JPH0744262B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0744262B2 JPH0744262B2 JP58175467A JP17546783A JPH0744262B2 JP H0744262 B2 JPH0744262 B2 JP H0744262B2 JP 58175467 A JP58175467 A JP 58175467A JP 17546783 A JP17546783 A JP 17546783A JP H0744262 B2 JPH0744262 B2 JP H0744262B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- conversion element
- element group
- film
- junction diode
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光電変換素子の一部に光遮蔽膜を有した固体撮
像装置の製造方法に関するものである。
像装置の製造方法に関するものである。
従来例と構成とその問題点 固体撮像装置は、半導体基板上にアレイ状に配置された
複数個の光電変換素子と、その集積された電荷を時間系
列的に読み出す読み出し手段とで構成されている。
複数個の光電変換素子と、その集積された電荷を時間系
列的に読み出す読み出し手段とで構成されている。
従来、この種の固体撮像装置として、PN接合ダイオード
を光電変換素子として用いるものが一般的である。PN接
合ダイオードで光電変換され、集積された電荷は、MOS
トランジスタを用いた走査回路から、電荷転送素子を利
用して時間系列の電気信号として取り出される。
を光電変換素子として用いるものが一般的である。PN接
合ダイオードで光電変換され、集積された電荷は、MOS
トランジスタを用いた走査回路から、電荷転送素子を利
用して時間系列の電気信号として取り出される。
このような固体撮像装置において、PN接合ダイオードに
入射する光がない場合でも、熱的に発生する電荷（いわ
ゆる暗電流）が集積される。この暗電流は温度に応答し
て増減する性質をもつ。したがって、PN接合ダイオード
に入射する光に応答した電荷を集積するとき、前述の暗
電流があるため、光に応答した信号電荷との混合が起こ
り、入射画像に正確に応答した映像信号が得られない。
入射する光がない場合でも、熱的に発生する電荷（いわ
ゆる暗電流）が集積される。この暗電流は温度に応答し
て増減する性質をもつ。したがって、PN接合ダイオード
に入射する光に応答した電荷を集積するとき、前述の暗
電流があるため、光に応答した信号電荷との混合が起こ
り、入射画像に正確に応答した映像信号が得られない。
このため、PN接合ダイオードアレイ中のあらかじめ定め
られた少なくとも一部のPN接合ダイオード上に入射した
光を遮蔽する手段、すなわち、光遮蔽膜を設け、光遮蔽
されたPN接合ダイオードで暗電流のみを集積させる。光
遮蔽膜が設けられていないPN接合ダイオードでは光に応
答して集積された信号電荷と暗電流が混合した信号出力
となるが、光遮蔽されたPN接合ダイオードの信号出力を
基準信号レベルに対応させることにより、温度に依存し
ない安定した映像信号を取り出すことができる。
られた少なくとも一部のPN接合ダイオード上に入射した
光を遮蔽する手段、すなわち、光遮蔽膜を設け、光遮蔽
されたPN接合ダイオードで暗電流のみを集積させる。光
遮蔽膜が設けられていないPN接合ダイオードでは光に応
答して集積された信号電荷と暗電流が混合した信号出力
となるが、光遮蔽されたPN接合ダイオードの信号出力を
基準信号レベルに対応させることにより、温度に依存し
ない安定した映像信号を取り出すことができる。
従来、光遮蔽膜を設ける方法として、半導体素子のパシ
ベーション保護膜形成後に光遮蔽膜を設ける方法がとら
れる。この場合、パシベーション保護膜形成後、不透明
膜を形成し必要な部分のみのパターンを形成する方法
と、別にガラス基板上に光遮蔽膜のパターンを前もって
形成しておき、これと半導体素子を張り合わせる方法が
ある。前者の方法では、パシベーション保護膜形成後、
アルミニウム（AL）膜等の光遮蔽膜が形成されるため、
光遮蔽膜上には、保護膜が存在しなく信頼性上問題があ
る。後者については、ガラス基板上の光遮蔽パターンを
半導体素子上のPN接合ダイオードと精度よく合わせる困
難がつきまとい、製造上大きな問題となっている。
ベーション保護膜形成後に光遮蔽膜を設ける方法がとら
れる。この場合、パシベーション保護膜形成後、不透明
膜を形成し必要な部分のみのパターンを形成する方法
と、別にガラス基板上に光遮蔽膜のパターンを前もって
形成しておき、これと半導体素子を張り合わせる方法が
ある。前者の方法では、パシベーション保護膜形成後、
アルミニウム（AL）膜等の光遮蔽膜が形成されるため、
光遮蔽膜上には、保護膜が存在しなく信頼性上問題があ
