KR20100030792A - Image sensor and manufacturing method of image sensor - Google Patents

Image sensor and manufacturing method of image sensor Download PDF

Info

Publication number
KR20100030792A
KR20100030792A KR1020080089684A KR20080089684A KR20100030792A KR 20100030792 A KR20100030792 A KR 20100030792A KR 1020080089684 A KR1020080089684 A KR 1020080089684A KR 20080089684 A KR20080089684 A KR 20080089684A KR 20100030792 A KR20100030792 A KR 20100030792A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ion implantation
implantation layer
substrate
ion
layer
Prior art date
Application number
KR1020080089684A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101016512B1 (en
Inventor
유재현
김종민
Original Assignee
주식회사 동부하이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동부하이텍 filed Critical 주식회사 동부하이텍
Priority to KR1020080089684A priority Critical patent/KR101016512B1/en
Publication of KR20100030792A publication Critical patent/KR20100030792A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101016512B1 publication Critical patent/KR101016512B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/1469Assemblies, i.e. hybrid integration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607Geometry of the photosensitive area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463Pixel isolation structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14634Assemblies, i.e. Hybrid structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689MOS based technologies

Abstract

PURPOSE: An image sensor and a method for manufacturing the same are provided to improve a dark noise property of a photo diode by minimizing a parasitic current on an interface of a device isolation layer and a depletion area. CONSTITUTION: A first device isolation layer(140), a readout circuit, and an electric junction area(130) connected to the readout circuit are formed on a first substrate(100). A first interlayer insulation layer(200) including a first contact plug connected to the electric junction area is formed on the first substrate. A second ion implantation layer is connected to a first contact plug. A first ion implantation layer is formed on the second ion implantation layer. An image sensor is comprised of a third ion implantation layer. A second substrate includes the first and second ion implantation layers and the image sensor.

Description

이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법{Image sensor and manufacturing method of image sensor}Image sensor and manufacturing method of image sensor

실시예는 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to an image sensor and a method for manufacturing the image sensor.

이미지센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD)와 씨모스(CMOS) 이미지센서(Image Sensor)(CIS)로 구분된다.An image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and is divided into a charge coupled device (CCD) and a CMOS image sensor (CIS). do.

종래의 기술에서는 기판에 포토다이오드(Photodiode)를 이온주입 방식으로 형성시킨다. 그런데, 칩사이즈(Chip Size) 증가 없이 픽셀(Pixel) 수 증가를 위한 목적으로 포토다이오드의 사이즈가 점점 감소함에 따라 수광부 면적 축소로 이미지 특성(Image Quality)이 감소하는 경향을 보이고 있다.In the prior art, a photodiode is formed on a substrate by ion implantation. However, as the size of the photodiode gradually decreases for the purpose of increasing the number of pixels without increasing the chip size, the image quality decreases due to the reduction of the area of the light receiver.

또한, 포토다이오드의 커패시턴스를 증가시켜 전자 생성율을 증가시키는 방법이 고려되고 있으나, 커패시턴스를 증가시키기 위하여 포토다이오드의 공핍영역을 확장하는데 한계가 있으며, 포토다이오드의 후속 공정(back end process)에 의하여 형성되는 구조물에 의하여 광개구율이 저하된다.In addition, a method of increasing the electron generation rate by increasing the capacitance of the photodiode has been considered, but there is a limit to extending the depletion region of the photodiode to increase the capacitance, and is formed by a back end process of the photodiode. The light opening ratio is lowered by the structure.

이를 극복하기 위한 대안 중 하나로 포토다이오드를 비정질 실리콘(amorphous Si)으로 증착하거나, 웨이퍼 대 웨이퍼 본딩(Wafer-to-Wafer Bonding) 등의 방법으로 리드아웃 서킷(Readout Circuitry)은 실리콘 기판(Si Substrate)에 형성시키고, 포토다이오드는 리드아웃 서킷 상부의 다른 기판에 형성시키는 구조(참고로, "3차원 이미지센서", "PD-up CIS" 라고 지칭됨)가 시도되고 있다.One alternative to overcome this is to deposit photodiodes with amorphous Si, or read-out circuitry using wafer-to-wafer bonding such as silicon substrates. And a photodiode on another substrate on the lead-out circuit (referred to as "three-dimensional image sensor", "PD-up CIS") have been tried.

이러한 구조는, 소자분리막으로 정의된 상기 다른 기판의 포토 다이오드 영역에 n+ 영역, p-- 영역, p0 영역을 순서대로 형성함으로써 이루어진다.This structure is achieved by sequentially forming n + regions, p− regions, and p0 regions in the photodiode region of the other substrate defined as the device isolation film.

이러한 구조에 의하면 광개구율을 향상시킬 수 있고, 포토다이오드의 공핍영역(p-- 영역)이 확장됨에 따라 큰 수치의 커패시턴스를 구현함으로써 높은 전자 생성율을 얻을 수 있는 장점을 갖는다.According to such a structure, the photo-opening ratio can be improved, and as the depletion region (p- region) of the photodiode is extended, a large value of capacitance can be realized to obtain a high electron generation rate.

그러나, 상기 공핍 영역(p-- 영역)이, 가령 SiO2 로 이루어진 상기 소자분리막과 넓은 계면을 이루게 되면, 기생 전류가 대량으로 발생되고 포토다이오드는 기생 전류 특성에 기인한 다크 노이즈(dark noise)에 민감해져 광감도가 저하되는 문제점이 있다.However, when the depletion region (p-- region) forms a wide interface with the device isolation layer made of SiO 2 , parasitic currents are generated in large quantities, and photodiodes are dark noise due to parasitic current characteristics. There is a problem in that the sensitivity is reduced to light sensitivity.

실시예는 수직 구조의 3차원 이미지 센서에 관한 것으로서, 포토다이오드의 공핍영역과 소자분리막의 계면에서 발생되는 기생 전류를 최소화하고, 포토다이오드의 공핍영역을 확장하여 전자생성율을 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법을 제공한다.The embodiment relates to a three-dimensional image sensor having a vertical structure, which minimizes the parasitic current generated at the interface between the depletion region of the photodiode and the device isolation layer, and improves the electron generation rate by extending the depletion region of the photodiode. And a method for manufacturing the image sensor.

실시예에 따른 이미지 센서는 제1 소자분리막, 리드아웃 회로, 상기 리드아웃 회로와 연결된 전기접합영역이 형성된 제1 기판; 상기 전기접합영역과 연결되는 제1 컨택 플러그를 포함하고, 상기 제1 기판 위에 형성된 제1 층간절연막; 및 상기 제1 컨택 플러그와 연결되는 제2 이온주입층, 상기 제2 이온주입층 위에 형성된 제1 이온주입층; 상기 제1 이온주입층의 상면 및 측면 일부에 형성된 제3 이온주입층으로 이루어지는 이미지감지부를 포함하고, 상기 제1 층간절연막 위에 형성된 제2 기판을 포함한다.In another embodiment, an image sensor includes: a first substrate having a first device isolation layer, a readout circuit, and an electrical junction region connected to the readout circuit; A first interlayer insulating film including a first contact plug connected to the electrical bonding region and formed on the first substrate; And a second ion implantation layer connected to the first contact plug and a first ion implantation layer formed on the second ion implantation layer. An image sensing unit including a third ion implantation layer formed on a portion of an upper surface and a side surface of the first ion implantation layer, and a second substrate formed on the first interlayer insulating film.

