KR960011476B1 - 밀착형 이메지 센서의 광전변환소자 구조 및 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래의 밀착형 이메지 센서의 광전변환소자 평면도.
제2도는 종래의 밀착형 이메지 센서의 광전변환소자 단면도.
제3도는 종래의 다른 실시예 광전변환소자 단면도.
제4도는 본 발명의 밀착 이메지 센서의 광전변환소자 평면도.
제5는 제4도의 A-A' 선상의 구조 단면도.
제6도는 본 발명에 따른 전압대 암전류-광전류 특성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 하부전극
3 : 광전변환층 4 : 투명전극
5 : 절연막 6 : 공통 바이어스 인가라인
8 : 크롬실리사이드
본 발명은 밀착 이메지 센서(Contack Image Sensor)에 관한 것으로, 광전변환소자의 투명전극 형성과 공통 바이어스 인가라인 형성의 두 가지 공정을 하나의 공정으로 광전변환 특성을 보다 안정적 값을 얻도록한 밀착 이메지 센서의 광전변환소자의 구조 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 밀착형 이메지 센서는 문서나 원고에서 빛을 받아들여 전하를 형성하는 광정변환소자부와 광전변화소자부에 축적된 전하를 신호처리하는데 사용되는 신호처리부로 구성되어져 있다.
현재 광전변환소자부로 사용되어지고 있는 것은 대부분 포토다이오드이고 신호처리부로 사용되어지는 것을 박막트랜지스터이다.
이와같은 밀착 이메지 센서의 종래 광전변환소자를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 종래의 밀착 이메지 센서 광전변환소자의 평면도이고, 제2도는 종래의 밀착 이메지 센서의 광전변환소자 단면도(제1도의 B-B'선상)로써, 그 제조방법은 절연기판(1)위에 크롬(Cr)등의 금속을 증착하고 패터닝하여 하부전극(2)을 형성하고 하부전극(2)위에 a-Si:H층인 광전변환층(3)을 형성하며 광전변환층(3) 상부에 ITO(Indium Tin Oxide) 투명전극(4)을 형성한다.
그리고 전면을 절연시키기 위하여 절연층(5)을 형성하고, 투명전극(4)상의소정부위의 절연층(5)을 식각하여 콘택홀(Contact hole)을 형성한 뒤 금속을 증착하고 포토에치 공정으로 패터닝하여 공통 바이어스 인가라인(6)을 형성한다.
이와같이 완성된 일렬배열의 광전변환소자들은 원고에 의해 반사된 광원을 투명전극(4)을 통해 수광하여 투명전극(4)과 광전변화층(3)계면의 워크핑션(Workfuction) 차에 의한 쇼트키 베리어(Schottky barrier)에 의해 공통 바이어스 인가라인(6)을 통해 투명전극(4)에 가해지는 전압(V=-5Volt)에 따라 일정기간 동안 광전하를 생성하고 생성된 전하를 축적하였다가 신호처리부에 의해 흘러 내보내는 과정이 원고의 한 라인(Line)을 주기로 일어난다.
그러나 이와같은 종래의 밀착 이메지 센서의 광전변환 소자의 제조방법에서는 ITO 투명전극(4)을 a-Si:H 광전변환층(3)위에 증착시킬 때 ITO의 인튬(In)이 a-Si:H층으로 확산되기 때문에 쇼트키 베리어를 형성하기 어렵다.
이를 개선하기 위한 종래의 광전변환소자 구조를 제3도에 나타내었다.
즉, a-Si:H 광전변환층(3)과 ITO 투명전극(4) 사이에 수백 A정도의 얇은 절연층(7)을 형성하거나 P*a-Si:H층을 형성하여 전자주입을 막는 베리어를 형성시키는 방법이 있다.
하지만 이 방법 또한 공정과정이 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 이와같은 제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 공통 바이어스 인가라인과 투명전극을 일공정으로 형성하여 공정을 단순화하고, 광전변환소자의 특성을 안정화시키는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 투명전극으로 CrSix막을 사용한 것으로 투과도는 ITO 투명전극과 같은데 별도의 쇼트키 베리어를 형성하지 않고도 우수간 베리어를 형성할 수 있으며, 공통 바이어스 인가라인을 동시에 형성할 수 있도록 하는 그 목적이 있다.'
이와같은 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4도는 본 발명의 밀착 이메지 센서 광전변환소자의 평면도이고, 제5도는 제4도의 A-A' 선상 단면도로써, 본 발명의 광전변환소자의 제조방법은 유리기판(1)위에 금속(Cr)을 증착하고 포토에치공정으로 패터닝하여 광전변환소자의 하부전극(2)을 형성하고, 전면에 a-Si:H광전변화층(3)과 크롬(Cr)을 연속 증착한다.
그후에 마스크(MASK)를 사용하여 불필요한 부분의 크롬을 식감함으로 공통 바이어스 인가라인(6)을 형성한다.
이때, a-Si:H광전변화층(3)과 크롬층이 연속증착되면서 계면에 수백 A정도의 크롬실리사이드(CrSix)막(8)이 형성되는데 이는 상기 크롬 식각시에 식각되지 않고 a-Si:H광전변화층(3)위에 남게 된다.
따라서, 다시 마스크를 사용하여 광전변환소자 영역을 정의하여 불필요한 부분의크롬실리사이드막(8)과 a-Si:H광전변화층(3)을 식각하여 광전변환소자를 형성한다.
이때, 광전변환소자 영역은 각 하부전극(2)을 중심으로 하여 하부전극(2)보다 넓게 정의한다.
이와같이 형성된 크롬실리사이드막(8)은 a-Si:H막의 실리콘(Si) 댕글리 본드(dangling bond)와 크롬(Cr)이 결합하여 형성된 막으로서, 이를 투명전극으로 사용하면 투명도는 ITO와 같으나 이온주입 방지 장벽인 쇼프키 베리어가 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 밀착 이메지 센서 광전변환소자 제조방법에 있어서는 a-Si:H광전변환층과 크롬을 연속 증착하여 광전변환층과 크롬층 계면에 크롬실리사이드가 자동으로 형성되게 하고 선택적으로 패터닝하여 공통 바이어스 인가라인과 투명전극을 형성하므로써, 공정수 및 마스크수가 줄어들고 크롬실리사이드를 투명전극으로 형성하므로써, ITO 투명전극 보다 확실한 쇼트키 베리어가 형성되기 때문에 광전변환소자의 특성이 향상되는 효과가 있다.
Claims (2)
- 기판(1)위에 형성된 하부전극(2)과, 하부전극(2)위에 형성되어 수광량을 전기적 신호로 변환하는 a-Si:H광전변화층(3)과, a-Si:H광전변화층(3) 상에 형성되어 투명전극으로 사용되는 크롬실리사이드층(8)과, 크롬실리사이드층(8)에 연결되어 바이어스를 인가하기 위한 공통바이어스 인가라인(6)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀착 이메지 센서의 광전변환 소자구조.
- 기판(1)위에 금속을 증착하고 패터닝하여 하부전극(2)을 형성하는 공정과, 전면에 a-Si:H광전변화층(3)과 크롬층을 이들층 계면에 크롬실리사이드(8)가 형성되도록 차례로 증착하는 공정과, 크롬층을 선택적으로 패터닝하여 공통 바이어스 인가라인(6)을 형성하는 공정과, 하부전극(2)을 중심으로 광전변환소자 영역을 정의하여 불필요한 크롬실리사이드(8)와 a-Si:H광전변화층(3)을 제거하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 밀착 이메지 센서의 광전변환소자 제조방법.
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