KR20000034225A - Method for manufacturing solid camera device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고체촬상소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 소자의 동작 특성을 향상시키는 고체촬상소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a solid state image pickup device, and more particularly, to a method for manufacturing a solid state image pickup device for improving the operating characteristics of the device.
일반적으로 고체촬상소자는 광전 변화 소자와 전하 결합 소자를 사용하여 피사체를 촬상하여 전기적인 신호로 출력하는 장치를 말한다.In general, the solid state image pickup device refers to a device for photographing a subject using an photoelectric change device and a charge coupled device to output an electrical signal.
전하 결합 소자는 광전 변환 소자에서 생성된 신호 전하를 기판내의 전위 변동을 이용하여 특정 방향으로 전송하는데 사용된다.Charge-coupled devices are used to transfer signal charges generated in photoelectric conversion devices in a particular direction using potential variations in the substrate.
고체촬상소자는 일정간격을 갖고 매트릭스(Matrix) 형태로 배열되어 빛의 신호를 전기적인 신호로 변환하여 영상 전하를 생성하는 복수개의 광전 변환 영역, 수직 방향의 광전 변환 영역의 사이에 각각 형성되어 상기 광전 변환 영역에서 생성된 영상 전하를 수직방향으로 전송하는 복수개의 수직 전하 전송 영역(VCCD:Vertical Charge Coupled Device), 상기 수직 방향으로 전송된 영상 전하를 수평 방향으로 전송하기 위한 수평 전하 전송 영역(HCCD:Horizontal CCD)과, 상기 수평 방향으로 전송된 영상 전하를 센싱하여 주변회로부로 출력하는 플로우팅 디퓨전(Floating Diffusion) 영역으로 크게 구성된다.The solid-state image pickup device is arranged in a matrix form at regular intervals and is formed between a plurality of photoelectric conversion regions for generating an image charge by converting a signal of light into an electrical signal and a photoelectric conversion region in a vertical direction, respectively. Vertical Charge Coupled Device (VCCD) for transferring the image charges generated in the photoelectric conversion region in the vertical direction, and Horizontal Charge Transfer Region (HCCD) for transferring the image charges transferred in the vertical direction in the horizontal direction : Horizontal CCD) and a floating diffusion region that senses the image charge transmitted in the horizontal direction and outputs it to the peripheral circuit unit.
그리고, 고체촬상소자에서 전하 결합 소자로써 더블 폴리게이트(Double Polygate)는 광전 변환 영역의 포토다이오드(Photo Diode)에 빛이 입사되어 생성된 전하를 읽어 내어 이동시켜 주는 역할을 하기 때문에, 더블 폴리게이트 프로세스(Process)는 폴리게이트간을 완벽히 격리 시키면서 커패시턴스(Capacitance)를 최소화하여 전하전송효율을 극대화 시켜야 한다.In the solid state image pickup device, the double polygate serves as a charge coupling device, which reads and moves charges generated by light incident on a photodiode in a photoelectric conversion region. The process must maximize the charge transfer efficiency by minimizing capacitance while completely separating the polygates.
종래 기술에 따른 고체촬상소자의 제조 방법은 도 1a에서와 같이, 고체촬상소자의 더블 폴리게이트 형성 공정에 있어서, 반도체 기판(11)상에 ONO(Oxide/Nitride/Oxide)층(12)을 형성한 다음, 상기 ONO층(12)상에 제 1 다결정 실리콘과 제 1 감광막을 형성한다.In the method of manufacturing a solid state image pickup device according to the related art, in the process of forming a double polygate of a solid state image pickup device, an ONO (Oxide / Nitride / Oxide) layer 12 is formed on a semiconductor substrate 11. Next, a first polycrystalline silicon and a first photosensitive film are formed on the ONO layer 12.
그리고, 상기 제 1 감광막을 제 1 폴리게이트가 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 상기 제 1 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 다수개의 제 1 폴리게이트(13)를 형성하고, 상기 제 1 감광막을 제거한다.After selectively exposing and developing the first photoresist film so as to remain only at the site where the first polygate is to be formed, the first polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed first photoresist film as a mask. A first polygate 13 is formed, and the first photosensitive film is removed.
도 1b에서와 같이, 상기 제 1 폴리게이트(13) 표면상에 제 1 산화막(14)을 성장시킨다.As shown in FIG. 1B, a first oxide film 14 is grown on the surface of the first polygate 13.
이때, 상기 ONO층(12)의 질화막에 의해 상기 제 1 폴리게이트(13) 양측 하부부위는 상기 제 1 폴리게이트(13) 표면의 다른 부위보다 산화막의 성장속도가 느리기 때문에 상기 제 1 폴리게이트(13) 양측 하부부위의 제 1 산화막(14)이 매우 얇게 형성(14a)된다.In this case, since the growth rate of the oxide film is lower than that of other portions of the surface of the first polygate 13 by the nitride film of the ONO layer 12, the first polygate ( 13) The first oxide film 14 on both lower portions is formed very thin 14a.
도 1c에서와 같이, 전면에 제 2 다결정 실리콘과 제 2 감광막을 형성하고, 상기 제 2 감광막을 제 2 폴리게이트가 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 1C, a second polycrystalline silicon and a second photoresist film are formed on the entire surface, and the second photoresist film is selectively exposed and developed so as to remain only at the site where the second polygate is to be formed.
그리고 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 2 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 상기 제 1 폴리게이트(13) 사이와 상기 제 1 폴리게이트(13)에 인접한 제 1 산화막(14)상에 다수개의 제 2 폴리게이트(15)를 형성하고, 상기 제 2 감광막을 제거한다.The second polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed second photoresist film as a mask to form a first oxide film 14 between the first polygate 13 and adjacent to the first polygate 13. A plurality of second polygates 15 are formed thereon and the second photoresist film is removed.
이어, 상기 제 2 폴리게이트(15) 표면상에 제 2 산화막(16)을 성장시킨다.Subsequently, a second oxide film 16 is grown on the surface of the second polygate 15.
그러나 종래의 고체촬상소자의 제조 방법은 ONO층의 질화막에 의해 제 1 폴리게이트 양측 하부부위는 제 1 폴리게이트 표면의 다른 부위보다 산화막의 성장속도가 느리기 때문에 제 1 폴리게이트 양측 하부부위의 제 1 산화막이 매우 얇게 형성되므로 제 1, 제 2 폴리게이트 사이의 BV(Breakdown Voltage)가 낮아지기 때문에 고체촬성소자의 동작 특성이 저하된다는 문제점이 있었다.However, in the conventional method of manufacturing a solid-state image pickup device, since the growth rate of the oxide film is lower than that of the other portions of the first polygate surface by the nitride film of the ONO layer, the first portions of the lower portions of both sides of the first polygate are lower. Since the oxide film is formed very thin, the breakdown voltage (BV) between the first and second polygates is lowered, thereby deteriorating the operating characteristics of the solid state imaging device.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 제 1, 제 2 폴리게이트 사이의 절연막 두께를 균일화하여 제 1, 제 2 폴리게이트 사이의 BV가 낮아지는 현상을 방지하는 고체촬상소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the method of manufacturing a solid state image pickup device for preventing the BV between the first and second polygates from lowering by uniformizing the thickness of the insulating film between the first and second polygates. The purpose is to provide.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid state image pickup device according to the related art.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid state image pickup device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
31: 반도체 기판 32: ONO층31: semiconductor substrate 32: ONO layer
33: 제 1 폴리게이트 34: 제 1 산화막33: first polygate 34: first oxide film
35: 제 2 폴리게이트 36: 제 2 산화막35: second polygate 36: second oxide film
본 발명의 고체촬상소자의 제조 방법은 고체촬상소자의 더블 폴리게이트 형성 공정에 있어서, 기판상에 ONO층을 형성하는 단계, 상기 ONO층상에 다수개의 제 1 폴리게이트를 형성하는 단계, 상기 각 제 1 폴리게이트 양측에 인접한 상기 ONO층의 탑산화막과 질화막을 제거하는 단계, 상기 제 1 폴리게이트 표면상에 제 1 산화막을 성장시키는 단계, 상기 제 1 폴리게이트 사이와 상기 제 1 폴리게이트에 인접한 제 1 산화막상에 다수개의 제 2 폴리게이트를 형성하는 단계와, 상기 제 2 폴리게이트 표면상에 제 2 산화막을 성장시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a solid state image pickup device of the present invention, in the process of forming a double polygate of a solid state image pickup device, forming an ONO layer on a substrate, forming a plurality of first polygates on the ONO layer, 1, removing a top oxide film and a nitride film of the ONO layer adjacent to both sides of the polygate, growing a first oxide film on the surface of the first polygate, between the first polygate and adjacent to the first polygate. And forming a plurality of second polygates on the first oxide film, and growing a second oxide film on the surface of the second polygate.
상기와 같은 본 발명에 따른 고체촬상소자의 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, preferred embodiments of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention as described above in detail as follows.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid state image pickup device according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조 방법은 도 2a에서와 같이, 고체촬상소자의 더블 폴리게이트 형성 공정에 있어서, 반도체 기판(31)상에 ONO층(32)을 형성한 다음, 상기 ONO층(32)상에 제 1 다결정 실리콘과 제 1 감광막을 형성한다.In the method of manufacturing the solid state image pickup device according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2A, in the process of forming a double polygate of the solid state image pickup device, the ONO layer 32 is formed on the semiconductor substrate 31. The first polycrystalline silicon and the first photosensitive film are formed on the ONO layer 32.
그리고, 상기 제 1 감광막을 제 1 폴리게이트가 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1 감광막을 마스크로 상기 제 1 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 다수개의 제 1 폴리게이트(33)를 형성하고, 상기 제 1 감광막을 제거한다.After selectively exposing and developing the first photoresist film so as to remain only at the site where the first polygate is to be formed, the first polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed first photoresist film as a mask. A first polygate 33 is formed and the first photosensitive film is removed.
도 2b에서와 같이, 상기 제 1 폴리게이트(33)를 포함한 ONO층(32)상에 제 2 감광막을 도포하고, 상기 제 2 감광막을 상기 각 제 1 폴리게이트(33) 양측에 인접한 부위에만 제거되도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 2B, a second photoresist film is coated on the ONO layer 32 including the first polygate 33, and the second photoresist film is removed only at portions adjacent to both sides of the first polygate 33. It is selectively exposed and developed as much as possible.
그 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 ONO층(32)의 탑(Top)산화막과 질화막을 선택적으로 식각하여 상기 각 제 1 폴리게이트(33) 양측에 인접한 상기 ONO층(32)의 탑산화막과 질화막을 제거(41)한 후, 상기 제 2 감광막을 제거한다.Thereafter, the top oxide film and the nitride film of the ONO layer 32 are selectively etched using the selectively exposed and developed second photoresist film as a mask, so that the ONO layers adjacent to both sides of the first polygate 33 are selectively etched. After removing the top oxide film and the nitride film of (32) (41), the second photosensitive film is removed.
이때, 상기 제 2 감광막을 마스크로 이용하여 상기 ONO층(32)의 탑산화막과 질화막 그리고 하부 산화막까지도 선택적으로 식각하여 상기 각 제 1 폴리게이트(33) 양측에 인접한 부위의 반도체 기판(31)을 노출시킬 수도 있다.At this time, the top oxide film, the nitride film, and the lower oxide film of the ONO layer 32 are selectively etched using the second photoresist film as a mask, so that the semiconductor substrate 31 of the portions adjacent to both sides of each of the first polygates 33 is removed. It can also be exposed.
도 2c에서와 같이, 상기 제 1 폴리게이트(33) 표면상에 제 1 산화막(34)을 성장시킨다.As shown in FIG. 2C, a first oxide film 34 is grown on the surface of the first polygate 33.
이때, 상기 각 제 1 폴리게이트(33) 양측에 인접한 상기 ONO층(32)의 탑산화막과 질화막을 제거한 상태에서 상기 제 1 산화막(34)을 성장시키기 때문에 상기 제 1 폴리게이트(33) 표면 전면의 산화막 성장속도가 동일하여 상기 제 1 폴리게이트(33) 표면상의 상기 제 1 산화막(34) 두께가 균일(34a)하게 된다.At this time, since the first oxide film 34 is grown while the top oxide film and the nitride film of the ONO layer 32 adjacent to both sides of the first polygate 33 are removed, the entire surface of the first polygate 33 surface is grown. The oxide film growth rate is the same, so that the thickness of the first oxide film 34 on the surface of the first polygate 33 is uniform (34a).
도 2d에서와 같이, 전면에 제 2 다결정 실리콘과 제 3 감광막을 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제 2 폴리게이트가 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.As shown in FIG. 2D, a second polycrystalline silicon and a third photoresist film are formed on the entire surface, and the third photoresist film is selectively exposed and developed so as to remain only at the site where the second polygate is to be formed.
그리고 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로 상기 제 2 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 상기 제 1 폴리게이트(33) 사이와 상기 제 1 폴리게이트(33)에 인접한 제 1 산화막(34)상에 다수개의 제 2 폴리게이트(35)를 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제거한다.The second polycrystalline silicon is selectively etched using the selectively exposed and developed third photoresist layer as a mask to form a first oxide layer 34 adjacent to the first polygate 33 and adjacent to the first polygate 33. A plurality of second polygates 35 are formed thereon and the third photoresist film is removed.
이어, 상기 제 2 폴리게이트(35) 표면상에 제 2 산화막(36)을 성장시킨다.Subsequently, a second oxide layer 36 is grown on the surface of the second polygate 35.
본 발명의 고체촬상소자의 제조 방법은 제 1 폴리게이트 양측에 인접한 상기 ONO층의 탑산화막과 질화막을 제거한 상태에서 제 1 산화막을 성장시키기 때문에 제 1, 제 2 폴리게이트 사이의 절연막 두께를 균일화하므로, 제 1, 제 2 폴리게이트 사이의 BV가 낮아지는 현상을 방지하여 고체촬성소자의 동작 특성을 향상시키는 효과가 있다.Since the first oxide film is grown in a state where the top oxide film and the nitride film of the ONO layer adjacent to both sides of the first polygate are removed, the solid-state imaging device of the present invention makes the thickness of the insulating film between the first and second polygates uniform. In addition, the BV between the first and second polygates is prevented from being lowered, thereby improving the operating characteristics of the solid state image pickup device.
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KR100899546B1 (en) * | 2007-09-04 | 2009-05-27 | (주) 넥스트칩 | Charged Coupled Device and method for manufacturing thereof |
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1998
- 1998-11-28 KR KR1019980051501A patent/KR20000034225A/en not_active Application Discontinuation
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