KR100752658B1 - 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는고체촬상소자 및 그 제조방법 - Google Patents

폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는고체촬상소자 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100752658B1
KR100752658B1 KR1020060019585A KR20060019585A KR100752658B1 KR 100752658 B1 KR100752658 B1 KR 100752658B1 KR 1020060019585 A KR1020060019585 A KR 1020060019585A KR 20060019585 A KR20060019585 A KR 20060019585A KR 100752658 B1 KR100752658 B1 KR 100752658B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
antireflection
forming
semiconductor substrate
solid state
Prior art date
Application number
KR1020060019585A
Other languages
English (en)
Inventor
겟뜨만 알렉산더
김범석
장윤호
김세영
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060019585A priority Critical patent/KR100752658B1/ko
Priority to US11/679,614 priority patent/US7709919B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100752658B1 publication Critical patent/KR100752658B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462Coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685Process for coatings or optical elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0203Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings

Abstract

폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는 고체촬상소자 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자는 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하며, 상기 포토다이오드 영역은 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상에 형성되는 제 1 반사방지층, 상기 제 1 반사방지층 상에 형성되는 제 2 반사방지층, 및 상기 제 2 반사방지층 상에 형성되는 상부층을 구비한다. 상기 반도체 기판과 상기 제 2 반사방지층은 제 1 물질로 이루어지고, 상기 제 1 반사방지층과 상기 상부층은 제 2 물질로 이루어진다. 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자는 포토다이오드 영역 상부로부터의 프레즈넬 반사를 감소시킬 수 있으며, 청색 파장영역에서도 다른 가시광선영역에서의 투과율과 동일한 투과율을 갖는 장점이 있다.

Description

폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는 고체촬상소자 및 그 제조방법{Solid state image sensing device comprising anti-reflection structure using poly silicon and method for fabricating thereof}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1A은 일반적인 고체촬상소자의 단면도이다.
도 1B는 도 1A의 포토다이오드 영역의 단면도이다.
도 2는 청색 파장영역에서 도 1의 고체촬상소자의 투과율의 저하를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3A은 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 단면도이다.
도 3B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체촬상소자의 단면도이다.
도 4는 실리콘의 광학특성을 나타내는 그래프이다.
도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6A 내지 도 6C는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 다른 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자와 일반적인 고체촬상소자의 투과율을 비교하기 위한 그래프이다.
고체촬상소자에 관한 것으로서, 특히 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는 고체촬상소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
CMOS 이미지 센서(CMOS image sensor: CIS)는 반도체 공정을 이용하여 제작이 가능하기 때문에 널리 사용되고 있으며, CIS의 사용이 증가함에 따라 CIS의 성능을 향상시키기 위한 노력이 계속되고 있다.
CIS 제조에 사용되는 물질들의 특성에 기인하는 프레즈넬(Fresnel) 반사는 CIS의 감지 성능을 저하시키는 중요한 요소이다. 프레즈넬 반사 등에 의한 성능 저하를 방지하기 위해서 반사방지구조(anti-reflection structure: ARS)가 이용된다. 그러나 ARS 구조는 사용 가능한 물질들이 제한적이라는 단점이 있다. 따라서 제한적인 물질들을 이용하여 효율적인 ARS 구조를 구현할 필요성이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는 고체촬상소자를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는 고체촬상소자를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자는 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하며, 상기 포토다이오드 영역은 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상에 형성되는 제 1 반사방지층, 상기 제 1 반사방지층 상에 형성되는 제 2 반사방지층, 및 상기 제 2 반사방지층 상에 형성되는 상부층을 구비한다. 상기 반도체 기판과 상기 제 2 반사방지층은 제 1 물질로 이루어지고, 상기 제 1 반사방지층과 상기 상부층은 제 2 물질로 이루어진다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체촬상소자는 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하며, 상기 포토다이오드 영역은 제 1 물질로 이루어지는 반도체 기판, 상기 포토다이오드 영역의 상부에 형성되며 제 2 물질로 이루어지는 상부층, 및 상기 반도체 기판과 상기 상부층 사이에 형성되는 복수의 반사방지층을 구비한다. 상기 복수의 반사방지층 각각은 상기 제 1 물질 또는 제 2 물질로 이루어지고, 상기 제 1 물질로 이루어지는 복수의 반사방지층과 상기 제 2 물질로 이루어지는 복수의 반사방지층은 서로 교대로 형성된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체촬상소자는 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하며, 상기 포토다이오드 영역은 제 1 물질로 이루어지는 반도체 기판, 상기 포토다이오드 영역의 상부에 형성되며 제 2 물질로 이루어지는 상부층, 및 상기 반도체 기판과 상기 상부층 사이에 형성되는 복수의 반사방지구조층 구비한다. 상기 복수의 반사방지구조는 상기 제 2 물질로 이루어지는 제 2 반사방지구조층과, 상기 제 2 반사방지구조층 상에 형성되며 상기 제 1 물질로 이루어지는 제 1 반사방지구조층을 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자에서 상기 제 1 물질은 폴리실리콘이고, 상기 제 2 물질은 실리콘산화물인 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자 제조방법에서, 상기 고체촬상소자는 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하며, 상기 방법은, 제 1 물질로 이루어지는 반도체 기판 상에 제 2 물질로 이루어지는 절연층을 형성하는 단계, 상기 트랜지스터 영역의 상기 절연층 상에 게이트를 형성하는 단계, 상기 게이트가 형성된 상기 반도체 기판 상의 프로파일에 따라 상기 제 2 물질로 이루어지는 제 1 반사방지층을 형성하는 단계, 상기 제 1 반사방지층 상에 상기 제 1 물질로 이루어지는 제 2 반사방지층을 형성하는 단계, 상기 제 2 반사방지층 상에 상기 제 2 물질로 이루어지는 상부층을 형성하는 단계, 및 상기 트랜지스터 영역 상에 형성된 상기 제 1 반사방지층, 제 2 반사방지층 및 상부층을 식각하여, 상기 게이트 상부의 상기 제 1 반사방지층, 제 2 반사방지층 및 상부층을 제거하고, 상기 게이트 측면에 상기 제 1 반사방지층, 제 2 반사방지층 및 상부층으로 이루어지는 트랜지스터 스페이서를 생성하는 단계를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자 제조방법에서 상기 식각하여 제거하고 생성하는 단계는 마스크 공정을 이용하여 수행되며, 상기 제 1 물질은 폴리실리콘이고, 상기 제 2 물질은 실리콘산화물인 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체촬상소자 제조방법에서, 상기 고체촬상소자는 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하며, 상기 방법은, 제 1 물질로 이루어지는 반도체 기판 상에 제 2 물질 로 이루어지는 절연층을 형성하는 단계, 상기 트랜지스터 영역의 상기 절연층 상에 게이트를 형성하는 단계, 상기 게이트가 형성된 상기 반도체 기판 상의 프로파일에 따라 상기 제 2 물질로 이루어지는 제 1 반사방지층을 형성하는 단계, 상기 제 1 반사방지층 상에 제 3 물질로 이루어지는 스페이서 전구체층을 형성한 후 상기 게이트 측면의 스페이서 전구체층을 제외한 나머지 스페이서 전구체층을 제거하여 트랜지스터 스페이서를 형성하는 단계, 상기 게이트 및 트랜지스터 스페이서가 형성된 상기 반도체 기판 상의 프로파일에 따라 상기 제 1 물질로 이루어지는 제 2 반사방지층을 형성하는 단계, 상기 제 2 반사방지층 상에 상기 제 2 물질로 이루어지는 상부층을 형성하는 단계, 및 상기 트랜지스터 영역 상에 형성된 상기 제 1 반사방지층, 제 2 반사방지층 및 상부층을 제거하는 단계를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법에서 상기 제거하는 단계는 상기 포토다이오드 영역 상에 포토레지스트를 형성하여 수행되며, 상기 제 1 물질은 폴리실리콘이고, 상기 제 2 물질은 실리콘산화물이고, 그리고 상기 제 3 물질은 실리콘질화물인 것이 바람직하다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1A는 일반적인 고체촬상소자의 단면도이다. 도 1에서 (A) 영역은 포토다이오드 영역이고 (B)영역은 트랜지스터 영역이다. 고체촬상소자(100)에서 포토다이오드 영역(A)은 입사되는 광량을 전기적인 신호로 변환하고, 트랜지스터 영역(B)은 광량이 변환된 전기신호를 영상처리장치(미도시)로 전송한다.
