KR100259344B1 - 고체촬상소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체촬상소자에 관한 것으로, 종래에는 빛이 비시시디로 유입되는 것을 막기 위하여 수광부의 크기를 크게 하는 것이 한계가 있어서 감도가 약해지는 문제점이 있었다. 본 발명 고체촬상소자는 고온저압산화막에 일정깊이의 광차단연장막을 형성하여 수광부를 통하여 포토다이오드로 수광되는 빛이 비시시디로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 함으로써, 종래보다 수광부를 크게 형성할 수 있게 되어 감도가 향상되는 효과가 있다.

Description

고체촬상소자

본 발명은 고체촬상소자에 관한 것으로, 특히 수광부를 넓게 형성함과 동시에 비시시디에 빛이 유입되지 못하도록 하는데 적합한 고체촬상소자에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼에 형성되는 고체촬상소자는 조사되는 빛에 비례하여 전하를 발생시키는 포토다이오드와, 그 전하를 수직 및 수평으로 전송하는 채널로 구성된다. 따라서, 포토다이오드에는 빛이 조사되어야 하고 채널에는 빛이 차단되어야 한다. 이러한 이유로 상면에 광차단막(OPTICAL SHIELDING METAL)을 형성하여 빛을 차단하게 된다. 이와 같은 일반적인 종래 고체촬상소자가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 고체촬상소자의 구조를 보인 종단면도로서, 도시된 바와 같이, 종래 고체촬상소자는 기판(1)의 상단면에 전하를 생성시키는 포토다이오드(2)와, 전하를 전송시켜주는 비시시디(BCCD:BURIED CHARGE COUPLED DEVICE)(3)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 기판(1)의 상면에 게이트를 형성하기 위해서 부도체인 고온저압산화막(HLD)(4)과, 도체인 다결정실리콘(5)이 형성되어 있다.

또한, 상기 다결정실리콘(5)의 상면에는 다결정실리콘(5)을 감싸도록 옥사이드 절연막(6)이 형성되어 있고, 그 옥사이드 절연막(6)의 상면에는 빛을 차단하기 위한 광차단막(7)이 형성되어 있으며, 상기 포토다이오드(2)의 상부에 형성되는 광차단막(7)의 일정부분은 포토다이오드(2)에서 빛을 수광할 수 있도록 수광부(8)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래 고체촬상소자는 수광부(8)를 통하여 포토다이오드(2)에 빛이 수광되면, 포토다이오드(2)에 전하가 형성되고, 게이트 전압의 제어에 따라 포토다이오드(2)에 형성된 전하가 도통제어를 하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 있는 종래 고체촬상소자에서는 빛이 비시시디(3)로 유입되는 것을 차단하기 위하여 광차단막(7)의 일정부분을 식각하여 형성하는 수광부(8)를 크게 형성하는 것이 한계가 있다. 따라서, 수광부(8)의 개구율이 적어서 포토다이오드(2)에서 빛을 적게 받아들이게 되어 감도가 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 고온저압산화막(4)과 기판(1)의 굴절율차이에 의하여 빛(9)이 비시시디(3)로 유입되는 웨이브 가이딩(WAVE GUIDING)효과가 발생하게 되어 오동작을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명의 주목적은 상기와 같은 여러 문제점을 갖지 않는 고체촬상소자를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수광부를 크게 형성하여 감도가 떨어지는 것을 방지하도록 하는데 적합한 고체촬상소자를 제공함에 있다.

본 고안의 또다른 목적은 빛이 비시시디로 유입되는 것을 차단하여 오동작이 발생되는 것을 방지하도록 하는데 적합한 고체촬상소자를 제공함에 있다.

도 1은 종래 고체촬상소자의 구조를 보인 종단면도.

도 2는 종래 웨이브 가이딩 효과가 발생되는 상태를 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 고체촬상소자의 구조를 보인 종단면도.

도 4a는 본 발명 고체촬상소자의 메탈필링홈이 형성된 상태를 보인 종단면도.

도 4b는 본 발명 고체촬상소자의 광차단연장막이 형성된 상태를 보인 종단면도.

* * 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * *

11 : 기판 12 : 포토다이오드

13 : 비시시디 14 : 고온저압산화막

15 : 다결정실리콘 16 : 옥사이드절연막

17 : 광차단막 18 : 수광부

20 : 광차단연장막

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 기판의 상단면에 비시시디와 포토다이오드가 형성되어 있고, 상기 기판의 상면에 고온저압산화막, 다결정실리콘, 옥사이드절연막, 광차단막이 형성되어 있으며, 그 광차단막의 일정부분을 식각하여 수광부가 형성되어 있는 고체촬상소자에 있어서, 상기 광차단막의 양단부에 하방으로 연장됨과 동시에 고온저압산화막에 일정깊이로 형성되는 광차단연장막을 형성하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 고체촬상소자를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 고체촬상소자의 구조를 보인 종단면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명 고체촬상소자는 기판(11)의 상단면에 포토다이오드(12)와, 비시시디(13)가 형성되어 있고, 그 기판(11)의 상면에는 일정두께의 부도체인 고온저압산화막(14)가 형성되어 있으며, 상기 고온저압산화막(14)의 상면에는 도체인 다결정실리콘(15)가 형성되어 있고, 그 다결정실리콘(15)의 상면에는 다결정실리콘(15)을 감싸도록 옥사이드절연막(16)이 형성되어 있으며, 그 옥사이드절연막(16)의 상면에는 광차단막(17)이 형성되어 있고, 상기 포토다이오드(12)의 상면에 형성되는 광차단막(17)의 일정부분은 제거되어 수광부(18)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 광차단막(17)의 양단부 하방으로는 광차단막(17)이 연장되어 고온저압산화막(14)에 일정깊이로 형성되는 광차단연장막(20)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 광차단연장막(20)에 의하여 수광부(18)로 수광되는 빛이 비시시디(13)로 유입되는 것을 차단할 수 있기 때문에 수광부(18)를 종래보다 넓게 형성하는 것이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 고체촬상소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기판(11)에 포토다이오드(12), 비시시디(13)를 형성하고, 그 상면에 부도체인 고온저압산화막(14)을 형성하며, 그 고온저압산화막(14)의 상면에 게이트가 되는 다결정실리콘(15)을 형성한다.

그런 다음, 상기 다결정실리콘(15)의 상면에 옥사이드절연막(16)을 형성한 다음, 에칭을 하여 도 4a와 같이 고온저압산화막(14)에 일정깊이의 메탈필링홈(19)을 형성하고, 스퍼터링증착을 실시하여 상기 옥사이드절연막(16)의 상면에 광차단막(17)을 형성함과 동시에 상기 메탈필링홈(19)에 광차단막(17)의 재질인 메탈이 채워져서 광차단연장막(20)이 연장형성되도록 한다.

그런 다음, 마지막으로 상기 광차단막(17)의 상면에 포토레지스트를 도포하고, 노광을 실시한 다음, 에칭을 실시하여 광차단막(17)의 일정부분을 제거함으로써 포토다이오드(12)의 상부에 수광부(18)를 형성하며, 잔류 포토레지스트를 제거하여 도 4b와 같은 고체촬상소자를 완성한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 고체촬상소자는 고온저압산화막에 일정깊이의 광차단연장막을 형성하여 수광부를 통하여 포토다이오드로 수광되는 빛이 비시시디로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 함으로써, 종래보다 수광부를 크게 형성할 수 있게 되어 감도가 향상되는 효과가 있고, 또한 광차단연장막이 고온저압산화막에 일정깊이로 형성되기 때문에 웨이브 가이딩효과에 의하여 빛이 비시시디로 유입되는 것을 차단하게 되어 종래와 같이 오동작이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기판의 상단면에 비시시디와 포토다이오드가 형성되어 있고, 상기 기판의 상면에 고온저압산화막, 다결정실리콘, 옥사이드절연막, 광차단막이 형성되어 있으며, 그 광차단막의 일정부분을 식각하여 수광부가 형성되어 있는 고체촬상소자에 있어서,

   상기 광차단막의 양단부에 하방으로 연장됨과 동시에 고온저압산화막에 일정깊이로 형성되는 광차단연장막을 형성하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.

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