KR20030052639A - Image sensor with improved dark current and saturation characteristic and the method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An image sensor and a method for manufacturing the same are provided to reduce dark current and to improve saturation property by forming a p0 region using a buffer layer. CONSTITUTION: A gate electrode(44) is formed on a semiconductor layer(41) having a field oxide layer(42). An n- doping region(45) is formed in the semiconductor layer(41) to arrange one edge of the gate electrode and edge of the field oxide layer. A spacer(46) is formed at both sidewalls of the gate electrode. A floating diffusion region(47) is formed in the semiconductor layer to arrange the spacer located at the other side of the gate electrode. A buffer layer(48) is formed on the resultant structure adjacent to the field oxide layer(42). Then, a p0 doping region(50) is formed on the n- doping region(45) to surround the field oxide layer.

Description

암전류 특성과 전하저장능력을 향상시킨 이미지센서 및 그 제조방법{Image sensor with improved dark current and saturation characteristic and the method for fabricating the same}Image sensor with improved dark current and saturation characteristic and the method for fabricating the same}

본 발명은 이미지센서에 관한 것으로 특히, p0영역 형성시, 버퍼레이어 (buffer layer)를 사용하여 p0영역의 두께를 조절하여 이미지센서의 특성을 향상시킨 발명이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor, and more particularly, to an improvement in characteristics of an image sensor by controlling a thickness of a p 0 region by using a buffer layer when forming a p 0 region.

일반적으로, 이미지센서라 함은 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 이중에서 전하결합소자(CCD : charge coupled device)는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, 시모스 이미지센서는 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수 만큼의 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. Among them, a charge coupled device (CCD) includes individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors. It is a device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while being located in close proximity, and the CMOS image sensor uses a CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits. It is a device that adopts switching method to make MOS transistor and detect output by using it.

CCD(charge coupled device)는 구동 방식이 복잡하고 전력소모가 많으며, 마스크 공정 스텝 수가 많아서 공정이 복잡하고 시그날 프로세싱 회로를 CCD 칩내에 구현 할 수 없어 원칩(One Chip)화가 곤란하다는 등의 여러 단점이 있는 바, 최근에 그러한 단점을 극복하기 위하여 서브-마이크론(sub-micron) CMOS 제조기술을 이용한 CMOS 이미지센서의 개발이 많이 연구되고 있다.CCD (charge coupled device) has many disadvantages such as complicated driving method, high power consumption, high number of mask process steps, complicated process, and difficult to implement signal processing circuit in CCD chip. In order to overcome such drawbacks, the development of a CMOS image sensor using a sub-micron CMOS manufacturing technology has been studied in recent years.

CMOS 이미지센서는 단위 화소(Pixel) 내에 포토다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시켜 스위칭 방식으로 차례로 신호를 검출함으로써 이미지를 구현하게 되는데, CMOS 제조기술을 이용하므로 전력 소모도 적고 마스크 수도 20개 정도로 30∼40개의 마스크가 필요한 CCD 공정에 비해 공정이 매우 단순하며 여러 신호 처리 회로와 원칩화가 가능하여 차세대 이미지센서로 각광을 받고 있으며, DSC(Digital Still Camera), PC Camera, 모빌카메라 등의 많은 응용부분에 사용되고 있다.The CMOS image sensor forms an image by forming a photodiode and a MOS transistor in a unit pixel (Pixel) and sequentially detects a signal in a switching method. Compared to CCD process that requires two masks, the process is very simple, and it is possible to make various signal processing circuits and one chip, which is attracting attention as the next generation image sensor. have.

도1은 통상의 CMOS 이미지센서 단위 화소(Unit Pixel) 회로도로서, 1개의 포토다이오드(PD)와 4개의 NMOS 트랜지스터로 구성되고, 4개의 NMOS 트랜지스터는 포토다이오드(PD)에서 모아진 광전하를 플로팅확산영역 (FD)로 운송하기 위한 트랜스퍼게이트(Tx)와, 원하는 값으로 플로팅확산영역의 전위를 세팅하고 전하를 배출하여, 플로팅확산영역(FD)을 리셋시키기 위한 리셋게이트 (Rx)와, 소스 팔로워 버퍼 증폭기(Source Follower Buffer Amplifier) 역할을 하는 드라이브게이트(Dx), 및 스위칭(Switching) 역할로 어드레싱(Addressing)을 할 수 있도록 하는 셀렉트게이트(Sx)로 구성된다. 단위 화소 밖에는 출력신호(Output Signal)를 읽을 수 있도록 로드(load) 트랜지스터가 형성되어 있다.FIG. 1 is a schematic diagram of a unit pixel circuit of a CMOS image sensor, and includes one photodiode (PD) and four NMOS transistors, and four NMOS transistors float and spread photocharges collected at the photodiode (PD). A transfer gate Tx for transporting to the area FD, a reset gate Rx for resetting the floating diffusion area FD by setting a potential of the floating diffusion area and discharging electric charges to a desired value, and a source follower A drive gate Dx serving as a buffer source (Source Follower Buffer Amplifier) and a select gate Sx enabling addressing in a switching role. Outside the unit pixel, a load transistor is formed to read an output signal.

도2는 포토다이오드 영역과 트랜스퍼게이트(Tx)의 단면구조를 도시한 도면으로, 포토다이오드를 p/n/p형 포토다이오드로 구성한 경우이다. 도2를 참조하면p/n/p형 포토다이오드는 p+기판(20)에 에피택셜 성장된 p형 에피층(21)이 형성되고, p형 에피층(21) 내부에 n-영역(25)이 형성되고, 이 n-영역(25) 상부와 p형 에피층(21) 표면 하부에 p0영역(28)이 형성되어 구성된다.FIG. 2 is a diagram showing the cross-sectional structure of the photodiode region and the transfer gate Tx, wherein the photodiode is composed of p / n / p type photodiodes. Referring to FIG. 2, the p / n / p type photodiode has a p-type epitaxial layer 21 epitaxially grown on a p + substrate 20, and an n region 25 inside the p-type epitaxial layer 21. ) Is formed, and the p 0 region 28 is formed above the n region 25 and below the surface of the p-type epilayer 21.

상기한 구조의 포토다이오드의 n-영역(25)과 p영역(p0영역, p 형 에피층) 간에 역바이어스가 걸리면, n-영역(25)과 p영역의 불순물 농도가 적절히 배합되었을 때 n-영역(25)이 완전공핍(Fully Depletion)되게 되면서 n-영역(25) 하부에 존재하는 p형 에피층(21)과 n-영역(25) 상부에 존재하는 p0영역(28)으로 공핍영역이 확장되는 바, 도펀트농도가 상대적으로 낮은 p형 에피층(21)으로 보다 많은 공핍층 확장이 일어난다.If a reverse bias is applied between the n region 25 and the p region (p 0 region, p type epi layer) of the photodiode of the above structure, when the impurity concentrations of the n region 25 and the p region are properly combined, n - region 25 p-type epitaxial layer present on the lower 21 and the n - - region 25 is fully depleted n as presented (fully depletion) in region 25 p 0 region 28 present in the upper depletion As the region is expanded, more depletion layer expansion occurs to the p-type epi layer 21 having a relatively low dopant concentration.

이와같은 공핍영역은 입사하는 빛에 의해 생성된 광전하를 축적, 저장할 수 있어 이를 이용하여 이미지 재현에 사용하게 된다.Such a depletion region can accumulate and store photocharges generated by incident light and use the same to reproduce an image.

필드절연막(22)과 채널스톱영역(23)을 형성된 p형 에피층(21) 상에는 트랜스퍼게이트(24)와 게이트 스페이서(26)가 형성되어 있으며, 트랜스퍼게이트(Tx)의 타측단 기판에는 플로팅확산영역(Floating Diffusion:FD) (27)이 형성되어 있다. 필드절연막(22)의 하부에는 형성된 채널스톱영역(23)은 B11을 이용하여 형성된다.A transfer gate 24 and a gate spacer 26 are formed on the p-type epitaxial layer 21 having the field insulating layer 22 and the channel stop region 23 formed therein, and floating diffusion is formed on the other end substrate of the transfer gate Tx. Floating Diffusion (FD) 27 is formed. The channel stop region 23 formed below the field insulating film 22 is formed using B 11 .

