KR100228037B1 - 고체촬상소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 종래의 IL방식의 CCD와 마찬가지인 2층의 전송전극구조로 4상구동방식 전화소독출의 고체촬상소자 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
포토다이오드(PD)로부터 신호전하를 취출하여 수직전송하기 위한 전송게이트전극이 실리콘기판(1)상의 게이트절연막(2)에 있어서, 제1층째의 폴리실리콘전극(31; 31-1, 31-2), 제2층째의 폴리실리콘전극(32; 32-1, 32-2)각각이 소정 게이트길이를 갖추고서 접촉되도록 형성되어 있다. 전송게이트전극(31, 32)은 4상의 전송클럭(Ф1∼Ф4)으로서 1개의 화소(포토다이오드(PD))에 대해 제2층째 전극(32-1)(Ф2)제2층째 전극(32-2)(Ф3)제1층째 전극(31-2)(Ф4)
Description
본 발명은 고체촬상소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 4상 구동방식 전화소독출의 2차원영역센서의 전극구조와 그 제조방법에 관한 것이다.
종래, 민생용의 무비에 이용되어 왔던 고체촬상소자에서는 최초의 1/60초에서 우수필드를, 다음의 1/60초에서 기수필드를 묘화하는 것에 의해 1/30초에서 1프레임을 형성하는 인터레이스동작을 수행하여 왔다. 이는 현재 보급되고 있는 텔레비젼의 묘화동작과 일치시켜 설계되어 있기 때문이다.
한편, 컴퓨터의 단말(디스플레이)에서는 인터레이스동작과는 다른 1프레임을 우수ㆍ기수로 나누는 것 없이 컴퓨터로부터의 전기신호를 순차 디스플레이상에 주사하는 것에 의해 1/60초에서 1프레임을 형성하는, 소위 난인터레이스방식이 주류로 되어 있다.
난인터레이스방식에서는 인터레이스방식에 비해 1프레밍의 묘화간격이 짧다는 것 및, 1프레임을 1필드로 묘화하기 위해 어른거림이 없는 선명한 화상을 얻는 것이 특징으로 되어 있다.
이와 같은 특징을 갖춘 난인터레이스방식을 달성하는 데에는 전화소독출을 수행하는 4상구동방식의 고체촬상소자가 이용된다. 예컨대, 전화소독출동작을 하는 4상구동 CCD는 컴퓨터의 화상입력장치 이외에, 방송용 카메라등 비교적 고품위인 화상입력이 요구되는 영역에서의 이용이 기대되고 있다.
그러나, 4상구동에서 전화소독출을 할 수 있도록 인터라인트랜스퍼방식의 CCD(이하, IT-CCD로 간략하게 기재함)를 구성하는 데에는 난인터레이스방식의 동작에 적합하도록 촬상소자 자체의 구조를 변경할 필요가 있었다.
종래 IT-CCD에서는 인터레이스방식에서 동작시키는 경우, 어느 1개의 화소에 축적된 신호전하를 취출한 후의 신호전하의 전송은 4상의 전송클럭에 각각 대응하여 제2층째 전극제1층째 전극제2층째 전극제1층째 전극의 반복으로 달성된다. 즉, 4상의 클럭에서 보면, 2화소분에 걸쳐 전송동작이 수행되어 인터레이스 동작을 한다. 이와 같이 IT-CCD에서는 어느 1개의 화소의 신호전하를 독출하기 위해서 제1층째와 제2층째의 폴리실리콘전극의 쌍을 1조로 한 구조의 반복이면 달성될 수 있었다.
이에 대해, 난인터레이스동작을 시키기 위한 전화소독출용 4상구동방식 CCD를 구성하는데에는 어느 1개의 화소의 신호전하를 취출하는 데에 다른 4개의 펄스를 동시에 구동되도록 하지 않으면 안된다.
제25도는 4상구동방식에 의해 전화소독출동작을 하는 CCD에 적용되는 종래의 고체촬상소자의 구성을 나타낸 평면도, 제26도는 제25도의 F26-F26선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도, 제27도는 제25도의 F27-F27선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도이다.
