KR102394284B1 - 이미지 센서 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 기술은 이미지 센서에 관한 것으로, 실시예에 따른 이미지 센서는 기판에 형성된 트렌치; 상기 기판에 형성되고 상기 트렌치에 접하는 불순물영역; 및 상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 표면에 각각 접하도록 상기 기판에 형성된 재결정화층을 포함하고, 상기 재결정화층은 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 함유할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 장치 제조 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이미지 센서(image sensor)는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 소자이다. 최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로보트 등 다양한 분야에서 집적도 및 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다.
본 발명의 실시예는 성능이 향상된 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 기판에 형성된 트렌치; 상기 기판에 형성되고 상기 트렌치에 접하는 불순물영역; 및 상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 표면에 각각 접하도록 상기 기판에 형성된 재결정화층을 포함하고, 상기 재결정화층은 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 함유할 수 있다. 또한, 이미지 센서는 상기 기판에 형성된 광전변환소자를 더 포함할 수 있고, 상기 광전변환소자는 상기 불순물영역을 포함할 수 있다.
상기 트렌치는 라운딩된 모서리를 가질 수 있다. 상기 재결정화층은 상기 트렌치의 저면 및 측면을 포함하는 상기 기판의 표면을 따라 연속적으로 형성된 것일 수 있다. 상기 기판은 상기 트렌치에 의해 분리된 수광영역 및 리드아웃영역을 포함하고, 상기 수광영역에 대응하는 재결정화층에 함유된 이종 원소와 상기 리드아웃영역에 대응하는 재결정화층에 함유된 이종 원소가 서로 상이할 수 있다. 상기 기판을 구성하는 원소는 실리콘을 포함하고, 상기 이종 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 기판; 상기 기판의 제1면에서 형성된 트렌치; 상기 기판에 형성되고 상기 트렌치에 접하는 불순물영역; 상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 제1면에 각각 접하도록 상기 기판에 형성된 제1재결정화층; 및 상기 기판의 제2면에 접하도록 상기 기판에 형성된 제2재결정화층을 포함하고, 상기 제1재결정화층 및 상기 제2재결정화층은 각각 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 함유할 수 있다. 또한, 이미지 센서는 상기 기판에 형성된 광전변환소자를 더 포함할 수 있고, 상기 광전변환소자는 상기 불순물영역을 포함할 수 있다.
상기 트렌치는 라운딩된 모서리를 가질 수 있다. 상기 제1재결정화층은 상기 트렌치의 저면 및 측면을 포함하는 상기 기판의 제1면을 따라 연속적으로 형성된 것일 수 있고, 상기 제2재결정화층은 상기 기판의 제2면을 따라 연속적으로 형성된 것일 수 있다. 상기 기판은 상기 트렌치에 의해 분리된 수광영역 및 리드아웃영역을 포함하고, 상기 수광영역에 대응하는 제1재결정화층에 함유된 이종 원소와 상기 리드아웃영역에 대응하는 제1재결정화층에 함유된 이종 원소가 서로 상이할 수 있다. 상기 기판을 구성하는 원소는 실리콘을 포함하고, 상기 이종 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 제조방법은 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 기판을 식각하여 상기 기판의 제1면에서 트렌치를 형성하는 단계; 1차 이온주입공정을 실시하여 상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 제1면에 각각 접하도록 상기 기판에 제1비정질층을 형성하는 단계; 1차 어닐공정을 실시하여 상기 제1비정질층을 제1재결정화층으로 변환시키는 단계; 및 상기 기판에 상기 트렌치에 접하는 불순물영역을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 1차 이온주입공정은 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 사용하여 진행할 수 있다. 또한, 이미지 센서는 상기 기판에 형성된 광전변환소자를 더 포함할 수 있고, 상기 광전변환소자는 상기 불순물영역을 포함할 수 있다.
상기 1차 이온주입공정 및 상기 1차 어닐공정 후 상기 트렌치는 라운딩된 모서리를 가질 수 있다. 상기 기판은 상기 트렌치에 의해 분리된 수광영역 및 리드아웃영역을 포함하고, 상기 1차 이온주입공정시 상기 수광영역에 대응하는 기판에 주입된 이종 원소와 상기 리드아웃영역에 대응하는 기판에 주입된 이종 원소는 서로 상이할 수 있다. 상기 제1재결정화층은 상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 제1면에 각각 접하도록 상기 기판에 형성되고, 상기 트렌치의 저면 및 측면을 포함하는 상기 기판의 제1면을 따라 연속적으로 형성될 수 있다. 상기 기판을 구성하는 원소는 실리콘을 포함하고, 상기 이종 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 이미지 센서의 제조방법은 상기 기판의 제2면에서 씨닝공정을 실시하는 단계; 2차 이온주입공정을 실시하여 상기 기판의 제2면에 접하도록 상기 기판에 제2비정질층을 형성하는 단계; 및 2차 어닐공정을 실시하여 상기 제2비정질층을 제2재결정화층으로 변환시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 이온주입공정은 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 사용하여 진행할 수 있다. 상기 2차 어닐공정은 상기 1차 어닐공정보다 짧은 시간동안 진행할 수 있다.
상술한 과제의 해결 수단을 바탕으로 하는 본 기술은 재결정화층을 구비함으로써, 공정간 기판의 표면 및 표면 아래 기판 내부에 생성된 결함들을 제거하여 암전류 및 암전류에 기인한 노이즈 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 아울러, 재결정화층에 접하거나, 인접하게 위치하는 구조물들의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 단위픽셀을 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 단위픽셀을 도 1에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서를 개략적으로 도시한 블럭도.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 도 1에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 단위픽셀을 도 1에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서를 개략적으로 도시한 블럭도.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 도 1에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도면은 반드시 일정한 비율로 도시된 것이라 할 수 없으며, 몇몇 예시들에서, 실시예의 특징을 명확히 보여주기 위하여 도면에 도시된 구조물 중 적어도 일부의 비례는 과장될 수도 있다. 도면 또는 상세한 설명에 둘 이상의 층을 갖는 다층 구조물이 개시된 경우, 도시된 것과 같은 층들의 상대적인 위치 관계나 배열 순서는 특정 실시예를 반영할 뿐이어서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 층들의 상대적인 위치 관계나 배열 순서는 달라질 수도 있다. 또한, 다층 구조물의 도면 또는 상세한 설명은 특정 다층 구조물에 존재하는 모든 층들을 반영하지 않을 수도 있다(예를 들어, 도시된 두 개의 층 사이에 하나 이상의 추가 층이 존재할 수도 있다). 예컨대, 도면 또는 상세한 설명의 다층 구조물에서 제1층이 제2층 상에 있거나 또는 기판상에 있는 경우, 제1층이 제2층 상에 직접 형성되거나 또는 기판상에 직접 형성될 수 있음을 나타낼 뿐만 아니라, 하나 이상의 다른 층이 제1층과 제2층 사이 또는 제1층과 기판 사이에 존재하는 경우도 나타낼 수 있다.
후술하는 본 발명의 실시예는 성능이 향상된 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예는 노이즈 발생을 방지하여 양질의 이미지를 구현할 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다. 참고로, 이미지 센서에서 대표적인 노이즈(noise) 발생 원인은 암전류(dark current)이다. 암전류는 이미지 센서 형성공정시 기판에 생성된 결함에 기인하여 유발되는 경우가 일반적이다. 그러므로, 기판에 결함 생성을 유발하는 공정 예컨대, 식각공정을 진행한 후, 기판에 생성된 결함을 제거하기 위한 후처리(post treatment)가 매우 중요하다. 후처리 방법으로는 기판의 표면을 산화시키는 방법, 수소 종단 처리(hydrogen termination treatment), 어닐(Anneal) 등의 방법이 많이 사용되고 있다. 그러나, 상술한 후처리 방법들은 기판 표면에 생성된 결함들은 제거할 수 있으나, 기판 표면 아래 즉, 기판 내부에 생성된 결함들 예를 들어, 디스로케이션(Dislocaiton), 적층결함(Stacking Fault) 등은 제거하기 어려운 실정이다.
따라서, 본 발명의 실시예는 기판의 표면 및 내부에 생성된 결함들을 효과적으로 제거하여 암전류 및 암전류에 기인한 노이즈 발생을 방지하여 양질의 이미지를 구현할 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다. 이를 위해, 본 발명의 실시예는 소정의 구조물이 형성된 기판의 표면을 따라 기판에 형성된 재결정화층(Re-crystallization layer)을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 단위픽셀을 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 단위픽셀을 도 1에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 이미지 센서는 제1면(S1) 및 제1면(S1)에 대향하는 제2면(S2)을 갖는 기판(200), 기판(200)의 제1면(S1)에서 형성된 트렌치(262), 기판(200)에 형성되고 트렌치(262)에 접하는 불순물영역, 트렌치(262)의 저면 및 측면 그리고, 기판(200)의 제1면(S1)에 각각 접하도록 기판(200)에 형성된 제1재결정화층(210)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1재결정화층(210)은 트렌치(262)의 저면 및 측면을 포함하는 기판(200)의 제1면(S1)을 따라 연속적으로 형성된 것일 수 있다. 즉, 제1재결정화층(210)은 형성위치에 관계없이 상호 연결된 연속적인 일체형 층(one body layer)일 수 있다. 그리고, 기판(200)은 트렌치(262)에 의해 분리된 수광영역(230) 및 리드아웃영역(250)을 포함할 수 있다. 수광영역(230)은 기판(200)에 형성된 광전변환소자(photoelectric conversion element, 240)를 포함할 수 있고, 리드아웃영역(250)은 기판(200)에 형성된 웰(254)을 포함할 수 있다. 광전변환소자(240), 웰(254)은 기판(200)에 형성되고 트렌치(262)에 접하는 불순물영역을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 이미지 센서는 기판(200)의 제2면(S2)에 접하도록 기판(200)에 형성된 제2재결정화층(220)을 더 포함할 수 있다. 제2재결정화층(220)은 기판(200)의 제2면(S2)을 따라 연속적으로 형성된 것일 수 있다. 한편, 실시예에서는 기판(200)의 제1면(S1)에서만 트렌치(262)가 형성된 경우를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판(200)의 제2면(S2)에서도 트렌치가 형성될 수 있다. 이 경우, 제2재결정화층(220)도 제1재결정화층(210)과 마찬가지로 형성위치에 관계없이 상호 연결된 연속적인 일체형 층일 수 있다.
