KR20100070576A - 수직형 이미지 센서의 제조 방법 - Google Patents
수직형 이미지 센서의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100070576A KR20100070576A KR1020080129183A KR20080129183A KR20100070576A KR 20100070576 A KR20100070576 A KR 20100070576A KR 1020080129183 A KR1020080129183 A KR 1020080129183A KR 20080129183 A KR20080129183 A KR 20080129183A KR 20100070576 A KR20100070576 A KR 20100070576A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- forming
- sensing unit
- image sensing
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 15
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 5
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000035876 healing Effects 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 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
-
- 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
- H01L27/1469—Assemblies, i.e. hybrid integration
-
- 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
- H01L27/1463—Pixel isolation structures
-
- 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
- H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
-
- 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
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14621—Colour filter arrangements
-
- 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
- H01L27/14636—Interconnect structures
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
실시예에 따른 수직형 이미지 센서의 제조 방법은 배선 및 리드아웃서킷을 포함하는 제1 기판 위에 금속배선, 컨택 플러그를 포함하는 절연층이 형성되는 단계; 상기 절연층 위에 이미지 감지부를 포함하는 제2 기판이 본딩되는 단계; 상기 이미지 감지부를 픽셀별로 분리하기 위하여 상기 제2 기판에 트랜치가 형성되는 단계; 상기 트랜치를 절연물질로 갭필하여 PTI가 형성되는 단계; 상기 PTI, 상기 이미지 감지부, 상기 절연층 위에 제1물질층이 형성되는 단계; 및 상기 제1물질층 위에 제2물질층이 형성되고, 중수소 어닐링 공정이 진행됨으로써 상기 트랜치 형성시 발생된 기판의 결정 결함이 치유되는 단계를 포함한다.
실시예에 의하면, 포토 다이오드로 기능되는 도우너 기판을 픽셀 단위로 트랜치 식각하는 경우 발생되는 기판의 결정 결함을 중수소 어닐링을 이용하여 치유함으로써 수직형 이미지 센서의 감도 및 조도 특성을 향상시킬 수 있다.
수직형 이미지 센서, 메인 기판, 도우너 기판, 포토 다이오드, 중수소 어닐링
Description
실시예는 수직형 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다.
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.
종래의 기술에서는 기판에 포토 다이오드(Photodiode)를 이온주입 방식으로 형성시킨다. 그런데, 칩사이즈(Chip Size) 증가 없이 픽셀(Pixel) 수 증가를 위한 목적으로 포토 다이오드의 사이즈가 점점 감소함에 따라 수광부 면적 축소로 이미지 특성(Image Quality)이 감소하는 경향을 보이고 있다.
또한, 포토 다이오드의 커패시턴스를 증가시켜 전자 생성율을 증가시키는 방법이 고려되고 있으나, 커패시턴스를 증가시키기 위하여 포토 다이오드의 공핍영역을 확장하는데 한계가 있으며, 포토 다이오드의 후속 공정(back end process)에 의하여 형성되는 구조물에 의하여 광개구율이 저하된다.
이를 극복하기 위한 대안 중 하나로 포토 다이오드를 비정질 실리콘(amorphous Si)으로 증착하거나, 웨이퍼 대 웨이퍼 본딩(Wafer-to-Wafer Bonding) 등의 방법으로 리드아웃 회로(Readout Circuitry)는 실리콘 기판(Si Substrate)(메인 기판)에 형성시키고, 포토 다이오드는 리드아웃 회로 상부의 다른 기판(도우너(doner) 기판)에 형성시키는 구조(참고로, "3차원 이미지센서", "PD-up CIS" 라고 지칭됨)가 시도되고 있다.
이러한 구조는, 도우너 기판의 포토 다이오드 영역에 p+ 영역, n- 영역, n+ 영역을 순서대로 형성하고, 도우너 기판과 메인 기판을 접합시킴으로써 이루어진다.
그러나, 도우너(doner) 기판과 메인 기판을 결합한 후 픽셀 단위를 이루는 포토 다이오드 사이를 구분(isolation)하기 위하여 트랜치형 픽셀 분리막(PTI; Pixel Trench Isolation) 공정을 진행하는 경우 식각에 따른 과도한 플라즈마 손상(Plasma Damage)이 발생되어, 칩끝단(Chip Edge)에 다크 결함(Dark Defect)이 다량 발생되는 문제점이 있다.
이는 이미지 센서의 저조도 특성의 감소 및 생산 수율을 저해하는 원인이 된다.
실시예는 수직형 이미지 센서 중 포토 다이오드(수광부)로 기능되는 도우너 기판을 픽셀 단위로 트랜치 식각하는 경우 발생되는 다크 결함의 영향을 최소화함으로써 감도 및 조도 특성이 우수한 이미지 센서의 제조 방법을 제공한다.
실시예에 따른 수직형 이미지 센서의 제조 방법은 배선 및 리드아웃서킷을 포함하는 제1 기판 위에 금속배선, 컨택 플러그를 포함하는 절연층이 형성되는 단계; 상기 절연층 위에 이미지 감지부를 포함하는 제2 기판이 본딩되는 단계; 상기 이미지 감지부를 픽셀별로 분리하기 위하여 상기 제2 기판에 트랜치가 형성되는 단계; 상기 트랜치를 절연물질로 갭필하여 PTI가 형성되는 단계; 상기 PTI, 상기 이미지 감지부, 상기 절연층 위에 제1물질층이 형성되는 단계; 및 상기 제1물질층 위에 제2물질층이 형성되고, 중수소 어닐링 공정이 진행됨으로써 상기 트랜치 형성시 발생된 기판의 결정 결함이 치유되는 단계를 포함한다.
실시예에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 포토 다이오드로 기능되는 도우너 기판을 픽셀 단위로 트랜치 식각하는 경우 발생되는 기판의 결정 결함을 중수소 어닐링을 이용하여 치유함으로써 수직형 이미지 센서의 감도 및 조도 특성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 포토 다이오드로 기능되는 도우너 기판을 픽셀 단위로 트랜치 식각하 는 경우 다크 결함 등과 같은 결함을 효과적으로 치유할 수 있으므로, 수직형 이미지 센서의 감도 특성, 조도 특성을 개선할 수 있고, 생산 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 수직형 이미지 센서의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
이하, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되므로 본 발명의 기술적 사상과 직접적인 관련이 있는 핵심적인 구성부만을 언급하기로 한다.
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.
도 1은 실시예에 따른 제2 기판(200)(도우너 기판) 상에 이미지 감지부(210)가 형성된 후의 형태를 도시한 측단면도이다.
제2 기판(200)(도우너 기판)에 에피택시얼(epitaxial) 방식에 의해 결정형 반도체층(crystalline semiconductor layer)(미도시)을 형성한다. 이후, 제2 기판(200)과 결정형 반도체층(210a)의 경계에 수소이온을 주입하여 수소이온 주입 층(207a)을 형성한다. 상기 수소이온의 주입은 이미지 감지부(210) 형성을 위한 이온주입 후에 진행될 수도 있다.
상기 이미지 감지부(210)가 상기 결정형 반도체층에 형성됨으로써 상기 이미지감지부(210)가 리드아웃 회로의 상측에 위치하는 3차원 이미지센서를 채용하여 필팩터를 높이면서, 이미지감지부 내의 디펙트를 방지할 수 있다.
상기 이미지감지부(210)는 포토다이오드일 수 있으나 이에 한정되는 것이 아니고 포토게이트, 포토다이오드와 포토게이트의 결합형태 등이 될 수 있다. 한편, 실시예는 이미지 감지부(210)가 결정형 반도체층에 형성된 예를 들고 있으나 이에 한정되는 것이 아니며 비정질 반도체층에 형성된 것을 포함한다.
다음으로, 상기 결정형 반도체층에 이온주입에 의해 이미지 감지부(210)를 형성한다. 예를 들어, 상기 결정형 반도체층 하부에 그라운드로 사용될 제2 도전형 전도층(216)을 형성한다. 가령, 상기 결정형 반도체층 하부에 마스크 없이 블랭킷으로 제2 기판(200) 전면에 이온주입하여 고농도 P형 전도층(216)을 형성할 수 있다.
이후, 상기 제2 도전형 전도층(216) 상에 수광부로 사용될 제1 도전형 전도층(214)을 형성한다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 전도층(216)의 상에 마스크 없이 블랭킷으로 제2 기판(200) 전면에 이온주입하여 저농도 N형 전도층(214)을 형성할 수 있다.
이후, 실시예는 상기 제1 도전형 전도층(214) 상에 고농도 제1 도전형 전도층(212)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 전도 층(214)의 상에 마스크 없이 블랑킷(blanket) 방식으로 제2 기판(200) 전면에 이온주입하여 고농도 N+형 전도층(212)을 더 형성함으로써 오믹컨택에 기여할 수 있다.
한편, 배선과 리드아웃 회로(Circuitry)가 형성된 제1 기판(도 2; 100)(메인 기판)을 준비한다. 예를 들어, 제2 도전형 제1 기판에 소자분리막을 형성하여 액티브 영역을 정의하고, 상기 액티브 영역에 트랜지스터를 포함하는 리드아웃 회로를 형성한다. 예를 들어, 리드아웃 회로는 트랜스퍼(transfer) 트랜지스터(Tx), 리셋(reset) 트랜지스터(Rx), 드라이브(drive) 트랜지스터(Dx), 셀렉트(select) 트랜지스터(Sx)를 포함하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 이미지 감지부(210)와 리드아웃서킷이 연결되는 경우 포토차지(Photo Charge)의 원활한 이동통로를 만들어 주기 위하여 상기 제1 기판에 제1 도전형 연결영역을 형성한다.
다음으로 상기 제1 기판 위에 금속배선(도 2; 112), 컨택 플러그(도 2; 114), 메탈 컨택(도 2; 116)을 포함하는 절연층(도 2; 110)을 형성한다.
도 2는 실시예에 따른 제1 기판(100)과 제2 기판(200)이 결합된 후의 수직형 이미지 센서의 형태를 도시한 측단면도이다.
다음으로, 상기 제2 기판(200)을 뒤집어서 상기 고농도 제1 도전형 전도층(212)과 상기 절연층(110)이 접촉되도록 상기 제1 기판(100)과 본딩한다.
상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200)을 본딩하기 전에 플라즈마에 의한 액티베이션에 의해 본딩되는 면의 표면에너지를 높임으로써 본딩을 진행할 수 있다. 한편, 본딩력을 향상시키기 위해 본딩계면에 절연층, 금속층 등을 개재하여 본딩을 진행할 수 있다.
이후, 상기 제2 기판(200)에 열처리를 통해 상기 수소이온 주입층(207a)이 수소기체층(미도시)으로 변하게 하고, 수소기체층을 기준으로 이미지 감지부(210)를 남기고 제2 기판(200)의 나머지(밑부분)를 블레이드 등을 이용하여 제거한다.
따라서, 도 2와 같은 형태의 수직형 이미지 센서가 완성된다.
도 3은 실시예에 따른 이미지 감지부(210)에 PTI(Pixel Trench Isolation)를 형성하기 위한 마스크(300)가 형성된 후의 형태를 도시한 측단면도이다.
이후, 상기 이미지 감지부(210)를 픽셀별로 분리하기 위한 트랜치 영역을 정의하는 마스크(300)를 상기 이미지 감지부(210) 위에 형성한다.
도 4는 실시예에 따른 이미지 감지부(210)에 PTI가 형성된 후의 수직형 이미지 센서의 형태를 도시한 측단면도이다.
이후, 상기 마스크(300)를 식각 마스크로 이용하여 식각 공정을 처리함으로써, 상기 이미지 감지부(210)에 트랜치를 형성하고, 상기 트랜치를 절연층으로 채움으로써 PTI(Pixel Trench Isolation)(310)를 형성한다.
이때, 트랜치 식각 공정에 의한 과도한 플라즈마 손상(Plasma Damage)이 발생되어 반도체 기판에 결정 결함이 발생되며, 실시예에 의하면, 이러한 결정 결함을 치유(curing)하기 위하여 다음과 같은 후속 공정을 진행한다.
도 5는 실시예에 따른 질화물 계열의 제2물질층(500)이 형성된 후의 수직형 이미지 센서의 형태를 도시한 측단면도이다.
우선, 상기 마스크(300), 상기 PTI(310), 상기 절연층(110) 위에 실리케이트 계열의 제1물질층(400)을 형성한다.
가령, 상기 제1물질층(400)은 TEOS(Tetraethyl orthosilicate; Si(C2H5O4))을 포함하여 이루어지며, 약 3500Å 내지 4500Å의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제1물질층(400)이 형성되면, 그 위에 질화물 계열의 제2물질층(500)을 형성한다.
가령, 상기 제2물질층(500)은 SiN을 포함하여 이루어지며, 약 900Å 내지 1100Å의 두께로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 결정 결함을 치유하기 위하여 열처리를 진행하는데, 실시예에서는 중수소 어닐링(Deuterium Annealing) 공정을 이용한다.
중수소는 수소 동위 원소의 일종으로서, 보통의 수소와 화학적 성질은 유사하며 2배의 질량을 가진다. 즉, 수소의 원자핵이 1개의 양성자로 이루어지는 반면, 중수소의 원자핵은 양성자 1개와 중성자 1개로 이루어져 있다.
따라서 중수소는 수소보다 2배 이상 무거우며 열처리시 반도체 기판과의 결합력이 훨씬 우수하므로, 반도체 기판의 결정 결함을 효과적으로 치유할 수 있고, 플라즈마 손상에 의한 자유 전자(free electron) 특성을 개선하여 저조도 특성의 열화를 개선할 수 있다.
실시예에서, 중수소 어닐링 공정은 약 400℃ 내지 450℃의 온도에서, 약 20분 내지 40분 동안, 약 20atm 내지 30atm의 챔버 압력을 가하여 진행될 수 있다.
이후, 상기 마스크(300), 상기 제1물질층(400), 상기 제2물질층(500)을 제거하고, 상부전극(미도시), 컬러필터(미도시) 등의 공정을 진행한다.
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.
도 1은 실시예에 따른 제2 기판(도우너 기판) 상에 이미지 감지부가 형성된 후의 형태를 도시한 측단면도.
도 2는 실시예에 따른 제1 기판과 제2 기판이 결합된 후의 수직형 이미지 센서의 형태를 도시한 측단면도.
도 3은 실시예에 따른 이미지 감지부에 PTI(Pixel Trench Isolation)를 형성하기 위한 마스크가 형성된 후의 형태를 도시한 측단면도.
도 4는 실시예에 따른 이미지 감지부에 PTI가 형성된 후의 수직형 이미지 센서의 형태를 도시한 측단면도.
도 5는 실시예에 따른 질화물 계열의 제2물질층이 형성된 후의 수직형 이미지 센서의 형태를 도시한 측단면도.
Claims (11)
- 배선 및 리드아웃서킷을 포함하는 제1 기판 위에 금속배선, 컨택 플러그를 포함하는 절연층이 형성되는 단계;상기 절연층 위에 이미지 감지부를 포함하는 제2 기판이 본딩되는 단계;상기 이미지 감지부를 픽셀별로 분리하기 위하여 상기 제2 기판에 트랜치가 형성되는 단계;상기 트랜치를 절연물질로 갭필하여 PTI가 형성되는 단계;상기 PTI, 상기 이미지 감지부, 상기 절연층 위에 제1물질층이 형성되는 단계; 및상기 제1물질층 위에 제2물질층이 형성되고, 중수소 어닐링 공정이 진행됨으로써 상기 트랜치 형성시 발생된 기판의 결정 결함이 치유되는 단계를 포함하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 기판이 본딩되는 단계는상기 제2 기판에 결정형 반도체층이 형성되는 단계;상기 제2 기판과 상기 결정형 반도체층의 경계에 수소이온 주입층이 형성되는 단계;상기 결정형 반도체층 상에 이온이 주입되어 이미지 감지부가 형성되는 단계;상기 제2 기판이 뒤집혀져 상기 이미지 감지부 및 상기 제1 기판의 절연층이 본딩되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 이미지 감지부가 형성되는 단계는상기 결정형 반도체층의 하부로부터 제2 도전형 전도층이 형성되는 단계;상기 제2 도전형 전도층 위에 제1 도전형 전도층이 형성되는 단계;상기 제1 도전형 전도층 위에 고농도 제1 도전형 전도층이 형성되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 기판 및 상기 제1 기판이 본딩되는 단계는상기 제2 기판이 상기 제1 기판에 본딩된 후 상기 수소이온 주입층이 수소기체층으로 전환되는 단계; 및상기 수소기체층을 기준으로 상기 이미지 감지부를 제외한 상기 제2 기판이 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 기판에 트랜치가 형성되는 단계는상기 트랜치 영역을 정의하는 마스크가 상기 이미지 감지부 위에 형성되는 단계; 및상기 마스크를 식각 마스크로 하여 식각 공정이 처리됨으로써 상기 이미지 감지부 상에 상기 트랜치가 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1물질층은 실리케이트 계열의 물질을 포함하고,상기 제2물질층은 질화물 계열의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제6항에 있어서,상기 제1물질층은 TEOS를 포함하고,상기 제2물질층은 SiN을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1물질층은3500Å 내지 4500Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2물질층은900Å 내지 1100Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 중수소 어닐링 공정은400℃ 내지 450℃의 온도, 20분 내지 40분의 시간, 20atm 내지 30atm의 챔버 압력 중 하나 이상의 공정 조건을 충족하여 진행되는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 결정 결함이 치유된 후, 상기 제2물질층, 상기 제1물질층이 제거되는 단계; 및상부전극, 컬러필터층을 포함하는 상부 구조물이 상기 이미지 감지부 위에 형성되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 이미지 센서의 제조 방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080129183A KR20100070576A (ko) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 수직형 이미지 센서의 제조 방법 |
| US12/638,121 US7883913B2 (en) | 2008-12-18 | 2009-12-15 | Manufacturing method of image sensor of vertical type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080129183A KR20100070576A (ko) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 수직형 이미지 센서의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100070576A true KR20100070576A (ko) | 2010-06-28 |
Family
ID=42266709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080129183A KR20100070576A (ko) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 수직형 이미지 센서의 제조 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7883913B2 (ko) |
| KR (1) | KR20100070576A (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8278614B2 (en) * | 2008-10-09 | 2012-10-02 | Dongbu Hitek Co., Ltd. | Image sensor and method for manufacturing the same |
| JP6677594B2 (ja) * | 2016-06-30 | 2020-04-08 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6841411B1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-11 | Agilent Technologies, Inc. | Method of utilizing a top conductive layer in isolating pixels of an image sensor array |
| JP4046067B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2008-02-13 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
| KR20060000900A (ko) * | 2004-06-30 | 2006-01-06 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 중수소 어닐링을 적용한 이미지센서 제조방법 |
| JP5597354B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2014-10-01 | 株式会社東芝 | シンチレータパネル及び放射線検出器 |
| JP4770864B2 (ja) * | 2008-04-11 | 2011-09-14 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | 半導体装置 |
-
2008
- 2008-12-18 KR KR1020080129183A patent/KR20100070576A/ko not_active Application Discontinuation
-
2009
- 2009-12-15 US US12/638,121 patent/US7883913B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100159628A1 (en) | 2010-06-24 |
| US7883913B2 (en) | 2011-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100922921B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| US20090173940A1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing the Same | |
| US8178381B2 (en) | Back side illumination image sensor and method for manufacturing the same | |
| KR100922924B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR100898473B1 (ko) | 이미지센서 | |
| US7985613B2 (en) | Method for manufacturing back side illumination image sensor | |
| KR100922929B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20100070576A (ko) | 수직형 이미지 센서의 제조 방법 | |
| US20100091154A1 (en) | Image Sensor and Method For Manufacturing the Same | |
| KR100922922B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| TW201013914A (en) | Image sensor and manufacturing method of image sensor | |
| KR100936105B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20100080210A (ko) | 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법 | |
| US20090065887A1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing the Same | |
| KR20100045609A (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR101016512B1 (ko) | 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR101016514B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR101025066B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR100882986B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR101033348B1 (ko) | 이미지센서의 제조방법 | |
| KR101024711B1 (ko) | 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR101033397B1 (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR100898472B1 (ko) | 이미지센서의 제조방법 | |
| KR100954918B1 (ko) | 이미지센서의 제조방법 | |
| KR101016516B1 (ko) | 이미지센서 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |