KR910003497B1 - 이미지 센서의 스미어 노이즈 억제장치 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 종래의 이미지 센서의 단면도.
제 2 도는 본 발명 이미지 센서의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
A : N형기판 H : 게이트산화막
B : P--웰 I : 폴리사이드
C : P-웰 J : 폴리실리콘
D : 포토다이오드 K : 패시베이션
E : 매설채널 L : 메탈
F : 전송게이트 M : 컬러필터
G : 채널스톱 N : 볼록렌즈
본 발명은 광에너지를 전기적 신호로 변화시켜 TV 화면에 영상을 재현하는 이미지 센서에 관한 것으로, 특히, CCD(Charge Coupled Device)이미지 센서의 스미어 노이즈(Smear Noise)를 억제시키기 위한 이미지 센서의 스미어 노이즈 억제장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 이미지 센서는 제 1 도에 도시한 바와같이, N형 기판(A)에 P--웰(B)과 P-웰(C)이 형성되어 P--웰(B)위에는 포토다이오드(D)가 형성되고 P-웰(C)위에는 매설채널(E)이 형성된다.
양측으로 채널스톱(G)이 형성되는 포토다이오드(D)와 매설채널(E)사이에 전송게이트(F)가 형성되고 여기에 게이트 산화막(H)을 사이에두고 포토다이오드(D)의 수광부가 오픈된 폴리실리콘(J)이 형성된다.
이 폴리실리콘(J)위에는 패시베이션(K)과 포토다이오드(D)의 수광부가 오픈된 메탈(L)이 형성되며 그 위에 컬러필터(M)가 형성된다.
이와같은 구조의 이미지 센서에서, 포토다이오드(D)에 수지광(①)이 입력되면 포토다이오드(D)에서는 입력광에 따른 정상적인 캐리어가 발생되고 스미어 캐리어가 발생되지 않게 되지만, 포토다이오드(D)에 경사광(②)이 입력되면 그 광의 일부가 포토다이오드(D)의 표면에서 반사되고 다시 메탈(L)에서 재반사되어 매설채널(E)을 통과하게 되므로, 매설채널(E)아래에서는 스미어 캐리어가 발생된다.
이 스미어 캐리어가 매설채널(E)로 유입되어 포토다이오드(D)에서 발생되는 정상적인 캐리어와 재결합하게 됨으로써, 이미지 센서의 감도 특히 청색감도가 떨어지는 문제가 나타난다.
이러한 문제점을 해소하기위한 방법으로, 매설 채널래에 p+층을 형성하여 줌으로써 스미어 캐리어가 매설채널로 유입되는 것을 방지하는 방법과, 임의의 광신호와 신호처리회로를 추가함으로써 스미어 노이즈 성분을 추출해내는 방법이 있으나, 전자의 경우 공정상의 어려움이 따르게 되고 후자의 경우 칩 사이즈가 증가되는 문제가 있게 된다.
본 발명은 이와같은 점을 감안하여 안출한 것으로 포토다이오드의 수광부의 컬러필터를 볼록렌즈형으로 형성시켜 입사광이 집속되게 하고, 폴리 실리콘층위에 폴리사이드층을 형성시켜 경사 입사광에 대한 도파로가 형성되게 함으로써, 양자효율(Quantum Efficiency)이 향상되고 스미어 노이즈의 발생이 억제되며 클럭의 타임딜레이가 줄어들게 되는 이미지 센서의 스미어 노이즈 억제 장치 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.
이하 첨부도면에 따라 본 발명을 설명한다.
제 2 도에 도시한 바와같이 통상의 이미지 센서의 구성에서, 폴리실리콘(J)상에 폴리사이드(I)가 형성되고, 컬러필터(M)의 포토다이오드(D)의 수광부가 볼록렌즈(N)로 형성되는 구성으로 된다.
이와같은 본 발명 이미지 센서의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
N형 실리콘 기판(A)상에 P--웰(B)과 P-웰(C)을 형성하고 여기에 각각 포토다이오드(D)와 매설채널(E)을 형성한후 게이트 산화막(H)을 가르고 폴리실리콘(J)을 침적시킨다.
폴리실리콘(J)위에 Ti 또는 W을 증착시켜 폴리사이드(I)를 형성한후 포토다이오드(D)의 수광부를 한정 식각한다.
이 폴리사이드는 이후 게이트 전극으로 사용된다. 폴리사이드(I)형성후 패시베이션층(K)을 형성하고 메탈(L)을 증착시킨다음 상기한 포토 다이오드의 수광부를 한정 식각한다. 메탈(L)형성공정후 얇은 컬러필터층(M)을 도포하고 포토레지스트를 이용하여 수광부의 패턴을 형성한다.
상기 포토레지스트를 마스크로하여 컬러필터층(M)을 이방성 식각방법으로 식각하여, 포토 다이오드의 수광부를 볼록렌즈(N)로 형성한다.
이상과 같은 방법으로 제조되는 본 발명 이미지 센서의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
제 2 도에 도시한 바와같이, 포토다이오드(D)에 수직광(①)이 입사될 경우에는 컬러필터(M)의 수광부 측에 형성된 볼록렌즈(N)에 의해 입사광이 집속되므로 양자 효율이 증가되게 된다. 또한 입사광의 촛점을 P--웰(B)의 표면 즉, 실리콘 기판의 표면으로 되게 함으로써, 입사되는 광이 포토다이오드(D)의 표면에서 반사됨에 따라 그의 감도가 떨어지게 되었던 문제점을 해소시킬수 있게된다.
특히, 비교적 단파장인 칭색광의 경우 종래의 이미지 센서에서 보다 그의 감도가 크게 개선된다.
한편, 포토다이오드(D)에 경사광(②)이 입사될 경우에는 포토다이오드(D)의 표면에서 반사가 일어나게 되는데, 이때 반사되는 광은 메탈(L)과 폴리사이드(I)로 형성되는 도파로를 따라 진행하게 되므로, 이 반사광에 의해 매몰채널(E)아래의 전자몰이 자극되어 스미어 노이즈가 발생되는 현상이 일어나지 않게된다.
이상에서 설명한 바와같은 본 발명의 이미지 센서는 양자효율과 청색감도가 향상되고, 스미어 노이즈의 발생이 효과적으로 억제되며, 또한 폴리실리콘대신 폴리사이드가 라인으로 사용됨에 따라 그의 저항이 줄어들게 되므로 클럭의 타임 딜레어가 줄어들게 되는 특징을 가지게 된다.
Claims (3)
- 실리콘 기판위에 포토다이오드(D)와 매설채널(E)이 형성되고 수광부가 오픈된 폴리실리콘(J)과 메탈(L)이 차례로 형성되며 그 위에 컬러필터(M)가 형성되는 이미지 센서에 있어서, 폴리실리콘(J)위에 폴리사이드(I)를 형성하고 컬러필터(M)의 수광부를 볼록렌즈(N)로 형성하여서 된 이미지 센서의 스미어 노이즈 억제장치.
- 이미지 센서의 제조방법에 있어서, 실리콘 기판(A)상에 포토다이오드(D)와 매설채널(E)과 폴리실리콘(J)을 형성하는 통상의 공정이후, 폴리실리콘(J)위에 Ti 또는 W을 증착하여 폴리사이드(I)를 형성한후 수광부를 한정식각하는 공정과, 여기에 패시베이션(K)을 형성하고 메탈(L)을 증착한 후 수광부르 한정식각하는 공정과, 여기에 컬러필터(M)를 도포하고 포토레지스터를 수광부의 패턴을 형성한후 이방성 식각방법으로 볼록렌즈(N)을 형성하는 공정과로 됨을 특징으로하는 이미지 센서의 스미어 노이즈 억제장치의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 볼록렌즈(N)의 초점이 시리콘 기판(A)의 표면으로 되도록 볼록렌즈(N)가 형성됨을 특징으로 하는 이미지 센서의 스미어 노이즈 억제장치의 제조방법.
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