도 1을 참조하면, 고체촬상소자(100)는 반도체기판(105), 제 1 반사방지층(104 및 103), 제 2 반사방지층(102), 및 상부층(top layer)(101)를 구비한다. 일반적으로 반도체기판(105)은 실리콘으로 이루어지고, 제 1 반사층(104 및 103)은 산화물로 이루어지고, 제 2 반사방지층(102)는 질화물, 바람직하게는 실리콘질화물(SiN)로 이루어지고, 그리고 상부층(101)은 산화물로 이루어진다.
도 1B는 도 1의 I-I' 라인을 절단한 단면도이다. 도 1B에서 제 1 반사방지층(104 및 103), 제 2 반사방지층(102)은 반사방지구조(ARS)를 형성한다. 반사방지구조는 서로 다른 경계로부터 반사되는 광들의 간섭을 이용한다. 즉 반사방지층을 포함하여 포토다이오드 영역을 구성하는 각각의 층의 두께를 조절하고 적절한 굴절률을 갖는 물질로 각각의 층이 이루어지도록 함으로써 포토다이오드 영역으로부터 반사되는 광의 양을 감소시킬 수 있다.
도 2는 청색 파장영역에서 도 1의 고체촬상소자의 투과율의 저하를 설명하기 위한 그래프이다. 도 2를 참조하면, 실리콘질화물은 청색파장영역(400~450 nm)에서 투과율이 급격하게 저하됨을 알 수 있다. 따라서 반사방지효율을 향상시키기 위해서 실리콘질화물로 이루어진 제 2 반사방지층(102)의 두께를 조절할 필요가 있다.
그러나 도 1A에 도시된 바와 같이, 고체촬상소자(100)에서 실리콘질화물은 제 2 반사방지층(102)으로 사용되는 동시에 트랜지스터의 중요한 구성요소로서도 사용되므로, 제 2 반사방지층(102)인 실리콘질화층은 소정의 두께, 바람직하게는 600Å의 두께를 유지하여야 한다. 즉 고체촬상소자(100)에서는 반사방지 효율을 증가시키기 위해서 실리콘질화층(102)의 두께를 조절할 수 없는 단점이 있다.
도 3A는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 단면도로서, 포토다이오드 영역의 단면을 나타낸다. 도 3A에 도시된 바아 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자에서 포토다이오드 영역은 2가지 물질을 이용하여 구성된다. 즉 제 1 반사방지층(303)과 상부층(top layer)(301)은 산화물, 바람직하게는 실리콘산화물로 이루어지며, 제 2 반사방지층(302)과 기판(304)은 실리콘으로 이루어진다. 이하에서는 도 4를 참조하여 실리콘으로 이루어지는 제 2 반사방지층(302)의 작용에 대해 설명한다.
도 4는 실리콘의 광학특성을 나타내는 그래프로, 도 4A는 파장에 따른 실리콘의 굴절률특성(즉, 분산특성)을 나타내고 도 4B는 파장에 따른 실리콘의 광흡수량특성을 나타낸다. 도 4A 및 도 4B에 도시된 바와 같이, 실리콘은 청색파장영역에서 굴절률(즉, 분산)과 광흡수량이 현저하게 증가하는 것을 알 수 있다. 이러한 특성 때문에 모든 가시광선 영역에서 동일한 성능을 갖는 반사방지구조를 구현하기 위해서는 반사방지구조를 형성하는 반사방지층들을 정합시키는 것, 구체적으로 반사방지층들의 분산을 정합시키는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예에서 반사방지층들을 이루는 물질은 기판(304) 및 상부층(301)을 이루는 물질과 동일한 물질이다. 즉 제 1 반사방지층(303)을 이루는 물질 은 상부층(301)을 이루는 물질과 동일한 물질, 바람직하게는 산화물, 더욱 바람직하게는 실리콘산화물이다. 한편 제 2 반사방지층(302)을 이루는 물질은 기판(304)을 이루는 물질, 바람직하게는 실리콘이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 반사방지층들을 이루는 물질은 기판(304) 및 상부층(301)을 이루는 물질과 동일한 물질이므로, 반사방지층들을 포함하는 포토다이오드 영역에서 굴절률과 분산은 자동으로 정합된다.
도 3B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체촬상소자의 단면도이다. 상술한 바와 같이 기판 및 상부층을 이루는 물질과 동일한 물질이 반사방지층으로 사용되는 경우 굴절률과 분산이 자동으로 정합되므로, 도 3B에 도시된 바와 같이 기판(316)과 상부층(311)을 이루는 물질과 동일한 물질들로 복수의 반사방지층(312 내지 315)을 형성하는 경우에도 도 3A의 반사방지층과 동일한 기능이 수행될 것이다.
이 때, 복수의 반사방지층(312 내지 315)과 기판(316) 및 상부층(311)은 서로 다른 물질로 이루어진 층들이 서로 교대로 배치되어야 할 것이다. 이하에서는 도 5A 내지 5C, 그리고 도 6A 내지 도 6C를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 설명한다.
도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5A에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(501)상에 실리콘산화물로 이루어지는 절연층(502)을 형성하고, 절연층 상의 트랜지스터 영역(TR AREA)에 트랜지스터의 게이트(506)를 형성한다(도 5A).
절연층(502)는 실리콘기판(501)과 게이트(506) 사이를 절연시키는 역할을 하는 동시에 후속하여 형성되는 실리콘산화물층(503)와 함께 제 1 반사방지층을 형성한다.
게이트가 형성된 후, 제 1 반사방지층으로 사용될 실리콘산화물층(503)을 형성한다. 실리콘산화물층(503)는 절연층으로 사용되는 실리콘산화물층(502)과 함께 제 1 반사방지층을 형성한다.
실리콘산화물층(503)을 형성한 후 제 2 반사방지층으로 사용되는 폴리실리콘층(504)이 형성되고, 계속해서 실리콘산화물로 이루어지는 상부층(505)이 형성된다(도 5B).
상부층(505)이 형성된 후, 포토다이오드 영역(PD AREA) 이외의 영역, 즉 트랜지스터 영역(TR AREA)에서 상부층(505), 제 2 반사방지층(504), 그리고 제 1 반사방지층 중 일부(503)가 제거되는 동시에 트랜지스터 스페이서가 형성된다(도 5C). 본 발명의 실시예에서 상부층(505), 제 2 반사방지층(504), 그리고 제 1 반사방지층 중 일부(503)는 마스크를 이용한 식각 공정을 이용하여 제거되는 것이 바람직하다.
도 6A 내지 도 6C는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 다른 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
제 1 반사방지층(602 내지 603)이 형성되는 과정까지는 도 5A 내지 도 5C의 공정과 동일하지만, 도 6A 내지 도 6C 공정에서는 제 1 반사방지층(602 내지 603)이 형성된 후 트랜지스터 스페이서(607)가 형성된다(도 6A).
트랜지스터 스페이서(607)가 형성되는 과정은 다음과 같다. 먼저 제 1 반사 방지층(602 내지 603) 상에 실리콘질화물로 이루어지는 스페이서 전구체층을 형성한다. 다음으로 게이트(606) 측면의 스페이서 전구체층(607)을 제 나머지 스페이서 전구체층을 제거함으로써 트랜지스터 스페이서(607)가 생성된다.
트랜지스터 스페이서(607)가 형성된 후, 제 2 반사방지층으로 사용되는 폴리실리콘층(604)이 형성되고, 계속해서 실리콘산화물로 이루어지는 상부층(605)이 형성된다(도 6B).
상부층(605)이 형성된 후, 포토다이오드 영역(PD AREA) 이외의 영역, 즉 트랜지스터 영역(TR AREA)에서 상부층(605), 제 2 반사방지층(604)이 제거된다(도 6C). 본 발명의 실시예에서는 포토레지스트를 포토다이오드 영역(PD AREA) 상에 형성한 후 트랜지스터 영역(TR AREA) 상의 상부층(605), 제 2 반사방지층(604)을 제거하는 공정을 이용한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자와 일반적인 고체촬상소자의 투과율을 비교하기 위한 그래프이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 실리콘질화물을 이용하는 반사방지구조(ARS)는 청색 파장영역에서 투과율이 급격히 감소하다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘을 이용하는 반사방지구조(ARS)는 가시광선 파장영역에서 일정한 투과율을 갖는 것을 알 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자는 포토다이오드 영역 상부로부터의 프레즈넬 반사를 감소시킬 수 있으며, 청색 파장영역에서도 다른 가시광선영역에서의 투과율과 동일한 투과율을 갖는 장점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자는 기판 물질과 동일한 물질을 이용하여 반사방지구조를 형성하므로, 파장에 따라 광학특성이 현저하게 변하는 물질이 기판으로 사용되는 경우에도 용이하게 반사방지구조를 구현할 수 있는 장점이 있다.

