KR20080008543A - Cmos image sensor and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 단위 화소를 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a unit pixel of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 단위 화소를 나타낸 레이아웃도이다.2 is a layout diagram illustrating unit pixels of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 씨모스 이미지 센서의 단면도이다.4 to 6 are cross-sectional views of the CMOS image sensor according to embodiments of the present invention.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 씨모스 이미지 센서들의 제조 방법들을 공정 순서에 따라 단계별로 나열한 중간 구조물들의 단면도들이다.7 to 10 are cross-sectional views of intermediate structures in which the manufacturing methods of CMOS image sensors according to the exemplary embodiments of the present invention are arranged step by step in the order of processing.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 포토 다이오드 20: 플로팅 확산 영역10: photodiode 20: floating diffusion region
30: 트랜스퍼 트랜지스터 40: 리셋 트랜지스터30: transfer transistor 40: reset transistor
50: 드라이브 트랜지스터 60: 셀렉트 트랜지스터50: drive transistor 60: select transistor
본 발명은 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly to a CMOS image sensor and a method of manufacturing the same.
이미지 센서는 광학적 영상을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 크게 전하 결합 소자(Charge Coupled Device: CCD)와 씨모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor; CIS)로 구분된다.An image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and is classified into a charge coupled device (CCD) and a CMOS image sensor (CIS).
이들 중 씨모스 이미지 센서는 제어 회로 및 신호 처리 회로 등을 주변 회로로 사용하는 씨모스 기술을 이용하여 단위 화소의 수량에 해당하는 트랜지스터들을 반도체 기판에 형성함으로써 트랜지스터들에 의해 각 단위 화소의 출력을 순차적으로 검출하는 스위칭 방식을 채용한 소자이다. 씨모스 이미지 센서는 씨모스 제조 기술을 이용하므로 적은 전력 소모, 적은 포토 공정 단계에 따른 단순한 제조 공정을 갖는다. 또한, 씨모스 이미지 센서는 제어 회로, 신호 처리 회로, 아날로그/디지털 변환 회로 등을 씨모스 이미지 센서 칩에 집적 시킬 수가 있으므로 제품의 소형화가 용이하다. 따라서, 씨모스 이미지 센서는 현재 디지털 정지 카메라, 디지털 비디오 카메라 등과 같은 다양한 응용 부분에 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 씨모스 이미지 센서는 암전류에 의한 성능 저하 문제가 제기되어, 암전류를 저감 시킬 수 있으면서도, 전하 전송 효율이 저하되지 않는 씨모스 이미지 센서의 개발이 요구된다. Among them, the CMOS image sensor forms transistors corresponding to the quantity of unit pixels on the semiconductor substrate by using CMOS technology using a control circuit, a signal processing circuit, and the like as peripheral circuits, thereby outputting each unit pixel by the transistors. It is a device that employs a switching method that detects sequentially. The CMOS image sensor uses CMOS manufacturing technology, resulting in a simple manufacturing process with low power consumption and few photo process steps. In addition, the CMOS image sensor can integrate a control circuit, a signal processing circuit, and an analog / digital conversion circuit onto the CMOS image sensor chip, thereby facilitating miniaturization of the product. Therefore, CMOS image sensors are now widely used in various application areas such as digital still cameras, digital video cameras, and the like. However, such CMOS image sensor has a problem of performance degradation caused by dark current, and it is required to develop CMOS image sensor which can reduce dark current and does not reduce charge transfer efficiency.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 암전류를 저감 시킬 수 있으면서도, 전하 전송 효율이 저하되지 않는 씨모스 이미지 센서를 제공하고자 하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a CMOS image sensor that can reduce the dark current, but does not lower the charge transfer efficiency.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 암전류를 저감 시킬 수 있으면서도, 전하 전송 효율이 저하되지 않는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for manufacturing a CMOS image sensor that can reduce the dark current but does not reduce the charge transfer efficiency.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서는 소자 분리 영역에 의해 정의되어 있는 활성 영역, 상기 활성 영역에 나란히 배치되어 있는 포토 다이오드와 플로팅 확산 영역, 상기 포토 다이오드와 상기 플로팅 확산 영역 사이의 상기 활성 영역을 가로지르는 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트, 및 상기 게이트 하부의 상기 활성 영역 내에 위치하며 상기 포토 다이오드측에서 상기 플로팅 확산 영역측으로 갈수록 농도가 단계적으로 변하는 적어도 하나의 불순물 도핑 영역을 구비하는 채널 영역을 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, a CMOS image sensor may include an active region defined by an isolation region, a photodiode and a floating diffusion region disposed side by side in the active region, and the photodiode A gate of a transfer transistor across the active region between the floating diffusion regions, and at least one impurity doped region, which is located in the active region below the gate and whose concentration gradually changes from the photodiode side toward the floating diffusion region side. It includes a channel region having a.
여기서, 상기 불순물 도핑 영역은 상기 포토 다이오드 측에서 상기 플로팅 확산 영역측으로 갈수록 농도가 단계적으로 낮아지는 도핑 프로파일을 가질 수 있으며, 이때 상기 불순물 도핑 영역의 불순물은 P형일 수 있다. The impurity doped region may have a doping profile in which the concentration gradually decreases from the photodiode side toward the floating diffusion region, and the impurity of the impurity doped region may be P-type.