る。後者については、ガラス基板上の光遮蔽パターンを
半導体素子上のPN接合ダイオードと精度よく合わせる困
難がつきまとい、製造上大きな問題となっている。
光遮蔽膜を形成後、パシベーション保護膜を形成するこ
とが望ましいが、この方法がとれない一番大きな理由
は、光遮蔽膜を形成すると、光遮蔽膜下のPN接合ダイオ
ードと、光遮蔽膜を設けないPN接合ダイオードとで暗電
流の発生量が変わってしまうことにある。そのため、信
号の基準レベルとして、光遮蔽膜を設けたPN接合ダイオ
ードの信号を使用できないことにある。
とが望ましいが、この方法がとれない一番大きな理由
は、光遮蔽膜を形成すると、光遮蔽膜下のPN接合ダイオ
ードと、光遮蔽膜を設けないPN接合ダイオードとで暗電
流の発生量が変わってしまうことにある。そのため、信
号の基準レベルとして、光遮蔽膜を設けたPN接合ダイオ
ードの信号を使用できないことにある。
PN接合ダイオード上に、光遮蔽膜があり、その上からパ
シベーション保護膜が形成されたPN接合ダイオードと、
光遮蔽膜なしでパシベーション保護膜を形成されたPN接
合ダイオードとでは、パシベーション保護膜の影響が異
なるためである。これを改善するため各種のパシベーシ
ョン保護膜形成方法が試みられたが、解決できるパシベ
ーション保護膜形成法が見出されず、現状前述したよう
なパシベーション保護膜形成後、光遮蔽膜を形成する方
法をとらざるを得ない状況にある。
シベーション保護膜が形成されたPN接合ダイオードと、
光遮蔽膜なしでパシベーション保護膜を形成されたPN接
合ダイオードとでは、パシベーション保護膜の影響が異
なるためである。これを改善するため各種のパシベーシ
ョン保護膜形成方法が試みられたが、解決できるパシベ
ーション保護膜形成法が見出されず、現状前述したよう
なパシベーション保護膜形成後、光遮蔽膜を形成する方
法をとらざるを得ない状況にある。
発明の目的 本発明は、パシベーション保護膜形成前に光遮蔽膜を形
成することができ、パシベーション保護膜形成の影響に
よる素子特性の変化を改善する固体撮像装置の製造方法
を提供するものである。
成することができ、パシベーション保護膜形成の影響に
よる素子特性の変化を改善する固体撮像装置の製造方法
を提供するものである。
発明の構成 本発明は、半導体基板上に第１の光電変換素子群及び第
２の光電変換素子群を形成し、前記第２の光電変換素子
群の表面側に光遮蔽膜を形成し、その後、前記第１の光
電変換素子群及び前記第２の光電変換素子群の表面にパ
シベーション保護膜を形成した後、水素雰囲気中で熱処
理することを特徴とする固体撮像装置の製造方法であ
り、これにより、パシベーション保護膜を形成したこと
による界面状態の変化を改善し、パシベーション保護膜
下の構造の違いによる暗電流の差異をなくし、また素子
全体の暗電流レベルもひき下げ、暗電流による特性劣化
も改善するものである。
２の光電変換素子群を形成し、前記第２の光電変換素子
群の表面側に光遮蔽膜を形成し、その後、前記第１の光
電変換素子群及び前記第２の光電変換素子群の表面にパ
シベーション保護膜を形成した後、水素雰囲気中で熱処
理することを特徴とする固体撮像装置の製造方法であ
り、これにより、パシベーション保護膜を形成したこと
による界面状態の変化を改善し、パシベーション保護膜
下の構造の違いによる暗電流の差異をなくし、また素子
全体の暗電流レベルもひき下げ、暗電流による特性劣化
も改善するものである。
実施例の説明 第１図ａは、本発明を実施した電荷転送形固体撮像装置
の構成図であり、図中の各符号で、１はPN接合ダイオー
ドからなる光電変換素子列、２は垂直転送電荷転送素子
列、３は水平読み出し用の電荷転送素子列を示す。そし
て、この固体撮像装置は、電荷転送素子列３に隣接して
出力検知部４が設けられている。光電変換素子列１の数
はたとえば横404列縦496行からなり、このうちの所定箇
所をAL配線に使うAL膜５（斜線部で図示）で光遮蔽膜を
形成している。すなわち、光遮蔽膜５が存在しない複数
の光電変換素子からなる第１の光電変換素子群と遮光膜
５で覆われた複数の光電変換素子からなる第２の光電変
換素子群が構成されている。
の構成図であり、図中の各符号で、１はPN接合ダイオー
ドからなる光電変換素子列、２は垂直転送電荷転送素子
列、３は水平読み出し用の電荷転送素子列を示す。そし
て、この固体撮像装置は、電荷転送素子列３に隣接して
出力検知部４が設けられている。光電変換素子列１の数
はたとえば横404列縦496行からなり、このうちの所定箇
所をAL配線に使うAL膜５（斜線部で図示）で光遮蔽膜を
形成している。すなわち、光遮蔽膜５が存在しない複数
の光電変換素子からなる第１の光電変換素子群と遮光膜
５で覆われた複数の光電変換素子からなる第２の光電変
換素子群が構成されている。
第１図ｂは同図のＡ−Ａ′線に沿った断面模式図であ
る。パシベーション保護膜６は気相成長（CVD）でリン
ガラス（PSG）を5000Å、二酸化シリコン膜を3000Å堆
積している。このあと、水素を５％含んだ窒素ガスの40
0℃の雰囲気中で約30分間の熱処理をおこなった。
る。パシベーション保護膜６は気相成長（CVD）でリン
ガラス（PSG）を5000Å、二酸化シリコン膜を3000Å堆
積している。このあと、水素を５％含んだ窒素ガスの40
0℃の雰囲気中で約30分間の熱処理をおこなった。
また、別の実施例として同じ温度で水素ガス中で30分間
の熱処理をおこなった。
の熱処理をおこなった。
尚、第１図ｂにおいて、図中の各符号で、７は垂直転送
電化転送電極、８はPN接合ダイオードの信号電荷を垂直
転送電荷転送素子に移す電極、９は垂直転送電荷転送領
域、10はPN接合ダイオード、11は半導体基板、12はチャ
ンネルストッパー、13は絶縁酸化膜を示したものであ
る。
電化転送電極、８はPN接合ダイオードの信号電荷を垂直
転送電荷転送素子に移す電極、９は垂直転送電荷転送領
域、10はPN接合ダイオード、11は半導体基板、12はチャ
ンネルストッパー、13は絶縁酸化膜を示したものであ
る。
従来、AL膜形成後に水素雰囲気中で熱処理のおこなわれ
ることはあったが、パシベーション保護膜形成後の水素
雰囲気中の熱処理効果は考慮されていなかった。
ることはあったが、パシベーション保護膜形成後の水素
雰囲気中の熱処理効果は考慮されていなかった。
本発明の効果をみるため、25℃,40℃,60℃,80℃と温度
を変え、光遮蔽したPN接合ダイオードからの信号出力
と、光遮蔽していないPN接合ダイオードの信号出力の差
異を測定した。
を変え、光遮蔽したPN接合ダイオードからの信号出力
と、光遮蔽していないPN接合ダイオードの信号出力の差
異を測定した。
第２図は、第１図に示した構成の電荷転送形固体撮像装
置における光遮蔽されたPN接合ダイオード近くに存在す
る、光遮蔽されたPN接合ダイオードと光遮蔽のないPN接
合ダイオードとの１水平成分の信号出力で、暗時、光遮
蔽されたPN接合ダイオードからの信号V1と、光遮蔽され
ていない信号V2とを比較すると、その差（信号量）ΔＶ
は、従来のもので、25℃で2mV,80℃で50mVにもなってい
たが、本発明の処理をおこなうことにより、25℃では全
く差がなく、80℃においてもノイズ信号レベル内の変化
が認められる程度で、実用上全然問題のないレベルとな
った。
置における光遮蔽されたPN接合ダイオード近くに存在す
る、光遮蔽されたPN接合ダイオードと光遮蔽のないPN接
合ダイオードとの１水平成分の信号出力で、暗時、光遮
蔽されたPN接合ダイオードからの信号V1と、光遮蔽され
ていない信号V2とを比較すると、その差（信号量）ΔＶ
は、従来のもので、25℃で2mV,80℃で50mVにもなってい
たが、本発明の処理をおこなうことにより、25℃では全
く差がなく、80℃においてもノイズ信号レベル内の変化
が認められる程度で、実用上全然問題のないレベルとな
った。
また本発明の処理は、固体撮像装置の暗電流も低減でき
ることが判明した。特に水素ガスのみでおこなった場合
その低減効果が著しく、従来方法の半分になった。具体
的には、従来方法で、80℃で70nAあったものが本発明で
は30nAとなった。なお、本発明はパシベーション保護膜
の形成の後に水素雰囲気中で熱処理することが必須の要
件である。したがって、従来のAL膜（光遮蔽膜）の形成
後に水雰囲気中で熱処理をおこなう工程を否定するもの
ではなく、遮蔽膜とパシベーション膜形成のそれぞれ後
に水素雰囲気中で熱処理をおこなってもよいことは当然
のことである。
ることが判明した。特に水素ガスのみでおこなった場合
その低減効果が著しく、従来方法の半分になった。具体
的には、従来方法で、80℃で70nAあったものが本発明で
は30nAとなった。なお、本発明はパシベーション保護膜
の形成の後に水素雰囲気中で熱処理することが必須の要
件である。したがって、従来のAL膜（光遮蔽膜）の形成
後に水雰囲気中で熱処理をおこなう工程を否定するもの
ではなく、遮蔽膜とパシベーション膜形成のそれぞれ後
に水素雰囲気中で熱処理をおこなってもよいことは当然
のことである。
本発明は電荷転送形固体撮像装置以外の固体撮像装置に
も適用できるのは勿論、その他の半導体素子に適用で
き、応用範囲は極めて広い。
も適用できるのは勿論、その他の半導体素子に適用で
き、応用範囲は極めて広い。
発明の効果 以上のように、本発明は半導体基板上の所定部分の光電
変換素子群の表面側に光遮蔽膜を形成し、その後、全部
を覆うパシベーション保護膜形成後に水素雰囲気中で熱
処理することにより、パシベーション保護膜形成による
界面状態の変化を改善することができる。
変換素子群の表面側に光遮蔽膜を形成し、その後、全部
を覆うパシベーション保護膜形成後に水素雰囲気中で熱
処理することにより、パシベーション保護膜形成による
界面状態の変化を改善することができる。
第１図ａは、本発明を実施した電荷転送形固体撮像装置
の構成図、第１図ｂは光遮蔽膜を有するPN接合ダイオー
ドの断面模式図、第２図は１水平成分の信号の光遮蔽さ
れたPN接合ダイオード近くの信号出力図である。 ５……AL膜、６……パシベーション保護膜、７……垂直
転送電荷転送電極、８……PN接合ダイオードの信号電荷
を垂直転送電荷転送素子列に移す電極、10……PN接合ダ
イオード、11……半導体基板、12……チャンネルストッ
パー、13……絶縁酸化膜。
の構成図、第１図ｂは光遮蔽膜を有するPN接合ダイオー
ドの断面模式図、第２図は１水平成分の信号の光遮蔽さ
れたPN接合ダイオード近くの信号出力図である。 ５……AL膜、６……パシベーション保護膜、７……垂直
転送電荷転送電極、８……PN接合ダイオードの信号電荷
を垂直転送電荷転送素子列に移す電極、10……PN接合ダ
イオード、11……半導体基板、12……チャンネルストッ
パー、13……絶縁酸化膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−40831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−48876（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−45223（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−11436（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板上に第１の光電変換素子群及び
第２の光電変換素子群を形成し、前記第２の光電変換素
子群の表面側に光遮蔽膜を形成し、その後、前記第１の
光電変換素子群及び前記第２の光電変換素子群の表面に
パシベーション保護膜を形成した後、水素雰囲気中で熱
処理することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項２】前記第２の光電変換素子群の表面側に光遮
蔽膜を形成し、ついで、水素雰囲気中で熱処理する工程
を含む特許請求の範囲第（１）項記載の固体撮像装置の
製造方法。 - 【請求項３】前記第１の光電変換素子群及び前記第２の
光電変換素子群の各光電変換素子がPN接合ダイオードで
なる特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の
固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175467A JPH0744262B2 (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175467A JPH0744262B2 (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066826A JPS6066826A (ja) | 1985-04-17 |
| JPH0744262B2 true JPH0744262B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=15996567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175467A Expired - Lifetime JPH0744262B2 (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744262B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2558643B2 (ja) * | 1986-08-12 | 1996-11-27 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5048876A (ja) * | 1973-09-03 | 1975-05-01 | ||
| JPS5311436A (en) * | 1976-07-17 | 1978-02-01 | Toyota Motor Corp | Three-phase air mixing type automtovie air conditioner |
| JPS5545223U (ja) * | 1978-09-18 | 1980-03-25 | ||
| JPS5840831A (ja) * | 1982-08-13 | 1983-03-09 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58175467A patent/JPH0744262B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6066826A (ja) | 1985-04-17 |
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