이와 같은, 종래의 이미지센서에서는 암전류에 의한 성능저하와 전하저장능력이 문제점으로 지적되었는데 암전류에 대해 설명하면 다음과 같다.As described above, in the conventional image sensor, performance degradation and charge storage capability due to dark current have been pointed out as problems.

암전류란 빛이 전혀 없는 상태에서도 포토다이오드에서 플로팅확산영역으로 이동하는 전자에 의해 생성되는데 이러한 암전류는 주로 실리콘 표면근저, p0/n-경계 또는 n-영역에 분포하는 각종 결함들(line defect, point defect, etc) 이나 댕글링 본드(Dangling bond)에서 비롯된다고 보고되고 있으며, 암전류는 저조도 (low illumunation) 환경에서는 심각한 문제를 야기할 수도 있다.The dark current is generated by electrons moving from the photodiode to the floating diffusion region even in the absence of light, and these dark currents are mainly distributed at the bottom of the silicon surface, at p 0 / n - boundaries, or n - regions. point defects, etc.) or dangling bonds, and dark currents can cause serious problems in low-illumination environments.

도2에 도시된 시모스 이미지센서에서 표시가 된 부분(29)은 암전류를 유발하는 필드절연막과 활성영역사이의 경계를 나타내고 있다. 이 부분에는 결함(defect)이나 댕글링본드의 수가 많기 때문에 암전류가 유발되는 주요한 영역이며 암전류는 현재 시모스 이미지센서의 수율(yield)을 저하시키는 주요 요인중의 하나이다.A portion 29 indicated in the CMOS image sensor shown in FIG. 2 indicates a boundary between the field insulating film and the active region that causes the dark current. This area is the main area where dark current is induced because of the large number of defects or dangling bonds, and dark current is one of the main factors that lower the yield of current CMOS image sensor.

만일, p0영역(28)을 깊게 형성한다면, p0영역(28)이 필드절연막(22)의 엣지부분에 존재하는 결함부분을 감싸면서 형성되게 되므로 암전류를 감소시키는 효과를 거둘 수 있지만, 깊어진 p0영역(x →x') 만큼 n-영역(25)의 크기가 줄어들게 되는(y 감소) 단점이 있다.If the p 0 region 28 is deeply formed, the p 0 region 28 is formed to surround the defective portion of the edge portion of the field insulating layer 22, thereby reducing the dark current. The size of the n region 25 is reduced (y decreases) by the p 0 region (x → x ′).

n- 영역(25)이 감소하게 되면 그에 따라 공핍층의 크기도 감소하게 되어, 빛에 의해 생성된 광전하를 저장할 수 있는 전하저장능력이 저하된다(Saturation 특성감소).As the n− region 25 decreases, the size of the depletion layer also decreases, thereby lowering the charge storage capacity capable of storing photocharges generated by light (decreased saturation characteristics).

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 암전류를 감소시키는 동시에 전하저장능력을 향상시킨 이미지센서 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing an image sensor which reduces dark current and improves charge storage capability.

도1은 시모스 이미지센서의 단위화소 회로도,1 is a unit pixel circuit diagram of a CMOS image sensor;

도2는 도2는 종래의 트랜스퍼게이트와 포토다이오드부분의 단면도,2 is a cross-sectional view of a conventional transfer gate and photodiode portion, FIG.

