있어서는 무광 상태에서 주사중인 때에는 센서 표면에 하전된 전하를 유지할 수 있어야 한다. 따라서 저항율이 비교적 큰, 예를 들어 109∼1010Ω·cm의 저항률을 가지는 비정질 실리콘을 사용하는 경우에는 전극에서의 전하 유입을 방지하는 블로킹(Blocking) 구조가 요구된다. 이를 위하여 일반적인 비정질 실리콘 이미지 센서의 경우에는 Si3N4,SiO2등의 투명 도전막이 적용되고 있다. 그러나 이 투명 도전막은 광에 의해 생성된 케리어(Carrier)를 전극으로 수송할 필요가 있기 때문에 약 300Å 이하의 두께를 갖도록 제한되지 않으면 안되는 바, 그만큼 제조가공상의 어려움이 뒤따른다. 즉, 투명 도전막의 최대 두께가 상기한 조건에 의해 제한되는 까닭으로 부분적으로 불완전한 형태로 가공될 우려가 있고, 더우기 구조적으로 차광막과 투명 도전막등의 공통 전극에 의한 단차가 형성되기 때문에 더욱 불완전한 형태 즉, 부분적으로 파단된 상태로 가공이 될 수도 있는 것이다. 결과적으로 상기한 투명 도전막에의한 블로킹 효과가 저하되어 전하 보전 특성이 저하되게 된다.The above-described accumulation type image sensor has a method of taking out the charge on the surface of the sensor due to the degradation caused by light within the scanning time. In this type, it is necessary to be able to maintain the charged charge on the surface of the sensor when scanning in the matt state. do. Therefore, in the case of using amorphous silicon having a relatively high resistivity, for example, a resistivity of 10 9 to 10 10 Ω · cm, a blocking structure for preventing the inflow of electric charges from the electrode is required. To this end, in the case of a typical amorphous silicon image sensor, a transparent conductive film such as Si 3 N 4 and SiO 2 is applied. However, this transparent conductive film must be limited to have a thickness of about 300 kPa or less because it is necessary to transport a carrier generated by light to the electrode, which is accompanied by difficulties in manufacturing. That is, since the maximum thickness of the transparent conductive film is limited by the above conditions, there is a fear that it may be processed into a partially incomplete form, and moreover, because the step is formed structurally by a common electrode such as a light shielding film and a transparent conductive film. That is, it may be processed in a partially broken state. As a result, the above-mentioned blocking effect by the transparent conductive film is lowered and the charge retention characteristics are lowered.

본 발명은 상기한 문제점을 개선시키기 위한 것으로서, 안정된 블로킹 효과를 가짐으로 전하보전 특성이 향상된 비정질 실리콘 이미지 센서를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an amorphous silicon image sensor having improved blocking properties by having a stable blocking effect.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 비정질 실리콘 이미지 센서는, 차광막과 투명 도전막으로 된 공통 전극과, 복수개로 분리 형성된 금속성 개별전극과 상기 공통 전극과 개별 전극의 사이에 형성되는 비정질 실리콘층을 구비하여 된 비정질 실리콘 이미지 센서에 있어서, 상기한 비정질 실리콘층이 기준 두께의 약 절반의 두께를 갖는 제1층과 제2층으로 이루어지되, 상기한 제1층은 상기 투명 도전막이 형성되지 않은 부위에만 형성됨을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the amorphous silicon image sensor of the present invention comprises a common electrode composed of a light shielding film and a transparent conductive film, a plurality of metallic individual electrodes formed separately, and an amorphous silicon layer formed between the common electrode and the individual electrodes. In the amorphous silicon image sensor provided, wherein the amorphous silicon layer is composed of a first layer and a second layer having a thickness of about half of the reference thickness, wherein the first layer is a portion where the transparent conductive film is not formed It is characterized in that only formed.

이하 본 발명의 한 실시예에 있어서의 그 구조와 그 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure and manufacturing method thereof in one embodiment of the present invention will be described in detail.

