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JPS6216564A - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

Info

Publication number
JPS6216564A
JPS6216564A JP60155032A JP15503285A JPS6216564A JP S6216564 A JPS6216564 A JP S6216564A JP 60155032 A JP60155032 A JP 60155032A JP 15503285 A JP15503285 A JP 15503285A JP S6216564 A JPS6216564 A JP S6216564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
source
electrode
gate electrode
gate
drain
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.)
Pending
Application number
JP60155032A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Matsumoto
一哉 松本
Masatoshi Ida
井田 正利
Hiroyoshi Fujimori
弘善 藤森
Masaharu Imai
今井 正晴
Junichi Nakamura
淳一 中村
Toyokazu Mizoguchi
豊和 溝口
Chihiro Nakagawa
千尋 中川
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP60155032A priority Critical patent/JPS6216564A/ja
Publication of JPS6216564A publication Critical patent/JPS6216564A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体表面と平行にソース・ドレイン電流
が流れるように、該表面にソース・ドレインおよびゲー
トを形成した横型の静電誘導トランジスタ(SIT)よ
り成る固体撮像素子に関する。
〔従来の技術〕
Mis(Metal In5uj!ator Sem1
conductor) ゲート構造の横型SITを使用
したイメージセンサアレイについて、本発明者ら例えば
特願昭58−245059号および特願昭59−595
25号において提案していると共に、rJapanes
e Journal of Applied Phys
ics J(Vo Il、 2.4. No、5.19
85>において” A New MO3Phototr
ansistor Operating in a N
on−DestructiveReadout Mod
e”′と題して発表している。
第7図は従来の横型M[1SSIT受光素子を示す断面
図である。このMO3SITはn−チャネルのもので、
基板1はP−(1,0,0)基板で、その濃度は10′
2〜10 r S cm73の範囲である。基板1上に
はエピタキシャル法等により、厚さ5〜15μm1濃度
1〜5×10′30「3のn−チャネルB2が形成され
、このn−チャネル層2の表面に深さ0.5μm以下の
浅いn゛拡散層よりなるソース領域5とドレイン領域3
とがゲート電極7に対して自己整合的に形成されている
。また、ドレイン領域3には光電変換特性の傾斜γを1
に近づけると共に、隣接画素への光信号のもれこみ(ク
ロストーク)を減少させるための、深さ1.0μm以上
の深いn゛拡散層4が形成されている。6は厚さ200
〜1000 Aのゲート絶縁膜で、この上にソース領域
5を囲むように例えばポリS1等より成り、膜厚500
〇八以下のゲート電極7が形成されている。8はドレイ
ン電極、9はソース電極、10は絶縁膜で、ドレイン電
極8およびソース電極9は、ポ1Jsi、シリサイド等
により形成されている。
次に、一画素の平面寸法について説明する。
一画素の平面寸法を縮小することは、高解像度、高密度
撮像素子を可能にすることになり、撮像素子にとっては
重要なパラメータとなる。第7図において、Llはソー
スコンタクト5′の半径であり、コンタクト抵抗を十分
下げるには現在の技術では〜1.0 μm程度の長さと
なる。L2はソースコンタクト5′とソース電極9との
オーバーラツプであり、コンタクトを安定にとるために
は現在1μm程度必要である。L3はソース電極9とゲ
ート電極7との間隙であり、光感度の安定性のためには
1μm程度必要である。し4はゲート長であり、光感度
はユ2.0μmの時最も安定である。L5は浅いドレイ
ン領域3の長さであり、1μm程度である。
また、L6は深いドレイン領域40半分の幅であり、1
μm程度である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上のことから、結局MO5SITのデバイスの半径は
7μm程度となり、最小画素は14μm口程度1空間画
素ずらし法で10μm程度の画素ピッチとなる。ここで
、Ll、 L4. L5. L6は技術の向上とともに
小さくなるが、方法的には現方法と同様になる。
したがって、画素寸法を縮小化する。には、L2. L
3を方法的に変更する必要がある。
この発明は、以上の点に鑑み、容易に微細化でき、した
がって高解像度、高集積化が得られると共に、高感度で
高均一性を有する固体撮像素子を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段および作用〕上記目的を
達成するため、この発明では横型MO3SITにおいて
、ソースコンタクトをソースを囲むゲート電極とのセル
ファラインにより形成して、その上に透明なソース電極
