KR20090071070A - Image sensor and method for manufacturing thereof - Google Patents
Image sensor and method for manufacturing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090071070A KR20090071070A KR1020070139269A KR20070139269A KR20090071070A KR 20090071070 A KR20090071070 A KR 20090071070A KR 1020070139269 A KR1020070139269 A KR 1020070139269A KR 20070139269 A KR20070139269 A KR 20070139269A KR 20090071070 A KR20090071070 A KR 20090071070A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- impurity region
- semiconductor substrate
- image sensor
- gate
- photodiode
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 125
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 18
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 3
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- KPSZQYZCNSCYGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B] Chemical compound [B].[B] KPSZQYZCNSCYGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 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
- H01L27/14607—Geometry of 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
- H01L27/1461—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
- H01L27/14683—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
실시예는 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to an image sensor and a method of manufacturing the same.
이미지 센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로써, 크게 전하결합소자(charge coupled device: CCD)와 씨모스(CMOS; Complementary Metal Oxide Silicon) 이미지 센서(Image Sensor)(CIS)로 구분된다.An image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. The image sensor is largely a charge coupled device (CCD) and a complementary metal oxide silicon (CMOS) image sensor. (CIS).
씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.In the CMOS image sensor, a photo diode and a MOS transistor are formed in a unit pixel to sequentially detect an electrical signal of each unit pixel in a switching manner to implement an image.
실시예는 이미지 센서의 포토 다이오드의 p형 불순물의 확산을 억제하여, 이미지 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides an image sensor and a method of manufacturing the same, which can suppress diffusion of p-type impurities in a photodiode of an image sensor and improve reliability of the image sensor.
실시예에 따른 이미지 센서는 반도체 기판 상에 형성된 게이트; 상기 게이트가 형성된 반도체 기판에 형성된 제1불순물 영역; 상기 반도체 기판에 상기 제1불순물 영역보다 얕은 깊이로 형성된 제2불순물 영역; 및 상기 제2불순물 영역 내부에 형성된 제3불순물 영역을 포함한다.An image sensor according to an embodiment includes a gate formed on a semiconductor substrate; A first impurity region formed in the semiconductor substrate on which the gate is formed; A second impurity region formed in the semiconductor substrate with a depth smaller than that of the first impurity region; And a third impurity region formed inside the second impurity region.
실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은 반도체 기판 상에 게이트를 형성하는 단계; 상기 게이트가 형성된 반도체 기판에 제1불순물 영역을 형성하는 단계; 상기 제1불순물 영역을 포함하는 반도체 기판에 상기 제1불순물 영역보다 얕은 깊이로 제2불순물 영역을 형성하여, 상기 제1불순물 영역과 제2불순물 영역으로 이루어진 포토다이오드를 형성하는 단계; 및 상기 제2불순물 내부에 제3불순물 영역을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an image sensor according to an embodiment includes forming a gate on a semiconductor substrate; Forming a first impurity region in the semiconductor substrate on which the gate is formed; Forming a second impurity region on the semiconductor substrate including the first impurity region to a depth smaller than that of the first impurity region to form a photodiode of the first impurity region and the second impurity region; And forming a third impurity region within the second impurity.
실시예에 따른 이미지 센서 및 그 제조 방법은 포토다이오드에 p형 불순물 영역의 확산을 방지하기 위한 질소 불순물 영역을 형성하여, 노이즈 전자가 하부의 n형 불순물 영역으로 확산하는 것을 방지할 수 있다.The image sensor and the method of manufacturing the same according to the embodiment may form a nitrogen impurity region for preventing diffusion of the p-type impurity region in the photodiode, thereby preventing the noise electrons from diffusing into the lower n-type impurity region.
또한, 포토다이오드의 p형 불순물 영역의 확산을 방지하여, 포화전류와 이미 지 센서의 감도를 증가시킬 수 있으므로 이미지 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the diffusion of the p-type impurity region of the photodiode can be prevented, the saturation current and the sensitivity of the image sensor can be increased, thereby improving the reliability of the image sensor.
또한, 포토다이오드 상단부에서 신호전자를 발생시키는 단파장의 빛에 대한 광감도를 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the photosensitivity to the light of the short wavelength to generate signal electrons at the upper end of the photodiode.
실시예에 따른 이미지 센서는 반도체 기판 상에 형성된 게이트; 상기 게이트가 형성된 반도체 기판에 형성된 제1불순물 영역; 상기 반도체 기판에 상기 제1불순물 영역보다 얕은 깊이로 형성된 제2불순물 영역; 및 상기 제2불순물 영역 내부에 형성된 제3불순물 영역을 포함한다.An image sensor according to an embodiment includes a gate formed on a semiconductor substrate; A first impurity region formed in the semiconductor substrate on which the gate is formed; A second impurity region formed in the semiconductor substrate with a depth smaller than that of the first impurity region; And a third impurity region formed inside the second impurity region.
실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은 반도체 기판 상에 게이트를 형성하는 단계; 상기 게이트가 형성된 반도체 기판에 제1불순물 영역을 형성하는 단계; 상기 제1불순물 영역을 포함하는 반도체 기판에 상기 제1불순물 영역보다 얕은 깊이로 제2불순물 영역을 형성하여, 상기 제1불순물 영역과 제2불순물 영역으로 이루어진 포토다이오드를 형성하는 단계; 및 상기 제2불순물 내부에 제3불순물 영역을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an image sensor according to an embodiment includes forming a gate on a semiconductor substrate; Forming a first impurity region in the semiconductor substrate on which the gate is formed; Forming a second impurity region on the semiconductor substrate including the first impurity region to a depth smaller than that of the first impurity region to form a photodiode of the first impurity region and the second impurity region; And forming a third impurity region within the second impurity.
이하, 실시예에 따른 이미지 센서 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an image sensor and a method of manufacturing the same according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/아래(on/under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/아래는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.In the description of the embodiments, where it is described as being formed "on / under" of each layer, it is understood that the phase is formed directly or indirectly through another layer. It includes everything.
실시예의 설명에 있어서 씨모스 이미지 센서(CIS)에 대한 구조의 도면을 이용하여 설명하나, 본 발명은 씨모스 이미지 센서에 한정되는 것이 아니며, CCD 이미지센서 등 모든 이미지센서에 적용이 가능하다.In the description of the embodiment will be described with reference to the structure of the CMOS image sensor (CIS), the present invention is not limited to the CMOS image sensor, it is applicable to all image sensors, such as CCD image sensor.
도 4는 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an image sensor according to an embodiment.
도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에 다른 이미지 센서는 반도체 기판(10) 상에 형성된 게이트(15); 상기 게이트(15)가 형성된 반도체 기판(10)에 형성된 제1불순물 영역(20); 상기 반도체 기판(10)에 상기 제1불순물 영역(20)보다 얕은 깊이로 형성된 제2불순물 영역(30); 및 상기 제2불순물(30) 영역 내부에 형성된 제3불순물 영역(40)을 포함한다.As shown in Fig. 4, the image sensor according to the embodiment includes a
반도체 기판(10)은 고농도의 p++형 실리콘 기판 상에 저농도의 p형 에피층(미도시)이 형성될 수 있다.The
이는, 저농도의 p에피층이 존재하므로 포토다이오드의 공핍영역(Depletion region)을 크고, 깊게 증가시킬 수 있어 광전하를 모으기 위한 포토다이오드의 능력(ability)을 증가시킬 수 있다.This may increase the depth of the depletion region of the photodiode due to the low concentration of p epitaxial layer, thereby increasing the photodiode's ability to collect photocharges.
또한, p형 에피층의 하부에 고농도의 p++형 기판을 갖게 되면, 이웃하는 단위화소(pixel)로 전하가 확산되기 전에 상기 전하가 재결합(Recombination)되기 때문에 광전하의 불규칙 확산(Random Diffusion)을 감소시켜 광전하의 전달 기능 변화를 감소시킬 수 있기 때문이다.In addition, having a high concentration of p ++ type substrate under the p-type epi layer reduces the random diffusion of photocharges because the charge is recombined before the charge is diffused to neighboring pixel units. This is because the change in the transfer function of the photocharge can be reduced.
상기 게이트(15)는 산화막 패턴 및 폴리실리콘 패턴으로 형성된다.The
상기 제1불순물 영역(20)은 n형 불순물인 인(Phosphorus) 또는 아세닉(Arsenic)으로 형성되고, 상기 제2불순물 영역(30)은 p형 불순물인 보론(Boron) 또는 BF2 + 이온으로 형성된다.Wherein the
상기 제3불순물 영역(40)은 n형 불순물인 질소(nitrogen) 이온으로 형성되며, 상기 제2불순물 영역(30)의 내부에 형성될 수 있다.The
상기 질소 이온은 n형 불순물이나, 상기 반도체 기판(10)에서 용해도가 작고, 활성 도펀트(active dopant)로서 역할을 하지 않으므로, 상기 제2불순물 영역(30)에 형성된 p형 불순물의 성질을 감쇄시켜 정공을 줄이는 역할을 하지 않기 때문에 효율적이다.Since the nitrogen ions are n-type impurities, but have low solubility in the
상기 제3불순물 영역(40)은 상기 제2불순물 영역(30) 농도의 피크(peak)보다 깊게 형성될 수 있으며, 상기 제2불순물 영역(30) 형성을 위한 이온주입 공정으로발생한 인터스티셜 결함(interstitial defect)이 형성된 지점에 형성될 수 있다.The
본 실시예에서는 상기 제3불순물 영역(40)을 상기 인터스티셜 결함이 형성된 영역에 형성시킴으로써, 상기 제3불순물 영역(40)을 이루는 질소(nitrogen) 이온이 상기 인터스티셜 결함에 포획(capture)되어, 상기 제2불순물 영역(30)의 확산을 방지할 수 있다.In this embodiment, by forming the
상기 제2불순물 영역(30)의 확산을 방지하여 상기 포토다이오드의 포화전류를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 이미지 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.The diffusion of the
도 1 내지 도 4는 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법의 공정단면도이다.1 to 4 are process cross-sectional views of a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 소자분리막(5)이 형성된 반도체 기판(10) 상에 게이트(15)를 형성한다.First, as shown in FIG. 1, the
반도체 기판(10)은 고농도의 p++형 실리콘 기판 상에 저농도의 p형 에피층(미도시)이 형성될 수 있다.The
이는, 저농도의 p에피층이 존재하므로 포토다이오드의 공핍영역(Depletion region)을 크고, 깊게 증가시킬 수 있어 광전하를 모으기 위한 포토다이오드의 능력(ability)을 증가시킬 수 있다.This may increase the depth of the depletion region of the photodiode due to the low concentration of p epitaxial layer, thereby increasing the photodiode's ability to collect photocharges.
또한, p형 에피층의 하부에 고농도의 p++형 기판을 갖게 되면, 이웃하는 단위화소(pixel)로 전하가 확산되기 전에 상기 전하가 재결합(Recombination)되기 때문에 광전하의 불규칙 확산(Random Diffusion)을 감소시켜 광전하의 전달 기능 변화를 감소시킬 수 있기 때문이다.In addition, having a high concentration of p ++ type substrate under the p-type epi layer reduces the random diffusion of photocharges because the charge is recombined before the charge is diffused to neighboring pixel units. This is because the change in the transfer function of the photocharge can be reduced.
상기 소자 분리막(5)은 상기 반도체 기판(10)에 트렌치를 형성한 후, 절연물질을 매립하여 형성할 수 있다.The
상기 게이트(15)는 산화막 패턴 및 폴리실리콘 패턴으로 형성된다.The
상기 게이트(15)는 상기 반도체 기판(10)에 산화막 및 폴리실리콘막을 형성한 후, 식각 공정을 진행함으로써 동시에 형성될 수 있다.The
상기 게이트(15)는 트랜스퍼게이트(transfer gate)가 될 수 있다.The
본 실시예에서 상기 게이트(15)는 폴리실리콘으로 형성되지만, 이에 한정하 지 않고, 상기 게이트(15)는 금속실리사이드막을 포함하여 형성될 수 있다.In the present embodiment, the
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 게이트(15)가 형성된 상기 반도체 기판(10) 상에 포토레지스트 패턴(11)을 형성하고, 제1이온주입 공정 및 제2이온주입 공정을 진행하여 제1불순물 영역(20)을 형성한다.As shown in FIG. 2, a
상기 제1불순물 영역(20)은 상기 포토레지스트 패턴(11)을 마스크로, 상기 반도체 기판(10)에 n형 불순물인 인(Phosphorus) 또는 아세닉(Arsenic)을 주입하여 형성할 수 있다.The
상기 제1불순물 영역(20)은 상기 제1이온주입 공정 및 제2이온주입 공정으로 형성되는데, 상기 제1 및 제2이온주입 공정은 각각 160 Kev와 100 KeV의 에너지로 연속하여 진행할 수 있다.The
이때, 에너지가 작은 이온주입 공정은 4~10 °로 이온주입을 진행하고, 에너지가 큰 이온주입 공정은 0 °로 이온주입을 진행할 수 있다.At this time, the ion implantation process with small energy may proceed with ion implantation at 4 to 10 °, and the ion implantation process with large energy may proceed with ion implantation at 0 °.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1불순물 영역(20)을 포함하는 상기 반도체 기판(10) 상에 제3이온주입 공정을 진행하여 제2불순물 영역(30)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3, a third ion implantation process is performed on the
상기 제2불순물 영역(30)은 상기 포토레지스트 패턴(11)을 마스크로, 상기 반도체 기판(10)에 p형 불순물인 보론(Boron) 또는 BF2 + 이온을 주입하여 형성할 수 있다.The
상기 BF2 + 이온은 10KeV의 에너지로 이온 주입될 수 있다.The BF + 2 ions can be implanted at an energy of 10KeV.
상기 제3이온주입 공정은 상기 포토레지스트 패턴(11)을 마스크로 p형 불순물인 보론(Boron) 또는 BF2 + 이온을 주입하여 형성될 수 있으며, 가스 분자를 이온화시켜 고전압에 의해 해당 이온을 가속시켜 웨이퍼에 주입시키는 방법 또는 플라즈마 방식에 의해 해당 이온을 웨이퍼에 주입시키는 방법으로 진행될 수 있다.The third ion implantation process may be formed by implanting boron or BF 2 + ions, which are p-type impurities, using the
상기 제2불순물 영역(30)을 형성함으로써, 상기 제1불순물 영역(20) 및 제2불순물 영역(30)으로 이루어진 포토다이오드가 형성된다.By forming the
이때, 상기 제1불순물 영역(20), 제2불순물 영역(30) 및 반도체 기판(10)이 접하여 PNP 포토다이오드로 동작할 수 있다.In this case, the
상기 제2불순물 영역(30)은 상기 반도체 기판(10) 계면에 존재하는 결함(defect)에 의해 발생하는 전자(electron)가 표면에서 제1불순물 영역(20)으로 움직여 원치않는 신호(signal)를 만들기 때문에, 상기 반도체 기판(10)의 표면에서 발생하는 전자를 정공(hole)과 결합시켜 제거하기 위해 형성된다.In the
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1불순물 영역(20) 및 제2불순물 영역(30)을 포함하는 상기 반도체 기판(10) 상에 제4이온주입 공정을 진행하여 제3불순물 영역(40)을 형성한다.As illustrated in FIG. 4, a fourth ion implantation process is performed on the
상기 제4이온주입 공정은 상기 포토레지스트 패턴(11)을 마스크로 질소(nitrogen) 이온을 주입하여 형성될 수 있으며, 가스 분자를 이온화시켜 고전압에 의해 해당 이온을 가속시켜 웨이퍼에 주입시키는 방법 또는 플라즈마 방식에 의해 해당 이온을 웨이퍼에 주입시키는 방법으로 진행될 수 있다.The fourth ion implantation process may be formed by injecting nitrogen ions with the
상기 질소 이온은 10 KeV의 에너지로 주입될 수 있다.The nitrogen ions may be implanted at an energy of 10 KeV.
상기 제3불순물 영역(40)에 주입되는 질소 이온은 n형 불순물이나, 상기 반도체 기판(10)에서 용해도가 작고, 활성 도펀트(active dopant)로서 역할을 하지 않으므로, 상기 제2불순물 영역(30)에 형성된 p형 불순물의 성질을 감쇄시켜 정공을 줄이는 역할을 하지 않기 때문에 효율적이다.Nitrogen ions implanted into the
상기 제3불순물 영역(40)은 상기 제2불순물 영역(30)의 내부에 형성될 수 있다.The
도 5는 실리콘 기판의 깊이에 따른 이온이 주입된 농도(C)를 도시한 그래프이다.5 is a graph showing a concentration (C) implanted with ions according to the depth of the silicon substrate.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2불순물 영역(30) 농도의 피크(peak)보다 깊게 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5, the
또한, 상기 제2불순물 영역(30) 형성을 위한 제3이온주입 공정으로 상기 반도체 기판(10)에는 인터스티셜 결함(interstitial defect)이 발생하는데, 상기 제3불순물 영역(30)은 상기 인터스티셜 결함이 발생한 지점에 형성될 수 있다.In addition, an interstitial defect occurs in the
상기 인터스티셜 결함은 이후 상기 제1불순물 영역(20)과 제2불순물 영역(30)을 활성화시키기 위한 열처리 공정시, 상기 제2불순물 영역(30)의 보론(boron) 이온의 TED(Transient enhanced diffusion)를 야기하여, 상기 열처리 공정 후 보론(boron) 이온의 확산을 억제할 수 없다. The interstitial defect is later enhanced during the heat treatment process for activating the
상기 보론 이온의 확산은 포토다이오드의 포화전류를 감소시키며, 이로 인해 이미지 센서의 감도 저하를 야기시킨다.The diffusion of the boron ions reduces the saturation current of the photodiode, thereby causing a decrease in sensitivity of the image sensor.
그러나, 본 실시예에서는 상기 제3불순물 영역(40)을 상기 인터스티셜 결함 이 형성된 영역에 형성시킴으로써, 상기 제3불순물 영역(40)을 이루는 질소(nitrogen) 이온이 상기 인터스티셜 결함에 포획(capture)되어, 상기 제2불순물 영역(30)의 확산을 방지할 수 있다.However, in this embodiment, by forming the
상기 제2불순물 영역(30)의 확산을 방지하여 상기 반도체 기판(10)에서 형성된 노이즈 전자(noise electron)가 하부의 제1불순물 영역(20)으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.The diffusion of the
또한, 상기 제2불순물 영역(30)의 확산을 방지하여, 상기 포토다이오드의 포화전류를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 이미지 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.In addition, the diffusion of the
또한, 포토다이오드 상단부에서 신호전자를 발생시키는 단파장의 빛에 대한 광감도를 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the photosensitivity to the light of the short wavelength to generate signal electrons at the upper end of the photodiode.
그리고, 상기 포토레지스트 패턴(11)을 제거하고, 상기 반도체 기판(10)에 상기 제1, 제2 및 제3 불순물 영역(20, 30, 40)의 활성화를 위한 열처리 공정을 진행할 수 있다.The
상기 열처리 공정을 진행하더라도, 상기 제3불순물 영역(40)이 상기 제2불순물 영역(30)의 확산을 차단하여, 상기 제2불순물 영역(30)이 상기 제1불순물 영역(20)으로 확산을 하지 못하므로, 포토다이오드의 포화전류를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 이미지 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.Even when the heat treatment process is performed, the
이어서, 도시하지는 않았지만, 상기 반도체 기판(10)에 플로팅 확산(Floating Diffusion) 영역을 형성하고, 상기 반도체 기판(10) 상에 금속배선층, 컬러필터 어레이(color filter array) 및 마이크로 렌즈(micro lens)를 형성할 수 있다.Subsequently, although not shown, a floating diffusion region is formed on the
이상에서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 이미지 센서 및 그 제조 방법은 포토다이오드에 p형 불순물 영역의 확산을 방지하기 위한 질소 불순물 영역을 형성하여, 노이즈 전자가 하부의 n형 불순물 영역으로 확산하는 것을 방지할 수 있다.As described above, the image sensor and the method of manufacturing the same according to the embodiment form a nitrogen impurity region for preventing diffusion of the p-type impurity region in the photodiode, thereby preventing the noise electrons from diffusing into the lower n-type impurity region. You can prevent it.
또한, 포토다이오드의 p형 불순물 영역의 확산을 방지하여, 포화전류와 이미지 센서의 감도를 증가시킬 수 있으므로 이미지 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, by preventing the diffusion of the p-type impurity region of the photodiode, the saturation current and the sensitivity of the image sensor can be increased, thereby improving the reliability of the image sensor.
또한, 포토다이오드 상단부에서 신호전자를 발생시키는 단파장의 빛에 대한 광감도를 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the photosensitivity to the light of the short wavelength to generate signal electrons at the upper end of the photodiode.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made based on the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may not have been exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
도 1 내지 도 4는 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법의 공정단면도이다.1 to 4 are process cross-sectional views of a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070139269A KR100924047B1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070139269A KR100924047B1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090071070A true KR20090071070A (en) | 2009-07-01 |
KR100924047B1 KR100924047B1 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=41322524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070139269A KR100924047B1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100924047B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117497552A (en) * | 2024-01-03 | 2024-02-02 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | Image sensor and method for manufacturing the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100406596B1 (en) * | 2000-12-30 | 2003-11-21 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming image sensor having NPNP photodiode |
KR100674917B1 (en) * | 2004-11-04 | 2007-01-26 | 삼성전자주식회사 | CMOS image sensor and method for manufacturing the same |
KR100789615B1 (en) | 2006-08-23 | 2007-12-27 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Cmos image sensor and method of fabricating thereof |
-
2007
- 2007-12-27 KR KR1020070139269A patent/KR100924047B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117497552A (en) * | 2024-01-03 | 2024-02-02 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | Image sensor and method for manufacturing the same |
CN117497552B (en) * | 2024-01-03 | 2024-04-12 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | Image sensor and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100924047B1 (en) | 2009-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100997326B1 (en) | Image Sensor and Methof for Manufacturing Thereof | |
KR100959435B1 (en) | Image Sensor and Methof for Manufacturing Thereof | |
KR100869743B1 (en) | CMOS Image Sensor and Method of Manufaturing Thereof | |
US20130320419A1 (en) | CIS Image Sensors with Epitaxy Layers and Methods for Forming the Same | |
CN101211833B (en) | CMOS image sensor and method for fabricating the same | |
US20090035888A1 (en) | Two epitaxial layers to reduce crosstalk in an image sensor | |
US7537971B2 (en) | Method for fabricating CMOS image sensor | |
US20080157145A1 (en) | Method of fabricating image sensor | |
US6566722B1 (en) | Photo sensor in a photo diode on a semiconductor wafer | |
CN110176467B (en) | CMOS image sensor and method of manufacturing the same | |
KR100835113B1 (en) | Bipolar junction transistor and the fabrication method, CMOS image sensor having it and the fabrication method thereof | |
KR20080008719A (en) | Cmos image sensor and method of fabricating thereof | |
US6303421B1 (en) | Method of manufacturing CMOS sensor | |
JP2009071308A (en) | Method of manufacturing image sensor | |
CN100576511C (en) | The manufacture method of cmos image sensor | |
KR100924047B1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof | |
KR100868646B1 (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof | |
KR100919998B1 (en) | Method for forming photo diode in image sensor | |
KR20080008851A (en) | Method for fabricating image sensor | |
KR20060122257A (en) | Manufacfuring method of photo diode and manufacturing method of image sensor on silicon wafer | |
KR100924045B1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof | |
KR100949236B1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof | |
KR20040058697A (en) | CMOS image sensor with curing photo diode's surface defects and method for fabricating thereof | |
KR100982604B1 (en) | Image sensor and manufacturing method of image sensor | |
KR20100080158A (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120926 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |