JPH0982933A - Solid state image sensing device and its manufacture - Google Patents
Solid state image sensing device and its manufactureInfo
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- JPH0982933A JPH0982933A JP7234292A JP23429295A JPH0982933A JP H0982933 A JPH0982933 A JP H0982933A JP 7234292 A JP7234292 A JP 7234292A JP 23429295 A JP23429295 A JP 23429295A JP H0982933 A JPH0982933 A JP H0982933A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電荷転送素子（Ｃ
ＣＤ）を用いた固体撮像装置およびその製造方法に関す
る。The present invention relates to a charge transfer device (C
The present invention relates to a solid-state imaging device using a CD and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ビデオカメラや電子スチルカメ
ラ、さらにはハイビジョンカメラの画像入力装置として
電荷転送素子（以下ＣＣＤと記す）を用いた固体撮像装
置が使用されている。この固体撮像装置は、複数の画素
を２次元平面上に配列しており、各画素で発生した信号
電荷をＣＣＤを用いて転送、出力するものである。2. Description of the Related Art In recent years, a solid-state image pickup device using a charge transfer device (hereinafter referred to as CCD) has been used as an image input device for a video camera, an electronic still camera, and a high-definition camera. This solid-state imaging device has a plurality of pixels arranged on a two-dimensional plane, and transfers and outputs a signal charge generated in each pixel using a CCD.
【０００３】図３は従来の固体撮像装置の単位画素の構
成を示す断面図である。ｐ型のＳｉ基板１の表面に，ｎ
型の受光部２、ｎ型の信号電荷転送チャネル３、及びｐ
+ 型の素子分離部４形成されている。電荷転送チャネル
３上には第１の絶縁膜５を介して複数本の信号電荷転送
電極６が形成されている。そして、信号電荷転送電極６
上は第２の絶縁膜７で覆われ、さらに遮光膜８に覆われ
ている。FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a unit pixel of a conventional solid-state image pickup device. On the surface of the p-type Si substrate 1, n
-Type light receiving section 2, n-type signal charge transfer channel 3, and p
A + type element isolation portion 4 is formed. A plurality of signal charge transfer electrodes 6 are formed on the charge transfer channel 3 via a first insulating film 5. Then, the signal charge transfer electrode 6
The upper part is covered with the second insulating film 7, and further covered with the light shielding film 8.
【０００４】ところで、このような固体撮像装置には、
固定パターン雑音という問題があった。これはｐ−ｎ接
合で形成されている受光部２（フォトダイオード）の空
乏層がＳｉ基板１と第１の絶縁膜５との界面に到達して
発生するリーク電流が原因である。このリーク電流が画
素ごとにばらついて受光部２内の信号電荷に加算される
と、固定パターン雑音となる。By the way, in such a solid-state image pickup device,
There was a problem of fixed pattern noise. This is due to a leak current generated when the depletion layer of the light receiving portion 2 (photodiode) formed by the pn junction reaches the interface between the Si substrate 1 and the first insulating film 5. When this leak current varies from pixel to pixel and is added to the signal charge in the light receiving section 2, it becomes fixed pattern noise.
【０００５】固定パターンを低減するためには、Ｓｉ基
板１と第１の絶縁膜５との界面に空乏層を形成しないよ
うにすることである。その空乏層の形成を防ぐ方法を以
下に示す。In order to reduce the fixed pattern, it is necessary not to form a depletion layer at the interface between the Si substrate 1 and the first insulating film 5. The method for preventing the formation of the depletion layer is shown below.