실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은 제1 기판에 제1 소자분리막, 리드아웃 회로가 형성되는 단계; 상기 리드아웃 회로와 연결되는 전기접합영역이 상기 제1 기판에 형성되는 단계; 상기 전기접합영역과 연결되는 제1 컨택 플러그를 포함하는 제1 층간절연막이 상기 제1 기판 위에 형성되는 단계; 및 상기 제1 컨택 플러그와 연결되는 제2 이온주입층, 상기 제2 이온주입층 위에 형성된 제1 이온주입층; 상기 제1 이온주입층의 상면 및 측면 일부에 형성된 제3 이온주입층으로 이루어지 는 이미지감지부를 포함하는 제2 기판이 상기 제1 층간절연막 위에 형성되는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of manufacturing an image sensor includes forming a first device isolation layer and a readout circuit on a first substrate; Forming an electrical junction region connected to the lead-out circuit on the first substrate; Forming a first interlayer insulating film on the first substrate, the first interlayer insulating film including a first contact plug connected to the electrical bonding region; And a second ion implantation layer connected to the first contact plug and a first ion implantation layer formed on the second ion implantation layer. And forming a second substrate including an image sensing unit formed of a third ion implantation layer formed on a portion of an upper surface and a side surface of the first ion implantation layer.

실시예에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiment, the following effects are obtained.

첫째, 수직 구조를 가지는 포토다이오드의 공핍영역을 확장하여 큰 수치의 커패시턴스를 구현함으로써 전자생성율을 향상시킬 수 있다.First, the electron generation rate can be improved by extending the depletion region of the photodiode having a vertical structure to realize a large value of capacitance.

둘재, 포토다이오드의 공핍영역이 확장되더라도 공핍영역과 소자분리막의 계면에서 발생되는 기생 전류를 최소화할 수 있으므로 포토다이오드의 다크 노이즈 특성을 개선할 수 있다.Second, even if the depletion region of the photodiode is expanded, the parasitic current generated at the interface between the depletion region and the device isolation layer can be minimized, thereby improving the dark noise characteristic of the photodiode.

셋째, 소자분리막과의 계면에서 기생 전류가 발생되는 것을 억제하기 위하여 포토다이오드의 공핍영역에 이온주입영역을 형성함에 있어서, 수소 이온주입으로 인하여 붕소 이온을 전기적으로 충분히 활성화할 수 있다. 따라서 추가적인 고온 열처리 공정을 생략할 수 있고 기존 공정에의 적용이 수월한 효과가 있다.Third, in forming the ion implantation region in the depletion region of the photodiode in order to suppress the generation of parasitic current at the interface with the device isolation film, it is possible to sufficiently activate the boron ions due to the hydrogen ion implantation. Therefore, the additional high temperature heat treatment process can be omitted and the application to the existing process is easy.

넷째, 붕소 이온의 확산 효과로 인하여 포토다이오드에 적절한 농도를 가지는 P형 영역을 형성할 수 있고, 기생전류의 영향없이 전자 생성율을 최대화할 수 있으며, 이미지 센서의 광감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Fourth, due to the diffusion effect of the boron ions can form a P-type region having an appropriate concentration in the photodiode, maximize the electron generation rate without the influence of parasitic current, and can improve the light sensitivity of the image sensor .

첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다.With reference to the accompanying drawings, it will be described in detail with respect to the image sensor and the manufacturing method of the image sensor according to the embodiment.

이하, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적 인 설명은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되므로 본 발명의 기술적 사상과 직접적인 관련이 있는 핵심적인 구성부만을 언급하기로 한다.Hereinafter, in describing the embodiments, since it is determined that the detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, only the essential components directly related to the technical spirit of the present invention will be referred to. do.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of an embodiment according to the present invention, each layer (film), region, pattern or structure may be "on" or "under" the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. "On" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through another layer, as described in do. In addition, the criteria for the above / above or below of each layer will be described with reference to the drawings.

본 발명은 씨모스 이미지 센서에 한정되는 것이 아니며, 포토다이오드가 필요한 이미지 센서에 적용 가능하다.The present invention is not limited to the CMOS image sensor, and is applicable to an image sensor requiring a photodiode.

이하, 실시예를 설명함에 있어서 사용되는 도핑 기호는 다음의 표와 같다.Hereinafter, the doping symbols used in describing the embodiments are shown in the following table.

도핑 기호Doping symbol n++/p++n ++ / p ++ n+/p+n + / p + n0/p0n0 / p0 n-/p-n- / p- n--/p--n-/ p-- 도핑 레벨(개수/cm3)Doping Level (Number / cm 3 ) 119 초과1 over 19 119 1 19 118 1 18 117 1 17 117 미만1 less than 17

도 1은 제1 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 도시한 측단면도이다.1 is a side sectional view showing the structure of an image sensor according to a first embodiment.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 이미지 센서는 게이트 전극(122), 게이트 절연막(124), 부유확산층(110), 전기접합영역(130), 제1 소자분리막(140)이 형성된 제1 기판(100), 제1 컨택 플러그(210)가 형성된 제1 층간절연막(200), 상기 제1 층간절연막(200) 위에 형성된 제2 이온주입층(310a), 상기 제2 이온주입층(310a) 위에 형성된 제1 이온주입층(320a), 상기 제1 이온주입층(320a) 상에 형성된 제3 이온주입층(320b), 제2 층간절연막(400a), 제2 컨택 플러그(500)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the image sensor according to the first exemplary embodiment may include a gate electrode 122, a gate insulating layer 124, a floating diffusion layer 110, an electrical junction region 130, and a first device isolation layer 140. A first interlayer insulating film 200 having a first substrate 100, a first contact plug 210, a second ion implantation layer 310a and a second ion implantation layer 310a formed on the first interlayer insulating film 200. ) A first ion implantation layer 320a formed on the substrate, a third ion implantation layer 320b formed on the first ion implantation layer 320a, a second interlayer insulating layer 400a, and a second contact plug 500. It is done by

상기 제1 이온주입층(320a), 상기 제2 이온주입층(310a), 상기 제3 이온주입층(320b)은 활성 실리콘 기판인 제2 기판(도 2 참조; 300)에 형성된 것으로서, 이미지감지부를 이룬다.The first ion implantation layer 320a, the second ion implantation layer 310a, and the third ion implantation layer 320b are formed on a second substrate (see FIG. 2) 300, which is an active silicon substrate, to detect an image. Make Wealth

상기 제2 기판(300)은 상기 제1 층간절연막(200) 위에 본딩됨으로써 도 1과 같은 형태를 이룬다.The second substrate 300 is bonded to the first interlayer insulating layer 200 to form a shape as shown in FIG. 1.

이하, 상기 제1 이온주입층(320a), 상기 제2 이온주입층(310a) 및 상기 제3 이온주입층(320b)은 경우에 따라 "이미지감지부"라 칭하기로 한다.Hereinafter, the first ion implantation layer 320a, the second ion implantation layer 310a, and the third ion implantation layer 320b may be referred to as an "image sensing unit" in some cases.

상기 이미지감지부는 포토다이오드일 수 있으나 이에 한정되는 것이 아니며, 포토게이트, 포토다이오드와 포토게이트의 결합 형태 등이 될 수 있다.The image sensing unit may be a photodiode, but is not limited thereto, and may be a photogate, a combination of a photodiode and a photogate, and the like.

또한, 실시예는 상기 이미지감지부가 결정형 반도체기판에 형성된 것으로 하였으나 이에 한정되는 것이 아니며 비정질 반도체기판에 형성된 것을 포함한다.In addition, the embodiment, but the image sensing unit is formed on the crystalline semiconductor substrate, but is not limited to this includes those formed on the amorphous semiconductor substrate.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 제1 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the image sensor according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

우선, 도 1을 참조하면, 제1 도전형 제1 기판(100)에 제1 소자분리막(140)을 형성하여 액티브 영역을 정의하고, 상기 액티브 영역에 리드아웃 회로를 형성한다. First, referring to FIG. 1, a first device isolation layer 140 is formed on a first conductive type first substrate 100 to define an active region, and a readout circuit is formed on the active region.

상기 제1 도전형 제1 기판(100)으로는 p형 실리콘 기판이 사용될 수 있다.A p-type silicon substrate may be used as the first conductive type first substrate 100.

예를 들어, 상기 리드아웃 회로는 트랜스퍼(Tx) 트랜지스터, 리셋(Rx) 트랜지스터, 드라이브(Dx) 트랜지스터, 셀렉트(Sx) 트랜지스터를 포함하여 형성될 수 있다.For example, the readout circuit may include a transfer (Tx) transistor, a reset (Rx) transistor, a drive (Dx) transistor, and a select (Sx) transistor.

실시예에서는, 리드아웃 회로 중 트랜스퍼 트랜지스터 영역만을 예로 들어 설명한다.In the embodiment, only the transfer transistor region in the readout circuit is described as an example.

상기 제1 기판(100)의 리드아웃 회로 영역에 트랜스퍼 트랜지스터를 위한 게이트 절연막(124), 게이트 전극(122)을 순서대로 형성하고, 리셋 트랜지스터의 게이트 전극(미도시됨)과 상기 게이트 전극(122) 사이의 상기 제1 기판(100) 영역에 부유확산(FD; Floating Diffusion)층(110)을 형성한다.A gate insulating layer 124 and a gate electrode 122 for a transfer transistor are sequentially formed in a lead-out circuit area of the first substrate 100, and a gate electrode (not shown) and a gate electrode 122 of a reset transistor are sequentially formed. Floating Diffusion (FD) layer 110 is formed in the region of the first substrate 100 between the layers.

이 단계에서, 각 트랜지스터의 소스/드레인 영역(미도시됨)을 형성할 수 있으며, 노이즈 제거회로(미도시됨)를 추가하여 이미지 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.In this step, a source / drain region (not shown) of each transistor may be formed, and a noise removing circuit (not shown) may be added to improve the sensitivity of the image sensor.

이어서, 상기 게이트 전극(122)과 상기 제1 소자분리막(140) 사이의 상기 제1 기판(100) 영역에 상기 전기접합영역(130)을 형성한다.Subsequently, the electrical junction region 130 is formed in the region of the first substrate 100 between the gate electrode 122 and the first device isolation layer 140.

상기 전기접합영역(130)은 상기 게이트 전극(122) 양단의 소스/드레인 간에 전압차(Potential Difference)를 발생시키고, 포토 차지(Photo Charge)의 덤핑(Dumping)이 가능하게 함으로써 출력이미지의 감도를 높인다.The electrical junction region 130 generates a potential difference between the source and the drain of the gate electrode 122 and enables dumping of the photo charge to increase the sensitivity of the output image. Increase

가령, 상기 전기접합영역(130)은 중간 농도의 n형 불순물 이온(n0)이 도핑됨으로써 형성될 수 있다.For example, the electrical junction region 130 may be formed by doping with an intermediate concentration of n-type impurity ions n0.

상기 전기접합영역(130)이 형성되면, 상기 제1 기판(100) 위에 제1 층간절연막(200)을 형성하고, 비아홀 공정 및 금속 매립 공정을 진행하여 상기 전기접합영역(130)과 상기 제1 층간절연막(200)의 상부 구조물을 전기적으로 접속시키는 제1 컨택 플러그(210)를 형성한다.When the electrical bonding region 130 is formed, a first interlayer insulating layer 200 is formed on the first substrate 100, and a via hole process and a metal filling process are performed to form the electrical bonding region 130 and the first substrate. A first contact plug 210 for electrically connecting the upper structure of the interlayer insulating film 200 is formed.

도 1에는, 단일층 구조의 상기 제1 층간절연막(200) 및 상기 제1 컨택 플러그(210)만이 도시되었으나, 이는 다수의 적층 구조를 가질 수 있다.In FIG. 1, only the first interlayer insulating layer 200 and the first contact plug 210 of a single layer structure are illustrated, but it may have a plurality of stacked structures.

다음으로, 제1 도전형 제2 기판을 이용하여 상기 이미지감지부를 형성한다.Next, the image sensing unit is formed using a first conductive type second substrate.

도 2는 제1 실시예에 따른 제2 기판(300)의 구조를 도시한 측단면도이다.2 is a side sectional view showing the structure of the second substrate 300 according to the first embodiment.

상기 제2 기판(300)은 웨이퍼 상태의 활성 실리콘 기판일 수 있으며, 상기 제2 기판(300)에 제1 불순물 이온을 주입하여 제1 이온주입층(320)을 형성한다. 상기 제2 기판(300)은 p형 기판이고, 상기 제1 불순물 이온은 저농도의 p형 불순물 이온(p--)으로서 고에너지로 주입될 수 있다.The second substrate 300 may be an active silicon substrate in a wafer state, and injects first impurity ions into the second substrate 300 to form a first ion implantation layer 320. The second substrate 300 may be a p-type substrate, and the first impurity ions may be implanted with high energy as a low concentration of p-type impurity ions (p--).

이어서, 상기 제2 기판(300)에 제2 불순물 이온을 주입하여 제2 이온주입층(310)을 형성한다. 상기 제2 불순물 이온은 고농도의 n형 불순물 이온(n+)으로서 저에너지로 주입될 수 있다.Subsequently, second impurity ions are implanted into the second substrate 300 to form a second ion implantation layer 310. The second impurity ions may be implanted with low energy as a high concentration of n-type impurity ions (n +).

이렇게 이온 주입 에너지가 차별화되므로, 상기 제1 이온주입층(320)은 상기 제2 이온주입층(310)보다 깊은 깊이를 가질 수 있다.Since the ion implantation energy is differentiated, the first ion implantation layer 320 may have a depth deeper than that of the second ion implantation layer 310.

상기 제1 이온주입층(320)과 상기 제2 이온주입층(310)이 이미지감지부를 이룬다.The first ion implantation layer 320 and the second ion implantation layer 310 form an image sensing unit.

이후, 상기 제1 이온주입층(320)과 상기 제2 이온주입층(310)의 전기적 활성화를 위하여 RTP(Rapid Thermal Processing)와 같은 열처리 공정을 진행한다.Thereafter, a heat treatment process such as rapid thermal processing (RTP) is performed to electrically activate the first ion implantation layer 320 and the second ion implantation layer 310.

열처리 공정이 진행된 후, 상기 제1 이온주입층(320) 밑의 상기 제2 기판(300) 영역 중 상부 영역에 제3 불순물 이온을 주입하여 이미지감지부의 분할영역(PD cleavage)(332)을 형성하고, 상기 분할 영역(332)을 기준으로 상기 제1 이온주입층(320) 밑의 상기 제2 기판(300)의 나머지 부분(330)을 블레이드 등을 이용하여 분리한다.After the heat treatment process is performed, a third impurity ion is implanted into an upper region of the second substrate 300 under the first ion implantation layer 320 to form a PD cleavage 332 of the image sensing unit. The remaining portion 330 of the second substrate 300 under the first ion implantation layer 320 is separated using a blade or the like based on the divided region 332.

상기 제3 불순물 이온으로는 수소 이온이 이용될 수 있다.Hydrogen ions may be used as the third impurity ions.

또한, 상기 제1 불순물 이온, 상기 제2 불순물 이온, 상기 제3 불순물 이온은 마스크 없이 상기 제2 기판(300) 전면에 블랭킷(blanket) 방식으로 이온주입될 수 있다.In addition, the first impurity ions, the second impurity ions, and the third impurity ions may be ion implanted onto the entire surface of the second substrate 300 in a blanket manner without a mask.

이후, 밑부분이 제거된 상기 제2 기판(300)을 뒤집어 상기 제1 기판(100)위의 상기 제1 층간절연막(200)에 결합한다.Subsequently, the second substrate 300 having the bottom portion removed is inverted to be coupled to the first interlayer insulating layer 200 on the first substrate 100.

이로써, 상기 이미지감지부가 리드아웃 회로의 상측에 위치되는 수직형 3차원 구조의 이미지 센서를 이룰 수 있다. 따라서, 실시예에 의하면 상기 이미지감지부의 필팩터를 높이고 포토다이오드의 후속 공정(back end process)에 의하여 형성되는 구조물에 의하여 광개구율이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.As a result, the image sensing unit may form an image sensor having a vertical three-dimensional structure positioned above the readout circuit. Therefore, according to the embodiment, it is possible to increase the fill factor of the image sensing unit and to prevent a phenomenon in which the light opening ratio is lowered by the structure formed by the back end process of the photodiode.

도 3은 제1 실시예에 따른 제1 기판(100)과 제2 기판(300)이 결합된 형태를 도시한 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view illustrating a form in which the first substrate 100 and the second substrate 300 are coupled according to the first embodiment.

상기 제2 이온주입층(310)은 상기 제1 컨택 플러그(210)와 접촉되며, 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(300)이 본딩되기 전에 플라즈마에 의한 액티베이션을 진행하여 본딩면의 표면에너지를 높임으로써 두 기판(100, 300)의 본딩을 진행할 수 있다. 또한, 상기 두 기판(100, 300)의 본딩력을 향상시키기 위하여 본딩 계면에 절연층, 금속층 등을 개제하여 본딩을 진행할 수도 있다.The second ion implanted layer 310 is in contact with the first contact plug 210, and is activated by plasma activation before the first substrate 100 and the second substrate 300 are bonded to each other, thereby bonding the surface. By increasing the surface energy of the bonding of the two substrates (100, 300) can proceed. In addition, in order to improve bonding strength of the two substrates 100 and 300, bonding may be performed by interposing an insulating layer and a metal layer at a bonding interface.

상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(300)이 결합된 후, 상기 제1 이온주입층(320) 위에 산화막 및 질화막(미도시됨)을 순서대로 증착하고, 제2 소자분리막을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성한다.After the first substrate 100 and the second substrate 300 are combined, an oxide film and a nitride film (not shown) are sequentially deposited on the first ion implantation layer 320 to define a second device isolation film. A photoresist pattern is formed.

이후, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 제1 식각 공정을 처리함으로써 상기 제2 소자분리막이 형성될 영역을 노출시키도록 상기 산화막과 상기 질화막을 식각한다.Subsequently, the oxide layer and the nitride layer are etched to expose a region where the second device isolation layer is to be formed by performing a first etching process using the photoresist pattern as an etching mask.

도 4는 제1 실시예에 따른 제2 기판(300)에 제3 이온주입층(320b)이 형성된 후의 형태를 도시한 측단면도이다.4 is a side cross-sectional view illustrating a form after the third ion implantation layer 320b is formed on the second substrate 300 according to the first embodiment.

이어서, 상기 식각된 산화막 및 질화막을 식각 마스크로 이용하여 상기 제1 이온주입층(320)과 상기 제2 이온주입층(310)의 제2 식각 공정을 처리함으로써 상기 제2 소자분리막이 형성될 트랜치(400)를 형성한다.Subsequently, a trench in which the second device isolation layer is to be formed by processing a second etching process of the first ion implantation layer 320 and the second ion implantation layer 310 using the etched oxide and nitride layers as an etching mask. To form 400.

이로써, 도 4에 도시된 것과 같이, 마름모꼴의 이미지감지부 형태를 갖춘 상기 제1 이온주입층(320a)과 상기 제2 이온주입층(310a)이 형성된다.As a result, as illustrated in FIG. 4, the first ion implantation layer 320a and the second ion implantation layer 310a having the shape of a rhombic image sensing unit are formed.

상기 트랜치(400)가 형성되면, 상기 포토레지스트 패턴, 상기 산화막 및 상기 질화막을 제거한다.When the trench 400 is formed, the photoresist pattern, the oxide layer, and the nitride layer are removed.

이후, 상기 트랜치(400) 측벽을 통하여 노출된 상기 제1 이온주입층(320a)의 측면과 상기 제1 이온주입층(320a)의 상면에 제4 불순물 이온과 제5 불순물 이온을 함께 도핑시킨다.Thereafter, a fourth impurity ion and a fifth impurity ion are doped together on the side surface of the first ion implantation layer 320a and the upper surface of the first ion implantation layer 320a exposed through the sidewalls of the trench 400.

상기 제4 불순물 이온과 상기 제5 불순물 이온이 도핑됨으로써 상기 제1 이온주입층(320a)의 상면 및 측면 일부에 소정 두께를 가지는 제3 이온주입층(320b)이 형성될 수 있다.As the fourth impurity ion and the fifth impurity ion are doped, a third ion implantation layer 320b having a predetermined thickness may be formed on a portion of the upper surface and the side surface of the first ion implantation layer 320a.

실시예에서, 상기 제4 불순물 이온과 상기 제5 불순물 이온은 상기 제1 불순물 이온과 상기 제2 불순물 이온의 중간 정도의 농도를 가지는 p형 불순물 이온(p0)으로 주입될 수 있다.In example embodiments, the fourth impurity ion and the fifth impurity ion may be implanted into a p-type impurity ion p0 having a concentration between the first impurity ion and the second impurity ion.

또한, 상기 제4 불순물 이온은 붕소 이온이고, 상기 제5 불순물 이온은 수소 이온일 수 있다.In addition, the fourth impurity ion may be boron ion, and the fifth impurity ion may be hydrogen ion.

도 1을 참조하면, 점선 표시 영역의 내부 영역이 공핍 영역으로서, 공핍 영역이 확장됨과 동시에, 이후 상기 트랜치에 형성될 제2 소자분리막과의 계면이 상기 제3 이온주입층(320b)에 의하여 분리됨으로써 전자생성률을 증가시키는 커패시턴스를 높이고, 상기 계면 상에서 발생되는 기생 전류를 제거할 수 있다.Referring to FIG. 1, an inner region of a dotted display region is a depletion region, and a depletion region is expanded, and an interface with a second device isolation layer to be formed in the trench is separated by the third ion implantation layer 320b. As a result, the capacitance for increasing the electron generation rate may be increased, and parasitic currents generated on the interface may be removed.

이와 같이, 기생 전류의 발생이 억제됨으로써 다크 노이즈 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.In this way, the generation of the parasitic current is suppressed, thereby preventing the occurrence of the dark noise phenomenon.

또한, 상기 붕소 이온과 상기 수소 이온이 함께 주입됨으로써 붕소 이온의 전기적 활성화가 수소 이온에 의하여 자연스럽게 이루어진다. 따라서, 붕소 이온의 활성화를 위한 별도의 고온 열처리 공정이 필요치 않으며, 전처리(Front-End) 공정에서 형성된 반도체 구조물에 영향이 가해지는 현상을 방지할 수 있다.In addition, since the boron ions and the hydrogen ions are injected together, the electrical activation of the boron ions is naturally performed by the hydrogen ions. Therefore, a separate high temperature heat treatment process for the activation of the boron ions is not required, and a phenomenon in which an influence on the semiconductor structure formed in the front-end process can be prevented.

참고로, 상기 제3 이온주입층(320b)은 450℃ 이하의 저온에서 형성될 수 있다.For reference, the third ion implantation layer 320b may be formed at a low temperature of 450 ° C. or less.

또한, 상기 수소 이온은 붕소 이온의 확산을 야기시킴으로써, 상기 제3 이온주입층(320b)이 상기 이미지감지부의 공핍영역과 상기 제2 소자분리막 사이에 최적의 농도 및 두께를 가지도록 하여 형성될 수 있도록 한다.In addition, the hydrogen ions cause diffusion of boron ions, so that the third ion implantation layer 320b may have an optimal concentration and thickness between the depletion region of the image sensing unit and the second device isolation layer. Make sure

도 1을 참조하여 계속 설명하면, 상기 트랜치(400)가 매립되도록 하여 상기 제3 이온주입층(320b)를 포함하는 상기 제1 층간절연막(200) 위에 절연층을 형성하고, 절연층의 표면을 CMP(Chemical Mechanical Polishing)와 같은 연마 공정을 통하여 평탄화한다.Referring to FIG. 1, the trench 400 is buried to form an insulating layer on the first interlayer insulating film 200 including the third ion implantation layer 320b, and the surface of the insulating layer is formed. Planarization is performed through a polishing process such as chemical mechanical polishing (CMP).

상기 트랜치에 매립된 절연층은 제2 소자분리막으로 기능되고, 상기 제3 이온주입층 위에 형성된 절연층은 제2 층간절연막(400a)으로 기능된다.The insulating layer embedded in the trench functions as a second device isolation layer, and the insulating layer formed on the third ion implantation layer functions as a second interlayer insulating film 400a.

또한, 상기 절연층은 상기 제3 이온주입층으로 입사되는 광을 차단하지 않도록 옥사이드와 같은 투명한 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the insulating layer may be made of a transparent material such as oxide so as not to block light incident to the third ion implantation layer.

최종적으로, 비아홀 공정 및 금속 매립 공정을 진행하여 상기 제3 이온주입층(320b)과 연결되는 제2 컨택 플러그(500)를 상기 제2 층간절연막(400a)에 형성한다.Finally, a via hole process and a metal filling process are performed to form a second contact plug 500 connected to the third ion implantation layer 320b on the second interlayer insulating film 400a.

이하, 제2 실시예에 따른 이미지 센서에 대하여 설명한다.Hereinafter, the image sensor according to the second embodiment will be described.

도 5는 제2 실시예에 따른 제2 기판(800)의 구조를 도시한 측단면도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 도시한 측단면도이다.5 is a side cross-sectional view showing the structure of a second substrate 800 according to the second embodiment, and FIG. 6 is a side cross-sectional view showing the structure of an image sensor according to the second embodiment.

도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 이미지 센서는 게이트 전극(622), 게이트 절연막(624), 부유확산층(610), 전기접합영역(630), 제1 소자분리막(640)이 형성된 제1 기판(600), 제1 컨택 플러그(710)가 형성된 제1 층간절연막(700), 상기 제1 층간절연막(700) 위에 형성된 제2 이온주입층(810a), 상기 제2 이온주입층(810a) 위에 형성된 제1 이온주입층(820a), 상기 제1 이온주입층(820a) 상에 형성된 제3 이온주입층(820b), 제2 층간절연막(900), 제2 컨택 플러그(910)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 6, the image sensor according to the second exemplary embodiment may include a gate electrode 622, a gate insulating layer 624, a floating diffusion layer 610, an electrical junction region 630, and a first device isolation layer 640. A first interlayer insulating film 700 having a first substrate 600, a first contact plug 710, a second ion implantation layer 810a and a second ion implantation layer 810a formed on the first interlayer insulating film 700. ) A first ion implantation layer 820a formed on the substrate, a third ion implantation layer 820b formed on the first ion implantation layer 820a, a second interlayer insulating film 900, and a second contact plug 910. It is done by

상기 제1 이온주입층(820a), 상기 제2 이온주입층(810a), 상기 제3 이온주입층(820b)은 활성 실리콘 기판인 제2 기판(800)에 형성된 것으로서, 이미지감지부를 이룬다.The first ion implantation layer 820a, the second ion implantation layer 810a, and the third ion implantation layer 820b are formed on the second substrate 800, which is an active silicon substrate, and form an image sensing unit.

