KR100289265B1 - 수소투과성이 낮은 막을 갖는 고체촬상소자와 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
반도체 기판은 입사광을 수신하기 위한 반도체 기판의 광 입사측 표면의 표면층에 형성된 센서를 가지며, 중간굴절율막은 반도체 기판의 입사측 표면전체에 직접 또는 절연막이 사이에 끼워져서 형성되어 있다. 중간굴절율막은 반도체 기판보다 낮은 굴절율과 낮은 수소투과성을 가진다. 박막은 중간굴절율막의 입사측 표면에 형성되며, 중간굴절율막보다 낮은 굴절율을 갖고, 수소가 투과가능하다. 중간굴절율막은 반사방지막으로서 역할한다. 박막과 반사방지막을 통해 반도체 기판의 센서에 조사된 입사광의 반사가 억제된다. 중간굴절율막은 수소 알로이할 때 수소가 투과하는 홀을 갖는다. 박막이 중간굴절율막의 표면에 형성된 후, 수소 알로이할 때 수소는 중간굴절율막 내의 홀을 통과하여 센서부근의 반도체 기판의 표면에 도달한다.
Description
본 발명은 고체촬상소자 (solid-state imaging device) 와 이러한 고체촬상소자를 제조하는 방법에 관한 것이며, 특히, 반도체 기판으로부터의 광 반사를 억제하기 위하여 센서 위에 막이 형성된 고체촬상소자와 이러한 고체촬상소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
종래의 고체촬상소자는, 예를 들면, 일본 특개평 제 206571/92 호와 일본 특개평 제 152674/92 호에 개시되어 있다. 개시된 고체촬상소자는 감도를 향상시키기 위하여 포토다이오드의 광 입사측 표면에 형성된 반사방지막을 갖는다.
일본 특개평 제 206571/92 호에 개시된 고체촬상소자는 첨부도면의 도 1 에 도시되어 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 고체촬상소자는 실리콘 기판 (59) 의 표면에 형성된 센서로서의 포토다이오드 (55) 와 수직 CCD (Charge-Coupled Device) (56) 를 갖는다. 산화막으로서 역할하는 실리콘 산화막 (49) 은 포토다이오드 (55) 와 수직 CCD (56) 위에 형성된다. 중간굴절율막 (48: intermediate-refractive-index film) 은 실리콘 산화막 (49) 의 표면에 형성된다. 실리콘 산화막 (49) 과 중간굴절율막 (48) 은 포토다이오드 (55) 와 수직 CCD (56) 에 의해 공유된다.
게이트 전극 (46) 은 수직 CCD (56) 상부의 중간굴절율막 (48) 의 표면에 형성된다. 게이트 전극 (46) 은 알루미늄 (Al) 또는 텅스텐 (W) 의 차광막 (44) 으로 피복되고, 이들 사이에 층간절연막 (45) 이 개재되어 있다. 포토다이오드 (55) 상부의 중간굴절율막 (48) 의 표면과 차광막 (44) 의 표면은 실리콘 산화막과 같은 보호막 (43) 으로 피복된다. 중간굴절율막 (48) 은 실리콘 질화막을 포함한다. 중간굴절율막 (48) 으로서의 실리콘 질화막은 보호막 (43) 으로서의 실리콘 산화막의 굴절율과 실리콘 기판 (59) 의 굴절율 사이의 실질적으로 중간값인 굴절율을 갖는다. 중간굴절율막 (48) 의 굴절율은 실리콘 기판 (59) 의 굴절율보다 작으며, 보호막 (43) 의 굴절율은 중간굴절율막 (48) 의 굴절율보다 작다. 평탄화막 (42) 은 보호막 (43) 의 표면 요철을 평탄화하기 위하여 보호막 (43) 의 표면에 형성된다.
첨부도면의 도 2 는 일본 특개평 제 152674/92 호에 개시된 고체촬상소자를 도시한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 고체촬상소자는 게이트막 (70) 으로 피복된 실리콘 기판 (79) 의 표면에 형성된 포토다이오드 (75) 와 수직 CCD (76)를 갖는다. 게이트 전극 (66) 은 수직 CCD (76) 상부의 게이트막 (70) 위에 형성되어 있다. 중간굴절율막 (68) 은 포토다이오드 (75) 의 표면과 게이트 전극 (66) 의 단부 표면 및 측면에 형성되고, 이들 사이에 절연막이 개재되어 있다.
차광막 (64) 은 게이트 전극 (66) 의 단부에 겹쳐진 중간굴절율막 (68) 의 표면과 게이트 전극 (66) 의 표면 상부에 형성되며, 그들 사이에 층간절연막 (65) 이 개재되어 있다. 포토다이오드 (75) 위의 층간 절연막 (65) 의 표면과 차광막 (64) 의 표면은 보호막 (63) 으로 피복된다. 중간굴절율막 (68) 은 층간 절연막 (65) 과 보호막 (63) 으로 사용되는 실리콘 산화막의 굴절율과 실리콘 기판 (79) 의 굴절율 사이의 실질적으로 중간값인 굴절율을 갖는다. 중간굴절율막 (68) 의 굴절율은 실리콘 기판 (79) 의 굴절율보다 작으며, 층간 절연막 (65) 과 보호막 (63) 의 굴절율은 중간굴절율막 (68) 의 굴절율보다 작다.
도 2 에 도시된 고체촬상소자에서, 중간굴절율막 (68) 의 단부는 게이트 전극 (66) 의 단부와 겹친다. 게이트 전극 (66) 단부의 측면과 중간굴절율막 (68) 사이의 막 두께는 중간굴절율막 (68) 과 포토다이오드 (75) 사이의 막 두께보다 크다. 이러한 치수 형태는 고체촬상소자에 의해 발생되는 이미지 신호의 스미어링 (smearing) 을 감소시키는 데 효과적이다.
도 1 및 2 에 도시된 종래의 고체촬상소자에서, 포토다이오드와 포토다이오드 상의 실리콘 산화막과 같은 박막을 갖는 실리콘 기판은 상당히 다른 굴절율을 갖는다. 실리콘 기판과 박막 사이의 경계면으로부터 광 반사를 최소화하기 위하여, 중간굴절율막이 반사방지막으로 사용된다. 상기 설명된 바와 같이, 중간굴절율막의 굴절율은 실리콘 기판 상의 실리콘 산화막과 같은 박막의 굴절율과 실리콘 기판의 굴절율 사이의 실질적으로 중간인 값이다. 실리콘 기판의 표면에 직접 또는 절연막이 개재되어 형성된 중간굴절율막은 반도체 기판으로부터의 광 반사를 억제하는 데 효과적이다. 그 결과, 고체촬상소자의 감도가 증가한다.
일본 특개평 제 206571/92 호에 개시된 고체촬상소자에서, 반도체 기판의 전체 표면을 피복하는 중간굴절율막은 수소투과성 (hydrogen permeability) 이 낮은 실리콘 질화막으로 구성된다. 반도체 기판의 표면전체를 피복하는 수소투과성이 낮은 중간굴절율막은 수소 알로이 효과 (hydrogen alloying effect) 를 제공하지 못한다. 수소 알로이는, 수소로 반도체 기판내의 산소를 환원시켜 반도체 기판으로부터 환원된 산소를 제거하도록 일어난다. 수소 알로이할 때, 수소는 실리콘 산화막과 텅스텐을 투과한다. 그러나, 수소가 중간굴절율막인 실리콘 질화막에 의해 차단되어 반도체 기판에 도달하지 못하기 때문에, 수소 알로이 효과가 발생하지 않는다. 그 결과, 고체촬상소자는 암전류 (dark current) 를 증가시킨다.
일본 특개평 제 152674/92 호에 개시된 고체촬상소자는 각각의 포토다이오드와 연관된 중간굴절율막을 갖는다. 개시된 고체촬상소자의 제조시, 반도체 기판의 전체 표면 상부에 중간굴절율막을 증착한 후에 증착된 중간굴절율막의 불필요한 부분을 에칭하여 제거할 필요가 있다. 결과적으로, 개시된 고체촬상소자의 제조 프로세스는 증착된 중간굴절율막의 불필요한 영역을 에칭하여 제거하는 부가적인 단계를 필요로 한다.
본 발명의 목적은, 포토다이오드 상부에 형성된 중간굴절율막을 포함하고, 고감도이며, 수소 알로이 효과를 손상시키지 않고 제조될 수 있는, 고체촬상소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 수소 알로이 효과를 손상시키지 않고 비교적 간단한 제조 프로세스에 따라 고감도의 고체촬상소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1 은 종래의 고체촬상소자의 단면도.
도 2 는 종래의 다른 고체촬상소자의 단면도.
도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 고체촬상소자의 단면도.
도 4a, 4b, 5a, 5b, 6a 및 6b 는, 도 3 에 도시된 고체촬상소자의 상이한 두께의 중간굴절율막을 갖는 다양한 견본들의 각각에서, 실리콘 기판에 수직 방향으로 실리콘 산화막에 조사되는 입사광의 파장에 따라 반사율이 변화함에 따른, 실리콘 기판상의 막 조립물 전체의 반사율을 도시한 도면.
도 7 은 도 3 에 도시된 고체촬상소자의 견본들의 감도를 도시한 도면.
도 8 은 마이크로렌즈 어레이, 평탄화막, 보호막, 차광막 및 층간 절연막이 도면에서 생략된, 도 3 에 도시된 고체촬상소자의 평면도.
도 9a, 9b, 9c 및 9d 는 도 3 에 도시된 고체촬상소자를 제조하는 프로세스를 도시한 단면도.
도 10a, 10b, 10c 및 10d 는 도 8 에 도시된 수소 알로이용 홀을 형성하는 프로세스를 도시한 단면도.
도 11 은 본 발명의 실시예 2 에 따른 고체촬상소자의 단면도.
도 12a, 12b, 12c 및 12d 는 도 11 에 도시된 고체촬상소자를 제조하는 프로세스를 도시한 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 마이크로렌즈 어레이 2 : 평탄화막 (planarizing film)
3, 43, 63 : 보호막 4, 44, 64 : 차광막
5, 45, 65 : 층간 절연막 6, 46, 66 : 게이트 전극
7, 9, 49 : 실리콘 산화막
8, 48, 68 : 중간굴절율막 (intermediate-refractive-index film)
10 : ONO 막 11 : P+영역
12 : N 웰 13 : P 웰
14 : 실리콘 층 15, 55, 75 : 포토다이오드
16, 56, 76 : 수직 CCD 19, 59, 79 : 실리콘 기판
70 : 게이트 막
상기 목적을 달성하기 위하여, 고체촬상소자는 입사광을 수신하기 위하여 반도체 기판의 광 입사측 표면의 표면층에 센서가 형성된 반도체 기판과, 이 반도체 기판의 입사측 표면 전체에 형성된 중간굴절율막을 포함한다. 이 중간굴절율막은 반도체 기판보다 낮은 굴절율과 낮은 수소투과성을 갖는다. 이 중간굴절율막은 홀 (hole) 을 갖는다. 박막은 중간굴절율막의 입사측 표면에 형성되며, 이 박막은 중간굴절율막보다 낮은 굴절율을 가지며, 수소가 투과가능하다. 고체촬상소자에서, 박막과 반사방지막을 통해 반도체 기판의 센서에 조사되는 입사광의 반사가 억제된다. 중간굴절율막은 반사방지막으로서 역할하고, 고체촬상소자는 비교적 높은 감도를 갖는다. 중간굴절율막 내의 홀은 수소 알로이 효과를 향상시키는 데 효과적이다. 박막이 중간굴절율막 위에 형성된 후에 수소 알로이할 때, 박막을 투과한 수소는 중간굴절율막 내의 홀을 투과하여 반도체 기판의 센서에 도달한다. 그러므로, 반도체 기판내의 산소는 수소 알로이할 때 공급된 수소에 의해 제거되며, 그 결과 고체촬상소자는 비교적 적은 암 전류를 발생시킬 것이다. 결과적으로, 고체촬상소자의 감도는 반사방지막에 의해 향상되며, 고체촬상소자에 의해 발생된 암 전류는 수소 알로이 효과에 의해 감소된다.
