KR19990076166A - Solid state imaging device manufacturing method - Google Patents

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KR19990076166A KR1019980010873A KR19980010873A KR19990076166A KR 19990076166 A KR19990076166 A KR 19990076166A KR 1019980010873 A KR1019980010873 A KR 1019980010873A KR 19980010873 A KR19980010873 A KR 19980010873A KR 19990076166 A KR19990076166 A KR 19990076166A
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김현병
최인규
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김영환
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Abstract

본 발명은 수직 전하전송영역으로 빛의 스며들지 않도록 폴리게이트의 양측에 차광용 측벽을 형성함으로써 해상도을 향상시키기 위한 고체촬상소자 제조방법을 제공하기 위한 것으로써, 기판표면내 소정영역에 수광영역을 형성하는 공정과, 상기 기판상에 제 1 절연막을 사이에 두고 제 1 폴리게이트를 형성하는 공정과, 상기 제 1 폴리게이트상에 제 2 절연막을 사이에 두고 제 2 폴리게이트를 형성하는 공정과, 상기 제 2 폴리게이트의 표면에 제 3 절연막을 형성한 후, 상기 기판을 포함한 전면에 차광물질을 증착하는 공정과, 상기 차광물질을 패터닝하여 상기 제 1, 제 2 폴리게이트의 양측면에 상기 제 3 절연막을 사이에 두고 측벽을 형성하는 공정과, 상기 측벽을 포함한 전면에 제 4 절연막을 형성한 후, 상기 제 4 절연막상에 차광층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention is to provide a method for manufacturing a solid-state image pickup device for improving the resolution by forming light-shielding sidewalls on both sides of the polygate so that light does not penetrate the vertical charge transfer region, to form a light receiving region in a predetermined region on the substrate surface Forming a first polygate on the substrate with a first insulating film interposed therebetween; forming a second polygate on the first polygate with a second insulating film interposed therebetween; After forming a third insulating film on the surface of the second polygate, depositing a light blocking material on the entire surface including the substrate, patterning the light blocking material, and forming the third insulating film on both sides of the first and second polygates. Forming sidewalls with the gaps formed therebetween, and forming a light shielding layer on the fourth insulating film after forming a fourth insulating film on the entire surface including the sidewalls. It characterized by comprising.

Description

고체촬상소자 제조방법Solid state imaging device manufacturing method

본 발명은 고체촬상소자(CCD : Charge Coupled Device)에 관한 것으로 특히, 폴리게이트의 양측면에 실리사이드를 형성하여 스미어(smear)현상을 제거하는데 적당한 고체촬상소자 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge coupled device (CCD), and more particularly, to a method for manufacturing a solid state imaging device suitable for removing smear phenomenon by forming silicide on both sides of a polygate.

일반적으로 고체촬상소자는 빛의 신호를 전기적인 신호전하로 변환하는 포토다이오드영역(PD)과, 포토다이오드영역에 수직한 방향으로 형성되어 광전변환된 신호전하를 이동시키는 수직 전하전송영역(VCCD)과, 수직 전하전송영역(VCCD)을 통해 이동되는 신호전하를 센싱앰프(SA)로 전달하는 수평 전하전송영역(HCCD)으로 이루어진다.In general, a solid state image pickup device includes a photodiode region PD for converting a signal of light into electrical signal charge, and a vertical charge transfer region VCCD for shifting photoelectrically converted signal charges formed in a direction perpendicular to the photodiode region. And a horizontal charge transfer region HCCD transferring signal charges transferred through the vertical charge transfer region VCCD to the sensing amplifier SA.

이와 같은, 고체촬상소자는 포토다이오드영역에서 광전변환에 의해 생성된 신호전하는 수직 전하전송영역에 의해 수평 전하전송영역으로 이동되고, 이동된 신호전하는 폴리게이트(도시하지 않음)에 인가되는 클럭신호에 의해 센싱앰프로 전달된다.In the solid state image pickup device, the signal charge generated by the photoelectric conversion in the photodiode region is moved to the horizontal charge transfer region by the vertical charge transfer region, and the transferred signal charge is applied to the clock signal applied to the polygate (not shown). Is transmitted to the sensing amplifier.

이와 같은, 고체촬상소자는 도 2에 도시한 바와 같이, 수직 전하전송영역(VCCD)상에 제 1 폴리게이트(13)와 제 2 폴리게이트(15)가 오버랩되어 인가되는 클럭신호에 따라 포토다이오드영역(PD)의 신호전하가 수평 전하전송영역(HCCD)으로 전달된다.As shown in FIG. 2, the solid state image pickup device includes a photodiode according to a clock signal applied by overlapping the first polygate 13 and the second polygate 15 on the vertical charge transfer region VCCD. The signal charge of the region PD is transferred to the horizontal charge transfer region HCCD.

이때, 도면에는 도시되지 않았지만, 포토다이오드영역(PD)이외의 영역에 빛이 투과되지 않도록 차광층이 형성되고, 포토다이오드영역(PD)상에는 마이크로렌즈(도시되지 않음)가 형성되어 빛을 집광시킨다.At this time, although not shown in the drawing, a light shielding layer is formed so that light is not transmitted to a region other than the photodiode region PD, and a microlens (not shown) is formed on the photodiode region PD to condense the light. .

이하, 종래 고체촬상소자 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional solid state imaging device manufacturing method will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 3d는 종래 고체촬상소자 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도로써, 도 2의 I-I'선에 따른 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views taken along line II ′ of FIG. 2, illustrating a conventional method of manufacturing a solid state image pickup device.

도 3a에 도시한 바와 같이, 기판(11)표면내 소정영역에 포토다이오드영역(PD)을 형성한 후, 포토다이오드영역(PD)을 포함한 기판(11)상에 산화막-질화막-산화막구조의 제 1 절연막(12)을 형성한다.As shown in FIG. 3A, after the photodiode region PD is formed in a predetermined region on the surface of the substrate 11, the oxide-nitride-oxide-oxide structure is formed on the substrate 11 including the photodiode region PD. 1 An insulating film 12 is formed.

제 1 절연막(12)상에 폴리실리콘층을 형성한 후, 사진식각 공정을 이용하여 기판(11)상의 소정영역에 남도록 패터닝하여 제 1 폴리게이트(13)를 형성한다.After the polysilicon layer is formed on the first insulating layer 12, the polysilicon layer 13 is patterned to remain in a predetermined region on the substrate 11 using a photolithography process to form the first polygate 13.

도 3b에 도시한 바와 같이, 산화공정을 이용하여 제 1 폴리게이트(13)표면에 제 2 절연막(14)을 성장시킨다.As shown in FIG. 3B, the second insulating film 14 is grown on the surface of the first polygate 13 using an oxidation process.

이후, 제 2 절연막(14)을 포함한 기판(11)전면에 제 2 폴리게이트 형성을 위한 폴리실리콘층을 형성한 후, 사진식각 공정을 이용하여 상기 제 1 폴리게이트(13)상에서 제 2 절연막(14)을 사이에 두고 제 2 폴리게이트(15)를 형성한다.Thereafter, a polysilicon layer for forming a second polygate is formed on the entire surface of the substrate 11 including the second insulating layer 14, and then a second insulating layer on the first polygate 13 is formed by using a photolithography process. The second polygate 15 is formed with the 14 interposed therebetween.

도 3c에 도시한 바와 같이, 산화공정을 통해 제 2 폴리게이트(15)의 표면에 제 3 절연막(16)을 성장시킨 후, 제 3 절연막(16)을 포함한 기판(11)전면에 제 4 절연막(17)으로써 고온저압유전체막(HLD : High temperature Low Pressure Dielectric)을 증착한다.As shown in FIG. 3C, after the third insulating film 16 is grown on the surface of the second polygate 15 through an oxidation process, the fourth insulating film is formed on the entire surface of the substrate 11 including the third insulating film 16. (17), a high temperature low pressure dielectric (HLD) is deposited.

