KR100769874B1 - 고체 촬상 장치의 제조 방법 및 전자 정보 장치 - Google Patents
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Abstract
하나 이상의 전하검출부가 반도체기판상에 형성된 복수의 광전변환부에서 광전변환되어 축적된 복수의 전하 각각을 검출하고, 각 전하검출부는 복수의 광전변환부에 의해 공유화되는 고체 촬상 장치의 제조방법으로서, 상기 방법은 복수의 광전변환부의 배열방향에 교차하는 하나 이상의 방향으로부터 이온 주입을 행함으로써 복수의 광전변환부 각각의 표면상에 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 포함하고, 상기 하나 이상의 방향은 상기 표면에 수직한 수선에 대하여 소정의 경사각도를 갖는다.
고체 촬상 장치, 전자 정보 장치
Description
도1은 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제 1 실시형태에 있어서의 2화소부 단위의 요부 평면도이다.
도2(a)는 도1의 2화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도2(b)는 도2(a)의 A-A'선 단면도, 도2(c)는 도2(a)의 B-B'선 단면도이다.
도3은 도1의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 각 공정에 있어서의 요부 평면도이며, 도3(a)는 활성영역과 비활성영역의 분리 공정을 나타낸 평면도, 도3(b)는 게이트 전극 형성 공정을 나타낸 평면도, 도3(c)는 포토다이오드 N층 및 표면 P+층 형성 공정을 나타낸 평면도, 도3(d)는 전하검출부 N층 및 리셋 드레인 형성 공정을 나타낸 평면도이다.
도4는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치 및 이 고체 촬상 장치내의 화소 패턴과 실리콘 웨이퍼의 관계를 나타낸 평면도이다.
도5는 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제 2 실시형태에 있어서의 2화소부 단위의 요부 평면도이다.
도6(a)는 도5의 2화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도6(b)는 도6(a)의 A-A'선 단면도, 도6(c)는 도6(a)의 B-B'선 단면도이다.
도7은 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치와의 제 1 비교예에 있어서의 3화소부 이상인 경우의 요부 평면도이다.
도8은 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치와의 제 2 비교예에 있어서의 3화소부 이상인 경우의 요부 평면도이다.
도9는 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제 3 실시형태에 있어서의 4화소부 단위의 요부 평면도이다.
도10(a)는 도9의 4화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도10(b)는 도10(a)의 A-A'선 단면도, 도10(c)는 도10(a)의 B-B'선 단면도, 도10(d)는 도10(a)의 C-C'선 단면도, 도10(e)는 도10(a)의 D-D'선 단면도이다.
도11은 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제 3 실시형태의 다른 사례에 있어서의 4화소부 단위의 요부 평면도이다.
도12는 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제 4 실시형태에 있어서의 4화소부 단위의 요부 평면도이다.
도13은 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제 4 실시형태의 다른 사례에 있어서의 4화소부 단위의 요부 평면도이다.
도14(a)는 도13의 2화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도14(b)는 도14(a)의 A-A'선 단면도, 도14(c)는 도14(a)의 B-B'선 단면도이다.
도15는 종래의 CMOS형 고체 촬상 장치의 2화소 단위의 요부 평면도이다.
도16(a)는 도15의 2화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도16(b)는 도16(a)의 A-A'선 단면도, 도16(c)는 도16(a)의 B-B'선 단면도이다.
도17은 도15의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 각 공정에 있어서의 요부 평면도이며, 도17(a)는 활성영역과 비활성영역의 분리 공정을 나타낸 평면도, 도17(b)는 게이트 전극 형성 공정을 나타낸 평면도, 도17(c)는 포토다이오드 N층 및 표면 P+층 형성용 패턴 형성 공정을 나타낸 평면도, 도17(d)는 전하검출부 N층 및 리셋 드레인 형성 공정을 나타낸 평면도이다.
도18은 도16의 A-A' 단면에 대응하도록 기판 중의 각 영역에 각각 형성되는 포텐셜을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도19는 전하검출부를 도15에 도시된 바와 같은 상하 두개의 화소부 각각에 공유한 구조에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이며, 도19(a)는 상하 2화소로 전하검출부 이후를 공유할 경우를 나타낸 2화소 단위의 평면도, 도19(b)는 각 화소마다 전하검출부를 형성했을 경우를 나타낸 2화소부를 나타낸 평면도이다.
도20(a)는 종래의 고체 촬상 장치의 2화소 단위의 요부 평면도, 도20(b)는 도20(a)의 E-E'선 단면도이다.
[부호의 설명]
100, 110, 121, 122, 123, 130 : CMOS형 고체 촬상 장치
1 : N형 반도체(실리콘)기판, 2 : P형 확산층(P 웰)
5, 51, 52 : 판독 게이트 전극, 6 : 리셋 게이트 전극
7, 71, 72 : N형 불순물 확산층(광전변환부; 전하축적영역)
8, 81 : 표면 P+층 형성용 레지스트 패턴
9, 91 : 전하검출부, 10 : 리셋 드레인부
13, 13a, 13b, 13c, 131, 132, 131a, 132a, 131b, 132b : 포토다이오드 표면 P+층
14∼21 : 이온 주입 방향, C1 : 수선
본 발명은 광전변환부에서 입사광으로부터 변환된 전하량을 검출하는 전하검출부가 복수의 광전변환부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법 및 이것에 의해 제조된 고체 촬상 장치를 이용한 카메라 첨부 휴대전화장치, 디지털 스틸 카메라, 및 디지털 비디오 카메라 등의 전자 정보 장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 고체 촬상 장치는 포토다이오드층(광전변환부; 전하축적영역)에서 발생한 전하를 판독 게이트를 통해 판독하고, 그 판독된 전하량을 전하검출부[플로팅 디퓨전부(floating diffusion section)]에서 검출한다. 이 경우에, 하나의 전하검출부를 복수의 포토다이오드에서 공유하는 CM0S(complementary metal oxide semiconductor)형 고체 촬상 장치가 특허문헌1에 개시되어 있다. 이것을 도15∼도19를 이용하여 설명한다.
도15는 종래의 CMOS형 고체 촬상 장치의 2화소 단위의 요부를 나타낸 평면도, 도16(a)는 도15에 도시된 2화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도16(b)는 도16(a)의 A-A'선 단면도, 도16(c)는 도16(a)의 B-B'선 단면도, 도17은 도15에 도시된 CMOS형 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 각 공정에 있어서의 요 부를 나타낸 평면도이다.
도15∼도17에 있어서, CMOS형 고체 촬상 장치(200)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 우선, N형 반도체기판(201) 전면 상에 보론(boron) 등의 이온 주입과 열처리에 의해 P형 확산층(202)(P 웰)을 형성한다. 이어서, 소자 중의 활성영역과 비활성영역을 분리하기 위해서 평면으로 보았을 때 도17(a)에 도시된 바와 같은 패턴(203)을 사용한 기판에 선택적으로 열산화 처리를 행한다. 따라서, 비활성영역 측에는 두터운 열산화막이 형성된다.
이어서, 1000℃~1100℃의 온도에서 O2 가스, HCl 가스 대기의 열산화 처리에 의해 그 실리콘 기판(1)의 표면(활성영역의 표면)에 게이트 실리콘 산화막(204)을 형성한다. 그 후, 폴리 실리콘 막과 W(tungsten)막의 적층막 등을 CVD/스퍼터링(sputtering) 등에 의해 성막한다. 도17(b)에 도시된 바와 같은 패턴으로 포토리소그래피를 행한 후 이것에 드라이 에칭(dry etching)을 행한다. 따라서, 판독 게이트 전극(205)과 리셋 게이트 전극(206)이 패턴(203)에 대응하는 N형 불순물 확산층(207)이 되는 영역상에 형성된다.
또한, 포토다이오드층(광전변환부; 전하축적영역)이 되는 N형 불순물 확산층(207)의 영역을 도17(c)에 도시된 바와 같은 레지스트 패턴(208)을 형성하는 표면 P+층을 이용하여 패터닝한다. 그 후, N형 불순물 확산층(207)에 이온 주입(예컨대, 인 또는 비소)과 열처리를 행한다. 따라서, 포토다이오드층이 되는 N형 불순물 확산층(207)의 주위에 비활성층의 두터운 산화막이 형성된다. 판독 게이트 전 극(205)측에 있어서 N형 불순물 확산층의 면은 판독 게이트 전극(205)에 의해 셀프 얼라인먼트(self-alignment)되어 형성된다.
또한, 전하검출부(209) 및 리셋 드레인부(210)를 도17(d)에 도시된 바와 같은 패턴(211)을 형성하는 N+층을 이용하여 소정 패턴으로 패터닝한다. 그 후, 합성 전하검출부(209)와 리셋 드레인부(210)에 비소 등의 이온 주입을 행한다. 전하검출부(209)와 리셋 드레인부(210)는 각 게이트 전극(205, 205) 및 리셋 게이트(206)와 두터운 비활성영역을 갖는 산화막에 의해 셀프 얼라인먼트되어 각각 형성된다.
또한, 포토다이오드층의 표면(실리콘기판 표면)에서 발생하는 에너지 레벨에 의한 백색 결함(white defect)을 억제하기 위해, 도17(c)에 도시된 바와 같은 레지스트 패턴(208)을 형성하는 표면 P+층으로서의 동일한 패턴을 사용하여 포토다이오드층을 패터닝한다. 소정 경사를 갖는 이온 주입 방향(212)에 의해 포토다이오드층의 표면에 보론 등의 이온 주입과 열처리를 행하여 광전변환부 표면에 불순물 영역으로서 포토다이오드 표면 P+층(213)을 형성한다.
상기한 바에 따라, 종래의 CMOS형 고체 촬상 장치(200)가 제조된다.
여기서, 포토다이오드(광전변환부)로부터 판독 게이트를 통해 전하검출부(플로팅 디퓨전부)로 전하가 판독되는 동작에 대해 도18을 이용하여 설명한다.
도18은 도16(b)의 A-A'선 단면에 대응하도록 반도체기판 내의 각 영역에 형성되는 포텐셜을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도18에 도시된 바와 같이, N형 불순물 확산층(207)(포토다이오드층)은 전하축적 영역일 뿐만 아니라 입사광을 광전변환하는 영역이기도 하다. 이 포토다이오 드층에는 광전변환에 의한 전하가 축적되어 있다. 판독 게이트 전극(205)에 소망하는 타이밍(timing)으로 판독 전압을 인가하면, 판독 게이트 전극(205) 아래의 기판 영역의 포텐셜이 떨어진다. 따라서, 포토다이오드층에 축적된 전하는 판독 게이트 전극(205)을 통해 전하검출부(209)측으로 흘러 들어간다. 이 전하검출부(209)에 의해 검출된 전하량에 대응한 전위를 증폭하여 촬상 신호가 얻어진다.
여기에서, 전하검출부(209)를 상하 두개의 화소부[N형 불순물 확산층(207); 포토다이오드층] 각각에 공유한 구조에 대해 설명한다.
도19는 도15에 도시된 바와 같이 전하검출부(209)를 상하 두개의 화소부[N형 불순물 확산층(207);포토다이오드층] 각각에 공유한 구조에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 상하 2화소로 전하검출부(209)와 그 이후의 후속부를 공유할 경우를 나타내는 2화소 단위의 평면도이다. (b)는 각 화소마다 전하검출부를 형성한 경우의 2화소를 나타낸 평면도이다.
도19(a)에 도시된 바와 같은 2화소부[N형 불순물 확산층(207); 포토다이오드층] 단위로 판독 게이트 전극(205)을 통해 전하검출부(209)를 공유하는 경우, 1화소부당 화소면적을 도19(b)에 도시된 바와 같은 1화소부[N형 불순물 확산층(207a 또는 207b); 포토다이오드층] 각각에 판독 게이트 전극(205a 또는 205b)을 통해 전하검출부(209a 또는 209b)를 형성했을 경우의 화소면적에 비해 크게 함으로써 입사광에 대한 감도특성이 향상된다. 이 경우, 전하 판독 동작에 대해서는 전하축적, 판독 및 리셋을 상하 2화소부에서 좋은 타이밍으로 제어함으로써 양호한 촬상 화상을 얻을 수 있다.
이러한 포토다이오드층(광전변환부)으로부터 전하검출부(209)로의 전하 판독 동작은 판독 게이트 전극(205) 아래의 상태에 의해 큰 영향을 받는 것을 알고 있다. 판독 게이트 전극(205) 아래의 포텐셜 배리어(potential barrier)의 높이에 의해, 입사광이 광전변환되어서 포토다이오드층[N형 불순물 확산층(207)]에 축적된 전하를 전하검출부(209)로 완전히 판독하는데 필요한 판독 전압이나, 포토다이오드층[N형 불순물 확산층(207)]에 축적된 전하량 등에도 영향을 주게 된다. 따라서, 판독 게이트 전극(205) 아래의 상태는 CMOS형 고체 촬상 장치(200) 전체의 특성에 큰 영향을 주게 된다.
이 판독 게이트 전극(205) 아래의 포텐셜 배리어는 그 불순물층인 단일 P형 확산층(202)(P 웰)에 의해 또는, 이 P형 확산층(202)에 컨트롤용의 불순물을 도입함으로써 컨트롤한다. 그러나, 백색 결함을 억제하기 위해 형성된 포토다이오드 표면 P+층(213)이, 이온 주입 및 열처리에 의한 가로방향 확산에 의해 판독 게이트 전극(205) 아래로 확장됨으로써 포토다이오드 표면 P+층(213)이 판독 특성(축적 특성)에 주는 영향도 상당히 커지게 된다.
종래의 포토다이오드 표면 P+층(213)의 형성에 대해서 도16을 이용하여 상세히 설명한다.
이 포토다이오드 표면 P+층(213)은 비교적 저가속의 이온 주입 처리에 의해 형성된다. 그 이온 빔의 진입 방향(212)은 기판 웨이퍼 평면에 대한 수직방향에 대하여 약 7°의 경사각도를 갖는다. 이온 빔의 진입 방향(212)은 상하에 배치된 2개의 화소부 표면에 대하여 하측으로 기울어진 각도를 갖는 이온 주입 방향이 된다. 이 경우, 상방에 배치된 화소부로의 이온 빔의 진입 방향(212)과 하부에 배치된 화소부로의 이온 빔의 진입 방향(212)은 판독 게이트 전극(205)의 배치방향에 대하여 직교방향의 단면도인 도16(b) 및 도16(c)와 다르다. 즉, 도16(b)에서는 상방에 배치된 화소부로의 이온 빔에 의해 포토다이오드 표면 P+층(213)이 판독 게이트 전극(205) 아래로 상당히 확장되도록 형성되어 있다. 또한, 도16(c)에서는 하방에 배치된 화소부로의 이온 빔에 의해 포토다이오드 표면 P+층(213)의 선단 에지부가 판독 게이트 전극(205)의 에지와 일치하는 위치까지 형성되어 있다. 즉, 도16(c)에 도시된 바와 같이 하방에 배치된 화소부에 대해서는 판독 게이트 전극(205)의 섀도잉에 의해 판독 게이트 전극(205)으로부터 조금 떨어진 위치에 포토다이오드 표면 P+층(213)의 선단 에지부를 형성하고[즉, 이온이 판독 게이트 전극(205)의 에지에서 주입되지 않음], 다음 열처리에 의해 판독 게이트 전극(205)의 에지(단부)와 일치하도록 가로방향으로 확산된다.
한편, 특허문헌2에서는 도20에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 CMOS형 고체 촬상 장치(300)에 있어서, P형 반도체기판(301) 전면상에 N 웰 층(302)을 형성한다. N 웰 층(302) 표면에 게이트 실리콘 산화막(304)을 형성한다. 그 후, 판독 게이트 전극(305)과 리셋 게이트 전극(306)을 게이트 실리콘 산화막(304)이 형성된 기판상에 형성한다. 이어서, 이온 주입에 의해 포토다이오드층이 되는 N형 불순물 확산층(307)을 소정 위치에 형성한다. 그 후, N형 불순물 확산층(307)이 형성된 기판상에 전하검출부(309) 및 리셋 드레인부(310)를 각각 형성한다. 또한, 그 N형 불순물 확산층(307)의 표면에의 이온 주입을 행한다. 그 후, 그 위에 열처리를 행하 고, 광전변환부 표면의 불순물 영역으로서 포토다이오드 표면 P+층(313)을 가로방향으로 확산시킨다. 전하검출부(309)는 N형 소스(314), P형 게이트(315) 및 N형 채널(316)에 의해 구성된다.
이 경우, N형 불순물 확산층(307)과 포토다이오드 표면 P+층(313)의 오버랩을 잘 제어하여 형성한다. 따라서, N형 불순물 확산층(307)으로부터 전하검출부(309)로 N형 불순물 확산층(307)상의 잔여 전하없이 전하를 전부 전송함으로써 잔상의 발생을 억제할 수 있다.
