KR100209758B1 - 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체 촬상 소자에 관한 것으로, 일 광전 변환 영역에 대응하는 복수의 전송 라인중에 최소한 하나이상의 전송 라인은 투명한 전도성 물질로 구성한 것이다. 상기와 같은 본 발명의 고체 촬상 소자는 클럭 신호를 인가하는 제1,2전송 라인이 단층구조의 투명 물질로 되어 있어 각각의 전송 라인의 폭을 최대의 개구율을 갖도록 축소할 수 있으므로 고화소의 고체 촬상 소자의 제조시에 적용할 수 있다.
또한 전송 라인에 의한 개구율의 감소를 막아 소자의 광감도를 향상시키는 효과가 있다.
Description
제1도(a)는 종래의 고체 촬상 소자의 레이 아웃도.
(b)는 종래의 고체 촬상 소자의 구조 단면도.
제2도(a)는 본 발명의 고체 촬상 소자의 레이 아웃도.
(b)는 본 발명의 고체 촬상 소자의 구조 단면도.
제3도(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 레이 아웃도.
(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 구조 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21,31 : 광전 변환 영역 22,32 : 제1전송 라인
22a,32a : 제1전송 전극 23,33 : 제2전송 라인
23a,33a : 제2전송 전극 24a,34a : 제1절연막
24b,34b : 제2절연막
본 발명은 고체 촬상 소자에 관한 것으로, 특히 수광 면적을 넓게하여 광감도를 향상시킨 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 고체 촬상 소자에 대하여 설명하면 다음과 같다.
제1도(a)는 종래의 고체 촬상 소자의 레이 아웃도이고, 제1도(b)는 종래의 고체 촬상 소자의 구조 단면도이다.
종래의 고체 촬상 소자는 광전 변환 영역(1)에서 생성한 영상 전하를 일방향으로 전송하기 위하여 4-페이즈(4-Phase)의 클럭을 인가한다.
상기의 클럭 신호를 인가하기 위한 수단으로 복수개의 광전 변환 영역(1) 사이에 2층 구조를 갖는 제1,2전송 라인(2)(3)을 형성한다.
제1,2전송 라인(2)(3)은 절연막(4)에 의해 서로 절연된다.
이때, 하측의 제1전송 라인(2)은 절연막(4)에 의해 반도체 기판과 절연된다.
상기의 제1전송 라인(2)에는1,3의 클럭 신호가 인가되고, 제2전송 라인(3)에는2,4의 클럭 신호가 인가된다.
상기와 같은 제1,2전송 라인(2)(3)은 각각의 광전 변환 영역(1)에 대응하여 전하 전송 영역상에 반복적으로 형성되는 전송 전극을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 제1,2전송 라인(2)(3)에1,2,3,4의 클럭 신호를 반복적으로 인가하면 하측의 전하 전송 영역의 포텐셜이 변화되어 영상 전하를 일방향으로 이동시키게 되는 것이다.
그러나 상기와 같은 종래의 고체 촬상 소자에 있어서는 4페이즈의 클럭 신호를 인가하기 위해서 2층 구조로 제1,2전송 라인을 구성해야 하는데 공정측면에서 살펴보면 제2전송 라인을 먼저 형성된 제1전송 라인상에 형성하기 위해서는 제1전송 라인의 폭을 넓게 형성해야 하므로 개구율(Fill Factor(을 감소시키고 광감도 특성을 저하시키는 문제점이 있다.
상기와 같은 개구율의 감소는 고화소(古畵素)를 갖는 소자일수록 감소의 폭이 크다.(왜냐하면 화소수가 늘어나면 그에따라 전송 라인의 갯수도 늘어나므로)
그러므로 상기와 같은 소자 구조로는 고화소를 갖는 고체 촬상 소자의 개발이 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 고체 촬상 소자의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 수광 면적을 럽게하여 광감도를 향상시킨 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고체 촬상 소자는 일 광전 변환 영역에 대응하는 복수의 전송 라인중에 최소한 하나이상의 전송 라인은 투명한 전도성 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
제2도(a)는 본 발명의 고체 촬상 소자의 레이 아웃도이고, 제2도(b)는 본 발명의 고체 촬상 소자의 구조 단면도이다.
