KR100280400B1 - 고체촬상소자 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체촬상소자 제조방법에 관한 것으로, 종래 고체촬상소자 제조방법은 게이트의 상부에 층간절연막을 형성할 때, 그 하부의 질화막상부에는 층간절연막이 잘 형성되지 않아 그 층간절연막의 상부에 형성하는 게이트와 하부에 형성하는 게이트가 전기적으로 접속되는 경우가 발생하여 고체촬상소자 전체를 사용하지 못하게 되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 절연층의 상부에 형성하는 게이트의 측면을 2단계의 사진식각공정을 통해 계단형으로 형성함으로써, 그 상부에 증착되는 층간절연막이 균일하게 형성되도록 함으로써, 이후에 그 층간절연막의 상부에 형성하는 게이트와 층간절연막하부의 게이트가 서로 전기적으로 영향을 주지 않도록 하여 고체촬상소자의 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

고체촬상소자 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR CHARGE COUPLED DEVICE}

본 발명은 고체촬상소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 게이트의 상부에 증착되는 층간절연막이 균일하게 증착되도록하여, 그 층간절연막의 상부에 형성되는 게이트와의 접속됨을 방지하는데 적당하도록 한 고체촬상소자의 전극 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고체 촬상소자는 마이크로 랜즈를 통해 입력되는 광을 광다이오드를 통해 전기적인 신호로 변환시키고, 다수개의 게이트를 제어하여 상기 광다이오드의 출력신호, 즉 전하를 외부로 이동시키게 된다. 이때, 광다이오드에 발생한 전하를 이동시키는 게이트는 층간절연막에 의해 절연되는 두 층의 다결정실리콘으로 이루어지며, 두 게이트 중 상부의 게이트는 광다이오드에 축적된 전하를 이동시키는 역할을 하게 되며, 하부의 게이트는 이동된 전하를 수직으로 이동시키는 수직이동채널을 형성시키게 된다. 이와 같은 고체촬상소자의 게이트는 단순히 다결정실리콘을 증착하고, 그 다결정실리콘을 사진식각공정을 통해 소정의 패턴으로 식각하여 형성하였으며, 이와 같은 종래 고체촬상소자의 게이트 형성방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1a 내지 도1c는 종래 고체촬상소자 제조방법의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 엔웰(1)의 상부에 절연층(2)을 형성하고, 그 절연층(2)의 상부 전면에 다결정실리콘(3)을 증착한 후, 그 다결정실리콘(3)의 상부에 포토레지스트(P/R)를 도포하고 노광하여 소정의 패턴을 형성하는 단계(도1a)와; 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R)를 식각 마스크로 하여 상기 다결정실리콘(3)을 식각하여 게이트를 형성하는 단계(도1b)와; 상기 다결정실리콘(3)의 상부에 층간절연막(4)과 다결정실리콘(5)을 순차적으로 증착하는 단계(도1c)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 종래 고체촬상소자 제조방법을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1a에 도시한 바와 같이 기판의 상부에 형성하여 광다이오드(도면미도시)에 전하가 과도하게 축적된 경우 이를 외부로 출력하는 역할을 하는 엔웰(N-TYPE WELL)의 상부에 절연층(2)을 증착한다. 이때, 증착하는 절연층(2)은 유전적특성과 절연적특성이 우수한 산화막, 질화막, 산화막 적층구조로 증착한다.

그 다음, 상기 절연층(2)의 상부에 다결정실리콘(3)을 증착하고, 그 다결정실리콘(3)의 상부에 포토레지스트(P/R)를 도포하고, 노광한 후 현상하여 다결정실리콘(3)의 상부일부에 게이트패턴을 형성한다.

그 다음, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R)를 식각 마스크로 하는 식각공정으로 상기 노출된 다결정실리콘(3)을 모두 식각하여 게이트를 형성한다.

이때의 식각공정으로, 상기 다결정실리콘(3) 뿐만아니라 그 하부의 절연층(2)을 구성하는 산화막 및 질화막의 일부가 식각된다.

그 다음, 도1c에 도시한 바와 같이 상기 다결정실리콘(3) 게이트의 상부에 층간절연막(4)을 증착한다. 이때, 다결정실리콘(3)의 상부에는 층간절연막(4)이 잘 증착되나, 상기 식각으로 노출된 절연층(2)의 질화막의 상부에는 산화막이 잘 증착되지 않아 도시한 바와 같이 다결정실리콘(3) 게이트와 질화막이 접합부분에는 층간절연막(4)이 얇게 형성된다.

그 다음, 상기 층간절연막(4)의 상부에 다결정실리콘(5)을 증착하고, 사진식각공정을 통해 게이트를 형성한다.

상기한 바와 같이 종래 고체촬상소자의 게이트 형성방법은 게이트의 상부에 층간절연막을 형성할 때, 그 하부의 질화막상부에는 층간절연막이 잘 형성되지 않아 그 층간절연막의 상부에 형성하는 게이트와 하부에 형성하는 게이트가 전기적으로 접속되는 경우가 발생하여 고체촬상소자 전체를 사용하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 하부의 게이트 상부에 균일한 층간절연막을 형성할 수 있는 고체촬상소자 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1a 내지 도1c는 종래 고체촬상소자 게이트의 제조공정 수순단면도.

도2a 내지 도2e는 본 발명 고체촬상소자 게이트의 제조공정 수순단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:엔웰 2:절연층

3,5:다결정실리콘 4:층간절연막

상기와 같은 목적은 절연층의 상부에 형성하는 게이트를 다결정실리콘을 증착하고, 두 차례의 사진식각공정을 통해 그 측면을 계단형이 되도록 형성하여, 그 상부에 증착하는 층간절연막이 균일하게 증착되도록 함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2a 내지 도2e는 본 발명고체촬상소자 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 엔웰(1)의 상부에 절연층(2)을 증착하고, 그 절연층(2)의 상부에 다결정실리콘(3)을 증착한 다음, 포토레지스트(P/R1)을 도포하고, 패턴을 형성하는 단계(도2a)와; 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R1)를 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 노출된 다결정실리콘(3)의 상부일부를 식각하는 단계(도2b)와; 상기 포토레지스트(P/R1)를 제거한 후, 상기 다결정실리콘(3)의 상부에 포토레지스트(P/R2)를 도포하고, 상기 식각되지 않은 다결정실리콘(3)과 그 측면에 상부일부가 식각된 다결정실리콘(3)의 일부 상부에 포토레지스트(P/R2) 패턴을 형성하는 단계(도2c)와; 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R2)를 식각 마스크로 하는 식각공정으로 상기 노출된 다결정실리콘(3)을 식각하여 게이트를 형성하는 단계(도2d)와; 상기 다결정실리콘(3)의 상부에 층간절연막(4)과 다결정실리콘(5)을 순차적으로 증착하는 단계(도2e)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 고체촬상소자의 게이트 형성방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 엔웰(1)의 상부에 산화막, 질화막, 산화막 적층구조의 절연층(2)을 증착하고, 그 절연층(2)의 상부에 다결정실리콘(3)을 증착한다.

그 다음, 다결정실리콘(3)의 상부에 포토레지스트(P/R1)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 다결정실리콘(3)의 일부 상부에 위치하는 포토레지스트(P/R1) 패턴을 형성한다.

그 다음, 도2b에 도시한 바와 같이 상기 패턴이 형성된 포토레지스트(P/R1)를 식각 마스크로 하는 식각공정으로, 상기 노출된 다결정실리콘(3)의 상부일부를 식각한다.

그 다음, 도2c에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트(P/R1)을 제거한 후, 포토레지스트(P/R2)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 포토레지스트(P/R1)의 하부에 위치하여 그 상부가 식각되지 않은 다결정실리콘(3)의 상부와 그 측면일부에 상부가 식각된 다결정실리콘의 상부에 포토레지스트(P/R2) 패턴을 형성한다.

그 다음, 도2d에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트(P/R2)를 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 노출된 다결정실리콘(3)을 식각하여 절연층(2)의 상부에 측면이 계단형인 게이트를 형성한다.

그 다음, 도2e에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트(P/R2)를 제거하고, 상기 게이트의 상부에 층간절연막(4)을 증착한다. 이때, 상기 게이트의 측면이 계단형으로 형성되어 그 게이트의 상부와 하부에 증착되는 층간절연막(4)은 균일하게 증착된다.

그 다음, 상기 층간절연막의 상부에 다결정실리콘(5)을 증착하고, 사진식각공정을 통해 게이트를 형성한다.

상기한 바와 같이 본 발명 고체촬상소자 제조방법은 하부의 게이트 측면을 계단형으로 형성하여 그 상부에 증착되는 층간절연막이 균일하게 형성되도록 함으로써, 이후에 그 층간절연막의 상부에 형성하는 게이트와 층간절연막하부의 게이트가 서로 전기적으로 영향을 주지 않도록 하여 고체촬상소자의 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기판에 형성된 엔웰의 상부에 제1절연층인 산화막, 질화막, 산화막을 순차적으로 증착하고, 그 제1절연층의 상부에 제1다결정실리콘을 증착한 다음, 상기 제1다결정실리콘의 일부를 노출시키는 제1포토레지스트패턴을 형성하는 단계와; 상기 패턴이 형성된 제1포토레지스트를 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 노출된 제1다결정실리콘의 주변부의 상부일부를 식각하여 중앙부가 높고, 주변부가 낮은 형상의 다결정실리콘 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제1포토레지스트패턴을 제거한 후, 상기 제1다결정실리콘의 상부에 제2포토레지스트를 도포하고, 상기 제1다결정실리콘 중 식각되지 중앙영역과 상기 식각공정으로 상부일부가 식각된 다결정실리콘의 상부일부에 제2포토레지스트패턴을 형성하는 단계와; 상기 패턴이 형성된 제2포토레지스트를 식각 마스크로 하는 식각공정으로 상기 노출된 제1다결정실리콘을 식각하여 그 측면부에 단차를 갖는 게이트를 형성하는 단계와; 상기 게이트와 엔웰의 상부에 층간절연막과 제2다결정실리콘을 순차적으로 증착하는 단계와; 상기 제2다결정실리콘의 일부에 불순물 이온을 주입하여 불순물 확산영역을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.

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