KR100459209B1 - Solid state image sensor and method for fabricating the same - Google Patents
Solid state image sensor and method for fabricating the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100459209B1 KR100459209B1 KR10-1999-0067467A KR19990067467A KR100459209B1 KR 100459209 B1 KR100459209 B1 KR 100459209B1 KR 19990067467 A KR19990067467 A KR 19990067467A KR 100459209 B1 KR100459209 B1 KR 100459209B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- charge transfer
- transfer region
- buried
- region
- type
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14806—Structural or functional details thereof
- H01L27/14812—Special geometry or disposition of pixel-elements, address lines or gate-electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14689—MOS based technologies
Abstract
수직 전하전송영역의 세츄레이션 레벨을 증가시키기에 알맞은 고체촬상소자 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것으로써, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 고체촬상소자는 N형 기판에 형성되는 P형웰, 상기 수평전하전송영역이 형성되는 P형웰상에 오버랩되어 반복형성되는 제 1, 제 2 전송게이트, 상기 수직전하전송영역의 상기 P형웰에 N형 불순물이 주입되어 서로 다른 폭을 갖고 서로 접하도록 상,하부에 각각 형성된 제 2 매몰 전하전송영역, 제 3 매몰 전하전송영역, 상기 수평전하전송영역이 형성되는 상기 P형웰에 N형 불순물이 주입되어 상기 제 2, 제 3 매몰 전하전송영역의 끝부분에서 접하고 상기 제 2, 제 3 매몰 전하전송영역보다 포텐셜 프로파일이 낮게 형성된 제 1 매몰 전하전송영역을 포함하여 구성되고, 상기 하부의 제 3 매몰전하전송영역의 폭이 상기 상부의 제 2 매몰 전하전송영역, 제 2 전송 게이트의 폭보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to provide a solid state image pickup device and a method of manufacturing the same suitable for increasing the level of separation of the vertical charge transfer region, a solid state image pickup device for achieving the above object is a P-type well formed on an N-type substrate, the horizontal charge N-type impurities are injected into the P-type wells of the first and second transfer gates and the vertical charge transfer region that overlap and are formed on the P-type wells in which the transfer region is formed. N-type impurities are implanted into the P-type wells in which the second buried charge transfer region, the third buried charge transfer region, and the horizontal charge transfer region are formed, respectively, to contact the ends of the second and third buried charge transfer regions. A first buried charge transfer region having a lower potential profile than the second and third buried charge transfer regions; It characterized in that the width is formed wider than the upper portion of the second buried charge transfer region, the second width of the transfer gate.
Description
본 발명은 고체촬상소자에 대한 것으로, 특히 수직 전하전송영역의 세츄레이션 레벨을 증가시키기에 알맞은 고체촬상소자 및 그의 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 solid state image pickup device and a method of manufacturing the same that are suitable for increasing the level of separation of a vertical charge transfer region.
도 1은 일반적인 고체촬상소자의 레이아웃도이다.1 is a layout diagram of a general solid state image pickup device.
도 1에 도시한 바와 같이 빛의 신호를 전기적인 신호전하로 변환하는 포토다이오드(Photo Diode:PD)들과, 포토다이오드들 사이에 수직으로 형성되어 포토다이오드에 의해 광전변환된 신호전하를 이동시키는 수직전하전송영역(VCCD : Vertical Charge Coupled Device)과, 수직 전하전송영역으로부터 전달된 신호전하를 수평으로 이동시키는 수평전하전송영역(HCCD : Horizental CCD), 그리고 센싱앰프(SA : Sensing Amp)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, photodiodes (PDs) for converting a signal of light into electrical signal charges and vertically formed between the photodiodes move the signal charges photoelectrically converted by the photodiodes. Vertical Charge Coupled Device (VCCD), Horizontal Charge Transfer Area (HCCD: Horizental CCD), and Sensing Amp (SACD) for horizontally moving signal charges transferred from the Vertical Charge Transfer Area. It is configured by.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래 고체촬상소자에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional solid state image pickup device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 종래 수평 전하전송영역과 수직 전하전송영역의 연결관계를 나타낸 레이아웃도이다.2 is a layout diagram illustrating a connection relationship between a conventional horizontal charge transfer region and a vertical charge transfer region.
도 1과 같은 고체촬상소자에서 수평 전하전송영역과 수직 전하전송영역의 연결관계에 대하여 설명하면 도 2에 도시한 바와 같이 N형 반도체기판(도면에 도시되지 않음)에 P형 웰(11)이 형성되어 있고, P형 웰(11)의 소정영역에 수평전하 전송채널로 이용되는 제 1 BCCD(Buried CCD)(12)가 형성되어 있고, N형 반도체기판 표면에 형성되는 게이트절연막(도면에 도시되지 않음)과, 게이트절연막상에 2클럭킹 동작을 하는 제 1, 제 2 폴리게이트(13,14)가 오버랩되어 반복적으로 형성되어 있다.Referring to the connection relationship between the horizontal charge transfer region and the vertical charge transfer region in the solid state image pickup device as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, a P-type well 11 is formed in an N-type semiconductor substrate (not shown). A first BCCD (Buried CCD) 12 is formed in a predetermined region of the P-type well 11, and used as a horizontal charge transfer channel, and is formed on the surface of the N-type semiconductor substrate (shown in the drawing). And the first and second polygates 13 and 14, which perform two clocking operations on the gate insulating film, overlap each other.
그리고 수직 전하전송영역(VCCD)에서 수평 전하전송영역으로 전하를 전송하는 제 2 BCCD(15)가 제 2 폴리게이트(14) 하부에 형성되어 제 1 BCCD(12)에 접해 있다.A second BCCD 15 for transferring charge from the vertical charge transfer region VCCD to the horizontal charge transfer region is formed under the second polygate 14 and abuts the first BCCD 12.
상기와 같은 종래 고체촬상소자는 다음과 같은 문제가 있다.The conventional solid-state imaging device as described above has the following problems.
고화소를 개발하기 위해서 충분한 VCCD의 세츄레이션 레벨을 확보해야 하는데 HCCD영역의 제 2 폴리게이트가 한정되어 있고, VCCD의 BCCD영역도 HCCD의 제 2 폴리게이트의 넓이 이상으로 크게 만들 수 없기 때문에 VCCD의 세츄레이션 레벨을 확보하는데 한계가 있다.In order to develop a high pixel, a sufficient VCCD separation level must be secured. The second polygate of the HCCD region is limited, and the BCCD region of the VCCD cannot be made larger than the width of the second polygate of the HCCD. There is a limit to securing the level of migration.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 수직 전하전송영역의 세츄레이션 레벨을 증가시키기에 알맞은 고체촬상소자 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a solid state image pickup device and a method of manufacturing the same, which are particularly suitable for increasing the level of separation of a vertical charge transfer region.
도 1은 일반적인 고체촬상소자의 레이아웃도1 is a layout diagram of a typical solid state image pickup device.
도 2는 종래 수평 전하전송영역과 수직 전하전송영역의 연결관계를 나타낸 레이아웃도2 is a layout diagram illustrating a connection relationship between a conventional horizontal charge transfer region and a vertical charge transfer region;
도 3a은 본 발명 제 1 실시예에 따른 수평 전하전송영역과 수직 전하전송영역의 연결관계를 나타낸 레이아웃도3A is a layout diagram illustrating a connection relationship between a horizontal charge transfer region and a vertical charge transfer region according to the first embodiment of the present invention.
도 3b는 도 3a의 'A'영역에서 Ⅰ-Ⅰ선상을 자른 구조단면도3B is a structural cross-sectional view taken along the line I-I in region 'A' of FIG. 3A.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 VCCD와 HCCD의 레이아웃도4 is a layout diagram of VCCD and HCCD in the second embodiment of the present invention;
도 5a는 VCCD와 HCCD 하부의 P형 웰의 농도가 동일할 때의 도 4의 'B'부분의 평면도 및 VCCD에서 HCCD로의 포텐셜 프로파일을 나타낸 도면FIG. 5A is a plan view of the 'B' portion of FIG. 4 when the concentration of the P-type wells under the VCCD and the HCCD is the same, and a potential profile from the VCCD to the HCCD. FIG.
도 5b는 도 4의 'B'부분의 평면도 및 본 발명 제 2 실시예에 따른 VCCD와 HCCD 하부의 포텐셜 프로파일을 나타낸 도면5B is a plan view of portion 'B' of FIG. 4 and a potential profile of VCCD and HCCD lower portions according to the second embodiment of the present invention;
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
30 : 반도체기판 31, 41 : P형 웰30: semiconductor substrate 31, 41: P type well
32 : 제 1 BCCD 33, 43 : 제 1 폴리게이트32: first BCCD 33, 43: first polygate
34, 44 : 제 2 폴리게이트 35 : 제 2 BCCD34, 44: second polygate 35: second BCCD
36 : 제 3 BCCD 42a, 42b : 제 1,2 BCCD36: 3rd BCCD 42a, 42b: 1st, 2nd BCCD
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고체촬상소자는 빛에 관한 영상 신호를 전기적인 신호 전하로 변환하는 포토다이오드 영역과 포토다이오드 영역에서 생성된 신호 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직전하전송영역과 수직 방향으로 전송되어진 신호 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평전하전송영역을 갖는 고체촬상소자에 있어서, N형 기판에 형성되는 P형웰, 상기 수평전하전송영역이 형성되는 P형웰상에 오버랩되어 반복형성되는 제 1, 제 2 전송게이트, 상기 수직전하전송영역의 상기 P형웰에 N형 불순물이 주입되어 서로 다른 폭을 갖고 서로 접하도록 상,하부에 각각 형성된 제 2 매몰 전하전송영역, 제 3 매몰 전하전송영역, 상기 수평전하전송영역이 형성되는 상기 P형웰에 N형 불순물이 주입되어 상기 제 2, 제 3 매몰 전하전송영역의 끝부분에서 접하고 상기 제 2, 제 3 매몰 전하전송영역보다 포텐셜 프로파일이 낮게 형성된 제 1 매몰 전하전송영역을 포함하여 구성되고, 상기 하부의 제 3 매몰전하전송영역의 폭이 상기 상부의 제 2 매몰 전하전송영역, 제 2 전송 게이트의 폭보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.그리고 빛에 관한 영상 신호를 전기적인 신호 전하로 변환하는 포토다이오드 영역과 포토다이오드 영역에서 생성된 신호 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직전하전송영역과 수직 방향으로 전송되어진 신호 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평전하전송영역을 갖는 고체촬상소자에 있어서, 상기 수평전하전송영역의 포텐셜 프로파일이 상기 수직전하전송영역의 포텐셜 프로파일보다 낮은 포텐셜 프로파일을 갖도록 N형 기판에 형성되는 P형웰,상기 P형웰상에 오버랩되어 반복형성된 제 1, 제 2 전송게이트,상기 수직전하전송영역의 상기 P형웰과 상기 수평전하전송영역의 상기 제 2 전송게이트 끝단 하부의 상기 P형웰에 N형 불순물 주입으로 형성된 제 2 매몰 전하전송영역,상기 수평전하전송영역의 상기 제 1, 제 2 전송게이트 하부의 상기 P형웰에 N형 불순물 주입으로 상기 제 2 매몰 전하전송영역과 접하여 형성된 제 1 매몰 전하전송영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The solid-state imaging device according to the present invention for achieving the above object is a vertical charge transfer to transfer the signal charge generated in the photodiode region and the photodiode region for converting the image signal of light into electrical signal charge in the vertical direction A solid-state image pickup device having a horizontal charge transfer region for transferring signal charges transferred in a vertical direction to an area in a horizontal direction, comprising: a P-type well formed on an N-type substrate and a P-type well formed on the horizontal charge transfer region; A second buried charge transfer region formed on an upper portion and a lower portion of the first and second transfer gates repeatedly formed, and an N-type impurity into the P-well of the vertical charge transfer region so as to contact each other with different widths; N-type impurities are implanted into the P-type well in which the buried charge transfer region and the horizontal charge transfer region are formed, thereby allowing the second and third buried charge transfer regions. And a first buried charge transfer region in contact with an end portion of the lower buried charge transfer region, the first buried charge transfer region having a lower potential profile than the second and third buried charge transfer regions. The buried charge transfer region is wider than the width of the second transfer gate. The photodiode and photodiode regions for converting an image signal related to light into electrical signal charges are vertically shifted. In a solid state image pickup device having a vertical charge transfer region to be transmitted and a horizontal charge transfer region to transfer signal charges transferred in a vertical direction, the potential profile of the horizontal charge transfer region is greater than that of the vertical charge transfer region. P-type well formed on the N-type substrate to have a low potential profile, over the P-type well A second buried charge transfer formed by N-type impurity implantation into the P-type well of the P-type well of the vertical charge transfer region and the lower end of the second transfer gate of the horizontal charge transfer region And a first buried charge transfer region formed in contact with the second buried charge transfer region by implanting N-type impurities into the P-type wells below the first and second transfer gates of the horizontal charge transfer region. do.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 고체촬상소자의 제조방법은 매몰 전하전송영역이 정의된 수직전하전송영역과 수평전하전송영역을 포함하는 고체촬상소자의 제조에 있어서, N형 기판상에 P형 웰을 형성하는 공정,상기 수직전하전송영역의 상기 P형웰의 매몰 전하전송영역내와 상기 수평전하전송영역의 상기 P형웰의 상기 매몰 전하전송영역내에 동시에 N형 불순물 이온을 주입하여 제 2 매몰 전하전송영역과 제 1 매몰 전하전송영역을 형성하는 공정,상기 제 2, 제 1 매몰 전하전송영역에 각각 매몰 전하전송이온을 주입해서 상기 제 2 매몰 전하 전송영역과 접하고 이보다 좁은폭을 갖도록 상기 수직전하전송영역의 상기 P형웰에 N형 불순물 이온을 주입하여 제 3 매몰 전하전송영역을 형성하는 공정,상기 P형웰상에 게이트절연막을 형성하는 공정,상기 수평전하전송영역의 상기 제 1 매몰 전하전송영역의 상기 게이트절연막상에 일정 간격을 갖도록 제 1 전송게이트를 형성하는 공정,상기 제 1 전송게이트의 양끝과 오버랩되도록 상기 제 1 매몰 전하전송영역상에 제 2 전송게이트를 형성하는 공정을 포함함을 특징으로 한다.그리고 매몰 전하전송영역이 정의된 수직전하전송영역과 수평전하전송영역을 포함하는 고체촬상소자의 제조에 있어서,상기 수평전하전송영역이 상기 수직전하전송영역보다 도핑농도가 낮도록 N형 기판에 P형 웰을 형성하는 공정, 상기 수직전하전송영역과 수평전하전송영역에 N형 불순물 이온을 주입하여 각각 제 2, 제 1 매몰 전하전송영역을 형성하는 공정,상기 P형웰상에 게이트절연막을 형성하는 공정, 상기 수평전하전송영역의 상기 제 1 매몰 전하전송영역의 상기 게이트절연막상에 일정 간격을 갖도록 제 1 전송게이트를 형성하는 공정,상기 제 1 전송게이트의 양측 상부와 상기 제 2 매몰 전하전송영역의 끝부분에 오버랩되도록 제 2 전송게이트를 형성하는 공정을 포함함을 특징으로 한다.The method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention having the above-described configuration includes a vertical charge transfer region and a horizontal charge transfer region in which a buried charge transfer region is defined. Forming a buried charge transfer region of the P-type well in the vertical charge transfer region and implanting N-type impurity ions into the buried charge transfer region of the P-type well in the horizontal charge transfer region; Forming a region and a first buried charge transfer region, and implanting buried charge transfer ions into the second and first buried charge transfer regions, respectively, so as to contact the second buried charge transfer region and have a narrower width than that; Implanting N-type impurity ions into the P-type well in the region to form a third buried charge transfer region, forming a gate insulating film on the P-type well, Forming a first transfer gate on the gate insulating film of the first buried charge transfer region in the common charge transfer region to have a predetermined distance, and on the first buried charge transfer region to overlap both ends of the first transfer gate And forming a second transfer gate. In the manufacture of a solid state image pickup device including a vertical charge transfer region and a horizontal charge transfer region in which a buried charge transfer region is defined, the horizontal charge transfer region is Forming a P-type well in an N-type substrate such that a doping concentration is lower than that of the vertical charge transfer region, and implanting N-type impurity ions into the vertical charge transfer region and the horizontal charge transfer region to transfer second and first buried charges, respectively. Forming a region, a gate insulating film on the P-type well, the gate section of the first buried charge transfer region of the horizontal charge transfer region Forming a first transfer gate to have a predetermined distance on the film, and forming a second transfer gate to overlap an upper portion of both sides of the first transfer gate and an end portion of the second buried charge transfer region. It is done.
첨부 도면을 참조하여 본 발명 고체촬상소자 및 그의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a solid-state image pickup device and a method of manufacturing the same will be described below.
도 3a은 본 발명 제 1 실시예에 따른 수평 전하전송영역과 수직 전하전송영역의 연결관계를 나타낸 레이아웃도이고, 도 3b는 도 3a의 'A'영역에서 Ⅰ-Ⅰ선상을 자른 구조단면도이다.3A is a layout diagram illustrating a connection relationship between a horizontal charge transfer region and a vertical charge transfer region according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a structural cross-sectional view taken along the line I-I in region 'A' of FIG. 3A.
본 발명 제 1 실시예에 따른 수직 전하전송영역과 수평 전하전송영역의 연결관계에 대하여 설명하면 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이 N형 반도체기판(30)에 P형 웰(31)이 형성되어 있고, P형 웰(31)의 소정영역에 수평전하 전송채널로 이용되는 제 1 매몰 전하전송영역(BCCD:Buried CCD)(32)이 형성되어 있고, N형 반도체기판(30) 표면에 형성되는 게이트절연막(도면에 도시되지 않음)과, 게이트절연막상에 2-클럭킹 동작을 하는 제 1, 제 2 폴리게이트(33,34)가 오버랩되어 반복적으로 형성되어 있다.Referring to the connection relationship between the vertical charge transfer region and the horizontal charge transfer region according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3A and 3B, the P-type well 31 is formed in the N-type semiconductor substrate 30. And a first buried charge transfer region (BCCD: Buried CCD) 32, which is used as a horizontal charge transfer channel, is formed in a predetermined region of the P-type well 31, and is formed on the surface of the N-type semiconductor substrate 30. The gate insulating film (not shown) and the first and second poly gates 33 and 34 which perform the 2-clocking operation on the gate insulating film overlap each other and are repeatedly formed.
그리고 수직 전하전송영역(VCCD)에서 수평 전하전송영역으로 전하를 전송하는 제 2, 제 3 BCCD(35,36)가 제 2 폴리게이트(34) 하부에 서로 다른 폭으로 접하여 형성되어 있다.Second and third BCCDs 35 and 36, which transfer charges from the vertical charge transfer region VCCD to the horizontal charge transfer region, are formed in contact with different widths under the second polygate 34.
이때 제 2, 제 3 BCCD(35,36)는 제 1 BCCD(32)의 끝부분에서 접해있고, 제 3 BCCD(36)(BCCD3)는 제 2 폴리게이트(34)의 폭을 넘지 않도록 제 2 폴리게이트(34) 하부의 P형 웰(31)에 형성되어 있다. 그리고 제 2 BCCD(35)(BCCD2)는 제 3 BCCD(36) 하부에 제 2 폴리게이트(34)의 폭보다 넓은 폭을 갖고 형성되어 있다.In this case, the second and third BCCDs 35 and 36 are in contact with the ends of the first BCCD 32, and the third BCCD 36 and BCCD3 are not extended beyond the width of the second polygate 34. It is formed in the P-type well 31 under the polygate 34. The second BCCD 35 (BCCD2) is formed under the third BCCD 36 to have a width wider than that of the second polygate 34.
이때 수평 전하전송영역의 제 1 매몰 전하전송영역(32)(BCCD1)은 제 2, 제 3 BCCD(35,36)을 형성하기 위한 두 번의 이온주입공정을 할 때 동시에 같이 두 번에걸쳐서 형성된 것이다.In this case, the first buried charge transfer region 32 (BCCD1) of the horizontal charge transfer region is formed at the same time through two ion implantation processes for forming the second and third BCCDs 35 and 36 at the same time. .
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 제 1 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법은 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이 N형 반도체기판(30)의 소정깊이에 P형 웰(31)을 형성하고, 포토다이오드 영역으로 정의된 P형 웰(31)의 소정영역에 이온 주입하여 포토다이오드(PD)를 형성한다.In the method of manufacturing the solid state image pickup device according to the first embodiment of the present invention having the above structure, the P type well 31 is formed at a predetermined depth of the N type semiconductor substrate 30 as shown in FIGS. 3A and 3B. Then, the photodiode PD is formed by ion implantation into a predetermined region of the P-type well 31 defined as the photodiode region.
그리고 수직전하전송영역으로 정의된 수직 전하전송게이트(도면에는 도시되지 않았음) 하부의 P형 웰(31)의 소정깊이에 이온주입공정으로 제 2 BCCD(35)를 형성하고, 이후에 제 2 BCCD(35)보다 좁은 폭으로 P형 웰(31)의 표면내에 이온주입공정으로 제 3 BCCD(36)를 형성한다. 이때 제 3 BCCD(36)은 차후에 형성될 제 2 폴리게이트(34)의 폭보다 같거나 좁은폭을 갖도록 형성하고, 제 2 BCCD(35)는 제 2 폴리게이트(34)의 폭보다 넓게 형성한다.A second BCCD 35 is formed by an ion implantation process at a predetermined depth of the P-type well 31 below the vertical charge transfer gate defined as the vertical charge transfer region (not shown). A third BCCD 36 is formed by an ion implantation process in the surface of the P-type well 31 at a narrower width than the BCCD 35. At this time, the third BCCD 36 is formed to have the same or narrower width than the second polygate 34 to be formed later, and the second BCCD 35 is formed to be wider than the width of the second polygate 34. .
여기서 제 2, 제 3 BCCD(35,36)를 형성하기 위한 각각의 이온주입 공정을 진행할 때 수평 전하전송영역에도 같이 이온주입을 실시하여서 즉, 두 번의 이온주입공정으로 수평 전하전송영역에 수평전하 전송채널로 이용되는 제 1 BCCD(32)를 형성한다.Here, when each ion implantation process for forming the second and third BCCDs 35 and 36 is performed, ion implantation is also performed in the horizontal charge transfer region, that is, the horizontal charge transfer region is applied to the horizontal charge transfer region in two ion implantation processes. A first BCCD 32 used as a transport channel is formed.
이때 제 2, 제 3 BCCD(35,36)는 제 1 BCCD(32)와 일측 끝에서 접하도록 형성한다.In this case, the second and third BCCDs 35 and 36 are formed to be in contact with the first BCCD 32 at one end.
이후에 N형 반도체기판(30) 표면에 게이트절연막(도면에 도시되지 않음)을 형성한다.Thereafter, a gate insulating film (not shown) is formed on the surface of the N-type semiconductor substrate 30.
그리고 게이트절연막상에 제 1 폴리실리콘층(도면에는 도시되지 않았음)을증착한 후에 포토 식각공정으로 제 1 BCCD(32)를 일방향으로 가로지르도록 일정 간격으로 복수개의 제 1 폴리게이트(33)를 형성한다.After depositing a first polysilicon layer (not shown) on the gate insulating layer, the plurality of first polygates 33 are disposed at regular intervals so as to cross the first BCCD 32 in one direction by a photolithography process. To form.
이후에 전면에 제 2 폴리실리콘층(도면에 도시되지 않았음)을 증착한 후에 포토 식각공정으로 제 1 폴리게이트(33)의 양끝과 오버랩되도록 제 1 폴리게이트(33)의 사이에 제 2 폴리게이트(34)를 형성한다.Thereafter, after depositing a second polysilicon layer (not shown) on the front surface, the second poly is placed between the first polygates 33 so as to overlap both ends of the first polygates 33 by a photo etching process. The gate 34 is formed.
상기에서와 같이 수직 전하전송영역의 매몰 전하전송영역을 두 번의 이온 주입공정을 거쳐서 상,하부에 형성하므로 그 농도가 충분히 커서 수직 전하 전송영역의 세츄레이션 레벨을 충분히 확보할 수 있다.그리고 이와 같이 제 3 BCCD(36)은 제 2 폴리게이트(34)의 폭보다 같거나 좁은폭을 갖도록 형성하고, 제 2 BCCD(35)는 제 2 폴리게이트(34)의 폭보다 넓게 형성하는 이유는 다음과 같다.제 3 BCCD(36)와 제 2 BCCD(35)를 모두 제 2 폴리게이트(34)보다 크게 형성하는 경우에는 VCCD와 HCCD의 경계에서 전하의 이동이 원활하게 이루어지지 않기 때문에, VCCD 세츄레이션 레벨의 확보를 위하여 제 2 BCCD(35)를 제 2 폴리게이트(34)보다 크게 형성하고, VCCD와 HCCD의 전하 트랜스퍼 효율을 고려하여 제 3 BCCD(36)를 제 2 폴리게이트(34) 폭보다 같거나 좁은폭을 갖도록 형성한다.As described above, the buried charge transfer region of the vertical charge transfer region is formed at the top and the bottom through two ion implantation processes, so that the concentration is large enough to ensure a sufficient level of separation of the vertical charge transfer region. The third BCCD 36 is formed to have the same or narrower width than the width of the second polygate 34, and the second BCCD 35 is formed to be wider than the width of the second polygate 34. If both the third BCCD 36 and the second BCCD 35 are formed larger than the second polygate 34, charge transfer is not smoothly performed at the boundary between the VCCD and the HCCD. The second BCCD 35 is formed larger than the second polygate 34 to secure the level, and the third BCCD 36 is larger than the width of the second polygate 34 in consideration of the charge transfer efficiency of the VCCD and the HCCD. It is formed to have the same or narrow width.
또한 수평 전하전송영역(HCCD)의 제 1 BCCD(32)는 제 2, 제 3 BCCD(33,34)를 각각 형성하기 위한 이온주입 공정을 진행할 때 같이 이온주입하여 형성하는 것이므로 즉, 두 번의 이온주입공정에 의해 형성하는 것이므로 포텐셜 프로파일이 VCCD에서 HCCD로 흘러갈 수 있도록 되어 있다.In addition, since the first BCCD 32 of the horizontal charge transfer region HCCD is formed by ion implantation as the ion implantation process for forming the second and third BCCDs 33 and 34 is performed, that is, two ions Since it is formed by the injection process, the potential profile can flow from VCCD to HCCD.
다음에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고체촬상소자에 대하여 설명한다.Next, a solid state image pickup device according to a second embodiment of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 VCCD와 HCCD의 레이아웃도이다.4 is a layout diagram of VCCD and HCCD according to a second embodiment of the present invention.
그리고 도 5a는 VCCD와 HCCD 하부의 P형 웰의 농도가 동일할 때의 도 4의 'B'부분의 평면도 및 VCCD에서 HCCD로의 포텐셜 프로파일을 나타낸 도면이고, 도 5b는 도 4의 'B'부분의 평면도 및 본 발명 제 2 실시예에 따른 VCCD와 HCCD 하부의 포텐셜 프로파일을 나타낸 도면이다.FIG. 5A is a plan view of the 'B' portion of FIG. 4 and the potential profile of the VCCD to the HCCD when the concentrations of the P-type wells under the VCCD and the HCCD are the same, and FIG. 5B is the 'B' portion of FIG. A plan view of the VCCD and the potential profile of the lower portion of the HCCD according to the second embodiment of the present invention.
본 발명 제 2 실시예는 제 1 실시예에서 HCCD의 P형 웰(41)의 농도가 VCCD의 P형 웰의 농도보다 낮다는 것과, VCCD의 BCCD가 한층으로 형성되었다는 것을 제외하고는 제 1 실시예와 동일한 구성을 갖는다.The second embodiment of the present invention is the first embodiment except that the concentration of the P-type well 41 of the HCCD is lower than that of the P-type well of the VCCD in the first embodiment, and that the BCCD of the VCCD is further formed. It has the same configuration as the example.
먼저, 본 발명 제 2 실시예는 수직 전하전송영역(VCCD)에서 수평 전하전송영역(HCCD)으로 전하를 원활하게 전송시키기 위한 것이다.First, the second embodiment of the present invention is to smoothly transfer charges from the vertical charge transfer region VCCD to the horizontal charge transfer region HCCD.
도 5a는 HCCD의 P형웰과 VCCD의 P형 웰(도면에는 도시되지 않음)의 농도가 동일할 때, VCCD와 HCCD에서의 BCCD의 평면도 및 그 프로파일을 나타낸 것이다.HCCD와 VCCD의 P형웰의 농도가 동일하므로 도 5a 좌측의 Ⅱ-Ⅱ선상을 자른 부분의 포텐셜 프로파일 즉, VCCD와 HCCD에서의 각 BCCD의 포텐셜 프로파일이 동일하기 때문에 전하의 전송이 어렵다.Fig. 5A shows the plan view and the profile of BCCD in VCCD and HCCD when the concentration of P-type wells of HCCD and P-type wells (not shown) of VCCD are the same. Since the potential profile of the portion cut along the II-II line on the left side of Fig. 5A, that is, the potential profile of each BCCD in VCCD and HCCD is the same, it is difficult to transfer charges.
이에 비해서 본 발명 제 2 실시예는 도 4와 5b에 해칭(Hatching)으로 나타낸 바와 같이, HCCD의 P형 웰(41)의 도핑농도가 도 5a에 해칭(Hatching)으로 나타낸 P형 웰과 비교할 때 더 낮다.(해칭(Hatching)의 조밀도로 도핑농도 비교)In contrast, in the second embodiment of the present invention, as shown by hatching in FIGS. 4 and 5B, the doping concentration of the P-type well 41 of HCCD is compared with the P-type well shown by hatching in FIG. 5A. Lower (compare doping concentrations with hatching density)
이와 같이 HCCD의 P형웰의 농도가 VCCD의 P형웰의 농도보다 낮을 경우, HCCD와 VCCD의 P형웰에 동일 농도의 N형의 BCCD가 주입되었다면, HCCD에 형성된 제 1 BCCD(42a)의 농도가 VCCD에 형성된 제 2 BCCD(42b)의 농도보다 상대적으로 높아지게 된다.이와 같은 이유는 농도가 높은 P형웰이 농도가 낮은 P형웰보다 정공(hole)이 많으므로 BCCD의 전자(electron)가 농도가 높은 P형웰에서 정공(hole)과 더 많은 반응을 일으키기 때문이다.그리고 N형의 도전성 물질은 농도가 높을수록 포텐셜 프로파일이 낮아지므로 도 5b에 도시한 바와 같이 좌측 평면도중 Ⅲ-Ⅲ선상을 자른 부분의 포텐셜 프로파일 즉, HCCD에서의 제 1 BCCD(42a)의 포텐셜 프로파일이 VCCD에서의 제 2 BCCD(42b)의 포텐셜 프로파일 보다 낮아지고, 이에 의해서 VCCD에서 HCCD로의 전하의 전송이 원활하게 이루어진다.As such, when the concentration of P-type wells of HCCD is lower than that of P-type wells of VCCD, if the same concentration of N-type BCCD is injected into HCCD and P-type wells of VCCD, the concentration of the first BCCD 42a formed in HCCD is VCCD. It is relatively higher than the concentration of the second BCCD 42b formed therein. This is because a P-type well with a higher concentration has more holes than a P-type well with a lower concentration, so that electrons of BCCD have a higher concentration. The higher the concentration, the lower the potential profile of the N-type conductive material. As shown in FIG. The potential profile of the first BCCD 42a in the HCCD is lower than the potential profile of the second BCCD 42b in the VCCD, thereby facilitating the transfer of charge from the VCCD to the HCCD.
또한 상기와 같이 HCCD와 VCCD의 P형웰의 농도를 다르게 하는 것 대신에, HCCD와 VCCD의 P형 웰의 농도는 같게하고, HCCD의 제 1 BCCD(42a)에 이온주입공정을 두 번 실시하여서 HCCD의 제 1 BCCD(42a)의 농도를 VCCD의 제 2 BCCD(42b)의 농도보다 높게 하여서 VCCD에서 HCCD로의 전하의 전송을 높게 할 수 있다.이와 같이 HCCD의 제 1 BCCD(42a)의 농도를 VCCD의 제 2 BCCD(42b)의 농도보다 높게하는 경우에 HCCD의 제 1 BCCD(42a)의 포텐셜 프로파일이 VCCD의 제 2 BCCD(42b)의 포텐셜 프로파일보다 낮게 형성되는 것은 명백하다.In addition, instead of varying the concentration of P-type wells of HCCD and VCCD as described above, the concentration of P-type wells of HCCD and VCCD is the same, and an ion implantation process is performed twice on the first BCCD 42a of HCCD. The transfer of charge from VCCD to HCCD can be made higher by increasing the concentration of the first BCCD 42a of the VCCD than the concentration of the second BCCD 42b of the VCCD. Thus, the concentration of the first BCCD 42a of the HCCD can be increased. It is clear that the potential profile of the first BCCD 42a of the HCCD is formed lower than the potential profile of the second BCCD 42b of the VCCD when the concentration is higher than the concentration of the second BCCD 42b.
상기와 같은 본 발명 고체촬상소자 및 그의 제조방법은 다음과 같은 효과가있다.The solid-state imaging device of the present invention and its manufacturing method as described above have the following effects.
첫째, 수직 전하전송영역(VCCD)에서 서로 다른폭으로 제 2, 제 3 BCCD를 형성(하부의 제 2 BCCD가 상부의 제 3 BCCD의 폭보다 크고 또한 HCCD의 제 2 폴리게이트의 폭보다는 넓게 형성)하고, 상기 두 번의 이온주입공정을 진행할 때 동시에 수평 전하전송영역(HCCD)에 제 1 BCCD영역을 형성하므로써(제 1 BCCD영역을 두 번의 이온주입공정으로 형성하므로써), VCCD의 세츄레이션 레벨을 충분히 확보할 수 있을 뿐만 아니라, VCCD에서 HCCD로의 전하전송을 원활하게 할 수 있다. 이에 따라서 감도, 기판 마진, 블루밍(Blooming), 스미어(Smear) 특성을 향상시킬 수 있다.First, in the vertical charge transfer region VCCD, second and third BCCDs are formed with different widths (the lower second BCCD is larger than the width of the upper third BCCD and wider than the width of the second polygate of the HCCD). And the formation level of VCCD by simultaneously forming the first BCCD region in the horizontal charge transfer region (HCCD) during the two ion implantation processes (by forming the first BCCD region in two ion implantation processes). Not only can it be sufficiently secured, but also the charge transfer from VCCD to HCCD can be facilitated. Accordingly, sensitivity, substrate margin, blooming and smear characteristics can be improved.