상기 각 도에 있어서, 포토다이오드(PD)로부터 신호전하를 취출하여 수직전송하기 위한 전송게이트전극은 다음과 같이 구성되어 있다. 실리콘기판(11)상의 게이트산화막(12)에 있어서 제1층째(촘촘한 점선), 제2층째(파선), 제3층째(실선)의 폴리실리콘전극(131, 132,, 133) 각각이 소정 게이트 길이를 갖추고서 접촉하도록 형성되어 있다. 이들 전극(131, 132, 133)은 산화막(14)에 의해 서로 절연되어 있다.
4상의 전송클럭을 Ф1∼Ф4로 하여 1개의 화소(포토다이오드(PD))에 대해 제2층째 전극(132)(Ф2)제3층째 전극(133)(Ф3)제2층째 전극(132)(Ф4)제1층째 전극(131)(Ф1)의 반복에 의해 신호전하가 순차 전송되어 간다.
그러나, 이와 같은 4상 구동방식 전화소독출의 촬상소자는 신호전하의 전송에 제1층째-제2층째-제3층째-제2층째의 폴리실리콘전극을 조립한 구조의 반복이 필요하기 때문에, 수직 전송방향의 인접하는 포토다이오드간에 형성되는 배선은 층간절연막을 매개로 3층폴리실리콘의 적층구조로 된다.
이와 같은 구성이면, 게이트전극ㆍ배선형성 후에 층간절연막을 매개로 상기 3층 폴리실리콘의 적층구조상에 퇴적되는 차광막이 단차부분에서 단절불량을 일으켜 스미어특성을 열화시킨다는 문제가 있다.
또한, IT-CCD에 있어서 인터레이스방식과 난인터레이스방식의 구성을 비교하면, 2층 폴리실리콘으로 4상구동 CCD를 구성할 수 있었던 소자가 3층 폴리실리콘 적층구조에 의해 4상구동 CCD를 구성할 필요가 있기 때문에 전송게이트로 전극, 배선을 형성하기 위한 공정이 증대하여 소자의 제조비용이 높아지게 된다는 문제점을 갖추고 있다.
이와 같이 종래의 4상구동방식 전화소독출의 촬상소자에서는 전송전극이 3층 폴리실리콘 적층구조로 되고, 이 적층구조상에 퇴적되는 차광막이 단절되어 불량을 일으켜 스미어특성을 열화시킨다는 염려가 있으며, 또한 이 적층구조상 제조프로세스가 증대하여 비용이 높아지게 된다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 종래의 IL방식의 CCD와 마찬가지인 2층의 전송전극구조로 4상구동방식 전화소독출의 고체촬상소자 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
제1도는 본 발명의 제1실시형태에 따른 4상구동방식에 의해 전화소독출동작을 하는 CCD구성의 고체촬상소자의 구성을 나타낸 평면도.
제2도는 제1도의 F2-F2선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도.
제3도는 제1도의 F3-F3선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도.
제4도는 제1도의 구성의 제조방법을 공정순으로 나타낸 제1평면도.
제5도는 제4도에 이어지는 제2평면도.
제6도는 제5도에 이어지는 제3평면도.
제7도는 제6도에 이어지는 제4평면도.
제8도는 제7도에 이어지는 제5평면도.
제9도는 제8도에 이어지는 제6평면도.
제10도는 제9도에 이어지는 제7평면도.
제11도는 제1도의 F11-F11선에 따른 전송게이트전극의 주요부의 제조방법을 공정순으로 나타낸 제1단면도.
제12도는 제11도에 이어지는 제2단면도.
제13도는 제12도에 이어지는 제3단면도.
제14도는 제13도에 이어지는 제4단면도.
제15도는 제14도에 이어지는 제5단면도.
제16도는 제15도에 이어지는 제6단면도.
제17도는 제16도에 이어지는 제7단면도.
제18도는 제17도에 이어지는 제8단면도.
제19도는 제18도에 이어지는 제9단면도.
제20도는 제19도에 이어지는 제10단면도.
제21도는 제20도에 이어지는 제21단면도.
제22도는 본 발명의 제2실형태에 따른 4상구동방식에 의해 전화소독출동작을 하는 CCD구성의 고체촬상소자의 구성을 나타낸 평면도.
제23도는 제22도의 F23-F23선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도.
제24도는 제22도의 F24-F24선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도.
제25도는 4상구동방식에 의해 전화소독출동작을 하는 CCD에 적용되는 종래의 고체촬상소자의 구성을 나타낸 평면도.
제26도는 제25도의 F26-F26선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도.
제27도는 제25도의 F27-F27선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘기판 2 : 게이트절연막
31 : 제1층째 폴리실리콘기판 32 : 제2층째 폴리실콘기판
4 : 산화막 101, 103, 105, 109 : 포토레지스트
102, 108 : 개구패턴 106 : 산화막
107, 110 : CVD막 111 : PSG막
PD : 포토다이오드
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1층전극재, 제2층전극재로 구성되는 전송게이트전극을 갖춘 4상구동방식의 CCD 구성의 고체촬상소자에 있어서, 상기 CCD 구성에 있어서 수직전송게이트 전극구조가 서로 절연된 제1층전극-제2층전극-제2층전극-제1층전극의 반복으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 2층구조로 전송게이트전극을 구성하는 4상구동방식의 CCD구성의 고체촬상소자의 제조방법에 있어서, 반도체기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정과, 이 게이트절연막상에 제1도전층을 퇴적하는 공정, 상기 제1도전층중 포토다이오드로 되는 제1영역 및 제2층째의 도전층이 형성되는 제2영역을 이방성에칭에 의해 제거하는 포토리소그래피공정, 상기 제1도전층을 덮는 절연막을 형성하는 공정, 상기 제1도전층에 있어서 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭형성장소에 300보다도 넓은 피치의 제1개구패턴을 포토레지스트로 형성하고, 이방성에칭에 의해 상기 제1도전층을 분단하는 공정, 상기 제2영역 및 상기 제1도전층의 분단장소를 매립하는 제2도전층을 상기 제1도전층상을 포함하여 매립하는 공정, 상기 제1도전층의 분단장소를 중심으로하여 상기 제1개구패턴 보다도 넓은 제2개구패턴을 포토레지스트로 형성하고, 이 제2개구패턴으로 노출된 제2도전층중 상기 제1도전층의 분단면 측벽에만 잔존시키도록 이방성에칭을 하여 상기 제1도전층의 게이트 전극으로서 분리하기 위한 갭을 300이하로 제어하는 공정, 상기 제2도전층 표면을 산화한 후에 제1CVD막을 퇴적하는 공정, 상기 제2도전층에 있어서 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭형성 장소에 300보다도 넓은 피치의 제3개구패턴을 포토레지스트로 형성하고, 상기 제2도전층에 대해 선택비가 취해지는 이방성에칭에 의해 상기 제3개구패턴에 노출된 상기 제1CVD막 및 산화막만을 제거하는 공정, 상기 제3개구패턴에 의한 에칭부분 및 상기 제1CVD막상에 상기 제1CVD막 보다도 얇은 제2CVD막을 퇴적하는 공정, 상기 제2CVD막을 이방성에칭 하여 상기 제3개구패턴에 의한 에칭부분에 측벽으로서 잔존시키는 것에 의해 상기 제2도전층이 게이트전극으로서 분리되기 위한 갭형성용 마스크를 형성하는 공정 및, 상기 제1 및 제2CVD막을 마스크로 하여 이방성에칭 하여 노출된 제2도전층을 제거하는 것에 의해 상기 제2도전층의 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭을 300이하로 제어하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전송게이트전극에 동일한 층끼리의 폴리실리콘전극구성과, 다른 층의 폴리실리콘전극 구성의 배열을 혼재시키는 것에 의해 배선밀도를 떨어뜨리지 않고서 배선의 단차의 절감을 실현한다.
[실시예]
제1도는 본 발명의 제1실시형태에 따른 4상구동방식에 의해 전화소독출동작을 하는 CCD구성의 고체촬상소자의 구성을 나타낸 평면도, 제2도는 제1도의 F2-F2선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도, 제3도는 제1도의 F3-F3선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도이다.
상기 각 도에 있어서, 포토다이오드(PD)로부터 신호전하를 취출하여 수직전송하기 위한 전송게이트전극이 다음과 같이 구성되어 있다. 실리콘기판(1)상의 게이트절연막(2; 실리콘산화막)에 있어서 제1층째의 폴리실리콘전극(31; 31-1, 31-2), 제2층째의 폴리실리콘전극(32; 32-1, 32-2)각각이 소정 게이트 길이를 갖추고서 접촉되도록 형성되어 있고, 전극(31, 32)은 산화막(1)에 의해 절연되어 있다.
즉, 실리콘기판(1)상의 게이트절연막(2)에 있어서, 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)가 서로 포토다이오드(PD)를 평면적으로 사이에 두고서 병행하여 배열 설치되고, 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)가 서로 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)의 위에 절연막(4)을 매개로 병행하여 배열 설치됨과 더불어 서로 포토다이오드(PD)를 평면적으로 에워싸도록 인접하고 있다.
전극(31, 32)은 4상의 전송클럭(Ф1∼Ф4)으로서 1개의 화소(포토다이오드(PD))에 대해 제2층째 전극(32-1)(Ф2)제2층째 전극(32-2)(Ф3)제1층째 전극(31-2)(Ф4)제1층째 전극(31-1)(Ф1)의 반복구조에 의해 신호전하가 순차 전송되어 간다(제2도).
상기 구성에 의하면, 전송게이트전극은 2층구조로 4상구동방식에 의해 전화소독출동작을 하는 CCD구성이 실현된다. 이 결과, 배선형성 후에 퇴적되는 차광막은 단차부분의 커버레이지가 양호하게 되어 단절불양이 억제되어 스미어 특성의 열화를 대폭 절감할 수 있다.
제4도∼제10도는 상기 제1도의 구성의 제조방법을 공정순으로 나타낸 평면도, 제11도∼제21도는 제1도의 F11-F11선에 따른 전송게이트전극의 주요부의 제조방법을 공정순으로 나타낸 단면도이다. 이를 이용하여 상기 제1실시형태의 구성에 대해 이하 설명한다.
먼저, 제4도에 나타낸 바와 같이 실리콘기판(1)상에 게이트절연막(2)을 형성하고, 게이트절연막(2)상에 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)를 퇴적하며, 그 중 포토다이오드로 되는 영역(PD) 및 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)의 형성예정의 영역을 이방성에칭에 의해 제거하는 포토리소그래피공정이 수행된다(제11도). 또한, 제11도의 101은 포토레지스트이다.
다음에, 제5도에 나타낸 바와 같이 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)를 덮는 실리콘산화막(4)을 열산화 또는 CVD산화에 의해 형성하고(제12도), 그 후 이 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)에 있어서 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭형성장소에 300보다도 넓은 피치의 개구패턴(102)을 포토레지스트(103)로 형성하며, 이방성에칭에 의해 상기 1층째의 폴리실리콘전극재(31)를 분단한다(제3도). 이방성에칭은 상기와 같이 산화막(4)을 에칭할 때에 이용한 것과 동일한 포토레지스트(103)를 마스크로 하든가, 이 포토레지스트(103)을 제거한 후의 산화막(4)을 마스크로하여 수행하여도 된다. 어떻게 하여도 포토레지스트(103)을 제거한 구성은 제6도와 같이 된다.
다음에, 제7도에 나타낸 바와 같이 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)를 전면에 형성한다. 이에 의해 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)의 분단장소도 매립한다. 그 후, 상기 분단장소를 중심으로하여 상기 개구패턴(102)보다도 넓은 개구패턴(104)을 포토레지스트(105)로 형성하고(제14도), 이 개구패턴(104)에 의해 노출한 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)중 상기 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)의 분단면 측벽에만 잔존시키도록 이방성에칭한다. 상기 포토리소그래피공정에 의해 상기 제1째의 폴리실리콘전극재(31)를 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭을 300이하로 제어한다. 제15도는 포토레지스트(105)를 제거한 구성으로, 제1층째의 폴리실리콘전극으로서의 게이트전극의 갭(G)은 300이하로 된다.
다음에, 제8도에 나타낸 바와 같이 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)표면에 산화막(106)을 형성한 후에 전면에 CVD막(107; CVD산화막)을 퇴적하고(제16도), 제2층째 폴리실리콘전극재(32)에 있어서 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭형성장소에 300보다도 넓은 피치의 개구패턴(108)을 포토레지스트(109)로 형성하며, 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)에 대해 선택비가 취해지는 이방성에칭에 의해 상기 개구패턴(108)에 노출한 CVD막(107) 및 산화막(106)만을 제거한다(제17도).
다음에, 제9도에 나타낸 바와 같이 포토레지스트(109)를 박리하고, 개구패턴(108)에 의한 에칭부분 및 CVD막(107)상에 이 CVD막(107)보다도 얇은 CVD막(110)을 퇴적한다(제18도). 그 후, CVD막(110)을 이방성에칭하는 것에 의해 개구패턴(108)에 의한 에칭부분(즉, CVD막(110) 및 산화막(106)의 단면)에 측벽으로서 잔존시킨다. 이 CVD막(110) 및 CVD막(107)은 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)가 게이트전극으로서 분리되기 위한 갭(G)형성용 마스크로 된다(제19도).
다음에, 제10도에 나타낸 바와 같이 CVD막(110, 107)을 마스크로 하여 이방성에칭하는 것에 의해 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)에 있어서 게이트전극의 갭(G)을 300이하로 제어한다(제20도). 그 후, 포토다이오드(PD)의 영역에 기판이 노출하도록 포토리소그래피공정을 수행하여 포토다이오드(PD)로서 기능하도록 적당한 이온주입공정을 거쳐 포토다이오드 및 전송게이트전극상을 PSG막(111)으로 덮어 리플로한다(제21도). 이에 의해 제1도와 같은 구성을 얻는다.
상기 발명의 방법에 의하면, IT-CCD에 있어서 인터레이스방식 4상구동방식의 CCD구성이 인터레이스방식과 동일하도록 2층구조로 전송게이트전극을 구성할 수 있기 때문에, 종래의 3층구조 보다도 공정수가 삭감되어 제조비용이 절감된다.
제22도는 본 발명의 제2실시형태에 따른 4상구동방식에 의해 전화소독출동작을 하는 CCD구성의 고체촬상소자의 구성을 나타낸 평면도, 제23도는 제22도의 F23-F23선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도. 제24도는 제22도의 F24-F24선에 따른 전송게이트전극의 적층구조를 나타낸 단면도이다.
상기 각 도에 있어서, 포토다이오드(PD)로부터 신호전하를 취출하여 수직전송하기 위한 전송게이트전극은 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)의 구성이 제1실시 형태의 구성과 다르다. 즉, 제2층째의 폴리실리콘전극재(32)가 서로 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)위에 산화막(4)을 매개로 병행하여 배열 설치됨과 더불어 대향하는 측의 제1층째의 폴리실리콘전극재(31)의 측면을 덮어 서로 포토다이오드(PD)를 평면적으로 에워싸도록 연장하여 인접하고 있다.
전극(31, 32)은 제1실시형태의 구성과 마찬가지로 4상의 전송클럭을 Ф1∼Ф4로 하고, 1개의 화소(포토다이오드(PD))에 대해 제2층째 전극(32-1)(Ф2)제2층째 전극(32-2)(Ф3)제1층째 전극(31-2)(Ф4)제1층째 전극(31-1)(Ф1)의 반복구조에 의해 신호전하가 순차 전송되어 간다.
상기 구성에 있어서도 제1실시형태에 의해 설명한 방법과 마찬가지의 공정에 의해 실현되지만, 제10도에 나타낸 포토다이오드(PD)의 영역에 기판이 노출하도록 포토리소그래피공정을 수행함에 있어 PD의 영역이 제1실시형태에 비해 약간 작아지게 된다. 그 반면, 포토리소그래피공정의 정밀도의 마진이 넓게 취해진다.
또한, 본 발명은 2층구조의 4상구동방식의 CCD구성의 고체촬상소자에 있어서 전송게이트전극이 제1층전극-제2층전극-제2층전극-제1층전극의 반복으로 구성되는 것이 가장 특징으로 되는 것이기 때문에 제3도 및 제24도에 나타낸 바와 같은 포토다이오드(PD)를 나타내는 확산영역 단면은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전송게이트전극에 동일층끼리의 폴리실리콘전극구성과, 다른층의 폴리실리콘전극구성의 배열을 혼재시키는 것에 의해 배선밀도를 떨어뜨리지 않고서 배선의 단차가 절감되기 때문에 차광막의 단절 불량이 대폭적으로 절감되어 촬상소자의 스미어특성의 향상이 기대될 수 있다. 또한, 기판상의 배선층의 높이가 낮아지게 되기 때문에, 그 위에 구성되는 마이크로렌즈나 색필터와, 포토다이오드가 형성되어 있는 기판간의 거리를 단축할 수 있어 색얼룩이나 감도열화를 방지할 수 있는 고체촬상소자 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.
한편, 본원 청구범위의 각 구성요소에 병기한 도면참조부호는 본원 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본원 발명의 기술적 범위를 도면에 도시한 실시예로 한정할 의도로 병기한 것은 아니다.
Claims (11)
- 제1층전극재, 제2층전극재로 구성되는 전송게이트전극을 갖춘 4상구동방식의 CCD구성의 고체촬상소자에 있어서, 상기 CCD구성에 있어서 수직전송게이트 전극구조가 서로 절연된 제1층전극(31-1)-제2층전극(32-1)-제2층전극(32-2)-제1층전극(31-2)의 반복으로 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 반도체기판에 형성된 화소를 구성하는 수광소자(PD)와, 이 수광소자(PD)로부터의 신호전하를 전송하기 위해 상기 반도체기판상의 게이트절연막 표면에 소정 길이를 갖추고서 접촉하는 제1층전극재 및 제2층전극재로 되는 전송게이트전극(31, 32)을 구비하고, 상기 제1층전극재(31)가 서로 상기 수광소자(PD)를 평면적으로 사이에 두고 병행하여 배열설치되고, 상기 제2층전극재가 서로 상기 제1층전극상에 절연막을 매개로 병행하여 배열설치됨과 더불어 서로 상기 수광소자(PD)를 평면적으로 에워싸도록 연장하여 인접하는 것에 의해 상기 전송게이트전극의 배열을 제1층전극(31-1)-제2층전극(32-1)-제2층전극(32-2)-제1층전극(31-2)의 반복구조로 하고, 4상의 구동신호가 각각 대응하여 인가되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 반도체기판에 형성된 화소를 구성하는 수광소자(PD)와, 이 수광소자(PD)로부터의 신호전하를 전송하기 위해 상기 반도체기판상의 게이트절연막 표면에 소정 길이를 갖추고서 접촉하는 제1층전극재 및 제2층전극재로 되는 전송게이트전극(31, 32)을 구비하고, 상기 제1층전극재(31)가 서로 상기 수광소자(PD)를 평면적으로 사이에 두고 병행하여 배열 설치되고, 상기 제2층전극재가 서로 상기 제1층전극상에 절연막을 매개로 병행하여 배열 설치됨과 더불어 대향하는 측의 상기 제1층전극재(31)의 측면을 덮어 서로 상기 수광소자(PD)를 평면적으로 에워싸도록 연장하여 인접하는 것에 의해 상기 전송게이트전극의 배열을 제1층전극(31-1)-제2층전극(32-1)-제2층전극(32-2)-제1층전극(31-2)의 반복구조로 하고, 4상의 구동신호가 각각 대응하여 인가되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 전화소독출을 수행하는 인터라인 트랜스퍼방식의 4상구동 CCD구성의 고체촬상소자에 있어서, 반도체기판(1)과, 이 기판(1)의 화소영역을 제외하고 상기 기판(1)상에 형성되는 게이트절연막(2), 이 게이트절연막(2)표면에 있어서 수직전송방향의 서로 인접하는 화소 영역간에 병행하여 형성되는 제1층째의 제1 및 제2배선(31-1, 31-2)과, 이 제1 및 제2배선(31-1, 31-2)상 각각에 절연막을 매개로 병행하여 배열 설치됨과 더불어 상기 화소영역 주변의 상기 게이트절연막상에 연장하는 제2층째의 제3 및 제4배선(32-1, 32-2)으로 이루어진 수직전송게이트전극을 구비하고, 상기 제1 내지 제4배선(31-1, 31-2, 32-1, 32-2)에 대해 상기 화소 영역에 축적된 신호전하의 전송용으로서 각각 대응하는 4상의 구동용 펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 전화소독출을 수행하는 인터라인 트랜스퍼방식 4상구동 CCD구성의 고체촬상소자에 있어서, 반도체기판(1)과, 이 기판(1)의 화소영역을 제외하고 상기 기판(1)상에 형성되는 게이트절연막(2), 이 게이트절연막(2)표면에 있어서 수직전송방향의 서로 인접하는 화소 영역간에 병행하여 형성되는 제1층째의 제1 및 제2배선(31-1, 31-2)과, 이 제1 및 제2배선(31-1, 31-2)상 각각에 절연막을 매개로 병행하여 배열 설치됨과 더불어 상기 화소영역 주변의 상기 제1 및 제2배선을 덮어 상기 화소영역 주변의 상기 게이트절연막상에 연장하는 제2층째의 제3 및 제4배선(32-1, 32-2)으로 이루어진 수직전송게이트전극을 구비하고, 상기 제1 내지 제4배선(31-1, 31-2, 32-1, 32-2)에 대해 상기 화소 영역에 축적된 신호전하의 전송용으로서 각각 대응하는 4상의 구동용 펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 제4항에 있어서, 상기 수직전송방향의 인접하는 상기 제1층째끼리 및 상기 제2층째끼리로 구성되는 동층의 전송게이트전극간 갭(G)이 300이하인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 제5항에 있어서, 상기 수직전송방향의 인접하는 상기 제1층째끼리 및 상기 제2층째끼리로 구성되는 동층의 전송게이트전극간 갭(G)이 300이하인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 2층구조로 전송게이트전극을 구성하는 4상구동방식의 CCD구성의고체촬상소자의 제조방법에 있어서. 