도3 내지 도6은 본 발명에 따른 이미지센서의 제조공정을 도시한 도면,3 to 6 are views illustrating a manufacturing process of an image sensor according to the present invention;

도7a는 종래기술에 따른 p0영역의 도핑프로파일을 도시한 도면,7A illustrates a doping profile of a p 0 region according to the prior art;

도7b는 본 발명에 따른 p0영역의 도핑프로파일을 도시한 도면.7B illustrates a doping profile of a p 0 region in accordance with the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

40 : p형 기판41 : p 에피층40: p-type substrate 41: p epi layer

42 : 필드절연막43 : 채널스톱영역42: field insulating film 43: channel stop region

44 : 게이트전극45 : n-영역44 gate electrode 45 n - region

46 : 스페이서47 : 플로팅확산영역46: spacer 47: floating diffusion area

48 : 버퍼레이어49 : 마스크48: buffer layer 49: mask

50 : p0영역50: p 0 region

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 필드절연막이 형성된 반도체층 상에 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 반도체층 내에 상기 게이트전극의 일측에지와 상기 필드절연막의 에지에 정렬되는 제2 도전형의 제1 도핑영역을 형성하는 단계; 상기 게이트전극의 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계; 상기 반도체층 내에 상기 게이트전극의 타측에 형성된 스페이서에 정렬되는 제2 도전형의 제2 도핑영역을 형성하는 단계; 및 상기 필드절연막의 에지를 감싸면서 상기 제1 도핑영역내에 형성된 제1 도전형의 제3 도핑영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.The present invention for achieving the above object, the step of forming a gate electrode on a semiconductor layer formed with a field insulating film; Forming a first doped region of a second conductivity type in the semiconductor layer aligned with one edge of the gate electrode and an edge of the field insulating film; Forming spacers on both sidewalls of the gate electrode; Forming a second doped region of a second conductivity type in the semiconductor layer aligned with a spacer formed on the other side of the gate electrode; And forming a third doped region of a first conductivity type formed in the first doped region while surrounding the edge of the field insulating layer.

본 발명은 p0이온주입시 버퍼레이어를 이용하여 p0이온주입영역의 두께를 달리 형성하여 암전류 특성과 전하저장능력을 동시에 향상시킨 발명이다.The present invention is an invention in which, unlike the formation of a thick p 0 ion implantation region using an ion implantation p 0 when the buffer layer at the same time to improve the dark current characteristic and charge storage capacity.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.

도3 내지 도6은 본 발명에 따른 이미지센서 제조공정을 도시한 도면이고 도7a 와 도7b는 종래기술과 본 발명에 따라 형성된 p0영역의 도핑 프로파일을 각각 도시한 도면으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 도3에 도시된 것처럼 트랜스퍼게이트(44), n- 영역(45), 스페이서(46) 및 플로팅확산영역(47)을 형성한다.3 to 6 are views illustrating a manufacturing process of an image sensor according to the present invention, and FIGS. 7A and 7B illustrate a doping profile of a p 0 region formed according to the prior art and the present invention, respectively, and will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 3, the transfer gate 44, the n-region 45, the spacer 46, and the floating diffusion region 47 are formed.

즉, 필드절연막(42)과 채널스톱이온주입영역(43)이 형성된 p형 반도체층(41)에 폴리실리콘과 텅스텐실리사이드를 연속적으로 도포하고 식각하여 트랜스퍼게이트(44)를 형성한다.That is, polysilicon and tungsten silicide are successively coated and etched on the p-type semiconductor layer 41 having the field insulating layer 42 and the channel stop ion implantation region 43 to form the transfer gate 44.

이때, 상기 반도체층은 고농도의 p형 기판(40)상에 저농도의 p형 에피층(41)으로 구성되어 있다. 이와 같이 구성하는 이유는 첫째, 저농도의 p형 에피층이 존재하므로 크고 깊게 저전압 포토다이오드에서의 공핍영역(Depletion region)을 증가시킬 수 있어 광전하를 모으기 위한 저전압 포토다이오드의 능력(ability)을 증가시킬 수 있기 때문에 광감도를 개선할 수 있다.At this time, the semiconductor layer is composed of a low concentration p-type epi layer 41 on the high concentration p-type substrate (40). The reason for this configuration is, firstly, that there is a low concentration of p-type epilayer, which can increase the depletion region in a large and deep low voltage photodiode, thereby increasing the ability of the low voltage photodiode to collect photocharges. The light sensitivity can be improved.

트랜스퍼게이트(44)를 형성한 이후에, n-영역(45)을 형성하고 게이트 스페이서(46) 및 플로팅확산영역(47)을 형성한다. 플로팅확산영역(47)을 형성하기까지는 종래와 동일한 기술을 사용한다.After the transfer gate 44 is formed, the n region 45 is formed and the gate spacer 46 and the floating diffusion region 47 are formed. Until the floating diffusion region 47 is formed, the same technique as in the prior art is used.

이후에, 버퍼레이어(48)를 도4에서 처럼, 기판 전면에 형성하는데, 본 발명에서는 800 ∼ 900Å의 두께를 갖는 산화막을 이용하거나 또는 반사방지막(Anti Reflection coating)으로 사용되는 산화질화막 계열을 막이나 또는 산화질화막과 산화막을 적층하여 사용할 수도 있다.Subsequently, a buffer layer 48 is formed on the entire surface of the substrate, as shown in FIG. Alternatively, the oxynitride film and the oxide film may be laminated and used.

p0이온주입시, 이온주입에너지가 100 KeV 인 경우에는, 프로젝션 레인지(Projection Range : Rp)가 1000Å 정도이므로 버퍼레이어(48) 하부의 p0영역의 깊이가 100 ∼ 200Å 정도가 되도록 버퍼레이어(48)의 두께는 800 ∼ 900Å 정도로 설정한다.In the case of p 0 ion implantation, when the ion implantation energy is 100 KeV, since the projection range (Rp) is about 1000 Hz, the depth of the p 0 region under the buffer layer 48 is about 100 to 200 Hz. The thickness of 48) is set to about 800 to 900 kPa.

종래에는, p0이온주입 수행시에 이온주입에너지는 30 KeV 정도로 수행하였으나 본 발명에서는 100 KeV 정도의 고에너지 이온주입공정을 진행하여 필드절연막 부근의 결함부분을 감싸면서 p0영역이 형성되도록 한다.Conventionally, ion implantation energy is about 30 KeV at the time of p 0 ion implantation. However, in the present invention, a high energy ion implantation process of about 100 KeV is performed to cover a defect portion near the field insulating layer to form a p 0 region. .

필드절연막(42) 부근 이외의 나머지 부분은 버퍼레이어(48)가 완층역할을 하게되므로, 후속으로 형성될 p0영역의 깊이는 100 ∼ 200Å가 되어 n-영역(45)의 크기를 감소시키지 않게 된다.Since the buffer layer 48 serves as a full layer in the remaining portion except the field insulating film 42, the depth of the subsequently formed p 0 region is 100 to 200 占 so that the size of the n region 45 is not reduced. do.

다음으로 도4에서 처럼, 기판 전면에 형성된 버퍼레이어(48)중에서 일정부분의 버퍼레이어만 제거하기 위하여 마스크(49)를 형성한다. 필드절연막(42)의 엣지부분에서 0.1 ∼ 0.15㎛ 정도 떨어진 부분의 버퍼레이어(48)는 도5에 도시된 바와 같이 제거한다.Next, as shown in FIG. 4, a mask 49 is formed to remove only a portion of the buffer layer from among the buffer layers 48 formed on the front surface of the substrate. As shown in FIG. 5, the buffer layer 48 at a portion about 0.1 to 0.15 mu m away from the edge portion of the field insulating film 42 is removed.

이 부분의 마스크를 제거하게 되면, 후속 p0이온주입시에 필드절연막(42)의 엣지부분에서는 p0영역의 깊이가 깊어져서 암전류가 발생할 가능성이 있는 결함부분을 감싸면서 형성되게 된다.When the mask of this portion is removed, the depth of the p 0 region is deepened at the edge portion of the field insulating film 42 during subsequent p 0 ion implantation so as to cover the defective portion where dark current may occur.

다음으로 도6에서 처럼, p0이온주입영역(50)을 형성하는데, 필드절연막(42) 부근에 형성된 p0이온주입영역(50)은, 버퍼레이어(48)의 완충역할이 없으므로 채널스톱영역(43)과 함께 댕글링 본드(dangling bind)등의 결함부분이 존재하는 필드절연막(42) 부근을 감싸면서 형성된다.Next, as shown in Fig. 6, p 0 ion implantation to form the region 50, a field insulating film (42) p 0 ion implantation area 50 is formed in the vicinity, since the buffer acts as a buffer layer 48, channel stop regions Together with (43), it is formed while covering the vicinity of the field insulating film 42 in which defect portions such as dangling binds are present.

p0이온주입은, 블랭킹 이온주입을 이용하여 형성되는데, 블랭킹(Blanking) 이온주입이란 마스크 없이 웨이퍼 전면에 이온주입을 실시하는 것을 말하며, 이온의 농도나 이온주입 에너지를 적절히 조절하여 해당영역 이외의 지역에는 별 영향이 없도록 조절할 수 있다.p 0 ion implantation, is formed by blanking the ion implantation, it means to carry out the blanking (Blanking) ion implantation is ion implanted into the wafer surface without a mask, appropriate adjustment of the ion concentration and ion implantation energy by other than the zone The area can be adjusted to have little effect.

이후에, 버퍼레이어(48)는 후속공정을 통하여 제거되고 이미지센서를 제조하기 위한 나머지 공정이 수행된다.Thereafter, the buffer layer 48 is removed through a subsequent process and the rest of the process for manufacturing the image sensor is performed.

도7a 내지 도7b는 종래기술에 따른 p0영역의 도핑프로파일과 본 발명에 따른 p0영역의 도핑프로파일을 도시한 도면으로, 종래와 비교하여 보면, 필드절연막 부근을 제외한 포토다이오드 영역에서, 본 발명에 따른 p0이온주입영역의 깊이가 얕아졌음을 알수 있다.7A to 7B illustrate a doping profile of an area p 0 according to the prior art and a doping profile of an area p 0 according to the present invention. Compared with the prior art, in the photodiode region except for the vicinity of the field insulating film, FIGS. It can be seen that the depth of the p 0 ion implantation region according to the invention is shallow.

이와 같이 필드절연막 부근의 p0영역은 필드절연막을 감쌀정도로 두껍게 형성하고 그 이외의 부분은 버퍼레이어를 이용하여 얇게 형성함으로써, 암전류 특성과 전하저장능력의 향상을 동시에 이룰 수 있다.As described above, the p 0 region near the field insulating film is formed to be thick enough to cover the field insulating film, and the other portions are formed thin using the buffer layer, thereby improving the dark current characteristics and the charge storage capability.

본 발명의 일실시예에서는 시모스 이미지센서를 일례로 들어 설명하였으나, 본 발명은 포토다이오드를 사용하는 모든 이미지센서에 적용될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the CMOS image sensor has been described as an example, but the present invention may be applied to all image sensors using a photodiode.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and the present invention may be variously substituted, modified, and changed without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

본 발명을 이미지센서에 적용하게 되면 암전류의 감소와 전하저장능력의 향상을 동시에 이룰 수 있어, 고에너지 이온주입에 따른 saturation 특성저하를 방지할 뿐아니라 이미지센서의 특성을 향상시키는 효과가 있다.When the present invention is applied to the image sensor, it is possible to achieve reduction of dark current and improvement of charge storage capacity at the same time, thereby preventing the deterioration of saturation characteristics due to high energy ion implantation and improving the characteristics of the image sensor.

