KR100736524B1 - Image sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이미지센서에 관한 것으로, 특히 별도의 공정 추가없이 주변회로영역에 들어오는 빛을 효율적으로 차단할 수 있는 이미지센서를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은, 화소어레이영역과 주변회로영역을 구비하는 이미지센서에 있어서, 상기 주변회로영역에 살리사이드가 적용된 트랜지스터를 구비하며, 그 상부에 광차단을 위한 청색필터를 구비하는 이미지센서를 제공한다.
The present invention relates to an image sensor, and in particular to provide an image sensor that can effectively block the light entering the peripheral circuit area without the addition of a separate process, the present invention comprises a pixel array region and a peripheral circuit region An image sensor comprising: a transistor to which a salicide is applied in the peripheral circuit region; and an image sensor including a blue filter for blocking light thereon.
청색필터, 광차단, 살리사이드, PD, FD, 실리사이드.Blue filter, light blocking, salicide, PD, FD, silicide.
Description
도 1은 백엔드(Backend) 까지의 공정이 완료된 종래의 이미지센서를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional image sensor in which the process up to the backend is completed;
도 2는 본 발명의 이미지센서를 도시한 단면도, 2 is a cross-sectional view showing an image sensor of the present invention;
도 3은 도 2의 평면도.
3 is a plan view of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
20 : 반도체층 21 : 필드절연막20
22 : 절연막 23b : 청색필터22:
23a : 녹색필터
23a: green filter
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히, 이미지센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor device, and in particular, to an image sensor and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 이미지센서라 함은 광학 영상(Optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 이중 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, CMOS(Complementary MOS; 이하 CMOS) 이미지센서는 제어회로(Control circuit) 및 신호처리회로(Signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수만큼 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(Output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. In a double charge coupled device (CCD), individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors are very different from each other. A device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while being located in close proximity, and CMOS (Complementary MOS) image sensor is a CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits. Is a device that employs a switching method that creates MOS transistors by the number of pixels and sequentially detects the output using them.
이러한 다양한 이미지센서를 제조함에 있어서, 이미지센서의 감광도(Photo sensitivity)를 증가시키기 위한 노력들이 진행되고 있는 바, 그 중 하나가 집광기술이다. 예컨대, CMOS 이미지센서는 빛을 감지하는 포토다이오드와 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 CMOS 주변회로영역으로 구성되어 있는 바, 광감도를 높이기 위해서는 전체 이미지센서 면적에서 포토다이오드의 면적이 차지하는 비율(이를 통상 Fill Factor"라 한다)을 크게 하려는 노력이 진행되고 있다.In the manufacture of such various image sensors, efforts are being made to increase the photo sensitivity of the image sensor, one of which is a condensing technology. For example, the CMOS image sensor is composed of a photodiode for detecting light and a CMOS peripheral circuit area for processing the detected light as an electrical signal to make data. In order to increase the light sensitivity, the ratio of the photodiode to the total image sensor area is increased. Efforts have been made to increase (usually referred to as Fill Factor).
도 1은 백엔드(Backend) 까지의 공정이 완료된 종래의 이미지센서를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional image sensor in which a process up to a backend is completed.
