KR20070071001A - Image sensor and method for manufacturing the same - Google Patents
Image sensor and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070071001A KR20070071001A KR1020050134104A KR20050134104A KR20070071001A KR 20070071001 A KR20070071001 A KR 20070071001A KR 1020050134104 A KR1020050134104 A KR 1020050134104A KR 20050134104 A KR20050134104 A KR 20050134104A KR 20070071001 A KR20070071001 A KR 20070071001A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gate electrode
- photodiode
- dummy gate
- image sensor
- substrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 11
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- -1 that is Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
- H01L27/14614—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor having a special gate structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14689—MOS based technologies
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
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 2는 일반적인 CMOS 이미지 센서의 단위 화소를 도시한 평면도.2 is a plan view showing unit pixels of a general CMOS image sensor;
도 3은 도 2에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 2;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 단위 화소를 도시한 평면도.4 is a plan view illustrating unit pixels of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 4;
도 6a 내지 도 6g는 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서 제조방법을 도시한 공정 단면도.6A to 6G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 5.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
20 : 기판20: substrate
21 : 소자분리막21: device isolation film
22 : 게이트 산화막22: gate oxide film
23 : 문턱전압 조절 이온주입공정23: threshold voltage control ion implantation process
24 : 폴리 실리콘막24: polysilicon film
25, 27, 30, 34 : 감광막 패턴25, 27, 30, 34: photoresist pattern
24a : 더미 게이트 전극24a: dummy gate electrode
24b : 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극24b: gate electrode for transfer transistor
24c : 리셋 트랜지스터용 게이트 전극24c: gate electrode for reset transistor
24d : 드라이브 트랜지스터용 게이트 전극24d: gate electrode for drive transistor
24e : 셀렉트 트랜지스터용 게이트 전극24e: gate electrode for select transistor
29 : 포토 다이오드29: photodiode
31 : LDD 이온주입공정31: LDD ion implantation process
32 : 저농도 접합영역32: low concentration junction area
33 : 스페이서33: spacer
35 : 소오스/드레인 이온주입공정35 source / drain ion implantation process
36 : 고농도 접합영역36: high concentration junction region
37 : 플로팅 확산영역37: floating diffusion region
본 발명은 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 포토 다이오드를 포함하는 시모스(CMOS) 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an image sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a CMOS image sensor including a photodiode and a method of manufacturing the same.
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.
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, 현재 대부분의 CMOS 이미지 센서의 단위 화소는 1개의 포토 다이오드와, 제어신호 Tx, Rx, Dx, Sx가 각각 게이트로 입력되는 4개의 NMOS 트랜지스터로 구성된다.In general, a CMOS image sensor implements an image by forming a photodiode and a MOS transistor in a unit pixel and sequentially detecting a signal in a switching manner. Currently, a unit pixel of most CMOS image sensors is implemented. One photodiode and four NMOS transistors in which control signals Tx, Rx, Dx, and Sx are respectively input to the gate are configured.
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 생성하는 하나의 포토 다이오드(Photo Diode, 15)와, 포토 다이오드(15)에서 모아진 광전하를 플로팅 확산노드(Floating Diffusion node; FD)로 운송하기 위한 트랜스퍼 트랜지스터(1), 플로팅 확산노드(FD)의 전위를 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터(2), 플로팅 확산노드(FD)의 전위를 증폭하기 위하여 소스 팔로워 버퍼 증폭기 (Source Follower Buffer Amplifier)로 기능하는 드라이브 트랜지스터(3) 및 드라이브 트랜지스터(3)로부터 증폭된 신호를 출력하기 위하여 스위칭(Switching) 역할을 수행하는 셀렉트 트랜지스터(4)로 구성된다. 여기서, 미설명된 도면부호 '5'는 RL 제어신호를 입력받는 로드(Load) 트랜지스터이다.Referring to FIG. 1, a unit pixel of a CMOS image sensor includes a
도 2는 일반적인 CMOS 이미지 센서의 단위 화소를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating unit pixels of a general CMOS image sensor, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 2.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 이러한 단위 화소로부터 출력을 얻어내는 동작원리를 살펴보기로 한다.Hereinafter, an operation principle of obtaining an output from the unit pixel will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
가. 먼저, 리셋 트랜지스터(2)가 턴온(Turn-On) 되면서 플로팅 확산노드(FD) 전위는 VDD가 되고, 이에 따라 드라이버 트랜지스터(3)의 게이트 전위가 VDD가 된다. 이때, 셀렉트 트랜지스터(4)가 턴온 되면서 시그널 라인(Signal Line)의 전위(Vout)를 검출한다.end. First, as the
나. 다음, 리셋 트랜지스터(2)를 턴오프(Turn-Off) 시킨 상태에서 외부로부터 포토 다이오드(15)에 빛이 입사하게 되면 이에 비례하여 포토 다이오드(15) 내에 전자정공쌍(Electron Hole Pair; EHP)이 생성된다. 그러면, 포토 다이오드(15)에 생성된 EHP 양에 비례하여 포토 다이오드(15)의 전위가 변하게 된다.I. Next, when light is incident on the
다. 이때, 트랜스퍼 트랜지스터(1)가 턴온 되면 포토 다이오드(15)에 축적된 전하는 플로팅 확산노드(FD)로 전달되며, 전달된 전하량에 비례하여 플로팅 확산노드(FD)의 전위가 변화하게 된다. 이에 따라, 드라이버 트랜지스터(3)의 게이트 전 위가 변하여 드라이버 트랜지스터(3)의 소오스(또는, 드레인; 17b) 전위를 변하게 하므로, 셀렉트 트랜지스터(4) 턴온시 시그널 라인(Signal Line)의 전위(Vout)가 변하게 된다.All. At this time, when the
라. 다시 리셋 트랜지스터(2)가 턴온되면 '가'에서 '다'까지의 과정을 반복하여 동작하게 된다.la. When the
통상, 이러한 경우 포토 다이오드(15)의 효율은 포토 다이오드(15)로 입사되는 빛의 양에 따라 발생되는 전자정공쌍(EHP; Electron Hole Pair)의 양으로 결정된다. In general, in this case, the efficiency of the
그러나, 이와 같은 종래 기술에 따르면 화소의 주변, 예컨대 포토 다이오드(15)의 주변으로 입사되는 빛에 의하여 화소 주변에 원하지 않는 전자정공쌍이 발생된다. 이때 발생된 전자정공쌍은 이웃하는 화소에 영향을 주는 노이즈(noise)의 원인으로 작용하게 되어 전기적 간섭(Electrical Crosstalk)을 불러 일으키므로 칩의 오동작을 유발하게 된다. However, according to the related art, undesired electron hole pairs are generated around the pixel by light incident to the periphery of the pixel, for example, around the
도 2 및 도 3에 있어서, 미설명된 도면부호 '13b', '13c', '13d'는 각각 리셋 트랜지스터의 게이트 전극, 드라이브 트랜지스터의 게이트 전극 및 셀렉트 트랜지스터의 게이트 전극을 나타내는데, 이들은 각각 게이트 절연막(11)과 게이트 전도막(12)의 적층구조로 형성된다.2 and 3, reference numerals '13b', '13c', and '13d', which are not described, represent gate electrodes of reset transistors, gate electrodes of drive transistors, and gate electrodes of select transistors, respectively. And a gate
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으 로서, 포토 다이오드의 주변으로 입사되는 빛에 의해 발생하는 전기적 간섭을 억제할 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an image sensor and a method of manufacturing the same, which are designed to solve the above-described problems of the prior art, and which can suppress electrical interference caused by light incident to the periphery of a photodiode. There is this.