[실시예의 구조]Structure of the Example

제1도에 본 발명의 밀착형 비정질 실리콘 이미지 센서가 도시되어 있는 바, 도시된 바와 같이 투명 글래스 기판(11)의 상면에 부분적으로 Cr 차광막(12)(12)이 형성되고, 그의 상부에는 SiO2막(13)이 전면적으로 형성된다. 그리고 SiO2막(13) 상부에는 상기 Cr 차광막(12)(12) 사이에 위치되는 투명 도전막(14)이 부분적으로 적층 형성되고, 투명 도전막(14)이 형성되지 않은 부위에는 Si3N4의 제1층(15)이 적층된다. 그리고 상기한 투명 도전막(14)과 제1층(15)의 상부에는 Si3N4의 제2층(16)이 전면적으로 적층 형성다. 그리고 제2층(16)의 상부에는 고저항 비정질 실리콘막(17)과, P-형 비정질 실리콘층(18)과, Cr 전극(19)이 순차적으로 적층 형성된다.As shown in FIG. 1, the close-type amorphous silicon image sensor of the present invention is partially formed on the upper surface of the transparent glass substrate 11, as shown in FIG. 2 film | membrane 13 is formed in the whole surface. The transparent conductive film 14 positioned between the Cr light shielding films 12 and 12 is partially stacked on the SiO 2 film 13, and Si 3 N is formed on a portion where the transparent conductive film 14 is not formed. Four first layers 15 are laminated. In addition, a second layer 16 of Si 3 N 4 is laminated on the entire surface of the transparent conductive film 14 and the first layer 15. The high resistance amorphous silicon film 17, the P-type amorphous silicon layer 18, and the Cr electrode 19 are sequentially stacked on the second layer 16.

이상과 같은 구조를 갖는 본 발명의 특징은 상기한 부분적으로 형성되는 Cr 차광막과 투명 도전막는 (14)에 의한 계단 부분의 단차를 Si3N4의 제1층(15)을 통해 구조적으로 완화할 수 있도록 된 것인 바, Si3N4의 제2층(15)의 불완전한 형성의 우려가 크게 배제되어 양호한 블록킹 효과로서 전극으로 부터의 전하의 유입을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.The above-described feature of the present invention having the above structure is that the partially formed Cr shielding film and the transparent conductive film can structurally relieve the step difference of the step portion by (14) through the first layer 15 of Si 3 N 4 . As a result, the possibility of incomplete formation of the second layer 15 of Si 3 N 4 is largely eliminated, so that the inflow of charge from the electrode can be effectively suppressed as a good blocking effect.

[실시예의 제조방법][Production Method of Example]

투명 유리 기판(11)에 3mm 정도의 개구쪽을 갖는 Cr 차광막(12)을 약 1000Å정도의 두께로 형성한다. 그리고 상기 차광막(12)을 포함한 상기 투명 글래스 기판(11)의 저면에 SiO2막을 약 3000Å정도의 두께로 형성한다. 이에 이어서 상기 차광막(12) 사이의 개구부 상부에 부분적으로 투명 도전막(14)을 500Å 정도의 두께로 적층 형성한다. 그리고 상기한 투명 도전막(14)을 포함한 상기 SiO2막의 상부에 Si3N4을 최대 200Å 정도의 두께로 전면 코팅한 뒤 상기한 투명 도전막(14)에 코팅된 Si3N4는 리프트 오프 방법(Lift off methode)으로 제거함으로써 Si3N4의 제1층(15)을 완성한다. 이어서 상기한 투명도전막(14)과 제1층(15)의 상부에 최대 200Å 정도의 두께를 갖는 Si3N4의 제2층(15)을 전면적으로 적층 형성한다. 그리고 붕소(Boron)을 약 10ppm 정도 도핑한 고저항 비정질 실리콘(16)과, 붕소(Boron)을 약 300ppm 정도 도핑한 P-형 비정질 실리콘(17)을 각각 3.5㎛, 500Å정도의 두께를 갖도록 순차 적층 형성하며, 최종적으로 Cr을 1500Å 정도의 두께로 증착한 뒤 이를 소정의 개별 Cr 전극(18)을 형성한다.A Cr light shielding film 12 having an opening of about 3 mm is formed in the transparent glass substrate 11 to a thickness of about 1000 mW. A SiO 2 film is formed on the bottom surface of the transparent glass substrate 11 including the light shielding film 12 to a thickness of about 3000 kPa. Subsequently, a transparent conductive film 14 is partially stacked on the openings between the light shielding films 12 to a thickness of about 500 GPa. And the transparent conductive film 14 above the Si coated with a SiO 2 film, Si 3 N 4 on the upper part of the front coating after the transparent conductive film 14 to a thickness of up to about 200Å 3 N 4, including the lift-off The first layer 15 of Si 3 N 4 is completed by removing by a lift off method. Subsequently, a second layer 15 of Si 3 N 4 having a thickness of about 200 GPa is formed on the entire surface of the transparent conductive film 14 and the first layer 15. In addition, the high-resistance amorphous silicon 16 doped with boron about 10 ppm and the P-type amorphous silicon 17 doped with boron about 300 ppm each have a thickness of about 3.5 μm and 500 μs, respectively. After stacking, Cr is finally deposited to a thickness of about 1500Å, and then a predetermined individual Cr electrode 18 is formed.

