KR0162299B1 - 포토다이오드의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 팩스장착용 밀착형 이미지 센서의 제조공정에 있어서 포토다이오드 제조방법에 관한 것으로, 종래에는 Al메탈과 ITO메탈간에 디벨로퍼를 수용액 매개로하여 메탈과 메탈간의 전위차가 형성되어 전극을 구성함으로써 화소전극에 치명적인 손상을 준다.
따라서, 본 발명은 포토다이오드에 스루 홀 패턴이 형성된 다이오드 구조와 엘시디에서 드레인 전극과 화소(ICO)간의 스루 홀을 이용한 것으로, 즉, 비정질 실리콘 층을 메탈과 메탈 사이에 형성시킨 후 스루 홀을 통해서 양 메탈간의 접촉을 연결함으로써 팩스장착용 밀착형 비정질 실리콘 이미지 센서 제조와 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 사용한 엘시디 판넬 제작시 적용하게 된다.
Description
제1도의 (a) 내지 (d)는 종래에 따른 엘시디 박막트랜지스터 드레인 전극 제조공정도.
제2도의 (a) 내지 (c)는 종래에 따른 픽셀 제조공정도.
제3도의 (a) 내지 (c)는 종래에 따른 포토다이오드 상부전극 제조공정도.
제4도의 (a) 내지 (c)는 종래에 따른 포토다이오드의 제조공정도.
제5도의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 의한 포토다이오드의 제조 공정도.
제6도의 (a)와 (b)는 본 발명에 의한 포토다이오드의 상부전극 제조공정도.
제7도의 (a) 내지 (c)는 제6도에 따른 픽셀의 제조공정도.
제8도의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 의한 엘시디 박막트랜지스터 드레인 전극 제조공정도.
제9도의 (a)와 (b)는 제8도에 따른 박막트랜지스터 픽셀의 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
9 : 소오스메탈 10 : 비정질 실리콘
11 : ITO 12 : 게이드 전극
13 : a-SiNX층 14 : 소오스전극
15 : 드레인전극 16 : Al
17 : 포토다이오드 18 : 스루 홀
본 발명은 밀착형 이미지 센서(Contact Image Sensor:CIS)에 있어서 포토다이오드의 제조공정에 관한 것으로 특히 포토다이오드의 화소보호와 엘시디(LCD)에서의 화소보호를 하여 팩스 장착용 밀착용 비정질 실리콘 이미지 센서 제조와 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 사용한 엘시디 판넬 제작시 적당하도록 한 포토다이오드의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 밀착형 이미지 센서(CIS)에 있어서 먼저 제1도는 엘시디 박막 트랜지스터 드레인전극의 제조공정을 보인 평면도로서 (a)에 도시된 바와 같이 ITO(Indium Tin Oxide)패턴(11)을 형성한 후 (b)에 도시된 바와 같이 게이트(12)를 형성하고, (c)에 도시된 바와 같이 스위칭 소자인 a-SiNX(13) 패턴을 실시한 다음 (d)에 도시된 바와 같이 소오스 및 드레인전극(14),(15)을 형성하고 n+형에칭하여 제2도의 (a) 내지 (c)와 같이 픽셀을 형성시킨다.
그리고, 제3도는 종래 포토다이오드 상부전극의 제조공정도로서, (a)에 도시된 바와 같이 스루 홀을 형성시켜 포토다이오드 하부 전극인 소오스메탈 Cr(9) 부분이 드러나게 한 다음 포토다이오드용 고유 비정질 실리콘(10)을 PE-CVD(Plasma Enhanc
ed Chemical Vapor Deposition)를 사용하여 증착한 다음 ITO(11) 상부전극을 연속증착하여 포토다이오드 패턴 형성을 한 후 포토다이오드 비정질 실리콘(10)을 RIE(Reactive Ion Etching)을 한 다음 (b)에 도시된 바와 같이 상부전극인 메탈을 ITO(11)위에 증착한 후 광식각법(Photolithography) 공정을 통하여 상부전극인 Al(16) 패턴을 제4도의 (c)와 같이 형성한다.
즉, 원고에 투사된 광이 원고의 글자에 따라 반사된 빛이 포토다이오드의 상부전극인 ITO(11)을 통하여 포토다이오드 비정질에 이르면 비정질 실리콘(10)이 광전변환하여 캐리어를 발생시킨다.
이때, 발생된 캐리어는 소오스메탈 Cr(9)에만 이르게 되고 게이트메탈(12)에 바이어스를 걸어줌으로써 각각의 포토다이오드의 포토커런트를 온 또는 오프 시킬 수 있게 된다.
즉, 포토다이오드는 수광 및 광전변환, 박막트랜지스터는 온 또는 오프스위칭 동작을 하게 되는 것이다.
그러나, 이와같은 종래 포토다이오드는 제조공정 및 엘시디 픽셀 제조공정에 있어서 투명전극과 금속라인간의 접촉이 필요하다.
