KR100454074B1 - 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법 - Google Patents

반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법에 관한 것으로, 게이트 폴리에 연결된 메탈과 포토 다이오드의 접속을 위해 콘택 공정을 실시할 때 콘택의 개구부를 포토 다이오드의 상면 및 측면에 동시에 형성하므로써 포토 다이오드의 면적을 증가시켜 수광 능력을 향상시켰다. 이를 위한, 본 발명의 이미지 센서 제조 방법은 샬로우 트렌치 분리막이 형성된 반도체 기판 상부에 포토 다이오드층을 형성하는 단계와, 상기 구조물 상부에 유전막을 소정의 두께로 형성하는 단계와, 상기 포토 다이오드층의 모서리 부분의 상면 및 측면이 드러나도록 상기 유전막 및 상기 샬로우 트렌치 분리막의 일부분을 식각하여 콘택을 형성하는 단계와, 상기 구조물 위에 메탈 물질을 증착한 후 패터닝하여 메탈층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING IMAGE SENSOR FOR SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 소자의 이미지 센서(Image Sensor) 제조 방법에 관한 것으로, 특히 포토 다이오드(Photo Diode: PD)의 면적을 증가시켜 수광 능력을 향상시킨 이미지 센서 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서의 콘택 개구부를 나타낸 도면이다.
이미지 센서중 포토 다이오드(PD)의 정상적인 동작을 위해 포토 다이오드(PD)의 일부분을 특정 게이트 폴리(Gate Poly)에 반드시 연결 시켜야만 한다. 따라서, 종래에는 포토 다이오드(PD)(1)의 일부분과 게이트 폴리(2) 위에 콘택(3)(4)을 동시에 형성한 후 메탈(Metal)(5)을 사용하여 서로 연결하였다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'선의 공정 단면도이다.
도시된 바와 같이, 샬로우 트렌치 분리막(12)이 형성된 반도체 기판(11) 상부에 포토 다이오드층(13)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 구조물 상부에 유전막(14)을 소정의 두께로 형성한 다음, 게이트 폴리(2)와 연결된 메탈층(15)과의 접속을 위해 상기 유전막(14)을 식각하여 상기 포토 다이오드층(13)의 상부에 콘택(3)을 형성하였다.
그러나, 상기 구성을 갖는 종래의 이미지 센서 제조 방법에 있어서는, 이미지 센서의 수광 능력을 향상시키기 위해서 포토 다이오드 위에서 입사되는 빛의 량을 많이 수집해야 하는데, 포토 다이오드(1)의 일부분과 특정 게이트 폴리(2)를 연결하기 위해 사용된 메탈(5)의 면적만큼 포토 다이오드(1)로부터 입사되는 빛이 차단되므로써, 수광 능력이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명은 게이트 폴리에 연결된 메탈과 포토 다이오드의 접속을 위해 콘택 공정을 실시할 때 콘택의 개구부를 포토 다이오드의 상면 및 측면에 동시에 형성하므로써 포토 다이오드의 면적을 증가시켜 수광 능력을 향상시킨 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서의 콘택 개구부를 나타낸 도면
도 2는 도 1의 A-A'선의 단면도
도 3은 본 발명에 의한 이미지 센서의 콘택 개구부를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 의한 이미지 센서 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 포토 다이오드 영역 2 : 게이트 폴리
3 : 포토 다이오드 영역과 메탈 1 간의 콘택 영역
4 : 게이트 폴리와 메탈 1 간의 콘택 영역
5 : 메탈 1
11 : 반도체 기판 12 : 샬로우 트렌치 분리막
13 : 포토 다이오드층 또는 포토 다이오드
14 : 유전막 15 : 메탈 1층
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법은 샬로우 트렌치 분리막이 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계와, 기판 위에 포토 다이오드층을 형성하는 단계와, 구조물 상부에 유전막을 소정의 두께로 형성하는 단계와, 유전막 및 상기 샬로우 트렌치 분리막의 일부분을 식각하여 상기 포토 다이오드층의 모서리의 상면 일부 및 측면을 노출시키는 콘택을 형성하는 단계와,구조물 전면에 메탈층을 형성하는 단계와, 메탈층을 패터닝하여 상기 콘택을 매립시켜 상기 포토다이오드와 연결되는 메탈패턴을 형성하는 단계와, 샬로우 트렌치 분리막이 형성된 반도체 기판 상부에 포토 다이오드층을 형성하는 단계와,상기 구조물 상부에 유전막을 소정의 두께로 형성하는 단계와, 포토 다이오드층의 모서리 부분의 상면 및 측면이 드러나도록 상기 유전막 및 상기 샬로우 트렌치 분리막의 일부분을 식각하여 콘택을 형성하는 단계와, 구조물 위에 메탈 물질을 증착한 후 패터닝하여 메탈층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 사용하고 그 반복적인 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명에 의한 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 래이아웃(Layout)이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에서는 포토 다이오드의 수광 면적을 증가시키기 위해, 포토 다이오드(PD)(1)와 메탈패턴(5)이 연결되는 콘택(3)부분을 포토 다이오드(1)의 상면과 측면에 동시에 형성되도록 하였다.
따라서, 종래에서는 포토 다이오드(1)의 상면과 메탈(5)을 연결하기 위해 콘택을 실시하는 면적 만큼 포토 다이오드(1)의 면적이 줄어들었지만, 본 발명에서는 포토 다이오드(1)의 상면 및 측면에 메탈(5)을 연결하면 되므로 메탈(5)이 포토 다이오드(1)의 가장자리 부분에 약간만 들어오면 된다. 따라서, 본 발명은 종래의 기술에 비해, 포토 다이오드의 면적을 훨씬 증가시킬 수 있으므로, 수광 능력을 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 A-A'선의 공정 단면도이다.
도시된 바와 같이, 샬로우 트렌치 분리막(12)이 형성된 반도체 기판(11) 상부에 포토 다이오드층(13)을 형성한다.
다음, 상기 구조물 상부에 유전막(14)을 소정의 두께로 형성한다.
다음, 상기 포토 다이오드층(13)의 모서리 부분의 상면 및 측면이 드러나도록 상기 유전막(14) 및 상기 샬로우 트렌치 분리막(12)의 일부분을 식각하여 콘택을 형성한다.
다음, 상기 구조물 위에 메탈 물질을 증착한 후 패터닝하여 메탈층(미도시)을 형성하고 나서, 상기 메탈층을 패터닝하여 콘택을 매립시켜 포토다이오드와 전기적으로 연결되는 메탈패턴(15)을 형성한다.
이때, 상기 메탈패턴(15)은 상기 포토 다이오드층(13)의 모서리 부분의 상면 및 측면과 폴리 게이트(2)를 전기적으로 연결한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법은 게이트 폴리에 연결된 메탈과 포토 다이오드의 접속을 위해 콘택 공정을 실시할 때 콘택의 개구부를 포토 다이오드의 상면 및 측면에 동시에 형성하므로써 포토 다이오드의 면적을 증가시켜 수광 능력을 향상시킬 수 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 샬로우 트렌치 분리막이 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계와,
    상기 기판 위에 포토 다이오드층을 형성하는 단계와,
    상기 구조물 상부에 유전막을 소정의 두께로 형성하는 단계와,
    상기 유전막 및 상기 샬로우 트렌치 분리막의 일부분을 식각하여 상기 포토 다이오드층의 모서리의 상면 일부 및 측면을 노출시키는 콘택을 형성하는 단계와,
    상기 구조물 전면에 메탈층을 형성하는 단계와,
    상기 메탈층을 패터닝하여 상기 콘택을 매립시켜 상기 포토다이오드와 연결되는 메탈패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법.
  2. 삭제
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