KR20000034615A - 고체촬상소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제 1, 제 2 폴리게이트(Polygate) 사이의 절연막 두께를 균일화하여 제 1, 제 2 폴리게이트 사이의 BV(Breakdown Voltage)가 낮아지는 현상을 방지하기 위한 고체촬상소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 고체촬상소자의 제조 방법은 전하 전송 영역의 폴리게이트 형성 공정에 있어서, 기판상에 ONO층을 형성하는 단계, 상기 ONO층상에 다수개의 제 1 폴리게이트를 형성하는 단계, 상기 제 1 폴리게이트 표면상에 산화되는 물질을 형성하는 단계, 상기 산화되는 물질 표면상에 제 1 산화막을 성장시키는 단계, 상기 제 1 폴리게이트 일측과 상기 제 1 폴리게이트에 인접한 제 1 산화막상에 다수개의 제 2 폴리게이트를 형성하는 단계, 상기 제 2 폴리게이트 표면상에 제 2 산화막을 성장시키는 단계, 상기 제 1, 제 2 폴리게이트 사이와 상기 제 1, 제 2 폴리게이트에 인접한 제 1, 제 2 산화막상에 다수개의 제 3 폴리게이트를 형성하는 단계와, 상기 제 3 폴리게이트 표면상에 제 3 산화막을 성장시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 고체촬상소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 소자의 동작 특성을 향상시키는 고체촬상소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 고체촬상소자는 광전 변화 소자와 전하 결합 소자를 사용하여 피사체를 촬상하여 전기적인 신호로 출력하는 장치를 말한다.
전하 결합 소자는 광전 변환 소자에서 생성된 신호 전하를 기판내의 전위 변동을 이용하여 특정 방향으로 전송하는데 사용된다.
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 센싱(Sensing)하여 주변회로부로 출력하는 플로우팅 디퓨전(Floating Diffusion) 영역으로 크게 구성된다.
종래 기술에 따른 고체촬상소자의 제조 방법은 도 1a에서와 같이, 전하 전송 영역의 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.
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.
도 1b에서와 같이, 상기 제 1 폴리게이트(13) 표면상에 제 1 산화막(14)을 성장시킨다.
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.
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.
그리고 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 2 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 상기 제 1 폴리게이트(33) 일측과 상기 제 1 폴리게이트(33)에 인접한 제 1 산화막(14)상에 다수개의 제 2 폴리게이트(15)를 형성하고, 상기 제 2 감광막을 제거한다.
이어, 상기 제 2 폴리게이트(15) 표면상에 제 2 산화막(16)을 성장시킨다.
이때, 상기 제 2 산화막(16) 성장 공정에서 상기 제 1 산화막(14)의 성장으로 산화막 딥(Dip)공정이 적기 때문에 상기 ONO층(12)상의 제 2 폴리게이트(15) 일측 하부부위의 제 2 산화막(16) 두께는 상기 제 2 폴리게이트(15) 표면의 다른 부위의 제 2 산화막(16) 두께와 거의 동일하다.
도 1d에서와 같이, 전면에 제 3 다결정 실리콘과 제 3 감광막을 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제 3 폴리게이트가 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.
그리고 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로 상기 제 3 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 상기 제 1, 제 2 폴리게이트(13,15) 사이와 상기 제 1, 제 2 폴리게이트(13,15)에 인접한 제 1, 제 2 산화막(14,16)상에 다수개의 제 3 폴리게이트(17)를 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제거한다.
이어, 상기 제 3 폴리게이트(17) 표면상에 제 3 산화막(18)을 성장시킨다.
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.
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.
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31: 반도체 기판 32: ONO층
33: 제 1 폴리게이트 34: 제 2 다결정 실리콘
35: 제 1 산화막 36: 제 2 폴리게이트
37: 제 2 산화막 38: 제 3 폴리게이트
39: 제 3 산화막
본 발명의 고체촬상소자의 제조 방법은 전하 전송 영역의 폴리게이트 형성 공정에 있어서, 기판상에 ONO층을 형성하는 단계, 상기 ONO층상에 다수개의 제 1 폴리게이트를 형성하는 단계, 상기 제 1 폴리게이트 표면상에 산화되는 물질을 형성하는 단계, 상기 산화되는 물질 표면상에 제 1 산화막을 성장시키는 단계, 상기 제 1 폴리게이트 일측과 상기 제 1 폴리게이트에 인접한 제 1 산화막상에 다수개의 제 2 폴리게이트를 형성하는 단계, 상기 제 2 폴리게이트 표면상에 제 2 산화막을 성장시키는 단계, 상기 제 1, 제 2 폴리게이트 사이와 상기 제 1, 제 2 폴리게이트에 인접한 제 1, 제 2 산화막상에 다수개의 제 3 폴리게이트를 형성하는 단계와, 상기 제 3 폴리게이트 표면상에 제 3 산화막을 성장시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 고체촬상소자의 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조 방법은 도 2a에서와 같이, 전하 전송 영역의 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.
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.
도 2b에서와 같이, 상기 제 1 폴리게이트(33) 표면상에 제 2 다결정 실리콘(34)과 제 2 감광막을 형성하고, 상기 제 2 감광막을 상기 제 1 폴리게이트(33)와 상기 제 1 폴리게이트(33) 양측에 인접한 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.
이때, 상기 제 2 다결정 실리콘(34) 대신에 산화막과 같은 산화되는 물질을 형성하여도 된다.
그리고, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2 감광막을 마스크로 상기 제 2 다결정 실리콘(34)을 선택적으로 식각한 후, 상기 제 2 감광막을 제거한다.
도 2c에서와 같이, 상기 제 2 다결정 실리콘(34) 표면상에 제 1 산화막(35)을 성장시킨다.
이때, 상기 산화되는 물질인 제 2 다결정 실리콘(34)에 의해 상기 제 1 폴리게이트(33) 양측 하부부위의 제 1 산화막(35)은 상기 제 1 폴리게이트(33) 표면의 다른 부위의 제 1 산화막(35)과 동일한 두께(35a)를 갖는다.
도 2d에서와 같이, 전면에 제 3 다결정 실리콘과 제 3 감광막을 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제 2 폴리게이트가 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.
그리고 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3 감광막을 마스크로 상기 제 3 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 상기 제 1 폴리게이트(33) 일측과 상기 제 1 폴리게이트(33)에 인접한 제 1 산화막(35)상에 다수개의 제 2 폴리게이트(36)를 형성하고, 상기 제 3 감광막을 제거한다.
이어, 상기 제 2 폴리게이트(36) 표면상에 제 2 산화막(37)을 성장시킨다.
이때, 상기 제 2 산화막(37) 성장 공정에서 상기 제 1 산화막(35)의 성장으로 산화막 딥 공정이 적기 때문에 상기 ONO층(32)상의 제 2 폴리게이트(36) 일측 하부부위의 제 2 산화막(37) 두께는 상기 제 2 폴리게이트(36) 표면의 다른 부위의 제 2 산화막(37) 두께와 거의 동일지만, 상기 제 2 폴리게이트(36)도 상기 제 1 폴리게이트(33)와 같이 상기 제 2 폴리게이트(36)의 표면과 상기 제 2 폴리게이트(36) 양측의 인접한 부위에 산화되는 물질을 형성한 상태에서 산화막을 성장시킬 수도 있다.
도 2e에서와 같이, 전면에 제 4 다결정 실리콘과 제 4 감광막을 형성하고, 상기 제 4 감광막을 제 3 폴리게이트가 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한다.
그리고 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 4 감광막을 마스크로 상기 제 4 다결정 실리콘을 선택적으로 식각하여 상기 제 1, 제 2 폴리게이트(33,36) 사이와 상기 제 1, 제 2 폴리게이트(33,36)에 인접한 제 1, 제 2 산화막(35,37)상에 다수개의 제 3 폴리게이트(38)를 형성하고, 상기 제 4 감광막을 제거한다.
이어, 상기 제 3 폴리게이트(38) 표면상에 제 3 산화막(39)을 성장시킨다.
본 발명의 고체촬상소자의 제조 방법은 제 1 폴리게이트 표면상에 산화되는 다결정 실리콘을 형성한 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.
Claims (4)
- 전하 전송 영역의 폴리게이트 형성 공정에 있어서,기판상에 ONO층을 형성하는 단계;상기 ONO층상에 다수개의 제 1 폴리게이트를 형성하는 단계;상기 제 1 폴리게이트 표면상에 산화되는 물질을 형성하는 단계;상기 산화되는 물질 표면상에 제 1 산화막을 성장시키는 단계;상기 제 1 폴리게이트 일측과 상기 제 1 폴리게이트에 인접한 제 1 산화막상에 다수개의 제 2 폴리게이트를 형성하는 단계;상기 제 2 폴리게이트 표면상에 제 2 산화막을 성장시키는 단계;상기 제 1, 제 2 폴리게이트 사이와 상기 제 1, 제 2 폴리게이트에 인접한 제 1, 제 2 산화막상에 다수개의 제 3 폴리게이트를 형성하는 단계;상기 제 3 폴리게이트 표면상에 제 3 산화막을 성장시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 산화되는 물질로 다결정 실리콘을 사용함을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 산화되는 물질로 산화막을 사용함을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 폴리게이트 일측과 상기 제 1 폴리게이트에 인접한 제 1 산화막상에 다수개의 제 2 폴리게이트를 형성하는 단계;상기 제 2 폴리게이트 표면상에 제 2 산화되는 물질을 형성하는 단계;상기 제 2 산화되는 물질 표면상에 제 2 산화막을 성장시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조 방법.
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