KR100841208B1 - A fabricating method of image sensor with decreased dark signal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지센서에 관한 것으로, 특히 필드/액티브 계면에서의 OSF에 의한 액티브로의 암신호의 유입을 억제하기에 적합한 이미지센서 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은, 제1도전형의 반도체층에 국부적으로 필드절연막을 형성하는 단계; 상기 필드절연막을 오픈시키는 이온주입 마스크를 형성하는 단계; 상기 이온주입 마스크를 이용한 틸트 이온주입을 실시하여 상기 필드절연막 하부 가장자리에 제1도전형의 제1불순물영역을 형성하는 단계; 상기 이온주입 마스크를 이용한 수직 이온주입을 실시하여 상기 필드절연막 하부에 제1도전형의 제2불순물영역을 형성하는 단계; 및 열처리를 통해 상기 제1 및 제2불순물영역의 불순물을 확산시켜 상기 필드절연막을 감싸는 구조의 채널스탑영역을 형성하는 단계를 포함하는 이미지센서 제조 방법을 제공한다.
The present invention relates to an image sensor, and more particularly to provide a method for manufacturing an image sensor suitable for suppressing the inflow of the dark signal to the active by the OSF at the field / active interface, the present invention for this purpose, Forming a field insulating film locally on the semiconductor layer of the type; Forming an ion implantation mask to open the field insulating film; Performing a tilt ion implantation using the ion implantation mask to form a first impurity region of a first conductivity type on a lower edge of the field insulating layer; Forming a second impurity region of a first conductivity type under the field insulating layer by performing vertical ion implantation using the ion implantation mask; And diffusing impurities in the first and second impurity regions through heat treatment to form a channel stop region having a structure surrounding the field insulating layer.

암신호, 이미지센서, 포토다이오드, STI, OSF(Oxidation induced Stacking Faults), 틸트, 채널스탑영역.Dark signal, image sensor, photodiode, STI, OSF (Oxidation induced Stacking Faults), tilt, channel stop area.

Description

암신호 감소를 위한 이미지센서 제조 방법{A fabricating method of image sensor with decreased dark signal} A fabricating method of image sensor with decreased dark signal             

도 1은 통상적인 필드 절연막을 갖는 이미지센서의 개략적인 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of an image sensor having a conventional field insulating film.

도 2는 채널스탑영역의 형성을 위해 불순물이 도핑된 이미지센서의 개략적인 단면을 도시한 도면.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an image sensor doped with impurities to form a channel stop region. FIG.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지센서 제조 공정을 도시한 단면도.3A to 3D are cross-sectional views illustrating an image sensor manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

도 4는 틸트 이온주입시의 공정 단계를 도시한 평면도.
4 is a plan view showing a process step at the time of tilt ion implantation.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

30 : 반도체층 33 : 필드절연막30 semiconductor layer 33 field insulating film

36 : 채널스탑영역 Y : OSF
36: channel stop area Y: OSF

본 발명은 이미지센서에 관한 것으로 특히, 이미지센서 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암신호(Dark signal)를 감소시키기 위한 이중 채널스탑영역을 갖는 이미지센서 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor, and more particularly, to an image sensor manufacturing method, and more particularly, to an image sensor manufacturing method having a double channel stop region for reducing a dark signal.

일반적으로, 이미지센서라 함은 광학 영상(Optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 이중 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 캐패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, CMOS(Complementary MOS; 이하 CMOS) 이미지센서는 제어회로(Control circuit) 및 신호처리회로(Signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수만큼 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(Output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electric signal, and a charge coupled device (CCD) has individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors that are very different from each other. A device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while being in close proximity, and a CMOS (Complementary MOS) image sensor is a CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits. Is a device that employs a switching method that creates MOS transistors by the number of pixels and sequentially detects the output using them.

이러한 다양한 이미지센서를 제조함에 있어서, 이미지센서의 감광도(Photo sensitivity)를 증가시키기 위한 노력들이 진행되고 있는 바, 그 중 하나가 집광기술이다. 예컨대, CMOS 이미지센서는 빛을 감지하는 포토다이오드와 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 CMOS 로직회로부분으로 구성되어 있는 바, 광감도를 높이기 위해서는 전체 이미지센서 면적에서 포토다이오드의 면적이 차지하는 비율(이를 통상 Fill Factor"라 한다)을 크게 하려는 노력이 진행되고 있다.In the manufacture of such various image sensors, efforts are being made to increase the photo sensitivity of the image sensor, one of which is a condensing technology. For example, a CMOS image sensor is composed of a photodiode for detecting light and a portion of a CMOS logic circuit for processing the detected light into an electrical signal to make data. To increase light sensitivity, the ratio of the photodiode to the total image sensor area is increased. Efforts have been made to increase (usually referred to as Fill Factor).

도 1은 통상적인 필드 절연막을 갖는 이미지센서의 개략적인 단면도를 도시한다.1 shows a schematic cross-sectional view of an image sensor with a conventional field insulating film.

도 1을 참조하면, 통상적인 이미지센서에서 고농도인 P++ 층(10) 및 P-Epi층(11)이 적층된 반도체층을 이용하는 바, 이하 P++ 층(10) 및 P-Epi층(11)을 반도체층으로 칭한다.Referring to FIG. 1, a semiconductor layer in which a high concentration of P ++ layer 10 and P-Epi layer 11 are stacked in a conventional image sensor is described below. P ++ layer 10 and P-Epi layer 11 It is called a semiconductor layer.

반도체층에 국부적으로 필드절연막(12)이 형성되어 있으며, 필드 절연막(12)과 떨어진 영역에 게이트절연막(13)과 게이트전극용 전도막(14) 및 스페이서(15)로 이루어진 게이트전극 예컨대, 트랜스퍼 게이트(Transfer gate)가 배치되어 있으며, 게이트전극과 필드절연막(12)에 접하면서 반도체층 내부에 소정의 깊이로 형성된 포토다이오드용 N형 불순물 영역(이하 n-영역이라 함)과 n-영역 상부의 반도체층과 접하는 계면에 얕은 포토다이오드용 P형 불순물 영역(이하 P0영역이라 함)이 배치되어 있으며, 센싱확산영역(이하 n+영역 이라 함)이 배치되어 있다.A field insulating film 12 is formed locally in the semiconductor layer, and a gate electrode, for example, a transfer, comprising a gate insulating film 13, a gate electrode conductive film 14, and a spacer 15 in a region away from the field insulating film 12. A gate is disposed, and an N-type impurity region (hereinafter referred to as an n-region) and an n-region upper region for a photodiode formed in a predetermined depth inside the semiconductor layer while being in contact with the gate electrode and the field insulating film 12 A shallow photodiode P-type impurity region (hereinafter referred to as P0 region) is disposed at an interface in contact with the semiconductor layer of the semiconductor layer, and a sensing diffusion region (hereinafter referred to as n + region) is disposed.

한편, 전술한 종래의 이미지센서는 필드절연막(12)을 단순 트렌치형(Shallow Trench Isolation; 이하 STI라 함) 또는 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)형 등을 사용하는 바, 트렌치형의 경우 LOCOS 방법에서의 버즈비크(Bird's beak) 부분만 확장하는 포토다이오드 형태를 취하고 있으며, 고집적화를 위해 LOCOS 방법보다는 STI로 필드절연막(12)을 형성하고 있다.Meanwhile, the above-described conventional image sensor uses a simple trench type (Shallow Trench Isolation) or LOCOS (LOCOS) type for the field insulating layer 12. In the case of the trench type, the LOCOS method is used. It takes the form of a photodiode that extends only the Bird's beak portion of the film, and the field insulating film 12 is formed by STI rather than the LOCOS method for high integration.

그러나, STI의 경우 종래의 LOCOS 방식보다 STI 계면에서의 트렌치 식각에 의해 실리콘 격자가 많은 데미지를 받는 공정 상의 특징으로 인해, 데미지를 받은 실리콘 격자의 결함으로부터 잉여 전자가 포획(Trap)되어 이미지센서의 특성 열화의 대표적인 암신호를 발생시키게 된다. However, in the case of STI, due to the process characteristics in which the silicon lattice is more damaged by the trench etching at the STI interface than the conventional LOCOS method, the excess electrons are trapped from the defects of the damaged silicon lattice, thereby trapping the image sensor. It generates a representative dark signal of the characteristic deterioration.

즉, 암신호란 광전반응에 기인하지 않고 생성된 전하가 포토다이오드에 축적되어 나타나는 것으로 암신호 전하의 원천은 여러가지가 있을 수 있으며, 그 중 반 도체층의 실리콘 계면과 필드절연막(12)의 경계면에서의 디스로케이션(Dislocation) 등의 결정 불완전성에 의한 결함 성분 즉, OSF(Oxidation induced Stacking Faults) 등이 주원인으로 도시된 'X'와 같이 가장자리에서 그 밀도가 증가하며 포토다이오드(PD)의 영역으로 축적된다.In other words, the dark signal is not caused by the photoelectric reaction, and the generated charge is accumulated and accumulated in the photodiode. There are various sources of the dark signal charge, among which the interface between the silicon interface of the semiconductor layer and the field insulating film 12 Defective components, such as OSF (Oxidation induced Stacking Faults), such as defects due to incomplete crystallization, such as dislocations, increase in density from the edge to the area of the photodiode Accumulate.

한편, 0.25㎛ 이하의 소자분리 방식으로 사용하는 STI 방식은 전술한 바와 같이 LOCOS 방식에 비해 액티브(Active)/필드(Field) 계면의 길이가 크기 때문에 0.35㎛ 이상의 이미지센서에 비해 이러한 액티브/필드 계면에 의한 암신호 발생 억제는 이미지센서의 특성에 더욱더 큰 영향을 미친다.On the other hand, the STI method, which is used as an element isolation method of 0.25 μm or less, has a larger length of the active / field interface than the LOCOS method as described above. The suppression of the dark signal generation by the has a greater influence on the characteristics of the image sensor.

따라서, 전술한 필드절연막 형성시 어택된 액티브/필드 계면에 의한 암신호 성분 증가를 억제하기 위한 방법으로 P형 불순물 영역을 필드절연막 하부에 이온주입 등의 방법을 통해 형성하는 N-채널스탑영역(P형)을 통해 액티브/필드 계면에서 P형의 채널스탑영역에 의해 액티브/필드 계면에서 발생하는 암신호 성분의 포토다이오드로의 유입을 방지하기 위한 방법이 강구되었다.Accordingly, an N-channel stop region in which a P-type impurity region is formed in the lower portion of the field insulation layer through ion implantation or the like as a method for suppressing an increase in the dark signal component due to the active / field interface attacked when forming the field insulation layer described above ( A method for preventing the inflow of the dark signal component generated at the active / field interface into the photodiode by the P-type channel stop region at the active / field interface has been devised.

예컨대, PNP 구조의 포토다이오드의 경우 전자의 유입을 유입을 방지하기 위하여 P형 불순물을 이용하여 P형 채널스탑영역을 형성하여 포토다이오드의 N형과 필드절연막 계면의 P형 불순물 도핑에 의한 액티브/필드 계면을 포토다이오드의 n-영역과 분리함으로써, 전하의 유입을 차단한다. 채널스탑영역은 인접 화소간의 크로스토크(Crosstalk) 또한 방지하는 역할을 한다.For example, in the case of a photodiode having a PNP structure, a P-type channel stop region is formed using a P-type impurity to prevent the inflow of electrons. By separating the field interface from the n-region of the photodiode, the inflow of charge is blocked. The channel stop region also serves to prevent crosstalk between adjacent pixels.

도 2는 채널스탑영역의 형성을 위해 불순물이 도핑된 이미지센서의 개략적인 단면을 도시한 도면이다. 2 is a schematic cross-sectional view of an image sensor doped with impurities to form a channel stop region.                         

도 2의 (a)에서는 P형의 불순물이 질화막 마스크(16)를 이용하여 필드절연막(12) 하부에 이온주입되어 도시된 '17'과 같이 확산되기 전의 불순물영역을 이루고 있다. 여기서, 필드절연막(12) 하부의 특히, 가장자리에 OSF(Y)가 집중되어 있음을 알 수 있다.In FIG. 2A, the P-type impurity is implanted into the lower portion of the field insulating film 12 using the nitride film mask 16 to form an impurity region before diffusion as shown in FIG. 17. Here, it can be seen that OSF (Y) is concentrated under the field insulating film 12, particularly at the edge.

