KR19990069022A - 고체촬상소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체촬상소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 광전변환영역과 전하운송영역을 구비하는 기판 상에 게이트절연막을 형성하는 공정과, 상기 게이트절연막의 소정 부분에 제 1 게이트 전극을 형성하는 공정과, 상기 제 1 게이트 전극의 노출된 표면을 덮고 음의 기울기를 갖는 제 1 절연막을 형성하는 공정과, 상기 노출된 게이트절연막 및 제 1 절연막 상에 제 2 절연막을 형성하고 상기 제 2 절연막을 에치백하여 상기 음의 기울기를 갖는 제 1 절연막의 하부에 제 2 절연막 리본을 형성하는 공정과, 상기 제 1 절연막 상의 상기 제 1 게이트 전극과 대응하는 부분에 제 2 게이트 전극을 형성하는 공정을 구비한다. 따라서, 본 발명에 따른 고체촬상소자의 게이트 전극 공정은 다결정실리콘 리본 대신에 제 2 절연막 리본을 형성하여 제 1 및 제 2 게이트 전극 사이의 단락을 방지하는 이점이 있다.
Description
본 발명은 고체촬상소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 다결정 리본 대신에 절연막 리본을 형성하여 제 1 및 제 2 게이트 전극간의 단락(short)을 방지할 수 있는 고체촬상소자의 제조 방법에 관한 것이다.
고체촬상소자는 빛에 의해 전자를 발생시키고, 전하결합소자(Charge Coupled Device : 이하, CCD라 칭함)를 방향성을 가지도록 배열하고, 상기 전하결합소자에 의해 전송된 신호 전하를 검출하는 장치이다. 즉, 빛에 의하여 여기된 전하들을 방향성을 가지는 CCD 어레이(array)를 통하여 전송한 다음, 전송된 신호를 증폭하여 소정의 출력 신호를 얻는 장치이다. 이와 같이, 영상 신호를 전기 신호로 변환시켜 주는 장치인 고체촬상소자는 도 1에 보이는 바와 같이, 포토 다이오드(Photo Diode : 이하, PD라 칭함)와 수직전하전송영역(Vertical CCD : 이하, VCCD라 칭함)으로 구성된 단위 셀 어레이(Unit Cell Array)부, 수평전하전송영역(Horizontal CCD : 이하, HCCD라 칭함), 그리고, 신호검출부를 포함한다. 즉, PD에서 축적한 신호전하는 VCCD와 HCCD에 차례로 전달되어 신호검출부를 통해 출력된다.
일반적인 고체촬상소자는 마이크로 렌즈(micro lens : μ-lens)를 통하여 집속된 광이 수광부인 PD에 닿으면 광전효과에 의해 발생된 전하가 PD 아래의 포텐셜 우물에 축적하게 된다. 상기의 축적된 전하는 트랜스퍼 게이트(Transfer Gate : TG)에 걸리는 전압 의해 야기되는 포텐셜의 변화에 의래 전하 이동로인 VCCD로 이동된다. 전송된 전하는 VCCD를 통하여 순서대로 이동하다가 HCCD라는 보다 넓은 이동로를 따라 움직여 가게 되고, 결국 플로팅 게이트(Floating Gate : FG)의 포텐셜이 상하로 변하는 점을 이용하여 센싱(sensing)된 후, 드레인으로 방출된다.
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 고체촬상소자의 제조 방법을 도시하는 공정이다.
종래에는 도 2a에 나타낸 바와 같이 통상적인 공정에 의하여 소정의 위치에 VCCD와 PD가 형성되어 있는 기판(11) 상에 ONO(Oxide/Nitride/Oxide : 산화막/질화막/산화막), 혹은, 일반적인 절연 물질로 게이트절연막(13)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트절연막(13) 상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하, CVD라 칭함) 방법으로 증착하고 패터닝하여 제 1 게이트 전극(15)을 형성한다.
그리고, 도 2b에 나타낸 바와 같이 상기 제 1 게이트 전극(15)의 표면을 덮고 음의 기울기를 갖는 표면산화막(17)을 형성하고 상기 노출된 부분의 게이트절연막(13) 및 표면산화막 (17)상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 CVD 방법으로 증착하여 다결정실리콘층(18)을 형성한다.
그런 다음에, 도 2c와 같이 상기 불순물이 도핑된 다결정실리콘층(18)을 패터닝하여 상기 제 1 게이트 전극(15)과 대응하는 표면산화막(17) 상의 소정 부분에 제 2 게이트 전극(19)을 형성한다.
이후, 도시되지 않았지만 후속 공정을 진행하여 고체촬상소자의 제조를 완료한다.
상술한 바와 같이 종래의 기술에 의한 고체촬상소자는 기판 상에 게이트절연막을 형성하고 상기 게이트절연막 상의 소정 부분에 제 1 게이트 전극을 형성한다. 그리고, 상기 제 1 게이트 전극의 표면을 덮는 표면산화막을 형성한 후 상기 표면산화막 상에 제 2 게이트 전극을 형성하였다.
그러나, 상기 제 1 게이트 전극의 표면을 덮는 표면산화막이 음의 기울기를 갖도록 형성되어 상기 음의 기울기를 갖는 표면산화막의 하부에도 제 2 게이트 전극을 형성하기 위한 다결정실리콘이 증착되어지고, 제 1 게이트 전극과 대응하는 부분에 제 2 게이트 전극을 형성하기 위해 상기 다결정실리콘을 패터닝할 때, 상기 음의 기울기로 인해 생긴 표면산화막의 하부에 다결정실리콘 리본이 형성된다. 이러한 다결정실리콘 리본은 제 2 게이트 전극에 bias를 인가하였을 때, 다결정실리콘 리본에 의해 상기 제 2 게이트 전극과 제 1 게이트 전극이 서로 단락되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 표면산화막의 하부에 다결정실리콘 리본 대신에 절연물 리본을 형성하여 제 1 및 제 2 게이트 전극간의 단락을 방지할 수 있는 고체촬상소자의 제조 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고체촬상소자의 제조 방법은 광전변환영역과 전하운송영역을 구비하는 기판 상에 게이트절연막을 형성하는 공정과, 상기 게이트절연막의 소정 부분에 제 1 게이트 전극을 형성하는 공정과, 상기 제 1 게이트 전극의 노출된 표면을 덮고 음의 기울기를 갖는 제 1 절연막을 형성하는 공정과, 상기 노출된 게이트절연막 및 제 1 절연막 상에 제 2 절연막을 형성하고 상기 제 2 절연막을 에치백하여 상기 음의 기울기를 갖는 제 1 절연막의 하부에 제 2 절연막 리본을 형성하는 공정과, 상기 제 1 절연막 상의 상기 제 1 게이트 전극과 대응하는 부분에 제 2 게이트 전극을 형성하는 공정을 구비한다.
도 1은 일반적인 고체촬상소자의 평면도.
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 고체촬상소자의 제조 방법을 도시하는 공정도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 고체촬상소자의 제조 방법을 도시하는 공정도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
21 : 기판 23 : 게이트절연막
25 : 제 1 게이트 전극 27 : 제 1 절연막
29 : 제 2 절연막 리본 31 : 제 2 게이트 전극
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 고체촬상소자의 제조 방법을 도시하는 공정도이다.
본 발명에서는 도 3a에 나타낸 바와 같이 통상적인 공정에 의하여 소정의 위치에 VCCD와 PD가 형성되어 있는 기판(21) 상에 ONO(Oxide/Nitride/Oxide), 혹은, 일반적인 절연 물질로 게이트절연막(23)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트절연막(23) 상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하, CVD라 칭함) 방법으로 증착하고 패터닝하여 상기 기판(21)의 소정 부분에 제 1 게이트 전극(25)을 형성한다.
그리고, 도 3b에 나타낸 바와 같이 상기 제 1 게이트 전극(25)의 표면을 덮고 음의 기울기를 갖는 표면산화막인 제 1 절연막(27)을 형성하고 상기 노출된 부분의 게이트절연막(23) 및 제 1 절연막(27) 상에 HLD(High Temperature Low Pressure Dielectric)와 같은 제 2 절연막을 형성한 후, 상기 제 2 절연막을 에치백하여 상기 음의 기울기를 갖는 제 1 절연막(27)의 하부에 제 2 절연막 리본(29)을 형성한다.
그런 다음에, 도 3c와 같이 상기 노출된 부분의 게이트절연막(23), 제 1 절연막(27), 그리고, 제 2 절연막 리본(29) 상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 CVD 방법으로 증착하여 다결정실리콘층(30)을 형성한다.
그리고, 도 3d에 나타낸 바와 같이 상기 다결정실리콘층(30)을 패터닝하여 상기 제 1 게이트 전극(25)과 대응하는 제 1 절연막(27) 상의 소정 부분에 제 2 게이트 전극(31)을 형성한다.
이후, 도시되지 않았지만 후속 공정을 진행하여 고체촬상소자의 제조를 완료한다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 제 1 게이트 전극을 형성하고 상기 제 1 게이트 전극의 표면을 덮고 음의 기울기를 갖는 표면산화막인 제 1 절연막을 형성하고, 상기 제 1 절연막 및 노출된 게이트절연막 상에 제 2 절연물을 증착하고 에치백하여 상기 음의 기울기를 갖는 제 1 절연막의 하부에 제 2 절연물 리본을 형성한다. 그리고, 상기 게이트절연막 상에 상기 제 1 절연막을 덮도록 다결정실리콘을 증착하고 패터닝하여 상기 제 1 절연막 상의 소정 부분, 즉, 상기 제 1 게이트 전극과 대응하는 부분에 제 2 게이트 전극을 형성한다.
따라서, 본 발명에 따른 고체촬상소자의 게이트 전극 공정은 다결정실리콘 리본 대신에 제 2 절연막 리본을 형성하여 제 1 및 제 2 게이트 전극 사이의 단락을 방지하는 이점이 있다.
Claims (2)
- 광전변환영역과 전하운송영역을 구비하는 기판 상에 게이트절연막을 형성하는 공정과,상기 게이트절연막의 소정 부분에 제 1 게이트 전극을 형성하는 공정과,상기 제 1 게이트 전극의 노출된 표면을 덮고 음의 기울기를 갖는 제 1 절연막을 형성하는 공정과,상기 노출된 게이트절연막 및 제 1 절연막 상에 제 2 절연막을 형성하고 상기 제 2 절연막을 에치백하여 상기 음의 기울기를 갖는 제 1 절연막의 하부에 제 2 절연막 리본을 형성하는 공정과,상기 제 1 절연막 상의 상기 제 1 게이트 전극과 대응하는 부분에 제 2 게이트 전극을 형성하는 공정을 구비하는 고체촬상소자의 제조 방법.
- 상기 청구항 1에 있어서 상기 제 2 절연막 리본은 HLD를 이용하는 고체촬상소자의 제조 방법.
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