즉, 이미지 센서에 있어서는 포토다이오드 상부전극인 인듐 틴옥사이드(Indium Tin Oxide)와 Al금속, 그리고 엘시디 디스플레이에 있어서의 화소전극인 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 금속라인간의 접촉의 경우에는 Al금속을 패턴닝하기 위해 인듐 틴 옥사이드(ITO) 패턴 위에 금속을 형성하여 광식각을 하는 경우에 있어서, Al금속과 인듐틴 옥사이드(ITO) 금속간에 디벨로퍼(Developer)를 수용액 매개로 하여 금속과 금속간의 전위차가 형성되어 전지(Cell)을 구성하게 된다.
따라서, 화소전극인 인듐 틴 옥사이드(ITO)에 치명적 손상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 Al금속과 인듐틴 옥사이드(ITO) 투명전극(TCO) 사이에 전지형성이 되기위한 전해질의 이동을 막기위해서 Al금속과 인듐 틴 옥사이드(ITO) 투명전극(TCO) 금속사이 비정질 a-SiNX층을 증착하고, 스루 홀(through hole)을 금속과 금속간의 접촉지역만큼 형성시킨 후 상부 Al금속을 스루 홀을 통해 접촉하여 광식각법 과정에서 생길 수 있는 금속과 금속간의 전위차에 의한 전지형성을 방지하여 각각의 금속이미지를 그대로 형성시킬 수 있는 포토다이오드의 제조방법을 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 설명하면 다음과 같다.
제5도의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 의한 포토다이오드 제조공정을 순차적으로 보인 평면도로서 (a)에 도시한 포토다이오드(17)에 (b)에 도시한 바와 같이 a-SiNX층(13)을 증착하고, (c)에 도시한 바와 같이 스루 홀(18)을 형성하며, (d)에 도시한 바와 같이 Al(16)을 증착한 다음(e)와 같이 Al전극패턴을 실시한다.
즉, 제6도의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 포토다이오드 상부전극 제조공정은 포토다이오드(1)의 하부전극인 소오스메탈 Cr(9)을 디포지션(deposition)하여 패턴닝한 후 비정질 실리콘(10)을 증착하고, ITO(11)상부전극을 연속증착하여 제5도의 (a)와 같이 포토다이오드(17) 패턴형성을 한 후, 리액티브 이온에칭(RIE)을 통하여 제7도의 (a) 내지 (c)와 같이 다이오드 픽셀을 형성한 다음 비정질 실리콘(10)층을 포토다이오드 어레이에 증착한 후 신호메탈과의 접촉부분만을 리액티브 이온 에칭(RIE)을 통하여 스루 홀을 형성한 다음 신호메탈인 Al(16)등을 증착한 후 패턴형성을 한다.
한편, 제8도의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 의한 엘시디 박막 트랜지스터 드레인전극 제조공정도이고 제9도의(a)와 (b)는 본 발명에 의한 박막 트랜지스터 픽셀 제조공정도로서 이에 도시한 바와 같이 제8도의 (a)는 ITO(11) 패턴형성 후 (b)와 같이 게이트(12)를 격리시켜 증착하고 (c)와 같이 비정질 실리콘(13)층을 연속증착하여 (d)에서 본 바와 같이 비정질 실리콘(13) 패턴을 형성시킨 다음 제8도의 (e)와 제9도의 (a)와 (b)에서 도시한 바와 같이 스루 홀(18)을 형성하고 소오스(14) 및 드레인(15) 전극을 형성한다.
따라서, 신호메탈인 Al(16)과 포토다이오드 상부전극인 ITO(11) 사이에 a-SiNX(13)층을 통해 단락을 시킴로 해서 신호메탈 Al(16)과 ITO(11) 사이의 포텐셜 차이로 인해 생기는 전지발생으로 인한 ITO박막의 손상을 방지할 수 있음으로 해서 안정된 포토다이오드 형성을 얻을 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 이미지 센서용 포토다이오드 제작시 메탈의 웨트 에칭 특징을 향상시켜 포토다이오드의 상부전극 사이즈 및 엘시디에서 픽셀 이미지 사이즈를 보존하고, 밀착형 이미지 센서 제작 및 엘시디 판넬 제작에 용이한 효과를 얻게 된다.
Claims (1)
- 소오스메탈 Cr패턴(9)에 비정질 실리콘(10)을 증착한 후 ITO(11) 및 Al전극(16)을 연속으로 증착하는 밀착형 이미지 센서의 포토 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 ITO전극(11) 및 Al전극(11),(16) 사이에 a-SiNx층(13)을 증착한 후ITO 및 Al 전극(11),(16)간의 접촉부위에 스루 홀(18)을 형성시켜 상기 Al전극(16)을 스루 홀(18)을 통해 접촉시키는 특징으로 하는 포토다이오드의 제조방법.
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