KR20040005381A - 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법 - Google Patents

씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040005381A
KR20040005381A KR1020020039916A KR20020039916A KR20040005381A KR 20040005381 A KR20040005381 A KR 20040005381A KR 1020020039916 A KR1020020039916 A KR 1020020039916A KR 20020039916 A KR20020039916 A KR 20020039916A KR 20040005381 A KR20040005381 A KR 20040005381A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
substrate
gate
organic material
film
Prior art date
Application number
KR1020020039916A
Other languages
English (en)
Inventor
원용식
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020020039916A priority Critical patent/KR20040005381A/ko
Publication of KR20040005381A publication Critical patent/KR20040005381A/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor

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 선택적 살리사이드 형성을 위해 유기 물질막의 에치백이 적용된 씨모스 이미지 센서 소자의 소자의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 방법은, 포토 다이오드 영역과 로직 영역을 갖는 실리콘 기판의 각 영역 상에 양측벽에 스페이서를 구비한 폴리실리콘 게이트를 형성하는 단계; 상기 기판의 전 영역 상에 USG막을 증착하는 단계; 상기 USG막 상에 포토 다이오드 영역을 마스킹하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴을 이용해서 로직 영역 상의 USG막 부분을 제거하는 단계; 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계; 상기 단계까지의 기판 결과물 상에 유기 물질막을 도포하는 단계; 상기 유기 물질막과 포토 다이오드 영역 상의 USG막을 에치백하여 상기 포토 다이오드 영역 상의 게이트 표면을 노출시키면서 로직 영역 상의 게이트 및 기판 표면을 노출시키는 단계; 및 상기 노출된 로직 영역 상의 게이트 및 기판 표면과 노출된 포토 다이오드 영역 상의 게이트 표면 상에 금속 실리사이드를 형성하는 단계를 포함하며, 본 발명에 따르면, 로직 영역 상의 USG막을 제거한 후에 유기 물질막의 에치백을 수행하기 때문에 로직 영역에서의 스페이서 손실을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라, 살리사이드 브릿지 발생을 방지할 수 있다.

Description

씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법{METHOD FOR FABRICATING CMOS IMAGE SENSOR DEVICE}
본 발명은 씨모스 이미지 센서 소자의 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 로직 영역에서의 스페이서 손실을 최소화시키기 위한 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 반도체 소자의 고집적화에 따른 콘택 저항의 감소를 위해 폴리실리콘 배선 및 기판 접촉부, 즉, 폴리실리콘 게이트 및 소오스/드레인 영역의 표면에 선택적으로 금속 실리사이드를 형성하는 기술에 제안되었고, 이를 위해, 반도체 소자 제조시 폴리실리콘 배선 및 기판 접촉부 표면에만 선택적으로 금속 실리사이드를 형성해주는 살리사이드(Salicide) 공정이 필수가 되었다.
한편, 상기 살리사이드(Salicide) 공정을 적용함에 있어서, 예컨데, 씨모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor) 소자의 경우는 포토 다이오드의 액티브 영역이 비-살리사이드 영역으로 구분되고, 그 이외의 로직 영역의 액티브 영역과 게이트 표면 영역이 살리사이드 영역으로 구분된다. 이것은 포토 다이오드 영역에 금속 실리사이드를 형성할 경우에는 광학적 결함과 큰 누설 전류를 유발할 수 있기 때문이다.
이에 따라, 상기 씨모스 이미지 센서 소자의 제조시, 비-살리사이드 영역을 마스킹하는 작업이 필요하며, 이러한 마스킹 작업은 포토 공정을 이용한 레지스트 패턴의 형성을 이용하는 것이 가장 용이하지만, 이 방법은 포토 공정의 한계로 인해 그 적용이 곤란하다.
따라서, 비-살리사이드 영역의 마스킹을 위해 여러가지 방법들이 제안되었으며, 한 예로서, 유기 물질(BARC)의 에치백(etch back) 공정이 제안되었다.
이하에서는 도 1a 내지 도 1d를 참조해서 유기 물질의 에치백 공정이 적용된 종래 기술에 따른 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법을 설명하도록 한다.
도 1a를 참조하면, 포토 다이오드 영역(A)과 로직 영역(B)으로 구분된 실리콘 기판(1)의 각 영역 상에 공지의 공정에 따라 폴리실리콘 재질의 게이트(2)를 형성하고, 상기 게이트(2)의 양측벽에 스페이서(3)를 형성한다. 그런다음, 기판(1)의 전 영역 상에 살리사이드 블로킹층으로서 USG막(Undoped Silica Glass : 4)을 증착하고, 이어서, 상기 USG막(4) 상에 비-살리사이드 영역의 마스킹을 위해, 즉, 포토 다이오드 영역(A)의 유기 물질막(5)을 도포한다.
도 1b를 참조하면, 게이트(2) 상의 유기 물질막 부분을 N2및 O2가스를 이용하여 건식 식각하고, 연이어, 그 아래의 USG막 부분을 CHF3, CH4및 Ar 가스를 이용하여 건식 식각하며, 이 결과로서, 포토 다이오드 영역(A) 및 로직 영역(B) 상의 게이트(2)의 표면을 노출시킨다.
도 1c를 참조하면, 기판(1) 상에 포토 다이오드 영역 (A)을 마스킹하는 마스크 패턴(6)을 형성하고, 그런다음, 상기 마스크 패턴(6)에 의해 마스킹되지 않고 노출된 로직 영역(B) 상의 USG막 부분을 건식 식각 공정으로 제거한다.
도 1d를 참조하면, 포토 다이오드 영역(A) 상의 마스크 패턴을 제거한다. 이때, 로직 영역(B)에 있어서는 게이트 표면 및 기판 표면이 노출되는 반면, 포토 다이오드 영역(A)에 있어서는 게이트 표면만이 노출된 상태가 된다. 이어서, 상기 기판(1) 상에 전이 금속막을 증착한 상태에서, 기판 결과물에 대한 어닐링을 수행하고, 이를 통해, 포토 다이오드 영역(A)에서의 게이트 표면과 로직 영역(B)에서의 게이트 및 기판 표면 상에 금속 실리사이드(7)를 형성한다.
이후, 반응하지 않고 잔류된 전이 금속막은 제거한다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법은 로직 영역에서의 기판 표면을 노출시키기 위한 USG막의 제거 공정이 스페이서가 노출된 상태로 진행되는 것에 의해, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(3)의 심각한 손실(loss)이 발생됨으로써, 후속에서 살리사이드 브릿지(salicide bridge)가 유발될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 로직 영역에서의 스페이서 손실을 최소화시킬 수 있는 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
21 : 실리콘 기판 22 : 게이트
23 : 스페이서 24 : USG막
25 : 마스크 패턴 26 : 유기 물질막
27 : 금속 실리사이드
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 포토 다이오드 영역과 로직 영역을 갖는 실리콘 기판의 각 영역 상에 양측벽에 스페이서를 구비한 폴리실리콘 게이트를 형성하는 단계; 상기 기판의 전 영역 상에 USG막을 증착하는 단계; 상기 USG막 상에 포토 다이오드 영역을 마스킹하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴을 이용해서 로직 영역 상의 USG막 부분을 제거하는 단계; 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계; 상기 단계까지의 기판 결과물 상에 유기 물질막을 도포하는 단계; 상기 유기 물질막과 포토 다이오드 영역 상의 USG막을 에치백하여 상기 포토 다이오드 영역 상의 게이트 표면을 노출시키면서 로직 영역 상의 게이트 및 기판 표면을 노출시키는 단계; 및 상기 노출된 로직 영역 상의 게이트 및 기판 표면과 노출된 포토 다이오드 영역 상의 게이트 표면 상에 금속 실리사이드를 형성하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 유기 물질막과 USG막의 에치백은 단일 장비 내에서 CHF3, CF4및 Ar 가스를 이용하여 수행하며, 특히, CHF3가스와 CF4가스의 비율을 조절하여 식각 선택비를 조절한다.
또한, 상기 CHF3, CF4및 Ar 가스를 이용한 에치백 후, 기판 표면에 잔류된 유기 물질막의 완전 제거를 위해 O2가스를 이용한 스트립 공정을 더 수행한다.
본 발명에 따르면, 로직 영역 상의 USG막을 제거한 후에 유기 물질막의 에치백을 수행하기 때문에 로직 영역에서의 스페이서 손실을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라, 살리사이드 브릿지 발생을 방지할 수 있다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도 2a를 참조하면, 포토 다이오드 영역(A)과 로직 영역(B)을 갖는 실리콘 기판(21)의 각 영역 상에 공지의 공정에 따라 폴리실리콘 재질의 게이트(22)를 형성한다. 그런다음, 이온주입 공정을 통해 상기 게이트(22) 양측의 기판 표면에 LDD(Lightly Doped Drain) 영역(도시안됨)을 형성하고, 이어서, 절연막의 증착 및 이에 대한 블랭킷 식각을 진행하여 상기 게이트(22)의 양측벽에 스페이서(23)를 형성한다. 그리고나서, 상기 기판 결과물에 대해 고농도 이온주입을 수행하여 상기 스페이서(23)를 포함한 게이트(22) 양측의 기판 표면에 소오스/드레인 영역(도시안됨)을 형성한다.
계속해서, 기판(1)의 전 영역 상에 살리사이드 블로킹층으로서 USG막(24)을 증착하고, 이어서, 상기 USG막(24) 상에 포토 다이오드 영역(A)을 마스킹하는 마스크 패턴(25)을 형성한다.
도 2b를 참조하면, 상기 마스크 패턴(25)을 식각 장벽으로 이용한 건식 식각으로 로직 영역(B) 상의 노출된 USG막 부분을 제거한다. 이때, 상기 USG막의 건식 식각시, USG막과 스페이서 물질간의 식각 선택비로 인해 로직 영역(B) 상에서의 스페이서(23) 손실은 거의 일어나지 않는다.
도 2c를 참조하면, 포토 다이오드 영역(A) 상에 형성한 마스크 패턴을 제거한 상태에서, 포토 다이오드 영역(A) 및 로직 영역(B)을 포함하는 기판 결과물의 전 영역 상에 유기 물질막(26)을 도포한다. 이때, 상기 유기 물질막(26)은 게이트 상부와 기판 표면 상에서 큰 두께 차이를 갖는다.
도 2d를 참조하면, 포토 다이오드 영역(A) 상에서의 게이트 표면과 로직 영역(B) 상에서의 게이트 및 기판 표면이 노출되도록 유기 물질막과 상기 포토 다이오드 영역(A)에서의 USG막을 CHF3, CF4및 Ar 가스를 이용하여 단일 식각 장비에서 에치백한다.
여기서, 상기 막들의 에치백시에는 CHF3가스와 CF4가스의 비율을 적절하게조절할 경우, 상기 로직 영역(A)에서의 스페이서 손실을 더욱 줄일 수 있다. 또한, 상기 에치백 후, 게이트와 기판 표면 상의 유기 물질막의 도포 두께 차이로 인해 상기 기판 표면에 남아있는 유기 물질막을 O2가스를 이용한 스트립 공정을 통해 완전히 제거한다.
도 2e를 참조하면, 상기 단계까지의 기판 결과물 상에 전이 금속막을 증착한 상태에서, 어닐링을 수행하여 포토 다이오드 영역(A)에서의 노출된 게이트 표면 및 로직 영역(B)에서의 노출된 게이트 표면 및 기판 표면 상에 실리사이드(27)를 형성한다.
이후, 반응하지 않고 잔류된 전이 금속막을 제거한다.
이상에서와 같이, 본 발명은 로직 영역 상의 USG막을 제거한 후에 유기 물질막의 에치백을 수행하기 때문에, 상기 로직 영역 상의 USG막 제거시에 스페이서가 과도하게 손실되는 현상은 방지할 수 있다.
따라서, 로직 영역 상에서의 스페이서 손실을 최소화시킬 수 있으므로, 후속하는 살리사이드의 선택적 형성에서 살리사이드 브릿지 유발을 방지할 수 있으며, 그래서, 소자 특성 및 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (4)

  1. 포토 다이오드 영역과 로직 영역을 갖는 실리콘 기판의 각 영역 상에 양측벽에 스페이서를 구비한 폴리실리콘 게이트를 형성하는 단계;
    상기 기판의 전 영역 상에 USG막을 증착하는 단계;
    상기 USG막 상에 포토 다이오드 영역을 마스킹하는 마스크 패턴을 형성하는 단계;
    상기 마스크 패턴을 이용해서 로직 영역 상의 USG막 부분을 제거하는 단계;
    상기 마스크 패턴을 제거하는 단계;
    상기 단계까지의 기판 결과물 상에 유기 물질막을 도포하는 단계;
    상기 유기 물질막과 포토 다이오드 영역 상의 USG막을 에치백하여 상기 포토 다이오드 영역 상의 게이트 표면을 노출시키면서 로직 영역 상의 게이트 및 기판 표면을 노출시키는 단계; 및
    상기 노출된 로직 영역 상의 게이트 및 기판 표면과 노출된 포토 다이오드 영역 상의 게이트 표면 상에 금속 실리사이드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 물질막과 USG막의 에치백은
    단일 장비 내에서 CHF3, CF4및 Ar 가스를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 유기 물질막과 USG막의 에치백은
    CHF3가스와 CF4가스의 비율을 조절하여 식각 선택비를 조절하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 CHF3, CF4및 Ar 가스를 이용한 에치백 후,
    기판 표면에 잔류된 유기 물질막을 완전히 제거하기 위해 O2가스를 이용한 스트립 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법.
KR1020020039916A 2002-07-10 2002-07-10 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법 KR20040005381A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020039916A KR20040005381A (ko) 2002-07-10 2002-07-10 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020039916A KR20040005381A (ko) 2002-07-10 2002-07-10 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040005381A true KR20040005381A (ko) 2004-01-16

Family

ID=37315706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020039916A KR20040005381A (ko) 2002-07-10 2002-07-10 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040005381A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100725366B1 (ko) * 2005-09-27 2007-06-07 삼성전자주식회사 듀얼 게이트 패턴을 갖는 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR100738183B1 (ko) * 2005-09-01 2007-07-10 매그나칩 반도체 유한회사 액티브 영역과 버팅 콘택을 갖는 cmos 이미지센서 및그 제조 방법
US7696048B2 (en) 2005-08-12 2010-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of improving gate resistance in a memory array

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990081304A (ko) * 1998-04-28 1999-11-15 윤종용 반도체 소자 제조방법
KR19990086719A (ko) * 1998-05-29 1999-12-15 윤종용 반도체 소자 제조방법
KR20000020583A (ko) * 1998-09-22 2000-04-15 윤종용 반도체 소자 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990081304A (ko) * 1998-04-28 1999-11-15 윤종용 반도체 소자 제조방법
KR19990086719A (ko) * 1998-05-29 1999-12-15 윤종용 반도체 소자 제조방법
KR20000020583A (ko) * 1998-09-22 2000-04-15 윤종용 반도체 소자 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7696048B2 (en) 2005-08-12 2010-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of improving gate resistance in a memory array
KR100738183B1 (ko) * 2005-09-01 2007-07-10 매그나칩 반도체 유한회사 액티브 영역과 버팅 콘택을 갖는 cmos 이미지센서 및그 제조 방법
KR100725366B1 (ko) * 2005-09-27 2007-06-07 삼성전자주식회사 듀얼 게이트 패턴을 갖는 이미지 센서 및 그 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100268894B1 (ko) 플래쉬 메모리 소자의 제조방법
KR20040005381A (ko) 씨모스 이미지 센서 소자의 제조방법
KR100537275B1 (ko) 반도체 소자 제조방법
KR100768581B1 (ko) 폴리 게이트 식각 후 무기성 반사-방지 코팅의 건식등방성 제거
KR100290881B1 (ko) 반도체 소자의 티형 게이트 및 그 제조방법
KR100321758B1 (ko) 반도체소자의제조방법
KR100273322B1 (ko) 반도체소자의 제조방법
KR100364810B1 (ko) 반도체소자의 제조방법
KR100474744B1 (ko) 반도체 소자의 게이트 스페이서 형성 방법
KR20020002682A (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100398574B1 (ko) 반도체 소자의 게이트 스페이서 형성방법
KR20040001485A (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100314738B1 (ko) 반도체소자의게이트전극형성방법
KR100370132B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100226753B1 (ko) 반도체 소자의 금속배선 형성방법
KR100396711B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100298427B1 (ko) 반도체장치의제조방법
KR20010045138A (ko) 반도체 장치 제조방법
KR100557224B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
KR100494119B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100338095B1 (ko) 반도체소자의콘택홀형성방법
KR100433490B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100487629B1 (ko) 반도체 소자의 살리사이드막을 갖는 게이트 형성방법
KR20030000662A (ko) 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법
KR20050056350A (ko) 씨모스 이미지 센서의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application