KR100595327B1 - 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법 - Google Patents
시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100595327B1 KR100595327B1 KR1020040117231A KR20040117231A KR100595327B1 KR 100595327 B1 KR100595327 B1 KR 100595327B1 KR 1020040117231 A KR1020040117231 A KR 1020040117231A KR 20040117231 A KR20040117231 A KR 20040117231A KR 100595327 B1 KR100595327 B1 KR 100595327B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gate insulating
- photosensitive device
- forming
- insulating film
- image sensor
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 230000005527 interface trap Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14689—MOS based technologies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/823462—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the gate insulating layers, e.g. different gate insulating layer thicknesses, particular gate insulator materials or particular gate insulator implants
-
- 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
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
- H01L27/14614—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor having a special gate structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
본 발명은 광감지 소자영역의 표면이 공정 손상(damage)으로부터 보호하여 누설전류, 계면포획(interface trap)을 감소시켜 저조도에서 색재현성이 개선된 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법에 관한 것으로, 반도체 기판 상에 후막의 제 1 게이트절연막을 형성하는 단계; 광감지소자 영역 및 트랜지스터 영역의 상기 제 1 게이트절연막 상에 감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 제 1 게이트절연막을 식각하고 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계; 상기 제 1 게이트 절연막을 포함하는 상기 기판 상에 박막의 제 2 게이트절연막을 형성하는 단계; 상기 트랜지스터 영역의 상기 제 2 게이트절연막 상에 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 광감지 소자영역과 상기 트랜지스터 영역의 상기 기판에 불순물 확산영역을 형성하는 단계를 포함한다.
시모스 이미지 센서, 광감지 소자, 격자결함, 게이튼절연막
Description
도 1 내지 도 3은 종래기술의 시모스 이미지 센서의 광감지 소자의 공정단면도
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 시모스 이미지 센서의 광감지 소자의 제조공정 단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
210 : 기판 211 : 에피층
213 : 저농도 N 형 확산영역 214 : 게이트전극
215 : 스페이서 216 : 제 1 게이트절연막
217 : 감광막 219 : 제 2 게이트절연막
220 : 고농도 N 형 확산영역 221 : 저농도 N 형 확산영역
본 발명은 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 광감지 소자영역의 표면이 공정 손상(damage)으로부터 보호하여 누설전류, 계면포 획(interface trap)을 감소시켜 저조도에서 색재현성이 개선된 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기신호로 변환시키는 반도체 소자로써, 개별 모스(MOS:metal-oxide-silicon) 캐패시터(capacitor)가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 이중결합소자(CCD:charge coupled device)와 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로에 사용하는 시모스(CMOS)기술을 이용하여 화소수 만큼 모스 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용한 시모스(CMOS:complementary MOS) 이미지 센서가 있다.
그리고 피사체의 정보를 전기적인 신호로 변환하는 시모스 이미지 센서는 포토다이오드가 들어있는 시그날 처리칩 들로 구성되어 있으며, 칩 하나에 증폭기(Amplifier), 아날로그/디지탈 변환기(A/D converter), 내부 전압 발생기(Internal voltage generator), 타이밍 제너레이터(Timing generator) 그리고 디지털 로직(Digital logic) 등이 결합되기도 하는데, 이는 공간과 전력 그리고 비용절감에 큰 장점을 갖고 있다. 이중결합소자(CCD)가 전문공정을 통하여 제조하지만, 시모스 이미지 센서는 이중결합소자보다 가격이 저렴한 실리콘 웨이퍼(Wafer)의 식각 공정을 통하여 대량생산이 가능하며, 집적도에서도 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3은 종래기술의 시모스 이미지 센서의 광감지 소자의 공정단면도이다.
도 1과 같이, 고농도 P 형 기판(110) 상에 저농도 P 형의 에피층(111)을 성장시키고, 에피층(111)에 소자간의 격리를 위하여 트렌치를 형성하고 절연막을 충신시키는 STI(shallow trench isolation)(118)을 형성한다. 그리고 STI(118)를 포함하는 에피층(111) 상에 후막(thick layer)의 제 1 게이트절연막(116)을 형성하고, 제 1 게이트절연막(116) 상에 광감지 소자영역을 개구하는 감광막 패턴(114)을 형성한다.
도 2와 같이, 감광막 패턴(114)을 마스크로 광감지 소자영역의 제 1 게이트절연막(116)을 식각하고, 감광막 패턴(114)을 제거한다. 그리고 박막(thin layer)의 제 2 게이트절연막(117)을 제 1 게이트절연막(116)을 포함하는 에피층(111) 상에 형성한다. 트랜지스터가 형성 영역의 제 2 게이트절연막(117) 상에 게이트전극(119)을 형성한다.
도 3과 같이, 광감지 소자영역의 제 2 게이트절연막(117)을 제거하고 이온주주입을 실시하여 불순물 확산영역(도시하지 않음)을 형성한다. 광감지소자가 형성되는 에피층(111)의 표면이 후막의 제 1 게이트절연막(116)과 박막의 게이트절연막(117)이 성장되고 식각되는 과정에서 실리콘(silicon) 격자구조의 손실이 커져 접합 누설전류(junction leakage current)가 다량 생성되어 저조도의 색재현성을 악화시키는 문제가 있다.
이와 같은 종래 기술의 시모스 이미지 센서의 광감지 소자는 다음과 같은 문제가 있다.
광감지소자가 형성되는 기판의 표면이 후막의 게이트절연막과 박막의 게이트절연막이 성장되고 식각되는 과정에서 실리콘(silicon) 격자구조의 손실이 커져 접합 누설전류(junction leakage current)가 다량 생성되어 저조도의 색재현성을 악화시키는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 종래기술의 시모스 이미지 센서의 광감지 소자의 문제를 해결하기 위한 것으로, 광감지 소자영역의 표면이 공정 손상(damage)으로부터 보호하여 누설전류, 계면포획(interface trap)을 감소시켜 저조도에서 색재현성이 개선된 반도체 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 따른 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법은 반도체 기판 상에 후막의 제 1 게이트절연막을 형성하는 단계; 광감지소자 영역 및 트랜지스터 영역의 상기 제 1 게이트절연막 상에 감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 제 1 게이트절연막을 식각하고 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계; 상기 제 1 게이트 절연막을 포함하는 상기 기판 상에 박막의 제 2 게이트절연막을 형성하는 단계; 상기 트랜지스터 영역의 상기 제 2 게이트절연막 상에 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 광감지 소자영역과 상기 트랜지스터 영역의 상기 기판에 불순물 확산영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 시모스 이미지 센서의 광감지 소자에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 시모스 이미지 센서의 광감지 소자의 제조공정 단면도이다.
도 4는 고농도 P 형 기판(210) 상에 저농도 P 형의 에피층(211)을 성장시키고, 에피층(211)에 소자간의 격리를 위하여 트렌치를 형성하고 절연막을 충전시키는 STI(shallow trench isolation)(218)을 형성한다. 그리고 에피층(211) 상에 후막(thick layer)의 제 1 게이트절연막(216)을 성장시키고, 제 1 게이트절연막(216) 상에 감광막(217)을 도포하고, 식각공정에서 광감지 소자영역의 에피층(211)이 노출되지 않는 감광막 패턴을 형성하고, 도시되지 않은 부분의 필요한 제 1 게이트절연막(216)의 식각공정을 진행한다.
도 5와 같이, 감광막(217)을 제거하고, 제 1 게이트절연막(216)을 포함한 에피층(211) 상에 박막(thin layer)의 제 2 게이트절연막(219)을 성장시킨다. 그리고 트랜지스터의 형성영역에 제 2 게이트절연막(219) 상에 게이트전극(214)을 형성하고, 도 6과 같이 게이트전극(214)의 양측면에 스페이서(spacer)(215)를 형성한다.
도 7과 같이, 게이트전극(214) 양측의 에피층(111)에 소오스(source) 및 드레인(drain) 영역의 고농도 N 형 확산영역(220)을 형성하고, 광감지 소자영역의 에피층(211)에는 저농도 N 형 확산영역(221)을 형성한다. 그리고 광감지 소자영역의 저농도 N 형 확산영역(221) 상에 기판(210) 보다는 낮고 에피층(211) 보다는 높은 P 형 불순물을 에피층(211)에 이온주입하여 P 형 확산영역(222)을 형성한다.
또한 게이트전극(214)을 포함한 에피층(211) 상에 이후 금속배선 공정 등을 진행하기 위한 층간절연막(223)을 형성한다.
이와 같은 본 발명에 따른 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
광감지 소자영역의 표면이 공정 손상(damage)으로부터 보호하여 누설전류, 계면포획(interface trap)을 감소시켜 저조도에서 색재현성이 개선되는 효과가 있다.
Claims (1)
- 반도체 기판 상에 후막의 제 1 게이트절연막을 형성하는 단계;광감지소자 영역 및 트랜지스터 영역의 상기 제 1 게이트절연막 상에 감광막 패턴을 형성하는 단계;상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 제 1 게이트절연막을 식각하고 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계;상기 제 1 게이트 절연막을 포함하는 상기 기판 상에 박막의 제 2 게이트절연막을 형성하는 단계;상기 트랜지스터 영역의 상기 제 2 게이트절연막 상에 게이트전극을 형성하는 단계;상기 광감지 소자영역과 상기 트랜지스터 영역의 상기 기판에 불순물 확산영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지 센서의 광감지 소자의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040117231A KR100595327B1 (ko) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040117231A KR100595327B1 (ko) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100595327B1 true KR100595327B1 (ko) | 2006-06-30 |
Family
ID=37183482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040117231A KR100595327B1 (ko) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100595327B1 (ko) |
-
2004
- 2004-12-30 KR KR1020040117231A patent/KR100595327B1/ko not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100819711B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100760913B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 이의 제조 방법 | |
| KR100778856B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서의 제조방법 | |
| KR20050029455A (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100672708B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 격리막 형성방법 | |
| US6472699B1 (en) | Photoelectric transducer and manufacturing method of the same | |
| KR100649009B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 및 그의 제조방법 | |
| KR100672679B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 및 그의 제조방법 | |
| KR100595327B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법 | |
| KR100535911B1 (ko) | 시모스 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100606903B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 트랜지스터 제조방법 | |
| KR100672712B1 (ko) | 반도체 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법 | |
| KR100654056B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100949237B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100595325B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 광감지 소자 제조방법 | |
| KR20100050331A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100741881B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 트랜지스터 및 그의 제조방법 | |
| KR20070033694A (ko) | 시모스 이미지센서 제조 방법 | |
| KR100720507B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서의 트랜지스터 및 그의 제조방법 | |
| KR100606913B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 트렌치 형성방법 | |
| KR100672709B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 플로팅 확산접합 | |
| KR20050079436A (ko) | 화소간 신호왜곡을 개선한 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20050040260A (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100710182B1 (ko) | 시모스 이미지 센서의 광차폐층 및 그의 제조방법 | |
| KR100935764B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120521 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |