KR20000048221A - 고체 촬상 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
(과제) 광전 변환부와 전하 독출 전극의 위치 어긋남을 없애고, 광전 변환부로부터 수직 전하 전송부로의 신호 전하의 독출 특성을 안정시키는 것이 가능한 고체 촬상 장치를 제공한다.
(해결 수단) 전극 재료막을 홈형상으로 분리함으로써 전하 전송 전극 (1) 을 형성한 후, 광전 변환부 (3) 에서 발생한 신호 전하를 수직 전하 전송부 (2) 에 독출하기 위한 독출 전극을 겸비하는 전하 전송 전극에 광전 변환부 (3) 를 형성하기 위한 개구부를 홈형상의 분리 영역 (4) 과 겹치지 않도록 형성한다. 그 후, 이 개구부를 형성하기 위한 마스크 재료 및 전극 재료막을 마스크로 하여 이온 주입을 행하고, 광전 변환부 (3) 를 형성한다.
Description
본 발명은 고체 촬상 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 단층의 도전성 전극 재료막을 가공함으로써 전하 전송 전극이 형성되는 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 고체 촬상 장치로서는 도 13 에 나타낸 매립형 포토다이오드를 광전 변환부에 사용한 고체 촬상 장치가 있다. 도 13 의 (a) 내지 도 13 의 (d) 는 종래의 고체 촬상 장치의 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
먼저, N형 반도체 기판 (31) 상에 열확산법을 사용하여 제 1 P형 웰층 (32) 및 제 2 P형 웰층 (33) 을 형성한 후, 인을 이온 주입하여 수직 전하 전송부 (34) 를 형성한다. 그 후, 붕소를 이온 주입하고, 채널 스톱 영역 (36) 및 전하 독출 영역 (35) 을 형성한다 [도 13 의 (a) 참조].
N형 반도체 기판 (31) 의 표면을 열산화하여 게이트 산화막 (37) 을 형성하고, 게이트 산화막 (37) 상에 감압 CVD (Chemical Vapor Deposition) 법을 사용하여 전하 전송 전극 재료막 (38) 을 증착시킨다. 그 후, 독출 전극 형성을 위해 포토레지스트 (39) 를 패터닝한다 [도 13 의 (b) 참조].
이 포토레지스트 (39) 를 마스크로 하여 건식 에칭을 행하고, 전하 전송 전극 (40) 을 형성한다. 포토레지스트 (39) 를 남긴 전하 전송 전극 (40) 을 마스크로 하여 자기정렬로 인 이온 (P+) 을 주입하고, 포토다이오드가 되는 N형 웰 (41) 을 형성한다. 이 때, 포토레지스트 (39) 의 막두께는 인 이온이 빠져 나가지 않도록 약 3 ㎛ 두께의 레지스트를 사용한다 [도 13 의 (c) 참조].
그 후, 매립 포토다이오드를 형성하기 위해 포토레지스트 (39) 를 제거한 후, 전하 전송 전극 (40) 을 마스크로 하여 붕소 이온 (B+) 을 이온 주입하고, P+형 영역 (42) 을 형성한다 [도 13 의 (d) 참조].
도 13 에서는 고체 촬상 장치 제조 공정에서의 화소의 단면을 나타냈는데, 평면적인 전극의 패턴 배치는 통상 도 14 에 나타낸 바와 같이 배치된다. 도 14 에서의 BB 선에 따른 화살표 방향으로 본 단면도는 도 13 에 해당한다. 이 도 14 에 대해서는 일본 특개평 8-293592 호에 개시되어 있다.
전송 전극은 복수층 (도 14 의 경우 2 층) 의 폴리실리콘에 의해 구성되고, 수직 전하 전송부 (51) 상에 볼록부를 가지며, 빗살형으로 형성된 제 1 층째의 전하 전송 전극 (52) 과 단부가 서로 겹치도록, 제 2 층째의 전하 전송 전극 (53) 이 정확히 제 1 층째의 전하 전송 전극 (52) 을 (도면상에서) 상하 반전시킨 형상으로 형성된다.
그리고, 도 14 에 나타낸 고체 촬상 장치는 하나의 광전 변환부 (54) 에 대하여 2 장의 전극이 이웃한 구조로 되어 있고, 이 구조에서는 모든 광전 변환부 (54) 로부터 동시에 신호 전하를 독출할 수 없다.
모든 광전 변환부 (54) 로부터 신호 전하를 동시에 독출하기 위해서는 하나의 광전 변환부 (54) 에 대하여 3 장 이상의 전극이 이웃한 구조를 채택할 필요가 있으며, 예컨대 도 15 에 나타낸 구조를 채택한다. 도 15 에서는 전하 전송 전극은 3 층의 도전성 전극 재료막으로, 즉 제 1 층째의 전하 전송 전극 (62) 과 제 2 층째의 전하 전송 전극 (63) 과 제 3 층째의 전하 전송 전극 (64) 으로 구성되어 있다. 도 15 에서의 CC 선에 따른 화살표 방향으로 본 단면도는 도 13 에 해당한다.
상술한 종래의 고체 촬상 장치에서는 다층의 전하 전송 전극 재료막을 사용하여 전하 전송 전극을 구성하기 때문에, 다층 전극간의 층간 절연성을 확보하기 위해 비교적 두꺼운 층간막을 형성할 필요성이 있고, 디바이스의 높이가 높아지며, 가공이 곤란하고 또한 차광막의 단차 피복성이 저하되므로 스미어 (smear) 특성이 열화된다는 문제가 있다.
또, 상기 문제를 해결하기 위해 단층의 전하 전송 전극 재료막을 사용하여 전하 전송 전극을 구성하는 것을 생각할 수 있는데, 이 경우, 광전 변환부로부터 수직 전하 전송부로의 신호 전하 독출 특성의 안정화를 도모하기 위해, 광전 변환부를 전하 전송 전극과 자기정렬로 형성하기 위해서는 평면적인 전극의 패턴 구성을 고려하고, 광전 변환부 형성을 위해 이온을 주입할 때 전극간의 갭 부분에 이온이 주입되지 않도록 할 필요가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해소하고, 광전 변환부와 전하 독출 전극의 위치 어긋남을 없애고, 광전 변환부로부터 수직 전하 전송부로의 신호 전하의 독출 특성을 안정시킬 수 있는 고체 촬상 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 고체 촬상 장치는 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 복수개 형성된 광전 변환부, 상기 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 상기 광전 변환부에 인접하여 형성되고 또한 상기 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 받아 전송하는 제 2 도전형 전하 전송부, 상기 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역에 형성되고 또한 상기 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 상기 전하 전송부에 독출하는 전하 독출부, 및 상기 전하 독출부 및 상기 전하 전송부상에 게이트 절연막을 통해 형성된 단층의 도전성 전극 재료막을 가공하여 형성된 전하 전송 전극을 포함하는 고체 촬상 장치로서, 상기 도전성 전극 재료막을 단위 셀당 1 개소 이상에서 행방향으로 분할하는 제 1 영역과 상기 광전 변환부상의 제 2 영역을 에칭 제거하여 상기 전하 전송 전극을 형성하고, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역이 서로 겹치지 않도록 구성하고 있다.
본 발명에 의한 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 복수개 형성된 광전 변환부, 상기 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 상기 광전 변환부에 인접하여 형성되고 또한 상기 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 받아 전송하는 제 2 도전형 전하 전송부, 상기 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역에 형성되고 또한 상기 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 상기 전하 전송부에 독출하는 전하 독출부, 및 상기 전하 독출부와 상기 전하 전송부상에 게이트 절연막을 통해 형성된 단층의 도전성 전극 재료막을 가공하여 형성된 전하 전송 전극을 구비하는 고체 촬상 장치의 제조 방법으로서,
상기 제 1 도전형 반도체층의 표면상에 상기 게이트 절연막을 통해 상기 도전성 전극 재료막을 형성하는 공정, 상기 도전성 전극 재료막상에 제 1 마스크 부재를 형성하는 공정, 상기 도전성 전극 재료막을 행방향으로 분할하는 제 1 영역상의 상기 제 1 마스크 부재를 제거하는 공정, 상기 제 1 마스크 부재를 마스크로 하여 상기 도전성 전극 재료막을 에칭 제거하는 공정, 상기 제 1 영역상 및 상기 도전성 전극 재료막상에 제 2 마스크 부재를 형성하는 공정, 상기 광전 변환부상의 제 2 영역의 상기 제 2 마스크 부재를 제거하는 공정, 상기 제 2 마스크 부재를 마스크로 하여 상기 도전성 전극 재료막을 에칭 제거하는 공정, 및 상기 제 2 마스크 부재를 전면 제거하는 공정을 포함한다.
즉, 본 발명의 고체 촬상 장치는 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 복수개 형성된 광전 변환부, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 광전 변환부에 인접하여 형성되고 또한 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 받아 전송하는 제 2 도전형 전하 전송부, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역에 형성되고 또한 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 전하 전송부에 독출하는 전하 독출부, 및 전하 독출부와 전하 전송부상에 게이트 절연막을 통해 형성된 단층의 도전성 전극 재료막을 가공함으로써 형성된 전하 전송 전극을 구비한다.
상기 고체 촬상 장치에서는 전하 전송 전극이 도전성 전극 재료막을 단위 셀당 1 개소 이상에서 행방향으로 분할하는 제 1 영역과 광전 변환부상의 제 2 영역을 에칭 제거함으로써 형성되며, 제 1 영역과 제 2 영역이 서로 겹치지 않도록 하고 있다.
또, 본 발명의 고체 촬상 장치는 상기 구성에서 광전 변환부가 도전성 전극 재료막을 광전 변환부상에서 제거한 제 2 영역에 대하여 자기정렬로 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 고체 촬상 장치는 상기 구성에서 인접하는 동일층의 전하 전송 전극에 타이밍이 다른 전하 전송 펄스가 인가되어 있다.
그리고 또한, 본 발명의 고체 촬상 장치는 상기 구성에서 주변 회로부의 게이트 전극이 도전성 전극 재료막을 에칭 가공함으로써 형성되며, 상기 주변 회로부의 게이트 전극이 도전성 전극 재료막을 광전 변환부상에서 제거하는 제 2 영역의 형성과 동일 공정으로 에칭 가공되어 있다.
상기 외에, 본 발명의 고체 촬상 장치는 주변 회로부 트랜지스터의 게이트 절연막이 전하 전송부상에 형성하는 게이트 절연막과 동일한 막두께를 갖는 것과, 상기 전하 전송부상에 형성하는 게이트 절연막보다도 얇은 막두께를 갖는 것의 2 종류로 이루어지며, 주변 회로부 트랜지스터의 게이트 전극이 도전성 전극 재료막을 에칭 가공함으로써 형성된다.
상기 고체 촬상 장치에서는 상기 주변 회로부 트랜지스터의 게이트 전극 중, 전하 전송부상에 형성하는 게이트 절연막보다도 얇은 막두께를 갖는 트랜지스터의 게이트 전극이 도전성 전극 재료막을 행방향으로 분할하는 제 1 영역과 동일 공정으로 에칭 가공되며, 게이트 절연막이 전하 전송부상에 형성하는 게이트 절연막과 동일한 막두께를 갖는 트랜지스터의 게이트 전극이 도전성 전극 재료막을 광전 변환부상에서 제거하는 제 2 영역의 형성과 동일 공정으로 에칭 가공되어 있다.
본 발명 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 제 1 도전형 반도체층의 표면상에 게이트 절연막을 통해 도전성 전극 재료막을 형성하는 공정, 도전성 전극 재료막상에 제 1 마스크재를 형성하는 공정, 도전성 전극 재료막을 행방향으로 분할하는 영역의 제 1 마스크재를 제거하는 공정, 제 1 마스크재를 마스크로 하여 도전성 전극 재료막을 에칭 제거하는 공정, 도전성 전극 재료막을 행방향으로 분할하는 영역과 도전성 전극 재료막상에 제 2 마스크재를 형성하는 공정, 광전 변환부상의 제 2 영역의 제 2 마스크재를 제거하는 공정, 제 2 마스크재를 마스크로 하여 도전성 전극 재료막을 에칭 제거하는 공정, 및 제 2 마스크재를 전면 제거하는 공정으로 이루어진다.
이 제조 방법은, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 복수개 형성된 광전 변환부, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 광전 변환부에 인접하여 형성되고 또한 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 받아 전송하는 제 2 도전형 전하 전송부, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역에 형성되고 또한 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 전하 전송부에 독출하는 전하 독출부, 및 전하 독출부와 전하 전송부상에 게이트 절연막을 통해 형성된 단층의 도전성 전극 재료막을 가공함으로써 형성된 전하 전송 전극을 구비하는 고체 촬상 장치를 제조하는 것이다.
또, 본 발명의 제조 방법은, 제 2 마스크재를 마스크로 하여 도전성 전극 재료막을 제거한 후, 제 2 마스크재 및 도전성 전극 재료막, 또는 도전성 전극 재료막을 마스크로 하여 제 1 도전형 불순물 및 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하고, 광전 변환부를 형성하는 공정을 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제조 방법은, 제 2 마스크재를 마스크로 하여 도전성 전극 재료막을 제거한 후, 제 2 마스크재 및 도전성 전극 재료막, 또는 도전성 전극 재료막을 마스크로 하여 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하는 공정, 전하 전송부에 독출하는 전하 전송 전극을 마스크로 하여 제 2 도전형 불순물 영역의 표면부분에 자기정렬로 제 1 도전형 불순물을 이온 주입하는 공정을 더 포함할 수도 있다.
그리고, 또, 본 발명의 제조 방법은, 제 2 도전형 불순물 이온 주입의 입사각을 제어함으로써 제 2 도전형 불순물 영역 독출부의 전송 전극 하부에 파고들어가도록 형성하고, 전송 전극단에 대하여 원하는 거리를 두고 자기정렬로 형성하는 공정을 포함할 수도 있다.
상기 외에, 본 발명의 제조 방법은, 제 1 도전형 불순물 이온 주입의 입사각을 제어함으로써 제 1 도전형 반도체층을 독출부의 전송 전극단에 대하여 원하는 거리를 두어 자기정렬로 형성하는 공정을 포함할 수도 있다.
본 발명의 고체 촬상 장치 및 그의 제조 방법에서는, 상술한 종래의 고체 촬상 장치에서의 문제에 대하여 전하 전송 전극을 단층의 도전성 전극 재료막을 에칭 가공함으로써 형성하고, 그 에칭영역을 행방향으로 분할하는 제 1 영역과 광전 변환부상의 제 2 영역 두개로 나누고, 제 2 영역의 에칭후에 광전 변환부가 되는 N형 웰을 형성하기 위한 인 이온 주입을 행함으로써 광전 변환부와 전하 독출 전극의 위치 어긋남을 없애고, 광전 변환부로부터 수직 전하 전송부로의 신호 전하의 독출 특성을 안정시키는 것이 가능하게 된다.
단층 전극 구조의 고체 촬상 장치에서, 전극 재료막을 장치 전면에 피착하고, 단위 셀당 1 개소 이상의 영역을 홈형상으로 분리함으로써 전하 전송 전극을 형성한 후, 전하 전송 전극 중 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 전하 전송부에 독출하기 위한 독출 전극을 겸비하는 전하 전송 전극에, 광전 변환부를 형성하기 위한 개구부를 상기 홈형상의 분리 영역과 겹치지 않도록 형성하고, 이 개구부를 형성하기 위한 마스크 재료 및 전극 재료막을 마스크에 이온 주입함으로써 광전 변환부와 전하 독출 전극의 위치 어긋남을 없애고, 광전 변환부로부터 수직 전하 전송부로의 신호 전하의 독출 특성을 안정시키는 것이 가능하게 된다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 평면도.
도 2 의 (a) 내지 도 2 의 (c) 는 도 1 의 AA 선에 따른 화살표 방향으로 본 단면을 공정 순서대로 나타낸 도면.
도 3 의 (a) 및 도 3 의 (b) 는 도 1 의 AA 선에 따른 화살표 방향으로 본 단면을 공정 순서대로 나타낸 도면.
도 4 의 (a) 내지 도 4 의 (d) 는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 평면을 공정 순서대로 나타낸 도면.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치에 인가하는 전하 전송용 펄스의 일례를 나타낸 도면.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 평면도.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 단면도.
도 8 은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 단면도.
도 9 의 (a) 내지 도 9 의 (d) 는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도.
도 10 의 (a) 내지 도 10 의 (c) 는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도.
도 11 의 (a) 내지 도 11 의 (d) 는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도.
도 12 의 (a) 내지 도 12 의 (c) 는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도.
도 13 의 (a) 내지 도 13 의 (d) 는 종래의 고체 촬상 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도.
도 14 는 종래의 고체 촬상 장치의 전극 구성을 나타낸 평면도.
도 15 는 종래의 고체 촬상 장치의 다른 전극 구성을 나타낸 평면도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전하 전송 전극 2 : 수직 전하 전송부
3 : 광전 변환부
4 : 전하 전송 전극을 행방향으로 분할하는 홈형상의 분리 영역
5 : N형 반도체 기판 6 : 제 1 P형 웰층
7 : 제 2 P형 웰층 8 : 전하 독출 영역
9 : 채널 스톱 영역 10 : 게이트 산화막
11 : 전하 전송 전극 재료막 12 : 개구부
13, 22 : 포토레지스트 14 : N형 웰
15 : P+형 영역 16 : 층간 절연막
17 : 금속 차광막
18 : 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 19 : P형 반도체 기판
20, 25 : 게이트 전극 21 : 산화막
23 : N+확산층 24 : 얇은 게이트 산화막
다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 평면도이다. 도면에서는 매립형 포토다이오드를 광전 변환부에 사용한 고체 촬상 장치를 나타내고 있다.
본 실시예에서는 전하 전송 전극이 단층의 폴리실리콘에 의해 구성되며, 전하 전송 전극 (1) 형성시의 에칭을, 이것을 행방향으로 분할하는 홈형상의 분리 영역 (4) 과 광전 변환부 (3) 상의 영역의 두개로 나누고, 광전 변환부 (3) 상의 영역의 에칭후에 광전 변환부 (3) 가 되는 N형 웰을 형성하기 위한 인의 이온 주입을 행함으로써 전하 독출 전극과 광전 변환부 (3) 가 자기정렬로 형성되어 있다. 그리고, 도 1 에는 수직 전하 전송부 (2) 로의 빛의 입사를 막기 위해 형성하는 금속 차광막이 도시되어 있지 않다. 또, 도 1 의 φ1 ∼ φ4 는 각각 전극을 나타낸다.
도 2 의 (a) 내지 도 2 의 (c), 및 도 3 의 (a) 와 도 3 의 (b) 는 도 1 의 AA 선에 따른 화살표 방향으로 본 단면을 공정 순서대로 나타낸 도면이고, 도 4 의 (a) 내지 도 4 의 (d) 는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 평면을 공정 순서대로 나타낸 도면이다. 이들 도 1 ∼ 도 4 를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 그리고, 도 1 의 AA 선에 따른 화살표 방향으로 본 단면은 광전 변환부 (3) 로부터 수직 전하 전송부 (2) 로의 신호 전하의 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 을 횡단하는 단면을 나타내고 있다.
먼저, N형 반도체 기판 (5) 상에 열확산법을 사용하여 제 1 P형 웰층 (6) 및 제 2 P형 웰층 (7) 을 형성한 후, 인을 이온 주입하여 수직 전하 전송부 (2) 를 형성한다. 그 후, 붕소를 이온 주입하여 채널 스톱 영역 (9) 과, 광전 변환부 (3) 에서 발생한 신호 전하를 수직 전하 전송부 (2) 에 독출하기 위한 전하 독출 영역 (8) 이 형성된다 [도 2 의 (a) 참조].
도 2 의 (a) 에 대응하는 평면도가 도 4 의 (a) 이다. 이 도 4 의 (a) 에서 광전 변환부 (3) 와 수직 전하 전송부 (2) 를 분리하도록 채널 스톱 영역 (9) 이 형성되어 있다.
다음으로, N형 반도체 기판 (5) 의 표면을 열산화하여 게이트 산화막 (10) 을 형성한다. 그 후, 게이트 산화막 (10) 상에 감압 CVD (Chemical Vapor Deposition) 법을 사용하여 폴리실리콘으로 이루어지는 전하 전송 전극 재료막 (11) 을 증착시킨다 [도 2 의 (b) 참조]. 이 때의 평면 패턴은 도 4 의 (b) 에 나타내게 된다.
다음으로, 전하 전송 전극 (1) 에 홈형상의 분리 영역 (4) 을 형성하는데, 이 때의 평면 패턴은, 예컨대 도 4 의 (c) 에 나타내도록 한다. 본 실시예에서는 전체 화소 독출 동작이 가능한 고체 촬상 장치를 상정하여 기술하고 있고, 도 4 의 (c) 에서는 단위 셀당 (하나의 광전 변환부 (3) 당) 에 전하 전송 전극이 4 장 인접한 모양으로 되어 있으며, 전하 전송 전극 (1) 이 되는 폴리실리콘을 행방향으로 분할하는 홈형상의 분리 영역 (4) 은 단위 셀당 4 개소 존재한다.
독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 중에 포토레지스트 (13) 를 패터닝한다. 그 후, 포토레지스트 (13) 를 마스크로 하여 건식 에칭을 사용하고, 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 중의 광전 변환부 (3) 상의 영역에 개구부 (12) 를 형성한다.
다음으로, 포토레지스트 (13) 와 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 인의 이온 주입 (P+) 을 행하고, 광전 변환부 (3) 가 되는 N형 웰 (14) 을 형성한다. 그리고, 이 때의 포토레지스트 (13) 의 막두께는 인 이온 (P+) 이 빠져 나가지 않도록 약 3 ㎛ 두께의 레지스트를 사용한다 [도 2 의 (c) 참조]. 이 때의 평면 패턴을 도 4 의 (d) 에 나타낸다. 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 의 광전 변환부 (3) 상의 영역에는 개구부 (12) 가 형성되어 있다.
그 후, 매립 포토다이오드를 형성하기 위해 포토레지스트 (13) 및 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 붕소를 이온 주입 (B+) 하고, P+형 영역 (15) 을 형성한다 [도 3 의 (a) 참조]. 그 후, 층간 절연막 (16) 을 통해 광전 변환부 (3) 이외의 영역에 금속 차광막 (17) 을 형성한다 [도 3 의 (b) 참조]. 이것에 의해 도 1 에 나타나는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 1 실시예에서는 전하 전송 전극 (1) 중 광전 변환부 (3) 에서 발생한 신호 전하를 전하 전송부 (2) 에 독출하기 위한 독출 전극을 겸비하는 전하 전송 전극 (18) 형성시의 에칭영역을, 행방향으로 분할하는 제 1 영역 (4) 및 광전 변환부 (3) 상의 제 2 영역의 두개로 나누고, 제 2 영역의 에칭후에 광전 변환부 (3) 가 되는 N형 웰 (14) 을 형성하기 위한 인 이온 주입 (P+) 을 행함으로써 광전 변환부 (3) 와 전하 독출 전극의 위치 어긋남을 없애고, 광전 변환부 (3) 로부터 수직 전하 전송부 (2) 로의 신호 전하의 독출 특성을 안정시킨 고체 촬상 장치가 실현 가능하게 된다.
또, 전하 전송 전극 (1) 을 행방향으로 분할하는 홈형상의 분리 영역 (4) 의 에칭을 먼저 행하기 때문에, 전하 전송 전극 재료막 (11) 의 평탄성이 양호한 상태에서 포토리소그래피 공정을 행할 수 있고, 미세한 영역을 양호한 정밀도로 패터닝하는 것이 가능하게 된다.
또한, 웨이퍼 면내에 차지하는 패턴 면적이 큰 전하 전송 전극 (1) 을 행방향으로 분할하는 홈형상의 분리 영역 (4) 을 먼저 에칭 제거함으로써 에칭시의 안테나 효과에 의한 전하 전송 전극 재료막 (11) 의 차지업량을 저감시키고, 게이트 산화막 (10) 으로의 손해를 저감시키는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 남아 있는 전하 전송 전극 재료막 (11) 의 패턴 면적이 적다는 것은 안테나, 즉 차지의 수집원이 되는 부분이 적다는 것이다.
그리고 또한, 전하 전송 전극 (1) 이 단층의 도전성 재료막 (전하 전송 전극 재료막 (11)) 을 에칭 가공함으로써 형성되므로 전극간의 겹치는 부분이 없어 층간용량이 작고, 전극간 절연의 문제가 없다는 이점이 있다.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치에 인가하는 전하 전송용 펄스의 일례를 나타낸 도면이다. 이 도면에서, φ1 ∼ φ4 는 도 1 에 나타낸 φ1 ∼ V4 전극에 인가하는 전하 전송용 펄스를 나타내고 있다. 본 전하 전송장치에서의 신호 전하의 전송은 각 전하 전송 전극 (1) 에 90 도씩 위상이 다른 펄스를 인가함으로써 각 전극하의 전위 퍼텐셜을 변동시켜 행한다.
이 때, 신호 전하는 「H」 레벨 전압 (VH) 이 인가된 전하 전송 전극 (1) 하에 축적되며, 그 외의 전하 전송 전극 (1) 에는 「L」 레벨 전압 (VL) 이 인가된다. 이웃한 동일층의 전하 전송 전극 재료막 (11) 으로 형성된 전하 전송 전극 (1) 에는 타이밍이 다른 펄스가 인가된다. 이들 전하 전송용 펄스를 인가함으로써 도 1 에 나타낸 고체 촬상 장치에서는 4 상 구동에 의한 전하 전송이 실현된다.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 평면도이다. 도면에서는 매립형 포토다이오드를 광전 변환부 (3) 에 사용한 고체 촬상 장치를 나타내고 있다. 이 도 6 을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전하 전송장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는 전하 전송 전극 (1) 이 단층의 폴리실리콘에 의해 구성되어 있고, 전하 전송 전극 (1) 형성시의 에칭시, 이것을 행방향으로 분할하는 홈형상의 분리 영역 (4) 및 광전 변환부 (3) 상의 영역의 두개로 나누고, 광전 변환부 (3) 상의 영역의 에칭후에 광전 변환부 (3) 가 되는 N형 웰 (도시하지 않음) 을 형성하기 위한 인의 이온 주입을 행함으로써 전하 독출 전극과 광전 변환부 (3) 가 자기정렬로 형성되어 있다. 이 도 6 에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에서도 도 5 에 나타낸 전하 전송용 펄스를 인가함으로써 구동할 수 있다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 단면도이다. 도면에서는, 단층 전극 구조로 매립형 포토다이오드를 광전 변환부 (3) 에 사용한 고체 촬상 장치의 단면을 나타내고 있다.
본 실시예에서의 고체 촬상 장치의 제조 방법은 전하 전송 전극 (1) 이 되는 폴리실리콘을 행방향으로 분할하는 영역 (4) 을 형성하기까지의 공정은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 도 2 의 (b) 내지 도 4 의 (c) 까지의 공정과 동일하다.
그 후, 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 중에 포토레지스트 (13) 를 패터닝한다. 또한, 포토레지스트 (13) 를 마스크로 하여 건식 에칭을 사용하고, 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 중의 광전 변환부 (3) 상의 영역에 개구부 (12) 를 형성한다.
다음으로, 포토레지스트 (13) 와 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 광전 변환부 (3) 가 되는 N형 웰 (14) 을 형성하기 위한 인의 이온 주입 (P+) 을 전하 전송 전극 (1) 하부로 파고드는 방향으로 비스듬히 행한다 (도 7 참조).
그 후, 매립 포토다이오드를 형성하기 위해 포토레지스트 (13) 및 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 붕소를 이온 주입 (B+) 하고, P+형 영역 (15) 을 형성하고, 추가로 층간 절연막 (16) 을 통해 광전 변환부 (3) 이외의 영역에 금속 차광막 (17) 을 형성함으로써 본 발명의 제 3 실시예에 의한 고체 촬상 장치가 얻어진다. 그리고, 상기 각 공정에 대해서는 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 의한 제조 공정과 동일하므로 도시되어 있지 않다.
본 발명의 제 3 실시예에서는 광전 변환부 (3) 의 N형 웰 (14) 이 전하 독출 전극의 하부에도 형성되어 있고, 광전 변환부 (3) 로부터 수직 전하 전송부 (2) 로의 신호 전하의 독출시 전하 독출 전극이 광전 변환부 (3) 와 공간적으로 접하는 영역에서 전위장벽이 발생하지 않아 신호 전하의 독출전압 저감이 가능하게 된다.
도 8 은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 단면도이다. 도면에서는 단층 전극 구조로 매립형 포토다이오드를 광전 변환부 (3) 에 사용한 고체 촬상 장치의 단면을 나타내고 있다. 이 도 8 을 참조하여 본 발명의 제 4 실시예에 의한 전하 전송장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시예에서의 고체 촬상 장치의 제조 방법에서도 전하 전송 전극 (1) 이 되는 폴리실리콘을 행방향으로 분할하는 영역 (4) 을 형성하기까지의 공정이 본 발명의 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 도 2 의 (b) 내지 도 4 의 (c) 까지의 공정과 동일하다.
또, 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 중에 포토레지스트 (13) 를 패터닝하고, 포토레지스트 (13) 를 마스크로 하여 건식 에칭을 사용하고, 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 중의 광전 변환부 (3) 상의 영역에 개구부 (12) 를 형성하고, 포토레지스트 (13) 와 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 광전 변환부 (3) 가 되는 N형 웰 (14) 을 형성하기 위한 인의 이온 주입 (P+) 을 전하 전송 전극 (1) 하부로 파고드는 방향으로 비스듬히 행하기까지의 공정은 도 7 에 나타낸 본 발명의 다른 실시예의 공정과 동일하다.
그 후, 상기 인 이온의 주입 (P+) 후에 추가적으로 반대 방향으로부터 인의 이온 주입 (P+) 을 비스듬히 행함으로써 도 8 에 나타낸 본 발명 제 4 실시예에 의한 고체 촬상 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 4 실시예에서는 도 7 에 나타낸 인 이온 주입 (P+) 후에, 추가적으로 반대 방향으로부터 인 이온 주입 (P+) 을 비스듬히 행하고 있기 때문에, 광전 변환부 (3) 의 확대를 도모할 수 있으며, 신호 전하량의 향상에 연결된다.
도 9 의 (a) 내지 도 9 의 (d), 및 도 10 의 (a) 내지 도 10 의 (c) 는 본 발명 제 5 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도이다. 도면에서는 단층 전극 구조로 매립형 포토다이오드를 광전 변환부 (3) 에 사용한 고체 촬상 장치의 단면을 광전 변환부 (PD 부) (3), 전하 전송부 (2), 주변 회로의 트랜지스터부 (도시하지 않음) 로 나누어 각각 나타내고 있다. 이들 도 9 및 도 10 을 참조하여 본 발명의 제 5 실시예에 의한 전하 전송장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 9 및 도 10 에서는 게이트 산화막 (10) 상에 전하 전송 재료막 (11) 을 피착한 후의 공정을 나타내고 있고, 그 이전의 공정은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 공정과 동일하므로 그 설명에 대해서는 생략한다.
먼저, N형 반도체 기판 (5) 상에 열확산법을 사용하여 제 1 P형 웰층 (6) 및 제 2 P형 웰층 (7) 을 형성한 후, 인을 이온 주입하여 수직 전하 전송부 (2) 를 형성하고, 붕소를 이온 주입하여 채널 스톱 영역 (9) 과 전하 독출 영역 (8) 을 형성한다 (이하, 이들을 합쳐 P형 반도체 기판 (19) 으로 함). 이 P형 반도체 기판 (19) 의 표면을 열산화하여 게이트 산화막 (10) 을 형성한다. 그 후, 게이트 산화막 (10) 상에 감압 CVD 법을 사용하여 폴리실리콘으로 이루어지는 전하 전송 전극 재료막 (11) 을 증착시키고, 전하 전송부 (3) 에 전하 전송 전극 재료를 행방향으로 분할하는 영역 (4) 을 형성한다 [도 9 의 (a) 참조].
이 전하 전송 전극 재료막 (11) 상에 포토레지스트 (13) 를 패터닝하고, 포토레지스트 (13) 를 마스크로 하여 건식 에칭을 사용하고, 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 중의 광전 변환부 (3) 상의 영역에 개구부 (12) 를 형성한다. 이 때, 주변 회로부 트랜지스터부의 게이트 전극 (20) 도 동시에 에칭 가공한다 [도 9 의 (b) 참조].
다음으로, 포토레지스트 (13) 와 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 인의 이온 주입 (P+) 을 행하고, 광전 변환부 (3) 가 되는 N형 웰 (14) 을 형성한다. 그리고, 이 때 주변 회로부 트랜지스터부의 소오스와 드레인 영역에도 N형 웰 (14) 이 형성된다 [도 9 의 (c) 참조].
그 후, 매립 포토다이오드를 형성하기 위해 포토레지스트 (13) 및 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 붕소의 이온 주입 (B+) 을 행하고, P+형 영역 (15) 을 형성한다 [도 9 의 (d) 참조].
이어서, 광전 변환부 (3) 및 주변 회로부의 노출하고 있는 게이트 산화막 (10) 을 모두 에칭 제거한 후, 장치 전면을 열산화함으로써 산화막 (21) 을 형성한다 [도 10 의 (a) 참조].
이어서, 주변 회로부 트랜지스터부의 소오스 및 드레인 영역이 되는 N+확산층 (23) 을 형성하기 위해, 포토레지스트 (22) 및 게이트 전극 (20) 을 마스크로 하여, 예컨대 인의 이온 주입 (P+) 을 행하고, N+확산층 (23) 을 형성한다.
소오스 및 드레인 영역에는 미리 광전 변환부 (3) 에 N형 웰 (14) 및 P+형 영역 (15) 을 형성하기 위한 이온 주입이 되어 있는데, N+확산층 (23) 의 형성을 위한 이온 주입의 선량은 상기의 이온 주입량, 특히 P+형 확산층의 형성을 위한 붕소의 선량보다도 훨씬 많으므로 충분히 N+확산층 (23) 으로서의 역할을 다한다 [도 10 의 (b) 참조]. 그 후, 층간 절연막 (16) 을 통해 광전 변환부 (3) 이외의 영역에 금속 차광막 (도시하지 않음) 을 형성한다 [도 10 의 (c) 참조].
본 발명의 제 5 실시예에서는 광전 변환부 (3) 개구부 (12) 의 형성과 동시에 주변 회로부 트랜지스터의 게이트 전극 (20) 을 에칭하고, 추가로 이들 영역의 전하 전송 전극 재료막 (11) 에칭 후의 게이트 산화막 (10) 의 막두께를 원하는 막두께가 되기까지 에칭함으로써 이들 영역으로의 이온 주입의 범위를 제어하여 원하는 특성의 광전 변환부 (3) 및 N+확산층 (23) 의 형성을 용이하게 행할 수 있다.
도 11 의 (a) 내지 도 11 의 (d), 및 도 12 의 (a) 내지 도 12 의 (c) 는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 고체 촬상 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도이다. 도면에서는 단층 전극 구조로 매립형 포토다이오드를 광전 변환부 (3) 에 사용한 고체 촬상 장치의 단면을 광전 변환부 (PD 부) (3), 전하 전송부 (2), 주변 회로의 트랜지스터부 (도시하지 않음) 로 나누어 각각 나타내고 있다. 여기에서, 주변 회로부의 트랜지스터부에는 게이트 산화막의 막두께를 얇게 하여 전류이득을 향상시키기 위한 부분을 포함하고 있다. 이들 도 11 및 도 12 를 참조하여 본 발명의 제 6 실시예에 의한 전하 전송장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 11 및 도 12 에서는 게이트 절연막 (10) 상에 전하 전송 재료막 (11) 을 피착한 후의 공정을 나타내고 있고, 그 이전의 공정은 본 발명의 제 1 ∼ 제 3 실시예 각각에 의한 고체 촬상 장치의 제조 공정과 동일하므로 그 설명에 대해서는 생략한다.
먼저, 상기 P형 반도체 기판 (19) 의 표면을 열산화하여 게이트 산화막 (10) 을 형성한다. 그 후, 게이트 산화막 (10) 상에 감압 CVD 법을 사용하여 폴리실리콘으로 이루어지는 전하 전송 전극 재료막 (11) 을 증착시키고, 전하 전송부 (3) 에 전하 전송 전극 재료를 행방향으로 분할하는 영역 (4) 을 형성한다. 이 때, 주변 회로부의 트랜지스터부 중 얇은 게이트 산화막 (24) 을 갖는 부분의 게이트 전극 (25) 도 동시에 에칭 가공한다 [도 11 의 (a) 참조].
이 전하 전송 전극 재료막 (11) 상에 포토레지스트 (13) 를 패터닝하고, 포토레지스트 (13) 를 마스크로 하여 건식 에칭을 사용하고, 독출 전극을 겸비한 전하 전송 전극 (18) 중의 광전 변환부 (3) 상의 영역에 개구부 (12) 를 형성한다. 이 때, 주변 회로부의 트랜지스터부 중 게이트 산화막 (10) 이 전하 전송부 (2) 와 동일한 막두께를 갖는 부분의 게이트 전극 (20) 도 동시에 에칭 가공한다 [도 11 의 (b) 참조].
다음으로, 포토레지스트 (13) 와 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 인의 이온 주입 (P+) 을 행하고, 광전 변환부 (3) 가 되는 N형 웰 (14) 을 형성한다. 그리고, 이 때 주변 회로부 트랜지스터부의 소오스 및 드레인 영역에도 N형 웰 (14) 이 형성된다 [도 11 의 (c) 참조].
그 후, 매립 포토다이오드를 형성하기 위해 포토레지스트 (13) 및 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 붕소의 이온 주입 (B+) 을 행하고, P+형 영역 (15) 을 형성한다 [도 11 의 (d) 참조].
이어서, 광전 변환부 (3) 및 주변 회로부의 노출하고 있는 게이트 산화막 (10) 을 모두 에칭 제거한 후, 장치 전면을 열산화함으로써 산화막 (21) 을 형성한다 [도 12 의 (a) 참조].
이어서, 주변 회로부 트랜지스터부의 소오스 및 드레인 영역이 되는 N+확산층 (23) 을 형성하기 위해, 포토레지스트 (22) 및 게이트 전극 (20, 25) 을 마스크로 하여, 예컨대 인의 이온 주입 (P+) 을 행하고, N+확산층 (23) 을 형성한다.
주변 회로부의 트랜지스터부 중 게이트 산화막 (10) 이 전하 전송부 (2) 와 동일한 막두께를 갖는 부분의 소오스 및 드레인 영역에는 미리 광전 변환부 (3) 에 N형 웰 (14) 및 P+형 영역 (15) 을 형성하기 위한 이온 주입이 되어 있는데, N+확산층 (23) 형성을 위한 이온 주입의 선량은 상기의 이온 주입량, 특히 P+형 확산층 형성을 위한 붕소의 선량보다도 훨씬 많으므로 충분히 N+확산층 (23) 으로서의 역할을 다한다 [도 12 의 (b) 참조]. 그 후, 층간 절연막 (16) 을 통해 광전 변환부 (3) 이외의 영역에 금속 차광막 (도시하지 않음) 을 형성한다 [도 12 의 (c) 참조].
본 발명의 제 6 실시예에서는 주변 회로부의 트랜지스터부 중 얇은 게이트 산화막 (24) 상의 게이트 전극 (25) 의 에칭 가공을 전하 전송부 (2) 전극의 가공과 동시에 행하는데, 이 때의 에칭은 게이트 산화막 (10) 이 거의 에칭되지 않는 조건에서 행하기 때문에, 얇은 게이트 산화막 (24) 이 과도하게 에칭되어 실리콘기판이 에칭되는 경우는 없다.
또, 광전 변환부 (3) 의 개구부 (12) 형성과 동시에, 주변 회로부의 트랜지스터부 중 게이트 산화막 (10) 의 막두께가 전하 전송부 (2) 의 게이트 산화막 (10) 과 동일한 막두께를 갖는 부분의 게이트 전극 (20) 을 에칭하고, 추가로 이들 영역의 전하 전송 전극 재료막 (11) 에칭후의 게이트 산화막 (10) 의 막두께를 원하는 막두께가 되기까지 에칭함으로써 이들 영역으로의 이온 주입의 범위를 제어하여 원하는 특성의 광전 변환부 (3) 및 N+확산층 (23) 의 형성을 용이하게 행할 수 있다.
그리고, 상기 본 발명의 제 1 ∼ 제 6 실시예에서는 단층의 폴리실리콘을 에칭 가공함으로써 전하 전송 전극 (1) 을 형성했는데, 폴리실리콘 대신에 금속막이나 그의 실리사이드막을 사용할 수도 있다. 또, 본 발명의 제 1 실시예에서는 N형 반도체 기판에 P형 웰을 형성하고, 그 중에 광전 변환부가 되는 N형 웰을 매립하고 있고, 본 발명의 제 2 ∼ 제 6 실시예에서는 P형 반도체 기판에 N형 웰을 매립하고 있는데, 이들 P 및 N 의 부호를 역전해도 본 발명을 적용할 수 있다.
이와 같이, 단층 전극 구조의 고체 촬상 장치에서, 전하 전송 전극 재료막 (11) 을 장치 전면에 피착하여 단위 셀당 1 개소 이상의 영역을 홈형상으로 분리함으로써 전하 전송 전극 (1) 을 형성한 후, 전하 전송 전극 (1) 중 광전 변환부 (3) 에서 발생한 신호 전하를 전하 전송부 (2) 에 독출하기 위한 독출 전극을 겸비하는 전하 전송 전극 (18) 에 광전 변환부 (3) 를 형성하기 위한 개구부 (12) 를 상기 홈형상의 분리 영역 (4) 과 겹치지 않도록 형성하고, 이 개구부 (12) 를 형성하기 위한 포토레지스트 (13) 와 전하 전송 전극 (1) 을 마스크로 하여 이온 주입을 행함으로써 광전 변환부 (3) 와 전하 독출 전극의 위치 어긋남을 없애고, 광전 변환부 (3) 로부터 수직 전하 전송부 (2) 로의 신호 전하의 독출 특성을 안정시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 복수개 형성된 광전 변환부와, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 광전 변환부에 인접하여 형성되고 또한 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 받아 전송하는 제 2 도전형 전하 전송부와, 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역에 형성되고 또한 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 전하 전송부에 독출하는 전하 독출부와, 전하 독출부 및 전하 전송부상에 게이트 절연막을 통해 형성된 단층의 도전성 전극 재료막을 가공하여 형성된 전하 전송 전극을 포함하는 고체 촬상 장치에서, 도전성 전극 재료막을 단위 셀당 1 개소 이상에서 행방향으로 분할하는 제 1 영역과 광전 변환부상의 제 2 영역을 에칭 제거하여 전하 전송 전극을 형성하고, 제 1 영역과 제 2 영역이 서로 겹치지 않도록 함으로써 광전 변환부와 전하 독출 전극의 위치 어긋남을 없애고, 광전 변환부로부터 수직 전하 전송부로의 신호 전하의 독출 특성을 안정시킬 수 있다는 효과가 있다.
Claims (12)
- 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 복수개 형성된 광전 변환부, 상기 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 상기 광전 변환부에 인접하여 형성되고 또한 상기 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 받아 전송하는 제 2 도전형 전하 전송부, 상기 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역에 형성되고 또한 상기 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 상기 전하 전송부에 독출하는 전하 독출부, 및 상기 전하 독출부와 상기 전하 전송부상에 게이트 절연막을 통해 형성된 단층의 도전성 전극 재료막을 가공하여 형성된 전하 전송 전극을 포함하는 고체 촬상 장치로서,상기 도전성 전극 재료막을 단위 셀당 1 개소 이상에서 행방향으로 분할하는 제 1 영역과 상기 광전 변환부상의 제 2 영역을 에칭 제거하여 상기 전하 전송 전극을 형성하고, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역이 서로 겹치지 않도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광전 변환부는 상기 도전성 전극 재료막을 상기 광전 변환부상에서 제거한 상기 제 2 영역에 대하여 자기정렬로 형성하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제 1 항에 있어서,인접하는 동일층의 전하 전송 전극에 타이밍이 다른 전하 전송 펄스를 인가하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 도전성 전극 재료막을 에칭 가공함으로써 상기 광전 변환부 주변 회로부의 게이트 전극을 형성하고, 상기 주변 회로부의 게이트 전극을, 상기 도전성 전극 재료막을 상기 광전 변환부상에서 제거하는 상기 제 2 영역의 형성과 동일 공정으로 에칭 가공하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 주변 회로부 트랜지스터의 게이트 절연막은 상기 전하 전송부상에 형성하는 게이트 절연막과 동일한 막두께를 갖는 제 1 절연막과, 상기 게이트 절연막보다도 얇은 막두께를 갖는 제 2 절연막으로 구성되고,상기 주변 회로부 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 도전성 전극 재료막을 에칭 가공하여 형성되고,상기 주변 회로부 트랜지스터의 게이트 전극 중 상기 전하 전송부상에 형성하는 게이트 절연막보다도 얇은 막두께를 갖는 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 제 1 영역과 동일 공정으로 에칭 가공하여 형성되고,상기 게이트 절연막이 상기 전하 전송부상에 형성하는 게이트 절연막과 동일한 막두께를 갖는 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 도전성 전극 재료막을 상기 제 2 영역의 형성과 동일 공정으로 에칭 가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
- 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 복수개 형성된 광전 변환부, 상기 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역내에 상기 광전 변환부에 인접하여 형성되고 또한 상기 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 받아 전송하는 제 2 도전형 전하 전송부, 상기 제 1 도전형 반도체층의 표면 영역에 형성되고 또한 상기 광전 변환부에서 발생한 신호 전하를 상기 전하 전송부에 독출하는 전하 독출부, 및 상기 전하 독출부와 상기 전하 전송부상에 게이트 절연막을 통해 형성된 단층의 도전성 전극 재료막을 가공하여 형성된 전하 전송 전극을 포함하는 고체 촬상 장치의 제조 방법으로서,상기 제 1 도전형 반도체층의 표면상에 상기 게이트 절연막을 통해 상기 도전성 전극 재료막을 형성하는 공정, 상기 도전성 전극 재료막상에 제 1 마스크 부재를 형성하는 공정, 상기 도전성 전극 재료막을 행방향으로 분할하는 제 1 영역상의 상기 제 1 마스크 부재를 제거하는 공정, 상기 제 1 마스크 부재를 마스크로 하여 상기 도전성 전극 재료막을 에칭 제거하는 공정, 상기 제 1 영역상 및 상기 도전성 전극 재료막상에 제 2 마스크 부재를 형성하는 공정, 상기 광전 변환부상의 제 2 영역의 상기 제 2 마스크 부재를 제거하는 공정, 상기 제 2 마스크 부재를 마스크로 하여 상기 도전성 전극 재료막을 에칭 제거하는 공정, 및 상기 제 2 마스크 부재를 전면 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 마스크 부재를 마스크로 하여 상기 도전성 전극 재료막을 제거한 후, 상기 제 2 마스크 부재 및 상기 도전성 전극 재료막을 마스크로 하여 제 1 도전형 불순물 및 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하여 상기 광전 변환부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 마스크 부재를 마스크로 하여 상기 도전성 전극 재료막을 제거한 후, 상기 도전성 전극 재료막을 마스크로 하여 제 1 도전형 불순물 및 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하여 상기 광전 변환부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 마스크 부재를 마스크로 하여 상기 도전성 전극 재료막을 제거한 후, 상기 제 2 마스크 부재 및 상기 도전성 전극 재료막을 마스크로 하여 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하는 공정, 및 상기 전하 전송 전극을 마스크로 하여 상기 제 2 도전형 불순물 영역의 표면부분에 자기정렬로 제 1 도전형 불순물을 이온 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 마스크 부재를 마스크로 하여 상기 도전성 전극 재료막을 제거한 후, 상기 도전성 전극 재료막을 마스크로 하여 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하는 공정, 및 상기 전하 전송 전극을 마스크로 하여 상기 제 2 도전형 불순물 영역의 표면부분에 자기정렬로 제 1 도전형 불순물을 이온 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 도전형 불순물 이온 주입의 입사각을 제어함으로써 상기 제 2 도전형 불순물 영역을 상기 전하 전송 전극 하부에 파고들어가도록 형성함으로써, 상기 전하 독출부의 전송 전극단에 대하여 원하는 거리를 두고 자기정렬로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 도전형 불순물 이온 주입의 입사각을 제어함으로써 상기 제 1 도전형 반도체층을 상기 전하 독출부의 전송 전극단에 대하여 원하는 거리를 두고 자기정렬로 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
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