KR100304977B1 - Method for fabricating solid state image sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 게이트 전극의 상면부 보다 측면부의 절연막을 얇게 형성함으로써 빛의 누설에 의한 스미어 현상을 방지함과 동시에 차광막과 게이트 전극 사이의 기생용량 증가 및 내압의 열화를 방지할 수 있도록 한 고체 촬상 소자의 제조방법에 관한 것으로서, 반도체 기판상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막상에 전도층을 형성하는 단계와, 상기 전도층의 전면에 불순물 이온을 주입하는 단계와, 상기 전도층을 선택적으로 제거하여 일정한 간격을 갖는 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극의 측면 보다 상면의 두께가 두꺼운 층간 절연막을 게이트전극의 표면에 형성하는 단계와, 상기 층간 절연막을 포함한 반도체 기판의 전면에 절연막을 형성하는 단계와, 그리고 상기 절연막상의 일정영역에 차광막을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.According to the present invention, the insulating film on the side portion is formed thinner than the upper surface portion of the gate electrode to prevent smear from light leakage, and to increase the parasitic capacitance between the light shielding film and the gate electrode and to deteriorate the breakdown voltage. A method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising: forming a gate insulating film on a semiconductor substrate, forming a conductive layer on the gate insulating film, implanting impurity ions into the entire surface of the conductive layer, Selectively removing to form a gate electrode having a predetermined interval; forming an interlayer insulating film having a thickness greater than that of the side of the gate electrode on the surface of the gate electrode; Forming an insulating film, and forming a light shielding film in a predetermined region on the insulating film Characterized in that it comprises a step.
Description
본 발명은 고체 촬상 소자에 관한 것으로, 특히 사광에 의한 스미어 현상을 방지하면서 기생용량을 줄이는데 적당한 고체 촬상 소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device, and more particularly, to a method for manufacturing a solid-state image pickup device suitable for reducing parasitic capacitance while preventing smearing phenomenon caused by sunlight.
일반적으로 고체 촬상 소자는 일정 간격을 갖고 매트릭스 형태로 배열되어 빛의 신호를 전기적인 신호로 변환하여 영상 전하를 생성하는 복수개의 광전 변환 영역과, 수직 방향의 광전 변환 영역의 사이에 각각 형성되어 광전 변환 영역에서 생성된 영상 전하를 수직 방향으로 전송하는 복수개의 수직 전하 전송 영역과, 수직 전송된 영상 전하를 수평으로 전송하기 위한 수평 전하 전송 영역과, 상기 수평 방향으로 전송된 영상 전하를 센싱하여 주변회로부로 출력하는 플로우팅 디퓨전 영역으로 크게 구성된다.In general, a solid-state image pickup device is formed between a plurality of photoelectric conversion regions that are arranged in a matrix form at regular intervals to convert a signal of light into an electrical signal to generate an image charge, and are respectively formed between the photoelectric conversion regions in a vertical direction. A plurality of vertical charge transfer regions for transferring the image charges generated in the conversion region in the vertical direction, a horizontal charge transfer region for horizontally transferring the vertically transferred image charges, and sensing the image charges transferred in the horizontal direction It is largely comprised of the floating diffusion area | region which outputs to a circuit part.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 고체 촬상 소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing method of a solid-state imaging device of the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술의 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.1A to 1C are process cross-sectional views showing a method for manufacturing a solid-state imaging device of the prior art.
도 1a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(11)상에 게이트 절연막(12)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(12)상에 폴리 실리콘을 증착한 후, 사진석판술 및 식각공정으로 상기 폴리 실리콘을 선택적으로 제거하여 일정한 간격을 갖는 수직 전하 전송 영역의 게이트 전극(13)을 형성한다.As shown in FIG. 1A, a gate insulating film 12 is formed on a semiconductor substrate 11, polysilicon is deposited on the gate insulating film 12, and then the polysilicon is formed by photolithography and etching. It is selectively removed to form the gate electrode 13 of the vertical charge transfer region with constant spacing.
이어, 상기 반도체 기판(11)에 열산화공정을 실시하여 상기 게이트 전극(13)의 표면에 층간 산화막(14)을 형성한다.Subsequently, a thermal oxidation process is performed on the semiconductor substrate 11 to form an interlayer oxide film 14 on the surface of the gate electrode 13.
도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 층간 산화막(14)을 포함한 반도체 기판(11)의 전면에 제 1 절연막(15)을 증착한다.As shown in FIG. 1B, the first insulating film 15 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 11 including the interlayer oxide film 14.
이어, 상기 제 1 절연막(15)상에 차광물질층(16)을 증착한다Subsequently, the light blocking material layer 16 is deposited on the first insulating layer 15.
그리고 상기 차광물질층(16)상에 포토레지스트(17)를 도포한 후, 노광 및 현상공정으로 포토레지스트(17)를 패터닝하여 차광영역을 정의한다.After the photoresist 17 is coated on the light blocking material layer 16, the photoresist 17 is patterned by an exposure and development process to define a light blocking region.
여기서 차광영역은 상기 포토레지스트(17)가 잔류된 영역이다.The light shielding area is a region where the photoresist 17 remains.
도 1c에 도시한 바와 같이, 상기 패터닝된 포토레지스트(17)를 마스크로 이용하여 상기 차광물질층(16)을 선택적으로 제거하여 차광막(16a)을 형성한다.As shown in FIG. 1C, the light blocking material layer 16 is selectively removed using the patterned photoresist 17 as a mask to form a light blocking film 16a.
그리고 상기 차광막(16a)을 형성하기 위해 마스크로 사용된 상기 포토레지스트(17)를 제거하고, 상기 차광막(16a)을 포함한 반도체 기판(11)의 전면에 제 2 절연막(18)을 증착한다.The photoresist 17 used as a mask to form the light blocking film 16a is removed, and a second insulating film 18 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 11 including the light blocking film 16a.
상기와 같은 종래의 고체 촬상 소자에서 입사광이 직접 게이트 전극(13)에 입사해 발생하는 스미어 현상을 방지하기 위해 제 1 절연막(15)의 두께를 얇게 하는 것을 행하고 있다.In the conventional solid-state imaging device as described above, the thickness of the first insulating film 15 is reduced in order to prevent the smear phenomenon caused by incident light directly entering the gate electrode 13.
그러나 상기와 같은 종래 기술의 고체 촬상 소자의 제조방법에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.However, there have been the following problems in the manufacturing method of the solid-state imaging device of the prior art as described above.
즉, 스미어 현상을 방지하기 위해 절연막의 두께를 얇게 하면 게이트 전극과 차광막간의 기생용량이 증가하고 구동파형이 무디어져 소비전력이 증가하며 층간내압이 열화한다.That is, if the thickness of the insulating film is reduced to prevent the smear phenomenon, the parasitic capacitance between the gate electrode and the light shielding film is increased, the driving waveform is blunted, power consumption is increased, and interlayer breakdown voltage is deteriorated.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 게이트 전극의 상면부 보다 측면부의 절연막을 얇게 형성함으로써 빛의 누설에 의한 스미어 현상을 방지함과 동시에 차광막과 게이트 전극 사이의 기생용량 증가 및 내압의 열화를 방지할 수 있도록 한 고체 촬상 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems by forming a thinner insulating film on the side than the upper surface of the gate electrode to prevent smear phenomenon due to light leakage, while increasing the parasitic capacitance between the light shielding film and the gate electrode and withstand voltage. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device capable of preventing deterioration.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술의 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device of the prior art.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device according to still another embodiment of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
21 : 반도체 기판 22 : 게이트 절연막21 semiconductor substrate 22 gate insulating film
23 : 게이트 전극 24 : 층간 산화막23 gate electrode 24 interlayer oxide film
25 : 제 1 절연막 26 : 차광막25: first insulating film 26: light shielding film
27 : 제 2 절연막27: second insulating film
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 고체 촬상 소자의 제조방법은 반도체 기판상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막상에 전도층을 형성하는 단계와, 상기 전도층의 전면에 불순물 이온을 주입하는 단계와, 상기 전도층을 선택적으로 제거하여 일정한 간격을 갖는 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극의 측면 보다 상면의 두께가 두꺼운 층간 절연막을 게이트전극의 표면에 형성하는 단계와, 상기 층간 절연막을 포함한 반도체 기판의 전면에 절연막을 형성하는 단계와, 그리고 상기 절연막상의 일정영역에 차광막을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a solid-state imaging device includes forming a gate insulating film on a semiconductor substrate, forming a conductive layer on the gate insulating film, and implanting impurity ions into the entire surface of the conductive layer. Selectively removing the conductive layer to form a gate electrode having a predetermined interval, and forming an interlayer insulating film on the surface of the gate electrode having a thicker upper surface than the side surface of the gate electrode; And forming an insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate including the insulating film, and forming a light shielding film in a predetermined region on the insulating film.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.2A to 2C are process cross-sectional views showing a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention.
도 2a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(21)상에 게이트 절연막(22)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(22)상에 폴리 실리콘(23)을 증착한다.As shown in FIG. 2A, a gate insulating film 22 is formed on the semiconductor substrate 21, and polysilicon 23 is deposited on the gate insulating film 22.
이어, 상기 폴리 실리콘(23)의 전면에 불순물 이온을 주입한다.Next, impurity ions are implanted into the entire surface of the polysilicon 23.
도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 불순물 이온이 주입된 폴리 실리콘(23)을 선택적으로 제거한 일정한 간격을 갖는 수직 전하 전송 영역의 게이트 전극(23a)을 형성한다.As shown in FIG. 2B, the gate electrode 23a of the vertical charge transfer region having a predetermined interval is formed to selectively remove the polysilicon 23 into which the impurity ions are implanted.
이어, 상기 반도체 기판(21)에 열산화공정을 실시하여 상기 게이트 전극(23a)의 표면에 층간 산화막(24)을 형성한다.Subsequently, a thermal oxidation process is performed on the semiconductor substrate 21 to form an interlayer oxide film 24 on the surface of the gate electrode 23a.
여기서 상기 층간 산화막(24)은 상기 게이트 전극(23a)의 측면 보다 상부 표면의 층간 산화막(24)이 상기 게이트 전극(23a)의 표면에 주입된 불순물 이온 때문에 더 두껍게 형성된다.In this case, the interlayer oxide film 24 is formed thicker than the side surface of the gate electrode 23a because of the impurity ions implanted into the surface of the gate electrode 23a.
도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 층간 산화막(24)을 포함한 반도체 기판(21)의 전면에 제 1 절연막(25)을 증착하고, 상기 제 1 절연막(25)상에 차광물질층을 증착한 후 선택적으로 제거하여 차광막(26)을 형성한다.As shown in FIG. 2C, after depositing a first insulating film 25 on the entire surface of the semiconductor substrate 21 including the interlayer oxide film 24, and depositing a light blocking material layer on the first insulating film 25. It is selectively removed to form the light shielding film 26.
이어, 상기 차광막(26)을 포함한 반도체 기판(21)의 전면에 제 2 절연막(27)을 증착한다.Next, a second insulating layer 27 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 21 including the light blocking layer 26.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 3a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(31)상에 게이트 절연막(32)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(32)상에 폴리 실리콘(33)을 증착한다.As shown in FIG. 3A, a gate insulating film 32 is formed on the semiconductor substrate 31, and polysilicon 33 is deposited on the gate insulating film 32.
이어, 상기 폴리 실리콘(33)상에 제 1 절연막(34)을 증착하고, 상기 제 1 절연막(34)상에 포토레지스트(35)를 도포한 후, 노광 및 현상공정으로포토레지스트(35)를 패터닝한다.Subsequently, a first insulating film 34 is deposited on the polysilicon 33, a photoresist 35 is coated on the first insulating film 34, and then the photoresist 35 is exposed through an exposure and development process. Pattern.
도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 패터닝된 포토레지스트(35)를 마스크로 이용하여 상기 제 1 절연막(34)과 폴리 실리콘(33)을 선택적으로 제거하여 제 1 절연막 패턴(34a)과 수직 전하 전송 영역의 게이트 전극(33a)을 각각 형성한다.As shown in FIG. 3B, the first insulating layer 34 and the polysilicon 33 are selectively removed by using the patterned photoresist 35 as a mask to transfer the first insulating layer pattern 34a and the vertical charge. Each gate electrode 33a is formed.
도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 포토레지스트(35)를 제거하고, 상기 제 1 절연막 패턴(34a) 및 게이트 전극(33a)을 포함한 반도체 기판(31)의 전면에 제 2 절연막을 증착한 후, 전면에 에치백공정을 실시하여 상기 제 1 절연막 패턴(34a) 및 게이트 전극(33a)의 측면에 제 2 절연막 측벽(36)을 형성한다.As shown in FIG. 3C, after the photoresist 35 is removed, a second insulating film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 31 including the first insulating film pattern 34a and the gate electrode 33a. An etch back process is performed on the entire surface to form a second insulating film sidewall 36 on the side surfaces of the first insulating film pattern 34a and the gate electrode 33a.
도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 절연막 측벽(36)을 포함한 반도체 기판(31)의 전면에 제 3 절연막(37)을 증착한다.As shown in FIG. 3D, a third insulating film 37 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 31 including the second insulating film sidewall 36.
이어, 상기 제 3 절연막(37)상에 차광물질층을 증착한 후 선택적으로 제거하여 차광막(38)을 형성한다.Subsequently, the light blocking material layer is deposited on the third insulating layer 37 and then selectively removed to form the light blocking film 38.
그리고 상기 차광막(38)을 포함한 반도체 기판(31)의 전면에 제 4 절연막(39)을 증착한다.The fourth insulating film 39 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 31 including the light blocking film 38.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device according to still another embodiment of the present invention.
도 4a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(41)상에 게이트 절연막(42)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(42)상에 제 1 폴리 실리콘을 증착한 후 선택적으로 제거하여 일정한 간격을 갖는 수직 전하 전송 영역의 게이트 전극(43)을 형성한다.As shown in FIG. 4A, the gate insulating film 42 is formed on the semiconductor substrate 41, the first polysilicon is deposited on the gate insulating film 42, and then selectively removed to form a vertical charge having a predetermined interval. The gate electrode 43 of the transfer region is formed.
이어, 상기 반도체 기판(41)에 열산화공정을 실시하여 상기 게이트 전극(43)의 표면에 층간 산화막(44)을 형성한다.Subsequently, a thermal oxidation process is performed on the semiconductor substrate 41 to form an interlayer oxide film 44 on the surface of the gate electrode 43.
도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 층간 산화막(44)을 포함한 반도체 기판(41)의 전면에 상기 게이트 전극(43)을 형성하기 위한 제 1 폴리 실리콘 보다 얇은 제 2 폴리 실리콘(45)을 증착한다.As shown in FIG. 4B, a second polysilicon 45 thinner than the first polysilicon for forming the gate electrode 43 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 41 including the interlayer oxide layer 44. .
이어, 상기 제 2 폴리 실리콘(45)상에 포토레지스트(46)를 도포한 후, 노광 및 현상공정으로 상기 게이트 전극(43)의 상부에 게이트 전극(43) 보다 좁은 폭을 갖도록 포토레지스트(46)를 패터닝한다.Subsequently, after the photoresist 46 is coated on the second polysilicon 45, the photoresist 46 may have a narrower width than the gate electrode 43 on the gate electrode 43 by an exposure and development process. Pattern).
도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 패터닝된 포토레지스트(46)를 마스크로 이용하여 상기 제 2 폴리 실리콘(45)을 선택적으로 제거하여 제 2 폴리 실리콘 패턴(45a)을 형성한다.As shown in FIG. 4C, the second polysilicon 45 is selectively removed using the patterned photoresist 46 as a mask to form a second polysilicon pattern 45a.
도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 포토레지스트(46)를 제거하고, 상기 제 2 폴리 실리콘 패턴(46a)을 산화시키어 산화막(46b)을 형성한다.As shown in FIG. 4D, the photoresist 46 is removed and the second polysilicon pattern 46a is oxidized to form an oxide film 46b.
여기서 상기 제 2 폴리 실리콘 패턴(46a) 대신에 곧바로 산화막을 증착한 후 선택적으로 제거하여 산화막 패턴을 형성할 수도 있다.Here, instead of the second polysilicon pattern 46a, an oxide film may be deposited immediately and then selectively removed to form an oxide film pattern.
이어, 상기 산화막(46b)을 포함한 반도체 기판(41)의 전면에 제 1 절연막(47)을 증착하고, 상기 제 1 절연막(47)상에 차광물질층을 증착한 후 선택적으로 제거하여 차광막(48)을 형성한다.Subsequently, a first insulating film 47 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 41 including the oxide film 46b, a light blocking material layer is deposited on the first insulating film 47, and then selectively removed to remove the light blocking film 48. ).
그리고 상기 차광막(48)을 포함한 반도체 기판(41)의 전면에 제 2 절연막(49)을 증착한다.The second insulating film 49 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 41 including the light blocking film 48.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법에 있어서 게이트 전극의 상면부 보다 측면부의 절연막을 얇게 형성함으로써 빛의 누설에 의한 스미어 현상을 방지함과 동시에 차광막과 게이트 전극 사이의 기생용량 증가 및 내압의 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention, the insulating film on the side portion is made thinner than the upper surface portion of the gate electrode to prevent smear from light leakage and at the same time, parasitic capacitance between the light shielding film and the gate electrode. There is an effect that can prevent the increase and deterioration of the internal pressure.
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KR1019980024114A KR100304977B1 (en) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | Method for fabricating solid state image sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR100304977B1 (en) |
-
1998
- 1998-06-25 KR KR1019980024114A patent/KR100304977B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR20000003030A (en) | 2000-01-15 |
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