KR101053717B1 - 이미지센서 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 이미지센서는 기판에 형성된 소자분리영역과 액티브영역; 상기 소자분리영역과 제1 거리를 두고 상기 액티브영역에 형성된 포토다이오드; 및 상기 포토다이오드와 상기 소자분리영역 사이의 상기 액티브영역에 형성된 컨택;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이미지센서, 포토다이오드, 이미지 불량

Description

이미지센서 및 그 제조방법{Image Sensor and Method for Manufacturing thereof}

실시예는 이미지센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이미지 센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로써, 크게 전하결합소자(charge coupled device: CCD)와 씨모스(CMOS; Complementary Metal Oxide Silicon) 이미지 센서(Image Sensor)(CIS)로 구분된다.

씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.

종래기술에 의한 CIS소자는 빛 신호를 받아서 전기 신호로 바꾸어 주는 포토다이오드(Photo Diode) 영역(미도시)과, 이 전기 신호를 처리하는 트랜지스터 영역(미도시)으로 구분할 수 있다.

한편, 이미지센서의 특성상 기판(Wafer) 표면의 최적화를 위해 P-Type 기판(Wafer) 위에 실리콘(Si)을 에피택시얼(Epitaxial) 성장시켜 최대한 퓨어(Pure) 한 분위기를 제작한 다음 소자분리막, 예를 들어 STI를 만들고 각종 이온주입(Implant)을 통해 포토다이오드를 구현하게 된다.

그런데, 종래기술에 의하면 포토다이오드가 동작 후 잔여 하는 전자를 소진하기 위해 리셋 트랜지스터(Reset Tr)을 도입하여 포토다이오드에 남아 있는 전자를 제거 하게 된다. 특히 실리콘 표면(Silicon Surface)의 대미지(Damage) 등으로 잔존하는 전자들은 다크 디펙트(Dark Defect) 등으로 표현되어 꼭 해결해야 하는 불량의 소스(Source)가 된다.

실시예는 포토다이오드 구조물의 구현을 최적화 할 수 있는 이미지센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

실시예에 따른 이미지센서는 기판에 형성된 소자분리영역과 액티브영역; 상기 소자분리영역과 제1 거리를 두고 상기 액티브영역에 형성된 포토다이오드; 및 상기 포토다이오드와 상기 소자분리영역 사이의 상기 액티브영역에 형성된 컨택;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법은 기판에 소자분리영역을 형성하여 액티브영역을 정의하는 단계; 상기 소자분리영역과 제1 거리를 두고 포토다이오드를 상기 액티브영역에 형성하는 단계; 및 상기 포토다이오드와 상기 소자분리영역 사이의 상기 액티브영역에 컨택을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면 소자분리막, 예를 들어 STI구조 구현 후 STI 영역과 포토다이오드(Photo Diode) 사이에 살리사이드 컨택(Salicide contact)을 만들고 이를 VDD로 연결시킴으로써 셀 영역의 포토다이오드가 동작하기 전 리셋 트랜지스터(Reset TR)의 역할을 대신 함으로써 저잡음에 강하고 트랜지스터(TR) 공정을 줄이면서 3TR의 고성능 이미지 센서를 제작할 수 있는 효과가 있다.

이하, 실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/아래(on/under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/아래는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.

(실시예)

도 1은 실시예에 따른 이미지센서의 단면도이다.

실시예에 따른 이미지센서는 기판(100)에 형성된 소자분리영역(110)과 액티브영역(미도시); 상기 소자분리영역(110)과 제1 거리를 두고 상기 액티브영역에 형성된 포토다이오드(120); 및 상기 포토다이오드(120)와 상기 소자분리영역(110) 사이의 상기 액티브영역에 형성된 컨택(130);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면 소자분리막, 예를 들어 STI구조 구현 후 STI 영역과 포토다이오드(Photo Diode) 사이에 살리사이드 컨택(Salicide contact)을 만들고 이를 VDD로 연결시킴으로써 셀 영역의 포토다이오드가 동작하기 전 리셋 트랜지스터(Reset TR)의 역할을 대신 함으로써 저잡음에 강하고 트랜지스터(TR) 공정을 줄이면서 3TR의 고성능 이미지 센서를 제작할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도 1을 참조하여 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법을 설명한다.

우선, 기판(100)에 소자분리영역(110)을 형성하여 액티브영역을 정의한다. 예를 들어, 기판(100)에 트렌치를 형성하고 절연층으로 메워서 소자분리영역(110)을 형성할 수 있다.

다음으로, 상기 액티브 영역에 트랜지스터(125)를 형성한다.

다음으로, 상기 소자분리영역(110)과 제1 거리를 두고 포토다이오드(120)를 상기 액티브영역에 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 소자분리영역(110)으로 부터 제1 거리 간격 만큼 상에 감광막 패턴(미도시)을 형성하여 상기 소자분리영역(110)과 제1 거리를 두고 포토다이오드(120)를 상기 액티브영역에 형성할 수 있다.

다음으로, 상기 포토다이오드(120)와 상기 소자분리영역(110) 사이의 상기 액티브영역에 컨택(130)을 형성한다.

예를 들어, 포토다이오드(120)를 형성 한 후 포토다이오드(120) 경계면에서 STI 쪽으로 약 0.1~0.2㎛를 사이에 두고 컨택(130)을 형성할 수 있다.

상기 컨택(130)을 형성하는 단계는 살리사이드 컨택(Salicide Contact)일 수 있다.

다음으로, 상기 컨택(130) 상에 비아플러그(140)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 컨택(130) 상에 텅스텐 비아플러그를 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 상기 비아플러그(140) 상에 배선(150)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 비아플러그(140) 상에 알루미늄 배선을 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예는 포토다이오드(120)와 소자분리영역(110) 사이에 살리사이드 컨택(Salicide Contact)을 형성하고 비아플러그로 연결 한 후 메탈로 연결될 수 있다.

즉, 도 1과 같이 소자분리영역(110)과 포토다이오드(120) 사이에 연결된 살리사이드 컨택(Salicide Contact)(130)은 전원 VDD와 연결될 수 있으며, 약 3.3V의 입력 전압에 의해 동작하게 된다.

즉, 일반적인 CIS 동작원리 중 리셋 트랜지스터(Reset TR)가 동작하는 타임(Time)에 본 VDD 동작전원을 이용한 살리사이드 컨택(Salicide Contact)에 전원전압이 가해지게 되면 N-type의 포토다이오드(Photo Diode)의 계면 또는 소자분리영역의 격자가 손상된 부분에 잔여하던 다크 페일(Dark Fail)의 원인이 되는 음전하(Negative Electron)들이 살리사이드 컨택(Salicide Contact)으로 빨려들여 짐으로써 제거될 수 있다.

실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면 소자분리막, 예를 들어 STI구조 구현 후 STI 영역과 포토다이오드(Photo Diode) 사이에 살리사이드 컨택(Salicide contact)을 만들고 이를 VDD로 연결시킴으로써 셀 영역의 포토다이오드가 동작하기 전 리셋 트랜지스터(Reset TR)의 역할을 대신 함으로써 저잡음에 강하고 트랜지스터(TR) 공정을 줄이면서 3TR의 고성능 이미지 센서를 제작할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 청구항의 권리범위에 속하는 범위 안에서 다양한 다른 실시예가 가능하다.

도 1은 실시예에 따른 이미지센서의 단면도.

Claims (9)

1. 기판에 형성된 액티브영역을 포함하는 이미지센서에 있어서,

   상기 이미지센서는,

   상기 액티브영역 일측의 상기 기판에 형성된 소자분리영역;

   상기 소자분리영역과 제1 거리를 두고 상기 액티브영역에 형성된 포토다이오드;

   상기 포토다이오드와 상기 소자분리영역 사이의 상기 액티브영역에 형성된 컨택;

   상기 컨택 상에 형성된 비아플러그; 및

   상기 비아플러그 상에 형성된 배선;을 포함하며,

   상기 이미지센서는 리셋 트랜지스터를 포함하지 않고,

   상기 배선은 VDD로 연결되며, 리셋 동작시에 상기 VDD 동작전원을 이용하여 상기 컨택에 전원전압이 가해져서, 상기 포토다이오드의 계면 또는 상기 소자분리영역의 격자가 손상된 부분에 잔여하던 음전하들을 상기 컨택으로 빨려들게 하여 제거하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 컨택은

   살리사이드 컨택인 것을 특징으로 하는 이미지센서.
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