KR19990057078A - 전하 결합 소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

전하 결합 소자의 제조방법에 관한 것으로 특히, 포토다이오드와 VCCD의 간격을 일정하게 형성하여 균일한 화상을 얻을 수 있는 전하 결합 소자의 제조방법에 관한 것이다. 이와 같은 전하 결합 소자의 제조방법은 반도체기판에 상기 반도체 기판과 반대도전형의 웹을 형성하는 단계, 광전변환영역과 전하전송역을 정의하여 상기 광전변환영역 및 전하전송영역과 동일 위치의 상기 웰이 형성된 상기 반도체기판을 선택적으로 마스킹하는 단계, 상기 선택적으로 마스킹된 상기 웹에 상기 웰과 반대도전형의 불순물 이온을 주입하여 전하전송영역과 광전변환영역역을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

전하 결합 소자의 제조방법

본 발명은 전하 결합 소자의 제조방법에 관한 것으로 특히, 포토다이오드와 VCCD의 간격을 일정하게 형성하여 균일한 화상을 얻을 수 있는 전하 결합 소자의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전하 결합 소자 소자(CCD : CHARGE COUPLED DEVICE)는 매트릭스 형태로 배열되어 빛의 신호를 전기적인 영상신호로 출력하는 복수개의 포토다이오드와 상기 매트랙스 형태로 배열된 포토다이오드 영역 사이의 수직방향으로 형성되어 각 포토다이오드에서 생성된 영상신호 전하를 수직방향으로 전송하는 복수개의 수직전하전송영역과 상기 수직 전하전송영역 일측에 형성되어 수직 전하전송영역으로 전송된 영상신호 전하를 수평방향으로 전송하는 수평 전하전송영역과 상기 수평 수직 전하전송영역의 출력단에 형성되어 전송된 영상신호전하를 센싱하여 전기적인 신호로 출력하는 센싱앰프를 포함하여 구성된다.

이와 같은 종래 전하 결합 소자를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 전하 결합소자의 단면 구조도이다.

종래 전하 결합 소자는 도 1에 나타낸 바와 같이, n형 반도체기판(1)에 형성된 p형 웰(2)영역과, 상기 p형 웰(2)영역에 PD-N영역 및 PD-P영역으로 구성되어 빛에 관한 영상 신호를 전기적인 신호로 변환하는 포토다이오드 영역(3)과, 상기 포토다이오드 영역(3) 일측에 구성되어 상기 포토다이오드 영역(3)에서 생성된 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전하전송영역(4)과, 상기 수직 전하전송영역(4)상에 형성된 트랜스퍼 게이트(5)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 종래 전하 결합 소자의 포텐셜 프로파일(potentional profile)을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 종래 전하 결합 소자의 포텐셜 프로파일이다.

이때, 트랜스퍼 게이트(5)에는 0~-9V의 바이어스가 인가되며, 도면에 도시되지 않은 다른 폴리게이트를 통해 트랜스퍼 게이트(5)와는 다른 레벨로 인가되는 클럭킹 펄스에 의하여 순차적으로 수평 전하전송영역(도시하지 않음)으로 전하를 전송하게 된다.

이와 같은 경우 n형으로 형성된 상기 수직 전하전송영역(4)과 포토다이오드 영역(3) 사이에는 p형 웰(2)이 존재하므로 포토다이오드 영역(3)에 모이는 전하가 수직 전하전송영역(4)으로 전송되지 못한다.

그러나, 포토다이오드 영역(3)에 일정시간 생성된 전하는 트랜스퍼 게이트(5)에 15V의 하이(high) 바이어스를 인가하면 상기 수직 전하전송영역(4)과 포토다이오드 영영(3)에 베리어(barrier)로 작용하던 p형 웰(2)의 전위(potential)이 낮아져 포토다이오드 영역(3)의 전하가 수직 전하전송영역(4)으로 트랜스퍼 된다. 이를 리드 아웃이라 한다.

종래 전하 결합 소자에 있어서는 수직 전하전송영역과 포토다이오드 영역을 형성하는 공정시 수직 전하전송영역을 형성하기 위한 마스크와 포토다이오드 영역을 형성하는 마스크를 차례대로 사용함에 따라 수직 전하전송영역과 포토다이오드 영역간의 간격이 전하 결합 소자의 영역에 따라 차이가 나므로 신뢰도 높은 전하결합 소자를 제공하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 전하 결합 소자의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 포토다이오드 영역과 전하전송영역간의 거리를 전하 결합 소자의 모든 영역에서 일정하게 하여 신뢰도를 높일 수 있는 전하 결합 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 전하 결합 소자의 단면 구조도

도 2는 종래 전하 결합 소자의 포텐셜 프로파일

도 3a 내지 도 3d는 본 발명 전하 결합 소자의 제조공정 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 반도체기판 12 : 웰

13 : 수직 전하전송영역 14 : 광전변환영역

본 발명에 따른 전하 결합 소자의 제조방법은 반도체기판에 상기 반도체기판과 반대도전형의 웰을 형성하는 단계, 광전변환영역과 전하전송영역을 정의하여 상기 광전변환영역 및 전하전송영역과 동일 위치의 상기 웰이 형성된 상기 반도체기판을 선택적으로 마스킹하는 단계, 상기 선택적으로 마스킹된 상기 웰에 상기 웰과 반대도전형의 불순물 이온을 주입하여 전하전송영역과 광전변환영역을 형성하는 단계를 포함한다.

이와 같은 본 발명 전하 결합 소자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명 전하 결합 소자의 제조공정 단면도이다.

먼저, 도 3a에 나타낸 바와 같이, n형 반도체기판(11)에 p형 웰(12)영역을 형성하고, 상기 p형 웰(12) 영역이 형성된 반도체기판(11)상에 제 1감광막(PR₁₁)을 도포한다. 이어서, 노광 및 현상공정으로 광전변환영역과 전하전송영역을 정의하여 상기 광전변환영역 및 전하전송영역과 동일 위치의 제 1감광막(PR₁₁)이 제거되도록 선택적으로 패터닝한다.

도 3b에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1감광막(PR₁₁)을 마스크로 이용한 이온 주입공정으로 상기 p형 웰(12) 영역에 상기 p형 웰(12)과반대 도전형의 불순물 이온을 주입하여 수직 전하전송영역(VCCD)(13)과 광전변환영역(14)을 형성한다.

도 3c에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1감광막(PR₁₁)을 포함한 상기 기판 전면에 제 2감광막(PR₁₂)을 도포한 다음 노광 및 현상공정으로 상기 광전변환영역(14) 상측의 감광막(PR₁₂)이 제거되도록 선택적으로 패터닝한다. 이어서, 패터닝된 상기 감광막(PR₁₂)을 마스크로 이용한 이온주입공정으로 상기 p형 웰(12) 영역에 상기 p형 웰(12) 영역과 반대도전형의 불순물 이온을 주입하여 광전변환영역(14)을 완성한다. 즉, 상기 광전변환영역(14)이 상기 수직 전하전송영역(13)보다 깊이 형성되기 때문에 제 2감광막(PR₁₂)을 마스크로 이용한 이온주입공정을 추가로 실시하는 것이다.

이때, 상기 광전 변한 영역(14)은 도 3c에서 한 번에 실시할 수도 있다.

즉, 도 3b에서 제 1감광막(PR₁₁)으로 광전변환영역을 마스킹한 다음 후속공정에서 광전변환영역 상측의 제 1감광막(PR₁₁)을 제거한 후 이온주입공정으로 광전변환영역을 형성할 수 있는 것이다.

도 3d에 나타낸 바와 같이, 상기 제1, 제 2감광막(PR₁₁)(PR₁₂)을 제거한다. 이어서, 도면상에 도시하지는 않았지만 상기 수직 전하전송영역(13) 상측으로 트랜스퍼 게이트를 형성하는 공정을 실시한다.

본 발명에 따른 전하 결합 소자의 제조방법에 있어서는 광전변환영역과 수직 전하전송영역에 대한 이온 주입공정시 감광막을 이용하여 셀프 얼라인으로 형성하므로 전하전송영역과 광전변환영역간의 거리가 전하 결합 소자의 전영역에서 일정간격으로 형성되므로 신뢰도 높은 전하 결합 소자를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 반도체기판에 상기 반도체기판과 반대도전형의 웰을 형성하는 단계;

   광전변환영역과 전하전송영역을 정의하여 상기 광전변환영역 및 전하전송영역과 동일 위치의 상기 웰이 형성된 상기 반도체기판을 선택적으로 마스킹하는 단계;

   상기 선택적으로 마스킹된 상기 웰에 상기 웰과 반대도전형의 불순물 이온을 주입하여 전하전송영역과 광전변환영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전하 결합 소자의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 반도체기판을 선택적으로 마스킹 할 때 감광막을 사용함을 특징으로 하는 전하 결합 소자의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2도전형 웰에 전하전송영역과 광전변환영역을 형성할 때 2번의 이온주입공정으로 상기 광전변환영역을 특징으로 하는 전하 결합 소자의 제조방법.