【０００６】図４は埋め込みフォトダイオード型固体撮
像装置の画素構造を示す断面図である。この装置は、図
３の固体撮像装置のｎ型の受光部２の表面に、浅い高濃
度のｐ+ 層１１を形成して表面を正孔蓄積状態にするこ
とによって界面の空乏化を防ぐものである。しかしなが
ら、埋め込みフォトダイオード型固体撮像装置には微小
白傷画像欠陥という問題があった。これは界面の空乏化
を防ぐためのｐ+ 層１１を形成する際に高濃度にドープ
されたＢ（ボロン）に重金属などがゲッタリングされて
生成・再結合の中心になることが画像欠陥の原因となる
ものである。FIG. 4 is a sectional view showing a pixel structure of a buried photodiode type solid-state image pickup device. This device prevents depletion of the interface by forming a shallow high-concentration p + layer 11 on the surface of the n-type light receiving part 2 of the solid-state imaging device of FIG. 3 and making the surface hole accumulating state. Is. However, the embedded photodiode type solid-state imaging device has a problem of minute white defect image defects. This is because when a p + layer 11 for preventing depletion of the interface is formed, a heavy metal or the like is gettered to the heavily doped B (boron) and becomes a center of generation and recombination, which causes an image defect. It is a cause.
【０００７】図５はピニングフォトダイオード型固体撮
像装置の画素構造を示す断面図である。この装置は、図
３の固体撮像装置の受光部２上に、第１の絶縁膜５を介
して、光を透過する電極１２（以下透明電極と記す）を
形成したものである。透明電極１２に負のバイアスを印
加させると、Ｓｉ基板１や素子分離部４からの正孔が表
面に集結して正孔蓄積状態になることによって、表面に
正孔蓄積層１０を形成し、Ｓｉ基板１と第１の絶縁膜５
との界面に空乏層が形成するのを防止できるというもの
である。FIG. 5 is a sectional view showing a pixel structure of a pinning photodiode type solid-state image pickup device. In this device, an electrode 12 (hereinafter, referred to as a transparent electrode) that transmits light is formed on the light receiving portion 2 of the solid-state imaging device of FIG. 3 via the first insulating film 5. When a negative bias is applied to the transparent electrode 12, holes from the Si substrate 1 and the element isolation portion 4 are collected on the surface to be in a hole accumulation state, so that the hole accumulation layer 10 is formed on the surface, Si substrate 1 and first insulating film 5
It is possible to prevent the formation of a depletion layer at the interface with.
【０００８】この透明電極１２は、例えばスパッタ法に
よって形成されたインジウムの酸化物とスズの酸化物の
化合物とからなる。この方法では、アクセプタを受光部
２表面に浅く注入する必要が無いので白傷画像欠陥の発
生は防止できるが、一方で製造歩留まりの低下という問
題があった。つまりスパッタ法で形成される透明電極１
２は被膜形状が良くないので、画素面積が縮小して受光
部のアスペクト比が増大したときに透明電極１２が段切
れしてしまうからである。The transparent electrode 12 is made of, for example, a compound of indium oxide and tin oxide formed by a sputtering method. In this method, it is not necessary to shallowly inject the acceptor into the surface of the light receiving portion 2, so that the occurrence of a white defect image defect can be prevented, but on the other hand, there is a problem that the manufacturing yield is lowered. That is, the transparent electrode 1 formed by the sputtering method
2 is not good in the shape of the coating, and the transparent electrode 12 is cut off when the pixel area is reduced and the aspect ratio of the light receiving portion is increased.
【０００９】また、スパッタ法に比較して被膜形状の良
好な気相成長法（以下ＣＶＤ法と記す）で多結晶シリコ
ンを透明電極１２として形成する方法があるが、入射光
が透明電極１２で吸収されてしまい、短波長側（青色
側）で感度が劣化するという問題があった。Further, there is a method of forming polycrystalline silicon as the transparent electrode 12 by a vapor phase growth method (hereinafter referred to as a CVD method) having a film shape better than that of the sputtering method. There is a problem in that the sensitivity is absorbed and the sensitivity is deteriorated on the short wavelength side (blue side).
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の固体撮像装置には、受光部と絶縁層との界面に空乏層
が発生するために、リーク電流が発生し、これが信号電
荷に加算されて固定パターン雑音が生じるという問題が
あった。また、固定パターンを低減するために透明電極
を形成する方法では、製造歩留まりが低かったり、ポリ
Ｓｉを透明電極として形成する方法では光感度が劣化す
るという問題があった。As described above, in the conventional solid-state image pickup device, a depletion layer is generated at the interface between the light receiving portion and the insulating layer, so that a leak current is generated and this is added to the signal charge. There was a problem in that fixed pattern noise was generated. Further, the method of forming the transparent electrode for reducing the fixed pattern has a problem that the manufacturing yield is low, and the method of forming poly-Si as the transparent electrode has a problem that the photosensitivity is deteriorated.
