KR20010003830A - Solid state image pickup device and method of fabricating the same - Google Patents

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KR20010003830A KR1019990024301A KR19990024301A KR20010003830A KR 20010003830 A KR20010003830 A KR 20010003830A KR 1019990024301 A KR1019990024301 A KR 1019990024301A KR 19990024301 A KR19990024301 A KR 19990024301A KR 20010003830 A KR20010003830 A KR 20010003830A
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a solid-state image device is provided to increase charge transfer efficiency of a horizontal charge coupled device, by applying a clock to three poly gates adjacent to each other, and by selectively forming a barrier layer under the poly gates, so that a potential difference in a horizontal charge transfer region is generated during the same clock to move electrons. CONSTITUTION: A horizontal charge transfer region(22) is formed on a semiconductor substrate(21). A gate insulating layer(23) is formed on the semiconductor substrate. A plurality of the first poly gates(24) having a constant interval are formed on the gate insulating layer. The first barrier ions are injected into the entire surface to form the first barrier layer(25) in the horizontal charge transfer region by using the first poly gates as a mask. A plurality of the second poly gates(26) having a constant interval and connected to a side of the first poly gates are formed on the gate insulating layer. The second barrier ions are injected into the entire surface to form the second barrier layer(27) in the horizontal charge transfer region by using the first and second poly gates as a mask. A plurality of the third poly gates(28) having a constant interval and connected to a side of the second poly gates are formed on the gate insulating layer.

Description

고체 촬상 소자 및 그 제조방법{SOLID STATE IMAGE PICKUP DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}Solid-state image sensor and its manufacturing method {SOLID STATE IMAGE PICKUP DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

본 발명은 고체 촬상 소자에 관한 것으로, 특히 전하 전송 효율을 높이는 적당한 고체 촬상 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid state image pickup device, and more particularly, to a suitable solid state image pickup device for increasing charge transfer efficiency and a method of manufacturing the same.

일반적으로 고체 촬상 소자는 광전 변환 소자와 전하 결합 소자를 사용하여 피사체를 촬상하여 전기적인 신호로 출력하는 장치를 말한다.In general, a solid-state imaging device refers to a device that photographs a subject using an photoelectric conversion device and a charge coupling device to output an electrical signal.

전하 결합 소자는 광전 변환 소자에서 생성되어진 신호 전하를 기판내에서 전위의 변동을 이용하여 특정 방향으로 전송하는데 사용된다.Charge-coupled devices are used to transfer signal charges generated in photoelectric conversion devices in a specific direction by using a change in potential within a substrate.

고체 촬상 소자는 복수개의 광전 변환 영역(PD)과, 그 광전 변환 영역들의 사이에 구성되어 상기의 광전 변환 영역에서 생성되어진 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전하 전송 영역(VCCD)과, 상기 수직 전하 전송 영역에 의해 수직 방향으로 전송된 전하를 다시 수평 방향으로 전송하는 수평 전하 전송 영역(HCCD) 그리고 상기 수평 전송된 전하를 센싱하고 증폭하여 주변회로로 출력하는 센싱 앰프로 구성된다.The solid-state imaging device includes a plurality of photoelectric conversion regions PD, a vertical charge transfer region VCCD configured between the photoelectric conversion regions to transfer charges generated in the photoelectric conversion regions in a vertical direction, and the vertical charges. A horizontal charge transfer region (HCCD) for transferring the charges transferred in the vertical direction by the transfer region in the horizontal direction again, and a sensing amplifier for sensing and amplifying the horizontal transferred charges and output them to the peripheral circuit.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 고체 촬상 소자를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional solid-state imaging device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 수평 전하 전송 소자를 나타낸 구조단면도이다.1 is a structural cross-sectional view showing a conventional horizontal charge transfer device.

도 1에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(11)의 표면에 형성되는 수평 전하 전송 영역(12)과, 상기 수평 전하 전송 영역(12)내에 일정 간격으로 형성되어 영상 전하의 전송시에 수평 전하 전송 영역(12)의 포텐셜 레벨이 단차를 갖도록 하는 베리어층(13)과, 상기 베리어층(13)이 형성된 수평 전하 전송 영역(12)상에 형성되는 게이트 절연막(14)과, 상기 베리어층(13)이 형성되지 않은 게이트 절연막(14)상에 일정 간격으로 형성되는 복수개의 제 1 폴리 게이트(15)와, 상기 제 1 폴리 게이트(15)가 형성되지 않은 베리어층(13)상에 절연막(도면에 도시되지 않음)에 의해 제 1 폴리 게이트(15)와 절연되어 일정 간격으로 형성되는 복수개의 제 2 폴리 게이트(16)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the horizontal charge transfer region 12 formed on the surface of the semiconductor substrate 11 and the horizontal charge transfer region 12 are formed at regular intervals in the horizontal charge transfer region 12 so that the horizontal charge transfer is carried out at the time of image charge transfer. Barrier layer 13 having a potential level of region 12 having a step, gate insulating layer 14 formed on horizontal charge transfer region 12 on which barrier layer 13 is formed, and barrier layer 13 ) Are formed on a plurality of first poly gates 15 that are formed at regular intervals on the gate insulating layer 14 on which they are not formed, and on the barrier layer 13 on which the first poly gates 15 are not formed. And a plurality of second poly gates 16 insulated from the first poly gate 15 and formed at regular intervals.

상기와 같이 구성된 수평 전하 결합 소자의 제 1, 제 2 폴리 게이트(15,16)에 2 페이스(Phase)의 클럭을 인가하여 영상 전하를 일방향으로 이동시키게 된다.The image charge is moved in one direction by applying a clock of two phases to the first and second poly gates 15 and 16 of the horizontal charge coupling device configured as described above.

즉, 상기 제 1, 제 2 폴리 게이트(15,16)에 반복적으로 인가되는 0V와 5V의 클럭과 이온 주입 공정에 의해 형성된 베리어층(13)에 의한 포텐셜의 변화에 의해 영상 전하를 일방향으로 이동시키게 된다.That is, the image charge is moved in one direction by the potential change by the barrier layer 13 formed by the clock and ion implantation processes of 0V and 5V repeatedly applied to the first and second poly gates 15 and 16. Let's go.

도 2는 종래의 수평 전하 전송 소자의 포텐셜 프로파일이다.2 is a potential profile of a conventional horizontal charge transfer device.

도 2에서와 같이, 이온 주입 공정에 의해 형성된 베리어층(13)과 제 1, 제 2 폴리 게이트(15,16)에 가하는 클럭(H1,H2)에 의해 계단식 모양의 포텐셜 웰(Potential Well)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2, a stepped potential well is formed by the barrier layer 13 formed by the ion implantation process and the clocks H1 and H2 applied to the first and second poly gates 15 and 16. Can be formed.

전자는 포텐셜 웰의 맨 바닥이 에너지 레벨(Energy Level)이 낮은 상태이므로 이곳에 모이게 된다.The electrons gather here because the bottom of the potential well is at a low energy level.

t=1일 때 게이트 4 밑이 포텐셜 웰의 바닥이 되고, t=2가 되면 게이트 1,2에 High가 걸리므로 이곳의 레벨이 내려가고 게이트 3,4는 Low가 걸리므로 레벨이 올라간다.When t = 1, the bottom of the potential well is at the bottom of the potential well, and when t = 2, the gates 1 and 2 are high, so the level goes down and gates 3 and 4 are low, so the level goes up.

그러나 게이트 4에 모인 전자는 왼편에 도핑에 의한 포텐셜 베리어가 존재하므로 왼쪽으로 이동할 수 없다.However, the electrons gathered at Gate 4 cannot move to the left because there is a potential barrier by doping on the left.

한편, 게이트 5,6의 레벨이 점점 낮아져서 게이트 4의 오른편 포텐셜 베리어가 제거되면 게이트 4밑의 전자는 에너지 레벨이 낮은 게이트 5,6 밑으로 재빠르게 이동된다.On the other hand, when the level of gates 5 and 6 is gradually lowered so that the potential barrier on the right side of gate 4 is removed, electrons under gate 4 are quickly moved under the gates 5 and 6 with low energy levels.

그리고 게이트 5,6의 바이어스는 충분히 높아지면, 다시 계단식 포텐셜 웰을 형성하여 전자가 모여있는 위치는 원래 게이트 4에서 게이트 6으로 바뀌게 된다.When the bias of gates 5 and 6 is high enough, a stepped potential well is formed again, and the position where electrons are gathered is changed from gate 4 to gate 6.

t=3이 되면 게이트 1,2,5,6에 Low, 게이트 3,4,7,8에 High가 걸려서 t=0의 경우와 같아지게 된다.When t = 3, the gates 1, 2, 5, 6 are low and the gates 3, 4, 7, 8 are high, which is the same as the case of t = 0.

t=1부터 t=3까지는 클럭 펄스가 한 주기가 되는데, 이 동안에 전자는 게이트 3에서 게이트 8밑으로 이동된다.From t = 1 to t = 3, there is a period of clock pulses, during which electrons are moved from gate 3 to gate 8 below.

이와 같이 2-페이스 전하 전송 소자는 2개의 클럭 펄스를 사용하여 전하를 빠르게 운송할 수 있으므로 이미지 센서(Image Sensor)의 수평 주사를 하기 위한 HCCD에 적용하는 경우가 많다.As described above, since the two-phase charge transfer device can quickly transfer charges using two clock pulses, it is often applied to HCCD for horizontal scanning of an image sensor.

그러나 상기와 같은 종래의 고체 촬상 소자에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.However, in the conventional solid-state imaging device as described above, there are the following problems.

즉, 저조도(低照度)시 영상 신호 전자의 양이 적을 때 전하 전송 효율을 높이기가 어렵다.That is, it is difficult to increase the charge transfer efficiency when the amount of the image signal electrons is low in low light.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 수평 전하 전송 소자의 전하 전송 효율을 높이도록 한 고체 촬상 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a solid-state imaging device and a method of manufacturing the same, which increase the charge transfer efficiency of a horizontal charge transfer device.

도 1은 종래의 수평 전하 전송 소자를 나타낸 구조단면도1 is a structural cross-sectional view showing a conventional horizontal charge transfer device

도 2는 종래의 수평 전하 전송 소자의 포텐셜 프로파일2 is a potential profile of a conventional horizontal charge transfer device.

도 3은 본 발명에 의한 수평 전하 전송 소자를 나타낸 구조단면도3 is a structural cross-sectional view showing a horizontal charge transfer device according to the present invention.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 의한 수평 전하 전송 소자를 나타낸 구조단면도4A to 4D are structural cross-sectional views showing a horizontal charge transfer device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 수평 전하 전송 소자의 포텐셜 프로파일5 is a potential profile of a horizontal charge transfer device according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

21 : 반도체 기판 22 : 수평 전하 전송 영역21 semiconductor substrate 22 horizontal charge transfer region

23 : 게이트 절연막 24 : 제 1 폴리 게이트23 gate insulating film 24 first poly gate

25 : 제 1 베리어층 26 : 제 2 폴리 게이트25: first barrier layer 26: second poly gate

27 : 제 2 베리어층 28 : 제 3 폴리 게이트27: second barrier layer 28: third poly gate

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고체 촬상 소자는 반도체 기판의 표면에 형성되는 수평 전하 전송 영역과, 상기 수평 전하 전송 영역내에 일정 간격을 갖고 형성되어 영상 전하의 전송시에 수평 전하 전송 영역의 포텐셜 레벨이 단차를 갖도록 하는 제 1, 제 2 베리어층과, 상기 반도체 기판의 전면에 형성되는 게이트 절연막과, 상기 제 1, 제 2 베리어층이 형성되지 않은 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 1 폴리 게이트와, 상기 제 1 베리어층이 형성된 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖고 제 1 폴리 게이트의 일측에 접하는 복수개의 제 2 폴리 게이트와, 상기 제 2 베리어층이 형성된 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖고 제 2 폴리 게이트의 일측에 접하는 복수개의 제 3 폴리 게이트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The solid-state imaging device according to the present invention for achieving the above object is formed with a horizontal charge transfer region formed on the surface of the semiconductor substrate, and at a predetermined interval in the horizontal charge transfer region, the horizontal charge transfer at the time of image charge transfer The first and second barrier layers having the stepped potential level have a step, the gate insulating film formed on the entire surface of the semiconductor substrate, and the gate insulating film on which the first and second barrier layers are not formed. A plurality of first poly gates, a plurality of second poly gates contacting one side of the first poly gate at regular intervals on the gate insulating film on which the first barrier layer is formed, and a gate insulating film on which the second barrier layer is formed. And comprising a plurality of third poly gates which are in contact with one side of the second poly gate at regular intervals. do.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법은 반도체 기판의 표면에 수평 전하 전송 영역을 형성하는 단계와, 상기 반도체 기판의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 1 폴리 게이트를 형성하는 단계와, 상기 제 1 폴리 게이트를 마스크로 이용하여 전면에 1차 베리어 이온을 주입하여 수평 전하 전송 영역내에 제 1 베리어층을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖고 제 1 폴리 게이트의 일측에 접하는 복수개의 제 2 폴리 게이트를 형성하는 단계와, 상기 제 1, 제 2 폴리 게이트를 마스크로 이용하여 2차 베리어 이온을 주입하여 수평 전하 전송 영역내에 제 2 베리어층을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖고 제 2 폴리 게이트의 일측에 접하는 복수개의 제 3 폴리 게이트를 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a horizontal charge transfer region on the surface of the semiconductor substrate, forming a gate insulating film on the front surface of the semiconductor substrate, Forming a plurality of first poly gates having a predetermined distance on the gate insulating layer, and injecting primary barrier ions into the front surface using the first poly gate as a mask to form a first barrier layer in a horizontal charge transfer region. Forming a plurality of second poly gates on the gate insulating layer, the plurality of second poly gates contacting one side of the first poly gate at regular intervals, and using the first and second poly gates as masks; Implanting ions to form a second barrier layer in the horizontal charge transfer region; And forming a plurality of third poly gates in contact with one side of the second poly gate.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 고체 촬상 소자 및 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a solid-state imaging device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 수평 전하 전송 소자를 나타낸 구조단면도이다.3 is a structural cross-sectional view showing a horizontal charge transfer device according to the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(21)의 표면에 형성되는 수평 전하 전송 영역(22)과, 상기 수평 전하 전송 영역(22)내에 일정 간격을 갖고 형성되어 영상 전하의 전송시에 수평 전하 전송 영역(22)의 포텐셜 레벨이 단차를 갖도록 하는 제 1, 제 2 베리어층(25,27)과, 상기 반도체 기판(21)의 전면에 형성되는 게이트 절연막(23)과, 상기 제 1, 제 2 베리어층(25,27)이 형성되지 않은 게이트 절연막(23)상에 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 제 1 폴리 게이트(24)와, 상기 제 1 베리어층(25)이 형성된 게이트 절연막(23)상에 일정한 간격을 갖고 상기 제 1 폴리 게이트(24)의 일측과 접하도록 형성되는 복수개의 제 2 폴리 게이트(26)와, 상기 제 2 베리어층(27)이 형성된 게이트 절연막(23)상에 일정한 간격을 갖고 제 2 폴리 게이트(26)의 일측과 접하도록 형성되는 복수개의 제 3 폴리 게이트(28)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the horizontal charge transfer region 22 formed on the surface of the semiconductor substrate 21 and the horizontal charge transfer region 22 are formed at regular intervals so that the horizontal charge is transferred when the image charge is transferred. The first and second barrier layers 25 and 27 having the potential level of the transfer region 22 having a step, the gate insulating film 23 formed on the entire surface of the semiconductor substrate 21, and the first and second A plurality of first poly gates 24 formed at regular intervals on the gate insulating layer 23 on which the second barrier layers 25 and 27 are not formed, and the gate insulating layer 23 on which the first barrier layer 25 is formed. On the gate insulating layer 23 on which the plurality of second poly gates 26 and the second barrier layer 27 are formed to be in contact with one side of the first poly gate 24 at regular intervals. A plurality of formed to be in contact with one side of the second poly gate 26 with a predetermined interval 3 is configured to include the gate poly 28.

여기서 상기 이웃하는 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)는 서로 연결되어 하나의 전극으로 묶어져 있고, 각 전극은 절연막(도면에 도시되지 않음)에 의해 절연되어 있다.Here, the neighboring first, second, and third poly gates 24, 26, and 28 are connected to each other and bundled into one electrode, and each electrode is insulated by an insulating film (not shown).

또한, 상기 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)의 길이는 균등 또는 비균등으로 형성되어 있고, 상기 제 1, 제 2 베리어층(25,27)에 주입된 이온은 서로 다른 농도를 갖는다.In addition, the lengths of the first, second, and third poly gates 24, 26, and 28 are equally or non-uniformly, and the ions implanted into the first and second barrier layers 25 and 27 are Have different concentrations.

즉, 상기 제 2 베리어층(27)에 주입된 이온이 상기 제 1 베리어층(25)에 주입된 이온보다 고농도이다.That is, ions implanted into the second barrier layer 27 are higher in concentration than ions implanted into the first barrier layer 25.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 의한 수평 전하 전송 소자를 나타낸 구조단면도이다.4A to 4D are structural cross-sectional views showing a horizontal charge transfer device according to the present invention.

도 4a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(21)의 전면에 n형 불순물을 이온주입하여 수평 전하 전송 영역(22)을 형성하고, 상기 수평 전하 전송 영역(22)이 형성되는 반도체 기판(21)상에 게이트 절연막(23)을 형성한다.As shown in FIG. 4A, the semiconductor substrate 21 is formed by implanting n-type impurities into the entire surface of the semiconductor substrate 21 to form a horizontal charge transfer region 22, and the horizontal charge transfer region 22 is formed. The gate insulating film 23 is formed on it.

이어, 상기 게이트 절연막(23)상에 제 1 폴리 실리콘층을 형성한 후 패터닝하여 일정 간격을 갖는 복수개의 제 1 폴리 게이트(24)를 형성한다.Subsequently, a first polysilicon layer is formed on the gate insulating layer 23 and then patterned to form a plurality of first poly gates 24 having a predetermined interval.

도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 폴리 게이트(24)를 마스크로 이용하여 상기 반도체 기판(21)의 전면에 베리어 이온(Barrier Ion)을 주입하여 상기 제 1 폴리 게이트(24) 양측의 수평 전하 전송 영역(22)내에 제 1 베리어층(25)을 형성한다.As shown in FIG. 4B, barrier ions are implanted into the entire surface of the semiconductor substrate 21 by using the first poly gate 24 as a mask so that both sides of the first poly gate 24 are horizontal. The first barrier layer 25 is formed in the charge transfer region 22.

도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 기판(21)의 전면에 제 2 폴리 실리콘층을 형성한 후 페터닝하여 상기 제 1 폴리 게이트(24)가 형성되지 않는 제 1 베리어층(25)상에 일측이 제 1 폴리 게이트(24)와 접하는 복수개의 제 2 폴리 게이트(26)를 형성한다.As shown in FIG. 4C, a second polysilicon layer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 21 and then patterned on the first barrier layer 25 where the first poly gate 24 is not formed. One side forms a plurality of second poly gates 26 in contact with the first poly gate 24.

이어, 상기 제 1, 제 2 폴리 게이트(24,26)를 마스크로 이용하여 상기 반도체 기판(21)의 전면에 베리어 이온을 주입하여 상기 제 1, 제 2 폴리 게이트(24,26) 양측의 수평 전하 전송 영역(22)내에 제 2 베리어층(27)을 형성한다.Subsequently, barrier ions are implanted into the entire surface of the semiconductor substrate 21 by using the first and second poly gates 24 and 26 as masks so that both sides of the first and second poly gates 24 and 26 are horizontal. The second barrier layer 27 is formed in the charge transfer region 22.

도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 기판(21)의 전면에 제 3 폴리 실리콘층을 형성한 후 패터닝하여 상기 제 1, 제 2 폴리 게이트(24,26)가 형성되지 않은 제 2 베리어층(27)상에 일측이 제 2 폴리 게이트(26)와 접하도록 복수개의 제 3 폴리 게이트(28)를 형성한다.As shown in FIG. 4D, a third polysilicon layer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 21 and then patterned to form a second barrier layer in which the first and second poly gates 24 and 26 are not formed. On the 27, a plurality of third poly gates 28 are formed such that one side contacts the second poly gate 26.

여기서 상기 이웃하는 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)는 하나의 전극으로 묶어지도록 형성하고, 서로 묶어진 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)와 다른 전극으로 묶어진 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)는 절연막(도면에 도시되지 않음)에 의해 서로 절연되어 있다.Here, the neighboring first, second, and third poly gates 24, 26, and 28 are formed to be bundled with one electrode, and the first, second, and third poly gates 24, 26, and 28 which are bundled together. ), The first, second, and third poly gates 24, 26, 28, which are bundled with different electrodes, are insulated from each other by an insulating film (not shown).

상기와 같이 형성된 본 발명에 의한 수평 전하 전송 소자는 도 5에서와 같이, 2-페이스(Phase)를 갖는 H1,H2의 클럭신호에 의해 영상 전하를 일방향으로 전송하게 된다.The horizontal charge transfer device according to the present invention formed as described above transfers the image charge in one direction by the clock signals of H1 and H2 having two-phase, as shown in FIG. 5.

도 5는 본 발명에 의한 수평 전하 전송 소자의 포텐셜 프로파일이다.5 is a potential profile of a horizontal charge transfer device according to the present invention.

도 5에서와 같이, 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)에 2-페이스의 클럭(H1,H2)을 각각 인가하여 영상 전하를 일방향으로 이동시키게 된다.As shown in FIG. 5, the two-phase clocks H1 and H2 are applied to the first, second, and third poly gates 24, 26, and 28, respectively, to move the image charge in one direction.

즉, 상기 이웃하는 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)에 반복적으로 인가되는 클럭과 이온 주입 공정에 의해 형성된 제 1, 제 2 베리어층(25,27)에 의한 포텐셜의 변화에 의해 전하를 일방향으로 이동시키게 된다.That is, the potential of the first and second barrier layers 25 and 27 formed by a clock and an ion implantation process are repeatedly applied to the neighboring first, second and third poly gates 24, 26 and 28. The charge is moved in one direction by the change of.

예를 들면, 이웃하는 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)를 하나로 묶어 H1이 High를 인가하고, 상기 하나로 묶어진 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)와 일정한 간격을 갖고 이웃하는 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)를 하나로 묶어 H2가 Low를 인가하면, 제 2 폴리 게이트(26)와 제 3 폴리 게이트(28)의 하부에 형성된 제 1, 제 2 베리어층(25,27)에 의해 동일 클럭에서 포텐셜의 단차가 발생한다.For example, the neighboring first, second, and third poly gates 24, 26, and 28 are bundled together so that H1 is applied to the high, and the first, second, and third poly gates 24, The second poly gate 26 and the third poly gate when the adjacent first, second, and third poly gates 24, 26, 28 are tied to each other at a constant distance from the 26, 28, and H2 is applied to Low, respectively. The potential difference is generated at the same clock by the first and second barrier layers 25 and 27 formed below (28).

즉, 동일 클럭이 인가되는 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트(24,26,28)의 그 하부에 형성되는 제 1, 제 2 베리어층(25,27)에 의해 수평 전하 전송 영역에 걸리는 포텐셜에는 단차가 발생하여 전자가 이동하는 것이다.That is, the first and second barrier layers 25 and 27 formed under the first, second and third poly gates 24, 26 and 28 to which the same clock is applied are applied to the horizontal charge transfer region. In the potential, a step occurs and electrons move.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 고체 촬상 소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the solid-state imaging device and its manufacturing method according to the present invention have the following effects.

즉, 서로 인접한 3개의 폴리 게이트에 하나의 클럭을 인가하고 그 하부에는 선택적으로 베리어층을 형성함으로써 동일 클럭에서도 수평 전하 전송 영역내의 전위차를 발생하여 전자를 이동시키기 때문에 수평 전하 결합 소자의 전하 전송 효율을 높일 수 있다.That is, since one clock is applied to three poly gates adjacent to each other and a barrier layer is selectively formed at the lower portion thereof, even when the electrons are moved by generating a potential difference in the horizontal charge transfer region even at the same clock, the charge transfer efficiency of the horizontal charge coupling device is increased. Can increase.

Claims (7)

반도체 기판의 표면에 형성되는 수평 전하 전송 영역과,A horizontal charge transfer region formed on the surface of the semiconductor substrate, 상기 수평 전하 전송 영역내에 일정 간격을 갖고 형성되어 영상 전하의 전송시에 수평 전하 전송 영역의 포텐셜 레벨이 단차를 갖도록 하는 제 1, 제 2 베리어층과,First and second barrier layers formed at regular intervals in the horizontal charge transfer region so that the potential level of the horizontal charge transfer region has a step when transferring image charges; 상기 반도체 기판의 전면에 형성되는 게이트 절연막과,A gate insulating film formed on the entire surface of the semiconductor substrate; 상기 제 1, 제 2 베리어층이 형성되지 않은 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 1 폴리 게이트와,A plurality of first poly gates having a predetermined interval on the gate insulating layer on which the first and second barrier layers are not formed; 상기 제 1 베리어층이 형성된 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖고 제 1 폴리 게이트의 일측에 접하는 복수개의 제 2 폴리 게이트와,A plurality of second poly gates contacting one side of the first poly gate at regular intervals on the gate insulating film on which the first barrier layer is formed; 상기 제 2 베리어층이 형성된 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖고 제 2 폴리 게이트의 일측에 접하는 복수개의 제 3 폴리 게이트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.And a plurality of third poly gates contacting one side of the second poly gate at regular intervals on the gate insulating film on which the second barrier layer is formed. 제 1 항에 있어서, 상기 이웃하는 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트는 서로 연결되어 하나의 전극으로 묶어져 있고, 각 전극은 절연막에 의해 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.2. The solid-state imaging device as claimed in claim 1, wherein the neighboring first, second, and third poly gates are connected to each other and bound together by one electrode, and each electrode is insulated by an insulating film. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 폴리 게이트의 길이는 균등 또는 비균등으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.The solid-state imaging device as claimed in claim 1, wherein the lengths of the first, second, and third poly gates are formed equally or non-uniformly. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 베리어층은 서로 다른 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.The solid-state imaging device as claimed in claim 1, wherein the first and second barrier layers have different concentrations. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 베리어층이 제 1 베리어층 보다 고농도인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.The solid-state imaging device as claimed in claim 4, wherein the second barrier layer has a higher concentration than the first barrier layer. 반도체 기판의 표면에 수평 전하 전송 영역을 형성하는 단계;Forming a horizontal charge transfer region on a surface of the semiconductor substrate; 상기 반도체 기판의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계;Forming a gate insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate; 상기 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 1 폴리 게이트를 형성하는 단계;Forming a plurality of first poly gates having a predetermined distance on the gate insulating film; 상기 제 1 폴리 게이트를 마스크로 이용하여 전면에 1차 베리어 이온을 주입하여 수평 전하 전송 영역내에 제 1 베리어층을 형성하는 단계;Forming a first barrier layer in a horizontal charge transfer region by implanting primary barrier ions onto a front surface using the first poly gate as a mask; 상기 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖고 제 1 폴리 게이트의 일측에 접하는 복수개의 제 2 폴리 게이트를 형성하는 단계;Forming a plurality of second poly gates on one side of the first poly gate at regular intervals on the gate insulating layer; 상기 제 1, 제 2 폴리 게이트를 마스크로 이용하여 2차 베리어 이온을 주입하여 수평 전하 전송 영역내에 제 2 베리어층을 형성하는 단계;Implanting secondary barrier ions using the first and second poly gates as a mask to form a second barrier layer in a horizontal charge transfer region; 상기 게이트 절연막상에 일정한 간격을 갖고 제 2 폴리 게이트의 일측에 접하는 복수개의 제 3 폴리 게이트를 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조방법.And forming a plurality of third poly gates contacting one side of the second poly gate at regular intervals on the gate insulating film. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 베리어층은 1차 베리어 이온주입과 2차 베리어 이온주입에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조방법.7. The method of claim 6, wherein the second barrier layer is formed by primary barrier ion implantation and secondary barrier ion implantation.
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