KR0136925B1

KR0136925B1 - 고체촬상소자의 제조방법

Info

Publication number: KR0136925B1
Application number: KR1019940024828A
Authority: KR
Inventors: 권경국; 문상호
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1998-04-24

Abstract

본 발명은 고체촬상소자의 제조방법에 관한 것으로, 표면에서 발생된 노이즈전하들이 포토다이오드영역으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 N형 기판에 P웰을 형성하는 공정과 상기 P웰의 소정부분에 전하전송소자를 형성하는 공정, 기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정, 상기 게이트절연막 상부의 상기 전하전송소자영역상에 전송게이트를 형성하는 공정, N형 불순물을 상기 전송게이트에 자기정렬되도록 이온주입하고 열처리하여 포토다이오드 N영역을 상기 P웰의 소정영역에 형성하는 공정, P형 불순물을 상기 전송게이트에 자기정렬하여 상기 전송게이트 하부쪽으로 경사지게 이온주입하고 열처리하여 상기 포토다이오드 N영역 표면부위에 포토다이오드 P영역을 형성하는 공정을 포함하는 고체촬상소자의 제조방법을 제공함으로써 포토다이오드 P영역이 포토다이오드 N영역을 완전히 덮도록 하여 표면에서 발생된 노이즈전하가 포토다이오드 N영역으로 유입되는 것을 방지하여 화이트결함 특성을 개선한다.

Description

고체촬상소자의 제조방법

제1도는 종래의 고체촬상소자 제조방법을 도시한 공정순서도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 고체촬상소자의 제조방법을 도시한 공정순서도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 고체촬상소자의 제조방법을 도시한 공정순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : N형 기판2,3 : P웰

4 : 전하전송소자5 : 게이트절연막

6 : 전송게이트7 : 포토다이오드 N영역

8 : 포토다이오드 P영역9 : 절연막

10 : 광차폐금속층

본 발명은 고체촬상소자(CCD: Charge Coupled Device)의 제조방법에 관한 것으로, 특히 표면에서 발생된 노이즈전하들이 포토다이오드영역으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한 고체촬상소자의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 고체촬상소자의 제조방법을 제1도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1도(a)와 같이 N형 기판(1)에 제1P웰(2)을 형성하고, 이 제1P웰(2)의 소정부분에 제2P웰(3)을 형성하고, 제2P웰(3)내의 소정부분에 매몰전하전송소자(BCCD; Buried Charge Coupled Device) 채널(4)을 형성한다.

이어서 제1도(b)와 같이 CCD 채널이 형성된 기판상에 게이트절연막(5)을 형성하고 이 게이트절연막(5) 상부의 상기 CCD영역상에 전송게이트(6)를 형성한다.

다음에 제1도(c)와 같이 N형 불순물로서, 상기 전송게이트(6)에 자기정렬(self-align)되도록 인(Phosphorus)을 이온주입한 후, 열처리하여 포토다이오드 N영역(7)을 상기 제1P웰(2)의 소정영역에 형성하고, 이어서 P형 불순물로서, B(bornon) 또는 BF₂를 이온주입한 후, 열처리하여 상기 포토다이오드 N영역(7) 표면부위에 포토다이오드 P영역(8)을 형성한다.

이어서 제1도(d)와 같이 기판 전면에 절연막(9)을 형성한 후, 이 절연막(9) 상부에 알루미늄 등으로 된 광차폐금속층(10)을 형성한다.

상기 종래기술에 있어서는 감도특성을 좋게 하기 위해 포토다이오드 N영역(7)은 높은 에너지로 이온주입을 행하고 높은 온도에서 비교적 장시간동안 확산시켜 형성하는 반면에 포토다이오드 P영역(8)은 상대적으로 낮은 에너지로 이온주입하여 짧은 시간동안 확산시켜 형성한다.

따라서 전송게이트(6)에 자기정렬되도록 하여 포토다이오드 N영역과 포토다이오드 P영역을 이온주입할 때 제1도(c)에 도시된 바와 같이 전송게이트(6) 하부에 포토다이오드 P영역(8)이 포토다이오드 N영역(7)을 덮지 못하는 부분(A)이 존재하므로 이 부분의 표면에서 생긴 노이즈전하가 전송게이트(6)를 통해 리드아웃(read-out)되는 문제가 발생한다.

고체촬상소자 제조를 위한 공정진행중 식각에 의한 손상을 입거나 오염되기 쉬운 곳은 실리콘기판의 표면이다. 따라서 표면의 결함에서 발생되는 전자가 포토다이오드로 유입되는 것을 막기 위해 표면에 얕은 P영역을 형성하기 위한 이온주입을 행한다. 이는 표면상태를 미리 정공(hole)으로 채워 P형의 중성(neutral)영역에 가두어 둠으로써 이러한 표면결함들이 누설원으로 작용하지 못하게 하기 위한 것이다. 상기 종래기술에서와 같이 포토다이오드 부분으로 감싸지 못하는 부분에 따라 V_dark(암전류에서의 전압)는 20배, 2-3mV의 결함을 100배 증가한다고 알려진 바 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포토다이오드 P영역이 포토다이오드 N영역을 완전히 덮을 수 있도록 하여 표면에서 발생된 노이즈전하들이 포토다이오드 N영역으로 유입되는 것을 방지할 수 있는 고체촬상소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고체촬상소자 제조방법은 N형 기판에 P웰을 형성하는 공정과 상기 P웰의 소정부분에 전하전송소자를 형성하는 공정, 기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정, 상기 게이트절연막 상부의 상기 전하전송소자영역상에 전송게이트를 형성하는 공정, N형 불순물을 상기 전송게이트에 자기정렬되도록 이온주입하고 열처리하여 포토다이오드 N영역을 상기 P웰의 소정영역에 형성하는 공정, P형 불순물을 상기 전송게이트에 자기정렬하여 상기 전송게이트 하부쪽으로 경사지게 이온주입하고 열처리하여 상기 포토다이오드 N영역 표면부위에 포토다이오드 P영역을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고체촬상소자 제조방법은 N형 기판에 P웰을 형성하는 공정과 상기 P웰의 소정부분에 전하전송소자를 형성하는 공정, 기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정, 상기 게이트절연막 상부의 상기 전하전송소자영역상에 전송게이트를 형성하는 공정, 상기 전송게이트 측면에 측벽스페이서를 형성하는 공정, N형 불순물을 상기 전송게이트 및 측벽스페이서에 자기정렬되도록 이온주입하고 열처리하여 포토다이오드 N영역을 상기 P웰내의 소정영역에 형성하는 공정, 상기 측벽스페이서를 제거하는 공정, 상기 전송게이트에 자기정렬하여 P형 불순물을 이온주입하고 열처리하여 상기 포토다이오드 N영역 표면부위에 포토다이오드 P영역을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 일실시예에 의한 고체촬상소자의 제조방법을 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2도(a)와 같이 N형 기판(1)에 제1P웰(2)을 형성하고, 이 제1P웰(2)의 소정부분에 제2P웰(3)을 형성하고, 제2P웰(3)내의 소정부분에 매몰전하전송소자(BCCD; Buried Charge Coupled Device) 채널(4)을 형성한다. 이어서 상기 CCD채널이 형성된 기판상에 게이트절연막(5)을 형성하고 이 게이트절연막(5) 상부의 상기 CCD영역상에 전송게이트(6)를 형성한다. 다음에 N형 불순물로서, 예컨대 인(Phosphorus)을 상기 전송게이트(6)에 자기정렬(self-align)되도록 이온주입(11)한 후, 열처리하여 제2도(b)와 같이 포토다이오드 N영역(7)을 상기 제1P웰(2)의 소정영역에 형성한다.

이어서 P형 불순물로서, 예컨대 B(boron) 또는 BF₂를 상기 전송게이트에 자기정렬하여 전송게이트 하부쪽으로 경사(tilt) 이온주입한 후, 열처리하여 제2도(c)와 같이 상기 포토다이오드 N영역(7)의 표면부위에 포토다이오드 P영역(8)을 형성한다.