실시예에 따른 이미지 센서에서 제1재결정화층(210)은 공정간 트렌치(262)의 저면 및 측면을 포함하는 기판(200)의 제1면(S1) 및 제1면(S1) 아래 기판(200) 내부에 형성된 결함들을 제거하기 위한 것이다. 그리고, 재2결정화층은 공정간 기판(200)의 제2면(S2) 및 제2면(S2) 아래 기판(200) 내부에 형성된 결함들을 제거하기 위한 것이다. 따라서, 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)은 공정간 기판(200)의 표면(S1, S2) 및 표면(S1, S2) 아래 기판(200) 내부에 생성된 결함들을 제거하여 암전류 및 암전류에 기인한 노이즈 발생을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)은 기판(200)을 구성하는 원소(이하, '제1원소'라 지칭함)와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 함유할 수 있다. 여기서, 제1원소는 실리콘(Si)일 수 있고, 제1원소와 상이한 이종 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일례로, 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)은 각각 제1원소와 상이한 제2원소 또는 제3원소를 함유할 수 있다. 예를 들어, 수광영역(230)에 대응하는 제1재결정화층(210)에 함유된 이종 원소는 제2원소일 수 있고, 리드아웃영역(250)에 대응하는 제1재결정화층(210)에 함유된 이종 원소는 제3원소일 수 있다. 제2원소는 18족 원소들일 수 있다. 예를 들어, 제2원소는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 라돈(Rn) 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 제3원소는 탄소(C), 실리콘(Si), 저마늄(Ge), 질소(N), 산소(O), 플루오린(F) 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220) 각각이 제2원소를 함유하는 경우에는 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220) 각각이 제3원소를 함유하는 경우 대비, 기판(200) 내부에 생성된 결함들 예컨대, 디스로케이션(Dislocaiton), 적층결함(Stacking Fault) 등을 보다 효과적으로 제거할 수 있고, 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220) 각각이 요구하는 두께를 보다 손쉽게 구현할 수 있다. 그리고, 제2원소는 침입형 불순물(Interstitial impurity)이기 때문에 보다 안정적인 결정 상태를 갖는 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)을 제공할 수 있다. 반면, 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220) 각각이 제3원소를 함유하는 경우에는 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220) 각각이 제2원소를 함유하는 경우 대비, 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)에 형성되거나, 또는 인접하게 위치하는 구조물 예컨대. 트랜지스터의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 이는, 제3원소가 치환형 불순물 (Substitutional impurities)이기 때문이다. 그리고, 제3원소는 비정질층을 재결정화층으로 변환시키는 어닐공정시 재결정화 속도를 조절할 수 있기 때문에 공정 효율 및 수율을 향상시킬 수 있다.
다른 일례로서, 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)은 각각 제1원소와 상이한 제2원소 및 제3원소를 함유할 수 있다. 이 경우, 제2원소에 기인한 특징 및 제3원소에 기인한 특징을 동시에 구현할 수 있으며, 층내 제2원소 및 제3원소의 함유량에 따라 이를 제어할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)을 구비하는 이미지 센서에 대해 상세히 설명하기로 한다.
실시예에 따른 이미지 센서의 단위픽셀(110)은 입사광에 응답하여 광전하를 생성하는 수광영역(230), 수광영역(230)에서 생성된 광전하에 대응하는 이미지 신호 및 이미지 리셋 신호를 출력하는 리드아웃영역(250) 및 기판(200)에 형성되어 인접한 구조물 사이 예컨대, 수광영역(230)과 리드아웃영역(250) 사이를 분리하는 소자분리구조물(260)을 포함할 수 있다.
기판(200)의 제1면(S1)은 전면(front side)일 수 있고, 제2면(S2)은 후면(back side)일 수 있다. 기판(200)의 제2면(S2)은 광전변환소자(240)의 수광면일 수도 있다. 기판(200)은 반도체 기판을 포함할 수 있다. 반도체 기판은 단결정 상태(Single crystal state)일 수 있으며, 제1원소들의 결합체일 수 있다. 여기서, 제1원소는 실리콘(Si)일 수 있다. 그리고, 기판(200)은 씨닝공정(thinning process)을 통해 박막화된 기판일 수 있다. 일례로, 기판(200)은 박막화된 단결정의 벌크 실리콘 기판일 수 있다.
