KR20060111791A - Method for fabricating cmos image sensor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 공정을 나타낸 단면도.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the CMOS image sensor according to the prior art.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 공정을 나타낸 단면도.2a to 2c are cross-sectional views showing the manufacturing process of the CMOS image sensor according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
201 : 반도체 기판 202 : 게이트 절연막201: semiconductor substrate 202: gate insulating film
203 : 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트용 전도막203: conductive film for gate of transfer transistor
204 : 하드마스크용 질화막 205 : 반사방지막204: nitride film for hard mask 205: antireflection film
207 : 식각 보상층 209 : 포토다이오드 불순물영역207: etching compensation layer 209: photodiode impurity region
본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로 특히, 반도체 소자 제조 공정 중, 씨모스(CMOS) 이미지 센서의 제조 공정에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing technology, and more particularly to a manufacturing process of a CMOS image sensor during a semiconductor device manufacturing process.
일반적으로, 이미지 센서는 디지털 카메라, 휴대폰 등의 가정용 제품이나, 병원에서 사용되는 내시경, 지구를 돌고 있는 인공위성의 망원경에 이르기까지 매우 광범위한 분야에서 사용되고 있으며, 다양한 이미지 센서중, 씨모스 제조 기술로 생산되는 씨모스(CMOS) 이미지 센서는 광학적 이미지를 전기적 신호로 변환시키는 소자로서, 화소수 만큼 모스(MOS)트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용하고 있다. 씨모스 이미지 센서는, 종래 이미지 센서로 널리 사용되고 있는 씨씨디(CCD) 이미지센서에 비하여 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝 방식의 구현이 가능하며, 신호처리 회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능할 뿐만 아니라, 호환성의 씨모스 기술을 사용하므로 제조 단가를 낮출 수 있고, 전력 소모 또한 크게 낮다는 장점을 지니고 있어서 휴대폰, PC, 감시 카메라 등의 저가, 저전력을 요하는 분야에 쓰이고 있다. In general, image sensors are used in a wide range of fields, from home products such as digital cameras and mobile phones, to endoscopes used in hospitals, and to satellite telescopes around the earth. The CMOS image sensor is a device that converts an optical image into an electrical signal, and employs a switching method in which a MOS transistor is formed by the number of pixels and the output is sequentially detected using the MOS transistor. The CMOS image sensor is simpler to drive than the CCD image sensor, which is widely used as a conventional image sensor, enables various scanning methods, and can integrate signal processing circuits onto a single chip. In addition to the use of compatible CMOS technology, the manufacturing cost can be lowered and the power consumption is significantly lower. Therefore, it is used in low cost and low power fields such as mobile phones, PCs and surveillance cameras.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the CMOS image sensor according to the prior art.
종래 기술에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 공정은 우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 활성영역과 소자분리영역을 분리하는 소자분리막이 형성된 반도체 기판(101) 상에 게이트 절연막(102), 게이트 전도막(103), 하드마스크용 질화막(104) 및 반사방지막(105)을 순차적으로 증착한다.In the manufacturing process of the CMOS image sensor according to the related art, first, as shown in FIG. 1A, a
이때, 상기 반사방지막(105)은 SiON막인 것이 바람직하다.At this time, the
그리고, 상기 하드마스크용 질화막(104)과 반사방지막(105)을 하드마스크층이라 명시한다.The hard
이어서, 상기 반사방지막(105) 상에 포토레지스트 패턴(106)을 형성한다.Subsequently, a
다음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트 패턴(106)을 식각장벽으로 상기 하드마스크층을 식각한다.Next, as shown in FIG. 1B, the hard mask layer is etched using the
이때, 상기 포토레지스트 패턴(106)과 하드마스크층과의 식각선택비의 차이 때문에 상기 포토레지스트 패턴(106)이 데미지를 받아 원하는 선폭보다 작은 선폭을 갖는 하드마스크층이 형성된다.At this time, due to the difference in the etching selectivity between the
이어서, 식각된 상기 하드마스크층을 식각장벽으로 상기 게이트 전도막(103) 및 게이트 절연막(102)을 식각하여 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 형성한다.Subsequently, the gate
앞에서 언급했듯이, 상기 포토레지스트 패턴(106)과 상기 하드마스크층간의 식각선택비의 차이에 의해 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극 역시 원하는 선폭(A)보다 작은 선폭으로 형성된다.As mentioned above, the gate electrode of the transfer transistor is also formed with a line width smaller than the desired line width A by the difference in the etching selectivity between the
다음으로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극 에지부분과 자동정열되도록 상기 반도체 기판(101)에 불순물을 주입하여 포토다이오드 불순물영역(108)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1C, an impurity is implanted into the
이때, 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극의 선폭 감소로인해 상기 포토다이오드 불순물영역(108)에서 후속 공정시 형성될 플로팅 확산영역으로 전자가 흐르는 채널의 길이 또한 줄어들어(단체널 효과) 씨모스 이미지 센서의 결함을 유 발시킨다.At this time, the length of the channel through which electrons flow from the
또한, 상기 포토레지스트 패턴(106) 형성시 선폭의 손실을 고려한 선폭으로 형성하게 되면 인접한 패턴과의 쇼트등의 결함이 발생된다.In addition, when the
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 유효 게이트 전극의 선폭을 확보할 수 있는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a CMOS image sensor that can secure a line width of an effective gate electrode.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 기판 상에 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트용 전도막 및 하드마스크층을 순차적으로 증착하는 단계, 상기 하드마스크층을 선택적 식각하는 단계, 상기 식각으로 인한 선폭 감소를 보상하기 위해 상기 하드마스크의 측벽에 식각보상층을 형성하는 단계, 상기 식각보상층이 형성된 상기 하드마스크를 식각장벽으로 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트용 전도막을 식각하여 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 단계 및 상기 하드마스크를 베리어로 한 이온주입에 의해 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극 에지부분에 정렬된 포토다이오드 불순물영역을 상기 기판에 형성하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the step of sequentially depositing a conductive layer and a hard mask layer for the gate of the transfer transistor on the substrate, selectively etching the hard mask layer, due to the etching Forming an etch compensation layer on the sidewall of the hard mask to compensate for the line width reduction, and etching the conductive film for the gate of the transfer transistor using the hard mask having the etch compensation layer as an etch barrier to form a gate electrode of the transfer transistor And forming a photodiode impurity region aligned with a gate electrode edge of the transfer transistor on the substrate by ion implantation using the hard mask as a barrier.
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 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.2A to 2C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the CMOS image sensor according to the present invention.
본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 공정은 우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 활성영역과 소자분리영역을 분리하는 소자분리막이 형성된 반도체 기판(201) 상에 게이트 절연막(202), 게이트 전도막(203), 하드마스크용 질화막(204) 및 반사방지막(205)을 순차적으로 증착한다.In the manufacturing process of the CMOS image sensor according to the present invention, first, as shown in FIG. 2A, a gate
이때, 상기 반사방지막(205)은 SiON막인 것이 바람직하다.At this time, the
그리고, 상기 하드마스크용 질화막(204)와 반사방지막(105)을 하드마스크층이라 명시한다.The hard
이어서, 상기 반사방지막(205) 상에 포토레지스트 패턴(206)을 형성한다.Next, a
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트 패턴(206)을 식각장벽으로 상기 하드마스크층을 식각한다.Next, as shown in FIG. 2B, the hard mask layer is etched using the
이때, 상기 포토레지스트 패턴(206)과 하드마스크층과의 식각선택비의 차이 때문에 상기 포토레지스트 패턴(206)이 데미지를 받아 원하는 선폭보다 작은 선폭을 갖는 하드마스크층이 형성된다.At this time, due to the difference in the etching selectivity between the
이어서, 상기 손실된 선폭을 갖는 하드마스크층을 포함하는 기판 상에 상기 손실된 선폭 만큼 식각보상층(207)을 증착한후, 상기 하드마스크층의 측벽에 형성된 식각보상층(207)을 제외한 영역에 형성된 식각보상층(207)을 제거한다.Subsequently, after the
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 하드마스크층을 식각장벽으로 상기 게이트 전도막(203)과 게이트 절연막(202)을 식각하여 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, the gate
이때, 상기 식각보상층(207)을 구비하는 하드마스크층에 의해 원하는 선폭을 갖는 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 확보할 수 있다.In this case, the gate electrode of the transfer transistor having a desired line width may be secured by the hard mask layer including the
이어서, 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극 에지부분과 자동정열되도록 상기 반도체 기판(201)에 불순물을 주입하여 포토다이오드 불순물영역(209)을 형성한다.Subsequently, an impurity is implanted into the semiconductor substrate 201 to automatically align with the gate electrode edge portion of the transfer transistor to form a
즉, 본 발명에서는 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극의 유효 선폭을 확보하기 위하여 식각선택비에 의해 손실된 선폭을 상기 식각보상층(207)을 형성시켜 유효 선폭을 확보한다.That is, in the present invention, in order to secure the effective line width of the gate electrode of the transfer transistor, the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 식각보상층을 형성시켜 유효 선폭을 갖는 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 형성한다.As described above, the present invention forms an etching compensation layer to form a gate electrode of a transfer transistor having an effective line width.
따라서, 선폭의 손실로 인해 상기 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극의 채 널이 짧아져 문턱전압이 낮아지는 문제점을 해결한다.Therefore, the channel of the gate electrode of the transfer transistor is shortened due to the loss of the line width, thereby solving the problem of lowering the threshold voltage.
또한, 유효 선폭을 확보하기 위한 식각 장비 없이도 안정성과 공정의 용이함을 얻을 수 있다.In addition, stability and process ease can be obtained without etching equipment to secure an effective line width.
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KR1020050034156A KR20060111791A (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Method for fabricating cmos image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020050034156A KR20060111791A (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Method for fabricating cmos image sensor |
Publications (1)
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KR1020050034156A KR20060111791A (en) | 2005-04-25 | 2005-04-25 | Method for fabricating cmos image sensor |
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