JP2007027748A - Cmosイメージセンサ及びその製造方法 - Google Patents

Cmosイメージセンサ及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2007027748A
JP2007027748A JP2006194017A JP2006194017A JP2007027748A JP 2007027748 A JP2007027748 A JP 2007027748A JP 2006194017 A JP2006194017 A JP 2006194017A JP 2006194017 A JP2006194017 A JP 2006194017A JP 2007027748 A JP2007027748 A JP 2007027748A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
film
image sensor
cmos image
insulating film
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.)
Granted
Application number
JP2006194017A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4473240B2 (ja
Inventor
Chang Hun Han
ハン,チャン・フン
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.)
DB HiTek Co Ltd
Original Assignee
Dongbu Electronics 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 Dongbu Electronics Co Ltd filed Critical Dongbu Electronics Co Ltd
Publication of JP2007027748A publication Critical patent/JP2007027748A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4473240B2 publication Critical patent/JP4473240B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

【課題】基板上にギャザリング層を形成すると同時に、高温の熱処理工程を実施することによって、暗電流を防止するようにしたCMOSイメージセンサの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板に、アクティブ領域を区画する素子分離膜を形成させ、アクティブ領域にゲート電極を形成させ、それに隣接したフォトダイオード領域に第1の低濃度の拡散領域を形成し、その後半導体基板の全面にギャザリング層となるバッファ層を形成し、そのバッファ層がフォトダイオード領域にのみ残されるように選択的に除去する。形成されたギャザリング層の存在のもとで、フォトダイオード領域やトランジスタ領域の不純物イオンの熱拡散を行う。
【選択図】図4j

Description

本発明は、半導体素子の製造方法に関し、より詳細には、CMOSイメージセンサの製造方法に関する。
一般に、イメージセンサは、光学的映像を電気的信号に変換させる半導体素子であって、電荷結合素子とCMOSイメージセンサとに区分できる。
電荷結合素子(CCD)は、光の信号を電気的信号に変換する複数のフォトダイオード(PD)がマトリクス形態で配列され、そのマトリクス形態で配列された各垂直方向のフォトダイオード間に形成され、前記各フォトダイオードで生成された電荷を垂直方向に伝送する複数の垂直方向電荷伝送領域(Vertical charge coupled device;VCCD)と、各垂直方向電荷伝送領域により伝送された電荷を水平方向に伝送する水平方向電荷伝送領域(Horizontal charge coupled device;HCCD)と、前記水平方向に伝送された電荷をセンシングし、電気的な信号を出力するセンスアンプとを備えている。
しかしながら、このようなCCDは、駆動方式が複雑であり、電力消費が大きいだけでなく、多段階のフォトリソグラフィ工程が要求されるので、製造工程が複雑であるという短所を有する。また、電荷結合素子は、制御回路、信号処理回路、アナログ/デジタル変換回路などを電荷結合素子チップに集積させることが難しいので、製品の小型化が困難であるという短所を有する。
最近、電荷結合素子の短所を克服するための次世代イメージセンサとしてCMOSイメージセンサが注目されている。
CMOSイメージセンサは、トランジスタの個数によって3T型、4T型、5T型などに区分される。3T型は、1つのフォトダイオードと3つのトランジスタとで構成され、4T型は、1つのフォトダイオードと4つのトランジスタとで構成される。以下、3T型CMOSイメージセンサの単位画素に対するレイアウトについて説明する。
図1は、一般的な3T型CMOSイメージセンサの単位画素を示すレイアウト図である。
図1に示されたように、アクティブ領域10が設けられ、アクティブ領域10内の幅が広い部分に1つのフォトダイオード20が形成され、アクティブ領域10の残りの部分に各々オーバーラップさせて3つのトランジスタのゲート電極120、130、140が形成される。
ゲート電極120によりリセットトランジスタRxが形成され、ゲート電極130によりドライブトランジスタDxが形成され、ゲート電極140により選択トランジスタSxが形成される。
各トランジスタのアクティブ領域10には、各ゲート電極120、130、140の下側部を除いた部分に不純物イオンが注入され、各トランジスタのソース/ドレイン領域が形成される。
リセットトランジスタRxとドライブトランジスタDxとの間のソース/ドレイン領域には、電源電圧Vddが印加され、選択トランジスタSxの一方のソース/ドレイン領域は読み出し回路(図示せず)に接続される。
前述したような各ゲート電極120、130、140は、図示してはいないが、各信号ラインに連結され、前記各信号ラインは、一方の終端にパッドを具備し、外部の駆動回路に連結される。
以下、添付の図面を参考して、従来のCMOSイメージセンサについて説明する。
図2は、図1のA−A’線に沿う断面図で、従来技術に係るCMOSイメージセンサのフォトダイオード及びトランスファートランジスタを示す図である。
図2に示されたように、P++型半導体基板100上にP-型エピタキシャル層101が形成される。また、フォトダイオード領域PDや、アクティブ領域(図1の10)、素子分離領域が形成された半導体基板100の素子分離領域に素子分離膜102が形成される。
図2のトランスファートランジスタ120のためのエピタキシャル層101の部分上にゲート絶縁膜103を介してゲート電極104が形成され、ゲート電極104の両側面に窒化膜側壁110aが形成される。
また、フォトダイオード領域PDのエピタキシャル層101には、n-型拡散領域106が形成される。
さらに、半導体基板100のトランジスタ領域には、n-型拡散領域108とn+型拡散領域112が形成される。
ゲート電極104を含む半導体基板100の全面にTEOS酸化膜109が形成され、ソース/ドレイン不純物領域112の表面に金属シリサイド膜115が形成されている。
さらに、半導体基板100の全面に拡散ストッパ用窒化膜116と層間絶縁膜117が順に形成されている。
図3a乃至図3iは、従来技術に係るCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。
図3aに示されたように、高濃度の第1の導電型(P++型)多結晶シリコンなどの半導体基板100上に、エピタキシャル工程にて低濃度の第1の導電型(P-型)エピタキシャル層101を形成する。
エピタキシャル層101は、フォトダイオードにおける空乏領域を大きく且つ深く形成させることによって、光電荷を集めるための低電圧フォトダイオードの能力を増加させると共に、光感度を向上させるためのものである。
次に、半導体基板100にアクティブ領域と素子分離領域を決め、STI工程またはLOCOS工程にて素子分離領域に素子分離膜102を形成する。
素子分離膜103が形成されたエピタキシャル層101の全面にゲート絶縁膜103と導電層を順に堆積させ、選択的に導電層とゲート絶縁膜を除去し、各トランジスタのゲート電極104を形成する。
次に、ゲート電極104を含む半導体基板100の全面に第1感光膜105を塗布し、露光及び現像工程でフォトダイオード領域が露出されるように、第1の感光膜105を選択的にパターニングする。
さらに、パターニングされた第1の感光膜105をマスクとして用いて露出されたフォトダイオード領域に低濃度のn-型不純物イオンを注入し、n-型拡散領域106を形成する。
図3bに示されたように、第1の感光膜105を全て除去した後、半導体基板100の全面に第2の感光膜107を塗布し、露光及び現像工程にてトランジスタ領域が露出されるように、第2の感光膜107をパターニングする。
次に、パターニングされた第2の感光膜107をマスクとして用いてエピタキシャル層101に低濃度のn-型不純物イオンを注入し、低濃度のn-型拡散領域108を形成する。ここで、フォトダイオード領域のn-型拡散領域106を形成するための不純物イオン注入は、ソース/ドレイン領域の低濃度のn-型拡散領域108より高いエネルギーでイオンを注入することで、さらに深く形成する。
図3cに示されたように、第2の感光膜107を全て除去し、半導体基板100の全面にTEOS膜109を約200Åの厚さに形成し、TEOS膜109上に窒化膜110を形成する。
図3dに示されたように、窒化膜110の全面にエッチバック工程を実施し、ゲート電極104の両側面に窒化膜側壁110aを形成する。
図3eに示されたように、半導体基板100の全面に第3の感光膜111を塗布し、露光及び現像工程にてフォトダイオード領域と素子分離膜102上にのみ残されるように選択的にパターニングする。
次に、パターニングされた第3の感光膜111をマスクとして用いて露出されたソース/ドレイン領域に高濃度のn+型不純物イオンを注入し、高濃度のn+型拡散領域112を形成する。
図3fに示されたように、第3の感光膜111を除去した後、熱処理工程(例えば、800℃以上の急速熱処理工程)を実施し、n-型拡散領域106、低濃度のn-型拡散領域108、高濃度のn+型拡散領域112内の不純物イオンを拡散させる。
次に、半導体基板100の全面にシリサイドブロッキング層113を形成する。
図3gに示されたように、シリサイドブロッキング層113上に第4の感光膜114を塗布した後、露光及び現像工程にて第4の感光膜114を選択的にパターニングすることによって、シリサイドが形成されるべき領域を決める。
次に、パターニングされた第4の感光膜114をマスクとして用いて露出されたシリサイドブロッキング層113、TEOS膜109を選択的に除去し、高濃度のn+型拡散領域112の表面を露出させる。
図3hに示されたように、第4の感光膜114を除去し、半導体基板100の全面に高融点金属膜を堆積させた後、熱処理工程を実施し、高濃度のn+型拡散領域112の表面に金属シリサイド膜115を形成する。
次に、半導体基板100と反応しない高融点金属膜を除去すると共に、シリサイドブロッキング層113を除去する。
図3iに示されたように、半導体基板100の全面に窒化膜を堆積させて拡散ストッパ用窒化膜116を形成し、その拡散ストッパ用窒化膜116上に層間絶縁膜117を形成する。
その後、工程を図示してはいないが、層間絶縁膜117の上部にパワーライン、カラーフィルタ層、マイクロレンズなどを形成し、CMOSイメージセンサを製造する。
現在、一般的なCMOSイメージセンサの製造工程は、0.35〜0.18μm級の技術を利用する。しかも、チップの高集積化にしたがって、現在0.18μm級以下の技術開発が盛んに行われている。一方、0.25μm級以上の技術では、サーマルバジェット(thermal budget)の制限が大きい。これは、シリサイド採用によるものであって、シリサイドを形成した後には、高温(約800℃以上)工程が許されないため、暗電流の原因になる不純物の除去が容易でなかった。
一方、従来技術において、LDDイオン注入とフォトダイオードの形成のためのイオン注入に対する熱処理工程と、ソースとドレインへのイオン注入後の熱処理工程は、格子損傷の回復と活性化を図るために、800℃以上の高温で行われる。しかし、層間絶縁膜117の熱処理は、金属シリサイド膜115の変形防止や浅い接合を実現させるために、700℃以内の温度で実施されなければならない。層間絶縁膜117は、BPSG系列を使用するが、BPSGは、温度を上げるほど不純物のギャザリング効果が高くなるので、イメージセンサの暗電流を低減させるためには、BPSGの熱処理温度が高いほど有利となるが、上述した理由により、BPSGの熱処理温度に制約が伴う。
また、層間絶縁膜117を形成する前に、窒化膜からなる拡散ストッパ膜116を形成しなければならないが、イメージセンサのスケールダウンによってフォトダイオード領域が低減させるので、窒化膜からなる拡散ストッパ膜は、ダイナミックレンジの減少を引き起こし、これにより、光の透過率が低下し、イメージ再現が難しくなる。
本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、基板上にギャザリング層を形成すると同時に、高温の熱処理工程を実施することによって、暗電流を防止するようにしたCMOSイメージセンサの製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明の一態様に係るCMOSイメージセンサの製造方法は、半導体基板上に、フォトダイオード領域とトランジスタ領域を有するアクティブ領域とを区画する素子分離膜を形成する段階と、前記トランジスタ領域に、ゲート絶縁膜を介在させてゲート電極を形成する段階と、前記フォトダイオード領域に第1の低濃度の拡散領域を形成する段階と、前記トランジスタ領域に第2の低濃度の拡散領域を形成する段階と、前記半導体基板の全面にバッファ層を形成し、そのバッファ層が前記フォトダイオード領域にのみ残されるように選択的に除去する段階と、前記半導体基板の全面に、エッチング選択比が異なる第1の絶縁膜と第2の絶縁膜を順に形成する段階と、前記第2の絶縁膜を選択的にエッチングし、前記ゲート電極の両側面に第2の絶縁膜による側壁を形成する段階と、前記フォトダイオード領域を除いた領域に形成された前記第1の絶縁膜を選択的に除去する段階と、前記露出されたトランジスタ領域において前記第2の低濃度の拡散領域と部分的に重畳するように高濃度の拡散領域を形成する段階と、前記高濃度の拡散領域の表面に金属シリサイド膜を形成する段階と、を備える。
また、本発明の他の態様に係るCMOSイメージセンサは、半導体基板上に形成され、フォトダイオード領域とトランジスタ領域を含むアクティブ領域とを区画する素子分離膜と、前記トランジスタ領域に形成されたゲート絶縁膜とゲート電極を含むゲートと、前記フォトダイオード領域において前記基板内に形成された第1の低濃度の拡散領域と、前記トランジスタ領域において前記基板内に形成された第2の低濃度の拡散領域及びこれと部分的に重畳するように形成された高濃度の拡散領域と、前記基板上に形成され、前記フォトダイオード領域をカバーするバッファ層と、前記ゲートの両側面に形成された絶縁膜側壁と、前記高濃度の拡散領域の表面に選択的に形成された金属シリサイド膜と、を含む。前記バッファ層は、前記フォトダイオード領域から前記ゲートの上部にまで延びている。
本発明に係るCMOSイメージセンサの製造方法は、次のような効果を奏する。
第一に、不純物ギャザリング層を導入すると共に、高温の熱処理工程を実施することによって不純物を効果的に除去することができるので、暗電流を低減させることができる。
第二に、バッファ層により側壁を形成する時、基板の損傷を防止することができるので、暗電流を低減させることができる。
第三に、暗電流を低減させることによって、色再現性を向上させることができ、よって、イメージセンサの解像度を向上させることができる。
以下、添付の図面を参照して、本発明に係るCMOSイメージセンサの製造方法を詳細に説明する。
図4a乃至図4jは、本発明に係るCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。
図4aに示されたように、高濃度の第1の導電型(P++型)多結晶シリコンなどの半導体基板200上に、エピタキシャル工程にて低濃度の第1の導電型(P-型)エピタキシャル層201を形成する。
ここで、エピタキシャル層201は、フォトダイオードにおいて空乏領域を大きく且つ深く形成することによって、光電荷を集めるための低電圧フォトダイオードの能力を増加させると共に、光感度を向上させるためのものである。
また、半導体基板200にフォトダイオード領域、トランジスタ領域、素子分離領域を定め、STI工程またはLOCOS工程を用いて素子分離領域に素子分離膜202を形成する。
その後、素子分離膜202が形成されたエピタキシャル層201の全面に、ゲート絶縁膜203と導電層(例えば、高濃度の多結晶シリコン層)を順に堆積させ、選択的に導電層とゲート絶縁膜を除去し、各トランジスタのゲート電極204を形成する。