또한, 상기 불순물 도핑 영역은 상기 플로팅 확산 영역측에서 상기 포토 다이오드측으로 갈수록 농도가 단계적으로 높아지는 도핑 프로파일을 갖는 제 1 도전형 불순물 도핑 영역과 상기 제 1 도전형 불순물 도핑 영역의 하부에서 상기 제 1 도전형 불순물 도핑 영역의 상기 도핑 프로파일과 상보적인 도핑 프로파일을 갖는 제 2 도전형 불순물 도핑 영역을 포함할 수 있으며, 이때 상기 제 1 도전형은 P형 이고, 상기 제 2 도전형은 N형일 수 있다.The impurity doped region may further include a first conductivity type impurity doped region having a doping profile that gradually increases in concentration from the floating diffusion region side to the photodiode side and the first conductivity below the first conductivity type impurity doped region. And a second conductivity type impurity doped region having a doping profile complementary to the doping profile of the type impurity doped region, wherein the first conductivity type is P type and the second conductivity type is N type.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법은 소자 분리 영역에 의해 활성 영역을 정의하는 단계, 상기 활성 영역의 채널 영역을 노출하는 감광막의 패턴을 이온 주입 마스크로 하여 적어도 하나의 불순물은 소정의 경사각으로 주입하는 단계, 및 상기 채널 영역을 가로지르는 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트, 상기 활성 영역에 나란히 배치되는 포토 다이오드와 플로팅 확산 영역을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a CMOS image sensor, the method comprising: defining an active region by an isolation region, and ionizing a pattern of a photoresist film exposing a channel region of the active region Implanting at least one impurity at a predetermined oblique angle as an injection mask, and forming a gate of a transfer transistor across the channel region, a photodiode and a floating diffusion region disposed side by side in the active region.
여기서, 상기 불순물을 소정의 경사각으로 주입하는 단계는 상기 플로팅 확산 영역측의 상기 채널 영역이 상기 감광막의 패턴에 의해 쉐이딩 되게 하는 제 1 경사각으로 제 1 도전형 불순물을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.The implanting of the impurity at a predetermined inclination angle may include injecting a first conductivity type impurity at a first inclination angle such that the channel region on the floating diffusion region side is shaded by the pattern of the photoresist layer. .
또한, 상기 불순물을 소정의 경사각으로 주입하는 단계는 상기 포토 다이오드 영역측의 상기 채널 영역이 상기 감광막 패턴에 의해 쉐이딩 되게 하는 제 2 경사각으로 제 2 도전형 불순물을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.The implanting of the impurity at a predetermined inclination angle may further include injecting a second conductivity type impurity at a second inclination angle such that the channel region on the photodiode region side is shaded by the photoresist pattern. .
이때, 상기 제 1 도전형 불순물과 상기 제 2 도전형 불순물은 형 및 P형 불순물일 수 있다.In this case, the first conductivity type impurities and the second conductivity type impurities may be type and P type impurities.
또한, 상기 채널 영역에 주입되는 상기 제 2 도전형 불순물은 상기 제 1 도전형 불순물보다 상대적으로 고에너지로 주입될 수 있다.In addition, the second conductivity type impurity injected into the channel region may be implanted with a relatively higher energy than the first conductivity type impurity.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되어지는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 나아가, 제 1 도전형과 제 2 도전형은 각각 P형 과 N형 일수도 있고, 제 1 도전형과 제 2 도전형은 각각 N형과 P형일 수도 있다. 또한, 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for the purpose of full disclosure, and the invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known process steps, well known device structures and well known techniques are not described in detail in order to avoid obscuring the present invention. Further, the first conductivity type and the second conductivity type may be P type and N type, respectively, and the first conductivity type and the second conductivity type may be N type and P type, respectively. In addition, each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시예들에 따른 씨모스 이미지 센서는 도 1 내지 4를 참조함으로써 잘 이해될 수 있을 것이다. CMOS image sensor according to embodiments of the present invention will be well understood by referring to FIGS.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 화소를 나타낸 회로도이다. 1 is a circuit diagram illustrating a unit pixel of an image sensor according to an exemplary embodiment.
