KR20040059758A - Method for fabricating silicide region in CMOS image sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시모스 이미지센서의 제조방법에 관한 것으로 특히, 화소영역의 게이트 폴리실리콘에 실리사이드를 형성하는 공정에서, 종래에 사용되던 전면식각공정 대신에 화학기계연마를 이용하고 또한 버퍼질화막을 이용함으로써 게이트 폴리실리콘의 손실과 스페이서의 손실을 최소화하였으며 또한, 면적이 넓은 폴리실리콘의 경우에도 균일한 실리사이드 형성을 가능케 한 시모스 이미지센서의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a CMOS image sensor, and more particularly, in the process of forming silicide in the gate polysilicon of the pixel region, by using chemical mechanical polishing and using a buffer nitride film instead of the conventional etching process. The present invention relates to a method of manufacturing a CMOS image sensor that minimizes loss of polysilicon and loss of spacers, and enables uniform silicide formation even in a large area of polysilicon.
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(Complementary MOS) 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. A device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while being in close proximity to each other. Complementary MOS image sensors use CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits. A device employing a switching scheme that creates MOS transistors as many as pixels and sequentially detects outputs using the MOS transistors.
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. CMOS 이미지센서는 단위 화소(Pixel) 내에 포토다이오드와 모스트랜지스터를 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 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. The CMOS image sensor forms an image by forming a photodiode and a MOS transistor in a unit pixel and sequentially detects signals in a switching method, and implements an image by using a CMOS manufacturing technology, which consumes less power and uses 30 to 40 masks as many as 20 masks. 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.
도1a는 통상의 CMOS 이미지센서에서 1개의 포토다이오드(PD)와 4개의 MOS 트랜지스터로 구성된 단위화소(Unit Pixel)를 도시한 회로도로서, 빛을 받아 광전하를 생성하는 포토다이오드(100)와, 포토다이오드(100)에서 모아진 광전하를 플로팅확산영역(102)으로 운송하기 위한 트랜스퍼 트랜지스터(101)와, 원하는 값으로 플로팅확산영역(102)의 전위를 세팅하고 전하를 배출하여 플로팅확산영역(102)를 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터 (103)와, 소스 팔로워 버퍼 증폭기(Source Follower Buffer Amplifier) 역할을 하는 드라이브 트랜지스터(104), 및 스위칭(Switching) 역할로 어드레싱(Addressing)을 할 수 있도록 하는 셀렉트 트랜지스터(105)로 구성된다. 단위 화소 밖에는 출력신호(Output Signal)를 읽을 수 있도록 로드(load) 트랜지스터(106)가 형성되어 있다. 그리고 3개의 노드(110, 111,112)를 따로 표시하였는데, 이에 대해서는 도1b를 참조하여 후술한다.FIG. 1A is a circuit diagram showing a unit pixel composed of one photodiode PD and four MOS transistors in a conventional CMOS image sensor, and includes a photodiode 100 for generating photocharges by receiving light. The transfer transistor 101 for transporting the photocharges collected from the photodiode 100 to the floating diffusion region 102 and the potential of the floating diffusion region 102 to a desired value are discharged to discharge the floating diffusion region 102. A reset transistor 103 for resetting the drive transistor, a drive transistor 104 serving as a source follower buffer amplifier, and a select transistor enabling addressing as a switching role. 105). Outside the unit pixel, a load transistor 106 is formed to read an output signal. Three nodes 110, 111, and 112 are separately shown, which will be described later with reference to FIG. 1B.
도1b는 도1a에 도시된 단위화소를 구현한 레이아웃 도면으로, 포토다이오드 및 확산영역이 형성될 활성영역(active))을 정의하는 아이솔레이션(isolation)과 각 트랜지스터의 게이트를 구성하는 폴리실리콘이 도시되어 있다.FIG. 1B is a layout view of the unit pixel illustrated in FIG. 1A, which illustrates an isolation defining an active region in which a photodiode and a diffusion region are to be formed, and a polysilicon constituting a gate of each transistor. It is.
이를 참조하면, 정방형의 활성영역이 포토다이오드(100)를 형성하고 있으며, 포토다이오드를 형성하는 활성영역은 그 위쪽면에서 'ㄱ' 자로 꺽인 후, X축 방향으로 확장되어 있다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 게이트 폴리실리콘(101)은 포토다이오드를 구성하는 활성영역이 'ㄱ' 자로 꺽인 부분의 병목상에 걸쳐서 형성되며, 플로팅확산영역(102)은 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 폴리실리콘(101) 타측면에 접하여 Y축 방향에서 X축 방향으로 90°꺽여 레이아웃되어, 리셋 트랜지스터의 게이트 폴리실리콘(103)의 일측과 접하며 형성되어 있다. 플로팅확산영역(102)에는 플로팅확산영역(102)과 드라이브 트랜지스터(Dx)의 게이트 폴리실리콘(104)을 전기적으로 연결시키기 위한 FD 콘택(110)이 형성되어 있다.Referring to this, a square active region forms the photodiode 100, and the active region forming the photodiode is bent in a 'b' shape on the upper surface thereof and then extended in the X-axis direction. The gate polysilicon 101 of the transfer transistor Tx is formed over a bottleneck of a portion where the active region constituting the photodiode is bent by a letter 'a', and the floating diffusion region 102 is formed of the gate polysilicon 101 of the transfer transistor. The substrate is laid out at 90 ° from the Y-axis direction in contact with the other side to be in contact with one side of the gate polysilicon 103 of the reset transistor. In the floating diffusion region 102, an FD contact 110 is formed to electrically connect the floating diffusion region 102 and the gate polysilicon 104 of the drive transistor Dx.
다음으로, 리셋 트랜지스터(Rx)의 게이트 폴리실리콘(103)의 타측에 형성된 활성영역은 X축 방향으로 확장되어 형성되다가 중간에서 Y축 방향으로 90°꺽여 아래쪽으로 형성되어, 드라이브 트랜지스터(Dx)의 게이트 폴리실리콘(104)과 만나게 된다.Next, the active region formed on the other side of the gate polysilicon 103 of the reset transistor Rx extends in the X-axis direction and is formed downward by 90 ° in the Y-axis direction from the middle to form the drive transistor Dx. It meets the gate polysilicon 104.
리셋 트랜지스터(Rx)의 게이트 폴리실리콘(103)의 타측에서 X축 방향으로 확장되어 형성된 활성영역부분에는 전원전압을 인가하기 위한 VDD콘택(111)이 형성되어 있으며, 드라이브 트랜지스터(Dx)의 게이트 폴리실리콘(104)에는 플로팅확산영역(102)과의 전기적 연결을 위한 콘택(114)이 형성되어 있다.A V DD contact 111 for applying a power supply voltage is formed in an active region of the reset transistor Rx extending in the X-axis direction from the other side of the gate polysilicon 103, and the gate of the drive transistor Dx is formed. In the polysilicon 104, a contact 114 for electrical connection with the floating diffusion region 102 is formed.
드라이브 트랜지스터(Dx)의 게이트 폴리실리콘(104)과 만나는 활성영역은 계속 Y축 방향으로 확장되어, 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 게이트 폴리실리콘(105)과 만나게 되고, 더 나아가 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 게이트 폴리실리콘(105)을 지나서 형성된 활성영역에 Sx 콘택(112)이 형성되어 있다. Sx 콘택(112)은 단위화소의 출력을 위한 콘택이다.The active region that meets the gate polysilicon 104 of the drive transistor Dx continues to extend in the Y-axis direction to meet the gate polysilicon 105 of the select transistor Sx, and furthermore, the gate of the select transistor Sx. The Sx contact 112 is formed in the active region formed over the polysilicon 105. The Sx contact 112 is a contact for outputting the unit pixel.
도1b에 도시된 레이아웃 도면을 참고하면, 리셋 트랜지스터의 게이트 폴리실리콘(103)은 인접화소와도 연결되어 있으며 수백개의 화소가 모여있는 화소어레이에서는 상당한 길이를 갖게 형성된다. 셀렉트 트랜지스터의 게이트 폴리실리콘(105) 역시, 마찬가지로 인접화소와 연결되어 화소어레이 측면에서 보면 상당한 길이를 갖는다.Referring to the layout diagram shown in FIG. 1B, the gate polysilicon 103 of the reset transistor is also connected to an adjacent pixel and formed to have a considerable length in a pixel array in which several hundred pixels are collected. The gate polysilicon 105 of the select transistor is likewise connected to adjacent pixels and has a considerable length in terms of the pixel array.
종래에는 이와같이 형성된 단위화소에서, 각각의 게이트 폴리실리콘(101, 103, 104, 105)의 상부에만 실리사이드가 형성되고, 활성영역 상에는 실리사이드가 형성되지 않았다. 이는 활성영역에 형성된 포토다이오드(100)의 상부에 실리사이드가 형성되면, 소자의 광특성을 저하시킬 수 있으므로, 단위화소의 활성영역 상에는 실리사이드가 형성되지 않도록 한 것이다.Conventionally, in the unit pixels thus formed, silicide is formed only on the upper portions of the gate polysilicon 101, 103, 104, and 105, and no silicide is formed on the active region. This is because when the silicide is formed on the photodiode 100 formed in the active region, the optical characteristics of the device may be reduced, so that the silicide is not formed on the active region of the unit pixel.
도1c 내지 도1e는 종래기술에 따른 시모스 이미지센서의 실리사이드 형성방법을 도시한 도면으로, 단위화소의 게이트 폴리실리콘 상부에만 실리사이드를 형성하는 공정을 도시한 공정단면이다.1C to 1E are diagrams illustrating a silicide forming method of a CMOS image sensor according to the related art, and a process cross-sectional view illustrating a process of forming silicide only on an upper portion of a gate polysilicon of a unit pixel.
도1c 내지 도1e를 참조하면 먼저 도1c에 도시된 바와같이, 반도체 기판(10) 상에 활성영역과 필드영역을 정의하는 소자분리막(미도시)을 형성한다. 소자분리막으로는 트렌치 구조를 이용한 소자분리막을 사용할 수도 있으며 또는, 열 산화막을 이용하여 소자분리막을 제작할 수도 있다.Referring to FIGS. 1C to 1E, as shown in FIG. 1C, an isolation layer (not shown) defining an active region and a field region is formed on a semiconductor substrate 10. A device isolation film using a trench structure may be used as the device isolation film, or a device isolation film may be manufactured using a thermal oxide film.
다음으로, 기판(10) 상에 게이트 폴리실리콘을 도포하고 이를 패터닝하여 게이트 전극(11)을 형성한 뒤, 게이트 전극(11)의 양 측벽에 질화막 스페이서(12)를 형성한다. 도1c에는 도시되어 있지 않지만 화소영역의 기판내에는 포토다이오드 등을 비롯한 수광소자가 형성되어 있다.Next, the gate polysilicon is coated on the substrate 10 and patterned to form the gate electrode 11, and then the nitride film spacers 12 are formed on both sidewalls of the gate electrode 11. Although not shown in Fig. 1C, a light receiving element including a photodiode or the like is formed in the substrate of the pixel region.
다음으로 게이트 전극을 포함하는 전체 구조상에 HLD(High temperature Low density Dielectrics) 산화막(13)을 증착하고 HLD 막(13) 상에 반사방지막(14)을 코팅한다.Next, a high temperature low density dielectric (HLD) oxide film 13 is deposited on the entire structure including the gate electrode, and an antireflection film 14 is coated on the HLD film 13.
다음으로 도1d에 도시된 바와같이, 전면식각 공정을 적용하여 반사방지막(14) 및 HLD 막(13)을 차례로 식각하여 게이트 폴리실리콘(11)의 상부표면을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 1D, the anti-reflection film 14 and the HLD film 13 are sequentially etched to expose the upper surface of the gate polysilicon 11 by applying a front etching process.
이때, 이러한 전면식각 공정시에 게이트 폴리실리콘(11)의 상부가 손상을 받게 되며(A로 표시), 또한 질화막 스페이서(12) 역시 손상을 받는다(B로 표시).At this time, the upper portion of the gate polysilicon 11 is damaged in this front etching process (indicated by A), and the nitride film spacer 12 is also injured (indicated by B).
이와같이, 전면식각공정을 통해 게이트 폴리실리콘을 노출시키는 경우, 게이트 폴리실리콘의 면적에 따라 어느 부분은 게이트 폴리실리콘이 노출되고, 어느 부분은 HLD 막이 잔존하여 게이트 폴리실리콘이 노출되지 않는 현상이 발생함으로써 게이트 폴리실리콘이 손상되는 정도가 달라지는 현상이 발생하였다.As described above, when the gate polysilicon is exposed through the entire surface etching process, the gate polysilicon may be exposed at some portions according to the area of the gate polysilicon, and the portion of the gate polysilicon may not be exposed due to the remaining HLD film. A phenomenon in which the degree of damage of the gate polysilicon is changed occurs.
