JPS60206270A - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

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Publication number
JPS60206270A
JPS60206270A JP59060761A JP6076184A JPS60206270A JP S60206270 A JPS60206270 A JP S60206270A JP 59060761 A JP59060761 A JP 59060761A JP 6076184 A JP6076184 A JP 6076184A JP S60206270 A JPS60206270 A JP S60206270A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
electrode
solid
electrodes
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP59060761A
Other languages
English (en)
Inventor
Kensaku Yano
健作 矢野
Kunio Matsumura
松村 邦夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は固体撮像素子に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
固体撮像素子の進展は目覚ましいものがあるが、最近に
なシ従来七ノリシックのシリコン素子と考えられていた
固体撮像素子に光電変換を半導体基板上の光導電1膜で
行い、この光導電膜にて発生した信号電荷を半導体基板
の主面に形成した走査部によって読み出す固体撮像素子
が開発されている。
次に、この固体撮像素子の一例を第1図にょシ説明する
即ち、p型半導体基板(1)の主面には、後述する第1
電極からの信号電荷を蓄積する電荷蓄積部としての第1
のn+型不純物層(2)が所定間隔をあけてマトリック
ス状に設けられている。またp型半導体基板(1)の主
面には光電変換された信号電荷を読み出すための第2の
n中型不純物層(3)が所定長さのゲート領域(4)を
介して第1のn+型不純物層(2)と隣接して設けられ
ている。この第2のn+型不純物層(3)はインターラ
イン転送方式のCODならばCODチャンネルとなる。
まだp型半導体基板(1)の主面には第1及び第2のn
+型不純物層(2)、 (3)を1単位として、これら
単位間を分離するだめのp′+型不純物層からなるスト
ッパ層(5)が設けられている。
このゲート領域(4)、第2のn+型不純物層(3)及
びストツ、R層(5)が位置するp型半導体基板(1)
上にはゲート絶縁膜(6)を介して転送電極である多結
晶シリコンゲート電極(7)か設けられている。
この多結晶シリコンゲート電極(力を含むp型半導体基
板(1)上には第1の絶縁膜(8)が被覆され、かつ第
1のC型不純物層(2)の一部に対応する第1の絶縁膜
(8)には開口部(9)が形成されている。そして第1
の絶縁膜(8)上及び開口部(9)内には互に所定距離
へだてて単位画素毎に独立した複数の第1電極Qlが設
けられ、この第1TL極tiIは開口部(9)を介して
第1のn中型不純物層(2)に接続されている。
この第1電極頭上には平滑層としての第2の絶縁膜Iが
設けられており、この第2の絶縁膜Iの平滑面上には第
2電極t121か互に所定距離へだてて単位画素毎に独
立して設けられ、かつ、この率2の電極aカは開口部U
襟を介して第1電極0Qに接続されている。
この第2の絶縁膜(11)上を含む第2電極1121上
には全面に光導電膜1141が設けられ、この光導電膜
(14!上は透明電極051により被覆され、この透明
電極u51には所定の電圧が印加されるようになってい
る。
この様な構造の固体撮像素子において、透明電極11に
所望の電圧を印加させた状態で、例えば第2電極aa上
の光導電膜(141領の領域に光が照射されると、光導
′電膜141で光*変換されて信号電荷が発生すると共
に、この信号4荷は第2電極L121及び第1電極を介
して、逆、<イアスされたp型半導体基板(1)のC型
不純物層(2)に主として蓄積される。このようにして
蓄積された信号電荷は任意の蓄積時間後に多結晶シリコ
ンゲート電極(7)に電圧を印加することにょシ、ゲー
ト領域(4)を通って第2のn+型不純物1a (3)
に読み出される。
先導iに膜Iには光導電型撮像管の光導電ターゲット材
料を中心に種々の材料が使用されているが、その中で特
にアモルファスシリコン模が注目されている。その理由
は、他の材料例えば8BJ@ # (Cd、 Zn) 
Te、 As−8s−Te系の様にシリコン素子の製造
工程には余りなじみのない■族の材料が含まれているが
アモルファスシリコン模は材料的にも同一でちるため、
従来の製造工程にもとシいれ易い利点があるからである
さて、第1図に示す固体撮像素子において、光導t r
m u4Jは本来約I QHΩα程度の高抵抗を有して
いるので、第2電極(2)相互間で信号電荷が横方向に
リーケージしなくなシ、従って飽和信号電流としては1
00μ八程度得ることができるようになっている。
然しなから、この固体撮像素子において、光導電rs 
amとしては横方向の抵抗値が高いため、信号電荷の横
方向への拡散は小ないが、強い外部光が照射されると、
信号電荷の一部が横方向へも拡散し、画面上に所謂にじ
み現象として観測され、画質を著しく低下させるという
問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明は上述した問題点を除去するためになされたもの
であシ光導電膜内の各第2電極間に対応する光導電膜内
に横方向への信号電荷のり一ケージを防止し、強い外部
光が照射されても画面上K、所謂にじみ現象を発生させ
ることなく、画質を良好にすることが可能な固体撮像素
子を提供することを目的としている。
〔発明の概要〕
即ち、本発明は電荷蓄積部およびこの電荷#種部に蓄積
された電荷を転送する電荷転送部を有する半導体基板と
、電荷蓄積部の一部に第1の開口部を有するように半導
体基板上に設けられた第1の絶縁膜と、第1の開口部を
介して前記′電荷蓄積部と接続するように第1の絶縁膜
上に単位画素毎に形成された第1電極と、この第1電極
及び第1の絶縁層を覆うように形成された平滑層ト、シ
ての第2の絶縁膜と、この第2の絶縁膜の第2の開口部
を介して第1電極と接続するように第2の絶縁+19上
に単位画素毎に形成された第2電極と、この第2電極及
び第2の絶縁膜上に形成された光導電膜と、この光導電
膜上に形成された透明電極とからなる固体撮像素子にお
いて、第2電極間の光導電膜にはぼ透明電極に達する粒
界を設けたことを特徴としており、粒界が第2電極間に
設けられた凹溝部によ多形成されたこと、粒界が第2電
極間に設けられた突起状部によ多形成されたことを実施
態様としている。
〔発明の実施例〕
次に本発明の固体撮像素子の一実施例を第2図により説
明する。図中第1図と同一符号は同一部を示す。
即ち、p型半導体基板(1)の主面には、後述する第1
電極からの信号電荷を蓄積する電荷蓄積部としての第1
のn+型不純物層(2)が所定間隔をあけてマトリック
ス状に設けられている。またp型半導体基板の主面には
光電変換された信号電荷を読み出すだめの第2のn+型
不純物層(3)が所定長さのゲート領域(4)を介して
第1の?型不純物層と隣接して設けられている。この第
2のn十型不純物層はインターライン転送方式のCOD
ならばCCDチャンネルとなる。
またp型半導体基板(1)の主面には第1及び第2のn
+型不純物層(2)、(3)を1単位として、これら単
位間を分離するためのp十型不純物層からなるストッパ
層(5)が設けられている。
このゲート領域(4)、第2のn+型不純物層及びスト
ツノ9層(5)が位置するp型半導体基板(1)にはゲ
ート絶縁膜(6)を介して転送電極である多結晶シリコ
ンゲート電極(力が設けられている。
即ち第2のn+型不純物層(3)、ゲート領域(4)及
び多結晶シリコンゲート電極(7)により電荷転送部が
形成されることになる。
この多結晶シリコンゲート電極(7)を含むp型半導体
基板(1)上には第1の絶縁膜(8)が被覆され、かつ
第1のn″′型不純物層(2)の一部に対応する第1の
絶縁膜(8)には、開口部(9)が形成されている。そ
して第1の絶縁+il (8)上及び開口部(9)内に
は互いに所定距離へだてて晰位画素毎に独立した複数の
第1電極(10が設けられ、この第1電極1Gは開口部
(9)を介して第1のn+型不純物層(2)に接続され
ている。
この第1電極([〔上には平滑層としての第2の絶縁l
il:!0υが設けられておシ、この第2の絶縁膜Uυ
の平滑面上には第2電極(12Jが互に所定距離へだて
て単位画素毎に独立して設けられ、かつ、この第2′1
■極113は開口部(13を介して第1電極(111に
接続されている。
ここ迄の(14造は第1図のものと嫌ぼ同様であるか本
実施例においては第2電極a4間の第2の絶縁+1Q 
(lυを反応性イオンエツチング方法で深さ約0.5乃
至1μm程度蝕刻し角形溝部(2I)を形成するがこの
溝の形成においては溝の幅AD及びBCが必ずしも’A
 2 ’電極(121間の間隔に一致しなくとも良くま
た角形でなくとも良い。
次に光導電膜(2)として水素希釈したSiH4ガスを
グロー放電分解することによってアモルファスシリコン
膜を約3μ堆積させた。グロー放電分解法は通常数To
rrの粘性流領域で行なわれるので、アモルファスシリ
コン膜は角形溝部(21)内にも十分堆積される。この
アモルファスシリコンが堆積される過程で第2電極1り
端部A、Dと角形溝(21)の低送B、C面では堆積さ
れる方向が異なるので結果的には図に示すようなアモル
ファスシリコン膜の粒界a、b、cが成長するようにな
る。但し、粒界Cを成長させるためには少くとも堆積す
る光導11尤膜(21の厚さは溝幅ABの半分よシ厚く
なければならない。このとき光導電膜−内に窒間口がで
きる場合がある。また粒界Cは膜厚が十分厚ければ光導
電膜(2)の表面には到達しない場合もある。
このあと透明電極l151を形成して固体撮像素子を完
成する。
ここで、成長する粒界a、b、cは多結晶などにおける
粒界と同じ性質を有するものと考えられるので電子を阻
止する様な障壁が形成されることになる。従って強い外
部光が照射されても信号電荷の一部が横方向へ拡散し、
画面上に所謂にじみ現象を発生させることがほとんどな
くなり品質の良好な画質を得ることが可能となる。
次に本発明の固体撮像素子の他の実施例を第3図により
説明する。但し、前の実施例と同一符号は同一部を示し
、また主要部のみを説明する。
即ち、本実施例は第2の絶縁膜I上に形成された第2電
極(121間に突起状部6υを形成し1、前の実施例と
同様に光導電膜(ロ)としてアモルファスシリコンを堆
積させるとこの突起状部(31)に対応する位置に粒界
dが成長する。次に透明電極(19を形成して固体撮像
素子を完成する。この突起状部01)としては、絶縁材
料からなる無機材料や耐熱有機材料で良いが、実施例で
は耐熱有機材料であるポリイミドを使用し1反応性イオ
ンエツチングによシ形成した。
前述した2つの実施例では凹溝部や突堤部により粒界を
形成したか他の構造によっても粒界が成長すればよいこ
とは勿論である。
〔発明の効果〕
上述のように本発明によれば第2電極間の光導電膜に積
極的に電子を阻止する機能を有する粒界を成長させるこ
とによシにじみ現象を防止し、画質品位の良好な固体撮
像素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の固体撮像素子の一例の一部拡大断面図、
第2図は本発明の固体撮像素子の一笑施例の一部拡大断
面図、第3図は本発明の固体撮像素子の他の実施例のτ
部拡大断面図である。 l・・・シリコン基板 2・・・第1のn+型不純物層
3・・・第2のれ+型不純物層 4・・−ゲート領域5
・・・ストツノ9層 6・・・ゲート絶縁膜7・・・多
結晶シリコンゲート電極 8・・・第1の絶縁膜10−
・・第1電極 11・・・第2の絶縁膜12・・・第2
電極 14.24.34・・・光導電膜15・・・透明
電極 21・・・角形溝部31−・・突起状部 IL 
1 b g (! + d ”・粒界代理人 弁理士 
井 上 −男

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電荷蓄積部およびこの電荷蓄積部に蓄積された電
    荷を転送する電荷転送部を有する半導体基板と、前記電
    荷蓄積部の一部に第1の開口部を有するように前記半導
    体基板上に設けられた第1の絶縁膜と、前記第1の開口
    部を介して前記電荷蓄積部と接続するように前記第1の
    絶縁膜上に単位画素毎に形成された第1電極と、この第
    1を極及び前記第1の絶縁層を覆うように形成された平
    滑層としての第2の絶縁膜と、この第2の絶縁膜の第2
    の開口部を介して前記第11!極と接続するように前記
    第2の絶縁膜上に単位画素毎に形成された第2電極と、
    この第2電極及び第2の絶縁膜上に形成された光導電膜
    と、この光導電膜上に形成された透明電極とからなる固
    体撮像素子において、前記第2゛覗極間の前記光導電膜
    に#1ぼ前記透明電極に達する粒界を設けてなることを
    特徴とする固体撮像素子。
  2. (2)粒界が第2電極間に設けられた凹溝部により形成
    されてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の固体撮像素子。
  3. (3)粒界が第2電極間に設けられた突起状部によシ形
    成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の固体撮像素子。
JP59060761A 1984-03-30 1984-03-30 固体撮像素子 Pending JPS60206270A (ja)

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JPS60206270A true JPS60206270A (ja) 1985-10-17

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ID=13151579

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JP (1) JPS60206270A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013093353A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Fujifilm Corp 有機撮像素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013093353A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Fujifilm Corp 有機撮像素子

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