【００１１】本発明の目的は、光感度の劣化や製造歩留
まりの低下を招くことなく固定パターン雑音を低減する
ことのできる固体撮像装置およびその製造方法を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a solid-state image pickup device capable of reducing fixed pattern noise without deteriorating the photosensitivity and lowering the manufacturing yield, and a manufacturing method thereof.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために本発明の固体撮像装置およびその製造方
法は、以下のごとく構成されている。 （１）光信号を電気信号に変換する複数の受光部と、こ
れらの受光部で得られた電気信号を外部に出力する手段
と、前記受光部上に絶縁膜を介して形成されたアモルフ
ァスシリコン系の薄膜からなる光透過電極とを具備す
る。 （２）半導体基板上に形成された複数の受光部と、これ
らの受光部に隣接して設けられ、前記受光部で得られた
信号電荷を転送する信号電荷転送部と、前記信号電荷転
送部上に形成された導電性の遮光膜と、前記受光部上に
絶縁膜を介して形成され、かつ前記遮光膜に直接接続さ
れたアモルファスシリコン系の薄膜からなる光透過電極
とを具備する。 （３）半導体基板上に２次元配置さた受光部と、これら
の受光部に隣接して設けられ、前記受光部で得られた信
号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直ＣＣＤと、前記
垂直ＣＣＤの端部と接続され、前記信号電荷を水平方向
に転送する水平ＣＣＤと、前記受光部を除く領域上に形
成された導電性の遮光膜と、前記受光部上に絶縁膜を介
して形成され、かつ前記遮光膜に直接接続されたアモル
ファスシリコン系の薄膜からなる光透過電極とを具備す
る。 （４）半導体基板上に複数の受光部および前記受光部で
得られた信号電荷を転送する信号電荷転送部を形成する
工程と、前記信号電荷転送部上に導電性の遮光膜を形成
する工程と、前記受光部上に絶縁膜を介し、かつ前記遮
光膜上に直接、ＣＶＤ法によってアモルファスシリコン
系の薄膜からなる光透過電極を形成する工程とを含む。 （５）半導体基板上に形成された複数の受光部と、前記
受光部で得られた信号電荷を外部に取り出す前記受光部
を選択する手段と、前記受光部以外に光信号が入射する
のを防ぐ導電性の遮光膜と、前記受光部上に絶縁膜を介
して形成され、かつ前記遮光膜に電気的に直接接続され
たモルファスシリコン系の薄膜からなる光透過電極とを
具備する。 （６）光信号を電気信号に変換する受光部を形成する工
程と、前記受光部に絶縁膜を形成する工程と、前記電気
信号を取り出す前記受光部を選択する手段を形成する工
程と、受光部以外に光信号が入射するのを防ぐ導体から
なる遮光膜を形成する工程と、前記受光部上に前記絶縁
体を介し、かつ前記遮光膜に直接、ＣＶＤ方によってア
モルファスシリコン系の薄膜からなる光透過電極を形成
する工程とを含む。 （７）上記（１）、（２）、（３）、（５）に記載の固
体撮像装置において、前記光透過電極に負のバイアス電
圧をかける事を特徴とする。 （８）上記（１）、（２）、（３）、（５）に記載の固
体撮像装置において、前記光透過電極が例えばアモルフ
ァスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト又はア
モルファスシリコンナイトライドから構成されている。In order to solve the above problems and achieve the object, a solid-state image pickup device and a method of manufacturing the same according to the present invention are configured as follows. (1) A plurality of light receiving portions for converting an optical signal into an electric signal, means for outputting the electric signals obtained by these light receiving portions to the outside, and amorphous silicon formed on the light receiving portion via an insulating film. And a light-transmitting electrode formed of a thin film of the system. (2) A plurality of light receiving portions formed on a semiconductor substrate, a signal charge transfer portion that is provided adjacent to these light receiving portions and transfers the signal charges obtained by the light receiving portions, and the signal charge transfer portion. It comprises a conductive light-shielding film formed above, and a light-transmitting electrode formed of an amorphous silicon thin film formed on the light-receiving portion via an insulating film and directly connected to the light-shielding film. (3) Light-receiving portions arranged two-dimensionally on a semiconductor substrate, a plurality of vertical CCDs provided adjacent to these light-receiving portions and vertically transferring signal charges obtained by the light-receiving portions, and the vertical CCDs. A horizontal CCD connected to the end of the CCD to transfer the signal charges in the horizontal direction, a conductive light-shielding