を設ける。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図である。この
横型MO3SITはNチャネルのもので、11はP−基
板、12はn−エビキタシャル層、13は浅いドレイン
、14は深いドレイン、15はソース拡散層、16はゲ
ート絶縁膜、17はソース拡散層15を囲むように設け
たゲート電極、18はドレイン電極、19はソース電極
で、1000 A以下のポリSiまたはITO,SnO
2等の可視光領域では透明とみなせる材料で形成されて
いる。20は絶縁膜である。
第1図から明らかなように、この実施例によれば、ソー
スコンタクト15′がゲート電極17に対して自己整合
的に形成されているので、第7図でのL2の合わせのた
めのマージンの間隔が不要となる。
また、ソース電極19が透明とみなせるような材料で形
成されているので、第1図の光電変換感度を均一にする
ための間隙L3も不要となる。その結果、画素の最小寸
法は10μm口程度口程り、空間画素ずらし法で〜7μ
mまで画素ピッチを縮小することが可能となる。なお、
以上°の数値は第1図においてLIO=1μm、L20
 =2.um、L30 =1μm。
L40=1μmとして計算したものである。
次に、上記の自己整合コンタクトを実現するプロセスに
ついて説明する。このプロセスとしては各種考えられる
が、第1例として、IBBETransaction 
on 81ectron Devices、 vo l
、 HD−29、Nα2 、pp243〜247.19
82に発表されたSi3N4fi1mSelf−ASi
3N4fi1 Liftoff Technique 
for 5electiveoxidation(SA
LTS)法を応用したプロセスを第2図A−Cを参照し
て説明する。
第2図Aにおいて、P−基板21の上にN一層22を形
成した後、ゲート絶縁膜24を形成し、その後ゲート電
極25を形成する。次に、レジスト膜26を塗布し、ホ
トリソ法でゲートとなる領域上にのみレジストを残して
不要なゲート電極をRIB(ReactiveIon 
Etch)法等で除去した後、I/I (IonImp
lantation)法等でn+ソース拡散層23を形
成する。その後、ticR(electron Cyc
rotron Re5onance)法でSi、N、膜
27を塗布し、次にリフトオフ法でレジストとレジスト
の上にのっているSi3N、膜とを除去する。
その後、第2図Bに示すように、ゲート電極を酸化等の
手段で絶縁膜28で囲んだ後、選択的にSi3N、膜2
7を除去して、第2図Cに示すように新たにソース透明
電極29を形成する。
第3図A−Dは自己整合コンタクトを実現する第2のプ
ロセスを説明する図である。第3図Aにおいて、P−基
板31の上にN一層32を形成した後、ゲート絶縁膜3
3を形成する。その後、ゲート電極34を形成し、その
上に絶縁膜35を形成する。次に、絶縁膜35を上にレ
ジスト36を形成した後、ホトリソ法によりソース拡散
層38等を形成する所にレジスト窓を形成する。
その後、第3図Bに示すようにレジスト窓を形成した部
分の絶縁膜35およびゲート電極34を旧ε等のエツチ
ング手段により除去した後、I/1法等によりソース拡
散層38を形成する。
次に第3図Cに示すようにレジスト36を除去した後、
LPCVD法等で絶縁膜37を形成する。
その後、第3図りに示すように、■E法で異方性エッチ
を行ってn+ソース拡散層38上の絶縁膜37゜33を
エツチングする。この異方性エッチを行うことにより、
ゲート電極34と、その後形成される透明電極39との
間の電気的絶縁が、サイドウオール絶縁膜37で保証さ
せる。
第4図A−Dは第3のプセスを説明する図である。第4
図Aにおいて、P−基板41の上にN一層42を形成し
、その後ゲート絶縁膜43を形成する。
次に、酸化性雰囲気中で絶縁膜に変わるような例えばポ
+JSi等でできたゲート電極44を形成する。
その後、このゲート電極44上に絶縁膜45を形成して
この上にレジスト46を塗布した後、ホトリソ法により
ソース拡散層48を形成する所にレジスト窓をあける。
その後、第4図已に示すように、レジスト窓の部分の絶
縁膜45およびゲート電極44を旧ε等のエツチング手
段により除去した後、I/1法等によりソース拡散層4
8を形成する。
その後、第4図Cに示すように、レジスト46を除去し
た後、ゲート電極44を酸化してその側面に絶縁膜47
を形成する。
次に、第4図りに示すように、RIB等で拡散層48上
のゲート絶縁膜43をエツチングした後、この部分に透
明電極49を形成する。
第5図A−Cは第4のプロセスを説明する図である。第
5図Aにおいて、P−基板51の上にN一層52を形成
した後、ゲート絶縁膜53を形成する。
その後、ゲート電極54を形成し、その上にレジスト5
5を形成する。次に、ホトリソ法によりソース拡散層5
6を形成する所にレジスト窓をあけ、その後どのレジス
トをマスクにして不要なゲート電極54および絶縁膜5
3をRIB法等で除去する。
その後、第5図Bに示すように、レジスト55を除去し
て酸化する。なお、ゲート電極54はN一層52に対し
て酸化レートが早い材料を選ぶ。例えば、N一層52を
Siとするときは、ゲート電極54としてDOPO3(
Doped POly 5ilicon)を選ぶ。この
ようにすると、ゲート電極54の回りには、例えば厚さ
3000人程度0絶縁膜57が形成され、N一層52上
には厚さ1000Å以下の絶縁膜59が形成される。
次に、第5図Cに示すように、RIB等の方法でN一層
52上の絶縁膜59がとれるまでエツチングを行なって
、ゲート電極54上に例えば厚さ2000Å以上の絶縁
膜57を残す。その後I/1法等でソース拡散層56を
形成した後、ソース透明電極58を形成する。
第6図A−Dは第5のプロセスを説明する図である。第
6図Aにおいて、P−基板61の上にN一層62を形成
した後、ゲート酸化膜64およびゲート513N4膜6
5を形成し、このゲートSi、N、膜65上にゲート電
極66を形成する。その後、レジスト67を塗布し、n
′″ソース拡散層63を形成する部分のレジストをホト
リソ法で除去した後、レジストをマスクにして不要なゲ
ート電極66を除去する。
その後、第6図Bに示すように、レジスト67を除去し
てゲート電極66を酸化し、厚さが例えば〜3000人
程度の酸化膜68を形成する。なお、ゲート酸化膜64
の厚さは500人程酸化する。ここで、ゲト酸化膜64
はその上にゲート513N4膜65があるので、酸化性
雰囲気でも厚さは変化しない。
次に、第6図Cに示すように、RICE法等により、N
+拡散層63上のゲートS+3N4膜65およびゲート
酸化膜64を順次除去する。ここで、ゲート酸化膜64
でエツチングを止めると、ゲート電極66上の酸化膜6
8は例えば厚さ200OA以上残る。その後、I/■法
等でn+ソース拡散屓63を形成した後、第6図りに示
すように、ソース透明電極69を形成する。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明によれば、例えば空間画素
ずらし法で7μm程度の画素ピッチを有する微細化した
横型MO3SITイメージセンサを得ることができる。
また、ソースコンタクトをセルファラインで形成して透
明ソ、−ス電極を設けるようにしたので、プロセスが容
易になると共に、チップ内およびチップ間での感度のば
らつきを小さくできる。また、ソース電極によってゲー
ト電極の穴を埋めるということにもなるので、チップ表
面上の平坦化にも役立つ。更に、セルフ・アラインによ
るソースコンタクトは、周辺の回路を構成するFETに
も応用することが可能であり、これにより回路の集積度
を向上させるこことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2図A−
Cはその製造プロセスの第1の例を説明する図、 第3図A−Dは同じく第2の例を説明する図、第4図A
−Dは同じく第3の例を説明する図、第5図A−Cは同
じく第4の例を説明する図、第6図A−Dは同じく第5
の例を説明する図、第7図は従来の技術を示す図である
。 11・・・基板       12・・・エピタキシャ
ル層13・・・浅いドレイン  14・・・深いドレイ
ン15・・・ソース拡散m   15’・・・ソースコ
ンタクト16・・・ゲート絶縁膜  17・・・ゲート
電極18・・・ドレイン電極  19・・・ソース電極
20・・・絶縁膜 同   弁 理 士  杉    村    興   
 作第3図 第4図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、高抵抗半導体基板上に該基板とは異なる型の不純物
    を含む高抵抗エピタキシャル層を設け、このエピタキシ
    ャル層表面に該エピタキシャル層と同一型の不純物を含
    むソースおよびドレインを形成すると共に、これらソー
    スおよびドレイン間にソースを囲むように絶縁物を介し
    てゲート電極を形成して、前記基板表面と平行にソース
    ・ドレイン電流が流れるようにした静電誘導トランジス
    タより成る固体撮像素子において、前記ソースに接続さ
    れるソース電極のコンタクトを前記ゲート電極とのセル
    フアラインにより形成すると共に、そのソースコンタク
    ト上に透明なソース電極を設けたことを特徴とする固体
    撮像素子。
JP60155032A 1985-07-16 1985-07-16 固体撮像素子 Pending JPS6216564A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60155032A JPS6216564A (ja) 1985-07-16 1985-07-16 固体撮像素子

Applications Claiming Priority (1)

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JP60155032A JPS6216564A (ja) 1985-07-16 1985-07-16 固体撮像素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6216564A true JPS6216564A (ja) 1987-01-24

Family

ID=15597179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60155032A Pending JPS6216564A (ja) 1985-07-16 1985-07-16 固体撮像素子

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JP (1) JPS6216564A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880649A (en) * 1996-02-27 1999-03-09 Hitachi Metals Ltd. Multilayered frequency separator
US6306676B1 (en) 1996-04-04 2001-10-23 Eastman Kodak Company Method of making self-aligned, high-enegry implanted photodiode for solid-state image sensors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880649A (en) * 1996-02-27 1999-03-09 Hitachi Metals Ltd. Multilayered frequency separator
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