도 1에 도시한 바와 같이, 씨모스 이미지 센서의 단위 화소(100)는 포토 다이오드(PD)와 4개의 트랜지스터(30, 40, 50, 60)를 포함하여 구성된다. 4개의 트랜지스터(30, 40, 50, 60)는 빛을 받아 광전하를 생성하는 포토 다이오드(PD)와 포토 다이오드(PD)에서 모아진 광전하를 플로팅 확산 영역(FD)으로 운송하는 트랜스퍼 트랜지스터(30)와, 원하는 값으로 플로팅 확산 영역(FD)의 전위를 세팅하고 전하를 배출하여 플로팅 확산 영역(FD)을 리셋시키는 리셋 트랜지스터(40)와, 소오스 팔로워 버퍼 증폭기(source follower buffer amplifier) 역할을 하는 드라이브 트랜지스터(50) 및 스위칭 역할로 어드레싱을 할 수 있도록 하는 셀렉트 트랜지스터(60)로 구성된다. 단위 화소(100)밖에는 출력 신호를 읽을 수 있도록 하는 로드 트랜지스터(70)가 형성되어 있다. 참조 부호 Tx는 트랜스퍼 트랜지스터(30)의 게이트 전압이고, Rx는 리셋 트랜지스터(40)의 게이트 전압이며, Dx는 드라이브 트랜지스터(50)의 게이트 전압이며, Sx는 셀렉트 트랜지스터(60)의 게이트 전압이다. 또한, GND는 그라운드를 나타낸다.As illustrated in FIG. 1, the
이와 같이 구성된 씨모스 이미지 센서의 단위 화소(100)의 동작은 다음과 같이 이루어진다.The operation of the
우선, 리셋 트랜지스터(40), 트랜스퍼 트랜지스터(30) 및 셀렉트 트랜지스터(60)를 턴온(turn on)시켜 단위 화소(100)를 리셋시킨다. 이때, 포토 다이오드(PD)는 공핍되기 시작하여 포토 다이오드(PD)에 전하 축적이 발생하고, 플로팅 확산 영역(FD)은 공급 전압(VDD)에 비례하여 전하가 축적된다.First, the
그 후, 트랜스퍼 트랜지스터(30)를 턴오프(turn off)시키고 셀렉트 트랜지스터(60)를 턴온시킨 다음, 리셋 트랜지스터(40)를 턴오프시킨다. 이와 같은 동작 상태에서 단위 화소 출력단(OUT)으로부터 제 1 출력 전압(V1)을 읽어, 버퍼(도시하지 않음)에 저장시키고 난 후, 트랜스퍼 트랜지스터(30)를 턴온시켜 빛의 세기에 따라 변화된 포토 다이오드(PD)의 전하들을 플로팅 확산 영역(FD)으로 이동시킨 다음, 다시 출력단(OUT)에서 제 2 출력 전압(V2)을 읽어 들어, 두 전압차(V1-V2)에 대한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변경시킴으로써 단위 화소(100)에 대한 동작 주기가 완료된다.Thereafter, the
이러한 씨모스 이미지 센서에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 단위 화소를 나타낸 레이아웃도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단한 단면도이다.This CMOS image sensor will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. 2 is a layout diagram illustrating unit pixels of a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 씨모스 이미지 센서의 단위 화소(100)에서 활성 영역(active region, 10)은 굵은 실선으로 정의된 영역이고, 소자 분리 영역(20)은 활성 영역의 외부 영역이다. 트랜스퍼 트랜지스터(30)의 게이트(35), 리셋 트랜지스터(40)의 게이트(45), 드라이브 트랜지스터(50)의 게이트(55) 및 셀렉트 트랜지스터(60)의 게이트(65)가 각각 활성 영역(10)의 상부를 가로지르는 형태로 배치된다.As shown in FIG. 2, in the
도 3에 도시한 바와 같이, 고농도의 제 1 도전형, 예를 들어 P++형 반도체 기판(P++-sub, 1) 상에 저농도의 제 1 도전형, 예를 들어 P-형 에피층(P--epi, 2)이 위치한다. 반도체 기판(1)으로는 예를 들어 단결정 실리콘 기판 등을 사용할 수 있다. As shown in FIG. 3, a first concentration of a low conductivity type, eg, a P − type epitaxial layer, is formed on a high concentration of a first conductivity type, eg, a P ++ type semiconductor substrate (P ++- sub, 1). (P -- epi, 2) is located. As the
반도체 기판(1)의 에피층(2)에는 활성 영역(도 2의 10)을 정의하는 소자 분리 영역(20)이 위치한다. 소자 분리 영역(20)은 STI(Shallow Trench Isolation) 공정에 의해 형성된 것으로 도시되어 있지만, LOCOS(Local Oxidation Of Silicon) 공 정 등에 의해 형성된 것일 수도 있다. In the
활성 영역(도 2의 10)의 에피층(2)에는 포토 다이오드(PD)를 위한 저농도의 제 2 도전형, 예를 들어 N-형 확산 영역(3) 및 중간 농도의 제 1 도전형, 예를 들어 P0형 확산 영역(4)이 위치한다. 이때, N-형 확산 영역(3) 상에 P0형 확산 영역(4)이 위치한다.The
또한, 플로팅 확산 영역(FD)은 트랜스퍼 트랜지스터(30)의 게이트(35)를 사이에 두고 N-/P0 확산 영역(3, 4)과 이격하여 나란하게 에피층(2)에 위치한다. 플로팅 확산 영역(FD)은 LDD(Lightly Doped Drain)의 형성을 위한 저농도의 제 2 도전형, 예를 들어 N-형 확산 영역(5a)과 고농도의 제 2 도전형, 예를 들어 N+형 확산 영역(5b)을 포함한다.In addition, the floating diffusion region FD is positioned in the
한편, 포토 다이오드(PD)가 N-/P0형 확산 영역(3, 4)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 실제로는 N-형 확산 영역(3)만 갖는 것도 가능하다. On the other hand, a photodiode (PD) is N - it is possible to have type diffusion region (3) only - / P 0 type diffusion regions are shown as having 3, 4, a, in practice N.
포토 다이오드(PD)와 플로팅 확산 영역(FD) 사이의 에피층(2)에는 트랜스퍼 트랜지스터(30)를 위한 게이트 절연막(15)과 게이트(35)가 위치하고, 게이트(35) 양측벽에는 스페이서(36)가 각각 위치한다. 또한, 게이트(35) 하부의 에피층(2)에는 채널 영역(6)이 위치하는데, 이는 포토 다이오드(PD)와 일측이 접촉하여 광전하의 이동 통로를 제공한다. 즉, 트랜스퍼 트랜지스터(30)에 전압을 가하면 광전하가 이동할 수 있는 채널 영역(6)이 형성되어, 광전하는 반도체 기판(1)의 표면의 채널 영역(6)을 통해 플로팅 확산 영역(FD)으로 운송된다. A
채널 영역(6)이 위치하는 반도체 기판(1)의 표면 근처에는 각종 결함들(defects)과 댕글링 결합(dangling bond)에 비롯한 암전류를 발생시키는 인자들이 존재하여 씨모스 이미지 센서의 암전류 특성을 악화시킬 수 있다. 따라서, 암전류 특성의 악화를 방지하기 위해, 채널 영역(6) 내에 불순물 도핑 영역(7)이 구비될 수 있다. 불순물 도핑 영역(7)의 불순물은 예를 들어 P형 또는 N형 불순물일 수 있고, 바람직하게는 P형 불순물 일 수 있다.Near the surface of the
이러한 불순물 도핑 영역(7)은 포토 다이오드(PD)측에서 플로팅 확산 영역(FD)측으로 갈수록 불순물의 농도가 단계적으로 변할 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 채널 영역(6) 내의 불순물 도핑 영역(7)은 포토 다이오드(PD)측에서는 불순물의 도즈량이 많고 플로팅 확산 영역(FD)측으로 갈수록 불순물의 도즈량이 적은 경사진 도핑 프로파일(doping profile)을 가질 수 있다. 이는 채널 영역(6) 내의 불순물 도핑 영역(7)의 제 1 도전형의 불순물, 예를 들어 P형 불순물의 농도가 높아질수록 암전류를 저감 시킬 수 있지만, 반대로 포토 다이오드(PD) 영역에 축적된 전하를 플로팅 확산 영역(FD)으로 전송하는 전하 전송 효율(charge transfer efficiency)이 떨어질 수 있으므로, 불순물 도핑 영역(7)이 상술한 바와 같은 도핑 프로파일을 가짐으로써, 암전류 발생을 저감시키면서도 전하 전송 효율이 저하되지 않도록 할 수 있다. 도면에서의 실선의 화살표는 불순물 도핑 영역(7)에서의 불순물의 농도 증가 방향을 나타낸다.In the impurity doped
계속해서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서를 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 단면도이다 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서는 포토 다이오드(PD)의 제 1 도전형 확산 영역(4')을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서와 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서와의 차이점을 중심으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서를 설명한다.Subsequently, a CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a cross-sectional view of a CMOS image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 4, a CMOS image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention may have a first conductivity type diffusion of a photodiode (PD). Except for region 4 ', it is substantially the same as CMOS image sensor according to one embodiment of the present invention. Therefore, a CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention will be described based on differences from the CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드(PD)의 중간 농도의 제 1 도전형, 예를 들어 P0 확산 영역(4')은 트랜스퍼 게이트(35)로부터 임의의 간격을 두고 이격하여 에피층(2)에 형성된다. P0형 확산 영역이 후속의 열처리 공정에 의해 최종적으로 완성되었을 때, 접합이 게이트(35) 아래의 채널 영역(6)으로 확산하는 것을 방지하기 위함이다. P0형 확산 영역의 접합이 게이트(35) 아래로 진입하면 포토 다이오드(PD)측의 게이트(35)의 에지 아래에 장벽 전위(barrier potential)를 형성시켜 전하 전송 효율을 저하시킨다. 이 경우 씨모스 이미지 센서의 저조도 특성 및 동작 속도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드(PD)의 제 1 도전형 확산 영역(4')을 게이트(35)로부터 이격하여 암전류를 저하시키면서도 전하 전송 효율을 저하시키지 않을 수 있다.The first conductivity type, for example P 0 diffusion region 4 ′, of intermediate concentration of the photodiode PD of the CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention is spaced at random intervals from the
계속해서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서를 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서는 트랜스퍼 게이트(35) 하부의 채널 영역(6)에 구비된 불순물 도핑 영역(7')을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서와 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서와의 차이점을 중심으로 설명한다.Subsequently, a CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. 5 is a cross-sectional view of a CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the CMOS image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention is the present invention except for the impurity doped
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 채널 영역(6)은 포토 다이오드(PD)측에서 플로팅 확산 영역(FD)측으로 갈수록 농도가 단계적으로 변하는 불순물 도핑 영역(7')을 구비한다. 불순물 도핑 영역(7)은 예를 들어 포토 다이오드(PD)측에서 플로팅 확산 영역(FD)측으로 갈수록 농도가 단계적으로 낮아지는 도핑 프로파일을 갖는 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(7a)과 반대로 플로팅 확산 영역(FD)측에서 포토 다이오드(PD)측으로 갈수록 농도가 단계적으로 낮아지는 도핑 프로파일을 갖는 제 2 도전형 불순물 도핑 영역(7b)을 가질 수 있다. 제 2 도전형 불순물 도핑 영역(7b)은 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(7a)의 도핑 프로파일과 상보적인 도핑 프로파일을 갖는다. 이때, 제 1 도전형은 P형일 수 있고, 제 2 도전형은 N형 일 수 있다. The
상술한 바와 같은 불순물 도핑 영역(7')은 상보적인 도핑 프로파일을 갖는 제 1 도전형, 예를 들어 P형 불순물 도핑 영역(7a)과 제 2 도전형, 예를 들어 N형 불순물 도핑 영역(7b)을 포함함으로써, P형 불순물 도핑 영역(7a)이 목적하는 바의 도핑 프로파일을 갖도록 하는데 유리하며, 따라서 암전류를 저감시키면서도 전하 전송 효율이 저하되지 않도록 할 수 있다. 도면에서의 실선의 화살표와 점선의 화살표는 각각 제 1 및 제 2 불순물 도핑 영역(7a, 7b)에서의 불순물의 농도 증가 방향을 나타낸다.The impurity doped
계속해서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서를 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 단면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서는 채널 영역(6)에 구비된 불순물 도핑 영역(7')과 포토 다이오드(PD)의 제 1 도전형 확산 영역(4')을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서와 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서와의 차이점을 중심으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서를 설명한다.Subsequently, a CMOS image sensor according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. 6 is a cross-sectional view of a CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the CMOS image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention may include an impurity doped
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 포토 다이오드(PD)의 중간 농도의 제 1 도전형, 예를 들어 P0 확산 영역(4')은 트랜스퍼 게이트(35)로부터 임의의 간격을 두고 이격하여 에피층(2)에 위치한다. P0형 확산 영역이 후속의 열처리 공정에 의해 최종적으로 완성되었을 때, 접합이 게이트(35) 아래의 채널 영역(6)으로 확산하는 것을 방지하기 위함이다. The first conductivity type, for example P 0 diffusion region 4 ′, of intermediate concentration of the photodiode PD of the CMOS image sensor according to a further embodiment of the invention is provided at any distance from the
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 트랜스퍼 게이트(35) 하부의 채널 영역(6)은 포토 다이오드(PD)측에서 플로팅 확산 영역(FD)측 으로 갈수록 농도가 단계적으로 변하는 불순물 도핑 영역(7')을 구비한다. 불순물 도핑 영역(7)은 예를 들어 포토 다이오드(PD)측에서 플로팅 확산 영역(FD)측으로 갈수록 농도가 단계적으로 낮아지는 도핑 프로파일을 갖는 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(7a)과 반대로 플로팅 확산 영역(FD)측에서 포토 다이오드(PD)측으로 갈수록 농도가 단계적으로 낮아지는 도핑 프로파일을 갖는 제 2 도전형 불순물 도핑 영역(7b)을 가질 수 있다. 제 2 도전형 불순물 도핑 영역(7b)은 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(7a)의 도핑 프로파일과 상보적인 도핑 프로파일을 갖는다. 이때, 제 1 도전형은 P형일 수 있고, 제 2 도전형은 N형 일 수 있다. In addition, in the
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서는 상술한 바와 같은 트랜스퍼 게이트(35)로부터 임의의 간격을 두고 위치하는 제 1 도전형 확산 영역(4')과 상보적인 도핑 프로파일을 갖는 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(7a)과 제 2 불순물 도핑 영역(7b)을 포함하는 불순물 도핑 영역(7')을 구비하는 채널 영역(6)을 포함함으로써, 암전류를 저감시키면서도 전하 전송 효율이 저하되지 않도록 할 수 있다. 도면에서의 실선의 화살표와 점선의 화살표는 각각 제 1 및 제 2 불순물 도핑 영역에서의 불순물의 농도 증가 방향을 나타낸다.According to another embodiment of the present invention, the CMOS image sensor may include a first having a doping profile complementary to the first conductivity
계속해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 도 3, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 공정 순서에 따라 단계별로 나열한 중간 구조물들의 단면도들이다.Subsequently, a method of manufacturing the CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 7, and 8. 7 and 8 are cross-sectional views of intermediate structures in which the CMOS image sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention is arranged step by step according to a process sequence.
우선, 도 7에 도시한 바와 같이 반도체 기판(1)을 준비한다. 반도체 기판(1) 으로는 고농도의 제 1 도전형, 예를 들어 P++형 단결정 실리콘 기판을 사용할 수 있다. 반도체 기판(1)의 일 표면, 예를 들어 소자를 형성하기 위한 표면 상에는 에피택셜(epitaxial) 공정에 의해 성장된 저농도의 제 1 도전형, 예를 들어 P-형 에피층(2)이 형성되어있는데, 이는 포토 다이오드에서의 공핍 영역(depletion region)을 크고 깊게 형성시킴으로써, 광전하를 모으기 위한 저전압 포토 다이오드(PD)의 능력을 증가시키고 나아가 광감도를 개선시키기 위함이다.First, as shown in FIG. 7, the
다음, 포토 다이오드(도 3의 PD)의 활성 영역(도 2의 10) 및 플로팅 확산 영역(도 3의 FD)을 비롯하여 트랜스퍼 트랜지스터(도 2의 30), 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 활성 영역(도 2의 10)을 정의하기 위해 반도체 기판(1)의 에피층(2)에 소자 분리 영역(20)을 형성한다. 소자 분리 영역(2)은 예를 들어 STI 공정에 의해 형성될 수 있다. 물론, 소자 분리 영역을 LOCOS 공정 등에 의해 형성될 수도 있다.Next, the transfer transistor (30 in FIG. 2), the reset transistor (40 in FIG. 2), the drive, as well as the active region (10 in FIG. 2) and the floating diffusion region (FD in FIG. 3) of the photodiode (PD in FIG. 3). An
이어, 포토 다이오드(도 3의 FD)의 활성 영역(도 2의 10)을 포함한 활성 영역(도 2의 10) 전체의 에피층(2) 상에 게이트 절연막(150)을 형성한다. 이때, 게이트 절연막(150)은 트랜스퍼 트랜지스터(도 2의 30), 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 게이트 절연막으로서, 예를 들어 열산화 공정에 의해 성장된 열산화막으로 형성될 수 있다.Subsequently, the
다음, 게이트 절연막(150) 상에 감광막(200)의 패턴을 형성한다. 이때, 감광 막(200)의 패턴은 트랜스퍼 트랜지스터(도 2의 30)의 채널 영역(6)을 노출한다. 이러한 감광막(200)의 패턴을 이온 주입 마스크로 이용하여 채널 영역(6)에 제 1 도전형, 예를 들어 P형 불순물을 소정의 경사각(θ1)으로 이온 주입하여 불순물 도핑 영역(70)을 형성한다. 채널 영역(6)에 소정의 경사각(θ1)으로 불순물을 주입함으로써, 감광막(200)의 패턴에 의해 채널 영역(6)이 일부 가려져 불순물이 도달하지 않는 쉐이딩 영역(shading region)이 발생하게 된다. 쉐이딩 영역은 플로팅 확산 영역(도 3의 FD) 측에 형성되도록 할 수 있다.Next, a pattern of the
이어, 도 8에 도시한 바와 같이 불순물이 주입된 상태에서 반도체 기판(1)에 열처리를 하게 되면, 불순물이 측면, 즉 플로팅 확산 영역(도 3의 FD)측으로 확산된다. 따라서, 채널 영역(6)에는 포토 다이오드(도 3의 PD)측에서는 상대적으로 고농도를 갖고, 플로팅 확산 영역(도 3의 FD)측에서는 저농도를 갖는 경사진 도핑 프로파일을 갖는 불순물 도핑 영역(7)이 형성된다. 도면에서의 실선의 화살표는 불순물 도핑 영역(7)에서의 불순물의 농도 증가 방향을 나타낸다. Subsequently, when the
다음, 도 3에 도시한 바와 같이 도 8의 감광막의 패턴을 제거하고, 게이트 절연막(도 8의 150) 상에 트랜스퍼 게이트(35)를 위한 도전층(도시하지 않음), 예를 들어 고농도의 다결정 실리콘층을 증착한다. 이때, 도전층은 트랜스퍼 트랜지스터(도 2의 30), 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 3의 60)의 게이트(도 3의 35, 45, 55, 65)를 위한 도전층이다. 도면에 도시하지는 않았지만 도전층을 고농도의 다결정 실리콘층과 그 위에 실 리사이드층으로 형성시킬 수도 있다.Next, as shown in FIG. 3, the pattern of the photosensitive film of FIG. 8 is removed, and a conductive layer (not shown), for example, a high concentration polycrystal, for the
이어, 사진 식각 공정으로 게이트를 위한 부분의 도전층 및 게이트 절연막을 남기고 나머지 도전층 및 게이트 절연막을 제거하여, 트랜스퍼 트랜지스터(35)의 게이트 절연막(15)과 게이트를 형성하고, 포토 다이오드(PD)와 플로팅 확산 영역(FD)을 위한 활성 영역(도 2의 10)의 표면을 노출한다. 아울러, 도면에 도시하지는 않았지만 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 게이트 및 게이트 절연막의 패턴을 형성시키고, 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 활성 영역(도 2의 10)의 표면을 노출한다.Subsequently, a photolithography process leaves a conductive layer and a gate insulating layer for the gate and removes the remaining conductive layer and the gate insulating layer to form a gate with the
다음, 반도체 기판(1) 상에 감광막의 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 이때, 감광막의 패턴은 플로팅 확산 영역(FD)을 위한 활성 패턴(도 2의 10)의 에피층(2)을 노출시키고, 포토 다이오드(PD)를 위한 활성 영역(도 2의 10)의 에피층(2)을 마스킹(masking)한다. 또한, 감광막의 패턴은 도시하지는 안았지만, 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 활성 영역(도 2의 10)을 노출한다.Next, a pattern (not shown) of the photosensitive film is formed on the
이어, 감광막 패턴을 이온 주입 마스크로 하여 플로팅 확산 영역(FD)을 위한 활성 영역의 에피층에 LDD의 형성을 위한 저농도의 제 2 도전형의 불순물, 예를 들어 N형 불순물을 이온 주입하여 플로팅 확산 영역을 위한 N-형 확산 영역(5a)을 형성한다. 아울러, 도시하지는 않았지만 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜 지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 활성 영역(도 2의 10)의 에피층에 LDD를 위한 N-형 확산 영역을 형성한다.Subsequently, floating diffusion is performed by ion implanting low-concentration, second conductivity-type impurities, such as N-type impurities, into the epi layer of the active region for the floating diffusion region FD using the photoresist pattern as an ion implantation mask. An N −
다음, 감광막의 패턴을 제거하고, 반도체 기판(1)에 감광막의 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 이때, 감광막의 패턴은 포토 다이오드(PD)를 위한 활성 영역(도 2의 10)의 에피층(2)을 노출시키고 N-형 확산 영역(5a)을 마스킹한다. 또한, 도시하지는 않았지만 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 활성 영역(도 2의 10)을 마스킹한다.Next, the pattern of the photosensitive film is removed, and a pattern (not shown) of the photosensitive film is formed on the
이어, 감광막의 패턴을 이온 주입 마스크로 하여 포토 다이오드(PD)를 위한 활성 영역(도 2의 10)의 에피층(2)에 저농도의 제 1 도전형, 예를 들어 N형 불순물을 고에너지로 이온 주입시킴으로써 포토 다이오드(PD)를 위한 N-형 확산 영역(3)을 형성한다.Subsequently, a low concentration of the first conductivity type, for example, an N-type impurity, is applied to the
다음, 중간 농도의 제 2 도전형, 예를 들어 P형 불순물을 저에너지로 이온 주입시킴으로 N-형 확산 영역(3) 상에 P0 확산 영역(4)을 형성한다. 한편, P0 확산 영역(4)의 형성 공정을 생략함으로써 N-형 확산 영역(3)만을 갖는 포토 다이오드(PD)를 형성하는 것도 가능함은 자명한 사실이다.Next, a P 0 diffusion region 4 is formed on the N −
이어, 감광막의 패턴을 제거하고, 화학 기상 증착 공정, 예를 들어 저압 화학 기상 증착 공정 등을 이용하여, N- 확산 영역(3), P0 확산 영역(4) 및 게이 트(35)를 비롯하여 반도체 기판(1)의 모든 영역 상의 스페이서(36)를 위한 절연막(도시하지 않음), 예를 들어 산화막이나 질화막 등을 증착시킨다. 그후, 절연막을 건식 식각 또는 습식 식각 방법에 의해 식각하여 게이트(35) 측벽에 스페이서(36)를 형성한다. 아울러, 도시하지는 않았지만 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 게이트의 양측벽에 스페이서를 형성시키고, 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 활성 영역을 노출한다.Subsequently, the pattern of the photoresist film is removed and the N - diffusion region 3, P 0 , using a chemical vapor deposition process, for example, a low pressure chemical vapor deposition process or the like. An insulating film (not shown), for example, an oxide film or a nitride film, is deposited for the
다음, 반도체 기판(1) 상에 감광막의 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 이때, 감광막의 패턴은 N-형 확산 영역(5a)을 노출시키고, P0형 확산 영역(4)과 게이트(35)를 마스킹한다. 또한, 도시하지는 않았지만, 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)를 위한 N-형 확산 영역을 노출한다.Next, a pattern (not shown) of the photosensitive film is formed on the
이어, 감광막의 패턴을 이온 주입 마스크로 하여 고농도의 제 2 도전형, 예를 들어 N형 불순물을 고에너지로 이온 수집하여 플로팅 확산 영역(FD)을 위한 N+형 확산 영역(5b)을 형성한다. 아울러, 도시하지는 않았지만 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 2의 60)의 소오스/드레인 영역을 위한 N+형 확산 영역을 형성한다.Subsequently, using a pattern of the photoresist as an ion implantation mask, a high concentration of a second conductivity type, for example N-type impurities, is ion-collected at high energy to form an N +
다음, 감광막의 패턴을 제거하고, 열처리 공정, 예를 들어 급속 열처리 공정 등을 이용하여 N-형 확산 영역(3), P0형 확산 영역(4), N-형 확산 영역(5a), N+형 확산 영역(5b) 내의 이온 주입된 불순물을 확산시켜 N-형 확산 영역(3), P0형 확산 영역(4), N-형 확산 영역(5a) 및 N+형 확산 영역(5b)의 접합을 실질적으로 형성한다. 아울러, 도시하지는 않았지만, 리셋 트랜지스터(도 2의 40), 드라이브 트랜지스터(도 2의 50) 및 셀렉트 트랜지스터(도 5의 60)의 N-형 확산 영역 및 N+형 확산 영역의 접합을 실질적으로 형성한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 단위 화소를 형성하기 위한 제조 공정을 완료한다. 도면에서 실선의 화살표는 불순물 도핑 영역(7)에서의 불순물의 농도 증가 방향을 나타낸다.Next, the pattern of the photoresist film is removed, and the N -
이상에서는 트랜스퍼 게이트(35)의 스페이서(36)를 형성하기 전에 포토 다이오드(PD)를 위한 제 1 도전형 확산 영역(4)을 형성하는 경우를 예시하여 설명하였지만, 트랜스퍼 게이트(35)의 스페이서(36)를 형성한 후에 포토 다이오드(PD)를 위한 제 1 도전형 확산 영역(도 4의 4')을 형성할 수 있음은 물론이다.In the above, the case where the first conductivity
계속해서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 도 5, 도 7, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 공정 순서에 따라 단계별로 나열한 중간 구조물들의 단면도들이다.Subsequently, a method of manufacturing the CMOS image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 7, 9, and 10. 9 and 10 are cross-sectional views of intermediate structures in which a method of manufacturing a CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention is arranged step by step according to a process sequence.
본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법은 트랜스퍼 게이트의 채널 영역의 제조 방법을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법과 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법과의 차이점을 중심으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 설명한다.The manufacturing method of the CMOS image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention is substantially the same as the manufacturing method of the CMOS image sensor according to the exemplary embodiment of the present invention except for the manufacturing method of the channel region of the transfer gate. Therefore, a method of manufacturing the CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention will be described based on differences from the manufacturing method of the CMOS image sensor according to the exemplary embodiment of the present invention.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법에서와 마찬가지로 도 7에 도시한 바와 같이 트랜스퍼 게이트(도 5의 35) 하부의 채널 영역(6)을 노출하는 감광막(200)의 패턴을 형성하고 이를 이온 주입 마스크로 하여 채널 영역(6)에 제 1 도전형, 예를 들어 P형 불순물을 소정의 경사각(θ1)으로 이온 주입하여 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(도 9의 70a)을 형성한다. 이때, 경사각(θ1)은 채널 영역에 형성하고자 하는 도핑 프로파일에 따라 다양하게 변할 수 있으며, 예를 들어 감광막(200)의 패턴의 두께가 약 0.7㎛이고, 트랜스퍼 트랜지스터(35)의 폭이 약 1㎛인 경우 포토 다이오드(PD) 측의 채널 영역, 즉 전체 채널 영역의 폭 중 2/3에 해당하는 약 0.75㎛에 해당하는 영역에 불순물이 주입되도록 경사각(θ1)을 조절할 수 있다. First, as in the method of manufacturing the CMOS image sensor according to the exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the
다음, 도 9에 도시한 바와 같이 제 1 도전형 불순물을 이온 주입시 사용하였던 감광막 패턴(200)을 이온 주입 마스크로하여 채널 영역(6)에 제 2 도전형, 예를 들어 N형 불순물을 소정의 경사각(θ2)으로 이온 주입하여 제 2 도전형 불순물 도핑 영역(70b)한다. 쉐이딩 영역은 포토 다이오드(도 5의 PD)측에 형성되도록 하며, 이때 경사각(θ2)은 트랜스퍼 트랜지스터(35)의 폭이 약 1㎛인 경우 플로팅 확산 영역(FD) 측의 채널 영역, 즉 전체 채널 영역의 폭 중 2/3에 해당하는 약 0.75㎛에 해당하는 영역에 불순물이 주입되도록 경사각(θ2)할 수 있다. 이때, 채널 영역(6)에 주입되는 제 2 도전형의 불순물은 제 1 도전형의 불순물보다 상대적으로 고에너지로 주입될 수 있다.Next, as shown in FIG. 9, the second conductive type, for example, N type impurity, is predetermined in the
이어, 도 10에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 도전형 불순물이 주입된 상태에서 반도체 기판(1)에 열처리를 하게 되면, 제 1 도전형 불순물은 플로팅 확산 영역(도 5의 FD)측으로 확산되고, 제 2 도전형 불순물은 포토 다이오드(도 5의 PD)으로 확산된다. 따라서, 채널 영역(6)에는 포토 다이오드(도 7의 PD)측에서는 상대적으로 고농도를 갖고, 플로팅 확산 영역(도 5의 FD)측에서는 상대적으로 저농도를 갖는 경사진 도핑 프로파일을 갖는 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(7a)이 형성된다. 또한, 채널 영역(6)의 제 1 불순물 도핑 영역(7a)의 하부에서는 포토 다이오드(도 5의 PD) 영역측에는 상대적으로 저농도를 갖고, 플로팅 확산 영역(7b)측에서는 상대적으로 고농도를 갖는 경사진 도핑 프로파일을 갖는 제 2 도전형 불순물 도핑 영역(7b)이 형성된다. 이때, 불순물 도핑 영역(7')의 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(7a)과 제 2 도전형 불순물 도핑 영역(7b)의 도핑 프로파일은 서로 상보적이다. 도면에서의 실선 화살표와 점선 화살표는 각각 제 1 도전형 불순물 도핑 영역(7a)과 제 2 도전형 불순물 도핑 영역(7b)에서의 불순물의 농도 증가 방향을 나타낸다.Subsequently, when the
나머지, 게이트(도 5의 35) 형성, 포토 다이오드(도 5의 PD) 형성 및 플로팅 확산 영역(도 5의 FD)의 형성 공정은 본 발명의 일 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법과 실질적으로 동일하므로, 여기에서는 중복되는 설명은 생략한 다.The remaining process of forming a gate (35 in FIG. 5), forming a photodiode (PD in FIG. 5), and forming a floating diffusion region (FD in FIG. 5) is performed by a method of manufacturing a CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention. Since they are substantially the same, redundant descriptions are omitted here.
이상에서는 트랜스퍼 게이트(도 5의 35)의 스페이서(36)를 형성하기 전에 포토 다이오드(PD)를 위한 제 1 도전형 확산 영역(4)을 형성하는 경우를 예시하여 설명하였지만, 트랜스퍼 게이트(35)의 스페이서(36)를 형성한 후에 포토 다이오드(PD)를 위한 제 1 도전형 확산 영역(도 6의 4')을 형성할 수 있음은 물론이다. 또한, 채널 영역(6)에서 제 1 도전형 불순물 영역(7a)을 형성하고 제 2 도전형 불순물 영역(7b)을 형성하는 경우를 예시하여 설명하였지만, 이 순서에 한정되지 않고 제 2 도전형 불순물 영역(7b)을 형성한 후 제 1 도전형 불순물 영역(7a)을 형성할 수 있음은 물론이다.In the above, the case where the first conductivity
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 명세서에서 사용된 용어 및 표현들은 서술의 목적으로 사용된 것일 뿐 어떠한 제한을 가지는 것은 아니며, 이와 같은 용어 및 표현의 사용은 도시되고 기술된 구성 요소 또는 그 일부분들의 등가물을 배제하고자 하는 것이 아니며, 청구된 발명의 범주 안에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the terms and expressions used herein are used for descriptive purposes only and do not have any limitation, and the use of such terms and expressions is illustrated. It is not intended to exclude equivalents of the described components or portions thereof, and various modifications are of course possible within the scope of the claimed invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 씨모스 이미지 센서는 암전류를 저감하고, 전하 운송 효율을 향상시킬 수 있어 제품의 품질 경쟁력을 높일 수 있다.CMOS image sensor according to the embodiments of the present invention as described above can reduce the dark current, improve the charge transport efficiency can improve the product quality competitiveness.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060067931A KR20080008543A (en) | 2006-07-20 | 2006-07-20 | Cmos image sensor and method for fabricating the same |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103915457A (en) * | 2014-03-14 | 2014-07-09 | 复旦大学 | Silicon-based CMOS image sensor and method of the silicon-based CMOS image sensor for restraining photon-generated carrier surface trap recombination |
CN115295568A (en) * | 2022-08-17 | 2022-11-04 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | Image sensor and manufacturing method thereof |
-
2006
- 2006-07-20 KR KR1020060067931A patent/KR20080008543A/en not_active Application Discontinuation
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