JP2008166783A - イメージセンサー製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】一つのマスクを使用してフォトダイオードの間の絶縁領域を形成した後、同じマスクを使用して整列キーを形成することで、工程数を減少させることができるイメージセンサー製造方法を提供する。
【解決手段】イメージセンサー製造方法は、半導体基板の上に整列キーが形成される領域と、フォトダイオード間に形成される絶縁領域が形成される領域とに、それぞれ開口が形成された第１マスクパターンを形成する段階と、第１マスクパターンをマスクにして半導体基板に絶縁領域を形成する段階と、第１マスクパターンをマスクにして半導体基板に整列キーを形成する段階と、第１マスクパターンをとり除いた後、絶縁領域を覆う第２マスクパターンを形成して第２マスクパターンをマスクにしてフォトダイオードを形成する段階と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、イメージセンサー製造方法に関する。
映像を電気信号に変換させる半導体センサーがある。イメージセンサーは、映像を電気信号に変換させる半導体センサーである。代表的なイメージセンサーとしてはＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及びＣＭＯＳイメージセンサーを挙げることができる。ＣＣＤセンサーは複数個のＭＯＳキャパシタを含んで、ＭＯＳキャパシタは光によって生成されたキャリアを移動させることで動作される。一方、ＣＭＯＳイメージセンサーは、多数の単位ピクセル及び単位ピクセルの出力信号を制御するＣＭＯＳロジッグ回路を含む。
半導体イメージセンサーは、基板、レッドフォトダイオード、グリーンフォトダイオード、ブルーフォトダイオード、それぞれのフォトダイオードで形成された信号を半導体基板表面に伝達するためのプラグ、信号を伝達するためのトランジスターを含む。このような構造のイメージセンサーでは、ピクセル間の絶縁(isolation)が重要である。パターン工程を適用してピクセルの間に電気的絶縁のための不純物を注入して絶縁領域を形成する。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、イメージセンサー製造方法であって、一つのマスクを使用してフォトダイオードの間の絶縁領域と整列キーを形成するイメージセンサー製造方法を提供することにある。
また、一つのマスクを使用してフォトダイオードの間の絶縁領域を形成した後、同じマスクを使用して整列キーを形成することで、工程数を減少させることができるイメージセンサー製造方法を提供することにある。
本発明のある態様はイメージセンサー製造方法であり、このイメージセンサー製造方法は、半導体基板上に整列キーが形成される領域と、フォトダイオード間に形成される絶縁領域が形成される領域とにそれぞれ開口が形成された第１マスクパターンを形成する段階と、前記第１マスクパターンをマスクにして前記半導体基板に絶縁領域を形成する段階と、前記第１マスクパターンをマスクにして前記半導体基板に整列キーを形成する段階と、前記第１マスクパターンをとり除いた後、前記絶縁領域を覆う第２マスクパターンを形成して、第２マスクパターンをマスクにしてフォトダイオードを形成する段階と、を含む。
本発明の他の態様もまたイメージセンサー製造方法であり、このイメージセンサー製造方法は、基板、エピタキシャル層（Epitaxial Layer）、フォトダイオードを含むイメージセンサーの製造方法において、整列キー領域と、フォトダイオード間の絶縁領域とに対してそれぞれ開口が形成された一つのマスクパターンを利用して絶縁領域を先ず形成した後、整列キー領域を形成する段階と、前記絶縁領域を覆う他のマスクパターンを利用して不純物注入を基盤にフォトダイオードを形成する段階と、を含む。
本発明によれば、既存のマスクを使いながらもパターン工程の数を減少させることで、イメージセンサーの製造工程を簡素化させることができるし、製造費用を節減することができるし、絶縁特性を向上させることができる。
以下、添付された図面を参照して実施形態を詳しく説明する。まず、図面の中で同一の構成要素または部品はできるだけ等しい参照符号を付していることに留意しなければならない。実施形態を説明するにあたって関連する公知機能、あるいは構成に対する具体的な説明は、この出願文書の要旨を曖昧にさせないために省略する。
また、実施形態の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物が基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンの“上(on/above/over/upper)”に、または“下(down/below/under/lower)”に形成される、と記載する場合において、その意味は各層(膜)、領域、パッド、パターンまたは構造物が直接基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンに接触して形成されるように解釈することもでき、他の層(膜)、他の領域、他のパッド、他のパターンまたは他の構造物がその間に追加的に形成されるように解釈することもできる。よって、その意味はこの出願文書の技術的思想によって判断されなければならない。
図１ないし図４を参照して実施形態に係るイメージセンサー製造方法を説明する。
先ず、図１を参照すると、第１フォトダイオード、例えばレッドフォトダイオードを形成する前に第１整列キー１３を形成するため、半導体基板１０上に第１フォトレジストパターンP１１を形成する。この時、前記第１フォトレジストパターンP１１は前記第１整列キー１３が形成される領域とレッドフォトダイオードの間に形成される第１絶縁領域１５が形成される領域とにそれぞれ開口１３a、１５aが形成されたフォトレジストパターンとして形成される。このような第１フォトレジストパターンP11は、整列キー形成用マスクを製作する時に整列キー領域と共に、絶縁領域を開放するように製作して、このマスクを使用することで形成することができる。
続いて、前記第１整列キー１３を形成する前に前記第１フォトレジストパターンP１１をマスクにして前記半導体基板１０にホウ素(B)のような不純物イオンを注入して第１絶縁領域１５を先ず形成した後、蝕刻工程を進行して第１整列キー１３を形成して、前記第１フォトレジストパターンP１１をとり除く。
前記不純物イオンが注入される第1絶縁領域(15)は、前記第1整列キー(13)形成時に前記第1絶縁領域(15)に形成される蝕刻ホームの面積より広く形成される。
したがって、前記蝕刻工程で第1絶縁領域(15)にも蝕刻ホームが形成されるが、前記蝕刻ホームは前記第1絶縁領域(15)の絶縁特性に大きな影響を及ぼさない。
すなわち、整列キー形成のためのマスクと絶縁領域を形成するためのマスクをそれぞれ使わないで、一つのマスクを使用して絶縁領域の形成と整列キー形成に至る二つの工程を一つのパターン工程で同時に進行することができるようになる。
次に、図２を参照すると、前記半導体基板１０上にレッドフォトダイオード１４を形成するための第２フォトレジストパターンP１２を形成して、前記第２フォトレジストパターンP１２をマスクにしてヒ素(As)のような不純物イオンを注入してレッドフォトダイオード１４を形成する。この時、前記第２フォトレジストパターンP１２は第１絶縁領域１５上に形成される。
次に、図３を参照すると、レッドフォトダイオード１４が形成された半導体基板１０の表面を成長させてエピタキシャル層１７を形成して、第２整列キー１６と第２絶縁領域１９を形成するための第３フォトレジストパターンP１３を形成する。前記第３フォトレジストパターンP１３は前記第２整列キー１６が形成される領域とグリーンフォトダイオードの間に形成される第２絶縁領域１９が形成される領域とにそれぞれ開口１６a、１９aが形成されたフォトレジストパターンとして形成される。このような第３フォトレジストパターンP１３は整列キー形成用マスクを製作する時に整列キー領域と共に、絶縁領域を開放するように製作して、このマスクを使用することで形成することができる。
続いて、前記第２整列キー１６を形成する前に前記第３フォトレジストパターンP１３をマスクにして前記エピタキシャル層１７にホウ素(B)のような不純物イオンを注入して第２絶縁領域１９を先ず形成した後、蝕刻工程を進行して第２整列キー１６を形成して、前記第３フォトレジストパターンP１３をとり除く。
前記不純物イオンが注入される第2絶縁領域(19)は、前記第2整列キー(16)形成時に前記第2絶縁領域(19)に形成される蝕刻ホームの面積より広く形成される。
したがって、前記蝕刻工程で第2絶縁領域(19)にも蝕刻ホームが形成されるが、前記蝕刻ホームは前記第2絶縁領域(19)の絶縁特性に大きな影響を及ぼさない。
次に、図４を参照すると、前記エピタキシャル層１７上に第２フォトダイオード、例えばグリーンフォトダイオード１８を形成するための第４フォトレジストパターンP１４を形成して、前記第４フォトレジストパターンをマスクにして、ヒ素(As)のような不純物イオンを注入してグリーンフォトダイオード１８を形成する。この時、前記第４フォトレジストパターンP１４は第２絶縁領域１９上に形成される。
次に、再び前記エピタキシャル層１７を成長させて、また他のエピタキシャル層を形成した後、図３と図４で説明した方法と等しい方法で第３フォトダイオード、例えばブルーフォトダイオードを形成する工程を進行してバーティカルイメージセンサーを製造する。
本実施形態よれば、既存のマスクを使いながらもパターン工程の数を減少させることで、イメージセンサー製造工程を簡素化させることができるし、製造費用を節減することができるし、絶縁特性を向上させることができる。
以上、本発明を実施形態によって詳細に説明したが、本発明は実施形態によって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
実施形態に係るイメージセンサー製造方法を示す工程図である。 イメージセンサー製造方法を示す工程図である。 イメージセンサー製造方法を示す工程図である。 イメージセンサー製造方法を示す工程図である。
符号の説明
１０ 半導体基板、 １３ 第１整列キー、 １３a、１５a 開口、 １４ レッドフォトダイオード、 P１１ 第１フォトレジストパターン、 P１２ 第２フォトレジストパターン。

Claims (14)

  1. 半導体基板の上に整列キーが形成される領域と、フォトダイオード間に形成される絶縁領域が形成される領域とにそれぞれ開口が形成された第１マスクパターンを形成する段階と、前記第１マスクパターンをマスクにして前記半導体基板に絶縁領域を形成する段階と、前記第１マスクパターンをマスクにして前記半導体基板に整列キーを形成する段階と、前記第１マスクパターンをとり除いた後、前記絶縁領域を覆う第２マスクパターンを形成して第２マスクパターンをマスクにしてフォトダイオードを形成する段階と、を含むことを特徴とするイメージセンサー製造方法。
  2. 前記フォトダイオードは、レッドフォトダイオードまたはグリーンフォトダイオードのうちいずれかひとつであることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  3. 前記各段階を含むイメージセンサー製造方法は、それぞれお互いに違う色相で積層された構造のフォトダイオードに対してそれぞれ遂行されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  4. 前記すべての段階が第１フォトダイオード及び第２フォトダイオードに対して繰り返し遂行されて積層された構造をなした後、第３マスクパターンをマスクにして第３フォトダイオードを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  5. 前記マスクパターンはフォトレジストパターンであることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  6. 前記絶縁領域は、前記第１マスクパターンをマスクにして不純物を注入して形成することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  7. 前記絶縁領域は、前記第１マスクパターンをマスクにしてホウ素を注入して形成することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  8. 前記整列キーは、前記第１マスクパターンをマスクにして蝕刻によって形成することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  9. 前記フォトダイオードは、第２マスクパターンをマスクにして不純物を注入して形成することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  10. 前記フォトダイオードは、第２マスクパターンをマスクにしてヒ素を注入して形成することを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー製造方法。
  11. 基板、エピタキシャル層、フォトダイオードを含むイメージセンサーの製造方法において、整列キー領域と、フォトダイオード間の絶縁領域とに対してそれぞれ開口が形成された一つのマスクパターンを利用して前記絶縁領域を先ず形成した後、前記整列キー領域を形成する段階と、前記絶縁領域を覆う他のマスクパターンを利用して不純物注入を行ってフォトダイオードを形成する段階と、を含むことを特徴とするイメージセンサー製造方法。
  12. 前記各段階を含むイメージセンサー製造方法は、それぞれお互いに違う色相で積層された構造のフォトダイオードに対してそれぞれ遂行されることを特徴とする請求項１１に記載のイメージセンサー製造方法。
  13. 前記絶縁領域は、前記一つのマスクパターンをマスクにして不純物を注入して形成することを特徴とする請求項１１に記載のイメージセンサー製造方法。
  14. 前記整列キー領域は、前記一つのマスクパターンをマスクにして蝕刻によって形成することを特徴とする請求項１１に記載のイメージセンサー製造方法。
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