또한, 다른 고체촬상소자는, 반도체 기판의 입사측 표면에 형성된 게이트 전극과, 게이트 전극의 입사측 표면 상부의 차광막과 게이트 전극 사이에 형성된 중간굴절율막을 갖는다. 접촉홀은, 게이트 전극과 차광막 사이에 끼워진, 중간굴절율막을 포함한 막을 통해 형성되어, 게이트 전극과 차광막을 서로 전기적으로 접속시킨다. 수소가 투과가능한 전기 전도성 물질이 접촉홀 내에 채워진다. 전기 전도성 물질은 게이트 전극과 차광막을 서로 전기적으로 접속시킨다. 게이트 전극은 차광막에 의해 백업되고 접속된다. 중간굴절율막 내에 형성된 접촉홀은 수소 알로이할 때 수소의 투과경로를 위한 수소 알로이용 홀로서 역할하는 개구를 제공한다. 차광막이 반도체 기판 상부에 형성된 후에 수소 알로이할 때, 차광막과 박막을 투과한 수소는 중간굴절율막의 접촉홀 내의 전기 전도성 물질을 통과하여, 반도체 기판의 센서에 도달한다. 그러므로, 중간굴절율막 내의 접촉홀은 수소가 투과하는 홀로서 역할하여, 수소 알로이 효과가 충분히 나타나도록 한다. 결과적으로, 고체촬상소자의 감도는 반사방지막에 의해 향상되고, 고체촬상소자에 의해 발생된 암 전류는 수소 알로이 효과에 의해 감소된다. 게이트 전극이 차광막에 의해 백업되고 접속되는 고체촬상소자에서, 접촉홀은 수소 통과를 위한 홀로서 역할하기 때문에, 별개의 수소 알로이용 홀을 형성할 필요가 없다. 또한, 센서를 제외한 중간굴절율막의 불필요한 영역을 에칭하여 제거할 필요가 없다. 수소 알로이용 홀을 형성하기 위한 에칭 단계가 필요없기 때문에, 필요한 에칭 단계의 수는 증가하지 않는다.
본 발명에 따른 고체촬상소자를 제조하는 방법에서, 반도체 기판의 입사측 표면 상부에 형성되며 수소투과성이 낮은 중간굴절율막 내에 홀이 형성된다. 박막이 중간굴절율막 위에 형성된 후에 수소 알로이할 때, 박막을 투과한 수소는 중간굴절율막 내의 홀을 통해 흘러, 반도체 기판의 센서에 도달한다. 그러므로, 반도체 기판내의 산소는 수소 알로이할 때에 공급된 수소에 의해 제거되며, 그 결과, 고체촬상소자는 비교적 낮은 암 전류를 발생시킬 것이다.
본 발명에 따른 고체촬상소자를 제조하는 다른 방법에서, 센서로부터 전하를 전달하기 위한 게이트 전극이 백업되고 접속된다. 특히, 게이트 전극은 센서에 대응하는 영역을 제외한 반도체 기판의 입사측 표면의 영역 위에 형성되며, 게이트 전극과 반도체 기판 사이에는 절연막이 끼워진다. 중간굴절율막은 반도체 기판의 입사측 표면과 게이트 전극의 입사측 표면에 직접 또는 그 사이에 절연막이 끼워져서 형성되며, 중간굴절율막은 반도체 기판보다 낮은 굴절율과 낮은 수소투과성을 갖는다. 박막은 중간굴절율막의 입사측 표면에 형성되며, 중간굴절율막보다 낮은 굴절율을 갖고, 박막에는 수소가 투과가능하다. 접촉홀은 박막과 중간굴절율막을 통해 형성된다. 접촉홀은 수소 알로이할 때 수소가 투과하는 홀로서 역할하는 중간굴절율막 내의 개구를 제공한다. 수소가 투과가능한 전기 전도성 물질이 접촉홀 내에 채워진다. 그후, 차광막은 적어도 게이트 전극에 대응하는 박막의 입사측 표면의 영역에 형성되고, 차광막은 전기 전도성 물질로 만들어진다. 게이트 전극은 접촉홀 내의 전기전도성 물질에 의해 차광막에 전기접속되며, 차광막에 의해 백업된다. 그러므로, 수소 알로이할 때 발생된 수소는 중간굴절율막 내의 개구를 투과하고, 반도체 기판의 센서에 도달하여, 수소 알로이 효과가 충분히 나타나도록 한다. 접촉홀은 수소의 투과를 위한 홀로서 역할하기 때문에, 별개의 수소 알로이용 홀을 형성할 필요가 없다. 또한, 센서를 제외한 중간굴절율막의 불필요한 영역을 에칭하여 제거할 필요가 없기 때문에, 필요한 에칭 단계의 수는 증가하지 않는다.
바람직하게는, 중간굴절율막은 질화 실리콘으로 이루어지며, 박막은 산화 실리콘으로 이루어진다.
본 발명의 상기의 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 예를 도시한 첨부도면을 참조로 한 하기 설명으로부터 분명해 질 것이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 에 따른 고체촬상소자는 실리콘 층 (N-서브) (14), 실리콘 층 (14) 의 표면에 형성된 P 웰 (13), P 웰 (13) 의 표면에 형성된 복수의 N 웰 (12) 및, N 웰 (12) 주위의 P 웰 (13) 의 표면에 형성된 P+영역 (11)을 포함하는 실리콘 기판 (19) 을 갖는다. N 웰 (12) 은 센서로서의 각각의 포토다이오드 (15) 와 수직 CCD (16) 의 각각의 영역에 관련된다. 실리콘 기판 (19) 은 입사광이 조사되는 광 입사측 표면으로서 역할하는 포토다이오드 (15) 근처의 표면을 갖는다. 포토다이오드 (15) 와 수직 CCD (16) 는 실리콘 기판 (19) 의 입사측 표면의 표면층 내에 형성된다.
고체촬상소자는, 실리콘 기판 (19) 의 입구 표면에 연속적으로 순서대로 형성된, 실리콘 산화막 (9), 중간굴절율막 (8), 및 실리콘 산화막 (7) 을 더 포함한다. 게이트 전극 (6) 은 수직 CCD (16) 의 각각의 영역 상부의 실리콘 산화막 (7) 의 입사측 표면에 형성된다. 실리콘 산화막 (9), 중간굴절율막 (8), 및 실리콘 산화막 (7) 은 함께 게이트 전극 (6) 과 실리콘 기판 (19) 사이의 절연막인 3층 게이트 ONO 막 (10) 으로서 역할한다.
차광막 (4) 은 층간 절연막 (5) 이 사이에 끼워진 게이트 전극 (6) 의 입사측 표면 상부에 형성된다. 차광막 (4) 은 광이 게이트 전극 (6) 으로 들어가는 것을 막기 위하여 실리콘 기판 (19) 쪽으로 뻗은 단부를 갖는다. 보호막 (3) 은 각각의 포토다이오드 (15) 상부의 실리콘 산화막 (7) 의 표면과 차광막 (4) 의 표면에 형성된다. 평탄화막 (2) 은 보호막 (3) 의 표면 요철을 평탄화하기 위하여 보호막 (3) 의 표면에 형성된다. 평탄화막 (2) 은 실리콘 기판 (19) 상에 형성된 막에 평평한 표면을 제공한다. 마이크로렌즈 어레이 (1) 는 평탄화막 (2) 의 평평한 표면에 형성되며, 마이크로렌즈 어레이 (1) 는 각각의 포토다이오드 (15) 상부에 각각 형성된 마이크로렌즈를 포함한다.
실리콘 기판 (19) 은 550 nm 의 파장을 가진 광에 대하여 약 3.5 의 굴절율을 갖는다. 중간굴절율막 (8) 은 550 nm 의 파장을 가진 광에 대하여 약 2.0 의 굴절율을 가진 실리콘 질화막을 포함한다. 포토다이오드 (15) 의 입사측 표면에 형성된, 중간굴절율막 (8) 이외의 모든 막들은 550 nm 의 파장을 가진 광에 대하여 약 1.5의 굴절율을 갖는다.
실리콘 산화막 (9) 과 중간굴절율막 (8) 의 두께는, 이러한 막 (8, 9) 을 통해 포토다이오드 (15) 에 조사된 광이 실리콘 기판 (19) 으로부터 낮은 반사율로 반사되어, 포토다이오드 (15) 위에 비교적 큰 세기로 조사되도록 선택된다. 그러므로, 실리콘 산화막 (9) 과 중간굴절율막 (8) 은 포토다이오드 (15) 상부의 반사방지막으로서 역할한다. 중간굴절율막 (8) 은, 반사방지막으로서 역할하도록, 실리콘 질화막이 아닌 탄탈륨 산화막, 티타늄 산화막, 또는 티탄산 스트론튬 막 (strontium titanate film)을 포함할 수도 있다. 중간굴절율막 (8) 과 실리콘 기판 (19) 사이에 끼워진 실리콘 산화막 (9) 은 실리콘 기판 (19) 과 실리콘 산화막 (9) 의 인터페이스 사이에서 더 나은 프로세싱 매칭을 달성하기 위하여 사용된다. 그러나, 실리콘 산화막 (9) 은 불필요할 수도 있다. 이 실시예에서, 실리콘 산화막 (9) 은 20nm 의 두께를 가지며, 중간굴절율막 (8) 은 30 nm 의 두께를 갖는다. 도 3 에는 도시되지 않았지만, 중간굴절율막 (8) 은 수소 알로이할 때 수소를 투과시키기 위한 수소 알로이용 홀 (도 8 을 참조하여 하기에 설명됨)을 갖는다.
상기에 설명된 바와 같이, 실리콘 기판 (19) 은 약 3.5 의 굴절율을 가지며, 실리콘 산화막 (7, 9), 보호막 (3) 및 평탄화막 (2) 은 약 1.5 의 굴절율을 갖는다. 중간굴절율막 (8) 이 존재하지 않으면, 굴절율이 실리콘 기판 (19) 의 굴절율과 상당히 다른 막이 실리콘 기판 (19) 위에 형성될 것이다. 이 경우, 포토다이오드 (15) 에 조사되는 다량의 입사광은 실리콘 기판 (19) 과 실리콘 기판 (19) 위의 막 사이의 경계면에 의해 반사되어, 경계면을 통과하는 광량이 감소된다. 그러나, 이 실시예에 따르면, 두께가 30 nm 이고 굴절율이 약 2.0 인 중간굴절율막 (8) 이 실리콘 기판 (19) 상에 형성되며, 그 사이에 20 nm 두께의 실리콘 산화막 (9) 이 개재된다. 그러므로, 실리콘 기판 (19) 과 실리콘 산화막 (9) 사이의 경계면으로부터의 광 반사가 감소되어, 포토다이오드 (15) 에 조사되는 광의 세기가 증가된다. 결과적으로, 고체촬상소자의 감도가 향상된다.
도 4a, 4b, 5a, 5b, 6a 및 6b 는, 도 3 에 도시된 고체촬상소자의 다양한 견본들 각각에서, 실리콘 기판에 수직인 방향으로 실리콘 산화막에 인가된 입사광의 파장에 따라 반사율이 변화함에 따른, 실리콘 기판상의 막 조립물 전체의 반사율을 도시한다. 각각의 견본에서, 실리콘 산화막은 실리콘 기판위에 형성되며, 그 사이에 중간굴절율막이 개재된다. 이들 견본의 중간굴절율막은 다른 폭을 갖는다. 막 조립물 전체의 반사율은 공기와 실리콘 기판 사이에 존재하는 모든 막의 총 반사율이다. 막들이 투과하는 광을 흡수하지 않는다고 가정하면, 고체촬상소자에 인가된 입사광의 (1 - 모든 막의 반사율) 로 표시된 부분은 막들을 통하여 실리콘 기판의 표면으로 지나간다.
중간굴절율막 위의 실리콘 산화막은 약 4nm 의 두께를 가지며, 가시광과 간섭하지 않는 것으로 간주된다. 마이크로렌즈 어레이 (1) 는 실리콘 산화막의 굴절율과 실질적으로 동일한 굴절율을 갖는다. 그러므로, 산화 실리콘과 마이크로렌즈의 결합물은 실리콘 산화막으로 대체되고, 무한한 두께를 가진 실리콘 산화막이 중간굴절율막 위에 형성된다고 가정된다.
도 4a, 4b, 5a, 5b, 6a 및 6b에서, 수평축은 입사광의 파장 (nm)을 나타내고, 수직축은 막 조립물 전체의 반사율을 나타낸다. 또한, 각각의 도 4a, 4b, 5a, 5b, 6a 및 6b 의 각각에서 점선 곡선은 어떤 중간굴절율막도 없는 견본에서 막 조립물 전체의 반사율과 입사광의 파장 사이의 관계를 도시한다. 도 4a, 5a 및 6a에서, 연속 곡선은 중간굴절율막이 10nm 의 간격으로 10nm에서 50nm 까지의 범위의 두께를 가진 각각의 견본에서 막 조립물 전체의 반사율과 입사광의 파장사이의 관계를 도시한다. 도 4b, 5b 및 6b에서, 연속 곡선은 중간굴절율막이 10 nm 의 간격으로 60nm에서 100nm 까지의 범위의 두께를 가진 각각의 견본에서 막 조립물 전체의 반사율과 입사광의 파장사이의 관계를 도시한다.
도 4a 와 4b 에 도시된 각각의 견본에서, 중간굴절율막은 약 2.0 의 굴절율을 가지며 광을 흡수하지 않는 물질로 만들어진다. 예를 들면, 중간굴절율막은 SiO, 실리콘 질화막, TaO2, 또는 TiO2로 만들어진다. 막 조립물 전체의 반사율은 입사광의 파장에 따라 중간 반사율막의 두께를 조정함으로써 낮아질 수 있다는 것을 도 4a 및 4b에서 알 수 있다.