다음에 기판 전면에 절연막(9)을 형성한 후, 이 절연막(9) 상부에 알루미늄 등으로 된 광차폐금속층(10)을 형성하게 되면 포토다이오드 P영역(8)이 포토다이오드 N영역(7)을 완전히 덮는 고체촬상소자가 얻어지게 된다.

다음에 제3도를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 고체촬상소자의 제조방법을 설명한다.

먼저, 제3도(a)와 같이 N형 기판(1)에 제1P웰(2)을 형성하고, 이 제1P웰(2)의 소정부분에 제2P웰(3)을 형성하고, 제2P웰(3)내의 소정부분에 매몰전하전송소자(BCCD; buried Charge Coupled Device) 채널(4)을 형성한다. 이어서 상기 CCD채널이 형성된 기판상에 게이트절연막(5)을 형성하고 이 게이트절연막(5) 상부의 상기 CCD영역상에 전송게이트(6)를 형성한다. 다음에 기판 전면에 절연층을 형성한 후 이를 에치백하여 상기 전송게이트(6) 측면에 측벽스페이서(13)를 형성한 다음, N형 불순물로서, 상기 전송게이트(6) 및 측벽스페이서(13)에 자기정렬(self-align)되도록 예컨대, 인(Phosphorus)을 이온주입(14)한 후, 열처리하여 제3도(b)와 같이 포토다이오드 N영역(7)을 상기 제1P웰(2)의 소정영역에 형성한다.

다음에 상기 측벽스페이서를 제거한 후, 상기 전송게이트(6)에 자기정렬하여 P형 불순물로서, 예컨대 B(boron) 또는 BF₂를 이온주입(15) 열처리하여 제3도(c)에 도시된 바와 같이 상기 포토다이오드 N영역(7)의 표면부위에 포토다이오드 P영역(8)을 형성한다.

다음에 기판 전면에 절연막(9)을 형성한 후, 이 절연막(9) 상부에 알루미늄 등으로 된 광차폐금속층(10)을 형성하게 되면 포토다이오드 P영역(8)이 포토다이오드 N영역(7)의 전지역을 완전히 덮는 고체촬상소자가 얻어지게 된다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 포토다이오드 P영역이 포토다이오드 N영역을 완전히 엎을 수 있게 되므로 표면에서 발생된 노이즈전하가 포토다이오드 N영역으로 유입되는 것이 방지되어 화이트결함 특성이 좋아지게 된다.

Claims

N형 기판에 P웰을 형성하는 공정과, 상기 P웰의 소정부분에 전하전송소자를 형성하는 공정, 기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정, 상기 게이트절연막 상부의 상기 전하전송소자영역상에 전송게이트를 형성하는 공정, N형 불순물을 상기 전송게이트에 자기정렬되도록 이온주입하고 열처리하여 포토다이오드 N영역을 상기 P웰의 소정영역에 형성하는 공정, P형 불순물을 상기 전송게이트에 자기정렬하여 상기 전송게이트 하부쪽으로 경사지게 이온주입하고 열처리하여 상기 포토다이오드 N영역 표면부위에 포토다이오드 P영역을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
N형 기판에 P웰을 형성하는 공정과 상기 P웰의 소정부분에 전하전송소자를 형성하는 공정, 기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정, 상기 게이트절연막 상부의 상기 전하전송소자영역상에 전송게이트를 형성하는 공정, 상기 전송게이트 측면에 측벽스페이서를 형성하는 공정, N형 불순물을 상기 전송게이트 및 측벽스페이서에 자기정렬되도록 이온주입하고 열처리하여 포토다이오드 N영역을 상기 P웰내의 소정영역에 형성하는 공정, 상기 측벽스페이서를 제거하는 공정, 상기 전송게이트에 자기정렬하여 P형 불순물을 이온주입하고 열처리하여 상기 포토다이오드 N영역 표면부위에 포토다이오드 P영역을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.