KR20030037854A - 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 - Google Patents
씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030037854A KR20030037854A KR1020010068940A KR20010068940A KR20030037854A KR 20030037854 A KR20030037854 A KR 20030037854A KR 1020010068940 A KR1020010068940 A KR 1020010068940A KR 20010068940 A KR20010068940 A KR 20010068940A KR 20030037854 A KR20030037854 A KR 20030037854A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- region
- impurity region
- trench
- photodiode
- conductivity type
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 7
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 5
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 7
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 abstract 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 abstract 1
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 4
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
본 발명은 고집적화에 따른 제한된 화소면적 내에서 포토 다이오드의 단면적을 증대시켜 적정수준의 광감도를 확보함과 동시에 고집적화를 달성할 수 있는 CMOS 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서는 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서는 포토 다이오드 영역이 정의된 제 1 도전형의 반도체 기판; 포토 다이오드 영역에 형성된 적어도 하나 이상의 트렌치; 트렌치를 둘러싸도록 포토 다이오드 영역의 기판 내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 불순물 영역; 및 트렌치를 둘러싸도록 제 1 불순물 영역 내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 불순물 영역을 포함한다. 여기서, 트렌치의 평면형상은 사각형의 링 형상이나 원형의 링 형상을 가지며, 제 1 도전형은 P형이고 제 2 도전형은 N 형이다.
Description
본 발명은 씨모스(complementary metal oxide semiconductor; CMOS) 이미지 센서(image sensor) 기술에 관한 것으로, 특히 적정수준의 광감도(sensitivity)를 확보함과 동시에 고집적화를 달성할 수 있는 CMOS 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, CMOS 이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 빛을 감지하는 광감지 부분과 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 로직회로 부분으로 구성되어 있으며, CMOS 기술을 이용하여 화소수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용한다. 또한, CMOS 이미지 센서의 단위화소는 1개의 포토다이오드와 4개의 MOS 트랜지스터, 즉 트랜스퍼트랜지스터, 리셋트랜지스터, 드라이브트랜지스터, 및 셀렉트트랜지스터로 구성된다.
한편, 소자의 고집적화에 따른 디자인룰의 감소로 인하여 화소의 면적이 점차 감소되고 있다. 이에 따라, 예컨대 0.5㎛ 기술에서는 화소면적이 8㎛ ×8㎛ 정도가 되어야 하고, 0.35㎛ 기술에서는 5.6㎛ ×5.6㎛ 정도로 되어야 한다.
그러나, 이처럼 화소 면적이 더욱 더 감소하게 되면 적정수준의 포토 다이오드 면적을 확보할 수 없게 되므로 원하는 수준의 광감도를 확보할 수 없었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고집적화에 따른 제한된 화소면적 내에서 포토 다이오드의 단면적을증대시켜 적정수준의 광감도를 확보함과 동시에 고집적화를 달성할 수 있는 CMOS 이미지 센서를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 CMOS 이미지 센서의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트렌치 형상을 나타내는 평면도.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 트렌치 형성을 나타내는 단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
P : 포토 다이오드 영역 T : 트랜스퍼트랜지스터 영역
10 : 반도체 기판 11A, 11B : 트렌치
12 : 딥 N- 불순물 영역 13 : 스페이서
14 : P0 불순물 영역 Tx : 게이트
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서는 포토 다이오드 영역이 정의된 제 1 도전형의 반도체 기판; 포토 다이오드 영역에 형성된 적어도 하나 이상의 트렌치; 트렌치를 둘러싸도록 포토 다이오드 영역의 기판 내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 불순물 영역; 및 트렌치를 둘러싸도록 제 1 불순물 영역 내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 불순물 영역을 포함한다.
여기서, 트렌치의 평면형상은 사각형의 링 형상이나 원형의 링 형상을 가지며, 제 1 도전형은 P형이고 제 2 도전형은 N 형이다.
또한, 상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조방법은 포토 다이오드 영역 및 트랜스퍼트랜지스터 영역이 정의된 제 1 도전형의 반도체 기판을 준비하는 단계; 기판의 포토 다이오드 영역에 적어도 하나 이상의 트렌치를 형성하는 단계; 트랜스퍼트랜지스터 영역에 게이트를 형성하는 단계; 트렌치를 둘러싸도록 포토 다이오드 영역의 기판 내에 제 2 도전형의 제 1 불순물 영역을 형성하는 단계; 게이트의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계; 및 트렌치를 둘러싸도록 포토 다이오드 영역의 제 1 불순물 영역 내에 제 1 도전형의 제 2 불순물 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 트렌치를 형성하는 단계는 건식식각으로 수행하거나, 건식식각과 습식식각으로 수행하거나, 또는 습식식각만으로 수행한다.
또한, 트렌치는 그의 평면 형상이 사각형의 링 형상이나 원형의 링 형상을 갖도록 형성하며, 제 1 도전형은 P형이고 제 2 도전형은 N 형이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조방법을 설명하기 위한 단면도로서, 본 실시예에서는 포토다이오드 영역 및 트랜스퍼트랜지스터 영역만을 나타낸다.
도 1a를 참조하면, P형 반도체 기판(10) 상에 소자간 절연을 위한 필드 절연막(미도시)을 형성하여 포토 다이오드 영역(P) 및 트랜스퍼트랜지스터 영역(T)을 정의한다. 그 다음, 포토리소그라피 및 식각공정으로 포토 다이오드 영역(P)에 트렌치(11A, 11B)를 형성하여, 포토 다이오드의 표면적을 증대시킨다. 바람직하게, 트렌치(11A, 11B)는 건식 식각공정으로 형성한다.
한편, 본 실시예에서는 단지 2개의 트렌치만을 형성하였지만, 디자인룰에 따라 트렌치의 개수 및 깊이를 변경할 수 있다. 또한, 트렌치(11A, 11B)의 평면 형상을 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 사각형의 링 형상으로 형성할 수도 있고, 원형의 링 형상으로도 형성할 수도 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 건식식각 후 별도의 습식식각을 추가적으로 수행하거나 습식식각만을 수행하여, 빛을 수용하기에 용이하도록 트렌치(11A, 11B)의 단면형상을 곡선 형태로 형성할 수도 있다.
도 1b를 참조하면, 도 1a의 구조 상에 폴리실리콘막 및 텅스텐 실리사이드막을 순차적으로 증착한 후 패터닝하여, 트랜스퍼트랜지스터 영역(T)에 게이트(Tx)를 형성한다. 이때, 도시되지는 않았지만, 화소 영역의 다른 트랜지스터들의 게이트들도 동시에 형성된다. 그 다음, 마스크 공정 및 딥 N- 이온주입 공정을 이용하여, 포토 다이오드 영역(P)의 트렌치(11A, 11B)로 딥 N- 이온을 주입하여, 도 1c에 도시된 바와 같이, 트렌치(11A, 11B) 주위를 둘러싸도록 기판(10) 내에 딥 N- 불순물영역(12)을 형성한다.
도 1d를 참조하면, 공지된 스페이서 공정으로 게이트(Tx)의 측벽에 절연막으로 이루어진 스페이서(13)를 형성한다. 그 다음, 마스크 공정 및 P0 이온주입공정을 이용하여, 포토 다이오드 영역(P)의 딥 N- 영역(12) 내에 트렌치(11A, 11B)를 둘러싸도록 P0 불순물 영역(14)을 형성하여 포토 다이오드를 완성한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 포토 다이오드에 적어도 하나 이상의 트렌치를 형성하여 고집적화에 따른 제한된 화소 면적내에서 포토 다이오드의 표면적을 증대시킴으로써, 원하는 수준의 광감도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 소자의 고집적화에 용이하게 대응할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
전술한 본 발명은 제한된 화소면적 내에서 포토 다이오드의 단면적을 증대시켜 적정수준의 광감도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
Claims (13)
- 포토 다이오드 영역이 정의된 제 1 도전형의 반도체 기판;상기 포토 다이오드 영역에 형성된 적어도 하나 이상의 트렌치;상기 트렌치를 둘러싸도록 상기 포토 다이오드 영역의 상기 기판 내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 불순물 영역; 및상기 트렌치를 둘러싸도록 상기 제 1 불순물 영역 내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 불순물 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 트렌치의 평면 형상은 사각형의 링 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 트렌치의 평면 형상은 원형의 링 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 도전형은 P형이고, 상기 제 2 도전형은 N 형인 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 제 1 불순물 영역은 딥 N- 불순물 영역이고, 상기 제 2 불순물 영역은 P0 불순물 영역인 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서.
- 포토 다이오드 영역 및 트랜스퍼트랜지스터 영역이 정의된 제 1 도전형의 반도체 기판을 준비하는 단계;상기 기판의 상기 포토 다이오드 영역에 적어도 하나 이상의 트렌치를 형성하는 단계;상기 트랜스퍼트랜지스터 영역에 게이트를 형성하는 단계;상기 트렌치를 둘러싸도록 상기 포토 다이오드 영역의 상기 기판 내에 제 2 도전형의 제 1 불순물 영역을 형성하는 단계;상기 게이트의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계; 및상기 트렌치를 둘러싸도록 상기 포토 다이오드 영역의 상기 제 1 불순물 영역 내에 제 1 도전형의 제 2 불순물 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 트렌치를 형성하는 단계는 건식식각으로 수행하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 트렌치를 형성하는 단계는 건식식각과 습식식각으로 수행하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 트렌치를 형성하는 단계는 습식식각으로 수행하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 트렌치는 그의 평면 형상이 사각형의 링 형상을 갖도록 형성하는 것을특징으로 하는 CMOS 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 트렌치는 그의 평면 형상이 원형의 링 형상을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 1 도전형은 P형이고, 상기 제 2 도전형은 N 형인 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항 또는 제 12 항에 있어서,상기 제 1 불순물 영역은 딥 N- 불순물 영역이고, 상기 제 2 불순물 영역은 P0 불순물 영역인 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010068940A KR20030037854A (ko) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010068940A KR20030037854A (ko) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030037854A true KR20030037854A (ko) | 2003-05-16 |
Family
ID=29568222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010068940A KR20030037854A (ko) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20030037854A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007021106A1 (en) * | 2005-08-13 | 2007-02-22 | Siliconfile Technologies Inc. | Image sensor pixel and method of fabricating the same |
| KR100761829B1 (ko) * | 2005-12-15 | 2007-09-28 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자, 시모스 이미지 센서, 반도체 소자의 제조방법및 시모스 이미지 센서의 제조방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR980012580A (ko) * | 1996-07-16 | 1998-04-30 | 김광호 | 고체 촬상소자 |
| KR19980068679A (ko) * | 1997-02-22 | 1998-10-26 | 문정환 | 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법 |
| KR20000003407A (ko) * | 1998-06-29 | 2000-01-15 | 김영환 | 이미지센서의 포토다이오드 |
-
2001
- 2001-11-06 KR KR1020010068940A patent/KR20030037854A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR980012580A (ko) * | 1996-07-16 | 1998-04-30 | 김광호 | 고체 촬상소자 |
| KR19980068679A (ko) * | 1997-02-22 | 1998-10-26 | 문정환 | 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법 |
| KR20000003407A (ko) * | 1998-06-29 | 2000-01-15 | 김영환 | 이미지센서의 포토다이오드 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007021106A1 (en) * | 2005-08-13 | 2007-02-22 | Siliconfile Technologies Inc. | Image sensor pixel and method of fabricating the same |
| KR100761829B1 (ko) * | 2005-12-15 | 2007-09-28 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자, 시모스 이미지 센서, 반도체 소자의 제조방법및 시모스 이미지 센서의 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100466279C (zh) | Cmos图像传感器及其制造方法 | |
| JP5053526B2 (ja) | 電荷伝送効率を向上させたイメージセンサ及びその製造方法 | |
| KR100672729B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서의 제조방법 | |
| JP2007027714A (ja) | イメージセンサ及びその製造方法 | |
| KR100660348B1 (ko) | Ｃｍｏｓ 이미지 센서의 제조방법 | |
| JP2004080030A (ja) | Ｃｍｏｓイメージセンサ及びその製造方法 | |
| US7518171B2 (en) | Photo diode and related method for fabrication | |
| JP2001044405A (ja) | イメージセンサ及びその製造方法 | |
| US7575941B2 (en) | Method of manufacturing photodiode | |
| KR20040061619A (ko) | 반도체 포토 다이오드 및 이의 제조 방법 | |
| KR100708866B1 (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR100943491B1 (ko) | 이미지 센서 및 그의 제조 방법 | |
| KR20030037854A (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20030001116A (ko) | 이미지센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100535911B1 (ko) | 시모스 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20030000654A (ko) | 이미지센서 제조 방법 | |
| KR100449952B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100850859B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100538378B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| US20070148847A1 (en) | Method of Fabricating CMOS Image Sensor | |
| KR100518887B1 (ko) | 이미지센서의 제조방법 | |
| KR100788483B1 (ko) | 이미지 센서의 픽셀 구조 및 그 제조 방법 | |
| KR100694471B1 (ko) | 광 특성을 향상시키기 위한 이미지센서 제조 방법 | |
| KR20050082587A (ko) | 이미지센서의 제조방법 | |
| KR20060127498A (ko) | 암전류를 감소시키기 위한 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |