JP2015162679A - 負の電荷物質を含むトレンチを有するイメージセンサー及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記負の固定電荷膜は、ハフニウム(Hf)を含む金属酸化膜からなり得る。
前記基板の第1面上のゲート電極は、前記基板の第2面に向かって延長され得る。
前記負の固定電荷膜は、前記基板の第1面に向かって延長され得る。
前記負の固定電荷膜は、前記浅い素子分離膜の上部面及び下部面の中の少なくとも1つから離隔される下部面を有し得る。
前記負の固定電荷膜の下部面及び下部側壁は、前記浅い素子分離膜に接し得る。
前記負の固定電荷膜は、前記浅い素子分離膜内に延長され得る。
前記イメージセンサーは、前記深いトレンチ内で前記負の固定電荷膜に接して前記第2面に延長される埋め込み絶縁膜を更に含むことができる。
前記イメージセンサーは、前記深いトレンチ内に配置されるエアーギャップ領域を更に含むことができる。
前記イメージセンサーは、前記深いトレンチ内に配置されるポリシリコンパターンを更に含むことができ、前記負の固定電荷膜は、前記ポリシリコンパターンと接し得る。
前記イメージセンサーは、前記基板の第1面に隣接して前記画素領域の各々の活性領域を定義するチャンネルストップ領域と、前記基板の第1面を覆う層間絶縁膜と、を更に含むことができ、前記負の固定電荷膜は、前記チャンネルストップ領域に接し得る。
前記イメージセンサーは、前記基板の第1面に隣接して前記画素領域の各々の活性領域を定義するチャンネルストップ領域と、前記基板の第1面を覆う層間絶縁膜と、前記第1面と前記層間絶縁膜との間に配置されるエッチング防止膜と、を更に含むことができ、前記負の固定電荷膜は、前記エッチング防止膜に接し得る。
前記イメージセンサーは、前記深いトレンチの下部に配置されるポリシリコンパターンと、前記ポリシリコンパターンと前記深いトレンチの下部側壁との間の空間を満たす絶縁ライナーパターンと、を更に含むことができ、前記負の固定電荷膜は、前記ポリシリコンパターン及び前記絶縁ライナーパターンの上部面に接し得る。
前記イメージセンサーは、前記深いトレンチの側壁に隣接する基板上に配置される不純物注入領域を更に含むことができる。
前記深いトレンチは、前記浅い素子分離膜内に形成される底面を含み、前記深いトレンチの底面は、屈曲し得る。
前記負の固定電荷膜は、前記深いトレンチの側壁及び底面を覆い、前記イメージセンサーは、前記深いトレンチを満たす埋め込み絶縁膜を更に含むことができ、前記埋め込み絶縁膜は、前記深いトレンチ内で逆‘Y’字形状を有し得る。
前記埋め込み絶縁膜は、前記深いトレンチ内に延長されて該深いトレンチを満たし得る。
前記埋め込み絶縁膜を形成する段階は、前記負の固定電荷膜を形成するための温度と同一であるか又は低い温度で前記埋め込み絶縁膜を形成し得る。
前記イメージセンサーの製造方法は、前記負の固定電荷膜を形成した後に、前記深いトレンチ内にエアーギャップ領域を形成する段階を更に含むことができる。
また、本発明のイメージセンサーによれば、深い素子分離膜内にポリシリコンパターンが配置され、ポリシリコンパターンが基板をなすシリコンと実質的に同様な熱膨張率を有するため、物質の熱膨張率差によって発生する物理的ストレスを減らすことができる。
また、本発明のイメージセンサーによれば、深い素子分離膜内にエアーギャップ領域が存在するため、クロストークを改善することができる。
更に、本発明のイメージセンサーによれば、単位画素領域間に深い素子分離膜が配置されてこれらを隔離させるため、クロストークを更に制御することができる。これにより、イメージの色相再現性を高くすることができる。
本発明のイメージセンサーの製造方法によれば、予備素子分離膜を犠牲膜のように利用して深いトレンチを形成するため、誤整列を減らすか又は無くすことができる。これにより、工程収率を増大させて製造費用を低くすることができる。
3a 前面
3b 後面
5 不純物注入領域
7、7a 絶縁ライナーパターン
9、9a ポリシリコンパターン
10 予備の深い素子分離膜
11、11a〜11d 深い素子分離膜
13 浅い素子分離膜
13b 下部面
13u 上部面
14 チャンネルストップ領域
15 トランジスタ
16 エッチング防止膜
17 層間絶縁膜
19 配線
21、27 パッシベーション膜
23 固定電荷膜
25 埋め込み絶縁膜
29 カラーフィルター
31 マイクロレンズ
51、52、52a〜52c 深いトレンチ
52x 底面
100 イメージセンサー
230 プロセッサ
300 メモリ
410 ディスプレー装置
500 BUS
2000 モバイルフォン又はスマートフォン
3000 タブレット又はスマートタブレット
4000 ノートブック型コンピューターコンピューター
5000 テレビジョン又はスマートテレビジョン
6000 デジタルカメラ又はデジタルカムコーダー
AG エアーギャップ領域
FD 浮遊拡散領域
M1 第1マスクパターン
M2 第2マスクパターン
PD 光電変換部
PW ウェル領域
RG リセットゲート
SF ソースフォロワゲート
SEL 選択ゲート
TG トランスファーゲート
UP 単位画素領域
Claims (21)
- 第1面と該第1面に対向して光が入射する第2面とを有して複数の画素領域を定義し、前記第2面から前記第1面の方向に延長されて前記複数の画素領域を分離する深いトレンチを定義する基板と、
前記基板の画素領域の各々に配置される光電変換部と、
前記光電変換部の上に配置されるゲート電極と、
前記深いトレンチの側壁の少なくとも一部及び前記基板の第2面を覆う負の固定電荷膜と、
前記基板の第1面上に配置されて前記画素領域の各々の活性領域を定義し、前記負の固定電荷膜に接する浅い素子分離膜と、を有することを特徴とするイメージセンサー。 - 前記負の固定電荷膜は、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、チタニウム(Ti)、イットリウム(Y)、及びランタノイドの中の1つ以上を含む金属酸化物(metal oxide)からな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。
- 前記負の固定電荷膜は、ハフニウム(Hf)を含む金属酸化膜からな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。
- 前記基板の第1面上のゲート電極は、前記基板の第2面に向かって延長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。
- 前記負の固定電荷膜は、前記浅い素子分離膜の上部面及び下部面の中の少なくとも1つから離隔される下部面を有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。
- 前記負の固定電荷膜の下部面及び下部側壁は、前記浅い素子分離膜に接することを特徴とする請求項5に記載のイメージセンサー。
- 前記負の固定電荷膜は、前記浅い素子分離膜内に延長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。
- 前記深いトレンチ内で前記負の固定電荷膜に接して前記第2面に延長される埋め込み絶縁膜を更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。
- 前記深いトレンチ内に配置されるエアーギャップ領域を更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。
- 前記深いトレンチ内に配置されるポリシリコンパターンを更に含み、前記負の固定電荷膜は、前記ポリシリコンパターンに接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。
- 前記基板の第1面に隣接して前記画素領域の各々の活性領域を定義するチャンネルストップ領域と、
前記基板の第1面を覆う層間絶縁膜と、を更に含み、
前記負の固定電荷膜は、前記チャンネルストップ領域に接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。 - 前記基板の第1面に隣接して前記画素領域の各々の活性領域を定義するチャンネルストップ領域と、
前記基板の第1面を覆う層間絶縁膜と、
前記第1面と前記層間絶縁膜との間に配置されるエッチング防止膜と、を更に含み、
前記負の固定電荷膜は、前記エッチング防止膜に接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。 - 前記深いトレンチの下部に配置されるポリシリコンパターンと、
前記ポリシリコンパターンと前記深いトレンチの下部側壁との間の空間を満たす絶縁ライナーパターンと、を更に含み、
前記負の固定電荷膜は、前記ポリシリコンパターン及び前記絶縁ライナーパターンの上部面に接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。 - 前記深いトレンチの側壁に隣接する基板に配置される不純物注入領域を更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。
- 前記深いトレンチは、前記浅い素子分離膜内に形成される底面を含み、
前記深いトレンチの底面は、屈曲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。 - 前記負の固定電荷膜は、前記深いトレンチの側壁及び底面を覆い、
前記イメージセンサーは、前記深いトレンチを満たす埋め込み絶縁膜を更に含み、
前記埋め込み絶縁膜は、前記深いトレンチ内で逆‘Y’字形状を有することを特徴とする請求項15に記載のイメージセンサー。 - 第1面と該第1面に対向して光が入射する第2面とを有して複数の画素領域を定義する基板を提供する段階と、
前記基板に予備の深い素子分離膜を形成して前記画素領域を形成する段階と、
前記画素領域の各々の基板内に光電変換部を形成する段階と、
前記基板の第1面上にトランジスタ及び配線層を形成する段階と、
前記基板の第2面で前記予備の深い素子分離膜を露出させる段階と、
前記予備の深い素子分離膜の少なくとも一部を除去して基板内に深いトレンチを形成する段階と、
前記深いトレンチの側面及び前記基板の第2面を覆う負の固定電荷膜を形成する段階と、を有することを特徴とするイメージセンサーの製造方法。 - 前記負の固定電荷膜を形成する段階の後に、
前記基板の第2面上に埋め込み絶縁膜を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項17に記載のイメージセンサーの製造方法。 - 前記埋め込み絶縁膜は、前記深いトレンチ内に延長されて該深いトレンチを満たすことを特徴とする請求項18に記載のイメージセンサーの製造方法。
- 前記埋め込み絶縁膜を形成する段階は、
前記負の固定電荷膜を形成するための温度と同一であるか又は低い温度で前記埋め込み絶縁膜を形成することを特徴とする請求項18に記載のイメージセンサーの製造方法。 - 前記負の固定電荷膜を形成する段階の後に、
前記深いトレンチ内にエアーギャップ領域を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項17に記載のイメージセンサーの製造方法。
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