이렇게 이온주입되어 형성된 불순물영역(17)은 열확산을 통해 프로파일을 이루는 바, 도 2의 (b)는 이상적인 열확산 프로파일을 나타내며, 불순물영역의 확산에 의해 OSF(Y)를 감싸 필드절연막(12) 하부에 채널스탑영역(18)이 형성된다.The impurity region 17 formed by ion implantation forms a profile through thermal diffusion, and FIG. 2 (b) shows an ideal thermal diffusion profile, and surrounds the OSF (Y) by diffusion of the impurity region to form a lower portion of the field insulating film 12. A channel stop region 18 is formed in the groove.

그러나, 도 2의 (a)에서 불순물영역(17)에 이온주입된 도펀트(Dopant)가 필드절연막(12) 가장자리에 존재하는 OSF를 감싸주기 위해 필요한 확산거리가 도시된 'a'보다 상대적으로 크며, 'b'와 'a'의 위치별 확산거리의 차이는 a < b와 같다.However, in FIG. 2A, the diffusion distance required for the dopant implanted into the impurity region 17 to cover the OSF existing at the edge of the field insulating layer 12 is relatively larger than that of 'a'. , 'b' and 'a' is the difference between the spreading distance by position a <b.

이러한 확산 프로파일의 불균일성으로 인해 도 2의 (b)와 같이 OSF(Y)를 감쌀 수 있도록 채널스탑영역을 필드절연막 하부에만 집중되도록 형성하면, 크로스트크를 장지할 수 없게 된다.
Due to the non-uniformity of the diffusion profile, if the channel stop region is formed so as to be concentrated only on the lower portion of the field insulating film to cover the OSF (Y) as shown in FIG.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은, 필드/액티브 계면에서의 OSF에 의한 액티브로의 암신호의 유입을 억제하기에 적합한 이미지센서 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention proposed to solve the above problems of the prior art, the object of the present invention is to provide an image sensor manufacturing method suitable for suppressing the inflow of the dark signal to the active by the OSF at the field / active interface.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1도전형의 반도체층에 국부적으로 필드절연막을 형성하는 단계; 상기 필드절연막을 오픈시키는 이온주입 마스크를 형성하는 단계; 상기 이온주입 마스크를 이용한 틸트 이온주입을 실시하여 상기 필드절연막 하부 가장자리에 제1도전형의 제1불순물영역을 형성하는 단계; 상기 이온주입 마스크를 이용한 수직 이온주입을 실시하여 상기 필드절연막 하부에 제1도전형의 제2불순물영역을 형성하는 단계; 및 열처리를 통해 상기 제1 및 제2불순물영역의 불순물을 확산시켜 상기 필드절연막을 감싸는 구조의 채널스탑영역을 형성하는 단계를 포함하는 이미지센서 제조 방법을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: forming a field insulating film locally on the semiconductor layer of the first conductivity type; Forming an ion implantation mask to open the field insulating film; Performing a tilt ion implantation using the ion implantation mask to form a first impurity region of a first conductivity type on a lower edge of the field insulating layer; Forming a second impurity region of a first conductivity type under the field insulating layer by performing vertical ion implantation using the ion implantation mask; And diffusing impurities in the first and second impurity regions through heat treatment to form a channel stop region having a structure surrounding the field insulating layer.

본 발명은, 채널스탑영역 형성을 위한 이온주입을 2회 실시하는 바, 낮은 에너지를 이용한 틸트 이온주입을 통해 필드절연막 가장자리에만 집중적으로 이온주입을 실시하여 OSF를 감싸도록 하고, 상대적으로 고에너지를 이용하여 필드절연막 하부에 채널스탑영역 형성을 위한 불순물영역을 형성한 후, 열공정을 통한 확산을 통해 OSF를 충분히 감싸도록 채널스탑영역을 형성하여 포토다이오드의 포화(Saturation) 특성 개선과 크로스토크 방지 및 필드절연막 가장자리에서의 OSF에 의한 암신호 발생을 효과적으로 억제하고자 한다.
In the present invention, since ion implantation is performed twice to form a channel stop region, the ion implantation is concentrated only at the edge of the field insulating layer through tilt ion implantation using low energy to cover the OSF, and relatively high energy is achieved. After the impurity region for forming the channel stop region is formed in the lower portion of the field insulating layer by using a channel process, the channel stop region is formed to sufficiently cover the OSF through diffusion through thermal process to improve the saturation characteristics of the photodiode and to prevent crosstalk. And dark signal generation due to OSF at the edge of the field insulating film.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한다. Hereinafter, in order to explain in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention, refer to FIGS. 3A to 3D attached to the most preferred embodiment of the present invention. Will be explained.                     

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지센서 제조 공정을 도시한 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 이후 필드영역과 액티브영역을 구분하기 위하여 패드산화막(31)/버퍼 폴리실리콘막(도시하지 않음)/질화막(32) 등을 연속적으로 도포한 후 포토레지스트(도시하지 않음)를 도포하고 소자분리(ISO) 마스크를 사용하여 노광 및 현상을 실시하여 포토레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한 후, 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 건식식각을 통해 질화막(32)을 식각하는 바, 필드절연막이 형성될 부분 즉, 필드영역을 식각한다.First, as shown in FIG. 3A, a pad oxide film 31, a buffer polysilicon film (not shown), a nitride film 32, and the like are successively applied to distinguish a field region from an active region. And a photoresist pattern (not shown) are formed by exposure and development using an ISO isolation mask, and then the nitride film 32 is formed by dry etching the photoresist pattern with an etching mask. By etching, the portion where the field insulating film is to be formed, that is, the field region is etched.

여기서, 통상적인 이미지센서에서 고농도인 P++ 층 및 P-Epi층이 적층된 반도체층을 이용하는 바, 도면부호 '30'은 이러한 P++ 층 및 P-Epi층이 적층된 반도체층을 나타낸다.Here, in the conventional image sensor, a semiconductor layer in which a high concentration of P ++ layer and P-Epi layer are stacked is used, and reference numeral 30 denotes a semiconductor layer in which such P ++ layer and P-Epi layer are stacked.

다음으로 도 3b에 도시된 바와 같이, 산화공정 예컨대, 열산화(Thermal oxidation) 공정을 통하여 필드절연막(33)을 형성시킨 다음, 활성영역 위의 패드 산화막(31)과 질화막(32) 등은 식각을 통해 제거한다. 도시된 'Y'는 전술한 바와 같이 필드절연막(33) 형성시에 그 가장자리에 집중적으로 나타난는 결함 중 하나인 OSF를 도시한다.Next, as shown in FIG. 3B, the field insulating layer 33 is formed through an oxidation process, for example, a thermal oxidation process, and then the pad oxide layer 31 and the nitride layer 32 on the active region are etched. Remove through. 'Y' shown shows OSF, which is one of the defects that appear intensively at the edges of the field insulating film 33 as described above.

이어서, 필드절연막(13)이 형성된 전면에 포토레지스트를 도포한 다음, 필드절연막 오픈 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 통해 이온주입마스크(34)를 형성한다.Subsequently, a photoresist is applied to the entire surface where the field insulating film 13 is formed, and then an ion implantation mask 34 is formed through an exposure and development process using a field insulating film open mask.

계속해서, 틸트(Tilt) 이온주입을 통해 필드절연막(33) 하부의 가장자리, 구 체적으로 OSF(Y)가 집중되는 부분에 P형의 제1불순물영역(35a)을 형성한다.Subsequently, a P-type first impurity region 35a is formed at the edge of the lower portion of the field insulating film 33, specifically, at the portion where the OSF (Y) is concentrated through tilt ion implantation.

따라서, 도시된 바와 같이 제1불순물영역(35a)은 OSF(Y)를 감싸는 구조가 된다.Thus, as shown, the first impurity region 35a has a structure surrounding the OSF (Y).

이 때, 이온주입시 에너지는 비교적 저에너지 예컨대, 이온주입 마스크(34)의 두께가 1400Å 경우 60KeV ∼ 90KeV로 하고, 틸트는 5°∼ 10°로 P형 불순물인 보론(Boron, B)을 이용하여 4회 로테이션(Rotation)을 하면 실시한다. At this time, the energy at the time of ion implantation is relatively low energy, for example, 60KeV to 90KeV when the thickness of the ion implantation mask 34 is 1400 kPa, and the tilt is 5 ° to 10 °, using boron (Bron, B), which is a P-type impurity. Perform 4 rotations.

도 4는 틸트 이온주입시의 공정 단계를 도시한 평면도로서, 이를 참조하면 4회의 로테이션을 통해 필드절연막(33)의 가장자리에 제1불순물영역(35a)이 이온주입되어 형성되어 있음을 알 수 있다.FIG. 4 is a plan view illustrating a process step during tilt ion implantation. Referring to this, it can be seen that the first impurity region 35a is formed by ion implantation at the edge of the field insulating layer 33 through four rotations. .

한편, 보론의 경우 도즈량은 0.5E12 /㎠ ∼ 2.0E12 /㎠를 사용하는 것이 바람직하며, 이 때 이온주입 에너지를 너무 과도하게 사용하면 이온주입 깊이가 증가하여 액티브영역이 감소하므로 필드절연막(33)의 가장자리만을 감쌀 수 있는 최소한의 깊이가 되도록 한다.On the other hand, in the case of boron, it is preferable to use a dose of 0.5E12 / cm 2 to 2.0E12 / cm 2, and when the ion implantation energy is excessively used, the ion implantation depth increases and the active region decreases, so that the field insulating film 33 Make sure you have a minimum depth to cover the edges of).

이어서 도 3c에 도시된 바와 같이 포토다이오드의 포화 특성의 개선과 크로스토크 방지를 위해 수직 이온주입을 통해 필드절연막(33) 하부에 채널스탑영역을 위한 제2불순물영역(35b)을 형성하는 바, 이 때의 이온주입은 통상의 공정 레시피로 실시하는 바, 200KeV ∼ 300KeV로 하고, 틸트는 0°로 P형 불순물인 보론을 이용하여 도즈량은 4.0E12 /㎠ ∼ 8.0E12 /㎠를 사용한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3C, a second impurity region 35b for the channel stop region is formed under the field insulating layer 33 through vertical ion implantation to improve saturation characteristics of the photodiode and prevent crosstalk. At this time, the ion implantation is carried out in a normal process recipe, and 200KeV to 300KeV, the tilt is 0 ° and the dose is 4.0E12 / cm 2 to 8.0E12 / cm 2 using boron as a P-type impurity.

다음으로, 이온주입 마스크(34)를 제거하고 열공정을 통해 제1불순물영역(35a)과 제2불순물영역(35b)의 불순물을 서로 확산시켜 필드절연막(33) 가장자리의 OSF(Y)를 충분히 감싸며 필드영역의 아이소펀치(Iso punch)를 억제할 수 있는 양호한 프로파일을 갖는 P형 N채널스탑영역(36)을 형성한다.Next, the ion implantation mask 34 is removed and impurities in the first impurity region 35a and the second impurity region 35b are diffused to each other through a thermal process to sufficiently fill the OSF (Y) at the edge of the field insulating film 33. A P-type N-channel stop region 36 is formed having a good profile that can wrap and suppress iso punch in the field region.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 단위 화소 내 4개의 NMOS 트랜지스터와 포토다이오드 등의 수광소자와 금속배선 및 마이크로렌즈를 형성함으로써, 이미지센서 제조 공정이 완료되며, 후속 웰 어닐 공정은 제1불순물영역의 불순물이 액티브영역으로 확산되는 것을 방지하기 위해 튜브 어닐(Tube anneal)이 아닌 급속열처리(Rapid Thermal Process; 이하 RTP라 함)를 이용하는 것이 바람직하다.
On the other hand, although not shown in the drawing, by forming a metal wiring and a microlens with four NMOS transistors, photodiodes and the like in the unit pixel, the image sensor manufacturing process is completed, the subsequent well annealing process is the first impurity region In order to prevent diffusion of impurities into the active region, it is preferable to use a rapid thermal process (hereinafter referred to as RTP) instead of a tube anneal.

전술한 본 발명은, 채널스탐영역을 형성하기 위해 1차로 틸트 이온주입을 실시하여 필드절연막 가장자리에 집중되는 OSF를 감싸는 제1불순물영역을 형성하고, 2차로 틸트없이 필트절연막 하부에 제2불순물영역을 형성한 다음, 열처리 공정을 통해 제1 및 제2불순물영역에서 확산된 채널스탑영역을 형성함에 있어서, 양호한 프로파일을 형성하여 OSF에 의한 액티브영역으로의 암신호 성분을 유입을 효과적으로 방지하며, 포토다이오드의 포화특성을 향상시키며, 크로스토크를 방지할 수 있음을 실시예를 통해 알아 보았다.
In the present invention described above, the first impurity region is formed to cover the OSF concentrated at the edge of the field insulating film by performing the first tilt ion implantation to form the channel probe region, and the second impurity region under the filter insulating film without the second tilt. And then forming a channel stop region diffused from the first and second impurity regions through a heat treatment process, thereby forming a good profile to effectively prevent dark signal components from entering into the active region by OSF, and It was found through the examples that the saturation characteristics of the diode can be improved and crosstalk can be prevented.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 본 발명은, 필드절연막 형성에 따른 필드영역과 액티브영역에서의 OSF에 의한 암신호 성분의 액티브영역으로의 유입을 방지할 수 있어, 궁극적으로 이미지센서의 성능을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과를 기대할 수 있다.The present invention described above can prevent the inflow of the dark signal component into the active region by the OSF in the field region and the active region due to the formation of the field insulating film, thereby ultimately improving the performance of the image sensor. You can expect

Claims (7)

제1도전형의 반도체층에 국부적으로 필드절연막을 형성하는 단계;Forming a field insulating film locally on the first conductive semiconductor layer; 상기 필드절연막을 오픈시키는 이온주입 마스크를 형성하는 단계;Forming an ion implantation mask to open the field insulating film; 상기 이온주입 마스크를 이용한 틸트 이온주입을 실시하여 상기 필드절연막 하부 가장자리에 제1도전형의 제1불순물영역을 형성하는 단계; Performing a tilt ion implantation using the ion implantation mask to form a first impurity region of a first conductivity type on a lower edge of the field insulating layer; 상기 이온주입 마스크를 이용한 수직 이온주입을 실시하여 상기 필드절연막 하부에 제1도전형의 제2불순물영역을 형성하는 단계; 및Forming a second impurity region of a first conductivity type under the field insulating layer by performing vertical ion implantation using the ion implantation mask; And 열처리를 통해 상기 제1 및 제2불순물영역의 불순물을 확산시켜 상기 필드절연막을 감싸는 구조의 채널스탑영역을 형성하는 단계Forming a channel stop region having a structure surrounding the field insulating layer by diffusing impurities of the first and second impurity regions through heat treatment. 를 포함하는 이미지센서 제조 방법.Image sensor manufacturing method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1불순물영역이 상기 필드절연막 하부 가장자리에 집중된 OSF(Oxidation induced Stacking Faults)를 감싸도록 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 제조방법.And forming the first impurity region so as to surround the activation induced stacking faults (OSFs) concentrated at the lower edge of the field insulating layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 틸트이온주입시 5°내지 10°의 틸트를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 제조방법.Method of manufacturing an image sensor, characterized in that to have a tilt of 5 ° to 10 ° when the tilt ion implantation. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 틸트 이온주입시 4회 로테이션을 가지면서 실시하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 제조방법.Method of manufacturing an image sensor characterized in that carried out while having four rotations when the tilt ion implantation. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1불순물영역 형성을 위한 이온주입시 그 불순물로 보론(B)을 사용하고, 도즈량을 0.5E12 /㎠ 내지 2.0E12 /㎠, 이온주입 에너지를 60KeV 내지 90KeV로 사용하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 제조방법.Boron (B) is used as an impurity in the ion implantation to form the first impurity region, the dose is 0.5E12 / ㎠ to 2.0E12 / ㎠, the ion implantation energy of the image of 60KeV to 90KeV Sensor manufacturing method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2불순물영역 형성을 위한 이온주입시 그 불순물로 보론(B)을 사용하고, 도즈량을 4.0E12 /㎠ 내지 8.0E12 /㎠, 이온주입 에너지를 200KeV 내지 300KeV로 사용하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 제조방법.Boron (B) is used as an impurity in the ion implantation to form the second impurity region, the dose is 4.0E12 / ㎠ to 8.0E12 / ㎠, the ion implantation energy 200KeV to 300KeV Sensor manufacturing method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1도전형은 P형의 도전형임을 특징으로 하는 이미지센서 제조방법.The first conductive type is an image sensor manufacturing method, characterized in that the P-type conductive type.
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