JPS61188963A - 半導体デバイス - Google Patents
半導体デバイスInfo
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- JPS61188963A JPS61188963A JP60029557A JP2955785A JPS61188963A JP S61188963 A JPS61188963 A JP S61188963A JP 60029557 A JP60029557 A JP 60029557A JP 2955785 A JP2955785 A JP 2955785A JP S61188963 A JPS61188963 A JP S61188963A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はトランジスター、ダイオード、フォトダイオー
ドアレイ、光導電素子あるいはこれらの半導体素子を集
積化したイメージセンサ−等の半導体デバイスに用いる
。
ドアレイ、光導電素子あるいはこれらの半導体素子を集
積化したイメージセンサ−等の半導体デバイスに用いる
。
従来の技術
従来の半導体デバイスは保護膜として５１ｏ２またはＳ
ｉ３Ｎ４を主に用いＡ１２ｏ３が一部使われている。任
意の基板上に保護膜を形成する方法として、６００℃以
上の高温で原料ガスを分解し反応させる熱ＣＶＤ法のほ
か３００ ’Ｃ以下の低温で薄膜形成の可能な電子ビー
ム蒸着法、スパッタ法。
ｉ３Ｎ４を主に用いＡ１２ｏ３が一部使われている。任
意の基板上に保護膜を形成する方法として、６００℃以
上の高温で原料ガスを分解し反応させる熱ＣＶＤ法のほ
か３００ ’Ｃ以下の低温で薄膜形成の可能な電子ビー
ム蒸着法、スパッタ法。
プラズマＣＶＤ法が用いられる。Ｓ ｉ０２は最も良く
使われるがアルカリイオンに対する阻止能力が必要な場
合はＳｉ３Ｎ４かＡ１２ｏ３を用いる。低温でカバレッ
ジの良い保護膜を形成できるのはスパッタ法とプラズマ
ＣＶＤ法であるが、スパッタ法は高エネルギー粒子が半
導体を衝撃し特性劣化を起こし易いためプラズマＣＶＤ
法が半導体デバイスに保護膜を形成するのに最も適して
いる。プラズマＣＶＤで５ｌｏ２膜を形成するには原料
ガスとしてＳｉＨとＮ２ｏを混合して反応容器内に導き
減圧状態で高周波放電を起こすのが一般的である。同様
にＳｉ３Ｎ４膜はＳ ｘ Ｈ４とＮＨ３を原料ガスとし
て用いる。プラズマＣｖＤで形成した膜はＳｉと０の比
やＳｔとＮの比が化学量論的組成よシズしているが、取
シ込まれた結合水素が未結合の手を補償し、熱ＣＶＤに
比べても密着性が良くピンホールの少ない保護膜である
。Ａｌ２Ｏ３をプラズマＣＶＤで形成する技術は現在あ
まり知られていない。
使われるがアルカリイオンに対する阻止能力が必要な場
合はＳｉ３Ｎ４かＡ１２ｏ３を用いる。低温でカバレッ
ジの良い保護膜を形成できるのはスパッタ法とプラズマ
ＣＶＤ法であるが、スパッタ法は高エネルギー粒子が半
導体を衝撃し特性劣化を起こし易いためプラズマＣＶＤ
法が半導体デバイスに保護膜を形成するのに最も適して
いる。プラズマＣＶＤで５ｌｏ２膜を形成するには原料
ガスとしてＳｉＨとＮ２ｏを混合して反応容器内に導き
減圧状態で高周波放電を起こすのが一般的である。同様
にＳｉ３Ｎ４膜はＳ ｘ Ｈ４とＮＨ３を原料ガスとし
て用いる。プラズマＣｖＤで形成した膜はＳｉと０の比
やＳｔとＮの比が化学量論的組成よシズしているが、取
シ込まれた結合水素が未結合の手を補償し、熱ＣＶＤに
比べても密着性が良くピンホールの少ない保護膜である
。Ａｌ２Ｏ３をプラズマＣＶＤで形成する技術は現在あ
まり知られていない。
発明が解決しようとする問題点
従来例のプラズマＣＶＤにより形成した５１３Ｎ４とＳ
ｉ０２は半導体の保護膜として優れているが、半導体
素子を構成する金属電極や金属配線部に対し放電によっ
て生成したＳｔを含むラジカルやイオンが化学反応して
シリサイド化し易い。ＡＡ！Ｓｔ。
ｉ０２は半導体の保護膜として優れているが、半導体
素子を構成する金属電極や金属配線部に対し放電によっ
て生成したＳｔを含むラジカルやイオンが化学反応して
シリサイド化し易い。ＡＡ！Ｓｔ。
ＭｇＳｉ、ＭｏＳｉ、ＣｒＳｉ、ＷＳｉ等の金Ｊｉｉ
カＳ ｉと反応してシリサイド化すると非常に高抵抗と
なシミ極や配線部としての初期の機能を果たさなくなる
。
カＳ ｉと反応してシリサイド化すると非常に高抵抗と
なシミ極や配線部としての初期の機能を果たさなくなる
。
特に金属の膜厚がｌＪ＼さい場合は大きな問題となシま
た非晶質半導体とオーミック接触の得られるＭｑやＡｌ
は特にシリサイド化し易く一問題であ４さらに５１ｏ２
を形成する場合酸素イオンによりＡＩは表面にＡ１２Ｑ
３ができて内部を保護するが、Ｍｑは完全に酸化して絶
縁体に変化してしまう。