반도체기판상에 게이트절연막을 형성하는 공정과, 이 게이트절연막상에 제1도전층을 퇴적하는 공정, 상기 제1도전층중 포토다이오드로 되는 제1영역 및 제2층째의 도전층이 형성되는 제2영역을 이방성에칭에 의해 제거하는 포토리소그래피 공정, 상기 제1도전층을 덮는 절연막을 형성하는 공정, 상기 제1도전층에 있어서 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭형성장소에 300보다도 넓은 피치의 제1개구패턴을 포토레지스트로 형성하고, 이방성에칭에 의해 상기 제1도전층을 분단하는 공정, 상기 제2영역 및 상기 제1도전층의 분단장소를 매립하는 제2도전층을 상기 제1도전층상을 포함하여 매립하는 공정, 상기 제1도전층의 분단장소를 중심으로 하여 상기 제1개구패턴 보다도 넓은 제2개구패턴을 포토레지스트로 형성하고, 이 제2개구패턴으로 노출된 제2도전층중 상기 제1도전층의 분단면 측벽에만 잔존시키도록 이방성에칭을 하여 상기 제1도전층의 게이트 전극으로서 분리하기 위한 갭을 300이하로 제어하는 공정, 상기 제2도전층 표면을 산화한 후에 제1CVD막을 퇴적하는 공정, 상기 제2도전층에 있어서 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭형성장소에 300보다도 넓은 피치의 제3개구패턴을 포토레지스트로 형성하고, 상기 제2도전층에 대해 선택비가 취해지는 이방성에칭에 의해 상기 제3개구패턴에 노출된 상기 제1CVD막 및 산화막만을 제거하는 공정, 상기 제3개구패턴에 의한 에칭부분 및 상기 제1CVD막상에 상기 제1CVD막 보다도 얇은 제2CVD막을 퇴적하는 공정, 상기 제2CVD막을 이방성에칭 하여 상기 제3개구패턴에 의한 에칭부분에 측벽으로서 잔존시키는 것에 의해 상기 제2도전층이 게이트전극으로서 분리되기 위한 갭형성용 마스크를 형성하는 공정 및, 상기 제1 및 제2CVD막을 마스크로 하여 이방성에칭 하여 노출된 제2도전층을 제거하는 것에 의해 상기 제2도전층의 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭을 300이하로 제어하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 제1도전층을 덮는 절연막은 열산화 또는 산화막 퇴적에 의한 실리콘산화막이고, 상기 제1도전층을 분단하는 공정에 있어서 이방성에칭은 상기 실리콘산화막을 에칭할 때에 이용한 것과 동일한 포토레지스트를 마스크로 하든가, 이 포토레지스트를 제거한 후의 상기 실리콘산화막을 마스크로 하여 수행하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 제2도전층의 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭을 300이하로 제어하는 공정후, 상기 제1영역에 있어서 상기 기판을 노출시키는 포토리소그래피공정을 더 구비하고, 이 포토리소그래피공정에서는 상기 제1영역 주변의 측벽에 제2도전층만이 노출되지 않도록 포토레지스트패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 제2도전층의 게이트전극으로서 분리하기 위한 갭을 300이하로 제어하는 공정 후, 상기 제1영역에 있어서 상기 기판을 노출시키는 포토리소그래피공정을 더 구비하고, 이 포토리소그래피공정에서는 상기 제1영역 주변의 측벽에 상기 제1도전층을 덮는 절연막과 제2도전층이 노출되도록 포토레지스트패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
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