이후, 도 3d에 도시한 바와 같이, 포토다이오드영역(PD)이외의 영역에 빛이 투과되는 것을 방지하기 위한 차광층(18)을 상기 고온저압유전체막(17)상에 형성하면 종래기술에 따른 고체촬상소자 제조공정이 완료된다.After that, as shown in FIG. 3D, a light shielding layer 18 is formed on the high temperature low pressure dielectric film 17 to prevent light from being transmitted to a region other than the photodiode region PD. The solid state imaging device manufacturing process is completed.

그러나 상기와 같은 종래 고체촬상소자 제조방법은 수직전하전송영역으로 빛이 투과되는 것을 방지하기 위해 차광층이 형성된다고 하더라도 빛이 수직으로 조사되지 않고 비스듬이 조사되거나 차광층에 의한 반사 및 굴절에 의해 고온저압유전체막을 통해 제 1 폴리게이트 하부의 수직 전하전송영역에 스며들어 스미어(smear)현상을 유발하게 된다.However, the conventional solid-state imaging device manufacturing method as described above, even if a light shielding layer is formed to prevent light from being transmitted to the vertical charge transfer region, the light is not irradiated vertically, but is irradiated obliquely or by reflection and refraction by the light blocking layer. The high temperature low pressure dielectric film penetrates into the vertical charge transfer region under the first polygate to cause smear phenomenon.

여기서, 스미어현상이란, 신호전하가 수직 전하전송영역으로 전달되어 화면상에서 수직방향으로 꼬리를 끄는 현상을 말하는 것으로 해상도를 떨어뜨리는 원인이 되기도 한다.Here, the smear phenomenon refers to a phenomenon in which signal charge is transferred to the vertical charge transfer region and the tail is pulled in the vertical direction on the screen, which may cause a decrease in resolution.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 제 1 폴리게이트 및 제 2 폴리게이트의 양측에 측벽을 형성하여 수직 전하전송영역으로 빛이 스며드는 것을 방지하는데 적당한 고체촬상소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a solid state image pickup device manufacturing method suitable for preventing sidewall light from penetrating into the vertical charge transfer region by forming sidewalls on both sides of the first polygate and the second polygate. Its purpose is to.

도 1은 일반적인 고체촬상소자의 평면도1 is a plan view of a general solid state imaging device

도 2는 수직 전하전송영역상에 형성되는 제 1 폴리게이트 및 제 2 폴리게이트를 보여주는 고체촬상소자의 레이아웃도2 is a layout diagram of a solid state image pickup device showing a first polygate and a second polygate formed on a vertical charge transfer region;

도 3a 내지 3d는 도 2의 I-I'선에 따른 종래 고체촬상소자 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도3A through 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional solid-state imaging device according to line II ′ of FIG. 2.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 고체촬상소자 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid state image pickup device of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 기판 12 : 제 1 절연막11 substrate 12 first insulating film

13 : 제 1 폴리게이트 14 : 제 2 절연막13 first polygate 14 second insulating film

15 : 제 2 폴리게이트 16 : 제 3 절연막15 second polygate 16 third insulating film

17 : 제 4 절연막 18 : 차광층17: fourth insulating film 18: light shielding layer

21 : 차광물질 21a : 측벽21 shading material 21a side wall

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고체촬상소자 제조방법은 기판표면내 소정영역에 수광영역을 형성하는 공정과, 상기 기판상에 제 1 절연막을 사이에 두고 제 1 폴리게이트를 형성하는 공정과, 상기 제 1 폴리게이트상에 제 2 절연막을 사이에 두고 제 2 폴리게이트를 형성하는 공정과, 상기 제 2 폴리게이트의 표면에 제 3 절연막을 형성한 후, 상기 기판을 포함한 전면에 차광물질을 증착하는 공정과, 상기 차광물질을 패터닝하여 상기 제 1, 제 2 폴리게이트의 양측면에 상기 제 3 절연막을 사이에 두고 측벽을 형성하는 공정과, 상기 측벽을 포함한 전면에 제 4 절연막을 형성한 후, 상기 제 4 절연막상에 차광층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A solid-state imaging device manufacturing method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a light receiving region in a predetermined region on the substrate surface, and forming a first polygate with a first insulating film on the substrate; And forming a second polygate on the first polygate with a second insulating film interposed therebetween, forming a third insulating film on the surface of the second polygate, and then applying a light blocking material to the entire surface including the substrate. Forming a sidewall with the third insulating film interposed between the first and second polygates by patterning the light blocking material; and forming a fourth insulating film on the entire surface including the sidewall. And forming a light shielding layer on the fourth insulating film.

이하, 본 발명의 고체촬상소자 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a solid state image pickup device manufacturing method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 고체촬상소자 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.4A to 4D are process cross-sectional views for explaining the method for manufacturing a solid state image pickup device of the present invention.

도 4a에 도시한 바와 같이, 기판(11)표면내 소정영역에 수광영역 즉, 포토다이오드영역(PD)을 형성한 후, 포토다이오드영역(PD)을 포함한 기판(11)상에 산화막-질화막-산화막의 적층구조로된 제 1 절연막(12)을 형성한다.As shown in FIG. 4A, after a light receiving region, that is, a photodiode region PD is formed in a predetermined region on the surface of the substrate 11, an oxide film-nitride film- is formed on the substrate 11 including the photodiode region PD. A first insulating film 12 having a laminated structure of oxide films is formed.

제 1 절연막(12)상에 폴리실리콘층을 형성한 후, 사진식각 공정을 통해 기판(11)상의 소정부분에만 남도록 패터닝하여 제 1 폴리게이트(13)를 형성한다.After the polysilicon layer is formed on the first insulating layer 12, the polysilicon layer 13 is patterned to remain only in a predetermined portion on the substrate 11 through a photolithography process.

산화공정을 통해 제 1 폴리게이트(13)의 표면에 제 2 절연막(14)을 성장시킨 후, 제 2 절연막(14)을 포함한 기판(11)전면에 제 2 폴리게이트 형성을 위한 폴리실리콘층을 형성한다.After the second insulating film 14 is grown on the surface of the first polygate 13 through an oxidation process, a polysilicon layer for forming the second polygate is formed on the entire surface of the substrate 11 including the second insulating film 14. Form.

이후, 사진식각 공정을 통해 폴리실리콘층을 패터닝하여 상기 제 1 폴리게이트(13)상에서 제 2 절연막(14)을 사이에 두고 제 2 폴리게이트(15)를 형성한다.Subsequently, the polysilicon layer is patterned through a photolithography process to form a second polygate 15 on the first polygate 13 with the second insulating layer 14 interposed therebetween.

제 2 절연막(14)성장시에 마찬가지로 산화공정을 이용하여 제 2 폴리게이트(15)의 표면에 제 3 절연막(16)을 성장시킨다.When the second insulating film 14 is grown, the third insulating film 16 is grown on the surface of the second polygate 15 using an oxidation process in the same manner.

이후, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제 3 절연막(16)을 포함한 기판(11)전면에 빛을 차단할 수 있는 차광물질(21)을 증착한다.Thereafter, as illustrated in FIG. 4B, a light blocking material 21 capable of blocking light may be deposited on the entire surface of the substrate 11 including the third insulating layer 16.

이때, 차광물질(21)로써는 텅스텐 실리사이드층을 이용한다.In this case, a tungsten silicide layer is used as the light blocking material 21.

그리고 에치백(etchback)공정으로 제 1 폴리게이트(13) 및 제 2 폴리게이트(15)양측에 제 2 절연막(14)과 제 3 절연막(14)을 사이에 두고 측벽(21a)을 형성한다.The sidewalls 21a are formed on both sides of the first polygate 13 and the second polygate 15 by an etchback process with the second insulating layer 14 and the third insulating layer 14 interposed therebetween.

여기서, 측벽(21a)으로 사용되는 텅스텐 실리사이드층 이외에 빛을 차단할 수 있는 모든 물질을 적용할 수 있다.Here, any material capable of blocking light may be used in addition to the tungsten silicide layer used as the sidewall 21a.

이후, 도 4c에 도시한 바와 같이, 측벽(21a)을 포함한 기판(11)전면에 제 4 절연막(17)으로서 고온저압유전체막을 증착한 후, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 제 4 절연막(17)상에 빛의 투과를 방지하기 위한 차광층(18)을 형성하면 본 발명에 따른 고체촬상소자 제조공정이 완료된다.Thereafter, as shown in FIG. 4C, after depositing the high temperature low pressure dielectric film as the fourth insulating film 17 on the entire surface of the substrate 11 including the sidewall 21a, as shown in FIG. 4D, the fourth insulating film ( Forming a light shielding layer 18 to prevent light transmission on the surface 17), the solid-state imaging device manufacturing process according to the present invention is completed.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 고체촬상소자 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the solid-state imaging device manufacturing method of the present invention has the following effects.

제 1 폴리게이트 및 제 2 폴리게이트의 양측에 빛의 투과를 차단할 수 있는 측벽을 형성함으로써 수평적으로 조사되는 빛이 수직 전하전송영역으로 스며들지 않도록 함으로써 스미어현상을 방지하므로 해상도를 향상시킨다.By forming sidewalls that block light transmission on both sides of the first polygate and the second polygate, the horizontally irradiated light does not penetrate into the vertical charge transfer region, thereby preventing smearing, thereby improving resolution.

Claims (3)

기판 표면내 소정영역에 수광영역을 형성하는 공정과,Forming a light receiving region in a predetermined region within the substrate surface; 상기 기판상에 제 1 절연막을 사이에 두고 제 1 폴리게이트를 형성하는 공정과,Forming a first polygate on the substrate with a first insulating film interposed therebetween; 상기 제 1 폴리게이트상에 제 2 절연막을 사이에 두고 제 2 폴리게이트를 형성하는 공정과,Forming a second polygate on the first polygate with a second insulating film interposed therebetween; 상기 제 2 폴리게이트의 표면에 제 3 절연막을 형성한 후, 상기 기판을 포함한 전면에 차광물질을 증착하는 공정과,Forming a third insulating film on the surface of the second polygate, and then depositing a light blocking material on the entire surface including the substrate; 상기 차광물질을 패터닝하여 상기 제 1, 제 2 폴리게이트의 양측면에 상기 제 3 절연막을 사이에 두고 측벽을 형성하는 공정과,Patterning the light blocking material to form sidewalls on both sides of the first and second polygates with the third insulating film interposed therebetween; 상기 측벽을 포함한 전면에 제 4 절연막을 형성한 후, 상기 제 4 절연막상에 차광층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.And forming a light shielding layer on the fourth insulating film after forming a fourth insulating film on the entire surface including the sidewalls. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차광물질은 텅스텐 실리사이드층 또는 상기 텅스텐 실리사이드층 이외에 빛을 차단할 수 있는 모든 물질을 적용하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.The light blocking material is a solid-state imaging device manufacturing method characterized in that to apply all materials that can block the light other than the tungsten silicide layer or the tungsten silicide layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 절연막과 상기 제 3 절연막은 산화공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.And the second insulating film and the third insulating film are formed by an oxidation process.
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KR100748317B1 (en) * 2001-12-29 2007-08-09 매그나칩 반도체 유한회사 Method for fabricating image sensor

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