도 5a 및 5b 에 도시된 각각의 견본에서, 중간굴절율막은 약 3.0 의 굴절율을 가지며 광을 흡수하지 않는 물질로 만들어진다. 예를 들면, 중간굴절율막은 SrTiO3로 만들어질 수 있다. 막 조립물 전체의 반사율은 중간굴절율막의 두께를 조절하므로써 낮은 파장 범위에 있는 광에 대해 낮아질 수 있다는 것을 도 5a 및 5b에서 알 수 있다.
도 6a 및 6b 에 도시된 각각의 견본에서, 중간굴절율막은 실리콘 기판 위에 형성되며, 그 사이에 10nm 두께의 실리콘 산화막이 개재되고, 실리콘 산화막은 중간굴절율막 위에 형성된다. 이러한 구성은 실리콘 기판과 실리콘 기판위의 막사이의 양호한 계면 조건을 제공한다. 각각의 견본에서, 중간굴절율막은 약 2.0 의 굴절율을 가지며 광을 흡수하지 않는 물질로 만들어진다. 막 조립물 전체의 반사율은 중간굴절율막의 두께를 조정함으로써 낮아질 수 있다는 것을 도 6a 와 6b에서 알 수 있다.
실리콘 기판 상부에 있는 중간굴절율막은 단층막이 아니라, 다층막일 수 있다. 또한, 이러한 변형으로, 중간굴절율막의 두께를 조정함으로써 실리콘 기판위의 막 조립물 전체의 반사율을 감소시키는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 상기에 설명된 바와 같이, 굴절율이 실리콘 기판의 굴절율과 상당히 다른 실리콘 산화막이 실리콘 기판위에 형성되는 경우에, 굴절율이 실리콘 기판의 굴절율과 실리콘 산화막의 굴절율 사이의 중간값인 중간굴절율막이 실리콘 기판과 실리콘 산화막 사이에 형성된다. 부가적으로, 중간굴절율막의 굴절율과 두께는 도 4a, 4b, 5a, 5b, 6a 및 6b를 참조하여 상술한 방식으로 조정된다. 이 방식에서, 실리콘 기판 상의 막을 통해 실리콘 기판의 포토다이오드에 조사되는 입사광의 반사가 감소될 수 있다. 포토다이오드에 조사되는 입사광의 반사는 또한 실리콘 기판과 중간굴절율막 사이에 형성된 조정된 두께를 갖는 실리콘 산화막에 의해 감소될 수 있다.
도 7 은 도 3 에 도시된 고체촬상소자의 견본들의 감도를 도시한다. 도 7에서, 수평축은 포토다이오드 (15) 에 조사된 입사광의 파장 (nm)을 나타내고 수직축은 고체촬상소자의 감도 (A)를 나타낸다. 도 7 의 연속 곡선 ① 은 반사방지막으로서의 중간굴절율막 (8) 과 실리콘 산화막 (9) 이 없는 견본의 감도를 도시한다. 도 7 의 점선 곡선 ② 은 실리콘 산화막 (9) 이 20 nm 의 두께를 가지며, 중간굴절율막 (8) 이 20 nm 의 두께를 가진 견본의 감도를 도시한다. 도 7 의 점선 곡선 ③ 은 실리콘 산화막 (9) 이 20 nm 의 두께를 가지며 중간굴절율막 (8) 이 30 nm 의 두께를 가진 견본의 감도를 도시한다. 도 7 의 일점쇄선 곡선 ④ 은 실리콘 산화막 (9) 이 20 nm 의 두께를 가지며 중간굴절율막 (8) 이 40nm 의 두께를 갖는 견본의 감도를 도시한다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 곡선 ②, ③ 및 ④ 로 표시된 바와 같은 반사방지막을 갖는 견본은 곡선 ① 로 표시된 것과 같은 반사방지막이 없는 견본의 감도보다 약 10% 더 큰 감도를 갖는다.
중간굴절율막 (8) 에 형성된 수소 알로이용 홀에 대해 기술하기로 한다. 도 8 은 도 3 에 도시된 고체촬상소자의 평면도이며, 마이크로렌즈 어레이 (1), 평탄화막 (2), 보호막 (3), 차광막 (4) 및, 층간 절연막 (5) 은 도면에서 생략되어 있다. 도 8 은 중간굴절율막 (8) 내에 형성된 수소 알로이용 홀의 레이아웃을 도시한다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 게이트 전극 (6) 은 포토다이오드 (15) 주위에 형성되고, 게이트 전극 브리지 (17) 에 의해 상호접속된다. 긴 슬롯형상의 수소 알로이용 홀 (18) 은 게이트 전극 브리지 (17) 하부에 있는 중간굴절율막 (8) 의 영역내에 형성된다.
상기 설명된 바와 같이, 고체촬상소자는 실리콘 질화막인 중간굴절율막 (8) 내에 형성된 수소 알로이용 홀 (18) 을 갖는다. 실리콘 산화막 (7) 이 중간굴절율막 (8) 위에 증착된 후에 수소 알로이가 수행될 때, 실리콘 산화막 (7) 을 투과한 수소는 수소 알로이용 홀 (18)을 통과한 후, 실리콘 산화막 (9) 을 통과하여, 실리콘 기판 (19) 의 입사측 표면에 도달한다. 실리콘 기판 (19) 에 도달한 수소는 실리콘 기판 (19) 내의 산소를 환원시켜 실리콘 기판 (19) 으로부터 산소를 제거한다. 그러므로, 수소 알로이 효과는 손상되지 않으며, 고체촬상소자에서 암 전류가 억제된다. 수소 알로이용 홀 (18) 이 10 nm 의 간격으로 이격되어 있다면, 수소 알로이 효과는 충분히 향상된다.
도 3 에 도시된 실시예 1 에 따른 고체촬상소자를 제조하는 프로세스는 도 9a, 9b, 9c 및 9d를 참조하여 하기에 설명된다.
도 9a 에 도시된 바와 같이, P 웰 (13) 은 실리콘층 (14) 의 하나의 표면내에 형성된다. 그후, N 웰 (12)과 P+영역 (11) 은 수직 CCD (16) 의 영역과 포토다이오드 (15) 상부에 각각 P 웰 (13) 의 표면에 형성된다. 실리콘층 (14), P 웰 (13), N 웰 (12) 및 P+영역 (11) 은 공동으로 실리콘 기판 (19) 을 구성한다.
그후, 도 9b 에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막 (9) 은 N 웰 (12) 과 P+영역 (11) 이 형성된 실리콘 기판 (19) 의 표면에 형성된다. 실리콘 질화막을 포함하는 중간굴절율막 (8) 은 실리콘 산화막 (9) 의 표면에 형성된다. 도 9b 에는 도시되지 않았지만, 도 8을 참조하여 상기 설명된 수소 알로이용 홀 (18) 이 중간굴절율막 (8) 내에 형성된다. 수소 알로이용 홀 (18)을 형성하는 프로세스는 도 10a, 10b, 10c 및 10d를 참조하여 하기에 설명될 것이다. 그후, 실리콘 질화막 (7) 은 중간굴절율막 (8) 의 표면에 형성된다.
도 9c 에 도시된 바와 같이, 게이트 전극 (6) 은 수직 CCD (16) 의 영역 상부에 각각 실리콘 질화막 (7) 의 표면에 형성된다.
그후, 도 9d 에 도시된 바와 같이, 차광막 (4) 은 게이트 전극 (6) 의 표면과 게이트 전극 (6) 주위의 영역에 형성되며, 층간 절연막 (5) 이 그 사이에 개재된다. 층간 절연막 (5) 은 또한 포토다이오드 (15) 상부의 실리콘 산화막 (7) 의 표면에 형성된다. 그후, 보호막 (3) 은 차광막 (4) 의 표면과 각각의 포토다이오드 (15) 상부의 실리콘 산화막 (7) 의 표면에 형성된다. 평탄화막 (2) 은 보호막 (3) 의 표면 요철을 평탄화하기 위하여 보호막 (3) 의 표면에 형성된다.
마이크로렌즈 어레이 (1) 는 평탄화막 (2) 의 평탄 표면에 형성되며, 마이크로렌즈 어레이 (1) 는 각각의 포토다이오드 (15) 상부에 각각 형성된 마이크로렌즈를 포함한다.
도 10a, 10b, 10c 및 10d 는 도 8 에 도시된 수소 알로이용 홀 (18)을 형성하는 프로세스를 나타낸다. 게이트 전극 브리지 (17) 하부에 있는 중간굴절율막 (8) 의 영역내에 형성된 수소 알로이용 홀 (18) 은 도 10a, 10b, 10c 및 10d 에 도시된 프로세스에 따라 형성된다.
도 10a 에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막 (9) 은 도 3 에 도시된 포토다이오드 (15) 부근의 실리콘 기판 (19) 의 전체 표면에 형성되며, 중간굴절율막 (8) 은 실리콘 산화막 (9) 의 전체 표면에 형성된다.
그후, 도 10b 에 도시된 바와 같이, 다음에 형성될, 게이트 전극 브리지 (17) 에 해당하는, 중간굴절율막 (8) 의 일부는 에칭되어 제거되므로, 중간굴절율막 (8) 내에 수소 알로이용 홀 (18)을 형성한다.
그후, 도 10c 에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막 (7) 은 중간굴절율막 (8) 의 표면과 수소 알로이용 홀 (18) 내에 형성된다.
도 10d 에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막 (7) 의 표면은 실리콘 산화막 (7) 내의 오목부를 피복하기 위하여 얇게 산화된다. 이러한 방식으로, 수소 알로이용 홀 (18) 은 실리콘 질화막인 중간굴절율막 (8) 내에 형성된다. 충분한 수소 알로이 효과를 나타내기 위하여, 수소 알로이용 홀 (18) 은 10 nm 의 간격으로 형성되어야 바람직하다.
실시예 2
도 11 은 본 발명의 실시예 2 에 따른 고체촬상소자를 도시한다. 실시예 2 에 따른 고체촬상소자는 실리콘 기판위에 형성된 막의 배열에 대한 실시예 1 에 따른 고체촬상소자와 다르며, 게이트 전극은 차광막에 의해 백업되어 차광막에 접속되며, 어떤 수소 알로이용 홀도 게이트 전극 브리지 하부에 있는 중간굴절율막의 영역내에 형성되지 않는다. 실시예 1 에 따른 고체촬상소자의 부분과 동일한 실시예 2 에 따른 고체촬상소자의 부분들은 동일한 참조부호로 표시된다. 기본적으로, 실시예 1 에 따른 고체촬상소자의 실시예와 다른 실시예 2 에 따른 고체촬상소자의 부분들이 하기에 설명된다.
도 11 에 도시된 바와 같이, 센서로서의 포토다이오드 (15) 와 수직 CCD (16) 는 실리콘 기판 (19) 의 입사측 표면의 표면층 내에 형성된다. 게이트 전극 (26) 은 수직 CCD (16) 의 각각의 영역 상부에 각각의 게이트 ONO 막 (30) 이 개재된 실리콘 기판의 표면에 형성된다. 각각의 게이트 ONO 막 (30) 은 실리콘 질화막과 실리콘 질화막의 양측면에 하나씩 형성된 두 개의 실리콘 산화막을 포함하는 3층 구조이다. 실시예 2 에 따르면, 게이트 ONO 막 (30) 은 포토다이오드 (15) 상부의 실리콘 기판 (19) 의 표면에 형성된다.
실리콘 산화막 (29) 은 게이트 전극 (26) 의 표면, 게이트 전극 (26) 과 게이트 ONO 막 (30) 의 측면, 및 실리콘 기판 (19) 의 입사측 표면에 형성된다. 중간굴절율막 (28) 은 실리콘 산화막 (29) 의 입사측 표면에 형성된다. 차광막 (24) 은 게이트 전극 (26) 표면 위의 중간굴절율막 (28) 의 표면 위와 게이트 전극 (26) 주위의 영역에 형성되며, 그 사이에 층간절연막 (25) 이 개재된다. 차광막 (24) 은 입사광이 게이트 전극 (26) 으로 들어가지 못하도록 실리콘 기판 (19) 쪽으로 연장한 단부를 갖는다.
차광막 (24) 은 전기 전도성 물질로 만들어진다. 실시예 2 에 따르면, 차광막 (24) 은 게이트 전극 (26)을 백업하고 접속하기 위하여 저저항막 (low-resistance film) 상호접속으로서 사용된다. 접촉홀 (38) 은 차광막 (24) 이 게이트 전극 (26)을 백업하고 접속하도록 제공된다. 접촉홀 (38) 은, 게이트 전극 (26) 과 차광막 (24) 사이에 삽입되며 게이트 전극 (26) 에 대응하는, 층간 절연막 (25), 중간굴절율막 (28), 및 실리콘 산화막 (29) 의 영역들을 관통하여 연장되어 있다. 그러므로, 접촉홀 (38) 은 층간 절연막 (25) 의 입사측 표면으로부터 게이트 전극 (26) 의 입사측 표면까지 연장되어 있다. 접촉홀 (38) 은 수소가 투과가능한 텅스텐과 같은 전기 전도성 물질 (40) 로 채워진다. 전기 전도성 물질 (40) 은 게이트 전극 (26) 과 차광막 (24)을 서로 전기적으로 접속한다.