제2 실시예에 따른 상기 제1 기판(600) 내지 제1 층간절연막(700) 까지의 구조는 전술한 제1 실시예와 유사하므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the structure from the first substrate 600 to the first interlayer insulating film 700 according to the second embodiment is similar to that of the first embodiment described above, repeated description thereof will be omitted.

도 5를 참조하면, 상기 제2 기판(800)에 제1 불순물 이온을 주입하여 제1 이온주입층(820)을 형성한다. 상기 제2 기판(800)은 P형 기판이고, 상기 제1 불순물 이온은 저농도의 n형 불순물 이온(n--)으로서 고에너지로 주입될 수 있다.Referring to FIG. 5, a first ion implantation layer 820 is formed by implanting first impurity ions into the second substrate 800. The second substrate 800 is a P-type substrate, and the first impurity ions may be implanted with high energy as a low concentration of n-type impurity ions (n--).

이어서, 상기 제2 기판(300)에 제2 불순물 이온을 주입하여 제2 이온주입층(810)을 형성한다. 상기 제2 불순물 이온은 고농도의 n형 불순물 이온(n+)으로서 저에너지로 주입될 수 있다.Subsequently, a second ion implantation layer 810 is formed by implanting second impurity ions into the second substrate 300. The second impurity ions may be implanted with low energy as a high concentration of n-type impurity ions (n +).

이렇게 이온 주입 에너지가 차별화되므로, 상기 제1 이온주입층(820)은 상기 제2 이온주입층(810)보다 깊은 깊이를 가질 수 있다.Since the ion implantation energy is differentiated, the first ion implantation layer 820 may have a depth deeper than that of the second ion implantation layer 810.

상기 제1 이온주입층(820)과 상기 제2 이온주입층(810)이 이미지감지부를 이룬다.The first ion implantation layer 820 and the second ion implantation layer 810 form an image sensing unit.

이후, 상기 제1 이온주입층(320)과 상기 제2 이온주입층(310)의 전기적 활성화를 위하여 RTP(Rapid Thermal Processing)와 같은 열처리 공정을 진행한다.Thereafter, a heat treatment process such as rapid thermal processing (RTP) is performed to electrically activate the first ion implantation layer 320 and the second ion implantation layer 310.

열처리 공정이 진행된 후, 상기 제1 이온주입층(820) 밑의 상기 제2 기판(800) 영역 중 상부 영역에 제3 불순물 이온을 주입하여 이미지감지부의 분할영역(PD cleavage)(832)을 형성하고, 상기 분할 영역(332)을 기준으로 상기 제1 이온주입층(820) 밑의 상기 제2 기판(800)의 나머지 부분을 블레이드 등을 이용하여 분리한다.After the heat treatment process is performed, a third impurity ion is implanted into an upper region of the second substrate 800 under the first ion implantation layer 820 to form a PD cleavage 832 of the image sensing unit. The remaining portion of the second substrate 800 under the first ion implantation layer 820 is separated using a blade or the like based on the divided region 332.

상기 제3 불순물 이온으로는 수소 이온이 이용될 수 있다.Hydrogen ions may be used as the third impurity ions.

또한, 상기 제1 불순물 이온, 상기 제2 불순물 이온, 상기 제3 불순물 이온은 마스크 없이 상기 제2 기판(800) 전면에 블랭킷(blanket) 방식으로 이온주입될 수 있다.In addition, the first impurity ions, the second impurity ions, and the third impurity ions may be ion implanted onto the entire surface of the second substrate 800 in a blanket manner without a mask.

다음으로, 밑부분이 제거된 상기 제2 기판(800)을 뒤집어 상기 제1 기판(600)위의 상기 제1 층간절연막(700)에 결합한다.Next, the second substrate 800, from which the bottom portion is removed, is turned over and bonded to the first interlayer insulating film 700 on the first substrate 600.

이후, 제2 소자분리막을 위한 트랜치를 형성하는 단계를 전술한 제1 실시예와 같이 진행하고, 마름모꼴의 상기 제1 이온주입층(820a)과 상기 제2 이온주입층(810a)이 형성되면 상기 제3 이온주입층(820b)을 형성한다.Subsequently, forming a trench for the second device isolation layer is performed in the same manner as in the first embodiment, and when the first ion implantation layer 820a and the second ion implantation layer 810a are formed in a rhombus shape, the trench is formed. The third ion implantation layer 820b is formed.

제2 실시예에 따른 상기 제3 이온주입층(820b)의 형성 과정, 상기 제2 층간절연막(900)의 형성과정, 상기 제2 컨택 플러그(910)의 형성 과정은 전술한 제1 실시예와 유사하므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.The process of forming the third ion implantation layer 820b, the process of forming the second interlayer insulating film 900, and the process of forming the second contact plug 910 according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment. Similar descriptions will be omitted.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 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.The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, which are merely examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible that are not illustrated above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention 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 1은 제1 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 도시한 측단면도.1 is a side sectional view showing the structure of an image sensor according to a first embodiment;

도 2는 제1 실시예에 따른 제2 기판의 구조를 도시한 측단면도.Fig. 2 is a side sectional view showing the structure of a second substrate according to the first embodiment.

도 3은 제1 실시예에 따른 제1 기판과 제2 기판이 결합된 형태를 도시한 측단면도.3 is a side cross-sectional view illustrating a form in which a first substrate and a second substrate are coupled according to the first embodiment.

도 4는 제1 실시예에 따른 제2 기판에 제3 이온주입층이 형성된 후의 형태를 도시한 측단면도.4 is a side cross-sectional view showing a form after a third ion implantation layer is formed on the second substrate according to the first embodiment;

도 5는 제2 실시예에 따른 제2 기판의 구조를 도시한 측단면도.Fig. 5 is a side sectional view showing the structure of a second substrate according to the second embodiment.

도 6은 제2 실시예에 따른 이미지 센서의 구조를 도시한 측단면도.6 is a side sectional view showing the structure of an image sensor according to a second embodiment;

Claims (19)

제1 기판에 제1 소자분리막, 리드아웃 회로가 형성되는 단계;Forming a first device isolation layer and a readout circuit on the first substrate; 상기 리드아웃 회로와 연결되는 전기접합영역이 상기 제1 기판에 형성되는 단계;Forming an electrical junction region connected to the lead-out circuit on the first substrate; 상기 전기접합영역과 연결되는 제1 컨택 플러그를 포함하는 제1 층간절연막이 상기 제1 기판 위에 형성되는 단계; 및Forming a first interlayer insulating film on the first substrate, the first interlayer insulating film including a first contact plug connected to the electrical bonding region; And 상기 제1 컨택 플러그와 연결되는 제2 이온주입층, 상기 제2 이온주입층 위에 형성된 제1 이온주입층; 상기 제1 이온주입층의 상면 및 측면 일부에 형성된 제3 이온주입층으로 이루어지는 이미지감지부를 포함하는 제2 기판이 상기 제1 층간절연막 위에 형성되는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.A second ion implantation layer connected to the first contact plug and a first ion implantation layer formed on the second ion implantation layer; And forming a second substrate including an image sensing unit including a third ion implantation layer formed on a portion of an upper surface and a side surface of the first ion implantation layer, on the first interlayer insulating film. 제1항에 있어서, 리드아웃 회로가 형성되는 단계는The method of claim 1, wherein forming the readout circuit is performed. 트랜스퍼 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 드라이브 트랜지스터, 셀렉트 트랜지스터 중 하나 이상의 트랜지스터의 게이트 절연막이 형성되는 단계;Forming a gate insulating film of at least one of a transfer transistor, a reset transistor, a drive transistor, and a select transistor; 상기 게이트 절연막 위에 게이트 전극이 형성되는 단계; 및Forming a gate electrode on the gate insulating film; And 소스 영역 및 드레인 영역이 형성되는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.A method of manufacturing an image sensor comprising the step of forming a source region and a drain region. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나는The method of claim 1, wherein at least one of the first substrate and the second substrate is p형 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.It is a p-type silicon substrate, The manufacturing method of the image sensor characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 제1 컨택 플러그 및 상기 제1 층간절연막은The method of claim 1, wherein the first contact plug and the first interlayer insulating film 다수의 적층 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.A manufacturing method of an image sensor comprising a plurality of laminated structures. 제1항에 있어서, 상기 제2 기판이 형성되는 단계는The method of claim 1, wherein the forming of the second substrate is performed. 상기 제2 기판의 상측으로부터 제1 불순물 이온을 주입하여 상기 제1 이온주입층을 형성하는 단계;Implanting first impurity ions from an upper side of the second substrate to form the first ion implantation layer; 상기 제2 기판의 상측으로부터 제2 불순물 이온을 주입하여 상기 제1 이온주입층보다 얕은 깊이의 제2 이온주입층을 형성하는 단계;Implanting second impurity ions from an upper side of the second substrate to form a second ion implantation layer having a depth smaller than that of the first ion implantation layer; 상기 제2 기판이 뒤집혀 상기 제1 층간절연막 위에 결합되는 단계;The second substrate is turned over and bonded to the first interlayer insulating film; 상기 제1 이온주입층 및 상기 제2 이온주입층의 일부가 식각되어 제2 소자분리막 영역을 정의하는 트랜치가 형성되는 단계;A portion of the first ion implantation layer and the second ion implantation layer is etched to form a trench defining a second device isolation layer region; 상기 제1 이온주입층의 측면 및 상면에 제4 불순물 이온 및 제5 불순물 이온이 주입되어 상기 제3 이온주입층이 형성되는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.And implanting fourth impurity ions and fifth impurity ions into side and top surfaces of the first ion implantation layer to form the third ion implantation layer. 제5항에 있어서, 상기 제2 기판이 상기 제1 층간절연막에 결합되는 단계는The method of claim 5, wherein the second substrate is coupled to the first interlayer dielectric layer. 상기 제1 이온주입층 밑의 상기 제2 기판의 상부에 제3 불순물 이온을 주입하여 분할영역을 형성하는 단계; 및Implanting third impurity ions into the second substrate below the first ion implantation layer to form a partition region; And 상기 분할영역을 기준으로 불순물 이온이 주입되지 않은 밑부분의 상기 제2 기판을 제거하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.And removing the second substrate of the bottom portion not implanted with impurity ions based on the partition region. 제6항에 있어서, 상기 제3 불순물 이온은The method of claim 6, wherein the third impurity ion 수소 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.A method of manufacturing an image sensor comprising hydrogen ions. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 불순물 이온, 상기 제4 불순물 이온, 상기 제5 불순물 이온은 p형 불순물 이온이고, 상기 제2 불순물 이온은 n형 불순물 이온이며, 상기 전기접합영역은 n형 불순물 이온이 도핑되고,The first impurity ion, the fourth impurity ion, and the fifth impurity ion are p-type impurity ions, the second impurity ion is n-type impurity ion, and the electrical junction region is doped with n-type impurity ion, 상기 제1 불순물 이온은 상기 전기접합영역보다 낮은 도핑 농도를 가지고, 상기 제2 불순물 이온은 상기 전기접합영역보다 높은 도핑 농도를 가지며, 상기 제4 불순물 이온과 상기 제5 불순물 이온은 상기 전기접합영역과 동일한 레벨의 도핑 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The first impurity ion has a lower doping concentration than the electrical junction region, the second impurity ion has a higher doping concentration than the electrical junction region, and the fourth impurity ion and the fifth impurity ion are the electrical junction region. And a doping concentration of the same level as that of the manufacturing method of the image sensor. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제4 불순물 이온, 상기 제5 불순물 이온은 p형 불순물 이온이고, 상기 제1 불순물 이온, 상기 제2 불순물 이온은 n형 불순물 이온이며, 상기 전기접합영역은 n형 불순물 이온이 도핑되고,The fourth impurity ion and the fifth impurity ion are p-type impurity ions, the first impurity ion and the second impurity ion are n-type impurity ions, and the electrical junction region is doped with n-type impurity ions, 상기 제1 불순물 이온은 상기 전기접합영역보다 낮은 도핑 농도를 가지고, 상기 제2 불순물 이온은 상기 전기접합영역보다 높은 도핑 농도를 가지며, 상기 제4 불순물 이온과 상기 제5 불순물 이온은 상기 전기접합영역과 동일한 레벨의 도핑 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The first impurity ion has a lower doping concentration than the electrical junction region, the second impurity ion has a higher doping concentration than the electrical junction region, and the fourth impurity ion and the fifth impurity ion are the electrical junction region. And a doping concentration of the same level as that of the manufacturing method of the image sensor. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제4 불순물 이온은 붕소 이온을 포함하고, 상기 제5 불순물 이온은 수소 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.And the fourth impurity ion includes boron ions, and the fifth impurity ion includes hydrogen ions. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 트랜치가 매립되도록 하여 상기 제3 이온주입층 위에 제2 층간절연막이 형성되는 단계;Forming a second interlayer insulating film on the third ion implantation layer by filling the trench; 상기 제3 이온주입층과 연결되는 제2 컨택 플러그가 상기 제2 층간절연막에 형성되는 단계를 더 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.And forming a second contact plug connected to the third ion implantation layer on the second interlayer insulating layer. 제1 소자분리막, 리드아웃 회로, 상기 리드아웃 회로와 연결된 전기접합영역이 형성된 제1 기판;A first substrate having a first device isolation layer, a lead-out circuit, and an electrical junction region connected to the lead-out circuit; 상기 전기접합영역과 연결되는 제1 컨택 플러그를 포함하고, 상기 제1 기판 위에 형성된 제1 층간절연막; 및A first interlayer insulating film including a first contact plug connected to the electrical bonding region and formed on the first substrate; And 상기 제1 컨택 플러그와 연결되는 제2 이온주입층, 상기 제2 이온주입층 위에 형성된 제1 이온주입층; 상기 제1 이온주입층의 상면 및 측면 일부에 형성된 제3 이온주입층으로 이루어지는 이미지감지부를 포함하고, 상기 제1 층간절연막 위에 형성된 제2 기판을 포함하는 이미지 센서.A second ion implantation layer connected to the first contact plug and a first ion implantation layer formed on the second ion implantation layer; And an image sensing unit including a third ion implantation layer formed on a portion of an upper surface and a side surface of the first ion implantation layer, and including a second substrate formed on the first interlayer insulating layer. 제12항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 적어도 하나는The method of claim 12, wherein at least one of the first substrate and the second substrate is p형 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.An image sensor, characterized in that the p-type silicon substrate. 제12항에 있어서, 상기 제1 컨택 플러그 및 상기 제1 층간절연막은The method of claim 12, wherein the first contact plug and the first interlayer insulating film 다수의 적층 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.An image sensor comprising a plurality of laminated structures. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 이온주입층, 상기 제3 이온주입층은 p형 불순물 이온이 도핑되고, 상기 제2 이온주입층, 상기 전기접합영역은 n형 불순물 이온이 도핑되며,P-type impurity ions are doped in the first ion implantation layer and the third ion implantation layer, and n-type impurity ions are doped in the second ion implantation layer and the electrical junction region, 상기 제1 이온주입층은 상기 전기접합영역보다 낮은 도핑 농도를 가지고, 상기 제2 이온주입층은 상기 전기접합영역보다 높은 도핑 농도를 가지며, 상기 제3 이온주입층은 상기 전기접합영역과 동일한 레벨의 도핑 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.The first ion implantation layer has a lower doping concentration than the electrical junction region, the second ion implantation layer has a higher doping concentration than the electrical junction region, and the third ion implantation layer has the same level as the electrical junction region. Image sensor, characterized in that having a doping concentration of. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제3 이온주입층은 p형 불순물 이온이 도핑되고, 상기 제1 이온주입층, 상기 제2 이온주입층, 상기 전기접합영역은 n형 불순물 이온이 도핑되며,The third ion implantation layer is doped with p-type impurity ions, the first ion implantation layer, the second ion implantation layer, and the electrical junction region is doped with n-type impurity ions, 상기 제1 이온주입층은 상기 전기접합영역보다 낮은 도핑 농도를 가지고, 상기 제2 이온주입층은 상기 전기접합영역보다 높은 도핑 농도를 가지며, 상기 제3 이온주입층은 상기 전기접합영역과 동일한 레벨의 도핑 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.The first ion implantation layer has a lower doping concentration than the electrical junction region, the second ion implantation layer has a higher doping concentration than the electrical junction region, and the third ion implantation layer has the same level as the electrical junction region. Image sensor, characterized in that having a doping concentration of. 제12항에 있어서, 상기 제3 이온주입층은The method of claim 12, wherein the third ion implantation layer 2개 이상의 p형 불순물 이온이 함께 도핑된 것을 특징으로 하는 이미지 센서.And at least two p-type impurity ions are doped together. 제12항에 있어서, 상기 제3 이온주입층은The method of claim 12, wherein the third ion implantation layer 붕소 이온과 수소 이온이 함께 도핑된 것을 특징으로 하는 이미지 센서.An image sensor characterized in that the boron ions and hydrogen ions are doped together. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제3 이온주입층 양측면에 형성된 트랜치를 매립하도록 하여 상기 제2 기판 위에 형성된 제2 층간절연막; 및A second interlayer insulating film formed on the second substrate by filling trenches formed on both sides of the third ion implantation layer; And 상기 제3 이온주입층과 연결되고, 상기 제2 층간절연막 상에 형성된 제2 컨택 플러그를 포함하는 이미지 센서..And a second contact plug connected to the third ion implantation layer and formed on the second interlayer insulating layer.
KR1020080089684A 2008-09-11 2008-09-11 Image sensor and manufacturing method of image sensor KR101016512B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080089684A KR101016512B1 (en) 2008-09-11 2008-09-11 Image sensor and manufacturing method of image sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080089684A KR101016512B1 (en) 2008-09-11 2008-09-11 Image sensor and manufacturing method of image sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100030792A true KR20100030792A (en) 2010-03-19
KR101016512B1 KR101016512B1 (en) 2011-02-24

Family

ID=42180627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080089684A KR101016512B1 (en) 2008-09-11 2008-09-11 Image sensor and manufacturing method of image sensor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101016512B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4304927B2 (en) * 2002-07-16 2009-07-29 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
KR100610481B1 (en) * 2004-12-30 2006-08-08 매그나칩 반도체 유한회사 Image sensor with enlarged photo detecting area and method for fabrication thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101016512B1 (en) 2011-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100882467B1 (en) Image sensor and method for manufacturing thereof
KR20100079058A (en) Image sensor and method for manufacturing thereof
JP2009158930A (en) Image sensor and method of manufacturing the same
JP2009164605A (en) Image sensor, and manufacturing method thereof
KR100922924B1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing thereof
KR100898473B1 (en) Image Sensor
KR100922929B1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing thereof
KR101024756B1 (en) Image sensor and manufacturing method of image sensor
US8228409B2 (en) Image sensor and method for manufacturing the same
KR101024815B1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing thereof
US20090065885A1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing the Same
KR101053773B1 (en) Image sensor and manufacturing method
KR100922922B1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing thereof
KR101046051B1 (en) Image sensor and manufacturing method
KR101016512B1 (en) Image sensor and manufacturing method of image sensor
KR20100077564A (en) Image sensor and method for manufacturing thereof
KR20100080210A (en) Image sensor and manufacturing method of image sensor
KR101024711B1 (en) Image sensor and manufacturing method of image sensor
KR100898472B1 (en) Method for Manufacturing Image Sensor
KR101024722B1 (en) Image sensor and manufacturing method of image sensor
KR101016514B1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing thereof
KR101038886B1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing thereof
KR101163817B1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof
KR101025066B1 (en) Image Sensor and Method for Manufacturing thereof
KR20100052944A (en) Image sensor and method for fabricating the same

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
LAPS Lapse due to unpaid annual fee