따라서, 후속공정을 통해 게이트 폴리실리콘의 상부에 실리사이드를 형성하는 경우에도 폴리실리콘 라인의 저항이 불균일한 단점이 발생하였으며, 질화막 스페이서(12)가 손상을 받는 경우에는 트랜지스터의 특성에 심각한 악영향을 미치게 되는 단점이 있었다.Accordingly, even when silicide is formed on the gate polysilicon through the subsequent process, the resistance of the polysilicon line is nonuniform, and when the nitride film spacer 12 is damaged, seriously affects the characteristics of the transistor. There was a disadvantage.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화소영역의 게이트 폴리실리콘 상부에 실리사이드를 형성하는 경우, 종래의 전면식각 대신에 화학기계연마를 적용하고 또한 버퍼질화막을 도입하여 게이트 폴리실리콘과 스페이서의 손상을 최소화한 시모스 이미지센서의 실리사이드 형성방법을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems. When silicide is formed on the gate polysilicon of the pixel region, chemical mechanical polishing is applied instead of conventional front etching, and a buffer nitride film is introduced to the gate polysilicon. It is an object of the present invention to provide a method for forming silicide of a CMOS image sensor that minimizes damage to a spacer.
도1a는 종래의 시모스 이미지센서의 단위화소의 구성을 도시한 회로도,1A is a circuit diagram showing the configuration of a unit pixel of a conventional CMOS image sensor;
도1b는 종래의 시모스 이미지센서의 단위화소의 레이아웃을 도시한 레이아웃 도면,1B is a layout diagram showing a layout of unit pixels of a conventional CMOS image sensor;
도1c 내지 도1e는 종래기술에 따른 시모스 이미지센서의 실리사이드 형성방법을 도시한 공정순서도,1C to 1E are process flowcharts illustrating a silicide forming method of a CMOS image sensor according to the prior art;
도2a 내지 도2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 실리사이드 형성방법을 도시한 공정순서도,2A to 2F are process flowcharts illustrating a silicide forming method of a CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention;
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
20 : 기판20: substrate
21 : 게이트 폴리실리콘21: gate polysilicon
22 : 버퍼질화막22: buffer nitride film
23 : 스페이서23: spacer
24 : 실리사이드 방지막24: silicide prevention film
25 : 반사방지막25: antireflection film
26 : 실리사이드26: silicide
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시모스 이미지센서에서 화소영역의 게이트 폴리실리콘 상부에 실리사이드를 형성하는 방법에 있어서, 기판상에 게이트 폴리실리콘과 버퍼질화막을 차례로 적층 형성하는 단계; 상기 게이트 폴리실리콘과 버퍼질화막을 패터닝하여 게이트 전극을 형성하고 상기 게이트 전극의 양 측벽에 스페이서를 형성하는 단계; 전체 구조상에 단차를 따라 실리사이드 방지막을 형성하고, 상기 실리사이드 방지막 상에 평탄화막을 형성하는 단계; 상기 버퍼질화막이 일정두께 노출될때까지 화학기계연마를 수행하는 단계; 상기 게이트 폴리실리콘 상에 잔존한 버퍼질화막을 제거하는 단계; 및 상기 게이트 폴리실리콘 상부에 실리사이드를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming silicide on a gate polysilicon of a pixel region in a CMOS image sensor, the method comprising: sequentially forming a gate polysilicon and a buffer nitride film on a substrate; Patterning the gate polysilicon and the buffer nitride layer to form a gate electrode, and forming spacers on both sidewalls of the gate electrode; Forming a silicide prevention film along a step on the entire structure, and forming a planarization film on the silicide prevention film; Performing chemical mechanical polishing until the buffer nitride film is exposed to a predetermined thickness; Removing the buffer nitride film remaining on the gate polysilicon; And forming a silicide on the gate polysilicon.
본 발명은 화소영역의 게이트 폴리실리콘 상부에 실리사이드를 형성하는 경우, 화학기계연마를 적용하고 또한 버퍼질화막을 적용함으로써 게이트 폴리실리콘과 스페이서의 손실을 방지한 시모스 이미지센서의 실리사이드 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silicide forming method of a CMOS image sensor that prevents loss of gate polysilicon and spacers by applying chemical mechanical polishing and applying a buffer nitride film when silicide is formed on the gate polysilicon in the pixel region.
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.
도2a 내지 도2f는 본 발명의 일실시예에 따른 시모스 이미지센서의 실리사이드 형성방법을 도시한 도면이로 이를 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.2A to 2F are diagrams illustrating a silicide forming method of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도2a에 도시된 바와같이, 반도체 기판(20) 상에 게이트 폴리실리콘(21)과 버퍼질화막(22)을 차례로 적층하여 형성한다. 도2a에는 도시되어 있지 않지만 게이트 폴리실리콘의 하부에는 게이트 절연막(미도시)이 형성되어 있다. 게이트 폴리실리콘(21)은 1000 ∼ 1500Å의 두께로 형성되며, 버퍼질화막(22)은 1500 ∼ 2000Å의 두께로 형성된다. 버퍼질화막(22)은 후속 화학기계연마시에 식각정지막의 역할을 한다.First, as shown in FIG. 2A, a gate polysilicon 21 and a buffer nitride film 22 are sequentially stacked on the semiconductor substrate 20. Although not shown in FIG. 2A, a gate insulating film (not shown) is formed under the gate polysilicon. The gate polysilicon 21 is formed to a thickness of 1000 to 1500 kPa, and the buffer nitride film 22 is formed to a thickness of 1500 to 2000 kPa. The buffer nitride film 22 serves as an etch stop film in subsequent chemical mechanical polishing.
다음으로, 도2b에 도시된 바와같이 적절한 마스크를 이용하여 게이트 폴리실리콘(21)과 버퍼질화막(22)을 패터닝하여 게이트 전극(21)을 형성한 후, 스페이서형성용 물질을 도포하고 이를 전면식각하여 게이트 전극(21)의 양 측벽에 스페이서(23)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 2B, the gate polysilicon 21 and the buffer nitride film 22 are patterned using an appropriate mask to form the gate electrode 21. Then, a spacer forming material is applied and the entire surface is etched. Thus, spacers 23 are formed on both sidewalls of the gate electrode 21.
스페이서 형성물질로는 질화막 또는 산화막이 사용될 수 있으며, 질화막 스페이서를 사용할 경우, 질화막 스페이서를 형성하기 위한 전면식각시에 버퍼질화막(22) 역시 식각되어 두께가 얇아지게 되므로, 도2a에서 버퍼질화막의 형성두께를 2000Å에 가깝게 증가시키는 것이 바람직하다.As the spacer forming material, a nitride film or an oxide film may be used. When the nitride spacer is used, the buffer nitride film 22 is also etched during the entire etching to form the nitride spacer, so that the thickness of the buffer nitride film is formed in FIG. 2A. It is desirable to increase the thickness to close to 2000 Hz.
이어서 도2c에 도시된 바와같이 전체구조 상에 HLD 산화막(24)을 도포한 후, 그 상부에 BPSG(Boro Phospo Silicate Glass) 막(25)을 두껍게 형성하고 플로우시켜 표면을 평탄화한다. 여기서, HLD 산화막(24)은 실리사이드 형성용 금속물질이 실리콘과 반응하여 실리사이드를 형성하는 것을 방지하는 실리사이드 방지막이며 BPSG 막은 평탄화 목적으로 사용되었다.Subsequently, the HLD oxide film 24 is coated on the entire structure as shown in FIG. 2C, and then a thick BPSG (Boro Phospo Silicate Glass) film 25 is formed on the upper portion thereof, and the surface thereof is planarized. Here, the HLD oxide film 24 is a silicide prevention film for preventing silicide formation metal material from reacting with silicon to form silicide, and the BPSG film was used for planarization purposes.
다음으로 도2d에 도시된 바와같이 화학기계연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP)를 수행한다. 이때, 화학기계연마(CMP)의 식각타겟은 버퍼질화막(22)이 노출되고 나서 약 500Å 정도(도2d에서 'A' 로 표시) 식각되는 정도로 설정한다. 이와같은 버퍼질화막(22)은 화학기계연마시 식각정지막의 역할을 하며 또한, 게이트 폴리실리콘(21)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.Next, as shown in FIG. 2D, chemical mechanical polishing (CMP) is performed. At this time, the etching target of the chemical mechanical polishing (CMP) is set to such an extent that about 500 kPa (marked as 'A' in FIG. 2D) after the buffer nitride film 22 is exposed. Such a buffer nitride film 22 serves as an etch stop film during chemical mechanical polishing, and also serves to prevent the gate polysilicon 21 from being damaged.
이와같이 본 발명의 일실시예에서는, 종래에 사용되던 전면식각법 대신에 화화기계연마를 이용하여 게이트 폴리실리콘(21)의 상부에 형성된 HLD 산화막(21)을 제거한다.As described above, in one embodiment of the present invention, the HLD oxide film 21 formed on the gate polysilicon 21 is removed by chemical mechanical polishing instead of the conventional surface etching method.
따라서 종래에 문제시 되던, 게이트 폴리실리콘의 면적에 따라 어느 부분은게이트 폴리실리콘이 노출되고, 어느 부분은 HLD 막이 잔존하여 게이트 폴리실리콘이 노출되지 않는 현상이 발생함으로써 게이트 폴리실리콘이 손상되는 정도가 달라지는 문제점을 해결하였다.Therefore, the gate polysilicon is exposed to a portion of the gate polysilicon according to the area of the gate polysilicon, and the portion of the gate polysilicon is not exposed due to the remaining HLD film. Fixed the problem of changing.
다음으로 도2e에 도시된 바와같이 건식식각법 또는 습식식각법을 이용하여 남아있는 버퍼질화막(22)을 제거한다. 이때, 게이트 폴리실리콘(21)의 손상을 최소화할수 있는 정도로 건식식각 또는 습식식각의 식각타겟을 설정한다.Next, as shown in FIG. 2E, the remaining buffer nitride film 22 is removed using a dry etching method or a wet etching method. At this time, the etching target of dry etching or wet etching is set to such an extent that damage of the gate polysilicon 21 can be minimized.
이와같은 식각타겟으로 식각공정을 수행하는 경우에도, 건식식각법으로 버퍼질화막(2)을 제거하는 경우에는 플라즈마(plasma) 데미지 등에 의해 게이트 폴리실리콘(21)이 손상될 가능성이 있으나, 습식식각법으로 버퍼질화막(22)을 제거하는 경우는 게이트 폴리실리콘(21)의 손상을 최소화할수 있는 장점이 있다.Even when the etching process is performed using such an etching target, when the buffer nitride film 2 is removed by the dry etching method, the gate polysilicon 21 may be damaged by plasma damage or the like. In the case of removing the buffer nitride layer 22, the damage of the gate polysilicon 21 may be minimized.
만일, 스페이서(23)가 질화막으로 형성되어 있다면, 이와같이 건식식각법 또는 습식식각법을 통해 버퍼질화막(22)을 제거하는 경우에, 질화막 스페이서(23) 역시 같이 식각될 수도 있으므로, 이 경우에는 스페이서 형성물질로 산화막을 사용하는 것이 바람직하다. 다음으로 실리사이드 형성공정을 수행하여 게이트 폴리실리콘(21)의 상부에 실리사이드(26)를 형성한다.If the spacer 23 is formed of a nitride film, when the buffer nitride film 22 is removed through the dry etching method or the wet etching method, the nitride film spacer 23 may also be etched together. It is preferable to use an oxide film as a forming material. Next, the silicide forming process is performed to form silicide 26 on the gate polysilicon 21.
본 발명을 시모스 이미지센서에 적용하게 되면, 화소영역의 게이트 폴리실리콘 상부에 실리사이드를 형성하는 공정에서 게이트 폴리실리콘의 손상 및 스페이서의 손상을 방지할 수 있으며 또한, 폴리실리콘의 면적에 따라 실리사이드 특성이 변하던 종래의 문제점을 해결할 수 있다.When the present invention is applied to the CMOS image sensor, it is possible to prevent the damage of the gate polysilicon and the damage of the spacer in the process of forming silicide on the gate polysilicon of the pixel region, and the silicide characteristics according to the area of the polysilicon The conventional problem that has changed can be solved.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해한정되는 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 시모스 이미지센서에 적용하게 되면, 화소영역의 게이트 폴리실리콘 상부에 실리사이드를 형성하는 공정에서 게이트 폴리실리콘의 손상 및 스페이서의 손상을 방지할 수 있어 소자의 특성이 향상되는 효과가 있으며 또한, 폴리실리콘의 면적에 따라 실리사이드 특성이 변하던 종래의 문제점을 해결할 수 있어 안정적인 실리사이드 형성이 가능하다.When the present invention is applied to the CMOS image sensor, it is possible to prevent damage to the gate polysilicon and damage to the spacer in the process of forming silicide on the gate polysilicon of the pixel region, thereby improving the characteristics of the device. It is possible to solve the conventional problem of changing the silicide properties according to the area of the polysilicon, and thus stable silicide formation is possible.
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