Claims (12)

  1. 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하는 고체촬상소자에 있어서,
    상기 포토다이오드 영역은,
    반도체 기판;
    상기 반도체 기판 상에 형성되는 제 1 반사방지층;
    상기 제 1 반사방지층 상에 형성되는 제 2 반사방지층; 및
    상기 제 2 반사방지층 상에 형성되는 상부층을 구비하며,
    상기 반도체 기판과 상기 제 2 반사방지층은 제 1 물질로 이루어지고, 상기 제 1 반사방지층과 상기 상부층은 제 2 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 물질은 폴리실리콘이고, 상기 제 2 물질은 실리콘산화물인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  3. 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하는 고체촬상소자에 있어서,
    상기 포토다이오드 영역은,
    제 1 물질로 이루어지는 반도체 기판;
    상기 포토다이오드 영역의 상부에 형성되며 제 2 물질로 이루어지는 상부층; 및
    상기 반도체 기판과 상기 상부층 사이에 형성되는 복수의 반사방지층을 구비하며,
    상기 복수의 반사방지층 각각은 상기 제 1 물질 또는 제 2 물질로 이루어지고, 상기 제 1 물질로 이루어지는 복수의 반사방지층과 상기 제 2 물질로 이루어지는 복수의 반사방지층은 서로 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 물질은 폴리실리콘이고, 상기 제 2 물질은 실리콘산화물인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  5. 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하는 고체촬상소자에 있어서,
    상기 포토다이오드 영역은,
    제 1 물질로 이루어지는 반도체 기판;
    상기 포토다이오드 영역의 상부에 형성되며 제 2 물질로 이루어지는 상부층; 및
    상기 반도체 기판과 상기 상부층 사이에 형성되는 복수의 반사방지구조층 구비하며,
    상기 복수의 반사방지구조는 상기 제 2 물질로 이루어지는 제 2 반사방지구조층과, 상기 제 2 반사방지구조층 상에 형성되며 상기 제 1 물질로 이루어지는 제 1 반사방지구조층을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 물질은 폴리실리콘이고, 상기 제 2 물질은 실리콘산화물인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  7. 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하는 고체촬상소자를 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 물질로 이루어지는 반도체 기판 상에 제 2 물질로 이루어지는 절연층을 형성하는 단계;
    상기 트랜지스터 영역의 상기 절연층 상에 게이트를 형성하는 단계;
    상기 게이트가 형성된 상기 반도체 기판 상의 프로파일에 따라 상기 제 2 물질로 이루어지는 제 1 반사방지층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 반사방지층 상에 상기 제 1 물질로 이루어지는 제 2 반사방지층을 형성하는 단계;
    상기 제 2 반사방지층 상에 상기 제 2 물질로 이루어지는 상부층을 형성하는 단계; 및
    상기 트랜지스터 영역 상에 형성된 상기 제 1 반사방지층, 제 2 반사방지층 및 상부층을 식각하여, 상기 게이트 상부의 상기 제 1 반사방지층, 제 2 반사방지층 및 상부층을 제거하고, 상기 게이트 측면에 상기 제 1 반사방지층, 제 2 반사방 지층 및 상부층으로 이루어지는 트랜지스터 스페이서를 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 식각하여 제거하고 생성하는 단계는 마스크 공정을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 물질은 폴리실리콘이고, 상기 제 2 물질은 실리콘산화물인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
  10. 포토다이오드 영역과 트랜지스터 영역을 구비하는 고체촬상소자를 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 물질로 이루어지는 반도체 기판 상에 제 2 물질로 이루어지는 절연층을 형성하는 단계;
    상기 트랜지스터 영역의 상기 절연층 상에 게이트를 형성하는 단계;
    상기 게이트가 형성된 상기 반도체 기판 상의 프로파일에 따라 상기 제 2 물질로 이루어지는 제 1 반사방지층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 반사방지층 상에 제 3 물질로 이루어지는 스페이서 전구체층을 형성한 후 상기 게이트 측면의 스페이서 전구체층을 제외한 나머지 스페이서 전구체 층을 제거하여 트랜지스터 스페이서를 형성하는 단계;
    상기 게이트 및 트랜지스터 스페이서가 형성된 상기 반도체 기판 상의 프로파일에 따라 상기 제 1 물질로 이루어지는 제 2 반사방지층을 형성하는 단계;
    상기 제 2 반사방지층 상에 상기 제 2 물질로 이루어지는 상부층을 형성하는 단계; 및
    상기 트랜지스터 영역 상에 형성된 상기 제 1 반사방지층, 제 2 반사방지층 및 상부층을 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제거하는 단계는 상기 포토다이오드 영역 상에 포토레지스트를 형성하여 수행되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 물질은 폴리실리콘이고, 상기 제 2 물질은 실리콘산화물이고, 그리고 상기 제 3 물질은 실리콘질화물인 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
KR1020060019585A 2006-02-28 2006-02-28 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는고체촬상소자 및 그 제조방법 KR100752658B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060019585A KR100752658B1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는고체촬상소자 및 그 제조방법
US11/679,614 US7709919B2 (en) 2006-02-28 2007-02-27 Solid-state image sensing device including anti-reflection structure including polysilicon and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060019585A KR100752658B1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는고체촬상소자 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100752658B1 true KR100752658B1 (ko) 2007-08-29

Family

ID=38443718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060019585A KR100752658B1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는고체촬상소자 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7709919B2 (ko)
KR (1) KR100752658B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210123142A (ko) * 2020-04-02 2021-10-13 고려대학교 산학협력단 만능 임피던스 정합을 이용한 실리콘 기판 또는 게르마늄 기판 상의 무반사막 및 그 형성 방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100874954B1 (ko) * 2006-12-04 2008-12-19 삼성전자주식회사 후면 수광 이미지 센서
JP5123830B2 (ja) * 2008-11-26 2013-01-23 ルネサスエレクトロニクス株式会社 反射防止膜、反射防止膜の製造方法、及び反射防止膜を用いた半導体装置
IT1392502B1 (it) * 2008-12-31 2012-03-09 St Microelectronics Srl Sensore comprendente almeno un fotodiodo a doppia giunzione verticale integrato su substrato semiconduttore e relativo processo di integrazione
US20100163759A1 (en) * 2008-12-31 2010-07-01 Stmicroelectronics S.R.L. Radiation sensor with photodiodes being integrated on a semiconductor substrate and corresponding integration process
CN103616756B (zh) * 2013-11-28 2016-01-06 瑞声声学科技(深圳)有限公司 光学镜头

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960006063A (ko) * 1994-07-06 1996-02-23 문정환 고체촬상소자
KR19990086466A (ko) * 1998-05-28 1999-12-15 김영환 고체촬상소자 구조
KR20010028859A (ko) * 1999-09-27 2001-04-06 김영환 고체 촬상 소자 및 그의 제조방법
KR20010061531A (ko) * 1999-12-28 2001-07-07 박종섭 고체촬상소자 제조방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990084602A (ko) 1998-05-08 1999-12-06 윤종용 반사방지막을 이용하는 반도체장치의 포토레지스트 패턴 형성방법
JP2002158345A (ja) * 2000-11-22 2002-05-31 Shimadzu Corp 固体撮像素子
JP2003209235A (ja) 2002-01-16 2003-07-25 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法
JP4456806B2 (ja) * 2002-03-19 2010-04-28 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置、電気光学装置とその製造方法、電子機器
JP3840203B2 (ja) * 2002-06-27 2006-11-01 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び固体撮像装置を用いたカメラシステム
JP2004134672A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Sony Corp 超薄型半導体装置の製造方法および製造装置、並びに超薄型の裏面照射型固体撮像装置の製造方法および製造装置
JP2004247552A (ja) 2003-02-14 2004-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像素子
JP2005142510A (ja) 2003-11-10 2005-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960006063A (ko) * 1994-07-06 1996-02-23 문정환 고체촬상소자
KR19990086466A (ko) * 1998-05-28 1999-12-15 김영환 고체촬상소자 구조
KR20010028859A (ko) * 1999-09-27 2001-04-06 김영환 고체 촬상 소자 및 그의 제조방법
KR20010061531A (ko) * 1999-12-28 2001-07-07 박종섭 고체촬상소자 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210123142A (ko) * 2020-04-02 2021-10-13 고려대학교 산학협력단 만능 임피던스 정합을 이용한 실리콘 기판 또는 게르마늄 기판 상의 무반사막 및 그 형성 방법
KR102370709B1 (ko) * 2020-04-02 2022-03-04 고려대학교 산학협력단 만능 임피던스 정합을 이용한 실리콘 기판 또는 게르마늄 기판 상의 무반사막 및 그 형성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US7709919B2 (en) 2010-05-04
US20070201137A1 (en) 2007-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI399849B (zh) 固態成像裝置,製造固態成像裝置之方法,及電子設備
US20110068426A1 (en) Photodiodes and methods for fabricating photodiodes
US8338900B2 (en) Image sensor having curved micro-mirrors over the sensing photodiode and method for fabricating
US7816641B2 (en) Light guide array for an image sensor
US20050116271A1 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
KR100752658B1 (ko) 폴리실리콘을 이용한 반사방지구조를 구비하는고체촬상소자 및 그 제조방법
JP2006140475A (ja) 集積回路光検出器の光学的強化方法および装置
KR20050087141A (ko) 다층 반사 방지막을 포함하는 고체 촬상 소자 및 그 다층반사 방지막의 제조 방법
US20220262845A1 (en) Lens structure configured to increase quantum efficiency of image sensor
CN100499147C (zh) 图像感测元件及其制作方法
JP2006013522A (ja) イメージセンサー及びその製造方法
US8455811B2 (en) Light guide array for an image sensor
JP2012186396A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JP2005303310A (ja) 光学効率を増加させる金属パターン周辺の絶縁層の平坦化方法
JP5735756B2 (ja) 電子装置の製造方法
US20110115953A1 (en) Solid-state image sensing device
JP2006041026A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
KR100748327B1 (ko) 시모스 이미지센서 및 그 제조방법
KR20030002018A (ko) 이미지센서
TWI685958B (zh) 影像感測器及其製造方法
JP2004356269A (ja) 光電変換装置およびその製造方法
KR100410693B1 (ko) 이미지센서 및 그 제조 방법
JP2005175072A (ja) 固体撮像装置とその製造方法
KR20050020408A (ko) 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법
JP2006237362A (ja) 固体撮像素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120801

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130731

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140731

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160801

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180731

Year of fee payment: 12