KR100652070B1 - 씨씨디(ｃｃｄ)의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CCD의 스미어 특성을 개선시키기 위한 CCD의 제조 방법에 관한 것으로, 반도체 기판상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;상기 게이트 절연막상에 제 1 다결정실리콘 패턴층을 형성하는 단계;상기 제 1 다결정실리콘 패턴층의 전표면상에 제 1 절연막을 형성하는 단계;상기 제 1 절연막상에 제 2 다결정실리콘 패턴층을 형성하는 단계;상기 제 2 다결정실리콘 패턴층의 전표면상에 제 2 절연막을 형성하는 단계;상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막을 에워싸는 형태로 차광막을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
스미어(smear), 차광막
Description
도 1a 내지 1e는 종래의 기술에 따른 씨씨디의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도
도 2a 내지 2d는 본 발명에 의한 씨씨디의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 반도체 기판 11 : 게이트 산화막
12 : 제 1 다결정실리콘 패턴층 13 : 제 1 절연막
14 : 제 2 다결정실리콘 패턴층 15 : 제 2 절연막
16 : 차광막
본 발명은 CCD에 관한 것으로, 특히 차광막과 기판과의 간격을 충분히 줄여서 스미어 특성을 개선할 수 있는 CCD의 제조 방법에 관한 것이다.
CCD 촬상소자란 '전자의 눈' 기능을 갖는 반도체 소자이며, 영상신호를 전기신호로 변환시켜주는 고체촬상소자의 일종이다. 특히 영상신호를 주사(scanning)하여 읽어낼 때 전하결합을 이용하여 시계열적인 신호로 출력시키므로 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서란 이름을 얻게 되었으며 일반적으로 줄여서 CCD라고 일컫는다.
그러나, 엄밀하게 말해서 CCD는 전하결합을 이용한 모든 소자를 일컬으며 이미지 센서뿐만 아니라 신호처리용 소자, 메모리등에 사용된다.
이러한 CCD의 퍼포먼스(performance)를 향상시키기 위해서는 인터라인 CCD등에서 이미지를 잡을 때 블루밍과 스미어 발생을 억제시켜야 한다.
먼저, 블루밍(blooming)은 포토다이오드가 수용할 수 있는 용량보다 더 많은 전하가 생성되면 포토 다이오드에서 VCCD(Vertical CCD)로 흘러들어 넘쳐서 발생하는 것으로 영상으로 볼 때 하얀 세로줄이 나타나는 것을 말한다.
다음으로 스미어(smear)는 캐리어나 라이트 리키지(Light leakage)가 인접한 VCCD로 전달되는 것을 말하고, 이것은 정전용량의 결합(capacitive coupling), 캐리어 확산(carrier diffusion), 라이트 리키지에 의해서 발생되는 주로 라이트 리키지에 의해 발생된다.
라이트 리키지등에 의해서 생성된 캐리어가 VCCD로 확산되는 것을 방지하기 위해서 더블 p-웰 구조를 만들고 포토다이오드와 VCCD의 졍션깊이를 조절하는 등 기판 구조를 적절하게 설계해야 한다.
그리고 스미어를 발생시키는 수퍼-구조적 요인으로는 포토다이오드 위의 차광용 금속층의 폭과 포토다이오드상의 산화막의 두께로 볼 수 있는데 차광용 금속층의 폭을 조절함으로서 비스듬히 입사하는 빛이 VCCD로 전달되는 것을 방지할 수 있으며 산화막의 두께를 가능한 줄임으로서 스미어를 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술에 따른 CCD의 제조방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1e는 종래의 기술에 따른 CCD의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
종래의 CCD의 제조 방법은 도 1a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(1)상에 열산화, 물리증착 및 화학기상증착 등의 방법으로 게이트 산화막(2)을 형성한다.
이때 상기 게이트 산화막(2)은 산화막-질화막-산화막으로 형성된 ONO 구조로 된 유전체를 사용할 수 있다.
그리고 도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 산화막(2)의 상부에 다결정실리콘층을 물리증착 또는 화학기상증착 등의 방법으로 형성한 후, 사진 식각 공정을 통해 다결정실리콘층을 선택적으로 제거하여 제 1 다결정실리콘 패턴층(3)을 형성한다.
이어, 건식 산화(Dry Oxidation)공정을 통해 제 1 다결정실리콘 패턴층(3)의 전표면에 실리콘산화막으로 된 제 1 절연막(4)을 형성한다.
도 1c에 도시한 바와 같이, 다시 전면에 다결정실리콘층을 물리증착 또는 화학기상증착 등의 방법으로 형성한 후, 사진 식각 공정을 통해 제 1 다결정실리콘 패턴층(3)상부에만 남도록 다결정실리콘층을 선택적으로 제거하여 제 2 다결정실리콘 패턴층(5)을 형성한다.
이어, 산화공정을 통해 제 2 다결정실리콘 패턴층(5)의 전표면에 실리콘산화막으로 된 제 2 절연막(6)을 형성한다.
이 때, 상기 제 2 절연막(6)은 제 1 절연막(4)의 두께에 비해 매우 얇은 두께로 형성한다.
도 1d에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(1) 전면에 HLD(High Temperature Low pressure Density)로 된 제 3 절연막(7)을 형성한 후, 도 1e에 도시한 바와 같이, 상기 제 3 절연막(7)상에 물리증착 또는 화학기상증착 방법에 의한 알루미늄(Al) 또는 텅스텐(W) 합금의 광차폐용 금속막을 형성한 다음 통상의 사진 식각 공정에 의한 패턴형성 에칭공정을 통하여 광차폐용 금속막을 제거하여 차광막(8)을 형성한다.
상기 차광막(8)을 형성하는 이유는 다음과 같다.
일반적으로 CCD의 단면 구조를 크게 둘로 나누어 볼 때 BCCD 부분과 PD(Photo Diode)부분으로 나눌 수 있는 데, 이 때 PD부분은 빛을 받는 부분이고 BCCD 부분은 PD부분이 받은 빛을 전송하는 부분이기 때문에 BCCD 부분에 빛이 들어가지 못하게 차단하기 위하여 상기 차광막(8)을 형성하는 것이다.
그러나 상기와 같은 종래의 CCD의 제조 방법에 있어서 다음과 같은 문제점이 있다.
다결정실리콘 패턴층과 차광막을 절연시키기 위하여 HLD물질로 제 3 절연막을 형성하는데, 이 때문에 차광막이 기판과 떨어지게 되어 사이드에서 오는 빛의 침입을 막기가 어려워 스미어 억제 측면에서 불리하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 차광막을 기 판까지 형성하여 사이드에서 오는 빛의 침입을 억제하여 스미어 특성을 강화하기 위한 CCD의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 CCD의 제조 방법은 반도체 기판상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막상에 제 1 다결정실리콘 패턴층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 다결정실리콘 패턴층의 전표면상에 제 1 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연막상에 제 2 다결정실리콘 패턴층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 다결정실리콘 패턴층의 전표면상에 제 2 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막을 에워싸는 형태로 차광막을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 CCD의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 2d는 본 발명에 의한 CCD의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
본 발명의 CCD 제조 방법은 도 2a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)상에 열산화, 물리증착 및 화학기상증착 등의 방법으로 게이트 산화막(11)을 형성한다.
이때 상기 게이트 산화막(11)은 산화막(Oxide)-질화막(Nitrid)-산화막(Oxide)으로 형성된 ONO 구조로 된 유전체를 사용할 수 있다.
그리고 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 산화막(11)의 상부에 다결정 실리콘층을 물리증착 또는 화학기상증착 등의 방법으로 형성한 후, 사진 식각 공정을 통해 다결정실리콘층을 선택적으로 제거하여 제 1 다결정실리콘 패턴층(12)을 형성한다.
이어, 건식 산화(Dry Oxidation)공정을 통해 제 1 다결정실리콘 패턴층(12)의 전표면에 실리콘산화막으로 된 제 1 절연막(13)을 형성한다.
도 2c에 도시한 바와 같이, 다시 전면에 다결정실리콘층을 물리증착 또는 화학기상증착 등의 방법으로 형성한 후, 사진 식각 공정을 통해 제 1 다결정실리콘 패턴층(12)상부에만 남도록 다결정실리콘층을 선택적으로 제거하여 제 2 다결정실리콘 패턴층(14)을 형성한다.
이어, 산화공정을 통해 제 2 다결정실리콘 패턴층(14)의 전표면에 실리콘산화막으로 된 제 2 절연막(15)을 형성한다.
이 때, 상기 제 2 절연막(15)은 이후에 형성될 차광막과의 충분한 절연이 가능하도록 제 1 절연막(13)의 두께와 비슷한 두께로 형성한다.
대개 제 1 절연막(13)이 1500Å정도로 형성되는데 이와 비슷한 두께 내지는 1000Å정도의 두께로 제 2 절연막(15)을 형성할 수 있다.
도 2d에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10) 전면에 물리증착 또는 화학기상증착 방법에 의한 알루미늄(Al) 또는 텅스텐(W) 합금의 광차폐용 금속막을 형성한 다음 통상의 사진 식각 공정에 의한 패턴형성 에칭공정을 통하여 광차폐용 금속막을 선택적으로 제거하여 제 2 절연막(15) 및 제 1 절연막(13)을 에워싸도록 차광막(16)을 형성한다.
이 때, 차광막(16)이 기판과 접촉됨에 따라 사이드에서 오는 빛의 침입을 막는데 용이하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 CCD의 제조 방법에 있어서 다음과 같은 효과가 있다.
HLD증착 공정 없이 바로 제 2 절연막 형성 후에 차광막을 형성함으로서 HLD층의 두께만큼 차광막이 기판과 떨어져 있던 거리를 줄일 수 있어 사이드에서 오는 빛의 침입을 막는데 용이하여 스미어특성이 우수하게 개선되는 효과가 있다.
Claims (2)
- 반도체 기판상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;상기 게이트 절연막상에 제 1 다결정실리콘 패턴층을 형성하는 단계;상기 제 1 다결정실리콘 패턴층의 전표면상에 제 1 절연막을 형성하는 단계;상기 제 1 절연막상에 제 2 다결정실리콘 패턴층을 형성하는 단계;상기 제 2 다결정실리콘 패턴층의 전표면상에 1000Å 내지 1500Å의 두께로 제 2 절연막을 형성하는 단계;상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막을 에워싸는 형태로 차광막을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 CCD의 제조 방법.
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