KR20070049409A - Image sensor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단위화소 사이즈가 감소하여도 제어부로 입사되는 광을 최대한 억제시켜 광특성이 우수한 고해상도의 이미지를 구현할 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드의 광전하를 제어하는 제어소자가 형성된 기판과, 상기 포토 다이오드와 상기 제어소자를 덮도록 상기 기판 상에 형성된 제1 층간절연막과, 상기 제어소자가 형성된 영역으로 광이 입사되지 않도록 하기 위하여 상기 포토 다이오드가 형성된 영역과 중첩되지 않도록 상기 제어소자가 형성된 영역과 중첩되는 상기 제1 층간절연막 상에 형성된 광차단층을 포함하는 이미지 센서를 제공한다. 또한, 이를 위해 본 발명은 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드의 광전하를 제어하는 제어소자가 형성된 기판을 제공하는 단계와, 상기 제어소자를 덮도록 상기 기판 상에 제1 층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 제어소자가 형성된 영역으로 광이 입사되지 않도록 하기 위하여 상기 포토 다이오드가 형성된 영역과 중첩되지 않도록 상기 제어소자가 형성된 영역과 중첩되는 광차단층을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서 제조방법을 제공한다.The present invention provides an image sensor and a method of manufacturing the same, which can realize a high resolution image having excellent optical characteristics by suppressing light incident to the control unit as much as the unit pixel size is reduced. And a substrate on which a control element for controlling the photocharge of the photodiode is formed, a first interlayer insulating layer formed on the substrate to cover the photodiode and the control element, and to prevent light from being incident on a region where the control element is formed. To provide an image sensor including a light blocking layer formed on the first interlayer insulating film overlapping with the region in which the control element is formed so as not to overlap the region in which the photodiode is formed. In addition, the present invention provides a step of providing a substrate having a photodiode and a control element for controlling the photocharge of the photodiode, forming a first interlayer insulating film on the substrate to cover the control element; And forming a light blocking layer overlapping with the region where the control element is formed so as not to overlap with the region where the photodiode is formed so that light does not enter the region where the control element is formed. .
이미지 센서, 제어 소자, 포토 다이오드, 광차단층, LIC. Image sensor, control element, photodiode, light blocking layer, LIC.
Description
도 1은 일반적인 CMOS 이미지 센서의 단위 화소를 도시한 회로도.1 is a circuit diagram showing a unit pixel of a general CMOS image sensor.
도 2의 (a) 및 (b)는 최근 이미지 센서의 집적화에 따른 포토 다이오드 영역의 면적 감소를 나타낸 도면.2 (a) and 2 (b) show the area reduction of the photodiode region due to the recent integration of the image sensor.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서를 도시한 평면도.3 is a plan view showing a CMOS image sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시된 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 3;
도 5a 내지 도 5d는 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 도시한 공정단면도.5A to 5D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the image sensor according to the preferred embodiment of the present invention shown in FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
221 : 포토 다이오드 영역 220 : 제어 영역221: photodiode region 220: control region
100 : 기판 102 : 소자분리막100
104 : 게이트 전극 106 : 식각정지막104: gate electrode 106: etch stop film
108 : 스페이서 11, 111 : 포토 다이오드108:
113 : 접합영역 114 : 플로팅 확산영역113: junction region 114: floating diffusion region
116, 122, 126 : 층간절연막 116, 122, 126: interlayer insulating film
118a, 118b, 123, 128 : 컨택 플러그118a, 118b, 123, 128: contact plug
120 : 광차단층 124, 130 : 금속배선120:
본 발명은 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 포토 다이오드와 포토 다이오드의 전하를 제어하는 제어소자를 포함하는 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensor including a photodiode and a control element for controlling charge of the photodiode.
최근들어 디지털 카메라(digital camera)는 인터넷을 이용한 영상통신의 발전과 더불어 그 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 추세에 있다. 더욱이, 카메라가 장착된 PDA(Personal Digital Assistant), IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000), CDMA(Code Division Multiple Access) 단말기 등과 같은 이동통신단말기의 보급이 증가됨에 따라 소형 카메라 모듈의 수요가 증가하고 있다. Recently, the demand of digital cameras is exploding with the development of video communication using the Internet. Moreover, the demand for small camera modules increases as the popularity of mobile communication terminals such as PDAs equipped with cameras, International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000), Code Division Multiple Access (CDMA) terminals, etc. increases. Doing.