film formed on a region excluding the light receiving portion, and an insulating film formed on the light receiving portion via an insulating film. And a light transmitting electrode formed of an amorphous silicon thin film directly connected to the light shielding film. (4) A step of forming a plurality of light receiving parts and a signal charge transfer part for transferring the signal charges obtained by the light receiving parts on the semiconductor substrate, and a step of forming a conductive light-shielding film on the signal charge transfer parts. And a step of forming a light-transmitting electrode made of an amorphous silicon-based thin film by a CVD method directly on the light-receiving portion via an insulating film and on the light-shielding film. (5) A plurality of light receiving portions formed on the semiconductor substrate, a means for selecting the light receiving portions for taking out the signal charges obtained by the light receiving portions to the outside, and an optical signal incident on the light receiving portions other than the light receiving portions. A conductive light-shielding film that prevents the light-shielding film and a light-transmitting electrode that is formed on the light-receiving portion via an insulating film and is made of a morphous silicon-based thin film that is electrically connected directly to the light-shielding film are provided. (6) forming a light receiving portion for converting an optical signal into an electric signal; forming an insulating film on the light receiving portion; forming a means for selecting the light receiving portion for taking out the electric signal; Forming a light-shielding film made of a conductor for preventing an optical signal from being incident on portions other than the light-receiving part, and comprising an amorphous silicon-based thin film on the light-receiving part via the insulator and directly on the light-shielding film by a CVD method. Forming a light transmitting electrode. (7) In the solid-state imaging device described in (1), (2), (3), and (5) above, a negative bias voltage is applied to the light transmitting electrode. (8) In the solid-state imaging device according to (1), (2), (3), or (5), the light transmissive electrode is made of, for example, amorphous silicon, amorphous silicon carbide, or amorphous silicon nitride. .
【００１３】[0013]
（第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係わる
固体撮像装置の画素構造を示す断面図である。図２は本
発明の第１実施形態に係わる固体撮像装置の画素配列を
示す平面図である。図１あるいは図２において、ｐ型の
Ｓｉ基板１の表面にｎ型の受光部２が２次元配置され、
受光部２に隣接して複数本のｎ型の信号電荷転送チャネ
ル３が形成されている。さらにＳｉ基板１の表面層には
ｐ+ 型の素子分離部４が形成されている。信号電荷転送
チャネル３の上に第１の絶縁膜５が積層され、その第１
の絶縁膜５の上部に信号電荷転送電極６が形成されてい
る。ここで、信号電荷転送チャネル３と信号電荷転送電
極６とが垂直ＣＣＤを構成する。また、信号電荷転送電
極６の一部が受光部２の信号電荷を転送チャネル３へと
読み出す読みだしゲートを兼ねている。なお信号電荷転
送電極６は２層のポリＳｉ膜から構成されるが、図２に
おいては省略して１層のみを図示している。(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a pixel structure of a solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a pixel array of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. 1 or 2, an n-type light receiving portion 2 is two-dimensionally arranged on the surface of a p-type Si substrate 1.
