KR0136924B1 - 씨씨디(ccd) 영상소자의 제조방법 - Google Patents
씨씨디(ccd) 영상소자의 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 CCD(Charge Coupled Device) 영상소자에 관한 것으로, 특히 수광영역의 확장으로 소자의 감도(Sensitivity)를 향상시키는데 적당하도록 한 CCD 영상소자의 제조방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 CCD 영상소자의 제조방법은 n형 반도체 기판에 p형 웰을 형성하는 공정과, 상기 p형 웰이 형성된 기판의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 공정과, 상기 p형 웰 영역내에 n형 불순물 이온주입하여 일정 간격으로 복수개의 수직전하전송영역(VCCD)을 형성하는 공정과, 상기 수직전하전송영역(VCCD)이 형성된 p형 웰 영역내에 고농도 p형 불순물 이온주입하여 복수개의 채널스톱층을 형성하는 공정과 상기의 수직전하전송영역(VCCD) 상측의 게이트 절연막상에 복수개의 폴리게이트를 형성하는 공정과, 전면에 절연막을 형성하고 폴리게이트 상측에만 남도록 절연막을 패터닝한 후 수광영역을 제외한 부분에 금속차광층을 형성하는 공정과, 상기의 금속차광층을 마스크로 하여 n형 불순물을 서로 반대방향으로 제1,2틸트(Tilt) 이온주입하여 PDN영역을 형성하는 공정과, 상기의 PDN영역 상측에 고농도의 p형 불순물 이온주입하여 PDP영역을 형성하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
Description
제1도는 종래의 CCD 영상소자의 구조단면도.
제2도는 (a) 내지 (c)는 본 발명의 CCD 영상소자의 공정 단면도.
제3도는 본 발명의 CCD 영상소자의 수광영역에서의 포텐셜 프로파일.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : n형 반도체기판21 : p형 웰
22 : VCCD23 : 채널스톱층
24 : 게이트 절연막25 : 폴리게이트
26 : 절연막27 : 금속차광층
28 : PDN
본 발명은 CCD(Charge Coupled Device) 영상소자에 관한 것으로, 특히 수광영역의 확장으로 소자의 감도(Sensitivity)를 향상시키는데 적당하도록 한 CCD 영상소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적 CCD 영상소자는 실리콘과 같은 반도체 기판상에 복수개의 광전변환소자(PD)와 광전변환소자에 의해 형성된 영상신호전하를 수직방향으로 전송하기 위한 수직전하전송영역(Vertical CCD)과 수직방향으로 전송된 영상신호전하를 수평방향으로 전송하기 위한 수평전하전송영역(Horizontal CCD)과 수평방향으로 전송된 영상신호전하를 센싱하는 센싱 앰프 등을 구비하여 이루어진 고체 촬상소자이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 CCD 영상소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
종래의 CCD 영상소자의 구조 단면도인 제1도에서와 같이 n형의 반도체 기판(1)에 p형 웰(well)(2)을 형성하고, 상기의 p형 웰(2) 영역내에 복수개의 포토다이오드영역(PD)(4)과 복수개의 수직전하전송영역(VCCD)(3)을 반복적으로 형성한다.
상기의 포토다이오드영역(PD)(4)은 n형과 p형의 불순믈을 교대로 주입하여 PN 접합(P-N Junction)을 형성한 것이다.
이어, 전면에 게이트 절연막(5)을 형성하고 상기의 수직전하전송영역(VCCD)(3)이 형성된 상측의 게이트 절연막(5)상에 반복적으로 폴리게이트(6) 및 절연막(7)을 형성한 후 상기의 폴리게이트(6) 상측의 절연막상에 수광영역을 제외한 부분에 빛이 입사되는 것을 방지하기 위한 금속차광층(8)을 형성한다.
상기와 같은 공정을 포함하여 형성된 종래의 CCD 영상소자의 동작을 설명하면 다음과 같다.
빛이 수광영역에 조사되면 P-N 접합의 포토다이오드영역(PD)(4)에서 영상신호전하를 생성하게 되고, 상기 영상신호전하는 포토다이오드영역(PD)(4)의 PDN영역에 모이게 되어 폴리게이트(6)에 가해지는 트랜스퍼(Transfer) 신호에 의해 수직전하전송영역(VCCD)(3)으로 전송되게 된다.
그러나 상기와 같은 종래의 CCD 영상소자는 영상신호전하가 모여 있는 전하축적영역의 크기가 한정되어 있어 많은 양의 빛이 수광영역으로 조사되면 생성되는 영상신호전하의 양을 수용하지 못해 영상신호전하가 넘쳐 흐르는 블루밍(Blooming)현상을 일으켜 CCD 영상소자의 해상도를 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 상기와 같은 종래의 CCD 영상소자의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 수광영역을 확장시키는 방법으로 소자의 감도(Sensitivity)를 향상시키는데 적당하도록 한 CCD 영상소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 CCD 영상소자의 제조방법은 n형 반도체 기판에 p형 웰을 형성하는 공정과 상기 p형 웰이 형성된 기판의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 공정과, 상기 p형 웰 영역내에 n형 불순물 이온주입하여 일정 간격으로 복수개의 수직전하전송영역(VCCD)을 형성하는 공정과 상기 수직전하전송영역(VCCD)이 형성된 p형 웰 영역내에 고농도 p형 불순물 이온주입하여 복수개의 채널스톱층을 형성하는 공정과 상기의 수직전하전송영역(VCCD) 상측의 게이트 절연막상에 복수개의 폴리게이트를 형성하는 공정과 전면에 절연막을 형성하고 폴리게이트 상측에만 남도록 절연막을 패터넝한 후 수광영역을 제외한 부분에 금속차광층을 형성하는 공정과 상기의 금속차광층을 마스크로 하여 n형 불순물을 서로 반대방향으로 제1,2틸트 이온주입하여 PDN영역을 형성하는 공정과 상기의 PDN영역 상측에 고농도의 p형 불순물을 이온주입하여 PDP영역을 형성하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 CCD 영상소자의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도(a) 내지 (b)는 본 발명의 CCD 영상소자의 공정 단면도이고, 제3도는 본 발명의 CCD 영상소자의 수광영역에서의 포텐셜 프로파일이다.
먼저, 제2도(a)에서와 같이 n형 반도체기판(20)에 p형 웰(21)을 형성하고 상기의 p형 웰(21)이 형성된 기판의 전면에 산화막과 질화막을 교대로 증착하여 ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 구조의 게이트 절연막(24)을 형성하고, 상기 p형 웰(21) 영역내에 n형 불순물 이온주입하여 일정 간격으로 복수개의 수직전하전송영역(VCCD)(22)을 형성한다.
이어, 상기 복수개의 수직전하전송영역(VCCD)(22)이 형성된 p형 웰(21) 영역내에 고농도의 p형 불순물 이온주입공정으로 복수개의 채널스톱층(23)을 형성한다.
그리고 상기의 수직전하전송영역(VCCD)(22) 상측의 게이트 절연막(24)상에 복수개의 폴리게이트(25)를 형성하고, 전면에 절연막(26)을 형성하고 폴리게이트(25) 상측에만 남도록 절연막(26)을 패터닝한 후 수광영역을 제외한 부분에 금속차광층(27)을 형성한다.
이어, 상기의 금속차광층(27)을 마스크로 하여 n형 불순물을 30∼60°의 각도로 제1틸트(tilt) 이온주입한다.
그리고, 제2도(b)에서와 같이 제1틸트(Tilt) 이온주입의 반대방향으로 30∼60°의 각도로 제2틸트(tilt) 이온주입하여 PDN영역(28)을 형성한다.
이어 제2도(c)에서와 같이 상기의 PDN영역(28) 상측에 고농도의 p형 불순물 이온주입하여 PDP영역을 형성한다.
상기와 같은 본 발명의 CCD 영상소자의 제조방법은 틸트 이온주입공정으로 PDN영역(28)을 더 넣고 깊게 형성하여 본 발명의 CCD 영상소자의 수광영역에서의 포텐셜 프로파일을 나타낸 제3도는 종래의 CCD 영상소자에서의 수광영역 포텐셜 프로파일을 나타낸 A와 본 발명의 CCD 영상소자에서의 수광영역 포텐셜 프로파일을 나타낸 B에서와 같이 전하축적영역이 좌우로 a만큼씩 커져 많은 양의 빛이 수광영역으로 조사되어도 생성된 영상신호 전하가 넘치지 않고 모두 처리된다.
그러므로 종래의 CCD 영상소자의 블루밍(Blooming)현상을 억제하게 되어 소자의 해상도를 향상시키는 효과가 있다.
Claims (3)
- n형 반도체 기판에 p형 웰을 형성하는 공정과, 상기 p형 웰이 형성된 기판의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 공정과, 상기 p형 웰 영역내에 n형 불순물 이온주입하여 일정 간격으로 복수개의 수직전하전송영역(VCCD)을 형성하는 공정과, 상기 수직전하전송영역(VCCD)이 형성된 p형 웰 영역내에 고농도 p형 불순물 이온주입하여 복수개의 채널스톱층을 형성하는 공정과, 상기의 수직전하전송영역(VCCD) 상측의 게이트 절연막상에 복수개의 폴리게이트를 형성하는 공정과, 전면에 절연막을 형성하고 폴리게이트 상측에만 남도록 절연막을 패터닝한 후 수광영역을 제외한 부분에 금속차광층을 형성하는 공정과 상기의 금속차광층을 마스크로 하여 n형 불순물을 서로 반대방향으로 제1,2틸트(Tilt) 이온주입하여 PDN영역을 형성하는 공정과 상기의 PDN영역 상측에 고농도의 p형 불순물을 이온주입하여 PDP영역을 형성하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 CCD 영상소자의 제조방법.
- 제1항 있어서, 제1,2틸트(Tilt) 이온주입공정은 30∼60°의 각도로 이온주입함을 특징으로 하는 CCD 영상소자의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 게이트 절연막은 ONO(Oxide-Nitride-Oxide)층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 CCD 영상소자의 제조방법.
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