보호막 (23) 은 차광막 (24) 의 표면과 각각의 포토다이오드 (15) 상부의 실리콘 기판 (19) 의 표면에 형성된다. 평탄화막 (22) 은 보호막 (23) 의 표면 요철을 평탄화하기 위하여 보호막 (23) 의 표면에 형성된다. 평탄화막 (22) 은 실리콘 기판 (19) 상에 형성된 막에 평평한 표면을 제공한다. 마이크로렌즈 어레이 (21) 는 평탄화막 (22) 의 평평한 표면에 형성되며, 마이크로렌즈 어레이 (21) 는 각각의 포토다이오드 (15) 상부에 각각 형성되어 있는 마이크로렌즈를 포함한다.
실시예 1에서와 같이, 실리콘 기판 (19) 은 550 nm 의 파장을 가진 광에 대하여 약 3.5 의 굴절율을 갖는다. 중간굴절율막 (28) 은 550 nm 의 파장을 가진 광에 대하여 약 2.0 의 굴절율을 가진 실리콘 질화막을 포함한다. 포토다이오드 (15) 의 입사측 표면에 형성된, 중간굴절율막 (28) 이외의 막은 550 nm 의 파장을 가진 광에 대하여 약 1.5 의 굴절율을 갖는다.
실리콘 산화막 (29) 과 중간굴절율막 (28) 의 두께는, 이러한 막 (28, 29)을 통해 포토다이오드 (15) 에 조사된 광이 실리콘 기판 (19) 으로부터 낮은 반사율로 반사되어, 포토다이오드 (15) 에 비교적 큰 세기로 조사되도록 선택된다. 실시예 2에서, 실리콘 산화막 (29) 은 20 nm 의 두께를 가지며, 중간굴절율막 (28) 은 30 nm 의 두께를 갖는다.
실시예 2 에 따른 고체촬상소자를 제조하는 프로세스는 도 12a, 12b, 12c 및, 12d를 참조하여 하기에 설명된다.
도 12a, 12b, 12c 및 12d 는 실시예 2 에 따른 고체촬상소자를 제조하는 프로세스의 단면도이다. 도 12a, 12b, 12c 및 12d 에서, 실리콘 기판 (19) 의 입사측 표면에 막이 형성된다. 실리콘 기판 (19) 의 입사측 표면의 막은 도 12a, 12b, 12c 및 12d 에 도시된 단계에 따라 형성된다.
도 12a 에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막 (9a), 실리콘 질화막 (8a), 및 실리콘 산화막 (7a) 은 실리콘 기판 (19) 의 입사측 표면에, 상기 순서로 연속하여 형성된다. 실리콘 산화막 (9a), 실리콘 질화막 (8a), 및 실리콘 산화막 (7a) 은 공동으로 N 웰 (12) 과 게이트 전극 (26) 사이에 삽입될 게이트 ONO 막 (30) 으로서 역할한다.
도 12b 에 도시된 바와 같이, 게이트 전극 (26) 으로서 역할하는 층은 실리콘 산화막 (7a) 에 형성된다. 그후, 수직 CCD (16) 에 대응하는 영역을 제외한 게이트 전극 (26) 과 게이트 ONO 막 (30) 의 영역은 에칭되어 없어진다. 포토다이오드 (15) 위의 막은 완전히 제거되거나, 또는, 얇은 실리콘 산화막만이 드라잉 에칭 및 리프레싱 (refreshing) 에 의해 포토다이오드 (15) 위에 남는다. 실리콘 산화막 (27) 은 막이 제거된 노출된 실리콘 기판 (19) 과 게이트 전극 (26) 의 표면에 CVD 에 의해 형성된다.
도 12c 에 도시된 바와 같이, 실리콘 질화막을 포함하는 중간굴절율막 (28) 은 실리콘 산화막 (27) 의 표면에 형성된다. 게이트 전극 (26) 과 실리콘 기판 (19) 사이의 절연막이 이 실시예에 따른 실리콘 질화막과 실리콘 산화막을 포함하는 게이트 ONO 막 (30) 인 경우, 실리콘 산화막 (27) 이 CVD 이 아닌 열적 산화에 의해 형성되면, 중간굴절율막 (28) 과 실리콘 질화막 (8a) 사이에 갭이 생성되지 않으며, 그 결과, 어떤 수소 알로이 효과도 나타나지 않을 것이다. 그러므로, 게이트 전극 (26) 과 실리콘 기판 사이의 절연막이 게이트 ONO 막 (30) 이 아닌 수소가 투과가능한 실리콘 산화막이면, 실리콘 산화막 (29) 은 열적 산화에 의해 형성될 수도 있다. 실리콘 산화막 (29) 은 형성되지 않을 수도 있지만, 중간굴절율막 (28) 은 게이트 전극 (26) 의 표면과 포토다이오드 (15) 의 표면에 직접 형성될 수도 있다. 그후, 층간 절연막 (25) 은 중간굴절율막 (28) 의 표면에 형성된다. 그후, 접촉홀 (38) 은 실리콘 산화막 (27), 중간굴절율막 (28), 및 게이트 전극 (26) 위에 형성된 층간 절연막 (25) 의 영역 내에 형성된다. 접촉홀 (38) 은 수소 알로이할 때 수소가 중간굴절율막 (28) 을 경유하여 실리콘 기판 (19) 으로 통과하도록 하는 수소 알로이용 홀로서 역할한다.
도 12d 에 도시된 바와 같이, 저저항막 상호접속도 겸하는 텅스텐으로 된 차광막 (24) 이 게이트 전극 (26) 상부에 층간 절연막 (25) 의 표면과 그 영역주위에 형성된다. 차광막 (24) 이 형성될 때, 접촉홀 (38) 은 전기 전도성 물질 (40) 인 텅스텐으로 채워진다. 접촉홀 (38) 내의 전기 전도성 물질 (40) 은 게이트 전극 (26) 과 차광막 (24) 을 서로 전기접속시킨다. 그후, 도 11 에 도시된 바와 같이, 보호층 (23), 평탄화막 (22), 및 마이크로렌즈 어레이 (21) 는 이 순서로 연속적으로 증착되어, 실시예 2 에 따른 고체촬상소자를 제조한다.
고체촬상소자를 제조하는 상기 프로세스에 따르면, 실리콘 기판 (19) 에서 산소를 제거하기 위한 수소 알로이는 보호막이 형성된 후, 또는, 평탄화막 (22) 이 형성된 후에 수행된다. 수소 알로이할 때, 수소는 실리콘 질화막인 중간굴절율막 (28)을 투과할 수 없지만, 접촉홀 (38) 내의 텅스텐을 투과할 수 있다. 접촉홀 (38) 을 투과한 수소는, 도 12c 와 12d 에 도시된 바와 같이, 중간굴절율막 (28) 과 실리콘 질화막 (8a) 의 단부 사이를 통과하여, 실리콘 기판 (19) 에 도달한다. 그러므로, 수소 알로이 효과가 충분히 나타나서 암 전류를 감소시킨다.
실시예 2 에 따른 고체촬상소자에서, 반사방지막으로서의 중간굴절율막 (28) 과 실리콘 산화막 (29) 은, 실시예 1 에 따른 고체촬상소자에서와 같이, 포토다이오드 (15) 의 표면에 형성된다. 그러므로, 포토다이오드 (15) 에 조사되는 입사광은 실리콘 기판 (19) 으로부터 낮은 반사율로 반사된다. 그 결과, 고체촬상소자는 고감도를 갖는다.
게이트 전극이 차광막 (24) 에 의해 백업되고 접속되는 경우, 중간굴절율막 (28) 은 게이트 전극 (26) 과 차광막 (24) 사이에 또한 형성된다. 차광막 (24)을 백업하고 접속하기 위하여, 수소 알로이용 홀도 겸하는 접촉홀 (38) 이 중간굴절율막 (28) 내에 형성된다. 그러므로, 실시예 2 에 따르면, 포토다이오드 (15) 에 대응하는 영역을 제외한 중간굴절율막 (28) 의 원하지 않는 영역을 에칭하여 제거할 필요가 없다. 수소 알로이용 홀을 형성하기 위한 에칭 단계가 필요없기 때문에, 필요한 에칭 단계의 수는 증가되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 실시예를 이용하여 설명되었지만, 이러한 설명은 단지 예시적인 것이며, 하기의 청구항의 사상 또는 범위에서 벗어나지 않은 변경이나 수정이 가능함은 물론이다.
상기에 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 고체촬상소자는 고감도이며, 수소 알로이 효과를 손상시키지 않고 제조될 수 있으며, 포토다이오드 상부에 중간굴절율막이 형성되어 있고, 비교적 간단한 제조 프로세스에 따라 제조될 수 있다.
Claims (8)
- 입사광을 수신하기 위하여 광 입사측 표면의 표면층 내에 형성된 센서를 갖는 반도체 기판;상기 반도체 기판보다 낮은 굴절율과 낮은 수소투과성을 가지며 상기 반도체 기판의 입사측 표면 전체에 직접 또는 절연막이 사이에 끼워져서 형성된 중간굴절율막; 및상기 중간굴절율막의 입사측 표면에 형성되며 상기 중간굴절율막보다 낮은 굴절율을 갖고 수소가 투과가능한 박막을 포함하며,상기 중간굴절율막의 내부에 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 중간굴절율막은 질화 실리콘으로 이루어지며, 상기 박막은 산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 입사광을 수신하기 위하여 광 입사측 표면의 표면층 내에 형성된 센서를 갖는 반도체 기판;상기 센서에 대응하는 영역을 제외한 상기 반도체 기판의 입사측 표면의 영역에 형성되며 상기 반도체 기판과의 사이에 절연막이 끼워진 게이트 전극;상기 반도체 기판보다 낮은 굴절율과 낮은 수소투과성을 가지며 상기 반도체 기판의 입사측 표면과 상기 게이트 전극의 입사측 표면에 직접 또는 절연막이 사이에 끼워져서 형성된 중간굴절율막;상기 중간굴절율막의 입사측 표면에 형성되며 상기 중간굴절율막보다 낮은 굴절율을 갖고 수소가 투과가능한 박막;상기 박막 및 상기 중간굴절율막을 관통하여 형성되며 상기 게이트 전극에 대응하는 영역내의 상기 박막의 입사측 표면부터 상기 게이트 전극의 입사측 표면까지 연장되어 있는 접촉홀;상기 접촉홀 내에 채워지며 수소가 투과가능한 전기 전도성 물질; 및적어도 상기 게이트 전극에 대응하는 상기 박막의 입사측 표면의 영역에 형성되며 전기 전도성 물질로 이루어진 차광막을 포함하는 것을 특징으로 하는고체촬상소자.
- 제 3 항에 있어서,상기 중간굴절율막은 질화 실리콘으로 이루어지며, 상기 박막은 산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
- 입사광을 수신하기 위하여 광 입사측 표면의 표면층 내에 형성된 센서를 갖는 반도체 기판을 준비하는 단계;상기 반도체 기판보다 낮은 굴절율과 낮은 수소투과성을 가지며 상기 반도체 기판의 입사측 표면에 직접 또는 절연막이 사이에 끼워진 중간굴절율막을 형성하는 단계;상기 중간굴절율막 내에 홀을 형성하는 단계; 및상기 중간굴절율막의 입사측 표면과 상기 홀 내에, 상기 중간굴절율막보다 낮은 굴절율을 가지며, 수소가 투과가능한 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 중간굴절율막은 질화 실리콘으로 이루어지며, 상기 박막은 산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
- 입사광을 수신하기 위하여 광 입사측 표면의 표면층 내에 형성된 센서를 갖는 반도체 기판을 준비하는 단계;상기 센서에 대응하는 영역을 제외한 상기 반도체 기판의 입사측 표면의 영역에, 상기 반도체 기판과의 사이에 절연막이 끼워진, 게이트 전극을 형성하는 단계;상기 반도체 기판보다 낮은 굴절율과 낮은 수소투과성을 가지며 상기 반도체 기판의 입사측 표면과 상기 게이트 전극의 입사측 표면에 직접 또는 절연막이 사이에 끼워진 중간굴절율막을 형성하는 단계;상기 중간굴절율막의 입사측 표면에 상기 중간굴절율막보다 낮은 굴절율을 가지며 수소가 투과가능한 박막을 형성하는 단계;상기 게이트 전극에 대응하는 반도체 기판의 영역내의 상기 박막의 입사측 표면부터 상기 게이트 전극의 입사측 표면까지 연장되도록 상기 박막과 상기 중간굴절율막을 관통하는 접촉홀을 형성하는 단계;상기 접촉홀 내에, 수소가 투과가능한 전기 전도성 물질을 채우는 단계; 및적어도 상기 게이트 전극에 대응하는 상기 박막의 입사측 표면의 영역에, 전기 전도성 물질로 이루어진 차광막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 중간굴절율막은 질화 실리콘으로 이루어지며, 상기 박막은 산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
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| WO2017039252A1 (ko) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | 주식회사 제이케이리서치 | 발광 배리어 필름 및 이의 형성방법 |
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