카메라 모듈로는 기본적인 구성요소가 되는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서를 이용한 이미지 센서 모듈이 널리 보급되어 사용되고 있다. As a camera module, an image sensor module using a Charge Coupled Device (CCD) or a Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) image sensor, which are basic components, is widely used.
이러한 이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 전술한 바와 같이 CCD와 CMOS 이미지 센서가 개발되어 널리 상용화되어 있다. CCD는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 캐패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 소자이다. 반면, CMOS 이미지 센서는 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고, 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용한 소자이다. Such an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. As described above, a CCD and a CMOS image sensor have been developed and widely commercialized. A CCD is a device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors are in close proximity to each other. On the other hand, a CMOS image sensor uses a CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits to make MOS transistors by the number of pixels, and uses the switching to detect an output sequentially. It is a device employing the method.
그러나, CCD는 구동방식이 복잡하고 전력소모가 많으며, 마스크 공정 수가 많이 필요하여 공정이 복잡하고, 시그날 프로세싱(signal processing) 회로를 CCD 칩 내에 구현할 수 없어 원칩(one chip)화가 곤란하다는 여러 단점이 있는 바, 최근에는 이러한 CCD의 단점을 극복하기 위하여 서브 마이크론(sub-micron) CMOS 제조기술을 이용한 CMOS 이미지 센서의 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. However, CCD has many disadvantages such as complicated driving method, high power consumption, large number of mask processes, complicated process, and difficult to implement signal processing circuit in the CCD chip. Recently, in order to overcome such disadvantages of CCD, researches on the development of CMOS image sensors using sub-micron CMOS manufacturing techniques have been actively conducted.
보편적으로, CMOS 이미지 센서는 단위 화소(Unit pixel) 내에 포토 다이오드(photo diode)와 MOS 트랜지스터를 형성시켜 스위칭 방식으로 차례로 신호를 검출함으로써 이미지를 구현하게 되는데, CMOS 이미지 센서의 단위 화소는 1개의 포토 다이오드와, 제어신호 Tx, Rx, Dx, Sx가 게이트로 입력되는 4개의 NMOSFET으로 구성된다.In general, a CMOS image sensor implements an image by forming a photo diode and a MOS transistor in a unit pixel to sequentially detect signals in a switching manner. The unit pixel of the CMOS image sensor includes one photo. It consists of a diode and four NMOSFETs whose control signals Tx, Rx, Dx and Sx are input to the gate.
도 1은 일반적인 CMOS 이미지 센서의 단위 화소를 도시한 회로도이다. 1 is a circuit diagram illustrating a unit pixel of a general CMOS image sensor.
도 1을 참조하면, CMOS 이미지 센서의 단위 화소는 빛을 받아 광전하를 생성 하는 하나의 포토 다이오드(Photo Diode, 11)와, 포토 다이오드(11)의 광전하를 제어하기 위한 제어부(20)로 구성된다. 이때, 제어부(20)는 포토 다이오드(11)에서 모아진 광전하를 플로팅 확산노드(Floating Diffusion, 12)로 운송하기 위한 트랜스퍼 트랜지스터(13), 플로팅 확산노드(12)를 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터(14), 소스 팔로워 버퍼 증폭기(Source Follower Buffer Amplifier) 역할을 하는 드라이브 트랜지스터(15) 및 스위칭(Switching) 역할로 어드레싱(Addressing)을 할 수 있도록 하는 셀렉트 트랜지스터(16)로 구성된다. 여기서, 트랜스퍼 트랜지스터(13) 및 리셋 트랜지스터(14)는 문턱전압(Threshold voltage)이 낮은 네이티브(Native) NMOSFET을 이용하고, 드라이브 트랜지스터(15) 및 셀렉트 트랜지스터(16)는 일반적인(Normal) NMOSFET을 이용한다. 미도시된 나머지 트랜지스터는 바이어스전압을 인가받는 로드(Load) 트랜지스터이다.Referring to FIG. 1, a unit pixel of a CMOS image sensor may include one
이와 같은 CMOS 이미지 센서의 단위화소는 네이티브 NMOSFET을 사용하여 포토다이오드(11)에서 가시광선 파장대역의 광을 감지한 후, 감지된 광전하를 플로팅 확산노드(12)로, 즉 드라이브 트랜지스터(15)의 게이트로 전달할 양을 출력단(Vout)에서 전기적 신호로 출력한다.The unit pixel of the CMOS image sensor detects light in the visible wavelength band by using the native NMOSFET, and then converts the detected photocharge into the
한편, 최근에는 이미지 센서의 고해상도를 위하여 화소 수 증가와 함께 단위화소 사이즈를 감소시켜 전체적인 칩 사이즈를 감소시키는데 많은 인적 및 물적 투자를 하고 있다. 이처럼, 단위 화소 사이즈를 감소시킴에 따라 제어부(20) 대비 포토 다이오드(11)의 형성면적이 감소하게 된다. 이에 따라, 광의 집결지인 포토 다이오드(11)로 입사되는 광량에 비하여 제어부(20)로 입사되는 광량이 상대적으로 증가하게 된다. 이처럼, 제어부(20)로 입사되는 광에 의해 발생되는 시그날(signal)은 이미지 센서의 노이즈(noise)로 작용하여 광특성을 열화시킨다. 도 2의 (a) 및 (b)를 참조하면, 최근 들어 단위 화소 사이즈 감소에 따라 제어부(20) 대비 포토 다이오드(11)의 면적이 감소하고 있음을 알 수 있다.On the other hand, in recent years, a lot of human and material investment has been made to reduce the overall chip size by decreasing the unit pixel size with increasing the number of pixels for the high resolution of the image sensor. As such, as the unit pixel size is reduced, the formation area of the
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 단위 화소 사이즈가 감소하여도 제어부로 입사되는 광을 최대한 억제시켜 광특성이 우수한 고해상도의 이미지를 구현할 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an image sensor capable of realizing a high resolution image having excellent optical characteristics by suppressing the light incident to the control unit as much as possible even if the unit pixel size is reduced and The purpose is to provide a manufacturing method.
상기 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드의 광전하를 제어하는 제어소자가 형성된 기판과, 상기 포토 다이오드와 상기 제어소자를 덮도록 상기 기판 상에 형성된 제1 층간절연막과, 상기 제어소자가 형성된 영역으로 광이 입사되지 않도록 하기 위하여 상기 포토 다이오드가 형성된 영역과 중첩되지 않도록 상기 제어소자가 형성된 영역과 중첩되는 상기 제1 층간절연막 상에 형성된 광차단층을 포함하는 이미지 센서를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a photodiode, a substrate on which a control element for controlling the photocharge of the photodiode is formed, and a substrate formed on the substrate to cover the photodiode and the control element. A first interlayer insulating film and a light blocking layer formed on the first interlayer insulating film overlapping with the region where the control element is formed so as not to overlap with the region where the photodiode is formed so that light does not enter the region where the control element is formed. It provides an image sensor.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드의 광전하를 제어하는 제어소자가 형성된 기판을 제공하 는 단계와, 상기 제어소자를 덮도록 상기 기판 상에 제1 층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 제어소자가 형성된 영역으로 광이 입사되지 않도록 하기 위하여 상기 포토 다이오드가 형성된 영역과 중첩되지 않도록 상기 제어소자가 형성된 영역과 중첩되는 광차단층을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate on which a photodiode and a control element for controlling photocharge of the photodiode are provided. Forming a first interlayer insulating film on the substrate; and forming a light blocking layer overlapping the region where the control element is formed so as not to overlap with the region where the photodiode is formed so that light does not enter the region where the control element is formed. It provides an image sensor manufacturing method comprising a.
상기한 본 발명은, 제어소자가 형성된 영역과 중첩되도록 제어소자를 덮는 층간절연막 상에 광차단층을 형성시킴으로써, 외부로부터 입사된 광이 제어소자가 형성된 영역으로 입사되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 광특성이 우수한 고해상도의 이미지를 구현할 수 있다.According to the present invention, the light blocking layer is formed on the interlayer insulating film covering the control element so as to overlap the area where the control element is formed, thereby preventing the light incident from the outside from entering the area where the control element is formed. Therefore, a high resolution image having excellent optical characteristics can be realized.
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 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary 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. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. In addition, the same reference numerals throughout the specification represent the same components.
실시예Example
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 센서를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시된 단면도이다.3 is a plan view illustrating an image sensor according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 센서는 포토 다이오드(111)와 포토 다이오드(111)의 광전하를 제어하는 제어소자가 형성된 기판(100)과, 포토 다이오드(111)와 제어소자를 덮도록 기판(100) 상에 형성된 제1 층간절연막(116)과, 제어소자가 형성된 영역(또는, 제어부)으로 광이 입사되지 않도록 하기 위하여 포토 다이오드(111)가 형성된 영역과 중첩되지 않도록 제어소자가 형성된 영역과 중첩되는 제1 층간절연막(116) 상에 형성된 광차단층(120)을 포함한다. 3 and 4, an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
이때, 제어소자는 포토 다이오드(111)의 일측에 얼라인되도록 기판(100)에 형성된 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(104a; 이하, 제1 게이트 전극이라 함)과, 포토 다이오드(111)에서 모아진 광전하를 트랜스퍼 트랜지스터를 통해 전송받도록 트랜스퍼 트랜지스터 일측의 기판(100) 내에 형성된 플로팅 확산영역(114)과, 플로팅 확산영역(114)의 일측에 형성되어 플로팅 확산영역(114)을 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터(미도시)와, 플로팅 확산영역(114)의 전위를 증폭하기 위하여 소스 팔로워 버퍼 증폭기로 기능하는 드라이브 트랜지스터용 게이트 전극(104b; 이하, 제2 게이트 전극이라 함) 및 접합영역(113)과, 드라이브 트랜지스터로부터 증폭된 신호를 출력하기 위하여 스위칭 역할을 수행하는 셀렉트 트랜지스터(미도시)를 포함하는데, 여기서는 설명의 편의를 위해 트랜스퍼 트랜지스터 및 드라이브 트랜지스터만을 도시하였다.At this time, the control element is a photovoltaic charge collected from the
여기서 중요한 것은, 플로팅 확산영역(114)과 제2 게이트 전극(104b)이 광차단층(120)에 의해 상호 접속된다는 것이다. 이는, 광차단층(120)과 플로팅 확산영 역(114)을 전기적으로 연결시키는 컨택 플러그(118a; 이하, 제1 컨택 플러그라 함), 그리고 광차단층(120)과 제2 게이트 전극(104b)을 연결하는 컨택 플러그(118b; 이하, 제2 컨택 플러그라 함)를 각각 형성하고 제1 및 제2 컨택 플러그(118a, 118b)와 동시에 연결된 광차단층(120)을 형성함으로써 가능하다. 이로써, 플로팅 확산영역(114) 및 제2 게이트 전극(104b)을 각각 연결하는 별도의 금속배선을 형성하는 데 비하여 더욱 넓은 설계 마진(margin)을 확보할 수 있다. 이는, 일반적으로 메모리 셀 사이즈 감소에 따라 적용되고 있는 LIC(Local InterConnector) 기술을 이용하여 광차단층(120)을 형성하기 때문이다. What is important here is that the floating
특히, 광차단층(120)은 Ti, TiN, Ti/TiN의 적층막, 금속물질 및 도프드(Doped) 폴리실리콘의 일군에서 선택된 어느 하나로 형성된다.In particular, the
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 센서는 드라이브 트랜지스터의 접합영역(113)을 각각 외부 회로와 전기적으로 연결시키기 위한 복수의 금속배선(124)을 더 포함한다. 특히, 금속배선(124)은 광차단층(120)과 접속되지 않게 형성되어야 한다. 이를 위해, 금속배선(124)은 광차단층(120)을 덮도록 제1 층간절연막(116) 상에 형성된 제2 층간절연막(122) 상에 형성된다. 바람직하게는, 광차단층(120)이 드라이브 트랜지스터의 접합영역(113)과 금속배선(124)을 전기적으로 상호 접속시키기 위한 컨택 플러그(123; 이하, 제3 컨택 플러그라 함)가 형성되는 영역과 중첩되지 않도록 형성된다. 이외에도, 드라이브 트랜지스터의 접합영역(113)에 전원전압(VDD)을 인가하기 위해 제3 컨택 플러그(123)를 통해 드라이브 트랜지스 터의 접합영역(113)과 전기적으로 연결된 컨택 플러그(128); 이하, 제4 컨택 플러그라 함)를 개재한 제3 층간절연막(126)과, 제4 컨택 플러그(128)와 연결되도록 제3 층간절연막(126) 상에 형성된 금속배선(130)을 더 포함할 수 있다. In addition, the image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention further includes a plurality of
도 3 및 도 4에 있어서, 미설명된 '220' 및 '221'은 각각 제어부 및 포토 다이오드 영역을 나타내고, '106'은 제1 및 제2 게이트 전극(104a, 104b) 상부를 식각공정으로부터 보호하는 식각정지막이다.In FIGS. 3 and 4, undescribed '220' and '221' represent a control unit and a photodiode region, respectively, and '106' protects upper portions of the first and
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 센서는 제어소자가 형성된 영역(또는, 제어부)과 중첩되도록 제어소자를 덮는 제1 층간절연막(116) 상에 광차단층(120)을 형성시킴으로써, 외부로부터 입사된 광이 제어부로 입사되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 이미지 왜곡을 방지하여 광특성이 우수한 고해상도의 이미지를 구현할 수 있다.That is, in the image sensor according to the preferred embodiment of the present invention, the
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 이미지 센서의 제조방법을 도시한 공정단면도이다.5A through 5D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the image sensor shown in FIG. 4.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, STI(Shallow Trench Isolation) 구조의 소자분리막(102)이 형성된 기판(100)에 포토 다이오드(111) 및 제어소자를 형성한다. First, as shown in FIG. 5A, a
예컨대, 먼저 기판(100) 상에 복수의 트랜지스터용 게이트 전극을 형성한다. 여기서, 트랜지스터용 게이트 전극은 이미지 센서의 단위 픽셀을 구성하는 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(104a; 이하, 제1 게이트 전극이라 함), 드라이브 트랜지스터용 게이트 전극(104b; 이하, 제2 게이트 전극이라 함), 리셋 트랜지스터용 게이트 전극(미도시) 및 셀렉트 트랜지스터용 게이트 전극(미도시)을 포함한다. 이 하에서는, 설명의 편의를 위해 리셋 트랜지스터 및 셀렉트 트랜지스터 형성방법에 관한 설명은 생략하기로 한다. 이때, 제1 및 제2 게이트 전극(104a, 104b)을 포함한 게이트 전극의 상부 표면 및 양측벽에는 각각 식각정지막(106) 및 스페이서(108)가 구비되어 있다.For example, first, a plurality of gate electrodes for the transistor are formed on the
이어서, 포토 다이오드 형성을 위한 마스크 공정 및 불순물 이온주입공정을 실시하여 제1 게이트 전극(104a)의 일측으로 노출된 기판(100) 내에 포토 다이오드(111)를 형성한다.Subsequently, a
이어서, 마스크 공정 및 불순물 이온주입공정을 실시하여 제2 게이트 전극(104b)의 양측으로 노출된 기판(100) 내에 접합영역(113)을 형성하고, 제1 게이트 전극(104a)의 타측으로 노출된 기판(100) 내에 플로팅 확산영역(114)을 형성한다.Subsequently, a mask process and an impurity ion implantation process are performed to form a
이어서, 복수의 게이트 전극을 포함한 제어 소자 및 포토 다이오드(111)를 덮도록 기판(100) 전면 상에 제1 층간절연막(116)을 형성한다. 예컨대, 제1 층간절연막(116)은 산화막 계열의 물질로 형성한다. 바람직하게는, 제1 층간절연막(116)은 HDP(High Density Plasma) 산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막, PSG(Phosphorus Silicate Glass)막, PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 및 OSG(Organic Silicate Glass)막 중 어느 하나를 이용하여 단층막 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성한다.Subsequently, a first
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 제 1 층간절연막(116)의 일부를 식각함으로써, 제1 층간절연막(116) 내에 플로팅 확산영역(114) 및 제2 게이트 전극(104b)을 각각 노출시키는 복수의 컨택홀(미도시)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 5B, a portion of the first
이어서, 컨택홀에만 매립되는 복수의 컨택 플러그(118a, 118b)를 각각 형성한다. 예컨대, 컨택홀이 매립되도록 제1 층간절연막(116) 상에 플러그 물질을 증착한 후, 이를 평탄화하여 컨택 플러그(118a, 118b; 이하, 제1 및 제2 컨택 플러그라 함)를 형성한다.Subsequently, a plurality of contact plugs 118a and 118b which are embedded only in the contact holes are formed, respectively. For example, after the plug material is deposited on the first
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제1 층간절연막(116) 상에 광차단층(120)을 증착한 후, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 제어소자가 형성된 영역과 중첩되는 제1 층간절연막(116) 상부에만 광차단층(120)이 잔류하도록 포토 다이오드(111)가 형성된 영역과 중첩되는 영역의 광차단층(120)을 식각한다. 이러한 광차단층(120)의 형성으로 인해 제어 소자가 형성된 영역(또는, 제어부)로 입사되는 광을 차단할 수 있게 된다. Subsequently, as illustrated in FIG. 5C, after the
여기서, 광차단층(120)은 Ti, TiN, Ti/TiN의 적층막, 금속물질 및 도핑된 폴리실리콘의 일군 에서 선택된 어느 하나로 형성한다.Here, the
이어서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 광차단층(120)을 덮도록 제1 층간절연막(116) 상에 제2 층간절연막(122)을 증착한다. 이때, 제2 층간절연막(122)은 제1 층간절연막(116)과 동일한 물질로 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5D, a second
이어서, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 제1 및 제2 층간절연막(116, 122)의 일부를 식각함으로써, 드라이브 트랜지스터용 접합영역(113)을 각각 노출시 키는 복수의 컨택홀(미도시)을 형성한다.Subsequently, a portion of the first and second
이어서, 컨택홀에만 매립되는 복수의 컨택 플러그(123; 이하, 제3 컨택 플러그라 함)를 각각 형성하고, 제2 층간절연막(122) 상에 금속배선 물질을 증착한 후, 이를 식각하여 복수의 제3 컨택 플러그(123)와 각각 연결되는 복수의 금속배선(124)을 형성한다. 바람직하게는, 제3 컨택 플러그(123) 및 금속배선(124)은 광차단층(120)과 접속되지 않도록 형성한다.Subsequently, a plurality of contact plugs 123 (hereinafter referred to as third contact plugs) embedded only in the contact holes are formed, the metal wiring material is deposited on the second
이어서, 드라이브 트랜지스터용 접합영역(113), 예컨대 드라이브 트랜지스터의 드레인에 전원전압(VDD)을 인가하기 위하여 금속배선(124) 상부에 금속배선과 연결되는 상부 금속배선(130)을 형성한다. 예컨대, 금속배선(124)을 덮도록 제2 층간절연막(122) 상에 제3 층간절연막(126)을 증착한 후, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 드라이브 트랜지스터의 드레인에 연결된 금속배선(124)을 노출시키는 컨택홀을 형성하고, 컨택홀에 매립되는 컨택 플러그(128; 이하, 제4 컨택 플러그라 함)을 형성한다. 그런 다음, 제4 컨택 플러그(128)와 연결되도록 제3 층간절연막(126) 상에 금속배선(130)을 형성한다. Subsequently, in order to apply the power supply voltage VDD to the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 제어소자가 형성된 영역과 중첩되도록 제어소자를 덮는 층간절연막 상에 광차단층을 형성시킴으로써, 외부로부터 입사된 광이 제어소자가 형성된 영역으로 입사되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 광특성이 우수한 고해상도의 이미지를 구현하는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, by forming the light blocking layer on the interlayer insulating film covering the control element so as to overlap the region where the control element is formed, it is possible to block the light incident from the outside incident to the area where the control element is formed. have. Accordingly, it is possible to provide an image sensor and a method of manufacturing the same, which realize a high resolution image having excellent optical characteristics.
또한, 상술한 본 발명에 의하면, 플로팅 확산영역과 드라이브 트랜지스터의 게이트 전극이 광차단층에 의해 상호 접속됨으로써, 플로팅 확산영역 및 드라이브 트랜지스터의 게이트 전극을 각각 연결하는 별도의 금속배선을 형성하는 데 비하여 더욱 넓은 설계 마진(margin)을 확보할 수 있다. In addition, according to the present invention described above, the floating diffusion region and the gate electrode of the drive transistor are interconnected by a light blocking layer, thereby further forming a separate metal wiring connecting the floating diffusion region and the gate electrode of the drive transistor, respectively. A wide design margin can be achieved.
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KR1020050106536A KR20070049409A (en) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | Image sensor and method for manufacturing the same |
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KR101051808B1 (en) * | 2008-10-21 | 2011-07-27 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Method of manufacturing semiconductor device using local connection wiring |
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