A plurality of n-type signal charge transfer channels 3 are formed adjacent to the light receiving section 2. Further, a p + type element isolation portion 4 is formed on the surface layer of the Si substrate 1. A first insulating film 5 is stacked on the signal charge transfer channel 3 and
The signal charge transfer electrode 6 is formed on the insulating film 5 of FIG. Here, the signal charge transfer channel 3 and the signal charge transfer electrode 6 form a vertical CCD. Further, a part of the signal charge transfer electrode 6 also serves as a read gate for reading out the signal charge of the light receiving portion 2 to the transfer channel 3. Although the signal charge transfer electrode 6 is composed of two layers of poly-Si film, it is omitted in FIG. 2 and only one layer is shown.
【００１４】信号電荷転送電極６は第２の絶縁体７で覆
われ、さらに遮光膜８で覆われている。遮光膜８の材料
として例えばアルミニウムをもちい、膜厚は例えば４０
０nm〜１μｍである。遮光膜８の材料としてはアルミニ
ウムに限らず、例えばモリブデン、タングステンなどで
も良く、また、これらのシリサイド化合物でも良い。The signal charge transfer electrode 6 is covered with a second insulator 7 and further covered with a light shielding film 8. Aluminum is used as the material of the light-shielding film 8, and the film thickness is, for example, 40.
It is 0 nm to 1 μm. The material of the light-shielding film 8 is not limited to aluminum, but may be molybdenum, tungsten, or the like, or a silicide compound of these.
【００１５】本実施形態ではｐ型のＳｉ基板１にｎ型の
受光部２や信号電荷転送チャネル３を形成しているが、
ｎ型のＳｉ基板にｐウェルを形成し、このｐウエルに受
光部２や信号電荷転送チャネル３を形成しても良い。さ
らにｎ型基板上にｐ型の受光部２や信号電荷転送チャネ
ル３を形成して、信号電荷として電子ではなく正孔を転
送しても良い。In this embodiment, the n-type light receiving portion 2 and the signal charge transfer channel 3 are formed on the p-type Si substrate 1, but
It is also possible to form a p-well on an n-type Si substrate and form the light receiving portion 2 and the signal charge transfer channel 3 in this p-well. Further, the p-type light receiving portion 2 and the signal charge transfer channel 3 may be formed on the n-type substrate to transfer holes as signal charges instead of electrons.
【００１６】ここまでの構成は、従来と同様であるが本
実施形態ではさらに次のような構成を付加している。即
ち、受光部２の上にある第１の絶縁膜５および遮光膜８
上に、アモルファスシリコン系の薄膜、例えばアモルフ
ァスシリコンカーバイトから構成される光透過電極９が
形成されている。The structure up to this point is the same as the conventional one, but in the present embodiment, the following structure is further added. That is, the first insulating film 5 and the light shielding film 8 on the light receiving portion 2
A light-transmitting electrode 9 composed of an amorphous silicon-based thin film, for example, amorphous silicon carbide is formed on the upper surface.
【００１７】上記のように構成された固体撮像装置にお
いて、光透過電極９および第１の絶縁膜５を経由して受
光部２に入射した光は、受光部２において信号電荷（こ
の場合は電子）に変換されて一定期間蓄積される。読み
だしゲートを兼ねた信号電荷転送電極６に読みだしパル
スを印加することにより受光部２に蓄積された電子は垂
直ＣＣＤへと読み出され、さらに図示されていない水平
ＣＣＤと出力アンプを経由してビデオ信号として外部へ
と取り出される。In the solid-state image pickup device configured as described above, the light incident on the light receiving section 2 via the light transmitting electrode 9 and the first insulating film 5 receives the signal charge (electron in this case) in the light receiving section 2. ) And is accumulated for a certain period. By applying a read pulse to the signal charge transfer electrode 6 which also serves as a read gate, the electrons accumulated in the light receiving portion 2 are read out to the vertical CCD, and further passed through a horizontal CCD and an output amplifier (not shown). Are taken out as a video signal to the outside.