소자분리구조물(260)은 트렌치형 소자분리막을 포함할 수 있다. 트렌치형 소자분리막은 기판(200)에 형성된 트렌치(262) 및 트렌치(262)에 매립된 절연막(264)을 포함할 수 있다. 트렌치(262)는 기판(200)의 제1면(S1)상에 형성된 마스크패턴(미도시)을 식각장벽으로 기판(200)을 식각하여 형성된 것일 수 있다. 여기서, 제1재결정화층(210)에 의해 트렌치(262)의 모서리는 라운드진 형태를 가질 수 있다. 따라서, 트렌치(262)의 각진 모서리에서 발생하는 결함 또는 전계 집중 현상을 개선할 수 있다. 트렌치(262)에 매립된 절연막(264)은 산화막, 질화막, 산화질화막 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
수광영역(230)는 입사광에 응답하여 광전하를 생성하는 광전변환소자(240) 및 전송 게이트(TG)에 인가되는 전송 신호에 응답하여 광전변환소자(240)에서 생성된 광전하를 플로팅디퓨전(FD)으로 전달하는 전송 트랜지스터(Tx, transfer transistor)를 포함할 수 있다. 전송 게이트(TG)는 기판(200)의 제1면(S1) 상에 형성될 수 있고, 광전변환소자(240) 및 플로팅디퓨전(FD)은 각각 전송 트랜지스터(Tx)의 소스 및 드레인으로 작용할 수 있다.
광전변환소자(240)는 포토 다이오드(photo diode)일 수 있다. 구체적으로, 광전변환소자(240)는 서로 다른 도전형을 갖는 제1불순물영역(242)과 제2불순물영역(244)이 수직하게 중첩된 형태를 가질 수 있다. 제1불순물영역(242)의 도전형은 P형일 수 있고, 제2불순물영역(244)의 도전형은 N형일 수 있다. 제1불순물영역(242)은 기판(200)의 제1면(S1)에 접할 수 있다. 제2불순물영역(244)은 수광면적을 증가시키기 위해 리드아웃영역(250)의 하부까지 연장될 수 있다. 제2불순물영역(244)은 기판(200)의 제2면(S2)에 접할 수 있다. 반면에, 제2불순물영역(244)은 수직방향으로 기판(200)의 제2면(S2)으로부터 이격될 수도 있다. 일반적으로, 기판(200)의 제2면(S2)에 후처리를 통해 제거되지 않은 다수의 결함들이 존재하는 경우, 결함들에 기인한 특성 열화를 방지하기 위해 제2불순물영역(244)을 기판(200)의 제2면(S2)으로부터 이격되도록 형성하나, 본 실시예는 제2재결정화층(220)을 구비하기 때문에 제2불순물영역(244)이 기판(200)의 제2면(S2)에 접하도록 형성할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 광전변환소자(240)가 포토 다이오드인 경우를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 광전변환소자(240)는 포토 다이오드 이외에 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토다이오드(pinned photo diode) 및 이들의 조합 중에서 적어도 어느 하나일 수도 있다.
수광영역(230)에서 암전류는 광전변환소자(240)와 접하고, 공정간 다수의 결함들이 발생하는 기판(200)의 제1면(S1) 및 제2면(S2), 트렌치(262)의 측면 및 저면에서 주로 발생한다. 실시예에 따른 이미지 센서는 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)을 구비함으로써, 광전변환소자(240)와 접하는 기판(200)의 제1면(S1) 및 제2면(S2), 트렌치(262)의 측면 및 저면에 존재하는 결함들을 제거할 수 있다. 따라서, 암전류 및 암전류에 기인한 노이즈 발생을 방지할 수 있다.
리드아웃영역(250)는 수광영역(230)에서 생성된 광전하에 대응하는 이미지 신호 및 이미지 리셋 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 이를 위해, 리드아웃영역(250)은 소자분리구조물(260)에 의해 정의된 활성영역(252) 및 활성영역(252)에 형성된 복수의 픽셀 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 또한, 활성영역(252)에 대응하도록 기판(200)에 형성된 웰(254)을 포함할 수 있다. 웰(254)은 도전형이 P형인 불순물영역일 수 있다. 웰(254)은 기판(200)의 제1면(S1)에 접할 수 있다. 웰(254)의 저면은 트렌치(262)의 저면보다 낮게 위치할 수 있고, 리드아웃영역(250)의 하부로 연장된 광전변환소자(240)의 제2불순물영역(244)과 이격될 수 있다. 복수의 픽셀 트랜지스터들은 리셋 트랜지스터(Rx, reset transistor), 드라이버 트랜지스터(Dx, driver transister) 및 선택 트랜지스터(Sx, select transistor)를 포함할 수 있다. 리셋 트랜지스터(Rx), 드라이버 트랜지스터(Dx) 및 선택 트랜지스터(Sx)는 하나의 활성영역(252)을 공유할 수 있으며, 각각 리셋 게이트(RG), 드라이버 게이트(DG) 및 선택 게이트(SG)를 포함할 수 있다. 리셋 트랜지스터(Rx)는 리셋 게이트(RG)에 인가되는 리셋 신호에 응답하여 플로팅디퓨전(FD)을 초기화시킬 수 있다. 드라이버 트랜지스터(Dx)는 플로팅디퓨전(FD)에 저장된 광전하에 대응하는 출력신호 즉, 이미지 신호 및 이미지 리셋 신호를 생성할 수 있다. 선택 트랜지스터(Sx)는 로우라인(미도시)을 통해 선택 게이트(SG)에 인가되는 선택 신호에 응답하여 이미지 신호 및 이미지 리셋 신호를 컬럼라인(미도시)으로 출력할 수 있다.
리드아웃영역(250)에서 암전류는 웰(254)과 접하는 기판(200)의 제1면(S1), 트렌치(262)의 측면 및 저면에서 주로 발생한다. 실시예에 따른 이미지 센서는 제1재결정화층(210)을 구비함으로써, 웰(254)과 접하는 기판(200)의 제1면(S1), 트렌치(262)의 측면 및 저면에 존재하는 결함들을 제거할 수 있다. 따라서, 암전류 및 암전류에 기인한 노이즈 발생을 방지할 수 있다. 또한, 제1재결정화층(210)이 층내 제3원소를 함유하는 경우, 리드아웃영역(250)의 동작특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 웰(254)의 도전형이 P형인 경우, 리드아웃영역(250)의 픽셀 트랜지스터들은 NMOS일 수 있고, 제1재결정화층(210)은 제3원소로서 실리콘보다 작은 격자상수를 갖는 탄소(C)를 포함할 수 있다. 이 경우, 탄소로 인해 리드아웃영역(250)에 대응하는 제1재결정화층(210)은 인장 응력(tensile stress)을 유발하여 NMOS의 전하 이동도(carrier mobility)를 향상시킬 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 실시예에 따른 이미지 센서는 기판(200)의 제2면(S2) 상에 형성된 색분리소자 및 집광소자를 포함할 수 있다. 색분리소자는 컬러필터를 포함할 수 있고, 집광소자는 반구형 렌즈를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)을 구비함으로써, 공정간 기판(200)의 표면(S1, S2) 및 표면(S1, S2) 아래 기판(200) 내부에 생성된 결함들을 제거하여 암전류 및 암전류에 기인한 노이즈 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 아울러, 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)에 접하거나, 또는 인접하게 위치하는 구조물들의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 상술한 단위픽셀(110)들을 구비하는 이미지 센서에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이미지 센서는 복수의 단위픽셀(110)들이 매트릭스 구조로 배열된 픽셀 어레이(pixel array, 100) 및 주변회로(peripheral circuit, 190)를 포함할 수 있다.
여기서, 소정의 구조물 예컨대, 복수의 트렌치(262)들을 포함하는 기판(200)의 제1면(S1)에 형성된 제1재결정화층(210)은 픽셀 어레이(100)에 대응하도록 형성되거나, 또는 픽셀 어레이(100) 및 주변회로(190)에 대응하도록 형성될 수 있다. 그리고, 기판(200)의 제2면(S2)에 형성된 제2재결정화층(220)은 픽셀 어레이(100), 주변회로(190) 또는 픽셀 어레이(100) 및 주변회로(190)에 대응하도록 형성될 수 있다.
주변회로(190)는 상관 이중 샘플링(correlated double sampling, CDS, 120), 아날로그-디지털 컨버터(analog digital converter, ADC, 130), 버퍼(Buffer, 140), 로우 드라이버(row driver, 150), 타이밍 제너레이터(timing generator, 160), 제어 레지스터(control register, 170) 및 램프 신호 제너레이터(ramp signal generator, 180)를 포함할 수 있다. 제1재결정화층(210) 및 제2재결정화층(220)은 주변회로(190) 내 특정 구성들에 선택적으로 대응하도록 형성될 수 있다.
타이밍 제너레이터(160)는 로우 드라이버(150), 상관 이중 샘플링(120), 아날로그-디지털 컨버터(130) 및 램프 신호 제너레이터(180) 각각의 동작을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 신호를 생성한다. 제어 레지스터(170)는 램프 신호 제너레이터(180), 타이밍 제너레이터(160) 및 버퍼(140) 각각의 동작을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 신호를 생성한다.
로우 드라이버(150)는 픽셀 어레이(100)를 로우라인(row line) 단위로 구동한다. 예컨대, 로우 드라이버(150)는 복수의 로우라인(row line)들 중에서 어느 하나의 로우라인(row line)을 선택할 수 있는 선택 신호를 생성할 수 있다. 복수의 로우라인(row line)들 각각에는 복수의 단위픽셀(110)들과 연결된다. 그리고, 복수의 단위픽셀(110)들 각각에는 하나의 로우라인(row line)이 연결된다.
복수의 단위픽셀(110)들 각각은 입사광을 감지하여 이미지 리셋 신호와 이미지 신호를 컬럼라인(column line)을 통해 상관 이중 샘플링(120)으로 출력한다. 상관 이중 샘플링(120)은 수신된 이미지 리셋 신호와 이미지 신호 각각에 대하여 샘플링을 수행한다. 복수의 컬럼라인(column line)들 각각에는 복수의 단위픽셀(110)들이 연결된다. 복수의 단위픽셀(110)들 각각에는 하나의 컬럼라인(column line)이 연결된다. 아날로그-디지털 컨버터(130)는 램프 신호 제너레이터(180)로부터 출력된 램프 신호와 상관 이중 샘플링(120)으로부터 출력되는 샘플링 신호를 서로 비교하여 비교 신호를 출력한다. 타이밍 제너레이터(160)로부터 제공되는 클럭 신호에 따라 비교 신호의 레벨 전이(transition) 시간을 카운트하고, 카운트 값을 버퍼(140)로 출력한다. 램프 신호 제너레이터(180)는 타이밍 제너레이터(160)의 제어 하에 동작할 수 있다.
버퍼(140)는 아날로그-디지털 컨버터(130)로부터 출력된 복수의 디지털 신호 각각을 저장한 후 이들 각각을 감지 증폭하여 출력한다. 따라서, 버퍼(140)는 메모리(미도시)와 감지증폭기(미도시)를 포함할 수 있다. 메모리는 카운트 값을 저장하기 위한 것이며, 카운트 값은 복수의 단위픽셀(110)들로부터 출력된 신호에 연관된 카운트 값을 의미한다. 감지증폭기는 메모리로부터 출력되는 각각의 카운트 값을 감지하여 증폭한다.
이하에서는, 도 1 및 도 2에 도시된 이미지 센서의 제조방법에 대한 일례를 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 도 1에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 제1면(S1) 및 제1면(S1)에 대향하는 제2면(S2)을 갖는 기판(10)을 준비한다. 제1면(S1)은 기판(10)의 전면(front side)일 수 있고, 제2면(S2)은 기판(10)의 후면(back side) 또는 후속 공정을 통해 형성될 광전변환소자의 수광면일 수 있다. 기판(10)은 반도체 기판을 포함할 수 있다. 반도체 기판은 단결정 상태(Single crystal state)일 수 있으며, 제1원소들의 결합체일 수 있다. 여기서, 제1원소는 실리콘(Si)일 수 있다. 따라서, 기판(10)은 단결정의 벌크 실리콘 기판일 수 있다.
다음으로, 기판(10) 제1면(S1)상에 형성된 마스크패턴(미도시)을 식각장벽으로 기판(10)을 식각하여 트렌치(12)를 형성한다. 여기서, 트렌치(12)는 소자분리를 위한 것일 수 있다. 트렌치(12)를 형성하기 위한 식각공정은 건식식각으로 진행할 수 있다. 식각공정이 완료된 시점에서 트렌치(12)는 각진 모서리를 가질 수 있다.
상술한 공정과정에서 트렌치(12)의 저면 및 측면을 포함하는 기판(10)의 제1면(S1) 및 제1면(S1) 아래 기판(10) 내부에 결함들이 생성될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 공정간 기판(10)에 생성된 결함들을 제거하기 위해 1차 이온주입공정을 실시하여 제1비정질층(14A)을 형성한다. 제1비정질층(14A)은 트렌치(12)의 저면 및 측면 그리고, 기판(10)의 제1면(S1)에 각각 접하도록 기판(10)에 형성할 수 있다. 제1비정질층(14A)을 형성하기 위한 1차 이온주입공정은 기판(10)을 구성하는 제1원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 사용할 수 있다. 제1원소가 실리콘인 경우, 이종 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 1차 이온주입공정은 제1원소와 상이한 제2원소 또는 제3원소를 사용하여 진행하거나, 또는 제2원소 및 제3원소를 사용하여 진행할 수 있다. 제2원소 및 제3원소의 종류 및 특성에 대해서는 앞서, 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한 바, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 1차 어닐공정을 실시하여 제1비정질층(14A)을 제1재결정화층(14)으로 변환시킨다. 1차 어닐공정은 900℃ 이상의 고온 및 N2, H2, D2, Ar 분위기에서 진행할 수 있다. 1차 어닐공정은 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있다.
이로써, 기판(10)의 제1면(S1)에서 트렌치(12)를 형성하는 과정에서 생성된 결함들 특히, 기판(10) 내부에 형성된 결함들을 효과적으로 제거할 수 있다. 1차 어닐공정이 완료된 후, 제1재결정화층(14) 내에는 1차 이온주입공정을 통해 기판(10)에 주입된 이종 원소가 잔류할 수 있으며, 이를 통해 물리적 특성 및 전기적 특성을 향상시킬 수도 있다.
한편, 1차 어닐공정이 완료된 시점에서 트렌치(12)는 라운드진 모서리를 가질 수 있다. 이는, 1차 이온주입공정 및 1차 어닐공정을 통해 제1재결정화층(14)이 형성되는 과정에 기인한 것이다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 트렌치(12)를 절연막(16)으로 매립하여 트렌치형 소자분리막(18)을 형성한다. 절연막(16) 매립공정은 적어도 트렌치(12)를 매립하도록 기판(10)의 제1면(S1) 상에 절연막(16)을 형성한 후, 기판(10)의 제1면(S1)이 노출될때까지 평탄화공정을 진행하는 일련의 공정을 통해 형성할 수 있다. 평탄화공정은 화학적기계적연마법(CMP)을 사용할 수 있다. 절연막(16)은 산화막, 질화막, 산화질화막 및 이들이 조합 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
트렌치형 소자분리막(18)을 형성함에 따라 단위픽셀에서 수광영역(230)과 리드아웃영역(250)을 분리할 수 있다. 이후, 공지된 제조방법에 따라 수광영역(230)에 제1불순물영역(242) 및 제2불순물영역(244)을 포함하는 광전변환소자(240)를 형성할 수 있다. 그리고, 리드아웃영역(250)에는 활성영역(252)에 대응하는 웰(254) 및 복수의 픽셀 트랜지스터들을 형성할 수 있다. 광전변환소자(240)를 포함하는 수광영역(230) 및 웰(254)을 포함하는 리드아웃영역(250)에 대해서는 앞서, 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한 바, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 4e에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 제2면(S2)에서 씨닝공정을 실시하여 기판(10)의 두께를 감소시킨다. 씨닝공정은 광전변환소자(240)의 제2불순물영역(244)이 노출될때까지 진행할 수 있다. 씨닝공정으로 인해 기판(10)의 제2면(S2) 및 제2면(S2) 아래 기판(10) 내부에 결함들이 생성될 수 있다.
다음으로, 씨닝공정으로 인해 기판(10)에 생성된 결함들을 제거하기 위해 2차 이온주입공정을 실시하여 제2비정질층(20A)을 형성한다. 제2비정질층(20A)은 기판(10)의 제2면(S2)에 접하도록 기판(10)에 형성할 수 있다. 제2비정질층(20A)을 형성하기 위한 2차 이온주입공정은 기판(10)을 구성하는 제1원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 사용할 수 있다. 제1원소가 실리콘인 경우, 이종 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 2차 이온주입공정은 제1원소와 상이한 제2원소 또는 제3원소를 사용하여 진행하거나, 또는 제2원소 및 제3원소를 사용하여 진행할 수 있다. 제2원소 및 제3원소의 종류 및 특성에 대해서는 앞서, 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한 바, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 4f에 도시된 바와 같이, 2차 어닐공정을 실시하여 제2비정질층(20A)을 제2재결정화층(20)으로 변환시킨다. 2차 어닐공정은 기형성된 구조물이 손상되는 것을 방지하기 위해 1차 어닐공정보다 짧은 시간동안 진행할 수 있다. 2차 어닐공정은 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있다.
이로써, 씨닝공정으로 인해 생성된 결함들 특히, 기판(10) 내부에 형성된 결함들을 제거할 수 있다. 2차 어닐공정이 완료된 후, 제2재결정화층(20) 내에는 2차 이온주입공정을 통해 기판(10)에 주입된 이종 원소가 잔류할 수 있으며, 이를 통해 물리적 특성 및 전기적 특성을 향상시킬 수도 있다.
다음으로, 도면에 도시하지는 않았지만 공지된 제조방법을 통해 이미지 센서를 완성할 수 있다. 예를 들어, 기판(10)의 제2면(S2)상에 컬러필터를 포함하는 색분리소자 및 반구형 렌즈를 포함하는 집광소자를 순차적으로 형성할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내의 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 단위픽셀 200 : 기판
210 : 제1재결정화층 220 : 제2재결정화층
230 : 수광영역 240 : 광전변환소자
242 : 제1불순물영역 244 : 제2불순물영역
250 : 리드아웃영역 252 : 활성영역
254 : 웰 260 : 소자분리구조물
262 : 트렌치 264 : 절연막
S1 : 제1면 S2 : 제2면
210 : 제1재결정화층 220 : 제2재결정화층
230 : 수광영역 240 : 광전변환소자
242 : 제1불순물영역 244 : 제2불순물영역
250 : 리드아웃영역 252 : 활성영역
254 : 웰 260 : 소자분리구조물
262 : 트렌치 264 : 절연막
S1 : 제1면 S2 : 제2면
Claims (21)
- 제1 원소를 포함하는 기판;
상기 기판에 형성되고, 수광영역 및 리드아웃영역으로 구분하는 트렌치;
상기 기판에 형성되고 상기 트렌치에 접하는 불순물영역; 및
상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 표면에 각각 접하도록 상기 기판에 형성된 재결정화층을 포함하며,
상기 재결정화층은 상기 수광영역에 형성되는 제1영역과 상기 리드아웃영역에 형성되는 제2영역을 구비하고,
상기 재결정화층의 상기 제1영역은 제2 원소를 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 제2 원소와는 다른 제3 원소를 포함하며,
상기 제2 원소 및 제3 원소는 상기 제1 원소와는 상이하고,
상기 제2원소는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 라돈(Rn) 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나이며, 상기 제3원소는 탄소(C), 실리콘(Si), 저마늄(Ge), 질소(N), 산소(O), 플루오린(F) 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나인 이미지 센서.
- ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 기판에 형성된 광전변환소자를 더 포함하고,
상기 광전변환소자는 상기 불순물영역을 포함하는 이미지 센서.
- ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 트렌치는 라운딩된 모서리를 갖는 이미지 센서.
- ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 재결정화층은 상기 트렌치의 저면 및 측면을 포함하는 상기 기판의 표면을 따라 연속적으로 형성된 이미지 센서.
- 삭제
- ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 제1 원소는 실리콘을 포함하고, 상기 제2 원소 및 제3 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이미지 센서.