[특허문헌1] 일본 특허공개 평9-46596호 공보
[특허문헌2] 일본 특허공개 평11-126893호 공보
그러나, 상기 종래의 특허문헌1의 구성에서는 전술한 바와 같이 포토다이오드 표면 P+층(213)을 형성하기 위한 이온 주입에 있어서, 도16(b)에 도시된 바와 같이 상방에 배치된 화소부로의 이온 빔에 의해 포토다이오드 표면 P+층(213)이 판독 게이트 전극(205) 아래로 상당히 확장되도록 형성되어 도16(c)에 도시된 바와 같이 하방에 배치된 화소부로의 이온 빔에 의해 포토다이오드 표면 P+층(213)의 선단 에지부가 판독 게이트 전극(205)의 에지와 일치하는 위치까지 형성된다. 각각의 포토다이오드 표면 P+층(213)의 선단 에지부 사이의 불균일성에 의해 상방에 배치된 화소부와 하방에 배치된 화소부의 소자특성에 큰 차이가 발생한다. 촬상 화면상의 라인 각각에 상이한 특성을 갖는 소자의 혼재는 촬상 화면에 큰 형향을 준다. 따라서, 특허문헌1의 발명은 표시 화면상의 가로줄 등의 표시 결함이 발생한다는 문제가 있다.
한편, 상기 종래의 특허문헌2에는 전술한 바와 같이 포토다이오드 표면 P+층(313)을 형성하기 위한 이온 주입 방향에 대해서는 아무런 기재가 없다. 열처리에 의해 포토다이오드 표면 P+층(313)을 판독 게이트 전극(305) 아래로 확장되도록 가로방향으로 확산시켜서 형성한다. 따라서, 특허문헌2에서는 잔여 전하없이 전하검출부(309)로 전하를 완전히 전송함으로써 잔상의 발생을 억제하기 위해 N형 불순물 확산층(307)와 포토다이오드 표면 P+층(313)의 최적의 오러랩을 형성하도록 하고 있다. 그러나, 포토다이오드 표면 P+층(313)의 선단 에지부는 열처리에 의해 판독 게이트 전극(305)의 아래로 확장되기 때문에 각각의 에지 확산의 단계에서 포토다이오드 표면 P+층(313)의 선단 에지부의 판독 게이트 전극(305) 아래의 위치가 균일해지지 않는다. 따라서, 판독 게이트 전극(305) 아래의 포토다이오드 표면 P+층(313)의 선단 에지부의 위치 사이에 차이가 발생한다. 따라서, 특허문헌1과 유사한 문제가 발생한다.
본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하고자 한다. 각 화소부의 판독 특성을 균일하게 할 수 있는 고체 촬상 장치의 제조 방법, 및 이것에 의해 제조된 고체 촬상 장치를 사용한 카메라 첨부 휴대전화장치 등의 전자 정보 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법은 반도체기판상에 형성된 복수의 광전변환부에서 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 하나 이상 의 전하검출부가 상기 복수의 광전변환부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 광전전환부의 각 표면부에 각각 상기 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 상기 복수의 광전전환부의 배열 방향에 대해서 교차하는 방향으로부터의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 가지는 것이며, 그것에 의해 상기 목적이 달성된다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 배열 방향과 상기 배열 방향에 대하여 교차하는 방향이 이루는 각도는 직각이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 배열 방향과 상기 배열 방향에 대하여 교차하는 하나 이상의 방향이 이루는 각도는 45°이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 배열 방향에 대하여 교차하는 방향으로부터의 이온 주입 방향은 하나 또는 복수의 방향이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 광전변환부가 2화소부인 경우에, 상기 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 상기 배열 방향에 대하여 직교하는 방향 및 이 직교하는 방향의 역방향 중 어느 하나이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 광전변환부가 4화소부인 경우에, 상기 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 상기 배열 방향에 대하여 직교하는 방향 및 이 직교하는 방향에 대한 역방향인 두 방향이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 광전변환부가 2화소부인 경우에, 상기 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 상기 배열 방향에 직교하는 방향에 대하여 45°의 각도를 형성하는 두 방향이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 광전변환부가 4화소부인 경우에, 상기 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 상기 배열 방향에 직교하는 방향에 대하여 45°의 각도를 형성하는 두 방향, 및 이 두 방향의 역방향인 합계 네 방향이다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법은 반도체기판상에 형성된 복수의 광전변환부에서 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 전하검출부가 상기 복수의 광전변환부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 광전변환부의 각 표면부에 각각 상기 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 상기 복수의 광전변환부의 1배열 방향 및 그 역방향인 두 방향으로부터의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 가지는 것이며, 그것에 의해 상기 목적이 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법은 상기 광전변환부로부터 상기 전하검출부로 복수의 전하를 판독하는 도전형 반도체기판상에 게이트 전극을 형성하는 게이트 전극 형성 공정; 상기 광전변환부로서 제 1 도전형 전하축적영역을 형성하는 광전변환부 형성 공정; 및 상기 게이트 전극을 사이에 삽입하여 상기 광전변환부와 인접한 상기 제 1 도전형의 전하검출부를 형성하는 전하검출부 형성 공정을 포함하고, 상기 불순물 영역 형성 공정은 상기 광전변환부 표면상에 불순물 영역을 제 2 도전형으로 형성한다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 이온 주입 방향은 상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단부의 하부에 상기 불순물 영역의 선단 에지부가 확장되어 형성되는 방향이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서 이온 주입 방향은 상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단부로부터 상기 소정의 경사각도 만큼 벗어나서 상기 불순물 영역이 형성되는 방향이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서 각도 α는 직각 또는 45°이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단부로부터 상기 소정의 경사각도 만큼 벗어나서 상기 표면부에 불순물 영역이 형성되지 않도록, 단면에서 보았을 때, 상기 광전변환부상의 게이트 전극의 단면이 확장되고 테이퍼진 형상을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서 이온 주입 방향은 상기 광전변환부측으로부터 상기 게이트 전극의 세로방향에 각도 α로 교차하는 방향이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 전하검출부가 공유화되어 있는 복수의 광전변환부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2화소부이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 전하검출부는 각 화소부의 판독 게이트 전극을 통해 2화소부에 의해 공유되고, 상기 2화소 부의 배열 방향에 대하여 직교하는 가상 2등분선상에 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 전하검출부가 공유화되어 있는 복수의 광전변환부는 4화소부이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 4화소부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2조의 각 2화소부를 갖고, 각 화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 4화소부의 중앙 위치에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 소정의 경사각도는 상기 반도체기판상의 결정 격자에 대하여 채널링(channeling)이 발생하지 않는 각도이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 반도체기판은 실리콘 반도체기판이며, 상기 결정 격자는 실리콘 결정 격자이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 소정의 경사각도는 7°±0.5°이다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 이온 주입 방향이 복수의 다른 방향일 경우, 상기 복수의 다른 방향 각각에 이온 주입 처리를 행한다.
또한, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 이온 주입 방향은 상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단부의 하부 아래로 상기 광전변환부 표면의 불순물 영역의 선단 에지부가 확장되어 형성되는 복수의 다른 방향이며, 상 기 복수의 다른 방향 각각에 이온 주입 처리를 행한다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법은 반도체기판상에 형성된 2화소부 단위로 이차원으로 복수 배열되어 상기 2화소부를 구성하는 각 광전변환부에서 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 전하검출부가 상기 2화소부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법으로서, 상기 각 광전변환부의 각 표면부에 각각 상기 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 상기 2화소부의 배열 방향의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 갖고, 상기 이온 주입 방향은 서로 역방향인 두 방향이며 상기 불순물 영역 형성 공정은 상기 이온 주입 방향 각각에 이온 주입 처리를 행함으로써 상기 목적이 달성된다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법은 반도체기판상에 형성된 4화소부 단위로 이차원으로 복수 배열되어 상기 4화소부를 구성하는 각 광전변환부에서 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 전하검출부가 상기 4화소부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법으로서, 상기 각 광전변환부의 각 표면부에 각각 상기 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고 상기 4화소부의 배열 방향의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 갖고, 상기 4화소부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2조의 각 2화소부로 구성되고, 상기 4화소부의 배열 방향은 상하 및 좌우의 각 방향이며, 상기 이온 주입 방향은 서로 역방향인 두 방향과 이 두 방향에 직교하는 서로 역방향인 두 방향 중 적어도 상기 서로 역방향인 두 방향이며, 상기 불순물 영역 형성 공정은 상기 이온 주입 방향 각각에 이온 주입 처리를 행함으로써 상기 목적이 달성된다.
