KR0155783B1 - 전하결합소자형 고체촬상장치 및 그 제조방법 - Google Patents
전하결합소자형 고체촬상장치 및 그 제조방법Info
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Abstract
전위우물 속에 또 다른 전위우물을 가지는 전하결합소자형 고체촬상장치 및 그 제조방법에 대해 기재되어 있다. 이는, 입력광에 따라 전하를 생성시키는 광다이오드와 상기 광 다이오드에 존재하는 전하를 읽어내고 전달하는 수직 전송부와 상기 수직 전송부로부터 전송된 전하를 출력단으로 전송하는 수평 전송부와 상기 수평 전송부로부터 전송된 전하들을 감지하여 증폭하는 출력단으로 구성되는 고체촬상장치에 있어서, 상기 수평 전송부의 전송채널 내에, 출력단으로 전송되는 전하들의 이동방향과 평행하게 적어도 둘이상의 서로 분리된 전위언덕이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 신호전하의 양이 적을 때의 전하결합소자의 전송효율을 향상시켰다.
Description
제1도는 일반적인 IT-CCD(Interline Transfer-Charge Coupled Device)형 고체촬상장치의 일부분을 도시한 평면도이다.
제2도는 상기 제1도의 II-II'선을 잘라 본 종래방법에 의해 형성된 전하결합소자를 도시한 단면도이다.
제3도는 상기 제2도의 전하결합소자에 클럭펄스가 인가되었을 때의 전위분포도이다.
제4도는 상기 제1도의 II-II'선을 잘라 본 본 발명의 방법에 의해 형성된 전하결합소자를 도시한 단면도이다.
제5도는 상기 제4도의 전하결합소자에 클럭펄스가 인가되었을 때의 전위분포도이다.
제6a도 내지 제6d도는 본 발명에 의한 상기 제4도의 전하결합소자를 제조하는 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
본 발명은 고체촬상장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 전하결합소자(Charge Coupled Device: 이하 CCD라 칭함) 형고체촬상장치의 수평전송부를 구성하는 전하결합소자형 고체촬상장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
고체촬상장치(Solid State Image Sensing Device)는 광전변환기능 및 신호축적기능을 가진 고체 요소를 1화소로 하는 촬영면을 형성하여, 각 화소에 축적된 신호전하를 전기신호로 변환함으로써 외부 영상정보를 전기신호로 변환시키는 장치이다.
이는, 각 화소의 신호를 읽어내는 방식(주사 방식)에 따라 X-Y 어드레스 방식의 고체촬상장치와 신호전송 방식의 고체촬상장치로 크게 분류된다. X-Y 어드레스 방식의 고체촬상장치는 각 화소의 신호전하를 선택적으로 읽어내서 출력을 얻는 방식으로서 모스(MOS)형 고체촬상장치가 제품화되어 있으며, 신호전송 방식의 고체촬상장치는 각 화소의 신호전하를 아날로그 신호로 변환하여 화소 이외의 소자에 일시에 전송해 놓고, 그 후에 그 신호를 차례로 읽어내는 방식으로서 CCD형 고체촬상장치가 주류를 이루고 있다.
이 CCD형 고체촬상장치는 전송방식에 따라 다시 플레임 전송(Frame Transfer; FT)방식의 CCD형 고체촬상장치와 인터라인 전송(InterlineTransfer; IT)방식의 CCD형 고체촬상장치로 분류되는데, 전자는, 입사광을 신호전하로 변환하는 촬영부, 신호전하를 축적하는 축적부 및 신호전하를 수평 전송하는 수평전송용 CCD 및 출력증폭기로 구성되어 있고, 후자는, 입사되는 빛의 세기에 따라 신호전하를 발생하는 광다이오드, 신호전하를 수직 방향으로 전송하는 수직전송 CCD, 수직전송 CCD에서 전송된 신호전하를 수평 방향으로 전송하는 수평전송 CCD 및 수평전송 CCD에서 전송된 신호전하를 검출하는 출력회로부로 구성된다.
제1도는 일반적인 IT-CCD(Interline Transfer-Charge Couple Device)형 고체촬상장치의 일부분을 도시한 평면도로서, 광 다이오드, 수직전송부 및 수평전송부를 개략적으로 나타내었다.
상기 평면도에 있어서, 도면 부호 2는 광 다이오드를, 4는 수직전송부의 수직전송채널을, 6은 수직전송부의 수직전송전극들을, 8은 수평전송부의 수평전송채널을, 10은 수평전송부의 수평전송전극들을, 12는 검출단을, 그리고 ↑ 또는 ←는 신호전하의 전송방향을 나타낸다.
IT 방식의 CCD형 고체촬상장치는, 통상 공핍상태에서 빛을 받아 신호전하를 생성 및 축적하는 광 다이오드(2)로 구성된 수광 및 축적부, 신호전하를 주사방식에 맞도록 출력단으로 전송하는 수직전송부(4 및 6) 및 수평전송부(8 및 10)로 구성된 전송부 및 전송된 신호전하를 검출하여 증폭하는 검출단(12)의 세부분으로 구성되어 있다.
외부광학계에서 광 다이오드(2)로 입사된 광은 광전변환에 의해 신호전하로 전환 및 축적되고, 이 신호전하는 수직전송채널(4)로 차례대로 전송된 후, 수직전송전극(6)들에 인가되는 클럭펄스들에 의해 수평전송채널(8)로 차례대로 전송된다. 이어서, 이들 신호전하는 다시 수평전송전극(10)들에 인가되는 클럭펄스들에 의해 차례대로 검출단(12)으로 전송된 후 출력된다.
이때, 광 다이오드(2)의 해상도를 향상시키기 위해 수직전송채널(4)의 폭은 가능한 좁히고(광 다이오드는 수직전송채널의 폭이 좁혀진 만큼 상대적으로 커지므로, 외부광학계로부터 입사되는 빛의 양 또한 늘려진 면적만큼 많아짐), 신호전하의 전하전송 능력 및 신호전하의 수평전송 속도를 증가시키기 위해 수평전송채널(8)의 폭은 가능한 넓힌다 (동일한 양의 신호전하가 임의의 채널에 담겨져 있을 때, 체널의 폭이 넓은 경우가 채널의 폭이 좁은 경우보다 전송시간을 단축시킬 수 있음). 따라서, 수평전송채널(8)의 폭은, 상기 제1도에 도시된 것처럼, 수직전송채널(4)의 폭 보다 넓게 형성되는 것이 일반적이다.
광 다이오드(2)에 수광 및 축적된 신호전하는 수직전송채널(4)로 옮겨진 후, 수직전송전극(6)들에 인가되는 클럭펄스에 의해 한단씩 차례 대로 전송된다. 즉, 전송전극에 인가되는 클러펄스에 의해, 하나의 전송전극의 하부에 형성된 전송채널에 축적된 신호전하는, 그 이웃하는 전송전극의 하부에 형성된 전송채널로 옮겨간다. 이때, 전송전극에 인가되는 클러펄스의 동작에 상응하는 신호전하의 이동, 즉 전송은 하나의 전송채널에서 인접한 다른 하나의 전송채널로 이동할 때 신호전하의 작은 손실이나 첨가없이 행해지는 것이 바람직하다.
현재, IT방식의 CCD형 고체촬상장치의 각 전송부, 즉 수직전송부(VCCD)와 수평전송부(HCCD)를 구성하는 전송채널은 매몰형 채널을 채용하는 것이 일반적이며, 하나의 전송전극에서 다른 하나의 전송전극으로 신호전하를 이동시키는데 소요되는 시간은, 수직전송부의 경우 대략 63.5㎲이고, 수평전송부의 경우 대략 105㎱이다. 즉, 수평전송부에서의 신호전하의 전송시간은 수직전송부에서의 신호전하의 전송시간 보다 550배가량 빠르다.
따라서, 신호전하의 손실이나 첨가없이 수직전송부 보다 훨씬 빠른 속도로 신호전하의 전송을 행해야 하는 수평전송부의 경우, 수평전송부에 요구되는 조건들을 충족시키기 위해서, 수직전송부와는 다른 구조로 형성되어야 한다.
제2도는 상기 제1도의 II-II'선을 잘라 본 종래방법에 의해 형성된 전하결합소자를 도시한 단면도로서, 도면부호 14는 반도체기판을, 16은 도핑우물을, 18은 전송채널을, 20은 소자분리영역을, 22는 절연막을, 그리고 24는 전송전극을 나타낸다.
N형의 반도체기판(14)에 전송채널의 전기적 분리 및 전송채널의 접지를 위한 P형의 도핑우물(16)이 형성되어 있고, 그 상부에 신호전하의 축적 및 전송을 위한 N형의 전송채널(18)이 형성되어 있다. 전송채널의 전기적 분리를 위한 P+형 소자분리영역(20)이 전송채널(18)의 측면을 따라 형성되어 있고, 전송채널(18) 상에는 절연막(22)가 형성되어 있다. 전송전극(24)은 전송채널(18) 상의 절연막(22) 상에 형성되어 있다.
통상, 수평전송부를 구성하는 수평전송채널은, 상기 제1도에 도시된 바와 같이, 그 폭이 수직전송채널 보다 훨씬 크게 형성된다. 이는 많은 용량을 빠른 시간 내에 전송하기 위한 수단으로, 거의 모든 IT방식의 CCD형 고체촬상장치에 적용되는 구조이다.
제3도는 상기 제2도의 전하결합소자에 클럭펄스가 인가되었을 때의 전위분포도로서, 제2도의 전송채널(18)을 기준으로 횡축으로의 전위분포, 즉, 소자분리영역(20) / 전송채널(18) / 소자분리영역(20)의 전위분포를 도시한 것이다. 이때, 도면부호 P1은 전송채널의 전위를, Q는 전송채널에 축적된 신호전하를, 그리고 100는 전위우물을 나타낸다.
앞서 기술한 바와 같아. 통상의 IT 방식의 CCD형 고체촬상장치에서는, 신호전하의 저장능력 및 전송속도를 향상시키기 위하여, 수평전송부의 전송전극들을 신호전하가 출력단으로 이동하는 방향(제1도에 있어서, ↑ 부호)으로의 길이 보다 신호전하가 출력단으로 이동하는 방향의 직각방향으로의 길이가 더 길게 형성된다.
이는, 수평전송전극의 하부에 형성되는 전위우물은 신호전하가 이동하는 방향으로의 길이 보다 신호전하가 이동하는 방향의 직각방향으로의 길이가 더 길게 형성됨을 의미한다.
따라서, 수직전송부에서 수평전송부로 전송된 신호전하는 (제1도 참조), 수평전송전극의 하부에 형성된 전위우물(100)에 의해 진행방향에 대해 수직방향으로 길게 퍼진상태로 이동하게 된다.
상술한 바와 같은 경우, 즉 전위우물(100)이 신호전하의 진행방향에 대해 수직방향으로 길게 퍼진 경우, 수평전송부로 전송되는 신호전하의 양이 적은 상황에서는, 프린징 전장(fringing field) 및 신호전하의 불균일한 분포에서 기인하는 자체 발생 전장(self induced field effect)의 효과가 작아 신호전하의 전송효율을 저하시킨다.
따라서, IT 방식의 CCD형 고체촬상장치에 적용되는 수평전송채널과 같이, 그 폭이 다소 넓은 전송채널을 갖는 전하결합소자의 경우, 전송효율을 높이기 위해서, 종래의 채널 구조와는 다른 구조의 채널 구조가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 신호전하의 전송효율을 높인 전하결합소자형 고체촬상장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 전하결합소자를 제조하는데 있어서 그 적합한 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전하결합소자형 고체촬상장치는,
입력광에 따라 전하를 생성시키는 광다이오드와 상기 광 다이오드에 존재하는 전하를 읽어내고 전달하는 수직 전송부와 상기 수직 전송부로부터 전송된 전하를 출력단으로 전송하는 수평 전송부와 상기 수평 전송부로부터 전송된 전하들을 감지하여 증폭하는 출력단으로 구성되는 고체촬상장치에 있어서,
상기 수평 전송부의 전송채널 내에, 출력단으로 전송되는 전하들의 이동방향과 평행하게 적어도 둘이상의 서로 분리된 전위언덕이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전하결합소자형 고체촬상장치의 제조방법은,
수평전송부가 형성될 제1 도전형의 반도체기판에 제1 도전형의 불순물을 도우프하여 일방향으로 긴 막대모양의 전송채널을 형성하는 제1 공정;
제2 도전형의 불순물을 상기 전송채널에 부분적으로 도우프하여 상기 일방향으로 긴 막대모양의 불순물 확산 영역을 형성하는 제2 공정;
결과물 상에 절연막을 형성하는 제3 공정; 및
상기 전송채널이 상의 절연막 상에 서로 분리된 다수의 전송전극들을 형성하는 제4 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전하결합소자형 고체촬상장치의 제조방법에 있어서, 상기 제1공정 시 또는 후에, 제2 도전형의 불순물을 적어도 상기 전송채널이 형성될 영역에 포함하는 영역에 도우프함으로써 도핑우물을 형성하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제1 공정 또는 제2 공정 후에, 상기 전송채널의 가장자리를 따라 제2 도전형의 불순물이온을 주입함으로써 소자분리영역을 형성하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 불순물 확산영역은 보론(Boron) 이온을 2E11 이온/㎠의 농도, 50keV의 에너지로 주입하여 형성되고, 상기 소자분리영역은 인(Phosphorus)이온을 2E13 이온/㎠의 농도, 60keV의 에너지로 주입하여 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 의한 전하결합소자형 고체촬상장치 및 그 제조방법에 의하면, 전송채널 내에, 신호전하가 이동하는 방향과 평행한 방향으로 길게, 상기 전송채널을 구성하는 불순물과는 다른 종류의 도전형의 불순물이 도우프되어 형성된 불순물 확산영역을 형성함으로써, 신호전하의 양이 작을 때의 전하결합소자의 전송효율을 향상시켰다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 자세하게 설명하고자 한다.
제4도는 상기 제1도의 II-II'선을 잘라 본 발명의 방법에 의해 형성된 전하결합소자를 도시한 단면도이다.
상기 제4도에 있어서, 도면부호 14는 반도체기판을, 16은 도핑우물을, 18은 전송태널을, 20은 소자분리영역을, 22는 절연막을 24는 전송전극을, 그리고 26은 불순물 확산영역들을 나타낸다.
상기 제4도에 도시된 본 발명에 의한 전하결합소자는, 전송채널(18)내에 부분적으로 불순물을 도우프하여 형성된 불순물 확산영역(26)을 제외하면 엄격하게 상기 제2도의 전하결합소자와 동일하다. 이때, 상기 불순물 확산영역(26)은 신호전하가 전송되는 방향에 평행한 방향으로 긴 막대 모양으로, 하나 이상 형성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 전하결합소자에서는, 상기 반도체기판(14)은 N형의 불순물로, 상기 도핑우물(16)은 P형의 불순물로, 상기 전송채널(18)은 N형의 불순물로, 상기 불순물 확산영역(26)은 P형의 불순물로, 그리고 상기 소자분리영역(20)은 P+형의 불순물로 도우프되어 있고, 이때, 불순물 확산영역(26)의 불순물 농도는 소자분리영역(20)의 불순물 농도 보다 낮다.
전송채널(18)은 도핑우물(16) 및 소자분리영역(20)에 의해 다른 소자, 예컨대 고체촬상장치의 경우 광 다이오드나 주변회로를 구성하는 소자들로부터 전기적으로 분리되어 있다. 이때, 도핑우물(16)은, 또한 전송채널(18)을 접지시키는 역할도 한다. 통상, 상기 전송채널(18)과 도핑우물(16)은 거의 같은 모양으로 형성되고, 소자분리영역(20)은 상기 전송채널(20)의 측면을 따라 길게 형성된다.
전송전극(24)는 상기 전송채널(18) 상의 절연막(22) 상에 형성되며, 전송채널의 신호전하를 이동시키는 클럭펄스가 인가된다.
상기 제4도에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 전하결합소자에서는, 반도체기판(14)에 N형의 불순물을 도우프하여 사용하였으나, 반도체기판(14)에 P형의 불순물을 도우프하여 사용할 경우, 전송채널(18), 도핑우물(16), 소자분리영역(20) 및 불순물 확산영역(26)에 도우프되는 불순물의 종류는 언급한 바의 반대로하여야 함은, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 분명하다.
제5도는 상기 제4도의 전하결합소자에 클럭펄스가 인가되었을 때의 전위분포도로서, 제4도에 도시된 전송채널(18)을 기준으로 횡축으로의 전위분포, 즉, 소자분리영역(20) / 전송채널(18) / 불순물확산영역(26) / 소자분리영역(20)이 일렬로 정렬되어 있는 영역의 전위분포를 도시한 것이다.
상기 제5도에 있어서, 도면부호 P2는 전송채널의 전위를, P3는 불순물 확산영역의 전위를, Q는 전송채널에 축적된 신호전하를, 100은 전송채널에 의해 형성된 전위우물을, 그리고 200은 불순물 확산영역에 의해 형성된 전위벽을 나타낸다.
전송채널에 의해 형성된 전위우물(100) 내에, 불순물 확산영역에 의해 형성된 전위벽(200)들이 형성되어 있다. 이때, 상기 전위벽의 전위(P3)의 크기는 전위우물의 전위(P2)의 크기보다 작고, 상기 전위벽은 신호전하가 이동하는 방향과 평행한 방향으로 긴 막대 모양으로 형성된다.
각 전송전극의 하부에 형성되는 전위우물이 신호전하의 전송방향으로 보다 신호전하의 전송방향의 수직방향으로 더 긴 모양으로 형성되는 종래 방법에 의한 전하결합소자의 경우, 즉 고체촬상장치의 수평전송부에 적용되는 전하결합소자의 경우, 신호전하 발생원에서(고체촬상장치의 경우, 수직전송부) 넘어오는 신호전하들은 전하결합소자의 각 전송채널의 하부에서 길게 퍼진모양으로 (상기 제3도 참조) 축적되므로, 앞서 설명한 바와 같은 이유에 의해, 신호전하의 전송효율을 저하시킨다.
그러나, 본 발명에 의한 전하결합소자의 경우엔, 신호전하 발생원에서 넘어오는 신호전하들은, 그 양에 따라, 상기 제5도에 도시된 바와 같이, 전위벽에 의해 형성된 작은 전위우물에 왼쪽에서 부터 (신호전하 발생원이 왼쪽에 있을 경우) 차례대로 축적된다.
전송채널에 축적되는 신호전하는 전송채널의 전위우물에 넓게 퍼진모양으로 축적되는 (제3도 참조)것이 아니라, 전위벽에 의해 형성되는 작은 전위우물에만 채워진 형태로 축적되므로(제5조 참조), 신호전하의 양이 작을 때 발생하던 프린징 전장 및 자체발생 전장의 저하문제를 해결한다. 따라서, 신호전하의 전송효율은 향상된다.
제6a도 내지 제6d도는 본 발명에 의한 상기 제4도의 전하결합소자를 제조하는 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
먼저, 제6a도는 전송채널(18) 및 도핑우물(16)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 이는 N형 반도체기판(14) 상에, 전화결합소자가 형성될 영역의 상기 반도체기판을 표면으로 노출시키는 제1 이온주입 방지막(15)을 형성하는 공정, 및 결과물에, 예컨대 인(P)이나 아세닉(As)과 같은 N형 불순물이온과 붕소(B)와 같은 P형 불순물이온을 주입에너지를 달리하여 주입하는 공정으로 진행된다.
이때, 상기 N형 불순물이온은, 예컨대 2.6E12 이온/㎠의 농도, 150keV의 에너지로 주입되고, 상기 P형 불순물이온은, 예컨대 2.2E12 이온/㎠의 농도, 380keV의 에너지로 주입된다. 통상, 도핑우물(16)에 주입되는 불순물이온의 주입에너지는 전송채널(18)에 주입되는 불순물이온의 주입에너지 보다 큰 것이 바람직하다. 그러나, 붕소는 인이나 아세닉 보다 높은 확산계수를 가지므로, 같은 에너지로 주입된다 하더라도 도핑우물(16)은 전송채널(18)보다 하부에 위치하게 된다.
전송채널과 도핑우물을 형성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 N형 및 P형 불순물이온을 동시에 주입하는 한단계의 공정으로 진행하였으나, N형 불순믈을 주입하여 전송채널(18)을 먼저 형성한 후, P형 불순물을 주입하여 도핑우물(16)을 형성하는 공정이나, P형 불순물을 주입하여 도핑우물(16)을 먼저 형성한 후, N형 불순물을 주입하여 전송채널(18)을 형성하는 공정과 같이 두단계의 공정으로 나누어 진행할 수 도 있다.
상기 전송채널(18)은 신호전하를 축적 및 전송하는 역할을 하며, 상기 도핑우물(16)은 전송채널을 반도체기판 및 다른 소자들로부터 전기적으로 분리하거나 상기 전송채널을 접지시키는 역할을 한다.
제6b도는 소자분리영역(20)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 이는, 상기 전송채널(18)의 가장자리를 따른 영역의 반도체기판을 표면으로 노출시키는 제2 이온주입 방지막(19)을 형성하는 공정, 및 결과물에, 예컨대 붕소와 같은 P형 불순물이온을 주입하여 상기 소자분리영역(20)을 형성하는 공정으로 진행된다.
이때, 상기 소자분리영역(20)은 전송채널의 가장자리를 따라 긴 막대모양으로 형성되며, 전송채널(18)을 다른 소자들로부터 전기적으로 분리하는 역할을 한다. 통상. 상기 소자분리영역에 주입되는 불순물이온의 농도는 상기 도핑우물에 주입되는 불순물이온 보다 높다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 소자분리영역을 형성하기 위해, 언급한 불순물이온을, 예컨대 2E13 이온/㎠의 농도, 60keV의 에너지로 주입하였다.
상기 제6a도에서 설명한 공정과 상기 제6b도에서 설명한 공정은 서로 바꾸어 진행될 수도 있음은 물론이다.
제6c도는 불순물 확산영역(26)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 이는, 신호전하의 전송방향으로 긴 사각형모양으로 상기 반도체기판을 표면으로 노출시키는 제3 이온주입 방지막(25)을 형성하는 공정, 및 결과물에, 예컨대 붕소이온을 주입하여 상기 불순물 확산영역(26)을 형성하는 공정으로 진행된다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 불순물 확산영역(26)을 형성하기 위해, 언급한 불순물이온은, 예컨대 2E11이온/㎠의 농도, 50keV의 에너지로 주입하였다. 이때, 상기 불순물 확산영역(26)에 주입되는 불순물의 농도는 상기 소자분리영역(20)에 주입되는 불순물의 농도 보다 낮아야 한다.
상기 불순물 확산영역(26)은 신호전하가 전송되는 방향과 평행하게 긴 막대모양으로 형성되어, 상기 전송채널(18)에 의해 형성된 전위우물내에 상기 전위우물의 전위보다 낮은 전위의 전위벽을 형성하게 한다.(제5도 참조).
본 발명의 일 실시예에 의한 제조방법에서는, 전송채널(18) 및 도핑우물(16)을 먼저 형성한 후, 소자분리영역(20)을 형성하고, 그 후에 상기 불순물 확산영역(26)을 형성하였으나, 이 공정 순서는 전하결합소자를 제조하고자 하는 자의 사정에 따라 변경될 수도 있음은 물론이다.
제6d도는 전송전극(24)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 이는, 불순물 확산영역(26)까지 형성된 결과물 전면에, 예컨대 이산화실리콘과 같은 절연물질을 도포하여 절연막(22)을 형성하는 공정, 결과물 상에, 예컨대 다결정실리콘과 같은 도전물질을 증착/패터닝하여 전송전극(24)를 형성하는 공정으로 진행된다.
이때, 상기 전송전극(24)는 상기 전송채널(18) 상의 절연막(22)상에 형성되고, 각 전송전극들은 (상기 제6d도에서는 하나만 도시됨) 서로 전기적으로 분리되도록 형성됨이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 의한 전하결합소자 및 그 제조방법에 의하면, 전송채널 내에, 신호전하가 이동하는 방향과 평행한 방향으로 길게, 상기 전송채널을 구성하는 불순물과는 다른 종류의 도전형의 불순물이 도우프되어 형성된 불순물 확산 영역을 형성하으로써, 신호전하의 양이 작을 때의 전하결합소자의 전송효율을 향상시켰다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명이 속한 기술적사상 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 가능함은 명백하다.
Claims (5)
- 입력광에 따라 전하를 생성시키는 광다이오드와 상기 광다이오드에 존재하는 전하를 읽어내고 전달하는 수직 전송부와 상기 수직 전송부로부터 전송된 전하를 출력단으로 전송하는 수평 전송부와 상기 수평 전송부로부터 전송된 전하들을 감지하여 증폭하는 출력단으로 구성되는 고체촬상장치에 있어서, 상기 수평 전송부의 전송채널 내에, 상기 전송채널과 반대의 도전형을 갖으며, 출력단으로 전송되는 전하들의 이동방향과 평행한 모양의 적어도 하나이상의 서로 분리된 불순물 확산영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
- 수평전송부가 형성될 제1 도전형의 반도체기판에 제1 도전형의 불순물을 도우프하여 일방향으로 긴 막대모양의 전송채널을 형성하는 제1 공정; 제2 도전형의 불순믈을 상기 전송채널에 부분적으로 도우프하여 상기 일방향으로 긴 막대모양의 불순물 확산영역을 형성하는 제2 공정; 결과물 상에 절연막을 형성하는 제3 공정; 및 상기 전송채널이 상의 절연막 상에 서로 분리된 다수의 전송전극들을 형성하는 제4 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제1공정 시 또는 그 후에, 적어도 상기 전송채널이 형성될 영역을 포함하는 영역에, 제2 도전형의 불순물을 상기 전송채널 보다 깊이 주입하여 도핑우물을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 제1 공정 또는 제2 공정 후에, 상기 전송채널의 가장자리를 따라 제2 도전형의 불순물이온을 주입하여 상기 전송채널을 다른 소자로부터 전기적으로 분리하기 위한 소자분리영역을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 불순물 확산영역은 보론 이온을 2E11 이온/㎠의 농도, 50keV의 에너지로 주입하여 형성되고, 상기 소자분리영역은 보론 이온을 2E13 이온/㎠의 농도, 60keV의 에너지로 주입하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치의 제조방법.
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