JPS5928063B2 - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法Info
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- JPS5928063B2 JPS5928063B2 JP54123335A JP12333579A JPS5928063B2 JP S5928063 B2 JPS5928063 B2 JP S5928063B2 JP 54123335 A JP54123335 A JP 54123335A JP 12333579 A JP12333579 A JP 12333579A JP S5928063 B2 JPS5928063 B2 JP S5928063B2
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- JP
- Japan
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- solid
- manufacturing
- picture element
- image sensor
- state image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/802—Geometry or disposition of elements in pixels, e.g. address-lines or gate electrodes
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光導電膜を有する高感度高密度の固体撮像素
子の製造方法に関するものである。
子の製造方法に関するものである。
従来のこの種の固体撮像素子は、第１図および第２図に
示すように、ｐ形下地基板１上の中央部に光学像を感知
するホトダイオードおよび光学信号を転送する電荷転送
素子等よりなる絵素部２（具体的構造は後述する）を設
け、この絵素部２の周囲に絵素部２を駆動するシフトレ
ジスタあるいはＣＣＤ等の駆動回路部３を設け、駆動回
路部３の上部に絶縁膜４を設けている。この絶縁膜４の
上部には、駆動回路部３の端子と絶縁膜４の開口を介し
て接続されるとともに外部配線用パッド部５に及ぶ導体
配線部６と光導電膜接続用電極Ｔとが設けられている。
さらにまた、絵素部２上には、光導電膜（たとえば、Ｚ
ｎＳｅ−Ｚｎｌ−ｘＣｄｘＴｅ・アモルファスシリコン
等）８および透明電極９が積層形成され、さらに接着剤
層１０を介してカラーフィルタ１１が貼着されている。
つぎに、絵素部２の構成について詳しく説明する。
示すように、ｐ形下地基板１上の中央部に光学像を感知
するホトダイオードおよび光学信号を転送する電荷転送
素子等よりなる絵素部２（具体的構造は後述する）を設
け、この絵素部２の周囲に絵素部２を駆動するシフトレ
ジスタあるいはＣＣＤ等の駆動回路部３を設け、駆動回
路部３の上部に絶縁膜４を設けている。この絶縁膜４の
上部には、駆動回路部３の端子と絶縁膜４の開口を介し
て接続されるとともに外部配線用パッド部５に及ぶ導体
配線部６と光導電膜接続用電極Ｔとが設けられている。
さらにまた、絵素部２上には、光導電膜（たとえば、Ｚ
ｎＳｅ−Ｚｎｌ−ｘＣｄｘＴｅ・アモルファスシリコン
等）８および透明電極９が積層形成され、さらに接着剤
層１０を介してカラーフィルタ１１が貼着されている。
つぎに、絵素部２の構成について詳しく説明する。
第３図および第４図において、ｎ＋拡散領域１２はｐ形
下地基板１とでホトダイオードを形成する。ｎ＋拡散領
域１３は、ＢＢＤを構成する拡散領域であり、第１ゲー
ト電極１４に電圧を加えることにより、ｎ＋拡散領域１
２からチャージ電荷を転送する。１５および１６はそれ
ぞれ絶縁物である。
下地基板１とでホトダイオードを形成する。ｎ＋拡散領
域１３は、ＢＢＤを構成する拡散領域であり、第１ゲー
ト電極１４に電圧を加えることにより、ｎ＋拡散領域１
２からチャージ電荷を転送する。１５および１６はそれ
ぞれ絶縁物である。
電極ＩＴは、Ｍｏで形成されてｎ＋拡散領域１２と電気
的に接続され、光導電膜８の電極を兼ねている。第２ゲ
ート電極１８はＢＢＤゲートを構成している。つぎに、
この固体撮像素子の光情報読込動作について第５図を参
照して説明する。
的に接続され、光導電膜８の電極を兼ねている。第２ゲ
ート電極１８はＢＢＤゲートを構成している。つぎに、
この固体撮像素子の光情報読込動作について第５図を参
照して説明する。
第５図Ａは駆動パルスパターン、第５図Ｂはｎ＋拡散領
域１２における電位変化を示している。時間ｔ１におい
て、第１ゲート電極１４に電圧ＶＣＨなる読込パルスＰ
，を印加すると、ｎ＋拡散領域１２における電位は第５
図Ｂに示したように（ＶＯＨ−Ｔ）にチヤージされる。
ここで、Ｔはｎ＋拡散領域１２，１３および第１ゲート
電極１４より構成されるＦＥＴのしきい値電圧である。
今、矢印Ａで示すような入射光があると、光導電膜８に
おいて電子正孔対が生成され、それぞれ電極１７および
透明電極９に到達し、ｎ＋拡散領域１２の電位が低下す
る。
域１２における電位変化を示している。時間ｔ１におい
て、第１ゲート電極１４に電圧ＶＣＨなる読込パルスＰ
，を印加すると、ｎ＋拡散領域１２における電位は第５
図Ｂに示したように（ＶＯＨ−Ｔ）にチヤージされる。
ここで、Ｔはｎ＋拡散領域１２，１３および第１ゲート
電極１４より構成されるＦＥＴのしきい値電圧である。
今、矢印Ａで示すような入射光があると、光導電膜８に
おいて電子正孔対が生成され、それぞれ電極１７および
透明電極９に到達し、ｎ＋拡散領域１２の電位が低下す
る。
しかも、この電位の低下は入射光量に比例（Ｑ１は通常
光、Ｑ２は非常に強い光の場合を示す）し、１フイール
ド期間ＴＦ蓄積されるので、電圧Ｖｓまで低下する。さ
らに、時間Ｔ２において、第１ゲート電極１４に電圧Ｖ
ＣＨを印加すると、その下のｐ形下地基板１の表面電位
が上昇し、その結果、ｎ＋拡散領域１２からｎ＋拡散領
域１３に電子の移動が生じる。それに続き、ｎ＋拡散領
域１２の電位が再び上昇し、（ＶＣＨ−ＶＴ）となる。
したがつて、ｎ＋拡散領域１３に移動した電荷の総量は
入射光に対応することとなる。このようにしてｎ＋拡散
領域１３に読み込まれた光情報は、第５図Ａに示す電圧
Ｖφなる転送パルスＰ２を第２ゲート電極１８に印加す
ることにより、ＢＢＤ電荷転送の形で光情報が第３図の
紙面の土下方向（矢印ｚで示す）へ転送される。すなわ
ち、ホトダイオードで光電変換された信号を２相クロツ
ク信号で出力段に送り出すことができる。このような固
体撮像素子の製造プロセスにおいて、導体配線部６およ
び光導電膜接続用電極７を形成した後絵素部２上面にの
み光導電膜８および透明電極９を形成する方法として、
金属製のカバーマスクを用いて所定部へのみ蒸着すると
いう方法が用いられていた（以下、マスク蒸着方式とい
う）。このマスク蒸着方式が用いられている理由はつぎ
のとおりである。
光、Ｑ２は非常に強い光の場合を示す）し、１フイール
ド期間ＴＦ蓄積されるので、電圧Ｖｓまで低下する。さ
らに、時間Ｔ２において、第１ゲート電極１４に電圧Ｖ
ＣＨを印加すると、その下のｐ形下地基板１の表面電位
が上昇し、その結果、ｎ＋拡散領域１２からｎ＋拡散領
域１３に電子の移動が生じる。それに続き、ｎ＋拡散領
域１２の電位が再び上昇し、（ＶＣＨ−ＶＴ）となる。
したがつて、ｎ＋拡散領域１３に移動した電荷の総量は
入射光に対応することとなる。このようにしてｎ＋拡散
領域１３に読み込まれた光情報は、第５図Ａに示す電圧
Ｖφなる転送パルスＰ２を第２ゲート電極１８に印加す
ることにより、ＢＢＤ電荷転送の形で光情報が第３図の
紙面の土下方向（矢印ｚで示す）へ転送される。すなわ
ち、ホトダイオードで光電変換された信号を２相クロツ
ク信号で出力段に送り出すことができる。このような固
体撮像素子の製造プロセスにおいて、導体配線部６およ
び光導電膜接続用電極７を形成した後絵素部２上面にの
み光導電膜８および透明電極９を形成する方法として、
金属製のカバーマスクを用いて所定部へのみ蒸着すると
いう方法が用いられていた（以下、マスク蒸着方式とい
う）。このマスク蒸着方式が用いられている理由はつぎ
のとおりである。
すなわち、一般に、光導電膜８は、溶剤や水分で感度が
劣化しやすく、従来より半導体装置の製造に用いられて
いるレジスト（たとえば、ＫＴＦＲ（商品名）、ＡＺｌ
３５ＯＪ（商品名）等）によるホトリソ法を用いれば、
レジスト除去工程で使用されるレジスト除去液、たとえ
ばＪ−１００（商品名）または発煙硝酸等で特性が大幅
に劣化してしまう。したがつて、従来は、マスク蒸着方
式によつてのみ製造が可能であつたが、このマスク蒸着
方式では、基板上で金属マスクを位置調整する際、ｐ形
下地基板１に傷を付けたり、またごみの付着等による欠
陥が多数生じ、完成された固体撮像素子を動作させた場
合、多数の線傷や点傷となつた。さらにまた、一般に蒸
着形成された光導電膜８および透明電極９は、強度が非
常に弱いので完成されたウエハを切断する際に付着する
ごみを洗浄等により取り除くのが難しかつた。そして、
残留したごみは、カラーフイルタ１１を接着する際に生
じる欠陥の大きな原因でもあつた（通常、カラーフイル
タ１１と透明電極９の間のギヤツプは５〜６ミクロン程
度に接着されねばならないので、カラーフイルタ１１に
よりごみが圧着され、固体撮像素子に欠陥が生じる）。
このように従来の製造方法では、製造時に欠陥が生じ、
製造時の歩留りが悪かつた。
劣化しやすく、従来より半導体装置の製造に用いられて
いるレジスト（たとえば、ＫＴＦＲ（商品名）、ＡＺｌ
３５ＯＪ（商品名）等）によるホトリソ法を用いれば、
レジスト除去工程で使用されるレジスト除去液、たとえ
ばＪ−１００（商品名）または発煙硝酸等で特性が大幅
に劣化してしまう。したがつて、従来は、マスク蒸着方
式によつてのみ製造が可能であつたが、このマスク蒸着
方式では、基板上で金属マスクを位置調整する際、ｐ形
下地基板１に傷を付けたり、またごみの付着等による欠
陥が多数生じ、完成された固体撮像素子を動作させた場
合、多数の線傷や点傷となつた。さらにまた、一般に蒸
着形成された光導電膜８および透明電極９は、強度が非
常に弱いので完成されたウエハを切断する際に付着する
ごみを洗浄等により取り除くのが難しかつた。そして、
残留したごみは、カラーフイルタ１１を接着する際に生
じる欠陥の大きな原因でもあつた（通常、カラーフイル
タ１１と透明電極９の間のギヤツプは５〜６ミクロン程
度に接着されねばならないので、カラーフイルタ１１に
よりごみが圧着され、固体撮像素子に欠陥が生じる）。
このように従来の製造方法では、製造時に欠陥が生じ、
製造時の歩留りが悪かつた。
したがつて、この発明の目的は、歩留りを大幅に向上す
ることができる固体撮像素子の製造方法を提供すること
である。
ることができる固体撮像素子の製造方法を提供すること
である。
この発明の一実施例を第６図ないし第８図に基づいて説
明する。
明する。
まず、第６図に示すように、シリコンのｐ形下地基板１
９上に、通常のＭＯＳプロセスを用いて光学像を感知す
るホトダイオードと転送用ＢＢＤ素子よりなる絵素部２
０およびＭＯＳトランジスタとＣＣＤ素子よりなる１駆
動回路部２１を形成した後、絶縁膜２２を介して導体配
線部２３、光導電膜接続用電極２４およびホトダイオー
ドと後に形成する光導電膜とを接続する電極２５を形成
する。
９上に、通常のＭＯＳプロセスを用いて光学像を感知す
るホトダイオードと転送用ＢＢＤ素子よりなる絵素部２
０およびＭＯＳトランジスタとＣＣＤ素子よりなる１駆
動回路部２１を形成した後、絶縁膜２２を介して導体配
線部２３、光導電膜接続用電極２４およびホトダイオー
ドと後に形成する光導電膜とを接続する電極２５を形成
する。
つぎに、光導電膜２６（たとえば、ＺｎＳｅＺｎｌ−Ｘ
ＣｄｘＴｅ等）および透明電極２７（たとえばＳｎをド
ープしたＩｎ２Ｏ３）を順次全面に蒸着する。
ＣｄｘＴｅ等）および透明電極２７（たとえばＳｎをド
ープしたＩｎ２Ｏ３）を順次全面に蒸着する。
その後、第７図に示すように、透明光硬化型樹脂を全面
塗布し（たとえば、商品名サマーズＵＶ７４、ノーラン
ドＮＯＡ−６１等をスピンナーを用いて１〜２μｍの厚
みで塗布する）、所定のパターンを持つホトマスクを用
いて光照射を行い、絵素部２０の上面にのみ硬化樹脂膜
パターン２８を残す。
塗布し（たとえば、商品名サマーズＵＶ７４、ノーラン
ドＮＯＡ−６１等をスピンナーを用いて１〜２μｍの厚
みで塗布する）、所定のパターンを持つホトマスクを用
いて光照射を行い、絵素部２０の上面にのみ硬化樹脂膜
パターン２８を残す。
そして、硬化樹脂膜パターン２８をエツチングマスクに
用いて光導電膜２６および透明電極２７の不要部をエツ
チング除去する。この場合、光導電膜２６がＺｎＳｅ−
Ｚｎｌ−ＸＣｄｘＴｅであれば、１０規定硝酸で２〜３
分で除去可能であるので、硬化樹脂膜パターン２８に何
ら悪影響を及ぼさない。さらに、硬化樹脂膜パターン２
８を除去せずに保護膜として用いてｐ形下地基板１９を
所定の大きさに切断し洗浄する。
用いて光導電膜２６および透明電極２７の不要部をエツ
チング除去する。この場合、光導電膜２６がＺｎＳｅ−
Ｚｎｌ−ＸＣｄｘＴｅであれば、１０規定硝酸で２〜３
分で除去可能であるので、硬化樹脂膜パターン２８に何
ら悪影響を及ぼさない。さらに、硬化樹脂膜パターン２
８を除去せずに保護膜として用いてｐ形下地基板１９を
所定の大きさに切断し洗浄する。
最後に、第８図に示すように、透明接着剤２９を用いて
カラーフイルタ３０を硬化樹脂膜パターン２８上に接着
し、外部リードとパツド部とのワイヤボンデイングを行
つて固体撮像素子を完成する。
カラーフイルタ３０を硬化樹脂膜パターン２８上に接着
し、外部リードとパツド部とのワイヤボンデイングを行
つて固体撮像素子を完成する。
ここで、透明光硬化型樹脂および透明接着剤２９として
ともにＵ硬化型接着剤を用いれば、透明電極２７とカラ
ーフイルタ３０間の２層の樹脂が同一屈折率の樹脂とな
るので、光学特性が良くなり、また、樹脂間の接着性も
良いので都合が良い。
ともにＵ硬化型接着剤を用いれば、透明電極２７とカラ
ーフイルタ３０間の２層の樹脂が同一屈折率の樹脂とな
るので、光学特性が良くなり、また、樹脂間の接着性も
良いので都合が良い。
さらに、接着時の所要時間も大幅に短縮できる。なお、
従来のカラーフイルタは３００〜４００ｎｍの波長域を
１０（Ｆｆ）程度通過させるので、通常のＵ硬化（高圧
水銀灯の３６５ｎｍの光による）が利用できる。
従来のカラーフイルタは３００〜４００ｎｍの波長域を
１０（Ｆｆ）程度通過させるので、通常のＵ硬化（高圧
水銀灯の３６５ｎｍの光による）が利用できる。
このように、この実施例の製造方法によれば、光導電膜
２６および透明電極２７の蒸着にマスク蒸着法を用いて
いないので、従来に比べ素子に傷を生じたり、ごみが付
着する確率が非常に少くなる。
２６および透明電極２７の蒸着にマスク蒸着法を用いて
いないので、従来に比べ素子に傷を生じたり、ごみが付
着する確率が非常に少くなる。
しかも、エツチングマスクに用いた透明光硬化型樹脂を
除去しないで、ｐ形下地基板１９の切断時の保護マスク
としても用いているので、水分が浸透することなく切断
後のごみの水洗除去も容易に行える。また、この透明光
硬化型樹脂は、フイルタ接着時にも残してあるので、接
着時に生じる欠陥を大幅に減少できる。したがつて、高
感度高密度の固体撮像素子を歩留りよく製造することが
可能である。さらにまた、透明光硬化型樹脂および透明
接着剤２９の双方にＵＶ硬化型接着剤を用いれば接着樹
脂層で界面を生じず光学特性が改善され、しかも硬化時
間を大幅に短縮できて製造能率が高くなる。以上のよう
に、この発明の固体撮像素子の製造方法は、光導電膜お
よび透明電極蒸着を金属マスクを用いることなく全面に
行うことにより、位置調整時に生じる傷およびごみの付
着を防ぎ、しかも、所定の領域に光導電膜および透明電
極を残すためのエツチングマスクとして透明光硬化型樹
脂による硬化樹脂膜パターンを用い、この硬化樹脂膜パ
ターンを除去せずに、下地基板切断後の洗浄およびカラ
ーフイルタの接着を行つているため、洗浄時およびフイ
ルタ接着時における光導電膜および透明電極の保護を行
うことができ、カラー化固体撮像素子の無欠陥製造の歩
留りを大幅に向上させることができるという効果がある
。
除去しないで、ｐ形下地基板１９の切断時の保護マスク
としても用いているので、水分が浸透することなく切断
後のごみの水洗除去も容易に行える。また、この透明光
硬化型樹脂は、フイルタ接着時にも残してあるので、接
着時に生じる欠陥を大幅に減少できる。したがつて、高
感度高密度の固体撮像素子を歩留りよく製造することが
可能である。さらにまた、透明光硬化型樹脂および透明
接着剤２９の双方にＵＶ硬化型接着剤を用いれば接着樹
脂層で界面を生じず光学特性が改善され、しかも硬化時
間を大幅に短縮できて製造能率が高くなる。以上のよう
に、この発明の固体撮像素子の製造方法は、光導電膜お
よび透明電極蒸着を金属マスクを用いることなく全面に
行うことにより、位置調整時に生じる傷およびごみの付
着を防ぎ、しかも、所定の領域に光導電膜および透明電
極を残すためのエツチングマスクとして透明光硬化型樹
脂による硬化樹脂膜パターンを用い、この硬化樹脂膜パ
ターンを除去せずに、下地基板切断後の洗浄およびカラ
ーフイルタの接着を行つているため、洗浄時およびフイ
ルタ接着時における光導電膜および透明電極の保護を行
うことができ、カラー化固体撮像素子の無欠陥製造の歩
留りを大幅に向上させることができるという効果がある
。
第１図は従来の固体撮像素子の平面図、第２図はその−
線断面図、第３図は同じくその要部平面図、第４図はそ
の−線断面図、第５図は同じくその動作説明のための波
形図、第６図ないし第８図はそれぞれこの発明の一実施
例を説明するための断面図である。 １９・・・・・・ｐ形下地基板、２０・・・・・・絵素
部、２１・・・・・・駆動部、２３・・・・・・導体配
線部、２６・・・・・・光導電膜、２７・・・・・・透
明電極、２８・・・・・・硬化樹脂膜パターン。
線断面図、第３図は同じくその要部平面図、第４図はそ
の−線断面図、第５図は同じくその動作説明のための波
形図、第６図ないし第８図はそれぞれこの発明の一実施
例を説明するための断面図である。 １９・・・・・・ｐ形下地基板、２０・・・・・・絵素
部、２１・・・・・・駆動部、２３・・・・・・導体配
線部、２６・・・・・・光導電膜、２７・・・・・・透
明電極、２８・・・・・・硬化樹脂膜パターン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下地基板を準備する工程と、この下地基板上に光学
像を感知転送する絵素部とこの絵素部を駆動する駆動回
路部とを形成する工程と、前記絵素部および駆動回路部
を形成した下地基板の基板面の全面に前記絵素部の光感
知部分に接続される光導電膜を形成する工程と、この光
導電膜の全面に透明電極を形成する工程と、この透明電
極の全面に光硬化型樹脂を塗布する工程と、この光硬化
型樹脂を所定のパターンマスクを用いて露光現像し前記
光硬化型樹脂による硬化樹脂膜パターンを前記絵素部の
表面に形成する工程と、この硬化樹脂膜パターンをマス
クにして前記透明電極および前記光導電膜を選択エッチ
ングする工程と、前記硬化樹脂膜パターンを除去せずに
さらに接着剤を用いて前記硬化樹脂膜パターン上にカラ
ーフィルタを接着する工程とを含む固体撮像素子の製造
方法。 ２ 前記光硬化型樹脂と前記接着剤を同材質としている
特許請求の範囲第１項記載の固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54123335A JPS5928063B2 (ja) | 1979-09-25 | 1979-09-25 | 固体撮像素子の製造方法 |
| US06/188,580 US4345021A (en) | 1979-09-25 | 1980-09-18 | Solid-state image pickup element and process for fabricating the same |
| US06/398,569 US4447720A (en) | 1979-09-25 | 1982-07-15 | Solid-state image pickup element and process for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54123335A JPS5928063B2 (ja) | 1979-09-25 | 1979-09-25 | 固体撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5646568A JPS5646568A (en) | 1981-04-27 |
| JPS5928063B2 true JPS5928063B2 (ja) | 1984-07-10 |
Family
ID=14858004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54123335A Expired JPS5928063B2 (ja) | 1979-09-25 | 1979-09-25 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928063B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60174132A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-07 | キヤノン株式会社 | 測光機能を有する光学装置 |
| JPH0675140B2 (ja) * | 1984-04-05 | 1994-09-21 | オリンパス光学工業株式会社 | 顕微鏡の写真撮影用表示装置 |
| JP4825542B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2011-11-30 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
-
1979
- 1979-09-25 JP JP54123335A patent/JPS5928063B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5646568A (en) | 1981-04-27 |
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