た非晶質半導体とオーミック接触の得られるＭｑやＡｌ
は特にシリサイド化し易く一問題であ４さらに５１ｏ２
を形成する場合酸素イオンによりＡＩは表面にＡ１２Ｑ
３ができて内部を保護するが、Ｍｑは完全に酸化して絶
縁体に変化してしまう。
問題点を解決するための手段
本発明は、プラズマＣＶＤによって形成したＢＮを主成
分とする薄膜を半導体および金属電極。
分とする薄膜を半導体および金属電極。
金属配線部と直接接触する保護膜として用いることによ
り、従来の問題点を解決することができるものである。
り、従来の問題点を解決することができるものである。
原料ガスはＢを含むガスとしてＮ２かＮ２で希釈したＢ
２Ｈ６と、Ｎを含むガスとしてＮ２かＮ２で希釈したＮ
Ｈ３あるいはＮ２を用いることができる。
２Ｈ６と、Ｎを含むガスとしてＮ２かＮ２で希釈したＮ
Ｈ３あるいはＮ２を用いることができる。
作用
Ｂ２Ｈ６，ＮＨ３，Ｎ２．Ｎ２等のＳｔや０あるいは・
ロゲン原子を含まないガスを用いるため放電によって生
成するラジカルやイオンは金属とほとんど反応せず、半
導体素子上に透明硬質、絶縁性のＨを含むＢＮ薄膜をア
ルカリイオンを阻止する防湿性と耐摩耗性のある保護膜
として形成できる。
ロゲン原子を含まないガスを用いるため放電によって生
成するラジカルやイオンは金属とほとんど反応せず、半
導体素子上に透明硬質、絶縁性のＨを含むＢＮ薄膜をア
ルカリイオンを阻止する防湿性と耐摩耗性のある保護膜
として形成できる。
実施例
本発明による代表的実施例を第１図に示す。この実施例
は非晶質半導体薄膜を用いて光導電型受光素子とスイッ
チング用トランジスタを同一基板上に複数個配列した一
次元イメージセンサとして機能する半導体デバイスであ
る。ガラス基板１の上に透光窓２を持つＣｒ蒸着の遮光
層３とＳ ｉ０２の絶縁膜４を積層し、この上にＣｒ蒸
着のゲート６とＳｉ３Ｎ４のゲート用絶縁膜６を形成し
ておく。
は非晶質半導体薄膜を用いて光導電型受光素子とスイッ
チング用トランジスタを同一基板上に複数個配列した一
次元イメージセンサとして機能する半導体デバイスであ
る。ガラス基板１の上に透光窓２を持つＣｒ蒸着の遮光
層３とＳ ｉ０２の絶縁膜４を積層し、この上にＣｒ蒸
着のゲート６とＳｉ３Ｎ４のゲート用絶縁膜６を形成し
ておく。
この上にプラズマＣＶＤによりアモルファスシリコン等
の非晶質半導体７，８を堆積してフォトエツチングでパ
ターン化した後オーミック接触の得られるＭｑ 、Ａ１
等を蒸着して金属電極あるいは低抵抗の金属配線部とし
てパターン化して設け、透光窓９を持つ共通電極１０と
クシ型に対向する個別電極１１と非晶質半導体薄膜８で
光導電型受光素子を形成し、ソース電極１２、ドレイン
電極１３、ゲート電極６と非晶質半導体薄膜７でスイッ
チング用トランジスタを形成し、受光素子とトランジス
タの１組で１画素を読み取る一次元イメージセンサの構
成単位とする。スイッチング用トランジスタの上には必
要に応じ遮光用樹脂を塗布する。これらの金属電極およ
び金属配線部と非晶質半導体７，８の上にプラズマＣＶ
Ｄにより透明で硬質のＢＮ薄膜、水素化ＢＮ薄膜、ＢＮ
Ｃ薄膜等の保護膜１４を全面に形成する。基板温度は室
温〜３００’Ｃの低温で良く、Ｂ２Ｈ６とＮ２またはＮ
Ｈ３をＮ２希釈またはＮ２希釈して反応容器に導き容量
結合型の電衡間に１３ 、５６ＭＨｚの高周波放電を起
こして製膜する。ＢＮＣ薄膜の場合はさらにＣＨ４，Ｃ
２Ｈ４等のＣを含むガスを混合するが、金属電極あるい
は非晶質半導体とは反応しない。
の非晶質半導体７，８を堆積してフォトエツチングでパ
ターン化した後オーミック接触の得られるＭｑ 、Ａ１
等を蒸着して金属電極あるいは低抵抗の金属配線部とし
てパターン化して設け、透光窓９を持つ共通電極１０と
クシ型に対向する個別電極１１と非晶質半導体薄膜８で
光導電型受光素子を形成し、ソース電極１２、ドレイン
電極１３、ゲート電極６と非晶質半導体薄膜７でスイッ
チング用トランジスタを形成し、受光素子とトランジス
タの１組で１画素を読み取る一次元イメージセンサの構
成単位とする。スイッチング用トランジスタの上には必
要に応じ遮光用樹脂を塗布する。これらの金属電極およ
び金属配線部と非晶質半導体７，８の上にプラズマＣＶ
Ｄにより透明で硬質のＢＮ薄膜、水素化ＢＮ薄膜、ＢＮ
Ｃ薄膜等の保護膜１４を全面に形成する。基板温度は室
温〜３００’Ｃの低温で良く、Ｂ２Ｈ６とＮ２またはＮ
Ｈ３をＮ２希釈またはＮ２希釈して反応容器に導き容量
結合型の電衡間に１３ 、５６ＭＨｚの高周波放電を起
こして製膜する。ＢＮＣ薄膜の場合はさらにＣＨ４，Ｃ
２Ｈ４等のＣを含むガスを混合するが、金属電極あるい
は非晶質半導体とは反応しない。
通常の製膜条件では立方晶でダイヤモンドとほぼ同じ硬
度と約６ ｅＶの光学バンドギャップの物性を持つＢＮ
はつくりにくいが、製膜の容易な大方晶のＢＮでもモー
ス硬度８〜９．光学バンドギャップ６．２〜ｓ、７ｅＶ
の透明硬質な薄膜であシ、光学バンドギャップが２〜３
ｅＶのプラズマＣＶＤによるＳ １０２や５１３Ｎ４よ
り透光性が高く、紫外域を含む２００ ｎｍ以上の波長
の光に対し透明でである。
度と約６ ｅＶの光学バンドギャップの物性を持つＢＮ
はつくりにくいが、製膜の容易な大方晶のＢＮでもモー
ス硬度８〜９．光学バンドギャップ６．２〜ｓ、７ｅＶ
の透明硬質な薄膜であシ、光学バンドギャップが２〜３
ｅＶのプラズマＣＶＤによるＳ １０２や５１３Ｎ４よ
り透光性が高く、紫外域を含む２００ ｎｍ以上の波長
の光に対し透明でである。
また第１図の実施例の様にＬＥＤ１５の光を透光窓２，
９を通して点線で示す様に原稿１６の面に照射し反射し
た画像の濃淡を直接レンズなしで読み取る完全密着型イ
メージセンサの構成において、原稿１ｅが直接保護膜１
４に接触しても硬度の低いＳ ｉＯ２やＳｉ３Ｎ４に見
られる様なキズがつかず原稿送りロール１７の回転によ
り原稿１６が移動しても受光素子を機械的に保護でき、
半導体素子の防湿膜の機能も果たす。非晶質半導体７゜
８の少なくとも一方を多結晶Ｓｉ薄膜とすることは容易
である。たとえばスイッチング速度を速くするためトラ
ンジスターに多結晶シリコンを用いる場合は、先にＳｉ
Ｈ４を用いた熱ＣＶＤで非晶質シリコン薄膜を成長させ
レーザーアニールによって多結晶化した後プラズマＣＶ
Ｄで受光素子を構成する非晶質半導体を製膜する。第１
図の実施例で保護膜１４を形成する場合のＢ２Ｈ６のＮ
２ｆたはＨ２希釈度を大きくすると光導電型受光素子を
構成する非晶質半導体８へのＢｉ子のドーピング効果は
小さくむしろ光導電率の向上が見られる。
９を通して点線で示す様に原稿１６の面に照射し反射し
た画像の濃淡を直接レンズなしで読み取る完全密着型イ
メージセンサの構成において、原稿１ｅが直接保護膜１
４に接触しても硬度の低いＳ ｉＯ２やＳｉ３Ｎ４に見
られる様なキズがつかず原稿送りロール１７の回転によ
り原稿１６が移動しても受光素子を機械的に保護でき、
半導体素子の防湿膜の機能も果たす。非晶質半導体７゜
８の少なくとも一方を多結晶Ｓｉ薄膜とすることは容易
である。たとえばスイッチング速度を速くするためトラ
ンジスターに多結晶シリコンを用いる場合は、先にＳｉ
Ｈ４を用いた熱ＣＶＤで非晶質シリコン薄膜を成長させ
レーザーアニールによって多結晶化した後プラズマＣＶ
Ｄで受光素子を構成する非晶質半導体を製膜する。第１
図の実施例で保護膜１４を形成する場合のＢ２Ｈ６のＮ
２ｆたはＨ２希釈度を大きくすると光導電型受光素子を
構成する非晶質半導体８へのＢｉ子のドーピング効果は
小さくむしろ光導電率の向上が見られる。
１層とオーミック接触の得られるＭｑ、Ａｌも変化しな
い。受光素子として光応答速度を速くするためショット
キー接合、ＰＩＮ接合あるいはＭＩＳ構造のフォトダイ
オードを用いる場合、本発明によれば更に応力による破
壊の起き易い接合部を機械的に保護する効果がありショ
ート率を小さくすることができる。
い。受光素子として光応答速度を速くするためショット
キー接合、ＰＩＮ接合あるいはＭＩＳ構造のフォトダイ
オードを用いる場合、本発明によれば更に応力による破
壊の起き易い接合部を機械的に保護する効果がありショ
ート率を小さくすることができる。
発明の効果
以上の説明の様に、本発明によればプラズマＣＶＤによ
る低温プロセスで半導体素子の半導体および金属部の物
性に悪影響を与えず保護膜を形成することができ、更に
ＢＮ薄膜の硬質性と透明性を生かして完全密着型イメー
ジセンサの様に機械的保護と化学的保護の必要な受光素
子の保護膜として使うことが可能である。
る低温プロセスで半導体素子の半導体および金属部の物
性に悪影響を与えず保護膜を形成することができ、更に
ＢＮ薄膜の硬質性と透明性を生かして完全密着型イメー
ジセンサの様に機械的保護と化学的保護の必要な受光素
子の保護膜として使うことが可能である。
第１図は本発明による実施例の一次元イメージセンサの
断面図、第２図は第１図のセンサアレイの保護膜を形成
する前の部分平面図である。 １・・・・・・ガラス基板、７，８・・・・・・非晶質
半導体、１４・・・・・・保護膜、１６・・・・・・原
稿。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１
１ ｒｇ ｔ・・ ガ′クス遺４栽
ｌ／・−・肩別覚、陽ｌθ・・・ＪＡ遁竜極 ｌワ
断面図、第２図は第１図のセンサアレイの保護膜を形成
する前の部分平面図である。 １・・・・・・ガラス基板、７，８・・・・・・非晶質
半導体、１４・・・・・・保護膜、１６・・・・・・原
稿。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１
１ ｒｇ ｔ・・ ガ′クス遺４栽
ｌ／・−・肩別覚、陽ｌθ・・・ＪＡ遁竜極 ｌワ
Claims (3)
- （１）半導体素子の金属電極または金属配線部に接触す
る保護膜として、プラズマＣＶＤにより形成したＢＮを
主成分とする硬質透明薄膜を用いることを特徴とする半
導体デバイス。 - （２）受光素子として機能する半導体素子を少なくとも
１個用い、保護膜を通して波長が２００ｎｍ以上の光を
入射させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の半導体デバイス。 - （３）受光素子として機能する複数の半導体素子を一次
元的に配列し、保護膜と機械的に接触する原稿面の画像
を前記受光素子で読み取ることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029557A JPS61188963A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 半導体デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029557A JPS61188963A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 半導体デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61188963A true JPS61188963A (ja) | 1986-08-22 |
Family
ID=12279441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029557A Pending JPS61188963A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 半導体デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61188963A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6464266A (en) * | 1987-05-22 | 1989-03-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | Completely close contact type image sensor |
| US6458719B1 (en) * | 1999-06-28 | 2002-10-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Low dielectric constant film composed of boron, nitrogen, and hydrogen having thermal resistance, process for forming the film, use of the film between semiconductor device layers, and the device formed from the film |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55154730A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Fujikura Ltd | Method of diffusing b into si wafer |
| JPS58185428A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-29 | Sharp Corp | 光電部材 |
| JPS599989A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光半導体素子 |
| JPS59217700A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 化合物半導体製造用部材およびその製造法 |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60029557A patent/JPS61188963A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55154730A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Fujikura Ltd | Method of diffusing b into si wafer |
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