상기 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 포토 다이오드를 포함하는 화소를 구비한 이미지 센서에 있어서, 상기 화소의 주변에서 발생되는 전하가 상기 포토 다이오드로 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 포토 다이오드를 감싸도록 기판 상에 형성된 더미 게이트 전극을 포함하는 이미지 센서를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image sensor including a photodiode including a photodiode, wherein the photodiode is prevented from being introduced into the photodiode. It provides an image sensor including a dummy gate electrode formed on the substrate to surround the.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 더미 게이트 전극은 전원전압단과 연결된다. In one aspect of the invention, the dummy gate electrode is connected to a power supply voltage terminal.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 포토 다이오드는 4면을 갖는 사각형태로 이루어지는데, 바람직하게 상기 더미 게이트 전극은 상기 포토 다이오드의 3면을 감싸도록 형성된다.In one aspect of the present invention, the photodiode has a quadrangular shape having four sides, and preferably, the dummy gate electrode is formed to surround three sides of the photodiode.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 더미 게이트 전극이 형성되지 않은 상기 포토 다이오드의 1면에는 상기 포토 다이오드에 축적된 전하를 운송하는 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극이 형성된다.In one aspect of the present invention, a gate electrode for a transfer transistor for transporting charges accumulated in the photodiode is formed on one surface of the photodiode in which the dummy gate electrode is not formed.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 액티브 영역과 필드 영역으로 정의된 기판을 제공하는 단계와, 상기 기판 상에 더미 게이트 전극을 포함한 복수의 트랜지스터용 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 더미 게이트 전극의 일측으로 노출된 상기 액티브 영역의 상기 기판 내에 포토 다이오드를 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method including providing a substrate defined by an active region and a field region, and forming a plurality of transistor gate electrodes including a dummy gate electrode on the substrate. And forming a photodiode in the substrate of the active region exposed to one side of the dummy gate electrode.
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 4는 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 단위 화소를 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 I-I' 절취선을 따라 도시한 단면도이다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 일례로 포토 다이오드의 전하를 제어하는 트랜지스터를 NMOS 트랜지스터로 하였고, 하나의 포토 다이오드와 4개의 NMOS 트랜지스터로 구성된 단위 화소를 도시하였다.4 is a plan view illustrating a unit pixel of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 4. Here, for convenience of description, a transistor for controlling the charge of the photodiode is used as an NMOS transistor as an example, and a unit pixel composed of one photodiode and four NMOS transistors is illustrated.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서는 액티브 영역(A)과 필드 영역(미도시)으로 정의된 기판(20)과, 액티브 영역(A)의 기판(20) 내에 국부적으로 형성된 포토 다이오드(29)와, 화소의 주변에서 발생되는 전하, 예컨대 전자(-)가 포토 다이오드(29)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 포토 다이오드(29)를 감싸도록 기판(20) 상에 형성된 더미 게이트 전극(24a)을 포함한다.4 and 5, a CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention includes a
여기서, 더미 게이트 전극(24a)은 전원전압단(VDD)과 소정의 컨택 플러그(미도시)를 통해 전기적으로 접속되므로, 전원전압이 더미 게이트 전극(24a)에 인가됨과 동시에 화소의 주변에서 발생된 전자를 더미 게이트 전극(24a)의 저부에서 잡아둘(gettering) 수 있게 된다. 따라서, 화소의 주변에서 발생된 전자가 포토 다이오드(29)로 유입되는 것을 방지할 수 있으므로, 이를 통해 이미지 센서의 전기적 간섭을 억제하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Here, since the
특히, 포토 다이오드(29)는 4면을 갖는 사각형태로 이루어지는데, 이때 더미 게이트 전극(24a)은 포토 다이오드(29)의 3면을 감싸도록 형성된다. 바람직하게는, 더미 게이트 전극(24a)이 형성되지 않는 포토 다이오드(29)의 1면에는 포토 다이오드(29) 내에 축적된 전하, 예컨대 전자를 운송하는 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)이 형성된다. In particular, the
이때, 더미 게이트 전극(24a)은 포토 다이오드(29)의 3면을 감싸도록 하나로 연결되어 형성되되, 액티브 영역(A)과 필드 영역에 각각 중첩(Overlap)되도록 형성된다. 액티브 영역(A)과 필드 영역은 소자분리막(21)에 의해 정의되는 것이다.In this case, the
이때, 더미 게이트 전극(24a) 및 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)은 그 양측벽에 각각 스페이서(33)가 구비되고, 게이트 산화막(22)을 통해 기판(20)과 전기적으로 분리된다. 이는, 이외에도 화소를 구성하는 리셋 트랜지스터용 게이트 전극(24c), 드라이브 트랜지스터용 게이트 전극(24d) 및 셀렉트 트랜지스터용 게이트 전극(24e)에도 동일하게 적용된다.At this time, the
또한, 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b), 리셋 트랜지스터용 게이트 전극(24c), 드라이브 트랜지스터용 게이트 전극(24d) 및 셀렉트 트랜지스터용 게이트 전극(24e)으로 인해 노출된 기판(20) 내에는 LDD(Lightly Doped Darin) 구조를 갖는 소오스/드레인 영역(미도시)이 형성된다. 일례로, 여기서는 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)의 일측 기판(20) 내에 형성된 플로팅 확산영역(37)만을 도시하였다. 즉, 플로팅 확산영역(37)은 저농도 접합영역(32)과 고농도 접합영역(36)으로 이루어진 LDD 구조를 갖는다.In the
이하, 도 6a 내지 도 6g를 참조하여 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서 제조방법을 설명하기로 한다. 또한, 여기서는 CMOS 이미지 센서의 단위 화소를 이루는 일부분으로, 즉 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)과, 포토 다이오드(29) 및 플로팅 확산영역(37)만을 도시하였다. Hereinafter, a method of manufacturing a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 6A to 6G. In addition, only the
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 공지된 STI(Shallow Trench Isolation) 기술을 적용하여 기판(20) 내에 소자분리막(21)을 형성한다. 이로써, 기판(20)을 액티브 영역과 필드 영역으로 정의한다.First, as shown in FIG. 6A, a
일례로, 기판(20)은 P형으로 도핑된 P형 기판이고, 기판(20) 상부에는 이와 동일한 P형 불순물이 도핑되어 에피택셜(Epitaxial) 성장된 에피층(미도시)이 존재할 수 있다.For example, the
이어서, 산화공정을 실시하여 소자분리막(21)을 포함한 기판(20) 상에 게이 트 산화막(22)을 형성한다. 산화공정은 수증기와 같은 산화기체 내에서 실리콘 기판(20)을 대략 900 내지 1000℃의 온도에서 가열하는 습식산화방식으로 실시하거나, 순수한 산소를 산화기체로 사용하여 약 1200℃의 온도에서 가열하는 건식산화방식으로 실시한다.Subsequently, an oxide process is performed to form a
이어서, 게이트 산화막(22)을 스크린(Screen) 산화막으로 한 문턱전압 조절 이온주입공정(23)을 실시하여 기판(20) 내에 트랜지스터의 문턱전압 조절을 위한 불순물 이온을 주입한다.Subsequently, the threshold voltage control
이어서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 게이트 산화막(22) 상에 게이트 도전막으로 폴리 실리콘막(24)을 증착한다. 폴리 실리콘막(24)은 도프트(doped) 또는 언도프트(undoped) 실리콘막으로 형성한다. 예컨대, 언도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4를 이용하여 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식으로 증착한다. 한편, 도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4에 PH3, PCl5, BCl3 또는 B2H6를 혼합시킨 기체를 이용하여 LPCVD 방식으로 증착한다. 6B, a
이어서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 폴리 실리콘막(24, 도 6b 참조) 상에 감광막(미도시)을 도포한 후, 포토마스크(미도시)를 이용한 노광 및 현상공정을 실시하여 감광막 패턴(25)을 형성한다. 여기서, 감광막 패턴(25)은 복수의 게이트 전극을 정의하기 위한 것이다.Subsequently, as illustrated in FIG. 6C, a photoresist film (not shown) is applied onto the polysilicon film 24 (see FIG. 6B), and then an exposure and development process using a photomask (not shown) is performed to form a photoresist pattern ( 25). Here, the
이어서, 감광막 패턴(25)을 마스크(mask)로 이용한 식각공정을 실시하여 폴리 실리콘막(24)을 식각한다. 이로써, 게이트 산화막(22) 상에 더미 게이트 전극 (24a)을 포함한 복수의 트랜지스터용 게이트 전극이 형성된다. 예컨대, 복수의 트랜지스터용 게이트 전극은 도 4에서와 같이 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b), 리셋 트랜지스터용 게이트 전극(24c), 드라이브 트랜지스터용 게이트 전극(24d) 및 셀렉트 트랜지스터용 게이트 전극(24e)을 포함한다.Next, an etching process using the
특히, 더미 게이트 전극(24a)은 액티브 영역과 필드 영역에 각각 중첩되도록 형성될 수 있다.In particular, the
바람직하게는, 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)과 이웃하여 형성되는 더미 게이트 전극(24a)은 'ㄷ' 자 형태로 형성한다. 이는, 후속공정을 통해 형성될 포토 다이오드가 4면을 갖는 사각형태로 형성되는데, 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)이 형성된 1면을 제외한 3면을 감싸기 위함이다.Preferably, the
이어서, 도 6d에 도시된 바와 같이, 더미 게이트 전극(24a) 및 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)을 포함한 복수의 트랜지스터용 게이트 전극을 덮도록 기판(20) 상부에 소정의 감광막 패턴(27)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6D, a
여기서, 감광막 패턴(27)은 포토 다이오드를 정의하기 위한 것으로 포토 다이오드가 형성될 포토 다이오드 영역(PD)을 오픈시키는 구조로 형성한다. 예컨대, 더미 게이트 전극(24a)과 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b) 사이의 기판(20) 일부를 노출시키는 구조로 형성한다. 바람직하게는, 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)의 일측에 정렬되도록 감광막 패턴(27)을 형성한다.Here, the
이어서, 감광막 패턴(27)을 마스크로 이용한 이온주입공정(28)을 실시하여 포토 다이오드 영역(PD)의 기판(20) 내에 포토 다이오드(29)를 형성한다. 예컨대, 이온주입공정(28)은 N형 도펀트(dophant), 즉 5족 물질인 인(P) 또는 비소(As)를 주입한 후, 열공정을 실시하여 이를 확산시킴으로써 포토 다이오드(29)가 형성된다.Subsequently, an
이어서, 도 6e에 도시된 바와 같이, 스트립(Strip) 공정을 실시하여 감광막 패턴(27, 25; 도 6d 참조)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 6E, a strip process is performed to remove the
이어서, 공지된 사진공정(Photolithography) 기술을 적용하여 포토 다이오드 영역(PD)을 보호하기 위하여 더미 게이트 전극(24a)과 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b) 사이의 영역을 덮는 구조의 감광막 패턴(30)을 별도로 형성한다.Subsequently, in order to protect the photodiode region PD by using a known photolithography technique, the
이어서, 감광막 패턴(30)을 마스크로 이용한 LDD 이온주입공정(31)을 실시하여 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)을 포함한 복수의 트랜지스터용 게이트 전극의 양측으로 노출된 액티브 영역의 기판(20) 내에 저농도 접합영역(32)을 각각 형성한다.Subsequently, an LDD
이어서, 도 6f에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 감광막 패턴(30, 도 6e 참조)을 제거한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 6F, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 30 (see FIG. 6E).
이어서, 더미 게이트 전극(24a)과 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)을 포함한 복수의 트랜지스터용 게이트 전극의 양측벽에 각각 스페이서(33)를 형성한다. 예컨대, 더미 게이트 전극(24a)과 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b)이 형성된 전체 구조 상부의 단차를 따라 스페이서용 절연막을 증착한 후, 이를 건식식각하여 각 게이트 전극의 양측벽에 스페이서(33)를 형성한다.Subsequently, spacers 33 are formed on both side walls of the plurality of transistor gate electrodes including the
이어서, 공지된 사진공정 기술을 적용하여 포토 다이오드 영역(PD)을 보호하 기 위하여 더미 게이트 전극(24a)과 트랜스퍼 트랜지스터용 게이트 전극(24b) 사이의 영역을 덮는 구조의 감광막 패턴(34)을 별도로 형성한다.Subsequently, in order to protect the photodiode region PD by using a known photolithography technique, a
이어서, 감광막 패턴(34)을 마스크로 이용한 소오스/드레인 이온주입공정(35)을 실시하여 스페이서(33)의 양측으로 노출된 액티브 영역의 기판(20) 내에 고농도 접합영역(32)을 각각 형성한다. 이로써, 복수의 트랜지스터를 각각 구성하는 소오스/드레인 영역(미도시)이 형성된다. 여기서는, 트랜스퍼 트랜지스터를 구성하는 플로팅 확산영역(37)만을 도시하였다.Subsequently, a source / drain
이어서, 도 6g에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 감광막 패턴(34, 도 6f 참조)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 6G, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 34 (see FIG. 6F).
이어서, 도면에 도시하지는 않았지만, 더미 게이트 전극(24a)을 전원전압단(VDD)과 연결시키기 위한 컨택공정 및 배선공정을 실시한다.Next, although not shown in the drawing, a contact process and a wiring process for connecting 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, 화소의 주변에서 발생되는 전하가 포토 다이오드로 유입되는 것을 방지하기 위하여 포토 다이오드를 감싸도록 기판 상에 더미 게이트 전극을 형성시키고, 더미 게이트 전극을 전원전압단과 연결시킴으로써, 전원전압이 더미 게이트 전극에 인가됨과 동시에 화소의 주변에서 발생된 전자를 더미 게이트 전극의 저부에서 잡아둘(gettering) 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, a dummy gate electrode is formed on the substrate to surround the photodiode in order to prevent the charge generated in the periphery of the pixel from flowing into the photodiode, and the dummy gate electrode is connected to the power supply voltage terminal. By connecting, the power supply voltage is applied to the dummy gate electrode and at the same time, electrons generated around the pixel can be obtained at the bottom of the dummy gate electrode.
따라서, 화소의 주변에서 발생된 전하가 포토 다이오드로 유입되는 것을 방지할 수 있으므로, 이를 통해 이미지 센서의 전기적 간섭(Crosstalk)을 억제하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이미지 센서 칩의 오동작을 방지할 수 있다.Accordingly, since the charge generated in the periphery of the pixel can be prevented from flowing into the photodiode, thereby improving the reliability by suppressing the crosstalk of the image sensor. In addition, malfunction of the image sensor chip can be prevented.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050134104A KR20070071001A (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Image sensor and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050134104A KR20070071001A (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Image sensor and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070071001A true KR20070071001A (en) | 2007-07-04 |
Family
ID=38506208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050134104A KR20070071001A (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Image sensor and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20070071001A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100937671B1 (en) * | 2007-12-28 | 2010-01-19 | 주식회사 동부하이텍 | Method of manufacturing a CMOS image sensor |
-
2005
- 2005-12-29 KR KR1020050134104A patent/KR20070071001A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100937671B1 (en) * | 2007-12-28 | 2010-01-19 | 주식회사 동부하이텍 | Method of manufacturing a CMOS image sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100660549B1 (en) | Image sensor and method of manufacturing the same | |
US7675100B2 (en) | CMOS image sensor and method for fabricating the same | |
JP5358064B2 (en) | CMOS image sensor and manufacturing method thereof | |
KR100752185B1 (en) | CMOS image sensor and method for manufacturing the same | |
KR100778854B1 (en) | CMOS image sensor and method for manufacturing the same | |
US20060284223A1 (en) | CMOS image sensor and manufacturing method thereof | |
KR100606910B1 (en) | CMOS Image sensor and method for fabricating the same | |
KR100660345B1 (en) | Cmos image sensor and method for fabrication thereof | |
KR100731122B1 (en) | Cmos image sensor and method for manufacturing the same | |
US7687306B2 (en) | CMOS image sensor and method for manufacturing the same | |
US7598135B2 (en) | Method for fabricating CMOS image sensor | |
KR20070034292A (en) | CMOS image sensor and its manufacturing method | |
KR20070071001A (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
KR100535911B1 (en) | CMOS image sensor and its fabricating method | |
KR20040058692A (en) | CMOS image sensor with shield layer protecting surface of photo diode and method for fabricating thereof | |
KR20070064854A (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
KR20060127498A (en) | Method of fabricating cmos image sensor to reduce the dark current | |
KR100649001B1 (en) | method for manufacturing of CMOS image sensor | |
KR100642451B1 (en) | Cmos image sensor and method for manufacturing the same | |
KR20070071018A (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
KR20070033694A (en) | MOS image sensor manufacturing method | |
KR20070066474A (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
KR20070067407A (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
KR100769137B1 (en) | method for manufacturing CMOS image sensor | |
KR100935764B1 (en) | Image sensor and method for fabricating the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
WITN | Withdrawal due to no request for examination |