- 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 갖되, 제1 원소를 구비하는 기판;
상기 기판의 제1면에서 형성되며, 수광영역 및 리드아웃영역으로 구분하는 트렌치;
상기 기판에 형성되고 상기 트렌치에 접하는 불순물영역;
상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 제1면에 각각 접하도록 상기 기판에 형성된 제1재결정화층; 및
상기 기판의 제2면에 접하도록 상기 기판에 형성된 제2재결정화층을 포함하고,
상기 제1재결정화층은 상기 수광영역에 형성된 제1영역 및 상기 리드아웃영역에 형성된 제2영역을 포함하며,
상기 제1재결정화층 및 상기 제2재결정화층은 각각 상기 제1 원소와는 상이하면서 서로 상이한 제2 원소 및 제3 원소를 구비하고,
상기 제1재결정화층의 상기 제1영역은 상기 제2 원소를 포함하고 상기 제1재결정화층의 상기 제2영역은 상기 제3 원소를 포함하되,
상기 제2원소는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 라돈(Rn) 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나이며, 상기 제3원소는 탄소(C), 실리콘(Si), 저마늄(Ge), 질소(N), 산소(O), 플루오린(F) 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나인 이미지 센서.
- ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 기판에 형성된 광전변환소자를 더 포함하고,
상기 광전변환소자는 상기 불순물영역을 포함하는 이미지 센서.
- ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 트렌치는 라운딩된 모서리를 갖는 이미지 센서.
- ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 제1재결정화층은 상기 트렌치의 저면 및 측면을 포함하는 상기 기판의 제1면을 따라 연속적으로 형성되고, 상기 제2재결정화층은 상기 기판의 제2면을 따라 연속적으로 형성된 이미지 센서. - 삭제
- ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 제1 원소는 실리콘을 포함하고, 상기 제2 원소 및 제3 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이미지 센서.
- 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 기판을 식각하여 상기 기판의 제1면에서 트렌치를 형성하는 단계;
1차 이온주입공정을 실시하여 상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 제1면에 각각 접하도록 상기 기판에 제1비정질층을 형성하는 단계;
1차 어닐공정을 실시하여 상기 제1비정질층을 제1재결정화층으로 변환시키는 단계; 및
상기 기판에 상기 트렌치에 접하는 불순물영역을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 1차 이온주입공정은 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 사용하여 진행하되,
상기 기판은 상기 트렌치에 의해 분리된 수광영역 및 리드아웃영역을 포함하고, 상기 1차 이온주입공정시 상기 수광영역에 대응하는 기판에 주입된 이종 원소와 상기 리드아웃영역에 대응하는 기판에 주입된 이종 원소는 서로 상이한 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제13항에 있어서,
상기 기판에 형성된 광전변환소자를 더 포함하고,
상기 광전변환소자는 상기 불순물영역을 포함하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제13항에 있어서,
상기 1차 이온주입공정 및 상기 1차 어닐공정 후 상기 트렌치는 라운딩된 모서리를 갖는 이미지 센서 제조방법.
- 삭제
- ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제13항에 있어서,
상기 제1재결정화층은 상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 제1면에 각각 접하도록 상기 기판에 형성되고, 상기 트렌치의 저면 및 측면을 포함하는 상기 기판의 제1면을 따라 연속적으로 형성되는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제13항에 있어서,
상기 기판을 구성하는 원소는 실리콘을 포함하고, 상기 이종 원소는 14족 내지 18족 원소들 중 준금속원소들, 비금속원소들 및 이들의 조합 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제13항에 있어서,
상기 기판의 제2면에서 씨닝공정을 실시하는 단계;
2차 이온주입공정을 실시하여 상기 기판의 제2면에 접하도록 상기 기판에 제2비정질층을 형성하는 단계; 및
2차 어닐공정을 실시하여 상기 제2비정질층을 제2재결정화층으로 변환시키는 단계를 더 포함하고,
상기 2차 이온주입공정은 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 사용하여 진행하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제19항에 있어서,
상기 2차 어닐공정은 상기 1차 어닐공정보다 짧은 시간동안 진행하는 이미지 센서 제조방법.
- 제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 기판을 식각하여 상기 기판의 제1면에서 트렌치를 형성하는 단계;
1차 이온주입공정을 실시하여 상기 트렌치의 저면 및 측면 그리고, 상기 기판의 제1면에 각각 접하도록 상기 기판에 제1비정질층을 형성하는 단계;
1차 어닐공정을 실시하여 상기 제1비정질층을 제1재결정화층으로 변환시키는 단계; 및
상기 기판에 상기 트렌치에 접하는 불순물영역을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 1차 이온주입공정은 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 사용하여 진행하되,
상기 기판의 제2면에서 씨닝공정을 실시하는 단계;
2차 이온주입공정을 실시하여 상기 기판의 제2면에 접하도록 상기 기판에 제2비정질층을 형성하는 단계; 및
2차 어닐공정을 실시하여 상기 제2비정질층을 제2재결정화층으로 변환시키는 단계를 더 포함하고,
상기 2차 이온주입공정은 상기 기판을 구성하는 원소와 상이한 이종 원소를 적어도 1종 이상 사용하여 진행하는 이미지 센서 제조방법.
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