ゲート絶縁膜203は、熱酸化工程で形成したり、CVD法で形成することができる。導電層上にシリサイド層をさらに形成することで、ゲート電極を形成する。
ゲート電極204と半導体基板200の表面に熱酸化工程を実施し、熱酸化膜(図示せず)を形成することもできる。
また、ゲート電極204の幅を従来のゲート電極幅より大きくして、熱酸化膜の厚さ増加量を反映させることができる。
次に、ゲート電極204を含む半導体基板200の全面に第1の感光膜205を塗布した後、露光及び現像工程でフォトダイオード領域が露出されるようにパターニングする。
また、パターニングされた第1の感光膜205をマスクとして用いて露出されたフォトダイオード領域に低濃度の第2の導電型(n-型)不純物イオンを注入し、第1の低濃度のn-型拡散領域206を形成する。
図4bに示されたように、第1の感光膜205を全て除去した後、半導体基板200の全面に第2の感光膜207を塗布した後、露光及び現像工程でトランジスタ領域が露出されるようにパターニングする。
次に、パターニングされた第2の感光膜207をマスクとして用いてエピタキシャル層201に低濃度の第2の導電型(n-型)不純物イオンを注入し、トランジスタ領域にLDD構造の第2の低濃度のn-型拡散領域208を形成する。
ここで、フォトダイオード領域の第1の低濃度のn-型拡散領域206を形成するための不純物イオン注入は、トランジスタ領域の第2の低濃度のn-型拡散領域208より高いエネルギーをもつイオンを注入することで、より深く形成する。
図4cに示されたように、第2の感光膜207を全て除去し、半導体基板200の全面に化学気相蒸着工程(低圧化学気相蒸着工程)でO3−TEOS酸化膜またはBPSGを堆積させ、バッファ層209を形成する。
バッファ層209は、後続する拡散ストッパ膜窒化膜の過度のエッチングに対する工程余裕分を考慮して400Å〜3000Åの厚さに形成する。
また、前記バッファ層209は、後続工程で第2の絶縁膜による側壁を形成する時、基板の損傷を防止する。さらに、バッファ層209は、不純物のギャザリング層として使われる。すなわち、バッファ層209は、後続する高温熱処理中に不純物を吸収するので、不純物が基板に及ぼす影響を顕著に低減させることができる。これにより、暗電流を効果的に低減させることができる。
図4dに示されたように、バッファ層209上に第3の感光膜210を塗布した後、露光及び現像工程にてフォトダイオード領域にのみ残されるように、選択的にパターニングする。
次に、パターニングされた第3の感光膜210をマスクとして用いてバッファ層209を選択的に除去する。
バッファ層209をエッチングするためのエッチングガスとして、シラン(SiH4)を使用する。
図4eに示されたように、第3の感光膜210を全て除去し、半導体基板200の全面に化学気相蒸着工程(低圧化学気相蒸着工程)などにてエッチング選択比が異なる第1の絶縁膜211と第2の絶縁膜212を順に堆積する。
第1の絶縁膜211は酸化膜を約200Åの厚さで形成し、第2の絶縁膜212は窒化膜を使用する。
酸化膜は熱酸化膜またはTEOS系列の酸化膜を使用することもできる。
図4fに示されたように、第1の絶縁膜211と第2の絶縁膜212のエッチング選択比が異なるという点を用いて、第2の絶縁膜212の全面にエッチバック工程を実施し、ゲート電極204の両側面に第2の絶縁膜による側壁212aを形成する。
このとき、第2の絶縁膜212下部の第1の絶縁膜211は、エッチングされずに、そのまま残っている。
図4gに示されたように、半導体基板200上に第4の感光膜213を塗布し、露光及び現像工程にて第4の感光膜213がフォトダイオード領域と素子分離膜202間の境界部上に残されるようにパターニングする。
次に、パターニングされた第4の感光膜213をマスクとして用いて露出された第1の絶縁膜211を選択的にエッチングする。
さらに、半導体基板200のトランジスタ領域に高濃度の第2の導電型(n+型)不純物イオンを注入することで、高濃度のn+型拡散領域214を形成する。
図4hに示されたように、第4の感光膜213を除去し、半導体基板200に800℃〜1200℃の温度で熱処理工程(例えば、急速熱処理工程)を実施し、第1の低濃度のn-型拡散領域206、第2の低濃度のn-型拡散領域208、高濃度のn+型拡散領域214内のそれぞれの不純物イオンを拡散させる。このとき、バッファ層209は、不純物に対するギャザリング層として使われる。
熱処理工程は、第1の低濃度のn-型拡散領域206、第2の低濃度のn-型拡散領域208を形成した後に一次的に実施し、高濃度のn+型拡散領域214を形成した後に二次的に実施することもできる。
上記した第1の低濃度のn-型拡散領域206、第2の低濃度のn-型拡散領域208を形成した後に一次的熱処理を行う時、バッファ層209を図4dに示されるように予め除去し、露出されたゲート電極204の表面に20〜100Åの厚さを有する熱酸化膜(図示せず)を成長させながら実施することが好ましい。
次に、半導体基板200上に高融点金属膜を堆積させ、熱処理工程を実施することで、高濃度のn+型拡散領域214の表面に金属シリサイド膜215を形成する。
図4iに示されたように、半導体基板200の全面に拡散及びエッチングストッパ用窒化膜216を形成し、拡散及びエッチングストッパ用窒化膜216上に第5の感光膜217を塗布した後、露光及び現像工程にてフォトダイオード領域を除いた部分にのみ残されるようにパターニングする。
次に、パターニングされた第5の感光膜217をマスクとして用いてフォトダイオード領域上部の拡散及びエッチングストッパ用窒化膜216を選択的に除去する。
図4jに示されたように、第5の感光膜217を除去し、半導体基板200の全面に層間絶縁膜218を形成する。
ここで、層間絶縁膜218は、シラン系列の層間絶縁膜を形成し、その内部に含まれている多量の水素イオンを用いて半導体基板200のダングリング・ボンド(dangling bond)を回復させることによって、暗電流を効果的に低減させることができる。
また、本発明に係るCMOSイメージセンサを製造する際、800〜1200℃の高温熱処理工程を通じてLDDイオン注入やフォトダイオードの形成のためのイオン注入を行った後、表面に熱酸化膜を形成し、バッファ層209を選択的に除去する時に露出されたゲート電極204の損傷を回復させることができ、素子の信頼性を向上させることができる。
以上説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施形態及び添付された図面に限定されるものではない。
一般的な3T型CMOSイメージセンサの単位画素を示すレイアウト図である。 図1のA−A’線に沿う断面図で、従来技術に係るCMOSイメージセンサのフォトダイオード及びトランスファートランジスタを示す図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 従来技術のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。 本発明のCMOSイメージセンサの製造方法を示す工程断面図である。
符号の説明
200 半導体基板、201 エピタキシャル層、202 素子分離膜、203 ゲート絶縁膜、204 ゲート電極、205 第1の感光膜、206 第1の低濃度のn-型拡散領域、207 第2の感光膜、208 第2の低濃度のn-型拡散領域、209 バッファ層、210 第3の感光膜、211 第1の絶縁膜、212 第2の絶縁膜、212a 第2の絶縁膜による側壁、213 第4の感光膜、214 高濃度のn+型拡散領域、215 金属シリサイド膜、216 拡散及びエッチングストッパ用窒化膜、217 第5の感光膜

Claims (20)

  1. 半導体基板上に、フォトダイオード領域とトランジスタ領域を有するアクティブ領域とを区画する素子分離膜を形成する段階と、
    前記トランジスタ領域に、ゲート絶縁膜を介在させてゲート電極を形成する段階と、
    前記フォトダイオード領域に第1の低濃度の拡散領域を形成する段階と、
    前記トランジスタ領域に第2の低濃度の拡散領域を形成する段階と、
    前記半導体基板の全面に、ギャザリング層となるバッファ層を形成し、そのバッファ層が前記フォトダイオード領域にのみ残されるように選択的に除去する段階と、
    前記半導体基板の全面にエッチング選択比が異なる第1の絶縁膜と第2の絶縁膜を順に形成する段階と、
    前記第2の絶縁膜を選択的にエッチングし、前記ゲート電極の両側面に第2の絶縁膜による側壁を形成する段階と、
    前記フォトダイオード領域を除いた領域に形成された前記第1の絶縁膜を選択的に除去する段階と、
    前記露出されたトランジスタ領域において前記第2の低濃度の拡散領域と部分的に重畳するように高濃度の拡散領域を形成する段階と、
    前記高濃度の拡散領域の表面に金属シリサイド膜を形成する段階と、を備えることを特徴とするCMOSイメージセンサの製造方法。
  2. 前記第1の絶縁膜は、酸化膜で形成することを特徴とする請求項1に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  3. 前記第2の絶縁膜は、窒化膜で形成することを特徴とする請求項1に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  4. 前記酸化膜は、熱酸化膜またはTEOS系列の酸化膜で形成することを特徴とする請求項2に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  5. 前記バッファ層は、O3−TEOS膜またはBPSG膜で形成することを特徴とする請求項1に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  6. 前記バッファ層は、400Å〜3000Åの厚さで形成することを特徴とする請求項1に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  7. 前記バッファ層の選択的除去は、シランガスを利用することを特徴とする請求項1に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  8. 前記第1及び第2の低濃度の拡散領域を形成した後、1次熱処理工程を実施する段階をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  9. 前記高濃度の拡散領域を形成した後、2次熱処理工程を実施する段階をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  10. 前記1次及び2次熱処理は、800℃〜1200℃の温度で実施することを特徴とする請求項8又は9に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  11. 前記金属シリサイド膜を形成した後、前記半導体基板の全面に拡散及びエッチングストッパ膜を形成する段階と、
    前記フォトダイオード領域の上部に形成された前記拡散及びエッチングストッパ膜の一部を選択的に除去する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  12. 前記残留する拡散及びエッチングストッパ膜を含む前記半導体基板の全面に層間絶縁膜を形成する段階をさらに備えることを特徴とする請求項11に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  13. 前記拡散及びエッチングストッパ膜は、窒化膜で形成することを特徴とする請求項11に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  14. 前記層間絶縁膜は、シラン系列の絶縁膜で形成することを特徴とする請求項12に記載のCMOSイメージセンサの製造方法。
  15. 半導体基板上に形成され、フォトダイオード領域とトランジスタ領域を含むアクティブ領域を区画する素子分離膜と、
    前記トランジスタ領域に形成されたゲート絶縁膜及びゲート電極を含むゲートと、
    前記基板内の前記フォトダイオード領域に形成された第1の低濃度の拡散領域と、
    前記トランジスタ領域において前記基板内に形成された第2の低濃度の拡散領域及びこれと部分的に重畳するように形成された高濃度の拡散領域と、
    前記基板上に形成され、前記フォトダイオード領域をカバーするギャザリング層となるバッファ層と、
    前記ゲートの両側面に形成された絶縁膜側壁と、
    前記高濃度の拡散領域の表面に選択的に形成された金属シリサイド膜と、を備えることを特徴とするCMOSイメージセンサ。
  16. 前記バッファ層は、前記フォトダイオード領域から前記ゲートの上部にまで延びていることを特徴とする請求項15に記載のCMOSイメージセンサ。
  17. 前記バッファ層は、O3−TEOS膜またはBPSG膜で形成することを特徴とする請求項15に記載のCMOSイメージセンサ。
  18. 前記基板の全面に形成され、且つ前記フォトダイオード領域に形成された前記バッファ層を露出させる拡散及びエッチングストッパ膜と、
    前記拡散及びエッチングストッパ膜が形成された基板の全面に形成された層間絶縁膜と、をさらに備えることを特徴とする請求項15に記載のCMOSイメージセンサ。
  19. 前記拡散及びエッチングストッパ膜は、窒化膜であることを特徴とする請求項18に記載のCMOSイメージセンサ。
  20. 前記層間絶縁膜は、シラン系列の絶縁膜であることを特徴とする請求項18に記載のCMOSイメージセンサ。
JP2006194017A 2005-07-14 2006-07-14 Cmosイメージセンサの製造方法 Active JP4473240B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050063732A KR100672729B1 (ko) 2005-07-14 2005-07-14 씨모스 이미지 센서의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007027748A true JP2007027748A (ja) 2007-02-01
JP4473240B2 JP4473240B2 (ja) 2010-06-02

Family

ID=37609712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006194017A Active JP4473240B2 (ja) 2005-07-14 2006-07-14 Cmosイメージセンサの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7544530B2 (ja)
JP (1) JP4473240B2 (ja)
KR (1) KR100672729B1 (ja)
CN (1) CN100452352C (ja)
DE (1) DE102006032459B4 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013065862A (ja) * 2006-04-28 2013-04-11 Intellectual Venturesii Llc プラズマ損傷からフォトダイオードを保護するcmosイメージセンサの製造方法
KR101275798B1 (ko) 2007-07-13 2013-06-18 삼성전자주식회사 Cmos 이미지 소자 및 그 제조방법
JP2017157788A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 半導体装置の製造方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100731064B1 (ko) * 2005-12-28 2007-06-22 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100836507B1 (ko) * 2006-12-27 2008-06-09 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100881016B1 (ko) * 2007-06-25 2009-01-30 주식회사 동부하이텍 이미지 센서 및 그 제조방법
JP5095287B2 (ja) * 2007-07-18 2012-12-12 パナソニック株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
KR100988778B1 (ko) * 2007-12-31 2010-10-20 주식회사 동부하이텍 씨모스 이미지 센서, 그 제조 방법
US7800147B2 (en) * 2008-03-27 2010-09-21 International Business Machines Corporation CMOS image sensor with reduced dark current
JP5374980B2 (ja) * 2008-09-10 2013-12-25 ソニー株式会社 固体撮像装置
WO2011077580A1 (ja) * 2009-12-26 2011-06-30 キヤノン株式会社 固体撮像装置および撮像システム
US9349768B2 (en) * 2014-03-28 2016-05-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. CMOS image sensor with epitaxial passivation layer

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3706278A1 (de) * 1986-02-28 1987-09-03 Canon Kk Halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren hierfuer
JP3103064B2 (ja) * 1998-04-23 2000-10-23 松下電子工業株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US6130422A (en) * 1998-06-29 2000-10-10 Intel Corporation Embedded dielectric film for quantum efficiency enhancement in a CMOS imaging device
US6228674B1 (en) * 1998-12-08 2001-05-08 United Microelectronics Corp. CMOS sensor and method of manufacture
US6339248B1 (en) * 1999-11-15 2002-01-15 Omnivision Technologies, Inc. Optimized floating P+ region photodiode for a CMOS image sensor
US6504194B1 (en) * 1999-12-01 2003-01-07 Innotech Corporation Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and solid state imaging system
US6507059B2 (en) * 2001-06-19 2003-01-14 United Microelectronics Corp. Structure of a CMOS image sensor
CN1217416C (zh) * 2001-07-06 2005-08-31 联华电子股份有限公司 互补式金氧半图像感测器及其制造方法
US6462365B1 (en) * 2001-11-06 2002-10-08 Omnivision Technologies, Inc. Active pixel having reduced dark current in a CMOS image sensor
JP3795843B2 (ja) * 2002-08-01 2006-07-12 富士通株式会社 半導体受光装置
US6974715B2 (en) * 2002-12-27 2005-12-13 Hynix Semiconductor Inc. Method for manufacturing CMOS image sensor using spacer etching barrier film
EP1465258A1 (en) * 2003-02-21 2004-10-06 STMicroelectronics Limited CMOS image sensors
US6897082B2 (en) * 2003-06-16 2005-05-24 Micron Technology, Inc. Method of forming well for CMOS imager
US7148528B2 (en) * 2003-07-02 2006-12-12 Micron Technology, Inc. Pinned photodiode structure and method of formation
US7196314B2 (en) * 2004-11-09 2007-03-27 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor and pixel having an anti-reflective coating over the photodiode
KR100720503B1 (ko) * 2005-06-07 2007-05-22 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100698090B1 (ko) * 2005-06-07 2007-03-23 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100720474B1 (ko) * 2005-06-17 2007-05-22 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100781905B1 (ko) * 2006-10-25 2007-12-04 한국전자통신연구원 헤테로 정션 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 이미지 센서및 그 제조 방법
KR100782312B1 (ko) * 2006-10-25 2007-12-06 한국전자통신연구원 고화질 cmos 이미지 센서 및 포토 다이오드
KR100836507B1 (ko) * 2006-12-27 2008-06-09 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR101425619B1 (ko) * 2008-01-16 2014-08-04 삼성전자주식회사 기판 표면 처리 방법, 이를 이용한 이미지 센서의 제조방법 및 이에 따라 제조된 이미지 센서

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013065862A (ja) * 2006-04-28 2013-04-11 Intellectual Venturesii Llc プラズマ損傷からフォトダイオードを保護するcmosイメージセンサの製造方法
KR101275798B1 (ko) 2007-07-13 2013-06-18 삼성전자주식회사 Cmos 이미지 소자 및 그 제조방법
JP2017157788A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 半導体装置の製造方法
TWI707386B (zh) * 2016-03-04 2020-10-11 日商艾普凌科有限公司 半導體裝置及半導體裝置的製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006032459A1 (de) 2007-02-01
KR20070009825A (ko) 2007-01-19
JP4473240B2 (ja) 2010-06-02
US7544530B2 (en) 2009-06-09
US20090224298A1 (en) 2009-09-10
US7994554B2 (en) 2011-08-09
US20070012963A1 (en) 2007-01-18
KR100672729B1 (ko) 2007-01-24
DE102006032459B4 (de) 2009-11-26
CN1897254A (zh) 2007-01-17
CN100452352C (zh) 2009-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4473240B2 (ja) Cmosイメージセンサの製造方法
KR100710207B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100720503B1 (ko) 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
JP4384113B2 (ja) Cmosイメージセンサ
US7453110B2 (en) CMOS image sensor and method for manufacturing the same
KR100778856B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100832721B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법
JP2006191095A (ja) Cmosイメージセンサとその製造方法
JP2006191100A (ja) Cmosイメージセンサー及びその製造方法
JP2007110133A (ja) Cmosイメージセンサ及びその製造方法
KR100640980B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100731064B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법
US7692225B2 (en) CMOS image sensor
KR100731095B1 (ko) 씨모스 이미지센서의 제조방법
JP4575913B2 (ja) Cmosイメージセンサの製造方法
JP2007180540A (ja) Cmosイメージセンサ及びその製造方法
KR100640977B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100698090B1 (ko) 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
JP4115446B2 (ja) Cmosイメージセンサの製造方法
JP2007180536A (ja) Cmosイメージセンサ及びその製造方法
KR100649001B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100720492B1 (ko) 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100640976B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법
US20070161144A1 (en) Method for Manufacturing CMOS Image Sensor
KR100649000B1 (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20061128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090907

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090924

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100202

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100304

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150