이상과 같은 발명의 제조방법에 있어서의 특징으로는 블록킹층의 적정두께의 대략 절반 정도의 두께를 갖는 Si3N4의 제1층(15)과 Si3N4의 제2층(16)을 각각의 코팅 공정을 통하여 적층 형성하는 것이며, 특히 Si3N4의 제1층(15)은 투명성을 형성함에 있어서 맨 처음에는 Si3N4를 전면적으로 형성한 후에 불필요한 부분은 에칭하여 낸다는 점인 것이다. 그리고 특히 Cr 차광막과 투명 도전막에 의한 계단부의 단차를 저감하여 후에 저층 형성되는 Si3N4의 제2층(16)의 부분적인 결함, 특히 단차진 부분에서의 균열등을 최대한으로 억제하는데 있다.About the first layer of having a half of the thickness of the Si 3 N 4 (15) and the second layer 16 of Si 3 N 4 of the features it is of an appropriate thickness of the blocking layer in the production method of the invention as described above intended to form the laminated through the respective coating processes, in particular, unnecessary portions after the first, the formation of Si 3 N 4 across the board in as the first layer 15 of Si 3 N 4 is formed transparency is jeomin naendaneun etched . In particular, it is possible to reduce the step difference caused by the Cr shielding film and the transparent conductive film to minimize the partial defects of the second layer 16 of Si 3 N 4 formed later, in particular, the crack in the stepped part. .

이상과 같은 본 발명에 의하면 구조적 요인에 의해 필연적으로 형성된 단차의 역기능을 최대한으로 억제되어 블록킹층의 결함 발생이 최대한 방지되며, 이와 더불어 무광 상태에서의 전하 유지 특성이 일정하게 유지된다.According to the present invention as described above by the structural factors to prevent the inverse function of the step formed inevitably to the maximum to prevent the occurrence of defects in the blocking layer to the maximum, and also the charge retention characteristics in the matt state is kept constant.

Claims (4)

기판과 ; 기판위에 형성되는 것으로 차광막과 투명 도전막으로 된 공통 전극과; 상기 공통 전극의 위에 마련되는 블록킹층과, 상기 블록킹층의 위에 마련되는 비정질 실리콘층과 ; 상기 비정질 실리콘층의 위에 마련되는 개별전극을 ; 구비하여 된 비정질 실리콘 이미지 센서에 있어서, 상기 블록킹층이 제1층과 제2층으로 분리 형성된 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 이미지 센서.Substrate; A common electrode formed on the substrate and comprising a light shielding film and a transparent conductive film; A blocking layer provided on the common electrode and an amorphous silicon layer provided on the blocking layer; An individual electrode provided on the amorphous silicon layer; The amorphous silicon image sensor of claim 1, wherein the blocking layer is separated into a first layer and a second layer. 제1항에 있어서, 상기 제1층이 상기 투명 도전막이 형성되지 않은 부위에만 형성되는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 이미지 센서.The amorphous silicon image sensor of claim 1, wherein the first layer is formed only at a portion where the transparent conductive film is not formed. 제1항에 있어서, 상기 제1층 및 제2층 중 최소한 어느 하나가 Si3N4로 이루어짐을 그 특징으로 하는 비정질 실리콘 이미지 센서.The amorphous silicon image sensor of claim 1, wherein at least one of the first layer and the second layer is made of Si 3 N 4 . 제1항에 있어서, 상기 블록킹층을 이루는 제1층, 제2층의 두께가 400∼600Å의 범위내에 있는 것을 그 특징으로 하는 비정질 실리콘 이미지 센서.The amorphous silicon image sensor according to claim 1, wherein the thicknesses of the first layer and the second layer constituting the blocking layer are within a range of 400 to 600 Hz.
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