도 1을 참조하면, 고농도의 P형 기판 및 P형 에피층을 포함하는 반도체층(10) 상에 n-도핑영역과 P0도핑영역을 구비하며 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하기 위한 포토다이오드(이하 PD라 함)가 이온주입 등의 공정을 통해 형성되어 있으며, PD와 이격되는 반도체층(10) 하부에 PD로 부터 생성된 광전 하를 전달받아 저장하는 센싱확산영역(이하 FD라 함)이 형성되어 있으며, PD와 FD 사이의 반도체층(10) 상에 형성되고 소정의 제어신호를 인가받는 트랜스퍼 게이트(이하 Tx라 함) 등이 화소어레이영역(B)에 배치되어 있으며, 또한 단위소자간 분리를 위한 필드절연막(11)이 반도체층(10) 상에 국부적으로 형성되어 있으며, 주변회로영역(A)에는 N형 소스/드레인(n+)과 게이트전극들(G1, G2)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, an n-doped region and a P0 doped region are provided on a
이러한 하부 구조 상에는 소정의 절연막(12)이 형성되어 있는 바, 여기에는 각종 금속배선 등이 형성되며, 여기서는 도면의 간략화를 위해 생략하였다.Since a predetermined
절연막(12) 상부에는 칼라필터(14)가 형성되어 있는 바, 예컨대 도면부호 '14a'는 녹색 필터를 나타내며, '14b'는 청색 필터를 나타낸다. 또한, 절연막(12) 내에 광차단층(13)이 형성되어 있는 바, 수광영역(X) 만을 외부에 노출시키는 구조로 형성되어 있다.A
전술한 바와 같이 이미지센서는 입사되는 광을 전압으로 바꾸어 이미지를 표시하는 소자이므로 칩이 외부환경에 노출되어 있다. As described above, the image sensor is an element that displays an image by converting incident light into a voltage, so that the chip is exposed to the external environment.
한편, 광을 수광하는 영역의 경우 그 최상부에 렌즈를 구비하고 있는 바, 전술한 렌즈는 외부의 빛을 하부의 PD로 집광시키는 역할을 하므로 화소어레이영역(B)에서의 수광영역 이외의 영역에서의 빛에 의한 노출로 생기는 문제는 무시할 수 있으나, 그 상부가 평탄한 구조를 갖는 주변회로영역(A)의 경우 빛의 노출에 의해 문제점이 발생하게 된다.On the other hand, in the case of an area for receiving light, the lens is provided at the top thereof, and the aforementioned lens serves to condense external light to the lower PD. The problem caused by the exposure of the light can be ignored, but the peripheral circuit region A having a flat structure on the top thereof causes a problem due to the exposure of light.
즉, 수광영역 이외의 영역이 외부에 노출되는 경우 대표적으로 누설전류(Leakage current)의 증가가 발생하여 트랜지스터의 특성이 변하게 된다. 이는 수광영역에서 받아들인 전하를 수광영역을 제외한 영역 즉, 주변에서 이미지 처리하는 과정에서 전하량의 왜곡을 가져와 이미지의 왜곡을 초래하는 바, 전술한 왜곡된 전하에 의한 이미지 왜곡은 다음과 같다. That is, when a region other than the light receiving region is exposed to the outside, an increase in leakage current typically occurs, thereby changing characteristics of the transistor. This results in distortion of the image due to the distortion of the charge amount in the process of image processing the charges received in the light receiving area except the light receiving area, that is, the surroundings. The above-described image distortion by the distorted charge is as follows.
즉, 이미지센서의 단위화소로부터 나오는 전압은 주변회로영역에 있는 트랜지스터의 문턱전압 이상이 나와야 하나, 주변회로영역의 소스/드레인 등의 접합 영역에서 외부에 강한 빛에 의한 전자-정공쌍(Electron hole pair; 이하 EHP라 함)에 의하여 전압 강하가 발생하며, 이는 트랜지스터의 문턱전압 이하의 값이 되어 트랜지스터 동작 자체가 이루어지지 않는다.That is, the voltage coming from the unit pixel of the image sensor should be higher than or equal to the threshold voltage of the transistor in the peripheral circuit area, but the electron-hole pair (Electron hole) caused by strong light to the outside in the junction area such as the source / drain of the peripheral circuit area. A voltage drop occurs due to a pair (hereinafter referred to as EHP), which is less than or equal to the threshold voltage of the transistor, and thus the transistor operation itself is not performed.
이는 대표적으로 이미지에서 세로 줄의 검은선으로 나타나며, 이 현상은 소스/드레인 등의 접합이 외부환경에서 전원전압 또는 접지전압으로 연결되어 있는 경우에는 외부에서 전압이 고정되어 있으므로 영향을 덜 받으나 플로팅(Floating)되어 있는 접합의 경우 전압이 고정되어 있지 않으므로 전압 변동에 의하여 전술한 현상이 발생하게 된다.This is typically represented by vertical black lines in the image. This phenomenon is less affected because the voltage is fixed externally when the source / drain junction is connected to the supply voltage or ground voltage in an external environment. In the case of a floating junction, the above-described phenomenon occurs due to voltage fluctuation because the voltage is not fixed.
전술한 현상이 발생하는 대표적인 부분은 화소 내의 센싱확산영역과 주변회로영역의 전하를 일시저장하는 메모리 블럭으로서, 플로팅접합의 경우에는 안티 블루밍(Anti-blooming) 구조로 되어 있어 별다른 영향은 없으나, 메모리블럭은 문제가 된다.A representative part of the above-mentioned phenomenon is a memory block that temporarily stores charges in a sensing diffusion region and a peripheral circuit region in a pixel. In the case of a floating junction, an anti-blooming structure has no effect, but a memory Blocks are a problem.
여기서, 안티 블루밍을 간단히 설명하면, 네이티브 NMOS 트랜지스터는 음의 문턱전압(Negative Threshold Voltage)을 갖기 때문에 0V 인가상태에서도 오프 상태가 아니다. 다만 소스와 드레인 사이의 전위차가 일정수준이 되어야 전류가 흐르 기 시작한다. 이러한 특성은 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)에서 유용하게 이용된다. 즉 이러한 특성이 없으면 베리드 포토 다이오드가 내포할 수 있는 정전용량(Charge Capacity)을 초과하는 양의 광전하가 흘러넘쳐 픽셀과 픽셀간에 크로스 토크(Pixel to Pixel Cross Talk) 현상을 발생시킨다. 따라서 강한 빛의 광원을 촬영한 화면상에 광원 주위로 뿌옇게 번지는 현상이 나타나며, 이러한 현상을 블루밍(Blooming)이라 한다. 한편 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 네이티브 트랜지스터로 구성하면 위와같은 경우 베리드 포토 다이오드와 플로팅 센싱 노드(Floating Sensing Node) 사이의 전위차가 증가하여 트랜스퍼 게이트(Transfer Gate, Tx)에 0V 인가시에도 전류가 흘러 블루밍(Blooming) 현상을 방지할 수 있는 바, 이를 안티 블루밍이라 한다.Here, the brief description of the anti-blooming, since the native NMOS transistor has a negative threshold voltage (Negative Threshold Voltage), even in the 0V applied state is not off. However, current starts to flow when the potential difference between the source and the drain becomes constant. This property is usefully used in the transfer transistor Tx. Without these characteristics, photocharges exceeding the charge capacity that buried photodiodes can contain can overflow, causing a pixel-to-pixel cross talk phenomenon. Therefore, a phenomenon that bleeds around the light source appears on the screen where a strong light source is photographed, and this phenomenon is called blooming. On the other hand, if the transfer transistor (Tx) is configured as a native transistor, the potential difference between the buried photodiode and the floating sensing node increases in the above case, so that a current flows even when 0 V is applied to the transfer gate (Tx). Blooming can be prevented, which is called anti-blooming.
계속해서, 파장대별로 전술한 현상에 미치는 영향을 생각해 보면, 전하가 있고 전하가 걸려있다는 의미는 기판의 "0V"전위에서 소스/드레인 접함으로 기판에서 생성된 전자가 모이게 외어 있는 구조이며 특히, 소스/드레인 접합의 도핑 레벨이 높기 때문에 1㎛ 정도 깊이의 기판에서 생긴 전자는 소스/드레인 접합으로 모이게 되며 파장대별로는 파장이 가장 짧은 즉, 투과율이 가장 낮은 청색이 가장 큰 영향을 주게 되는 바, 파장이 가장 긴 적색은 에피층에 의해서 재결합(Recombination)되지만 청색의 경우는 EHP 생성 즉시, 소스/드레인 농도가 높아 재결합되게 된다.Subsequently, considering the effects on the above-described phenomena by wavelength band, the meaning of having a charge and being charged is a structure in which electrons generated in the substrate are gathered by source / drain contact at the "0V" potential of the substrate. Due to the high doping level of the / drain junction, electrons generated from a substrate 1 µm deep are collected in the source / drain junction, and the shortest wavelength, that is, the lowest transmittance blue, has the greatest influence on the wavelength band. The longest red is recombined by the epi layer, but the blue one is recombined with high source / drain concentration immediately upon EHP generation.
요약하면, 파장이 짧은 빛의 경우 Ti 또는 Co 등의 실리사이드 공정에 의해 차단할 수 있으나, 적색과 같은 빛의 경우 전술한 실리사이드를 침투하여 문제를 발생시키게 된다. In summary, light having a short wavelength may be blocked by a silicide process such as Ti or Co, but light such as red penetrates the above-described silicide and causes a problem.
따라서, 전술한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 다음의 세가지 방법이 적용되고 있다.Therefore, the following three methods are conventionally applied to solve the above-mentioned problem.
가. 칼라필터를 주변회로영역에서 적층하여 광차단하는 방법.end. A method of light blocking by laminating color filters in a peripheral circuit area.
나. 검정 포토레지스트(Black PR)를 사용하여 주변회로영역을 광차단하는 방법.I. Method of light blocking peripheral circuit area using black photoresist (Black PR).
다. 금속층을 이용하여 광 차단하는 방법.All. Light blocking method using a metal layer.
하지만, 전술한 '가'의 경우 주변회로영역에서의 토폴로지가 화소어레이영역과 달리 높아 로트(Lot) 진행의 문제가 발생하며, '나'와 '다'의 경우 추가적인 층의 적용으로 공정수가 늘어나게 되고 이는 원가 부담이 된다.
However, in the case of 'A', the topology of the peripheral circuit area is different from that of the pixel array area, resulting in a problem of lot progression. In the case of 'B' and 'D', the number of processes increases due to the application of additional layers. This is a cost burden.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은, 별도의 공정 추가없이 주변회로영역에 들어오는 빛을 효율적으로 차단할 수 있는 이미지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention proposed to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide an image sensor that can effectively block the light entering the peripheral circuit area without adding a separate process.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화소어레이영역과 주변회로영역을 구비하는 이미지센서에 있어서, 상기 주변회로영역에 살리사이드가 적용된 트랜지스터를 구비하며, 그 상부에 광차단을 위한 청색필터를 구비하는 이미지센서를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an image sensor including a pixel array region and a peripheral circuit region, the transistor including salicide applied to the peripheral circuit region, and a blue filter for blocking light thereon. It provides an image sensor.
본 발명은, 주변회로영역에 청색 칼라필터를 화소 내의 정해진 패턴과 함꼐 증착하여, 불순물 도핑 농도가 높은 소스/드레인 접합에서만 EHP가 생성되도록 함으로써, 전하의 수명을 줄여 이미지센서의 특성 열화를 방지하는 것을 기술적 특징으로 한다.According to the present invention, a blue color filter is deposited in a peripheral circuit region together with a predetermined pattern in a pixel, so that EHP is generated only at a source / drain junction having a high impurity doping concentration, thereby reducing charge life and preventing deterioration of characteristics of an image sensor. It is a technical feature.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하는 바, 도 2는 본 발명의 이미지센서를 도시한 단면도이며, 도 3은 평면도이다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. 2 is a cross-sectional view showing an image sensor of the present invention, Figure 3 is a plan view.
먼저, 전술한 바와 같은 본 발명의 기술적 원리를 보다 구체적으로 살펴보면, 이미지센서의 집적도 및 화소 사이즈를 줄이기 위해서 살리사이드(Salicide) 공정을 적용하게 되는 바, 살리사이드 공정을 적용하는 경우 전술한 광흡수에 의해 심하게 영향을 받는 센싱확산영역에서 파장에 따른 투과 특성을 확인하면, 실리콘에 대한 침투 깊이(Penetration depth)가 작은 청색의 투과율이 70% 이상 떨어지고, 투과 깊이가 깊은 녹색과 적색의 파장은 투과가 40% 정도 감소하게 된다. 이와 함께 주변회로영역에 청색필터를 화소 내의 정해진 패턴과 함께 증착하게 되면 주변회로영역으로 투과되는 빛은 녹색과 적색은 100% 차단이 되고 청색으로 대표되는 단파장은 원래의 입사광과 비교시 최대 30% 정도가 투과된다. 청색 파장의 빛에 의해서 생성된 EHP의 경우 침투 깊이가 낮아 N형 소스/드레인 내에서만 생성이 되고 이 캐리어의 재결합 수명은 도핑 농도가 높아 즉시 소멸되게 된다. 일반적인 광에 의해 생성된 전하의 재결합 수명을 나타내는 식은 다음의 수학식1과 같다. First, the technical principle of the present invention as described above will be described in more detail. In order to reduce the integration density and the pixel size of the image sensor, a salicide process is applied. When the salicide process is applied, the above-described light absorption is applied. When the transmission characteristics according to the wavelength are confirmed in the sensing diffusion region severely affected by, the transmittance of blue with a small penetration depth to silicon drops by 70% or more, and the wavelengths of green and red having a deep transmission depth are transmitted. Decreases by 40%. In addition, when the blue filter is deposited in the peripheral circuit area with a predetermined pattern in the pixel, the light transmitted to the peripheral circuit area is blocked 100% of the green and red, and the short wavelength represented by blue is 30% higher than the original incident light. The degree is transmitted. In the case of EHP generated by the light of blue wavelength, the penetration depth is low and is generated only in the N-type source / drain, and the recombination life of the carrier is immediately extinguished due to the high doping concentration. Equation representing the recombination life of the charge generated by the general light is shown in the following equation (1).
여기서, τn 은 전자의 수명이고, 전하의 돈도 또는 시간에 따른 농도구배를 나타내는 비례상수이며, n0와 P0는 각각 불순물 농도를 나타낸는 바, 도핑 농도가 높으면 생성된 EHP는 급속하게 감소됨을 알 수 있다.Where τ n is the lifetime of the electron and is a proportional constant representing the concentration of charge or concentration gradient over time, and n 0 and P 0 represent impurity concentrations, respectively. It can be seen.
도 2를 참조하면, 본 발명의 이미지센서는 고농도의 P형 기판 및 P형 에피층을 포함하는 반도체층(20) 상에 n-도핑영역과 P0도핑영역을 구비하며 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하기 위한 PD가 이온주입 등의 공정을 통해 형성되어 있으며, PD와 이격되는 반도체층(20) 하부에 PD로 부터 생성된 광전하를 전달받아 저장하는 FD가 형성되어 있으며, PD와 FD 사이의 반도체층(20) 상에 형성되고 소정의 제어신호를 인가받는 Tx가 화소어레이영역(B)에 배치되어 있으며, 또한 단위소자간 분리를 위한 필드절연막(21)이 반도체층(20) 상에 국부적으로 형성되어 있으며, 주변회로영역(A)에는 N형 소스/드레인(n+)과 게이트전극들(G1, G2)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, the image sensor of the present invention includes an n-doped region and a P0 doped region on a
이러한 하부 구조 상에는 소정이 절연막(12)이 형성되어 있는 바, 여기에는 각종 금속배선 등이 형성되며, 여기서는 도면의 간략화를 위해 생략하였다.Since a predetermined insulating
절연막(22) 상부의 주변회로영역(A)에는 적색 및 녹색의 비교적 장파장 빛을 차단하기 위한 청색필터(23b)가 형성되어 있으며, 화소어레이영역(B) 상부에는 녹 색필터(23a) 및 청색필터(23b) 등의 통상의 칼라필터가 배치되어 있다.A
즉, 하부의 살리사이드 공정 적용에 의한 트랜지스터의 소스/드레인 상부와 게이트전극(G1, G2) 상부에는 티타늄 실리사이드 또는 코발트 실리사이드 등의 금속 실리사이드(Y)를 포함하고 있는 바, 금속 실리사이드(Y)는 청색의 단파장 빛만을 투과시키며, 적색 및 녹색의 비교적 장파장의 빛은 차단하게 된다.That is, the metal silicide (Y) includes a metal silicide (Y) such as titanium silicide or cobalt silicide on the source / drain of the transistor and the gate electrodes G1 and G2 by the lower salicide process. It only transmits blue short wavelength light, and blocks red and green relatively long wavelength light.
따라서, 금속 실리사이드(Y)는 청색의 단파장의 빛을 차단하므로 궁극적으로, 주변회로영역(A)에서의 빛을 거의 100%에 가깝게 제거가 가능하다.Therefore, since the metal silicide (Y) blocks blue short wavelength light, ultimately, light in the peripheral circuit area (A) can be removed to almost 100%.
한편, 전술한 주변회로영역(A)의 청색필터(23b)는 화소어레이영역(B)의 칼라필터와 동일한 공정에서 형성하여 주변회로영역(A)에서 잔류시키는 것으로 별도의 공정을 추가로 요하지 않는다.On the other hand, the
도 3은 전술한 도2의 평면도로서, 다수의 단위화소(Pixel)를 갖는 화소어레이영역(A)이 배치되어 있으며, 화소어레이영역(A)의 주변을 둘러싼 영역에 주변회로영역(B) 상부에는 청색필터가 배열되어 장파장의 빛을 차단한다.
3 is a plan view of FIG. 2 as described above, in which a pixel array region A having a plurality of unit pixels is disposed, and an upper portion of the peripheral circuit region B in a region surrounding the pixel array region A. Referring to FIG. The blue filter is arranged to block the light of long wavelength.
전술한 본 발명은, 살리사이드 공정을 적용하는 이미지센서에서 주변회로영역 상부에 청색의 칼라필터를 잔류시킴으로써, 추가의 공정을 요하지 않고 주변회로영역의 빛 투과를 거의 완벽하게 차단하여 주변회로영역의 특성 열화를 방지할 수 있음을 실시예를 통해 알아 보았다.
According to the present invention, the blue color filter is left on the peripheral circuit region in the image sensor to which the salicide process is applied, thereby almost completely blocking the transmission of light in the peripheral circuit region without requiring additional processing. It was found through the examples that the deterioration of the characteristics can be prevented.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으 나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 본 발명은, 포토다이오드의 정전 용량을 증가시키며, 트랜스퍼 게이트 하부의 전위 구배를 발달시켜 전하 운송을 원활하게 함과 동시에 데드존 특성을 향상시킬 수 있어, 궁극적으로 이미지센서의 성능 및 수율을 크게 향상시킬 수 있는 탁월한 효과를 기대할 수 있다.
The present invention described above can increase the capacitance of the photodiode, develop a potential gradient under the transfer gate to facilitate charge transport and improve dead zone characteristics, thereby ultimately improving the performance and yield of the image sensor. You can expect an excellent effect that can greatly improve.
Claims (4)
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0794694A (en) * | 1993-09-24 | 1995-04-07 | Sony Corp | Solid state image sensor |
| JPH1169081A (en) * | 1997-08-11 | 1999-03-09 | Rohm Co Ltd | Sensor ic and image sensor provided with it |
| KR20000003406A (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-15 | 김영환 | Complementary metal-oxide-silicon image sensor containing self-aligned silicide layer and manufacturing method thereof |
| KR20000003405A (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-15 | 김영환 | Image sensor containing color filter laminated as light interruption layer |
-
2001
- 2001-12-14 KR KR1020010079217A patent/KR100736524B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0794694A (en) * | 1993-09-24 | 1995-04-07 | Sony Corp | Solid state image sensor |
| JPH1169081A (en) * | 1997-08-11 | 1999-03-09 | Rohm Co Ltd | Sensor ic and image sensor provided with it |
| KR20000003406A (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-15 | 김영환 | Complementary metal-oxide-silicon image sensor containing self-aligned silicide layer and manufacturing method thereof |
| KR20000003405A (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-15 | 김영환 | Image sensor containing color filter laminated as light interruption layer |
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