본 발명에 의한 전자 정보 장치는 본 발명에 따른 상기 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치를 촬상부에 사용하고, 이 촬상부에서 촬상된 촬상 화상을 표시 화면상에 표시 가능하게 함으로써 상기 목적이 달성된다.
본 발명에 의한 전자 정보 장치는 본 발명에 따른 상기 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치를 촬상부에 사용하고, 이 촬상부에서 촬상한 촬상 화상을 화상 기억부에 기억 가능하게 함으로써 상기 목적이 달성된다.
본 발명에 의한 전자 정보 장치는 본 발명에 의한 상기 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치를 촬상부에 사용하고, 이 촬상부에서 촬상한 촬상 화상을 통신부에서 통신 가능하게 함으로써 상기 목적이 달성된다.
바람직하게는, 본 발명에 의한 전자 정보 장치는 상기 촬상 화상을 표시 화면상에 표시 가능하게 하는 것, 상기 촬상 화상을 화상 기억부에 기억 가능하게 하는 것, 및 상기 촬상 화상을 통신부에서 통신 가능하게 하는 것 중 적어도 어느 하나를 행한다.
본 발명의 상기한 장점 및 다른 장점은 첨부 도면을 참조하여 후술되는 상세한 설명에 의해 당업자에게 자명해질 것이다.
이하, 상기 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.
본 발명에 있어서, 반도체기판상에 형성된 복수의 광전변환부에서 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 전하검출부가 이 복수의 광전변환부 각각에 공유화되어 있고, 이 복수의 광전변환부의 각 표면부에 각각 그 표면부에 대 한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고 이 복수의 광전변환부의 배열 방향에 대하여 교차하는 방향으로부터의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하고 있다.
따라서, 종래와는 다르게 광전변환부측의 게이트 전극 단부의 하부 아래로 불순물 영역의 선단 에지부가 확장되어 형성되는 것과, 광전변환부측의 게이트 전극 단부로부터 소정의 경사각도 만큼 벗어나서 불순물 영역이 형성되는 것이 화면상에서 혼재하지 않는다. 따라서, 상기 형태 중 적어도 어느 하나의 형태가 나타나지 않는다. 따라서, 광전변환부 표면부의 불순물 영역과 게이트 전극 단부의 위치 관계가 균일 또는 동일해진다. 따라서, 각 화소부로부터의 판독 특성이 균일 또는 동일해질 수 있기 때문에 화면상에 수평줄 또는 껄끄러움이 방지되어 양호한 화질이 얻어진다.
이하, 본 발명에 의한 고체 촬상 장치의 제조 방법의 제 1 ~ 4 실시형태를 CMOS형 고체 촬상 장치의 제조 방법에 적용했을 경우에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 여기서, CMOS형 고체 촬상 장치의 제조 방법에 대해서 설명한다. 그러나, 이것에 한정되지 않고 CCD형 고체 촬상 장치의 제조 방법에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
[제 1 실시형태]
도1은 본 발명의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제 1 실시형태에 있어서의 2화소 단위의 요부 평면도, 도2(a)는 도1의 2화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도2(b)는 도2(a)의 A-A'선 단면도, 도2(c)는 도2(a)의 B-B'선 단면도, 도3은 도1의 CMOS형 고체 촬상 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 각 공정에 있어서의 요부 평 면도이다.
도1∼도3에 있어서, CMOS형 고체 촬상 장치(100)는 2화소부를 단위로 하여 복수로, 그리고, 2차원으로 배열되어 있다. 전하검출부(9)는 2화소부의 각 화소부를 구성하는 각 광전변환부[포토다이오드층; N형 불순물 확산층(7)]의 각 판독 게이트 전극(5)을 통해 상기 광전변환부[N형 불순물 확산층(7)]에 의해 공유화된다. 2화소부의 배열 방향(평면으로 보았을 때 상하의 배열 방향)에 직교하는 가상 2등분선상에 전하검출부(9)가 형성되어 있다. 상기한 바와 같이, 전하검출부(9)가 공유화되어 있는 광전변환부[포토다이오드층; N형 불순물 확산층(7)]는 평면으로 보았을 때 상하로 배열된 2화소부이다.
제 1 실시형태에 따른 CMOS형 고체 촬상 장치(100)의 제조 방법에 대하여 2화소부 단위로 설명한다.
우선, N형 반도체(실리콘)기판(1)상에 보론 등의 이온 주입과 열처리에 의해 P형 확산층(2)(P 웰)을 형성한다. 이어서, 소자 중의 활성영역과 비활성영역을 분리하기 위해서, 기판상에 형성된 SiN막을 평면으로 보았을 때 도3(a)에 도시된 바와 같은 패턴(3)을 사용한 비활성영역에서만 제거한다. N형 반도체기판상에 열산화 처리를 행한다. 950℃~1100℃의 고온의 확산 화로내에 H2O를 넣어 열산화 처리를 행한다. 따라서, 비활성영역측에는 두터운 열산화막이 형성된다.
이어서, 실리콘기판(1)의 표면(활성영역 표면)에 1000℃~1100℃의 온도로 O2가스, HCl가스 공기의 열산화 처리에 의해 게이트 실리콘 산화막(4)을 형성한다. 그 후, 폴리 실리콘막과 W(tungsten)막 등의 적층막을 CVD/스퍼터링(sputtering) 등에 의해 형성한다. 도3(b)에 도시된 바와 같은 패턴을 사용한 적층막상에 포토리소그래피를 행하고, 이 적층막상에 드라이 에칭을 행한다. 따라서, 패턴(3)에 대응하는 N형 불순물 확산층(7)이 되는 영역상에 판독 게이트 전극(5)과 리셋 게이트 전극(6)이 형성된다.
또한, 도3(c)에 도시된 바와 같은 표면 P+층 형성용 레지스트 패턴(8)을 이용하여 포토다이오드층(광전변환부; 전하축적영역)이 되는 N형 불순물 확산층(7)의 영역을 패터닝한다. 그 후, 이 N형 불순물 확산층(7)에 인, 비소 등의 이온 주입, 및 열처리를 행한다. 따라서, 포토다이오드층이 되는 N형 불순물 확산층(7)의 주위에 두터운 비활성영역을 갖는 산화막이 형성된다. 판독 게이트 전극(5)측에 N형 불순물 확산층(7)의 면이 판독 게이트 전극(5)에 의해 셀프 얼라인먼트 되어서 형성된다.
또한, 도3(d)에 도시된 바와 같은 N+층 형성 패턴(11)을 이용하여 전하검출부(9) 및 리셋 드레인부(10)를 소정 패턴으로 패터닝한다. 그 후, 이 전하검출부(9) 및 리셋 드레인부(10)에 비소 등의 이온 주입을 행한다. 각각의 게이트 전극(5, 5), 리셋 게이트(6), 및 두터운 비활성영역을 갖는 산화막에 의해 전하검출부(9) 및 리셋 드레인부(10)가 셀프 얼라인먼트되어 형성된다.
또한, 포토다이오드층의 표면(실리콘기판 표면)에서 발생되는 에너지 레벨에 의한 백색 결함(발광점 결함; 전체 블랙스크린상의 광점)을 억제하기 위해, 도3(c)에 도시된 바와 같은 표면 P+층 형성용 레지스트 패턴(8)과 동일한 패턴을 이용하 여 포토다이오드층을 패터닝한다. 소정 경사를 갖는 이온 주입 방향(14)으로 포토다이오드층의 표면에 보론 등의 이온 주입 및 열처리를 행하여 광전변환부 표면의 불순물 영역으로서 포토다이오드 표면 P+층(13)을 형성한다.
상기한 바와 같이 제 1 실시형태에 따른 CM0S형 고체 촬상 장치(100)가 제조된다.
여기서, 실리콘 웨이퍼와 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치(100)내의 화소 패턴의 관계에 대하여 도4를 참조하여 상세히 설명한다.
도4는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치(100), 및 이 고체 촬상 장치(100)내의 화소 패턴과 실리콘 웨이퍼의 관계를 나타낸 평면도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치(100)(촬상 장치 칩)는 각 제조 공정을 거친다. 도4를 간략화하기 위해서 실리콘 웨이퍼(101)의 중앙부분만 도시하고 있다. 그러나, 실제는 실리콘 웨이퍼(101) 전면에 배치되어 있다.
이 촬상 장치 칩(100A)의 화소영역부(102)(촬상영역)에 몇 십만개로부터 몇 백만개의 촬상 화소부가 2차원으로 정렬되어 형성된다. 부분 확대도(D)는 촬상영역(102)으로부터 일부를 확대한 것이다. 이 부분 확대도(D)는 공통인 전하검출부(9)로부터 각 판독 게이트 전극(5) 각각을 통해 포토다이오드층[광전변환부; N형 불순물 확산층(7)]의 2화소만을 확대한 것이다.
포토다이오드층[광전변환부; N형 불순물 확산층(7)]상의 포토다이오드 표면 P+층(13)을 형성하기 위한 이온 빔의 이온 주입 방향(14)은 도4의 측면도에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(101)의 평면에 대한 수선(C1)과의 경사각도를 7°(±0.5°)로 하여 이온 주입한다. 또한, 이 이온 빔의 이온 주입 방향(14)은 도4의 위에서 본 도면에 도시된 바와 같이 실리콘 웨이퍼(101)의 기준이 되는 오리엔테이션 플랫(orientation flat)(103)을 하측으로 했을 경우, 오리엔테이션 플랫(103)의 중심선(C2)에 대하여 좌측으로 각도가 90°인 방향(좌측으로부터 우측으로의 수평방향)이다. 상기한 바와 같이, 이온 빔의 이온 주입 방향(14)이 이온 주입 장치에 의해 3차원적으로 설정된다.
이런 방식으로 이온 주입 방향(14)으로부터의 이온 빔의 주입에 의해 각 판독 게이트 전극(5)과 포토다이오드 표면 P+층(13)의 위치 관계는 상하의 각 화소부에서 정확히 동일해질 수 있다. 따라서, 포토다이오드 표면 P+층(13)측의 판독 게이트 전극(5)의 단부 아래로 포토다이오드 표면 P+층(13)(불순물 영역)의 선단이 확장되어 형성된다.
상기한 바와 같이, 제 1 실시형태에 있어서, 실리콘 웨이퍼(101)의 오리엔테이션 플랫(103)을 하측으로 한 상태로, 위로부터 아래로 및 좌측으로부터 우측으로 수선(C1)으로부터 소정 각도 기울어진 방향으로부터 보론 등의 이온이 진입하도록 이온 빔 방향을 설정하고, 포토다이오드 표면 P+층(13)이 각 판독 게이트 전극(5) 아래로 확장되도록 형성된다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 이 방향의 역방향, 즉, 위로부터 아래로 및 우측으로부터 좌측으로 수선(C1)으로부터 소정 각도 기울어진 방향으로부터 보론 등의 이온이 진입하도록 이온 빔 방향을 설정한다. 이러한 경우를 다음 제 2 실시형태에서 나타낸다.
[제 2 실시형태]
도5는 본 발명에 따른 CMOS형 고체 촬상 장치의 제 2 실시형태에 있어서, 2화소 단위의 요부 평면도, 도6(a)는 도5의 2화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도6(b)는 도6(a)의 A-A'선 단면도, 도6(c)는 도6(a)의 B-B'선 단면도이다.
도5 및 도6에 있어서, 제 2 실시형태에 따른 CMOS형 고체 촬상 장치(110)의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 실시형태의 CM0S형 고체 촬상 장치(100)의 제조 방법과 다른 것은 소정의 경사를 갖는 이온 주입 방향(15)으로부터 보론 등의 이온 주입과 열처리를 행하여 광전변환부 표면의 불순물 영역으로서 포토다이오드 표면 P+층(13a)을 형성하는 것이다. 즉, 제 2 실시형태에서의 이온 주입 방향(15)이 상기한 바와 같이 제 1 실시형태의 이온 주입 방향(14)과 반대의 방향으로 기울고 있다.
도5 및 도6에 있어서 우측으로부터 좌측으로 진입하는 이온은 각 판독 게이트 전극(5)에 의해 섀도잉됨에 따라 각 판독 게이트 전극(5)의 에지로부터 약간 떨어진 위치에서 이온 주입된다. 후속 열처리에 의해 포토다이오드 표면 P+층(13a)은 가로방향으로 확산된다. 각 판독 게이트 전극(5)의 에지 단부와 동일한 위치까지 포토다이오드 표면 P+층(13a)의 선단 에지부가 확산된다. 이 경우, 포토다이오드 표면 P+층(13a)은 포토다이오드 표면에서 발생한 에너지 레벨을 트랩(trap)하기 위해서 형성된다. 처리 조건 등에 의해 포토다이오드층[광전변환부: N형 불순물 확산층(7)]이 기판 표면에 노출되는 경우, 백색 결함이 악화될 염려가 있다. 따라서, 포토다이오드층[광전변환부; N형 불순물 확산층(7)]이 기판 표면에 노출되지 않도 록, 이온 주입시의 경사각도나 이온 주입량 등을 주의해서 설정할 필요가 있다.
각 판독 게이트 전극(5)의 에지 아래로 포토다이오드 표면 P+층(13a)의 선단 에지부가 확장되어 있는 상기 제 1 실시형태의 경우; 및 각 판독 게이트 전극(5)의 에지와 포토다이오드 표면 P+층(13a)의 선단 에지부가 일치하고 있는 제 2 실시형태의 경우 사이에 각 판독 게이트 전극(5)하에서의 포텐셜 배리어(potential barrier)의 형성 상황이 다르다. 즉, 각 판독 게이트 전극(5)의 에지 아래로 포토다이오드 표면 P+층(13a)의 선단 에지부가 확장되는 경우에는 포텐셜 배리어가 높다. 각 판독 게이트 전극(5)의 에지 아래로 포토다이오드 표면 P+층(13a)의 선단 에지부가 확장되지 않고 양자가 일치하고 있을 경우에는 포텐셜 배리어가 낮아진다. 따라서, 각 판독 게이트 전극(5)에 대한 판독 전압이나 포토다이오드 용량을 최적화하기 위한 각 판독 게이트 전극(5)하의 불순물 주입에 대해서, 이온 빔의 좌측으로부터의 주입과 우측으로부터의 주입 사이에 조건이 달라지므로 주의를 필요로 한다.
본 발명에 있어서, 전하검출부(9)는 3화소부 이상의 공유도 가능하다. 여기서, 이러한 경우에 대해 다음 제 1 비교예에서 설명한다.
[제 1 비교예]
제 1 비교예에서는 3화소부(포토다이오드층)이상으로 하나의 전하검출부를 공유하는 경우에 대해서 설명한다.
도7은 전하검출부(209)가 3화소부 이상에 의해 공유된 본 발명의 제 1 비교예에 따른 CMOS형 고체 촬상 장치의 요부 평면도이다.
도7에 도시된 바와 같이, 제 1 비교예에 따른 CMOS형 고체 촬상 장치(210)에서는 세로방향으로 배열된 3화소부[포토다이오드층(207a)] 이상이 각 판독 게이트 전극(205a)을 통해 하나의 전하검출부(209a)를 공유하고 있다.
그러나, 전하검출부(209a) 패턴을 공유하는 모든 화소부분의 거리만큼 전하검출부(209a)에 접속되는 메탈 배선 패턴 등을 확대할 필요가 있다. 따라서, 메탈 배선 패턴 등에 의해 전하검출부(209a)가 접속되는 레이아웃상에 여유가 없다면, 포토다이오드 면적 증대에 대한 효과가 인정되지 않는다. 공유하는 화소부수가 늘어나는 만큼 각각의 화소부의 구동이 고속으로 복잡해진다. 따라서, 상기 제 1 및 2 실시형태에서는 공유하는 화소부수를 "2"로 하고 있다.
[제 2 비교예]
제 2 비교예에서는 종횡 4화소부(포토다이오드층)가 하나의 전하검출부를 공유하는 경우에 대해서 설명한다.
도8은 본 발명의 제 2 비교예에 따른 CMOS형 고체 촬상 장치에 있어서 4화소부가 종횡으로 배열된 경우를 나타낸 요부 평면도이다.
도8에 도시된 바와 같이, 제 2 비교예의 CMOS형 고체 촬상 장치(120)에서는 종횡으로 배열된 4화소부[포토다이오드층(7b)]가 각 판독 게이트 전극(5b)을 통해 하나의 전하검출부(9b)를 공유하고 있다.
이런 방식으로, 하나의 전하검출부(9a)에서 4화소부를 공유하는 레이아웃이 형성될 수 있다. 이 경우에, 종으로 배열된 우측의 2화소부에 대해서 각 판독 게이트 전극(5b)의 에지 아래로 포토다이오드 표면 P+층(13b)의 선단 에지부가 확장되 는 이온 빔 방향(상기 제 1 실시형태의 좌측으로부터의 방향)으로부터 이온 주입하면 종으로 배열된 좌측의 2화소부에 대해서는 각 판독 게이트 전극(5c)의 에지 아래로 포토다이오드 표면 P+층(13c)의 선단 에지부가 일치하게 된다(상기 제 2 실시형태의 우측으로부터의 방향). 따라서, 종으로 배열된 좌측의 2화소부와 종으로 배열된 우측의 2화소부의 특성이 서로 상이하게 된다. 표시 화면상에 수평줄은 없어지지만, 껄끄러움이 발생하고, CMOS형 고체 촬상 장치(120)는 껄끄러움이 발생하는 경우에 사용될 수 없다. 이러한 문제를 해결한 사례에 대하여 제 3 실시형태를 통해 설명한다.
[제 3 실시형태]
제 3 실시형태에서는 종횡 4화소부인 경우에 이온 빔의 주입 방향을 소정의 경사를 갖는 이온 주입 방향(14)(제 1 실시형태), (15)(제 2 실시형태) 각각에 2회에 나누어서 이온 주입 처리를 행한 경우에 대하여 설명한다.
도9는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 CMOS형 고체 촬상 장치에 있어서의 종횡 4화소부 단위의 요부 평면도, 도10(a)는 도9에 도시된 4화소부의 각 단면 위치를 나타낸 평면도, 도10(b)는 도10(a)의 A-A'선 단면도, 도10(c)는 도10(a)의 B-B'선 단면도, 도10(d)는 도10(a)의 C-C'선 단면도, 도10(e)는 도10(a)의 D-D'선 단면도이다.
도9 및 도10에 도시된 바와 같이, 좌측 상하의 2화소인 포토다이오드층(광전변환부; 전하축적 영역)이 되는 각 N형 불순물 확산층(71)[포토다이오드 표면 P+층(131)]과 우측 상하의 2화소인 포토다이오드층(광전변환부; 전하축적 영역)이 되 는 각 N형 불순물 확산층(72)[포토다이오드 표면 P+층(132)]을 갖는 종횡 4화소부에 있어서, 그것들의 중앙부분에 각 판독 게이트 전극(51, 52)을 각각 통해 하나의 전하검출부(91)가 공통으로 형성되어 있고, 전하검출부(91)는 리셋 게이트 전극(6)을 통해 리셋 드레인부(10)에 접속 가능하게 되어 있다. 또한, 참조번호 81은 포토다이오드 표면 P+층(131, 132)으로의 이온 주입시의 레지스트 패턴이다.
실리콘 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫을 하측(전방측)으로 한 상태에서 이온 빔의 방향이 지면 상방으로부터 하방으로 및 좌측으로부터 우측으로 상기 수선(C1)으로부터 소정 각도 경사진 주입 방향에 보론 등의 이온이 진입하도록 설정하고, 우선, 좌측 상하 두개의 포토다이오드 표면 P+층(131)이 각 판독 게이트 전극(51)아래로 확장되도록 이온 주입 처리를 행하고, 그 후, 이것과는 역방향, 즉, 이온 빔의 방향이 지면 상방으로부터 하방으로 및 우측으로부터 좌측으로 상기 수선(C1)으로부터 소정 각도 경사진 방향에 보론 등의 이온이 진입하도록 설정하고, 우측 상하 두개의 포토다이오드 표면 P+층(132)이 각 판독 게이트 전극(52) 아래로 확장되도록 주입 시간을 2단계에 나누어서 이온 주입 처리를 행한다. 따라서, 종횡 4화소부의 경우에도 종횡 4화소부에서 판독 특성을 균일화할 수 있다.
또한, 제 3 실시형태에서는 좌측으로부터 우측으로의 이온 주입 방향(14)은 포토다이오드 표면 P+층(131, 132)으로의 제 1 회째의 이온 진입 방향, 또한, 우측으로부터 좌측으로의 이온 주입 방향(15)은 포토다이오드 표면 P+층(131, 132)으로의 제 2 회째의 이온 진입 방향으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 도11에 도시된 바와 같이, 바로 상측으로부터 바로 하측으로의 이온 주입 방향(16)은 포토다이오 드 표면 P+층(131, 132)으로의 제 1 회째의 이온 진입 방향, 또한, 바로 하측으로부터 바로 상측으로의 이온 주입 방향(17)은 포토다이오드 표면 P+층(131, 132)으로의 제 2 회째의 이온 진입 방향으로서도 상기 제 3 실시형태의 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
즉, 실리콘 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫을 하측(전방측)으로 한 상태에서 이온 빔의 방향이 지면 상측으로부터 하측으로 및 바로 상측으로부터 바로 하측으로 상기 수선(C1)으로부터 소정 각도 경사진 주입 방향으로 보론 등의 이온이 진입하도록 설정하고, 우선, 좌우 상측 두개의 포토다이오드 표면 P+층(131a, 132a)이 각 판독 게이트 전극(51, 52) 아래로 확장되도록 이온 주입 처리를 행하고, 그 후, 이것과는 역방향, 즉, 이온 빔의 방향이 지면 상측으로부터 하측으로 및 바로 하측으로부터 바로 상측으로 상기 수선(C1)으로부터 소정 각도 경사진 방향으로 보론 등의 이온이 진입하도록 설정하고, 좌우 하측 두개의 포토다이오드 표면 P+층(131a, 132a)이 각 판독 게이트 전극(51, 52) 아래로 확장되도록 주입 시간을 2단계로 나누어서 이온 주입 처리를 행한다. 따라서, 제 3 실시형태의 경우와 같이, 종횡 4화소부의 경우에도 종횡 4화소부에서 판독 특성을 균일화할 수 있다.
[제 4 실시형태]
제 4 실시형태에서는, 종횡 4화소부인 경우에, 각 이온 빔의 주입 방향 각각에 4회로 나누어서 이온 주입 처리를 순차 행하는 경우에 대하여 설명한다.
도12는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 CMOS형 고체 촬상 장치에 있어서의 종횡 4화소부 단위의 요부 평면도이다.
실리콘 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫을 하측(전방측)으로 한 상태에서 도12에 도시된 바와 같이, 우선, 이온 빔의 이온 주입 방향(18)으로서 지면에 수직인 상방으로부터 하방으로, 또한, 평면으로 보았을 때 좌측과 바로 상부의 사이측으로부터 우측과 바로 하부의 사이측의 45° 경사 방향[판독 게이트 전극(51)의 길이방향에 대하여 직교하는 방향]에서 상기 수선(C1)으로부터 소정 각도 경사진 주입 방향으로 보론 등의 이온이 진입하도록 설정하고, 좌상측의 포토다이오드 표면 P+층(131b)이 이것에 인접하는 판독 게이트 전극(51) 아래로 확장되도록 이온 주입 처리를 행하고, 이어서, 이온 빔의 이온 주입 방향(19)으로서 지면에 수직인 상방으로부터 하방으로, 또한, 평면으로 보았을 때 좌측과 바로 하부의 사이측으로부터 우측과 바로 상부의 사이측의 45° 경사 방향[판독 게이트 전극(51)의 길이방향에 대하여 직교하는 방향]에서 상기 수선(C1)으로부터 소정 각도 경사진 방향으로 보론 등의 이온이 진입하도록 설정하고, 좌하측의 포토다이오드 표면 P+층(131b)이 이것에 인접하는 판독 게이트 전극(51) 아래로 확장되도록 이온 주입 처리를 행하고, 또한, 이온 빔의 이온 주입 방향(20)으로서 지면에 수직인 상방으로부터 하방으로, 또한, 평면으로 보았을 때 우측과 바로 하부의 사이측에서 좌측과 바로 상부의 사이측의 45° 경사 방향[판독 게이트 전극(52)의 길이방향에 대하여 직교하는 방향]에서 상기 수선(C1)으로부터 소정 각도 경사진 방향으로 보론 등의 이온이 진입하도록 설정하고, 우하측의 포토다이오드 표면 P+층(132b)이 이것에 인접하는 판독 게이트 전극(52) 아래로 확장되도록 이온 주입 처리를 행하고, 그 위에 이온 빔의 이온 주입 방향(21)으로서 지면에 수직인 상방으로부터 하방으로, 또한, 평면으 로 보았을 때 우측과 바로 상부의 사이측으로부터 좌측과 바로 하부의 사이측의 45°경사 방향[판독 게이트 전극(52)의 길이방향에 대하여 직교하는 방향]에서 상기 수선(C1)으로부터 소정 각도 경사진 방향으로 보론 등의 이온이 진입하도록 설정하고, 우상측의 포토다이오드 표면 P+층(131b)이 이것에 인접하는 판독 게이트 전극(52) 아래로 확장되도록 이온 주입 처리를 행하고, 주입 시간을 4단계로 나누어서 이온 주입 처리를 4회 행한다. 따라서, 종횡 4화소부의 경우에도, 종횡 4화소부에서 판독 특성을 균일화하는 것이 가능하다.
또한, 제 4 실시형태에서는 도12에 도시된 바와 같이 전하검출부(91)가 종횡 4화소부에서 공유할 경우에, 각 이온 빔의 이온 주입 방향 각각에 4회로 나누어서 이온 주입 처리를 순차 행하는 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 도12의 경우와 이온 주입 방향(18,19)에 있어서 동일하여, 도13 및 도14에 도시된 바와 같이, 전하검출부(9)가 상하 두개의 화소부에서 공유할 경우에, 각 이온 빔의 이온 주입 방향 각가에 2회로 나누어서 포토다이오드 표면 P+층(13c)에 이온 주입 처리를 순차 행하여도 좋다. 이 경우에, 이온 주입 방향(18,19)과 판독 게이트 전극(5)이 교차하는 각도 α는 직각 또는 거의 직각이다.
이상의 도에 있어서 동일한 기능을 갖는 부재료에는 동일한 부호를 첨부하고 있다.
상기한 바와 같이, 상기 제 1∼4 실시형태에 따르면 반도체기판상에 형성된 상하 두개 또는 종횡 네개의 N형 불순물 확산층(광전변환부)에서 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 공통으로 검출하는 전하검출부(9)가 상하 두개 또는 종 횡 네개의 N형 불순물 확산층의 2화소 또는 4화소 단위로 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서, 상하 두개 또는 종횡 네개의 N형 불순물 확산층의 각 표면에 각각 형성되는 포토다이오드 표면 P+층을 그 각 표면에 대한 수직방향으로부터 소정의 경사각도를 갖고 상하 두개 또는 종횡 네개의 N형 불순물 확산층의 배열 방향에 대하여 직각인 이온 주입 방향으로부터의 이온 주입에 의해 형성하는 광전변환부 표면의 불순물 영역 형성 공정을 갖고 있다. 따라서, 전하검출부를 공유하는 상하 두개 또는 종횡 네개의 각 화소부에서의 판독 게이트와 포토다이오드 표면 P+층의 위치 관계를 균일하게 할 수 있고, 상하 두개 또는 종횡 네개의 각 화소부에서의 화소특성(판독 전압, 포토다이오드 용량 등)을 균일화 또는 동일하게 할 수 있고, 표시 화면상에서의 수평줄이나 껄끄러움을 방지할 수 있고, 양호한 화질의 표시화면을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 특허문헌2와 같이, N형 불순물 확산층과 포토다이오드 표면 P+층의 최적인 오버랩을 형성하도록 그 위치 관계를 조정하면 전하검출부에 잔류 전하 없이 완전히 전하를 전송할 수 있기 때문에 잔상의 발생을 억제할 수도 있다.
한편, 상기 제 1~4 실시형태에서는 포토다이오드 표면 P+층으로의 이온 주입시에 웨이퍼 평면의 수선(C1)에 대한 빔 경사각도를 약 7°(각도 7°±0.5°)로서 이온 주입을 행하고 있다. 이온 빔 경사각도를 약 7°로 설정한 이유는 웨이퍼면에서의 실리콘 결정 격자에 대하여 채널링이 발생하지 않는 각도로 하기 위해서이다. 여기에서는, 종래부터 통상의 이온 주입 처리에 있어서도 약 7°의 빔 진입 각도로 처리를 행하고 있는 것을 그대로 적용한 것이다. 실리콘 격자의 상태에 따라서 이온 주입의 프로파일(profile)을 미세 조정하고 싶을 경우 등에 있어서는, 7° 이외의 빔 경사각도를 사용해도 문제는 없다.
또한, 상기 제 1~4 실시형태에서는 특히 설명하지 않았지만 상기 제 1~4 실시형태의 고체 촬상 장치를 이용한 본 발명의 효과에 의해 수평줄이나 껄끄러움이 방지되어 양호한 화질의 표시화면을 갖는 카메라 첨부 휴대전화장치나 디지털 카메라 등의 전자 정보 장치를 얻을 수 있다. 이 전자정보 장치에는 본 발명에 의한 상기 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치가 촬상부에 사용되어 있고, 이 촬상부에서 촬상된 촬상 화상을 표시부의 표시 화면상에 표시 가능하고 이 촬상부에서 촬상된 촬상 화상을 화상 기억부에 기억 가능하고 또한, 이 촬상부에서 촬상된 촬상 화상을 통신부에서 통신 가능하다. 본 발명에 의한 전자 정보 장치는 이 표시부, 화상 기억부 및 통신부 중 적어도 어느 하나를 갖고 있으면 좋다.
또한, 상기 제 1~4 실시형태에서는 특히 설명하지 않았지만 광전변환부측의 게이트 전극 단부에서 소정의 경사각도(각도 7°±0.5°)만큼 벗어나서 광전변환부 표면의 불순물 영역(포토다이오드 표면 P+층)이 형성되지 않도록, 그 소정의 경사각도 만큼 광전변환부측의 게이트 전극의 단면 부분이 확장된 테이퍼진 형상을 하고 있다.
또한, 상기 제 1~4 실시형태에서는 이 광전변환부가 인접하는 상하의 2화소부인 경우에, 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 그 배열 방향에 대하여 직교하는 방향(예컨대, 좌측으로부터 우측으로), 및 이 직교하는 방향에 반대 방향(우측으로부터 좌측으로) 중 어느 하나이다. 또한, 이 상하의 2화소부가 좌우로 2조가 있는 합계 4화소부인 경우에는, 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 배열 방향에 대하여 직교하는 방향, 및 이 직교하는 방향의 역방향인 합계 두 방향이다. 또한, 인접한 상하의 2화소부인 경우에, 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 그 배열 방향에 직교하는 방향에 대하여 45°의 각도로 형성된 두 방향이다. 또한, 이 상하의 2화소부가 좌우로 2조가 있는 합계 4화소부인 경우에는, 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 그 배열 방향에 직교하는 방향에 대하여 45°의 각도로 형성된 두 방향, 및 이 두 방향의 역방향인 합계 네 방향이다. 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 요컨대, 복수의 광전변환부의 각 표면부에 각각 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 각 광전변환부의 배열 방향에 대하여 교차하는 방향으로부터의 이온 주입에 의해 불순물영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 갖고 있으면 좋다. 또한, 본 발명은 복수의 광전변환부의 각 표면부에 각각 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 복수의 광전변환부의 1배열 방향 및 그 역방향의 두 방향으로부터의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 갖고 있으면 좋다.
상기한 바와 같이 , 본 발명의 바람직한 제 1~4 실시형태를 사용하여 본 발명을 예시했지만 본 발명은 이 제 1~4 실시형태에 한정해서 해석될 수 없다. 본 발명은 특허청구의 범위에 의해서만 그 범위가 해석되어야 한다. 당업자는 본 발명의 구체적이고 바람직한 제 1~4 실시형태의 기재로부터 본 발명의 기재 및 기술사상에 근거하여 유사한 범위를 실시할 수 있을 것이다. 본 명세서에 있어서 인용한 특허, 특허출원 및 문헌은 그 내용 자체가 구체적으로 본 명세서에 기재되어 있는 것과 동일하게 그 내용이 본 명세서에 대한 참고로서 인용되는 것으로 이해된다.
본 발명은 광전변환부에서 입사광으로부터 변환된 전하량을 검출하는 전하검출부가 복수의 광전변환부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법, 및 이것에 의해 제조된 고체 촬상 장치를 이용한 카메라 첨부 휴대전화장치, 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등의 전자 정보 장치의 분야에 있어서, 각 화소부에서의 판독 특성을 균일화 또는 동일하게 할 수 있고, 표시 화면상에서의 수평줄이나 껄끄러움을 방지할 수 있고, 양호한 화질의 표시화면을 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광전변환부 표면부의 불순물 영역과 게이트 전극 단부의 위치 관계가 균일 또는 동일한 불순물 영역이 형성된다. 따라서, 각 화소부에서의 판독 특성이 균일화 또는 동일하게 됨으로써 표시 화면상에서의 수평줄 또는 껄끄러움이 방지할 수 있고 양호한 화질을 얻을 수 있다.
Claims (48)
- 반도체기판상에 형성된 복수의 광전변환부에서 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 하나 이상의 전하검출부가 상기 복수의 광전변환부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서,상기 복수의 광전변환부의 각 표면부에 각각 상기 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 상기 복수의 광전변환부의 배열 방향에 대하여 교차하는 방향으로부터의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 갖는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 배열 방향과 상기 배열 방향에 대하여 교차하는 방향이 이루는 각도는 직각인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 배열 방향과 상기 배열 방향에 대하여 교차하는 방향이 이루는 각도는 45°인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 배열 방향에 대하여 교차하는 방향으로부터의 이온 주입 방향은 복수의 방향인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 광전변환부가 2화소부인 경우에 상기 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 상기 배열 방향에 대하여 직교하는 방향, 및 상기 직교하는 방향의 역방향 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 2화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 2화소부의 배열 방향에 직교하는 가상 2등분선상에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 광전변환부가 4화소부인 경우에 상기 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 상기 배열 방향에 대하여 직교하는 방향, 및 상기 직교하는 방향의 역방향인 두 방향인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 4화소부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2조의 각 2화소부를 갖고, 각 화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 4화소부의 중앙위치에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 광전변환부가 2화소부인 경우에 상기 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 상기 배열 방향에 직교하는 방향에 대하여 45°의 각도를 형성하는 두 방향인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 2화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 2화소부의 배열 방향에 직교하는 가상 2등분선상에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 광전변환부가 4화소부인 경우에 상기 이온 주입 방향은 평면으로 보았을 때 상기 배열 방향에 직교하는 방향에 대하여 45°의 각도를 형성하는 두 방향, 및 상기 두 방향의 역방향인 합계 네 방향인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 4화소부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2조의 각 2화소부를 갖고, 각 화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 4화소부의 중앙위치에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,하나의 도전형 반도체기판상에 상기 광전변환부로부터 상기 전하검출부로 전하를 판독하기 위한 게이트 전극을 형성하는 게이트 전극 형성 공정;상기 광전변환부로서 제 1 도전형 전하축적영역을 형성하는 광전변환부 형성 공정;상기 광전변환부와 상기 게이트 전극을 통해 인접한 상기 전하검출부를 상기 제 1 도전형으로 형성하는 전하검출부 형성 공정을 가지며:상기 불순물 영역 형성 공정은 상기 광전변환부의 표면부에 상기 불순물 영역을 제 2 도전형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 이온 주입 방향은 상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단부의 하부에 상기 불순물 영역의 선단 에지부가 확장되어 형성되는 방향인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 이온 주입 방향은 상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단부로부터 상기 소정의 경사각도 만큼 벗어나서 상기 불순물 영역이 형성되는 방향인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단부로부터 상기 소정의 경사각도 만큼 벗어나서 상기 표면부의 불순물 영역이 형성되지 않도록 적어도 상기 소정의 경사각도 만큼 상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단면이 하부를 향해 확장된 테이퍼진 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 이온 주입 방향은 상기 광전변환부측으로부터 상기 게이트 전극의 길이방향으로 각도 α로 교차하는 방향이고,상기 각도 α는 직각 또는 45°인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 삭제
- 제 13 항에 있어서,상기 이온 주입 방향은 상기 광전변환부측의 상기 게이트 전극 단부의 하부에 상기 광전변환부 표면의 불순물 영역의 선단 에지부가 확장되어 형성되는 복수의 다른 방향이며, 상기 복수의 다른 방향의 각각에 이온 주입 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 전하검출부가 공유화되어 있는 복수의 광전변환부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2화소부인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 20 항에 있어서,상기 2화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 2화소부의 배열 방향에 직교하는 가상 2등분선상에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 전하검출부가 공유화되어 있는 복수의 광전변환부는 4화소부인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 4화소부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2조의 각 2화소부를 갖고, 각 화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 4화소부의 중앙위치에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 소정의 경사각도는 상기 반도체기판상의 결정 격자에 대하여 채널링이 발생하지 않는 각도인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 반도체기판은 실리콘 반도체기판이고, 상기 결정 격자는 실리콘 결정 격자인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 소정의 경사각도는 7°±0.5°인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 이온 주입 방향이 복수의 다른 방향일 경우에 상기 복수의 다른 방향 각각에 이온 주입 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 반도체기판상에 형성된 복수의 광전변환부로부터 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 전하검출부가 상기 복수의 광전변환부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서,상기 복수의 광전변환부의 각 표면부에 각각 상기 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 상기 복수의 광전변환부의 1배열 방향, 및 그 역방향인 두 방향으로부터의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 포함하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 28 항에 있어서,하나의 도전형 반도체기판상에 상기 광전변환부로부터 상기 전하검출부로 전하를 판독하기 위한 게이트 전극을 형성하는 게이트 전극 형성 공정;상기 광전변환부로서 제 1 도전형 전하축적영역을 형성하는 광전변환부 형성 공정;상기 광전변환부와 상기 게이트 전극을 통해 인접한 상기 전하검출부를 상기 제 1 도전형으로 형성하는 전하검출부 형성 공정을 가지며:상기 불순물 영역 형성 공정은 상기 광전변환부의 표면부에 상기 불순물 영역을 제 2 도전형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 28 항에 있어서,상기 전하검출부가 공유화되어 있는 복수의 광전변환부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2화소부인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 30 항에 있어서,상기 2화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 2화소부의 배열 방향에 직교하는 가상 2등분선상에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 28 항에 있어서,상기 전하검출부가 공유화되어 있는 복수의 광전변환부는 4화소부인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 32 항에 있어서,상기 4화소부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2조의 각 2화소부를 갖고, 각 화소부와 각 판독 게이트 전극 각각을 통해 상기 4화소부의 중앙위치에 상기 전하검출부가 공통으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 28 항에 있어서,상기 소정의 경사각도는 상기 반도체기판상의 결정 격자에 대하여 채널링이 발생하지 않는 각도인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 34 항에 있어서,상기 반도체기판은 실리콘 반도체기판이며, 상기 결정 격자는 실리콘 결정 격자인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 34 항에 있어서,상기 소정의 경사각도는 7°±0.5°인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 28 항에 있어서,상기 이온 주입 방향이 복수의 다른 방향일 경우에 상기 복수의 다른 방향 각각에 이온 주입 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 반도체기판상에 형성된 2화소부 단위로 이차원으로 복수 배열되어 상기 2화소부를 구성하는 각 광전변환부로부터 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 전하검출부가 상기 2화소부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서,상기 각 광전변환부의 각 표면부에 각각 상기 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 상기 2화소부의 배열 방향의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 포함하고,상기 이온 주입 방향은 서로 역방향인 두 방향이며, 상기 불순물 영역 형성 공정은 상기 이온 주입 방향 각각에 이온 주입 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 반도체기판상에 형성된 4화소부 단위로 이차원으로 복수 배열되어 상기 4화소부를 구성하는 각 광전변환부로부터 각각 광전변환되어 축적된 각 전하를 각각 검출하는 전하검출부가 상기 4화소부 각각에 공유화된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서,상기 각 광전변환부의 각 표면부에 각각 상기 표면부에 대한 수선으로부터 소정의 경사각도를 갖고, 상기 4화소부의 배열 방향의 이온 주입에 의해 불순물 영역을 형성하는 불순물 영역 형성 공정을 포함하고,상기 4화소부는 평면으로 보았을 때 상하 또는 좌우의 2조의 각 2화소부로 구성되고, 상기 4화소부의 배열 방향은 상기 상하 및 상기 좌우의 각 방향이며, 상기 이온 주입 방향은 서로 역방향인 두 방향과 상기 두 방향에 직교하는 서로 역방향인 두 방향 중 적어도 상기 서로 역방향인 두 방향이며, 상기 불순물 영역 형성 공정은 상기 이온 주입 방향 각각에 이온 주입 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 기재된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장 치가 촬상부에 사용되고, 상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 표시 화면상에 표시 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
- 제 40 항에 있어서,상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 화상 기억부에 기억 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
- 제 40 항에 있어서,상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 통신부에서 통신 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
- 제 1 항에 기재된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치가 촬상부에 사용되고, 상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 화상 기억부에 기억 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
- 제 43 항에 있어서,상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 표시 화면상에 표시 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
- 제 43 항에 있어서,상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 통신부에서 통신 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
- 제 1 항에 기재된 고체 촬상 장치의 제조 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치가 촬상부에 사용되고, 상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 통신부에서 통신 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
- 제 46 항에 있어서,상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 표시 화면상에 표시 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
- 제 46 항에 있어서,상기 촬상부에서 촬상한 촬상 화상 정보를 화상 기억부에 기억 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전자 정보 장치.
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