KR100672736B1 - 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이미지 센싱 감도(Image Sensing Sensitivity)를 향상시키는데 적합한 씨모스 이미지 센서(CMOS Image Senser)의 포토 다이오드에 관한 것으로서, 반도체 기판에 소정 깊이로 형성되는 제 1 도전형 웰과; 상기 제 1 도전형 웰이 형성된 반도체 기판의 일영역에 상기 제 1 도전형 웰과 동일한 깊이로 형성되는 제 2 도전형 저농도 불순물 영역과; 상기 제 1 도전형 웰 상부의 일정영역에 형성되어 필드영역 및 활성영역을 정의하는 필드 산화막과; 상기 제 1 도전형 웰 상의 소정부위에 적층하여 형성되는 게이트 절연막 및 게이트 전극과; 상기 제 2 도전형 저농도 불순물 영역의 상측 일부를 포함하고 상기 제 1 도전형 웰에 소정 깊이로 형성되며 일측에서는 상기 게이트 산화막의 하부와 접하고 타측에서는 상기 필드 산화막과 접하도록 형성되는 제 2 도전형 고농도 불순물 영역을 포함하여 구성된다.
이미지 센서(Image Senser)
Description
도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서의 포토 다이오드의 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 포토 다이오드의 단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호설명
21 : 반도체 기판 22 : p웰
23 : 저농도 n형 디퓨젼 영역
24 : 필드 산화막 25 : 게이트 산화막
26 : 게이트 전극 27 : 고농도 n형 디퓨젼 영역
28 : 공핍 영역
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로 특히, 이미지 센싱 감도(Image Sensing Sensitivity)를 향상시키는데 적합한 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드에 관한 것이다.
일반적으로 이미지 센서는 수광 다이오드와 박막트랜지스터로 이루어지며, 광을 수광한 후 이를 박막트랜지스터의 스위칭부에 의해서 신호로서 읽어들이는 소 자로서, 크게 구분하여 광을 수광하는 포토 다이오드와 이것을 전달하는 스위칭부인 박막트랜지스터로 구성된다.
그리고, 상기 포토 다이오드의 이미지 센싱 감도는 상기 포토 다이오드 pn 졍션(Junction)의 공핍층의 두께에 비례한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 씨모스 이미지 센서의 구조를 나타낸 단면도이다.
종래 기술에 따른 씨모스 이미지 센서는 반도체 기판(11)에 소정깊이로 형성되는 P웰(12)과, 상기 p웰(12)이 형성된 상기 반도체 기판(11)의 소정영역에 형성되어 필드영역 및 활성영역을 정의하는 필드 산화막(13)과, 상기 활성영역의 반도체 기판(11)의 일영역상에 적층 형성되는 게이트 산화막(14) 및 게이트 전극(15)과, 상기 p웰(12)이 형성된 반도체 기판(11)의 일영역에 소정 깊이로 형성되며 일측에서는 상기 게이트 전극(15)과 접하고 타측에서는 상기 필드 산화막(13)과 접하는 고농도 n형의 디퓨젼 영역(16)으로 구성된다.
그리고, 상기 디퓨젼 영역(16)과 상기 p웰(12)은 pn 접합을 이루며, 그 계면에는 일정한 두께의 공핍 영역(Depletion Region)(17)이 형성된다.
이때, 상기 디퓨젼 영역(16)이 고농도이므로 도면에 도시된 바와 같이 상기 공핍 영역(17)은 작은 두께로 형성된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드는 디퓨젼 영역의 농도가 높아서 상기 디퓨젼 영역과 p웰의 계면에 형성되는 공핍 영역의 두께가 작으므로 포토 다이오드의 이미지 센싱 감도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 이미지 센싱 감도를 향상시키는데 적합한 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드는 반도체 기판에 소정 깊이로 형성되는 제 1 도전형 웰과, 상기 제 1 도전형 웰이 형성된 반도체 기판의 일영역에 상기 제 1 도전형 웰과 동일한 깊이로 형성되는 제 2 도전형 저농도 불순물 영역과, 상기 제 1 도전형 웰 상부의 일정영역에 형성되어 필드영역 및 활성영역을 정의하는 필드 산화막과, 상기 제 1 도전형 웰 상의 소정부위에 적층하여 형성되는 게이트 절연막 및 게이트 전극과, 상기 제 2 도전형 저농도 불순물 영역의 상측 일부를 포함하고 상기 제 1 도전형 웰에 소정 깊이로 형성되며 일측에서는 상기 게이트 산화막의 하부와 접하고 타측에서는 상기 필드 산화막과 접하도록 형성되는 제 2 도전형 고농도 불순물 영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드의 단면도이다.
본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서는 반도체 기판(21)에 소정깊이로 형성되는 P웰(22)과, 상기 P웰(22)의 일영역에 형성되는 저농도 n형 디퓨젼 영역(23)과, 상기 p웰(22)의 소정영역에 형성되어 필드영역 및 활성영역을 정의하는 필드 산화막(24)과, 상기 활성영역의 p웰(22)의 일영역상에 적층하여 형성되는 게이트 산화막(25) 및 게이트 전극(26)과, 상기 저농도 n형 디퓨젼 영역(23) 및 p웰(22)이 형성된 반도체 기판(21)에 소정 깊이로 형성되며 일측에서는 상기 게이트 산화막(25)의 하부와 접하고 타측에서는 상기 필드 산화막(24)과 접하여 형성되는 고농도 n형 디퓨젼 영역(27)으로 구성된다.
여기에서 상기 저농도 n형 디퓨젼 영역(23)은 상기 p웰(22)과 동일한 두께로 형성된다.
그리고, 상기 고농도 n형 디퓨젼 영역(27)과 상기 p웰(22)의 계면에서는 제 1 두께로 형성되며 상기 저농도 n형 디퓨젼 영역(23)과 p웰(22)의 계면에서는 상기 제 1 두께보다 큰 제 2 두께로 공핍 영역(28)이 형성된다.
이때, 상기 고농도 n형 디퓨젼 영역(27)의 도핑 농도가 크고 저농도 n형 디퓨젼 영역(23)의 도핑 농도가 작기 때문에 상기 공핍 영역(28)은 상기 고농도 n형 디퓨젼 영역(27)과 p웰(22)의 계면에서는 제 1 두께로 형성되고, 상기 저농도 n형 디퓨젼 영역(23)과 p웰(22)의 계면에서는 상기 제 1 두께보다 큰 제 2 두께로 형성된다.
상기와 같은 본 발명의 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 저농도의 n형 디퓨젼 영역을 형성하여 p웰과 n형 디퓨젼 영역의 계면에 형성되는 공핍 영역의 두께를 증가시킬 수 있으므로 포토 다이오드의 이미지 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
둘째, 일반적인 이미지 센서의 제조 공정 중에 p웰의 일영역에 저농도의 n형 불순물 이온을 주입하는 공정을 추가하여 저농도 n형 디퓨젼 영역을 형성하므로 공정상에 큰 변화없이도 포토 다이오드의 이미지 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
Claims (2)
- 반도체 기판에 소정 깊이로 형성되는 제 1 도전형 웰과;상기 제 1 도전형 웰이 형성된 반도체 기판의 일영역에 상기 제 1 도전형 웰과 동일한 깊이로 형성되는 제 2 도전형 저농도 불순물 영역과;상기 제 1 도전형 웰 상부의 일정영역에 형성되어 필드영역 및 활성영역을 정의하는 필드 산화막과;상기 제 1 도전형 웰 상의 소정부위에 적층하여 형성되는 게이트 절연막 및 게이트 전극과;상기 제 2 도전형 저농도 불순물 영역의 상측 일부를 포함하고 상기 제 1 도전형 웰에 소정 깊이로 형성되며 일측에서는 상기 게이트 산화막의 하부와 접하고 타측에서는 상기 필드 산화막과 접하도록 형성되는 제 2 도전형 고농도 불순물 영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 도전형 고농도 불순물 영역과 제 1 도전형 웰의 계면에서는 제 1 두께로 형성되며 상기 제 2 도전형 저농도 불순물 영역과 제 1 도전형 웰의 계면에서는 상기 제 1 두께보다 큰 제 2 두께의 공핍 영역이 형성됨을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드.
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