Claims (9)

필드절연막이 형성된 반도체층;A semiconductor layer on which a field insulating film is formed; 상기 필드절연막의 에지에 정렬되면서 상기 반도체층 내에 형성된 제2 도전형의 제1 도핑영역;A first doped region of a second conductivity type formed in the semiconductor layer while being aligned with an edge of the field insulating film; 상기 필드절연막의 에지를 감싸는 제1 영역과 상기 제1 영역보다 상기 반도체층의 표면으로부의 깊이가 작은 제2 영역으로 이루어지며, 상기 제1 도핑영역내에 형성된 제1 도전형의 제2 도핑영역을 포함하되,A first region surrounding the edge of the field insulating layer and a second region having a smaller depth to the surface of the semiconductor layer than the first region, and a second doped region of a first conductivity type formed in the first doped region. Including, 상기 제1 도핑영역에서 완전공핍이 이루어짐을 특징으로 하는 이미지센서.And an image depletion in the first doped region. 필드절연막이 형성된 반도체층 상에 게이트전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode on the semiconductor layer on which the field insulating film is formed; 상기 반도체층 내에 상기 게이트전극의 일측에지와 상기 필드절연막의 에지에 정렬되는 제2 도전형의 제1 도핑영역을 형성하는 단계;Forming a first doped region of a second conductivity type in the semiconductor layer aligned with one edge of the gate electrode and an edge of the field insulating film; 상기 게이트전극의 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계;Forming spacers on both sidewalls of the gate electrode; 상기 반도체층 내에 상기 게이트전극의 타측에 형성된 스페이서에 정렬되는 제2 도전형의 제2 도핑영역을 형성하는 단계; 및Forming a second doped region of a second conductivity type in the semiconductor layer aligned with a spacer formed on the other side of the gate electrode; And 상기 필드절연막의 에지를 감싸면서 상기 제1 도핑영역내에 형성된 제1 도전형의 제3 도핑영역을 형성하는 단계Forming a third doped region of a first conductivity type formed in the first doped region while surrounding an edge of the field insulating layer; 를 포함하는 이미지센서의 제조방법.Method of manufacturing an image sensor comprising a. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 필드절연막의 에지를 감싸면서 상기 제1 도핑영역내에 형성된 제1 도전형의 제3 도핑영역을 형성하는 단계는Forming a third doped region of a first conductivity type formed in the first doped region while surrounding an edge of the field insulating layer. 기판전면에 버퍼레이어를 형성하는 단계;Forming a buffer layer on the front surface of the substrate; 상기 필드절연막의 에지로부터 일정거리를 두고 이격된 버퍼레이어만이 남도록, 상기 버퍼레이어를 선택적으로 식각하는 단계; 및Selectively etching the buffer layer so that only the buffer layer spaced apart from the edge of the field insulating layer remains; And 결과물상에 제1 도전형의 이온주입영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.And forming an ion implantation region of a first conductivity type on the resultant product. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 버퍼레이어의 두께는 800 ∼ 900Å인 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.The buffer layer is a manufacturing method of the image sensor, characterized in that the thickness of 800 ~ 900Å. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 버퍼레이어는 산화막 또는 산화질화막 또는 이들을 적층하여 사용하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.The buffer layer is an oxide film or an oxynitride film or a method of manufacturing an image sensor, characterized in that to use them laminated. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 도전형의 이온주입영역을 형성하는 단계에서In the step of forming the ion implantation region of the first conductivity type 이온주입에너지는 80 ∼ 120 keV 인 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.Ion implantation energy is 80 to 120 keV manufacturing method of the image sensor, characterized in that. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 필드절연막의 에지에서 이격된 일정거리는 0.1 ∼ 0.15㎛ 인 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.A predetermined distance spaced apart from the edge of the field insulating film is 0.1 ~ 0.15㎛ manufacturing method of the image sensor. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 반도체층은 상기 반도체층의 도펀트 보다 높은 농도의 도펀트를 갖는 반도체 기판 상에 에피택셜 성장된 반도체층인 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.And the semiconductor layer is a semiconductor layer epitaxially grown on a semiconductor substrate having a dopant having a higher concentration than that of the semiconductor layer. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 도전형 내지 제2 도전형은 상보적인 p형 또는 n형인 것을 특징으로하는 이미지센서의 제조방법.The first conductive type to the second conductive type is a manufacturing method of the image sensor, characterized in that the complementary p-type or n-type.
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