본 발명의 고체 촬상 소자는 각각의 제1전송 라인은 전하 전송 영역과 광전 변환 영역 사이에 구성하고 각각의 제2전송 라인은 저항이 작고 가시광선에 대해 투명한 물질을 사용하여 광전 변환 영역상에 구성한 것으로 다음과 같은 구조를 갖는다.
복수개의 광전 변환 영역(21) 및 전하 전송 영역을 구비한 반도체 기판의 전면에 형성되는 제1절연막(24a)과, 상기 제1절연막(24a)에 의해 반도체 기판과 절연되어 광전 변환 영역(21) 사이에1,3의 클럭 신호를 인가하기 위해 구성되는 제1전송 라인(22)과, 상기 제1전송 라인(22)에 연결되어 각각의 광전 변환 영역(21)에 대응하여 구성되는 제1전송 전극(22a)과, 상기 제1전송 전극(22a)이 형성되지 않은 전하 전송 영역상에 제1전송 라인(22) 및 제1전송 전극(22a)에 분리되어 형성되는 제2전송 전극(23a)과, 상기 제1전송 라인(22)과 제1전송 전극(22a) 그리고 제2전송 전극(23a)을 포함하는 전면에 형성되는 제2절연막(24b)과, 상기 제2전송 전극(23a)에 콘택되어 광전 변환 영역(21)상에 형성되어2,4의 클럭 신호를 인가하는 제2전송 라인(23)을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 본 발명의 고체 촬상 소자의 제조 공정은 다음과 같다.
먼저, 광전 변환 영역(21)과 상기 광전 변환 영역(21)에서 생성되어진 영상 전하를 일방향으로 전송하기 위한 전송 채널로 사용되는 전하 전송 영역을 구비한 반도체 기판상에 제1절연막(24a)을 형성한다.
그리고 상기 제1절연막(24a)이 형성된 기판의 전면에 폴리 실리콘을 증착한 후 소정 부분에만 남도록 패터닝한다.
상기의 패터닝 공정은 광전 변환 영역(21) 사이에 구성되는 제1전송 라인(22)과 상기 전하 전송 영역상에 제1전송 라인(22)에 연결되도록 각각의 광전 변환 영역(21)에 대응하여 구성되는 제1전송 전극(22a)과 각각의 광전 변환 영역(21)에 대응하여 제1전송 전극(22a)에 분리 구성되는 제2전송 전극(23a)을 동시에 형성하는 것이다.
이어, 상기의 제1전송 전극(22a)을 포함하는 제1전송 라인(22)과 제2전송 전극(23a)이 형성된 전면에 제2절연막(24b)을 형성하고 상기 제2전송 전극(23a)상의 제2절연막을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다.
그리고 상기 콘택홀이 형성된 전면에 ITO등의 저항이 작고 가시광선에 대해 투명한 물질을 증착하고 각각의 제2전송 전극(23a)에 콘택되고 광전 변환 영역(21)의 일측상에 남도록 패터닝하여 제2전송 라인(23)을 형성한다.
그리고 제3도(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 레이 아웃도이고, 제3도(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 구조 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자는 제1,2전송 전극(32a)(33a)은 폴리 실리콘등으로 광전 변환 영역상에 서로 분리 구성하고 상기 제1,2전송 전극(32a)(33a)에 각각 클럭 신호를 인가하기 위한 제1,2전송 라인(32)(33)은 ITO등의 투명 물질로 구성한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 구조는 다음과 같다.
복수개의 광전 변환 영역(31) 및 전하 전송 영역을 구비한 반도체 기판의 전면에 형성되는 제1절연막(34a)과, 상기 제1절연막(34a)에 의해 반도체 기판과 절연되어 각각의 광전 변환 영역(31)에 대응하여 전하 전송 영역상에 구성되는 제1전송 전극(32a)과, 상기 제1전송 전극(32a)이 형성되지 않은 전하 전송 영역상에 제1전송 전극(32a)에 분리되어 형성되는 제2전송 전극(33a)과, 상기 제1전송 전극(32a)과 제2전송 전극(33a)을 포함하는 전면에 형성되는 제2절연막(34b)과, 상기 제1,2전송 전극(32a)(33a)에 각각 콘택되어 광전 변환 영역(31)의 일측 및 타측상에 형성되어1,3의 클럭 신호와2,4의 클럭 신호를 각각 인가하는 제1,2전송 라인(32)(33)을 포함하여 구성된다.
이때, 제1,2전송 라인(32)(33)은 ITO등의 투명 물질로 이루어지고, 제1,2전송 전극(32a)(33a)은 폴리 실리콘등으로 이루어진다.
상기와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 공정은 다음과 같다.
먼저, 광전 변환 영역(31)과 상기 광전 변환 영역(31)에서 생성되어진 영상 전하를 일방향으로 전송하기 위한 전송 채널로 사용되는 전하 전송 영역을 구비한 반도체 기판상에 제1절연막(34a)을 형성한다.
그리고 상기 제1절연막(34a)이 형성된 기판의 전면에 폴리 실리콘을 증착한후 소정 부분에만 남도록 패터닝한다.
상기의 패터닝 공정은 각각의 광전 변환 영역(31)에 대응하여 전하 전송 영역상에 구성되는 제1전송 전극(22a)과 제1전송 전극(32a)에 분리 구성되는 제2전송 전극(33a)을 동시에 형성하는 것이다.
이어, 상기의 제1전송 전극(32a) 및 제2전송 전극(23a)이 형성된 전면에 제2절연막(34b)을 형성하고 상기 제1,2전송 전극(32a)(33a)상의 제2절연막을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다.
그리고 상기 콘택홀이 형성된 전면에 ITO등의 저항이 작고 가시광선에 대해 투명한 물질을 증착하고 각각 제1,2전송 전극(32a)(33a)에 콘택되고 광전 변환 영역(31)의 일측 및 타측상에 남도록 패터닝하여 제1,2전송 라인(32)(33)을 형성한다.
상기와 같은 본 발명의 고체 촬상 소자는 클럭 신호를 인가하는 제1,2전송 라인이 단층구조의 투명 물질로 되어 있어 각각의 전송 라인의 폭을 최대의 개구율을 갖도록 축소할 수 있으므로 고화소의 고체 촬상 소자의 제조시에 적용할 수 있다.
또한 전송 라인에 의한 개구율의 감소를 막아 소자의 광감도를 향상시키는 효과가 있다.
Claims (25)
- 반도체 기판과, 상기 기판의 표면내에 형성되고 영상신호들을 생성하는 복수개의 광전변환 영역들과, 상기 광전변환 영역에서 생성된 영상신호들을 일방향으로 전송하기 위한 복수개의 전하전송 영역과, 상기 광전변환 영역으로부터 상기 전하전송 영역으로 전하를 전송하기 위한 복수개의 전송라인들중 최소한 하나 이상은 투명한 전도성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제1항에 있어서, 투명한 전도성 물질로 이루어진 전송라인은 광전변환 영역상에 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제1항에 있어서, 복수의 전송라인은 각각의 광전변환 영역에 대응하여 서로 분리구성되는 각각의 전송전극에 연결된 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제1항에 있어서, 투명한 전도성 물질로 이루어지지 않은 전송 라인은 광전변환 영역 사이의 상측에 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제1항에 있어서, 전송 전극을 포함하는 전송 라인은 절연막에 의해 반도체 기판과 절연되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제1항에 있어서, 투명한 전도성 물질로 이루어진 전송 라인은 각각의 전송전극에 하측의 절연막에 형성된 콘택홀을 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제1항에 있어서, 투명한 전도성 물질은 ITO인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제3항에 있어서, 전송 전극은 폴리 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 표면내에 복수개의 광전변환 영역들 및 전하 전송 영역들을 갖는 반도체 기판과, 상기 기판의 표면상에 형성되는 제1절연막과, 상기 제1절연막에 의해 반도체 기판과 절연되어 광전변환 영역 사이에 구성되는 제1전송 라인과, 상기 제1전송 라인에 연결되어 각각의 광전변환 영역에 대응하여 구성되는 제1전송전극과, 상기 제1전송 전극이 형성되지 않은 전하 전송 영역상에 제1전송 라인 및 제1전송 전극에 분리되어 형성되는 제2전송 전극과, 제2절연막의 콘택홀을 통하여 제2전송 전극에 연결되어 광전변환 영역상에 형성되는 제2전송 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제9항에 있어서, 제1전송 라인과 제1, 제2전송 전극은 폴리 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제9항에 있어서, 제2전송 라인은 투명한 전도성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 표면내에 복수개의 광전변환 영역들 및 전하 전송 영역들을 갖는 반도체 기판과, 상기 기판의 표면상에 형성되는 제1절연막과, 상기 제1절연막에 의해 반도체 기판과 절연되어 각각의 광전변환 영역에 대응하여 전하 전송 영역상에 분리 구성되는 제1, 제2전송 전극과, 상기 제1, 제2전송 전극에 각각 콘택되어 광전 변환 영역의 일측 및 타측상에 형성되어 제1, 제3 클럭 신호들이 인가하는 제1, 제2전송 라인, 제2, 제4 클럭신호를 인가하는 제2전송 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제12항에 있어서, 제1, 제2전송 라인은 투명한 전도성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제12항에 있어서, 제1, 제2전송 전극은 폴리 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 제13항에 있어서, 투명한 전도성 물질은 ITO인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
- 표면내에 복수개의 광전변환 영역들 및 전하 전송 영역들을 갖는 반도체 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판상에 제1절연막을 형성하는 공정과, 상기 제1절연막이 형성된 기판의 전면에 폴리 실리콘을 증착한 후, 소정부분에만 남도록 패터닝하여 제1전송 라인과 제1, 제2전송 전극을 형성하는 공정과, 전면에 제2절연막을 형성하고, 상기 제2전송 전극상의 제2절연막을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 콘택홀이 형성된 전면에 투명한 전도성 물질을 증착하고 각각의 제2전송 전극에 콘택되고 광전 변환 영역의 일측상에 남도록 패터닝하여 제2전송 라인을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 제1전송 라인은 광전 변환 영역 사이의 상측에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 제1전송 전극은 각각의 광전 변환 영역에 대응하여 전하 전송 영역상에 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 제1전송 전극은 제1전송 라인에 연결되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 제2전송 전극은 각각의 광전 변환 영역에 대응하여 제1전송 전극과 분리 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 제2전송 라인은 ITO를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
- 표면내에 복수개의 광전 변환 영역들과 전하 전송 영역들을 갖는 반도체 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판상에 제1절연막을 형성하는 공정과, 상기 제1절연막이 형성된 기판의 전면에 폴리 실리콘을 증착한 후 소정 부분에만 남도록 패터닝하여 제1, 제2전송 전극을 형성하는 공정과, 상기 제1, 제2전송 전극이 형성된 전면에 제2절연막을 형성하고 제1, 제2전송 전극상의 제2절연막을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 콘택홀이 형성된 전면에 투명한 전도성 물질을 증착하고 각각 제1, 제2전송 전극에 콘택되고 광전 변환 영역의 일측 및 타측상에 남도록 패터닝하여 제1, 제2전송 라인을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
- 제22항에 있어서, 제1전송 전극은 각각의 광전 변환 영역에 대응하여 전하 전송 영역상에 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
- 제22항에 있어서, 제2전송 전극은 각각의 광전 변환 영역에 대응하여 제1전송 전극과 분리 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
- 제22항에 있어서, 제1, 제2전송 라인은 ITO를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법.
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