KR19990088148A - 고체화상픽업장치및이를제조하는방법 - Google Patents
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Abstract
화상픽업요소부(2)와 주변회로들(3)이 통상의 반도체기판(1)상에 형성된다. 화상픽업요소부(2)는 입사광을 전하로 변환시켜주는 센서들(201)을 구비한다. 주변회로들(3)은 그내에 콘택홀(18)을 포함하며, 콘택홀(28)을 통하여 신호들을 외부 구성요소에 전달한다. 광차단물 및 경계금속막의 역할을 하는 텅스텐막(35)이 반도체기판(1)상에 형성되며, 각 센서들(201)은 그 개구부를 가지며, 콘택홀(18)들은 텅스텐막(35)으로 충전된다. 결선으로써 역할을 하는 알루미늄막(22)이 콘택홀(18)을 충전하는 텅스텐막(35)상에 형성된다. 텅스텐 실리사이드층(21)이 콘택홀(18)내의 텅스텐막(19)과 반도체기판(1) 사이의 접합영역에 형성된다. 텅스텐막(19)과 텅스텐 실리사이드층(21)을 포함하는 콘택은 우수한 오믹콘택 특성을 보여준다.
Description
본 발명은 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD)를 구비하는 고체 화상픽업장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 스미어(smear) 및 알로이 스파이크 (alloy spike)가 없는 고체 화상픽업장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
CCD를 구비하는 고체 화상 픽업장치는 화상 픽업요소부 및 주변회로들을 구비한다. 화상 픽업요소부는 입사광을 신호전하로 변환시키는 센서들과 신호전하들을 다른 구성부분으로 이송시키는 전하이송부를 구비한다. 화상 픽업요소부에서 센서들은 매트릭스상으로 배열된다. 주변회로들은 화상 픽업요소부 주위에 배열된다. 화상 픽업요소부 및 주변회로들은 모두 통상의 반도체기판상에 형성된다.
고체 화상픽업장치에서 센서들 이외의 상기 화상 픽업요소부 영역에 대한 입사광에 의해 기인하는 스미어를 방지하기 위하여 상기 센서들을 제외하고 화상 픽업요소부를 커버하기 위하여 광차단물이 제공되어야 한다.
광차단물은 알루미늄막과 반반사막을 포함한 이중막구조를 갖는다. 알루미늄막은 결선을 위해 사용된다. 알루미늄막은 반사율이 크며 그 측면, 가장자리 및 후면에서 빛을 반사한다. 상기 반반사막은 입사광을 알루미늄막으로부터 단지 센서들만으로 들어갈 수 있도록 허용하기 위해 구비된다.
그러나, 알루미늄막의 반사율이 크기 때문에 반반사막에 의해 스미어를 효과적으로 방지하는 것은 어렵다.
알로이 스파이킹(alloy spiking)은 고체 화상픽업장치 또는 그와 유산한 것의 주변회로에서 발생할 수 있다. 그러한 알로이 스파이킹은 반도체층과 알루미늄막이 직접 연결됨으로써 발생된다. 반도체층은 상기 회로에서 모스(MOS) 트랜지스터의 소오스영역 및 드레인영역으로써 역할을 한다. 이러한 알로이 스파이크는 반도체층과 결선막간의 연결상태를 악화시킬 수 있다.
종래에는 알로이 스파이크를 방지하기 위하여 알루미늄막과 반도체층 사이에 경계금속층을 형성하였다.
그러나, 그러한 방법은 경계금속층을 형성하는 단계가 반반사막을 형성하는 단계와 분리되어 있기 때문에 고체 화상픽업장치의 제조를 복잡하게 한다.
일본국 특허공개공보 7-030088 호는 이러한 문제를 회피하기 위한 기술을 개시하고 있다. 그 기술에 따르면 반반사막과 경계금속층이 같은 단계에서 형성된다. 또한 이경우에 알루미늄막이 광차단물로써 사용된다.
이 기술을 보다 정확하게 말하면, 티타늄나이트라이드막이 반도체기판상에 형성되고, 순수한 티타늄막이 상기 티타늄나이트라이드막상에 증착된다. 그리고 상기 순수 티타늄막이 티타늄나이트라이드막으로 확산되도록 기판을 열처리한다. 티타늄나이트라이드막으로 확산된 티타늄은 반도체기판상에 콘택들이 형성된 영역의 실리콘과 반응한다. 이러한 반응은 티타늄실리사이드층을 형성시키게 된다. 티타늄실리사이드층은 MOS 트랜지스터의 확산영역과 티타늄나이트라이드층 사이의 연결지점에서 형성된다.
상기 방법의 단점은 비록 반반사층이 사용되어지지만 스미어의 감소에는 불충분하다는 것이다. 광차단물로써 큰 반사율을 갖는 알루미늄막이 사용된다는 것에 기인한다. 더구나, 상기 방법은 장치를 제조하기 위해 과잉의 단계를 수행해야 한다. 즉, 티타늄실리사이드층을 형성하기 위해 순수 티타늄을 티타늄나이트라이드막으로 확산시킨 후 실리콘과 티타늄의 반응을 위한 단계가 요구된다. 이러한 티타늄실리사이드층은 주변회로에서 확산영역과 결선 사이의 오믹(ohmic) 콘택이 티타늄나이트라이드막과 티타늄실리사이드층에 의해 실현되기 때문에 필요한 것이다. 더나아가 콘택저항이 크게 나타날 수도 있다.
본 발명은 전술한 바를 고려하여 이루어졌다. 본 발명의 목적은 스미어 감소를 달성하는 고체 화상픽업장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 방법으로 알로이 스파이킹이 없는 우수한 오믹콘택을 실현시키는 고체 화상픽업장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 화상픽업장치의 구조를 나타내는 개략적인 도면이다.
도2A 및 도2B는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이다.
도3A 내지 도8B는 도2A 내지 도2B에서 나타난 고체 화상픽업장치의 제조단계들을 설명하기 위한 공정도들이다.
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 화상픽업장치를 나타내는 평면도이다.
도10은 도9의 A-A를 자른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이다.
도11은 도9의 B-B를 자른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이다.
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 고체 화상픽업장치를 나타내는 평면도이다.
도13은 도12의 C-C를 자른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이다.
도14는 도12의 D-D를 자른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이다.
도15A 및 도15B는 본 발명의 제4 실시예에 따른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태에 따른 고체 화상픽업장치는, 입사광을 전하로 변환시키기 위하여 매트릭스상으로 형성된 센서들(201)과 상기 센서들 (201)들 이외의 영역을 커버해주는 광차단물(19)을 포함하는 반도체기판(1)상에 형성된 화상픽업 요소부(2) 및 상기 광차단물(19)에서 사용된 내화금속막으로 이루어진 콘택들(20)을 포함하는 상기 반도체기판(1)상에 형성된 상기 화상픽업 요소부 (2)의 주위에 배열된 주변회로(3)를 구비하여 이루어진다.
이 구조에 따르면, 고체 화상픽업장치는 광차단물로서 내화금속막(고융점 금속막)을 사용하기 때문에, 광차단물로써 알루미늄을 사용하는 고체 화상픽업장치 보다 스미어가 더 효과적으로 감소한다.
상기 광차단물(19) 및 콘택(20)은 텅스텐으로 이루어지거나, 또는 티타늄나이트라이드막(27)과 티타늄막(28)을 포함하는 적층막(29)과 상기 적층막(29)상에 형성된 텅스텐막(30)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 콘택(20) 및 반도체기판(1)은 서로 직접 연결되어 질 수 있다. 내화금속의 실리사이드층이 상기 콘택(20)과 상기 반도체기판(1) 사이에 형성될 수 도 있다.
알루미늄막(22)이 상기 콘택들의 상기 내화금속층(20) 상에 형성될 수 도 있다.
텅스텐막(23,25), 알루미늄막(24,26) 또는 상기 텅스텐막(23,25)과 알루미늄막 (24,26)의 적층막중 어느 하나를 구비하는 결선막이 상기 콘택(20)들 이외의 영역상에 형성된다.
본 발명의 제2 형태에 따른 고체 화상픽업장치를 제조하는 방법은, 입사광을 전하로 변환시키기 위한 센서들(201)과 상기 센서들(201)들로부터 전하들을 전송하기 위한 전하전송부(203)를 구비하는 화상픽업 요소부(2) 및 상기 화상 픽업요소부(2) 주위에 배열된 주변회로(3)가 형성된 반도체기판(1)을 준비하는 단계, 상기 주변회로(3)상의 특정 위치들에 콘택홀들(18)을 형성한 후 상기 반도체기판(1)의 전 표면상에 내화금속막을 형성하는 단계, 및 상기 화상 픽업요소부(2)에서 상기 센서들 (201) 및 상기 주변회로(3)에서 상기 콘택홀(18) 이외의 영역들로부터 상기 내화금속막(19,20)을 제거하는 단계를 구비하여 이루어진다.
이 구조에 따르면, 상기 고체 화상픽업장치가 광차단물로써 내화금속막을 사용하기 때문에 광차단물로써 알루미늄막을 사용하는 고체 화상픽업장치 보다 스미어가 보다 효과적으로 감소한다.
더구나, 상기 광차단물과 콘택들이 동일 단계에세 형성되기 때문에 그 제조방법이 단순해진다.
텅스텐(35)으로 이루어진 내화금속막(19,20)이 상기 반도체기판(1)의 전 표면상에 형성될 수 있다.
상기 방법은, 텅스텐막(23,25), 알루미늄막(24,26) 및 상기 텅스텐막(23,25) 및 알루미늄막(24,26)의 적층막중 어느 하나를 구비하는 결선막을 상기 콘택들(20) 이외의 영역상에 형성하거나, 또는 상기 준비된 반도체기판상에 티타늄나이트라이드막 (27) 및 티타늄막(28)의 적층막(29)을 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.
또한 상기 방법은, 상기 반도체기판(1)상에 열처리를 하여 상기 콘택홀들(18)내의 상기 내화금속막(20)과 상기 반도체기판(1) 사이의 접합영역을 실리사이드로 변환하는 단계를 더 구비할 수도 있다.
상기 반도체기판(1)은 그 온도가 450℃ 이상 600℃ 이하의 활성분위기에서 열처리될 수 있다.
상기 방법은, 상기 실리사이드가 형성된 후 상기 주변회로들(3)내의 적어도 상기 콘택홀들(18)상에 알루미늄막(22)을 형성하는 단계를 더 구비할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부하는 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
< 제 1 실 시 예 >
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 화상픽업장치의 구조를 나타내는 개략적인 도면이다. 도시된 바와 같이, 고체 화상픽업장치는 화상 픽업요소부(2) 및 주변회로부(3)를 구비한다. 상기 화상 픽업요소부(2)는 반도체기판(1)상에 형성되며, 주변회로부(3)는 상기 화상 픽업요소부(2) 주변에 배치되어 있다.
화상 픽업요소부(2)는 입사광에 대응하는 신호전하를 발생시키며, 이 신호전하를 후술하는 출력회로로 전달한다. 상기 화상 픽업요소부(2)는 센서들(201), 전달게이트(202), 수직전하전달부(203) 및 수평전하전달부(204)를 구비한다.
상기 각 센서들(201)은, 예를 들어 광다이오드이다. 센서들(201)은 반도체기판(1) 상에 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 상기 센서(201)들은 입사광을 그 신호량이 입사광의 휘도에 대응하는 신호전하로 변환시킨다. 이 신호전하들은 상기 센서(201)내에 유지된다.
각 전달게이트(202)는 모스(MOS) 트랜지스터이며, 각 센서들(201)과 결합되어 있다. 상기 전달게이트(202)는 상기 센서들(201)내에 유지되어 있는 신호전하들을 후술할 타이밍 제어회로(301)로부터의 제어신호에 따라 상기 수직전하전달부 (203)로 전달한다.
전하결합소자(CCD)의 수직전하전달부(203)는 센서들(201) 매트릭스의 칼럼들 사이에 배열되어 있다. 각 수직전하전달부(203)는 센서들(201)로부터 공급된 전하들을 후술할 타이밍 제어회로(301)로부터의 제어펄스에 따라 전달게이트(203)를 통하여 전달한다.
전하결합소자(CCD)의 수평전하전달부(204)는 후술할 타이밍 제어회로(301)로부터의 펄스신호에 따라 수직으로 전달된 신호들을 수평방향으로 전달한다.
상기 화상 픽업요소부(2)의 주변에 배치된 타이밍 제어회로(301)과 출력회로(302)와 같은 것을 주변회로(3)라 부른다.
상기 타이밍 제어회로(301)는 상기 전달게이트(202), 수직전하전달부(203) 및 수직전하전달부(204)를 제어한다. 상기 출력회로(302)는 상기 수평전하전달부 (204)로부터 전달된 신호전하를 전압신호로 변환시킨다. 이 전압신호는 비디오신호로써 출력콘택(출력패드) P로부터 출력된다.
상기 화상픽업요소부(2)와 주변회로(3) 사이의 접촉구조를 도2A 및 도2B를 참조하여 설명한다.
도2A는 주변회로(3)의 출력회로(302)에서 출력패드(output pat) P의 구조를 나타내는 도1의 Y-Y에서의 단면도이며, 도2B는 화상 픽업요소부(2)내의 화소의 구조를 나타내는 X-X에서의 단면도이다.
도2A 및 도2B에서 보여지는 바와 같이, 출력패드 P를 포함하는 주변회로(3)와 화상 픽업요소부(2)는 단결정 실리콘으로 이루어진 P형 반도체기판(1)상에 형성된다.
도2B에서 보여지듯이, N형 영역(4)이 상기 센서들(201)에 대응하도록 반도체기판(1)내에 형성되어 있다. 상기 N형 영역(4)은 광전변환을 위해 준비되었다. 반도체기판(1)내의 각 N+영역(5)는 각 수직전하전달부(203)의 기본적인 구성부분이다. 전하가 상기 N+영역(5)을 통하여 전달된다. 도2B에서 보여지는 각 N형 영역(5)은 도면에 대하여 수직방향으로 연장되어 있다. P+ 영역(7)이 화소들 가운데 형성되어 있다. 도2B에서, 상기 P+ 영역(7)은 인접하는 화소들(14)(15) 사이에 구비된다. 상기 P+ 영역(7)은 화소들 서로간을 전기적으로 차단하는 채널스토퍼로써 역할을 한다.
도2A에서 보여지듯이, 출력패트 P를 갖는 주변회로(3)에는 N+ 영역(8)이 실리콘 기판(1)내에 형성되어 있다. 출력회로(302)로부터의 비디오 신호가 N+ 영역(8)과 후술할 콘택을 통하여 외부장치로 공급된다.
도2B에서 보여지듯이, 실리콘옥사이드막으로 이루어진 게이트절연막(9)과 층간절연막(10)이 반도체기판(1)상에 형성된다. 트랜스퍼전극(11)이 상기 게이트절연막(9)과 층간절연막(10) 사이에 형성된다. 상기 트랜스퍼전극(11)은 반도체기판(1)내에서 N+ 영역(5)에 대응하도록 형성된다. 상기 N+영역(5)로부터의 전하들이 트랜스퍼전극(11)을 통하여 전달된다. 각 트랜스퍼전극(11)은 비정질 실리콘이나 그와 유사한 것으로 이루어지며, 도2B에 대한 수직방향으로 연장되어 있다.
P형 반도체기판(1)과 그 내부의 N형 영역(4)은 도1에서 각 센서(201)의 역할을 한다. 도1에서 보여지는 각 전달게이트(202)는 N형 영역(4), N형 영역(5), N형 영역(5) 위의 절연막(9) 및 트랜스퍼전극(11)을 구비한다. 도1에서 보여지는 각 수직전하전달부(203)는 도면에 대해 수직방향으로 연장되어 있다.
텅스텐막(19)이 상기 센서들(201)을 제외하고 전 표면을 덮을 수 있도록 층간절연막(10)상에 형성된다. 상기 텅스텐막(19)은 그 두께가 300 nm 내지 400 nm 이며, 입사광이 센서들(201)만으로 들어갈 수 있도록 광차단물로써 역할을 한다. 텅스텐막(19)과 같은 내화금속(고융점금속)막은 알루미늄막 보다 작은 반사율을 갖는다. 더구나, 텅스텐막의 반사율은 어떤 다른 내화금속막 보다 상대적으로 작은 반사율을 갖는다. 따라서, 광차단물의 측면 또는 후면에서 반사된 광이 감소되기 때문에 센서들(201) 이외의 영역으로의 광의 입사율이 현저히 줄어든다. 결과적으로 센서들(201) 이외의 영역으로의 입사광에 의해 발생되는 스미어가 현저히 줄어든다.
출력패드 P가 형성된 영역에서, 절연막(16)은 도2A에서 보여지듯이 반도체기판(1)상에 형성된다. 상기 절연막(16)은 실리콘옥사이드막 또는 그와 유사한 것으로 이루어진다. 콘택홀(18)이 반도체기판(1)내의 N형 영역(8) 바로 위에 존재하도록 절연막에 형성된다. 텅스텐막(20)이 상기 콘택홀(18)을 충전하도록 상기 절연막(16)상에 부분적으로 형성된다. 상기 텅스텐막(20)은 그 두께가 300 nm 내지 400 nm이며, 알로이 스파이킹을 방지하기 위한 경계금속막으로써 역할을 한다. 실리콘옥사이드막, 실리콘나이트라이드막 또는 이와 유사한 것으로 이루어진 절연막(17)은 텅스텐막(20)이 형성된 영역 이외의 절연막(16)상에 형성된다.
텅스텐 실리사이드층(21)이 N형 영역(8)과 텅스텐막(20) 사이에 형성된다.
알루미늄막(22)이 텅스텐막(20)상에 형성된다. 알루미늄막(22)은 그 두께가 400 nm 내지 500 nm이며, 결선의 역할을 한다. 알루미늄막(22)은 텅스텐막(20)과 텅스텐 실리사이트층(21)을 경유하여 N형영역(8)에 연결된다. 즉, 주변회로(3)의 콘택홀(18)은 텅스텐 실리사이드층(21), 텅스테막(20) 및 알루미늄막(22)으로 구성되어 있으며, 이러한 구조는 콘택에 대하여 매우 우수한 오믹콘택 특성을 가져다 준다.
고체 화상픽업장치의 제조방법을 도3A 내지 도8B를 참조하여 설명한다.
도3A 및 도3B에서 보여지듯이, 화상 픽업요소부(2) 및 주변회로(3)가 형성된 반도체기판(1)이 준비된다. 상기 반도체기판(1)은 N형 영역(4)(5)와 N+영역(8)을 갖는다. 이러한 영역들은 반도체기판(1) 속으로 인과 같은 N형 불순물을 이온주입하여 형성된다. 반도체기판(1)은 또한 보론과 같은 N형 불순물을 이온주입하여 형성되는 P+영역(7)을 갖는다. 그리고, 게이트절연막(9), 층간절연막(10), 트랜스퍼전극(11), 절연막(16)등이 CVD나 스퍼터링에 의해 반도체기판(1)위로 증착된다.
도4A 및 도4B에서 보여지듯이, 콘택홀(18)이 포토리소그라피 방법에 의해 주변회로(3)의 절연막(16)에 형성된다. 상기 콘택홀(18)은 전기적으로 N+영역(8)과 후술할 알루미늄 결선층을 접촉시키기 위해 준비된다. 이어서, 텅스텐막(35)이 도5A 및 도5B에서 보여지듯이 두께 300 nm 내지 400 nm가 되도록 반도체기판(1)의 전면에 스퍼터링에 의해 증착된다.
반도체기판(1)을 질소의 활성분위기하에서 약 30분간 열처리를 수행한다. 열처리의 온도는 거의 600 ℃와 같거나 그 이하로 한다. 도6A 및 도6B는 열처리 후의 반도체기판(1)을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 텅스텐 실리사이드층(21)이, 콘택홀(18)을 충전하는 텅스텐막(35)과 N+영역(8)이 반응한 후 N+영역(8)상에 형성된다.
화상 픽업요소부(2)내의 텅스텐막(35) 아래에는 게이트 절연막(9)과 층간절연막(10)이 있기 때문에 텅스텐 실리사이드층이 화상 픽업요소부(2)내에 형성되지 않는다. 바람직하게는, 상기 열처리는 거의 450 ℃와 같거나 그 이상이 되는 온도에서 거의 1분 또는 그 이상동안 수행된다. 실리사이드층을 형성하는 공정은 생략할 수도 있다.
도7A 및 도7B에서 보여지듯이, 텅스텐막(35)이 포토리소그라피 방법에 의해 패터닝된다. 패터닝의 결과, 센서들(201)에 대응하는 개구부들이 화상 픽업요소부(2)의 텅스텐막(35)에 형성되며, 텅스텐막(35)은 단지 주변회로(3)내의 콘택에만 남는다.
그리하여, 화상 픽업요소부(2)는 스미어를 방지하기 위한 광차단물로써 역할을 하는 텅스텐막(19)을 가지며, 주변회로(3)는 알로이 스파이킹을 방지하기 위한 경계금속막으로써 역할을 하는 텅스텐막(20)을 갖는다.
도8A 및 도8B에서 보여지듯이, 알루미늄막(22)이 층간절연막(17)을 형성한 후 반도체기판(1)의 전면에 형성된다. 알루미늄막(22)은 스퍼터링, 진공 증발등에 의해 400 nm 내지 500 nm가 되도록 형성된다. 주변회로(3)의 알루미늄막(22)은 포토리소그라피 방법에 의해 패터닝되어, 단지 콘택내에만 알루미늄막이 남도록 하여 알루미늄막(22)의 결선이 콘택상에 형성된다. 따라서, 도1에서 보여지는 고체 화상픽업장치가 완성된다.
상기 제1 실시예에서 만들어진 고체 화상픽업장치에 따르면, 광차단물은 텅스텐막을 포함한다. 텅스텐과 같은 내화금속은 알루미늄보다 작은 반사율을 가지고 있기 때문에 제1 실시예에 따른 고체 화상픽업장치는 알루미늄을 사용하는 종래의고체 화상픽업장치보다도 스미어를 효과적으로 줄일 수 있다.
전술한 고체 화상픽업장치의 제조방법에 따르면, 반도체기판이 열처리되어진다. 텅스텐막(19)은 주변회로(3)에 형성되기 때문에, 반도체기판상에 형성된 텅스텐막(19)과 반도체기판의 실리콘 사이에 반응이 일어난다. 그 결과 텅스텐 실리사이드층(21)이 형성된다. 텅스텐막(19)과 텅스텐 실리사이드(21)는 N+영역(8)과 결선사이에 오믹접촉(ohmic contact)을 이루게 한다. 따라서, 제1 실시예에 따른 방법은 알로이 스파이킹 없는 우수한 오믹접촉을 실현할 수 있게 한다. 더구나, 이것은 주변회로내의 확산영역과 결선 사이에 오믹접촉을 실현한 일본국 특허 공개번호 제 7-030088 호에 개시된 고체 화상픽업장치의 제조방법 보다 더 용이하다. 상기 종래의 기술에서는, 순수한 티타늄이 확산된 티타늄나이트라이드막을 갖는 반도체기판이 열처리에 놓여진다. 그리고 이러한 열처리는 티타늄과 반도체기판의 실리콘과의 반응을 일으키게 하여, 티타늄 실리사이드층이 형성된다. 상기 티타늄 나이트라이드막과 티타늄 실리사이드층은 오믹접촉을 실현하게 한다.
< 제 2 실 시 예 >
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 화상픽업장치를 나타내는 평면도이다. 도10은 도9의 A-A를 자른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이며, 도11은 도9의 B-B를 자른 고체 화상픽업장치을 나타내는 단면도이다.
제2 실시예에 따른 고체 화상픽업장치에서는, 텅스텐막(19)이 제1 실시예에서는 주변회로(3)에서 단지 경계금속 역할을 하는 데 반하여, 텅스테막(19)이 경계금속막 및 결선의 역할을 한다.
도9 내지 도11에서 보여지듯이, 텅스텐막(23)을 포함하는 제1층 결선막이 절연막(16)상에 형성된다. 텅스텐막(23)과 텅스텐막(19)(제1 실시예에서 설명한 것과 동일함)은 동시에 형성된다. 그리고 알루미늄막(24)(제1 실시예에서 설명한 것과 동일함)의 제2층 결선막이 상기 제1층 결선막상에 형성된다. 제1층 결선막과 제2층 결선막은 본 실시예에서 동일한 패턴을 갖는다.
제1 실시예와 같은 방법으로, 본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치는 텅스텐막을 광차단물로서 사용한다. 텅스텐과 같은 내화금속은 알루미늄보다 작은 반사율을 가지고 있기 때문에 본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치는 알루미늄을 사용하는 종래의 고체 화상픽업장치보다도 스미어를 효과적으로 줄일 수 있다.
전술한 고체 화상픽업장치의 제조방법에 따르면, 알로이 스파이킹 없는 우수한 오믹접촉을 종래 기술보다 용이한 방법에 의해 실현할 수 있게 한다. 더구나, 결선이 텅스텐막(23)으로 된 제1층 결선과 알루미늄막(24)으로 된 제2층 결선막을 구비하고 있기 때문에 결선이 보다 적은 저항과 높은 신뢰성을 갖는다.
< 제 3 실 시 예 >
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 고체 화상픽업장치를 나타내는 평면도이다. 도13은 도12의 C-C를 자른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이며, 도14는 도12의 D-D를 자른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치에서는, 텅스텐막(23)의 제1층 결선과 알루미늄막(26)의 제2층 결선이, 제2 실시예에서는 동일한 패턴을 갖는데 반하여, 다른 패턴을 갖는다.
도12 내지 도14에서 보여지듯이, 한쌍의 직사각형 텅스텐막(25)을 포함하는 제1층 결선막이 절연막(16)상에 형성되며, 한쌍의 직사각형 알루미늄막(26)을 구비하는 제2층 결선막이 상기 제1층 결선막상에 형성되며, 그 폭이 각 텅스텐막(25)의 폭보다 좁다. 상기 제1층 결선막과 제2층 결선막은 서로 직각으로 교차한다.
제1 및 제2 실시예와 같은 방법으로, 본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치는 텅스텐막을 광차단물로서 사용한다. 텅스텐과 같은 내화금속은 알루미늄보다 작은 반사율을 가지고 있기 때문에 본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치는 알루미늄을 사용하는 종래의 고체 화상픽업장치 보다도 스미어를 효과적으로 줄일 수 있다.
전술한 고체 화상픽업장치의 제조방법에 따르면, 알로이 스파이킹 없는 우수한 오믹접촉을 종래 기술보다 용이한 방법에 의해 실현할 수 있게 한다. 더구나, 본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치에서 텅스텐막과 알루미늄막이 다른 패턴을 가지고 있기 때문에 융통성있게 결선의 패턴을 적용할 수 있다.
< 제 4 실 시 예 >
도15A 및 도15B는 본 발명의 제4 실시예에 따른 고체 화상픽업장치를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치에서는, 내화금속막의 구조가 제1 실시예에서와 다르다. 즉, 화상픽업요소부(2)에서 광차단물로써 사용되는 본 실시예에 따른 금속막과 주변회로(3)내의 경계금속층은 티타늄나이트라이드막과 티타늄막을 포함하는 적층막, 및 텅스텐막을 구비한다.
도시된 바와 같이, 화상픽업요소부(2)내의 광차단물과 주변회로(3)내의 경계금속막 모두, 약 50 nm 두께를 갖는 티타늄나이트라이드막(27), 약 50 nm 두께를 갖는 티타늄막(28)을 포함하는 적층막(29)과 상기 적층막(29)상에 형성된 300 nm 내지 400 nm 두께를 갖는 텅스텐막(30)을 갖는다.
화상픽업요소부(2) 및 주변회로(3)에서는, 티타늄막(28)과 티타늄나이트라이드막(27)이 스퍼링등에 의해 콘택홀(18)을 갖는 절연막(16)상에 형성되며, 따라서 적층막(29)이 형성된다.
본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치는 티타늄나이트라이드와 티타늄으로 이루어진 적층막과 텅스텐막을 포함하는 광차단물을 사용한다. 광차단물이 이러한 구조를 가지기 때문에, 본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치는 단지 텅스텐막 만을 포함하는 광차단물을 사용하는 전술한 제1 내지 제3 실시예에서의 고체 화상픽업장치 보다 효과적으로 스미어를 감소시킬 수 있다.
더구나, N형 영역(8)과 주변회로내의 결선 사이의 콘택이 텅스텐막(30)과 티타늄나이트라이드막(27) 및 티타늄막(28)으로 이루어진 적층막(29)을 포함하고 있기 때문에, 본 실시예에 따른 고체 화상픽업장치는, 콘택이 단지 텅스텐막(19) 만을 포함하는 제1 내지 제3 실시예에서 설명한 고체 화상픽업장치들에 비하여 낮은 콘택 저항을 갖는다.
본 발명은 전술한 제1 내지 제4 실시예들에 한정되는 것이 아니며, 필요에 따라 수정될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연막 또는 층간절연막은 실리콘옥사이드나 실리콘나이트라이드에 한정되는 것이 아니다. BSG(Boro Silicate Glass), PSG(Phospho Silicate Glass), BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)등과 같은 다른 물질도 절연막으로써 사용될 수 있다.
금속막들의 두께 또는 기판의 열처리에 대한 전술한 조건들도 예로써, 필요에 의해 변경될 수 있다.
텅스텐막과 알루미늄막을 포함하는 결선막이 주변회로에 사용된 경우에, 결선의 일부가 단지 텅스텐막 또는 알루미늄막을 포함할 수도 있다.
내화금속막은 텅스텐막 및 티타늄나이트라이드막 및 티타늄막의 적층막에 한정되는 것이 아니고, 몰리브덴 또는 티타늄 단독으로 사용될 수 있다.
화상픽업장치에서 각 반도체영역의 P형 영역과 N형 영역의 배열이 바뀔 수도 있다.
본 발명에 의하면, 텅스텐과 같은 내화금속은 알루미늄보다 작은 반사율을 가지고 있기 때문에 스미어를 효과적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 따르면, 알로이 스파이킹 없는 우수한 오믹접촉을 용이한 방법에 의해 실현할 수 있게 한다.
Claims (14)
- 입사광을 전하로 변환시키기 위하여 매트릭스상으로 형성된 센서들(201)과 상기 센서들(201)들 이외의 영역을 커버해주는 광차단물(19)을 포함하는 반도체기판(1)상에 형성된 화상픽업 요소부(2); 및상기 광차단물(19)에서 사용된 내화금속막으로 이루어진 콘택들(20)을 포함하는 상기 반도체기판(1)상에 형성된 상기 화상픽업 요소부(2)의 주위에 배열된 주변회로(3);를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광차단물(19) 및 콘택(20)은 텅스텐으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 내화금속막(19,20)은, 티타늄나이트라이드막(27)과 티타늄막(28)을 포함하는 적층막(29)과 상기 적층막(29)상에 형성된 텅스텐막(30)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 콘택(20) 및 반도체기판(1)은 서로 직접 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치.
- 제 1 항에 있어서, 내화금속의 실리사이드층이 상기 콘택(20)과 상기 반도체기판(1) 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치.
- 제 1 항에 있어서, 알루미늄막(22)이 상기 콘택들의 상기 내화금속층(20) 상에 형성된 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치.
- 제 1 항에 있어서, 텅스텐막(23,25), 알루미늄막(24,26) 또는 상기 텅스텐막(23,25) 과 알루미늄막(24,26)의 적층막중 어느 하나를 구비하는 결선막이 상기 콘택(20)들 이외의 영역상에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치.
- 입사광을 전하로 변환시키기 위한 센서들(201)과 상기 센서들(201)들로부터 전하들을 전송하기 위한 전하전송부(203)를 구비하는 화상픽업 요소부(2) 및 상기 화상 픽업요소부(2) 주위에 배열된 주변회로(3)가 형성된 반도체기판(1)을 준비하는 단계;상기 주변회로(3)상의 특정 위치들에 콘택홀들(18)을 형성한 후 상기 반도체기판(1)의 전 표면상에 내화금속막을 형성하는 단계; 및상기 화상 픽업요소부(2)에서 상기 센서들(201) 및 상기 주변회로(3)에서 상기 콘택홀(18) 이외의 영역들로부터 상기 내화금속막(19,20)을 제거하는 단계;를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치를 제조하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 텅스텐(35)으로 이루어진 내화금속막(19,20)이 상기 반도체기판(1)의 전 표면상에 형성된 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치를 제조하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 텅스텐막(23,25), 알루미늄막(24,26) 및 상기 텅스텐막(23,25) 및 알루미늄막(24,26)의 적층막중 어느 하나를 구비하는 결선막을 상기 콘택들(20) 이외의 영역상에 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치를 제조하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 준비된 반도체기판상에 티타늄나이트라이드막(27) 및 티타늄막(28)의 적층막(29)을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치를 제조하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 반도체기판(1)상에 열처리를 하여 상기 콘택홀들(18)내의 상기 내화금속막(20)과 상기 반도체기판(1) 사이의 접합영역을 실리사이드로 변환하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치를 제조하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 반도체기판(1)은 그 온도가 450℃ 이상 600℃ 이하의 활성분위기에서 열처리되는 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치를 제조하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 실리사이드가 형성된 후 상기 주변회로들(3)내의 적어도 상기 콘택홀들(18)상에 알루미늄막(22)을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 화상픽업장치를 제조하는 방법.
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