【００１８】動作中、光透過電極９に負の電荷を印加す
ることで、受光部２の表面に正孔蓄積層１０が形成され
る。正孔蓄積層１０のために、Ｓｉ基板１と第１の絶縁
膜５との界面は空乏化しない。したがって、蓄積期間内
でリーク電流が信号に加算されることによる固定パター
ン雑音の発生を抑止することができる。During operation, by applying a negative charge to the light transmitting electrode 9, the hole storage layer 10 is formed on the surface of the light receiving portion 2. Due to the hole storage layer 10, the interface between the Si substrate 1 and the first insulating film 5 is not depleted. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of fixed pattern noise due to the leak current being added to the signal within the accumulation period.
【００１９】このように本実施形態によれば、アモルフ
ァスシリコン系の薄膜を光透過電極として採用すること
によって、バンドギャップを広く設定することが可能と
なる。そうすると遮断周波数（光が透過できる周波数限
界）を低く設定できるので、短波長側での感度劣化がな
い。光透過電極のバンドギャップを広くした場合、光透
過電極の抵抗が増大するが、画素ごとに導体からなる遮
光膜で裏打ちしているので、画素ごとに十分電圧を印加
することができ、受光部表面を十分に正孔蓄積状態にで
きる。そしてこの結果固定パターン雑音の発生を防止す
ることができる。As described above, according to the present embodiment, it is possible to set a wide band gap by using the amorphous silicon type thin film as the light transmitting electrode. Then, the cutoff frequency (frequency limit at which light can be transmitted) can be set low, so that there is no sensitivity deterioration on the short wavelength side. When the band gap of the light transmitting electrode is widened, the resistance of the light transmitting electrode increases, but since it is lined with a light shielding film made of a conductor for each pixel, a sufficient voltage can be applied to each pixel and the light receiving unit The surface can be fully brought into a hole accumulation state. As a result, it is possible to prevent the generation of fixed pattern noise.
【００２０】本実施形態によれば、受光部表面を正孔蓄
積状態にピニングさせる光透過電極をＣＶＤ法により形
成するため受光部において段切れを防止することができ
る。さらに、バンドギャップを任意に設定することが可
能なので短波長側の光吸収も無視することができる。According to this embodiment, since the light transmitting electrode for pinning the surface of the light receiving portion to the hole accumulating state is formed by the CVD method, it is possible to prevent disconnection in the light receiving portion. Further, since the band gap can be set arbitrarily, the light absorption on the short wavelength side can be ignored.
【００２１】（第２実施形態）光透過電極をＣＶＤ法に
よって形成する固体撮像装置の製造方法について説明す
る。(Second Embodiment) A method of manufacturing a solid-state image pickup device in which a light transmitting electrode is formed by a CVD method will be described.
【００２２】本実施形態の固体撮像装置に光透過電極を
形成する前の構成は図３に示した従来の固体撮像装置の
構成と同一である。材料ガスに紫外線を照射して、材料
ガスを分解して成膜する光ＣＶＤ法によって、ｉ型アモ
ルファスシリコンカーバイト（ｉ型a-SiC ）からなる光
透過電極９の形成について説明する。The structure before the light transmitting electrode is formed in the solid-state imaging device of this embodiment is the same as the structure of the conventional solid-state imaging device shown in FIG. The formation of the light transmissive electrode 9 made of i-type amorphous silicon carbide (i-type a-SiC) by the photo-CVD method of irradiating the material gas with ultraviolet rays to decompose the material gas to form a film will be described.
【００２３】成膜条件としては、例えばシラン（SiＨ
4 ）やアセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）を、キャリアガスとして
ヘリウム（He）を各々１０sccm、３．６sccm、１００sc
cmの流量で水銀（Hg）蒸気と混合させて成膜室に導入
し、圧力を０．１Torrに設定する。基板温度を例えば２
００度に加熱し、励起光として波長１８５nm、２５４nm
の紫外線を基板に照射することで、光透過電極９である
アモルファスシリコンカーバイト膜を形成することがで
きる。このときのバンドギャップは１．９３eV、遮断周
波数は約５００nmである。そして暗導電率σは、 σ＝１×１０13Ωcm-1 となり、非常に高抵抗の（光吸収の少ない）光透過電極
９が得られる。The film forming conditions are, for example, silane (SiH
4 ) or acetylene (C 2 H 2 ) and helium (He) as carrier gas at 10 sccm, 3.6 sccm, and 100 sc, respectively.
It is mixed with mercury (Hg) vapor at a flow rate of cm and introduced into the film forming chamber, and the pressure is set to 0.1 Torr. Substrate temperature is, for example, 2
It is heated to 00 degrees and the wavelength of excitation light is 185nm and 254nm.
By irradiating the substrate with the ultraviolet rays of, the amorphous silicon carbide film which is the light transmitting electrode 9 can be formed. At this time, the band gap is 1.93 eV and the cutoff frequency is about 500 nm. Then, the dark conductivity σ becomes σ = 1 × 10 13 Ωcm −1 , and the light transmission electrode 9 having a very high resistance (light absorption is small) is obtained.
【００２４】感度の劣化を防ぐには、短波長側での光吸
収は９０％以上であることが望ましい。光透過電極とし
てアモルファスシリコンを使用した場合、材料ガスの流
量を変化させることにより、バンドギャップ２．３eV、
波長４５０nmでの透過率９６．６％という非常に望まし
い結果が得られる。In order to prevent deterioration of sensitivity, it is desirable that the light absorption on the short wavelength side is 90% or more. When amorphous silicon is used as the light transmitting electrode, the band gap is changed to 2.3 eV by changing the flow rate of the material gas.
The highly desirable result of 96.6% transmission at a wavelength of 450 nm is obtained.
【００２５】（第３実施形態）材料ガスに高周波電力を
印加して、材料ガスを分解して成膜するプラズマＣＶＤ
法によって、アモルファスシリコンナイトライド（a-Si
N:H)からなる光透過電極９の形成について説明する。ア
モルファスシリコンナイトライド膜の形成には、原料ガ
スとしてシラン（SiＨ4 ）とアンモニア（NH3 ）と水素
（Ｈ2 ）の混合ガスを用いる。その混合ガスを成膜室内
に投入し、基板を所定の温度に加熱した状態で高周波電
力を（例えば１３．５６ＭHz）を印加する。そうすると
発生したプラズマにより、シラン、アンモニア、水素の
混合ガスを分解し、アモルファスシリコンナイトライド
からなる光透過電極８を形成する。ここで、これらの混
合ガスの混合比を適宜調整することにより、所望のアモ
ルファスシリコンナイトライド膜を得る。(Third Embodiment) Plasma CVD in which high-frequency power is applied to a material gas to decompose the material gas to form a film.
Amorphous silicon nitride (a-Si
The formation of the light transmissive electrode 9 made of N: H) will be described. In forming the amorphous silicon nitride film, a mixed gas of silane (SiH 4 ), ammonia (NH 3 ) and hydrogen (H 2 ) is used as a raw material gas. The mixed gas is introduced into the film forming chamber, and high frequency power (for example, 13.56 MHz) is applied while the substrate is heated to a predetermined temperature. The plasma thus generated decomposes the mixed gas of silane, ammonia, and hydrogen to form the light transmitting electrode 8 made of amorphous silicon nitride. Here, a desired amorphous silicon nitride film is obtained by appropriately adjusting the mixing ratio of these mixed gases.
【００２６】本実施形態によれば、第２実施形態と同様
の効果が得られる。 （変形例）光透過電極はアモルファスシリコン、アモル
ファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンナイ
トライドに限らず、アモルファスシリコン系の薄膜を用
いることができる。According to this embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. (Modification) The light transmitting electrode is not limited to amorphous silicon, amorphous silicon carbide, and amorphous silicon nitride, and an amorphous silicon-based thin film can be used.
【００２７】本発明の受光部上に絶縁膜を介して光透過
電極を形成するという構成は、ＣＣＤを用いた固体撮像
装置に限らず、ＭＯＳ型固体撮像装置などにも適用する
ことができる。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することが可能である。The structure of the present invention in which the light transmitting electrode is formed on the light receiving portion via the insulating film can be applied not only to the solid-state image pickup device using a CCD but also to a MOS type solid-state image pickup device and the like. Other various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、固
定パターン雑音の発生を防止するために受光部上に絶縁
膜を介して形成する光透過電極をアモルファスシリコン
系の薄膜とすることで、光透過電極で可視光領域の吸収
が無いために、感度の劣化を防止することができる。As described above, according to the present invention, the light transmitting electrode formed on the light receiving portion via the insulating film in order to prevent the generation of fixed pattern noise is an amorphous silicon thin film. Since the light-transmitting electrode does not absorb visible light, it is possible to prevent deterioration of sensitivity.
【図１】本発明の第１実施形態に係わる固体撮像装置の
画素構造を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a pixel structure of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態に係わる固体撮像装置の
画素配列を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a pixel array of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the invention.
【図３】従来の固体撮像装置の画素構造を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a pixel structure of a conventional solid-state imaging device.
【図４】従来の埋め込みフォトダイオード型固体撮像装
置の画素構造を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a pixel structure of a conventional embedded photodiode type solid-state imaging device.
【図５】従来のピニングフォトダイオード型固体撮像装
置の画素構造を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a pixel structure of a conventional pinning photodiode type solid-state imaging device.
１…Ｓｉ基板 ２…受光部 ３…信号電荷転送チャネル ４…素子分離部 ５…第１の絶縁膜 ６…信号電荷転送電極 ７…第２の絶縁膜 ８…遮光膜 ９…光透過電極 １０…正孔蓄積層 １１…ｐ+ 層 １２…透明電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Si substrate 2 ... Light receiving part 3 ... Signal charge transfer channel 4 ... Element isolation part 5 ... 1st insulating film 6 ... Signal charge transfer electrode 7 ... 2nd insulating film 8 ... Light-shielding film 9 ... Light transmission electrode 10 ... Hole accumulation layer 11 ... P + layer 12 ... Transparent electrode
Claims (2)
これらの受光部に隣接して設けられ、前記受光部で得ら
れた信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直ＣＣＤ
と、前記垂直ＣＣＤの端部と接続され、前記信号電荷を
水平方向に転送する水平ＣＣＤと、前記受光部を除く領
域上に形成された導電性の遮光膜と、前記受光部上に絶
縁膜を介して形成され、かつ前記遮光膜に直接接続され
たアモルファスシリコン系の薄膜からなる光透過電極と
を具備してなることを特徴とする固体撮像装置。1. A light receiving section which is two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate,
A plurality of vertical CCDs provided adjacent to these light receiving portions and vertically transferring the signal charges obtained by the light receiving portions.
A horizontal CCD connected to the end of the vertical CCD to transfer the signal charges in the horizontal direction, a conductive light-shielding film formed on a region excluding the light receiving portion, and an insulating film on the light receiving portion. And a light transmitting electrode formed of an amorphous silicon thin film directly connected to the light shielding film.
らの受光部で得られた信号電荷を転送する信号電荷転送
部を形成する工程と、前記信号電荷転送部上に導電性の
遮光膜を形成する工程と、前記受光部上に絶縁膜を介
し、かつ前記遮光膜上に直接、ＣＶＤ法によってアモル
ファスシリコン系の薄膜からなる光透過電極を形成する
工程とを含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方
法。2. A step of forming a plurality of light receiving portions on a semiconductor substrate, and a signal charge transfer portion for transferring signal charges obtained by these light receiving portions, and a conductive light-shielding film on the signal charge transfer portion. And a step of forming a light-transmitting electrode made of an amorphous silicon-based thin film by a CVD method directly on the light-shielding film via an insulating film on the light-receiving portion. Manufacturing method of imaging device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7234292A JPH0982933A (en) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | Solid state image sensing device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7234292A JPH0982933A (en) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | Solid state image sensing device and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982933A true JPH0982933A (en) | 1997-03-28 |
Family
ID=16968709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7234292A Pending JPH0982933A (en) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | Solid state image sensing device and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0982933A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6809359B2 (en) | 2001-05-16 | 2004-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and method for driving the same |
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-
1995
- 1995-09-12 JP JP7234292A patent/JPH0982933A/en active Pending
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