둘째, 수평 전하전송영역(HCCD)의 P형 웰의 농도가 수직 전하전송영역(VCCD)의 P형 웰의 농도보다 낮으므로 상대적으로 HCCD의 BCCD의 농도가 VCCD의 BCCD의 농도보다 높게 된다. 따라서 VCCD에서 HCCD로 전하를 전송하기가 용이해진다.Second, since the concentration of the P type well of the horizontal charge transfer region HCCD is lower than that of the P type well of the vertical charge transfer region VCCD, the BCCD concentration of the HCCD is relatively higher than that of the BCCD of the VCCD. This makes it easier to transfer charges from VCCD to HCCD.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-1999-0067467A KR100459209B1 (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Solid state image sensor and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-1999-0067467A KR100459209B1 (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Solid state image sensor and method for fabricating the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010059928A KR20010059928A (en) | 2001-07-06 |
| KR100459209B1 true KR100459209B1 (en) | 2004-12-03 |
Family
ID=19634576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-1999-0067467A KR100459209B1 (en) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Solid state image sensor and method for fabricating the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100459209B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63164267A (en) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Toshiba Corp | Solid-state image sensing device |
| JPH0689996A (en) * | 1992-09-08 | 1994-03-29 | Matsushita Electron Corp | Solid-state image pickup device |
| KR940016865A (en) * | 1992-12-24 | 1994-07-25 | 문정환 | Manufacturing method of electron coupling device |
| KR970008630A (en) * | 1995-07-31 | 1997-02-24 | 문정환 | Structure of Solid State Imaging Device |
| KR19990000437A (en) * | 1997-06-05 | 1999-01-15 | 문정환 | Solid state imaging device and manufacturing method thereof |
-
1999
- 1999-12-30 KR KR10-1999-0067467A patent/KR100459209B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63164267A (en) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Toshiba Corp | Solid-state image sensing device |
| JPH0689996A (en) * | 1992-09-08 | 1994-03-29 | Matsushita Electron Corp | Solid-state image pickup device |
| KR940016865A (en) * | 1992-12-24 | 1994-07-25 | 문정환 | Manufacturing method of electron coupling device |
| KR970008630A (en) * | 1995-07-31 | 1997-02-24 | 문정환 | Structure of Solid State Imaging Device |
| KR19990000437A (en) * | 1997-06-05 | 1999-01-15 | 문정환 | Solid state imaging device and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010059928A (en) | 2001-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4984047A (en) | Solid-state image sensor | |
| KR980012585A (en) | Solid-state image pickup device having vertical transfer gate and method of manufacturing the same | |
| US4173064A (en) | Split gate electrode, self-aligned antiblooming structure and method of making same | |
| US20090289282A1 (en) | Solid state imaging device and method for manufacturing the same | |
| KR20070096909A (en) | Solid-state imaging device and method for manufacturing the same | |
| KR100741559B1 (en) | Solid-state imaging device and method of fabricating the same | |
| KR100893054B1 (en) | Imase sensor with improved capability of protection against crosstalk and method for fabricating thereof | |
| KR100459209B1 (en) | Solid state image sensor and method for fabricating the same | |
| KR100790210B1 (en) | Image sensor and fabricating method of thesame | |
| KR0136924B1 (en) | Fabricating method of ccd image sensor | |
| KR100677044B1 (en) | Fabricating method of Image sensor | |
| US6507055B1 (en) | Solid state image pickup device and its manufacture | |
| KR100215882B1 (en) | Fabricating method of solid-state image pick-up device | |
| KR100259084B1 (en) | Solid state image senseor and method for fabricating the same | |
| KR100262006B1 (en) | Solid-state image sensor and method for manufacturing the same | |
| KR100301799B1 (en) | Method for fabricating ccd | |
| KR20000034227A (en) | Method for manufacturing solid camera device | |
| KR100956193B1 (en) | Cmos image sensor improved transfer efficiency and method of making the same | |
| KR100290883B1 (en) | Method for manufacturing of solide state image sensor | |
| KR100728471B1 (en) | Charge coupled device having potential gradient and method for fabricating the same | |
| KR100223931B1 (en) | Solid state image sensing device | |
| KR0155789B1 (en) | Method of manufacturing solid-state image sensor | |
| KR100730470B1 (en) | Method for manufacturing image sensor | |
| KR100269636B1 (en) | Solid state image pick-up device | |
| JP3156779B2 (en) | Charge transfer device and method of manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| B701 | Decision to grant | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |