KR100936104B1 - Method for Manufacturing of Image Sensor - Google Patents
Method for Manufacturing of Image Sensor Download PDFInfo
- Publication number
- KR100936104B1 KR100936104B1 KR1020070139464A KR20070139464A KR100936104B1 KR 100936104 B1 KR100936104 B1 KR 100936104B1 KR 1020070139464 A KR1020070139464 A KR 1020070139464A KR 20070139464 A KR20070139464 A KR 20070139464A KR 100936104 B1 KR100936104 B1 KR 100936104B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- insulating layer
- forming
- contact hole
- region
- contact
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 19
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 7
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 241000123112 Cardium Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 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
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
-
- 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
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
- H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
-
- 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
-
- 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
- H01L27/14689—MOS based technologies
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 이미지 센서 제조방법은 반도체 기판의 픽셀 영역 및 로직 영역에 제1 게이트 및 제2 게이트를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 게이트의 양측에 엘디디 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 게이트를 포함하는 반도체 기판 상에 제1 절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 절연층에 상기 엘디디 영역을 선택적으로 노출시키는 제1 콘택홀 및 제2 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제1 콘택홀 및 상기 제2 콘택홀 하부의 반도체 기판에 소스 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 콘택홀 및 제2 콘택홀 내부에 제1 콘택 플러그 및 제2 콘택 플러그를 형성하는 단계; 상기 제1 절연층 상에 상기 제1 및 제2 콘택 플러그와 각각 연결되는 금속배선을 포함하는 제2 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 절연층 상에 포토다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.An image sensor manufacturing method according to an embodiment may include forming first and second gates in a pixel region and a logic region of a semiconductor substrate; Forming an LED region on both sides of the first and second gates; Forming a first insulating layer on the semiconductor substrate including the first and second gates; Forming a first contact hole and a second contact hole to selectively expose the LED area in the first insulating layer; Forming a source region in the semiconductor substrate below the first contact hole and the second contact hole; Forming a first contact plug and a second contact plug in the first contact hole and the second contact hole; Forming a second insulating layer on the first insulating layer, the second insulating layer including metal wires respectively connected to the first and second contact plugs; And forming a photodiode on the second insulating layer.
이미지 센서, 포토다이오드, 소스/드레인 Image Sensors, Photodiodes, Sources / Drains
Description
실시예에서는 이미지 센서 제조방법이 개시된다. In an embodiment, an image sensor manufacturing method is disclosed.
이미지 센서는 광학적 영상(Optical Image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 크게 전하결합소자(charge coupled device:CCD) 이미지 센서와 씨모스(Complementary Metal Oxide Silicon:CMOS) 이미지 센서(CIS)를 포함한다.The image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and includes a charge coupled device (CCD) image sensor and a complementary metal oxide silicon (CMOS) image sensor (CIS). do.
씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토다이오드와 모스트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.The CMOS image sensor implements an image by sequentially detecting an electrical signal of each unit pixel by a switching method by forming a photodiode and a MOS transistor in the unit pixel.
씨모스 이미지 센서는 빛 신호를 받아서 전기신호로 바꾸어 주는 포토다이오드(Photo diode) 영역과 이 전기 신호를 처리하는 트랜지스터 영역으로 구분할 수 있다. 씨모스 이미지 센서는 포토다이오드와 트랜지스터가 반도체 기판에 수평으로 배치되는 구조이다. The CMOS image sensor may be divided into a photo diode region that receives a light signal and converts the light signal into an electrical signal, and a transistor region that processes the electrical signal. The CMOS image sensor is a structure in which photodiodes and transistors are horizontally disposed on a semiconductor substrate.
수평형 씨모스 이미지 센서에 의하면 포토다이오드와 트랜지스터가 기판 상에 상호 수평으로 인접하여 형성된다. 이에 따라, 포토다이오드 형성을 위한 추가적인 영역이 요구된다. According to the horizontal CMOS image sensor, a photodiode and a transistor are formed adjacent to each other horizontally on a substrate. Accordingly, additional areas for photodiode formation are required.
실시예는 트랜지스터 회로와 포토다이오드의 수직형 집적을 제공할 수 있는 이미지 센서 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a method of manufacturing an image sensor that can provide vertical integration of transistor circuits and photodiodes.
또한, 실시예는 레졀루션(Resolution)과 센서티버티(sensitivity)가 함께 개선될 수 있는 이미지 센서 제조방법을 제공한다. In addition, the embodiment provides an image sensor manufacturing method in which resolution and sensor sensitivity can be improved together.
또한, 실시예는 수직형의 포토다이오드를 채용하면서 신호처리를 위한 트랜스퍼 트랜지스터의 펀치 쓰루(Punch Through) 현상을 억제하는 이미지 센서 제조방법을 제공한다.In addition, the embodiment provides a method of manufacturing an image sensor that suppresses the punch through phenomenon of a transfer transistor for signal processing while employing a vertical photodiode.
실시예에 따른 이미지 센서 제조방법은 반도체 기판의 픽셀 영역 및 로직 영역에 제1 게이트 및 제2 게이트를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 게이트의 양측에 엘디디 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 게이트를 포함하는 반도체 기판 상에 제1 절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 절연층에 상기 엘디디 영역을 선택적으로 노출시키는 제1 콘택홀 및 제2 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제1 콘택홀 및 상기 제2 콘택홀 하부의 반도체 기판에 소스 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 콘택홀 및 제2 콘택홀 내부에 제1 콘택 플러그 및 제2 콘택 플러그를 형성하는 단계; 상기 제1 절연층 상에 상기 제1 및 제2 콘택 플러그와 각각 연결되는 금속배선을 포함하는 제2 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 절연층 상에 포토다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.An image sensor manufacturing method according to an embodiment may include forming first and second gates in a pixel region and a logic region of a semiconductor substrate; Forming an LED region on both sides of the first and second gates; Forming a first insulating layer on the semiconductor substrate including the first and second gates; Forming a first contact hole and a second contact hole to selectively expose the LED area in the first insulating layer; Forming a source region in the semiconductor substrate below the first contact hole and the second contact hole; Forming a first contact plug and a second contact plug in the first contact hole and the second contact hole; Forming a second insulating layer on the first insulating layer, the second insulating layer including metal wires respectively connected to the first and second contact plugs; And forming a photodiode on the second insulating layer.
실시예에 따른 이미지 센서 제조방법에 의하면 트랜지스터 회로(circuitry)와 포토다이오드의 수직형 집적을 제공할 수 있다.According to the image sensor manufacturing method according to the embodiment can provide a vertical integration of the transistor circuit (circuitry) and the photodiode.
또한, 실시예에 의하면 트랜지스터 회로(circuitry)와 포토다이오드의 수직형 집적에 의해 필팩터(fill factor)를 100%에 근접시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment, the fill factor can be approached to 100% by vertical integration of the transistor circuit and the photodiode.
또한, 실시예에 의하면 종래기술보다 수직형 집적에 의해 같은 픽셀 사이즈에서 높은 센서티버티(sensitivity)를 제공할 수 있다.Further, according to the embodiment, it is possible to provide higher sensitivity at the same pixel size by vertical integration than in the prior art.
또한, 실시예에 의하면 종래기술보다 같은 레졀류션(Resolution)을 위해 공정비용을 감축할 수 있다.In addition, according to the embodiment it is possible to reduce the process cost for the same resolution (Resolution) than the prior art.
또한, 실시예에 의하면 각 단위 픽셀은 센서티버티(sensitivity)의 감소 없이 보다 복잡한 회로(circuitry)를 구현할 수 있다.In addition, according to the exemplary embodiment, each unit pixel may implement a more complicated circuit without reducing the sensitivity.
또한, 실시예에 의해 집적될 수 있는 추가적인 온칩 회로(on-chip circuitry)는 이미지센서의 퍼포먼스(performance)를 증가시키고, 나아가 소자의 소형화 및 제조비용을 절감을 획득할 수 있다.In addition, the additional on-chip circuitry that can be integrated by the embodiment can increase the performance of the image sensor and further reduce the size and manufacturing cost of the device.
또한, 실시예에 의해 포토다이오드의 광전하 전송 효율이 향상되어 이미지 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment, the photocharge transfer efficiency of the photodiode is improved, thereby improving image characteristics.
실시예에 따른 이미지 센서 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.An image sensor manufacturing method according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/위(on/over)"에 형성되는 것으로 기재 되는 경우에 있어, 상/위(on/over)는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. In the description of the embodiments, where described as being formed "on / over" of each layer, the on / over may be directly or through another layer ( indirectly) includes everything formed.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.
도 1 내지 도 8을 참조하여 실시예에 따른 이미지 센서 제조방법을 설명한다. An image sensor manufacturing method according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
도 1을 참조하여, 반도체 기판(10)에 제1 게이트 전극(100) 및 제2 게이트 전극(200)이 형성된다. Referring to FIG. 1, a
상기 반도체 기판(10)은 단결정의 p형 기판(p++)일 수 있고, 상기 반도체 기판(10) 상에는 에피택셜(epitaxial) 공정을 실시하여 저농도의 p형 에피층(p-Epi)이 형성될 수 있다. The
상기 반도체 기판(10)에 액티브 영역과 필드 영역을 정의하는 복수개의 소자분리막이 형성된다. 또한, 상기 액티브 영역 상에는 픽셀 영역(A)의 회로 및 로직 영역(B)의 회로가 형성될 수 있다.A plurality of device isolation layers defining an active region and a field region are formed in the
도시되지는 않았지만, 상기 픽셀 영역(A) 및 로직 영역(B)를 포함하는 반도체 기판(10) 표면에 문턱 전압을 조절하고 전하를 이동시키기 위하여 p0 이온을 주입하여 채널부를 형성할 수 있다. Although not shown, a channel portion may be formed by implanting p0 ions into the surface of the
상기 픽셀 영역(A) 및 로직 영역(B)에 제1 게이트 전극(100) 및 제2 게이트 전극(200)이 형성된다. The
상기 픽셀 영역(A)의 제1 게이트 전극(100)은 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극일 수 있다. 상기 제1 게이트 전극(100)은 단위 픽셀 별로 형성될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 제1 게이트 전극(100) 형성시 리셋 트랜지스터, 드라이브 트랜지스터 및 셀렉트 트랜지스터의 게이트도 형성될 수 있다. The
상기 제1 게이트 전극(100) 및 제2 게이트 전극(200)은 동시에 패터닝 되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 게이트 전극(100,200)은 게이트 절연막과 게이트 전도막을 증착한 다음 패터닝하여 형성될 수 있다.The
상기 제1 및 제2 게이트 전극(100,200)의 양측에 저농도 도펀트의 이온주입을 이용하여 반도체 기판(10)에 엘디디(Lightly Doped Drain) 영역(110,210)을 형성한다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 게이트 전극(100,200)의 엘디디 영역(110,210)은 n형 불순물을 이온주입하여 형성될 수 있다. Lightly doped
도시되지는 않았지만, 상기 제1 및 제2 게이트 전극(100,200)을 포함하는 반도체 기판(10) 상으로 산화막을 전체적으로 증착한 다음 전면식각 공정을 진행하여 스페이서를 형성할 수 있다. 또는 상기 스페이서는 형성되지 않을 수도 있다. Although not shown, a spacer may be formed by entirely depositing an oxide layer on the
도 2를 참조하여, 상기 제1 및 제2 게이트 전극(100,200)을 포함하는 반도체 기판(10) 상에 제1 절연층(20)이 형성된다. 상기 제1 절연층(20)은 금속전 절연층(Pre-Metal Dielectric)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 절연층(20)은 산화막 또는 질화막으로 형성되거나 상기 막들이 적층된 구조로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2, a first
도 3을 참조하여, 상기 제1 절연층(20) 상에 제1 포토레지스트 패턴(310)이 형성된다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(310)은 상기 제1 게이트 전극(100)의 엘디 디 영역(110)에 대응하는 상기 제1 절연층(20)을 노출시키고 나머지 영역을 가리도록 형성된다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(310)은 상기 제1 절연층(20) 상에 포토레지스트막을 스핀코팅에 의하여 형성한 후 노광 및 현상공정을 진행하여 형성할 수 있다. Referring to FIG. 3, a first
상기 제1 포토레지스트 패턴(310)을 식각 마스크로 사용하여 상기 제1 절연층(20)을 식각한다. 그러면 상기 제1 절연층(20)에 제1 콘택홀(121,122)이 형성된다. 상기 제1 콘택홀(121,122)은 상기 제1 게이트 전극(100)의 엘디디 영역(110)이 형성된 반도체 기판(10)을 노출시킬 수 있다. The first
이후, 상기 제1 포토레지스트 패턴(310)은 애싱 공정에 의하여 제거할 수 있다.Thereafter, the
도 4를 참조하여, 상기 제1 절연층(20) 상에 제2 포토레지스트 패턴(320)이 형성된다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(320)은 상기 제2 게이트 전극(200)의 엘디디 영역(210)에 대응하는 상기 제1 절연층(20)은 노출시키고 나머지 영역은 가리도록 형성된다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(320)은 상기 제1 절연층(20) 상에 포토레지스트막을 스핀코팅에 의하여 형성한 후 노광 및 현상공정을 진행하여 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4, a second
상기 제2 포토레지스트 패턴(320)을 식각 마스크로 사용하여 상기 제1 절연층(20)을 식각한다. 그러면 상기 제1 절연층(20)에 제2 콘택홀(221)이 형성된다. 상기 제2 콘택홀(221)은 상기 제2 게이트 전극(200)의 엘디디 영역(210)이 형성된 반도체 기판(10)을 노출시킬 수 있다. The first
이후, 상기 제2 포토레지스트 패턴(320)은 애싱 공정에 의하여 제거할 수 있다.Thereafter, the
상기와 같이 제1 포토레지스트 패턴(310)에 의하여 제1 콘택홀(121,122)을 형성하고, 제2 포토레지스트 패턴(320)에 의하여 제2 콘택홀(221)을 각각 형성할 수 있다. 그러면 상기 제1 콘택홀(121,122) 및 제2 콘택홀(221)이 동시에 형성될 경우 미스 얼라인을 방지하여 정확한 영역에 콘택 플러그를 형성할 수 있게 된다. 즉, 상기 픽셀 영역(A) 및 로직 영역(B)에 한번의 포토공정에 의하여 콘택홀을 동시에 형성하게 되면 그 형성위치가 정확하게 맞지 않을 수 있다. 그러면 후속 공정으로 형성되는 콘택 플러그의 위치가 다른 영역에 형성되어 소자의 수율저하 및 불량을 일으킬 수 있다. 이에 실시예에서는 상기 제1 콘택홀(121,122) 및 제2 콘택홀(221)이 두번의 포토공정에 의하여 각각 형성되므로 미스 얼라인을 방지하여 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As described above, the
도 5를 참조하여, 상기 제1 절연층(20)에 제1 콘택홀(121,122) 및 제2 콘택홀(221)이 형성된다. Referring to FIG. 5,
상기 제1 콘택홀(121,122)은 상기 제1 게이트 전극(100)의 엘디디 영역(110,210)을 선택적으로 노출시키고, 상기 제2 콘택홀(221)은 상기 제2 게이트 전극의 엘디디 영역(110,210)을 선택적으로 노출시킨다. The
도 6을 참조하여, 상기 제1 및 제2 게이트 전극(100,200)에 소스 영역(130,230) 및 드레인 영역(131)이 각각 형성된다. 상기 소스 영역(130,230) 및 드레인 영역(131)은 상기 제1 절연층(20)을 이온주입 마스크로 이용하여 고농도의 도펀트를 이온주입하여 상기 엘디디 영역(110,210)에 접속되도록 형성할 수 있다. 상기 소스 영역(130.230) 및 드레인 영역(131)은 고농도의 n형 불순물로 형성될 수 있다. 이후, 상기 소스 영역(130,230) 및 드레인 영역(131)에 주입된 도펀트의 활성화를 위한 열처리 공정을 진행할 수 있다.Referring to FIG. 6,
여기서, 상기 제1 게이트 전극(100)의 소스 영역(130)은 전자 저장부(130)이고 상기 드레인 영역(131)은 플로팅 확산부(131)일 수 있다. 즉, 상기 제1 게이트 전극(100)의 전자 저장부(130)는 후속공정으로 형성되는 포토다이오드(60)에서 생성된 광전자를 전달받아 상기 플로팅 확산부(131)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 이하에서는 상기 제1 게이트 전극(100)의 소스 영역(230)을 전자 저장부(130)라고 칭하고, 상기 드레인 영역(131)은 플로팅 확산부(131)라고 칭한다.The
도 7을 참조하여, 상기 제1 콘택홀(121,122) 및 제2 콘택홀(221)에 제1 콘택 플러그(140) 및 제2 콘택 플러그(240)가 형성된다 상기 제1 콘택 플러그(140)는 상기 제1 콘택홀(121,122) 내부에 형성되어 상기 전자 저장부(130)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 콘택 플러그(240)는 상기 제2 콘택홀(221)을 통해 상기 제2 게이트 전극(200)의 소스 영역(230)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2 콘택 플러그(140,240)는 상기 제1 및 제2 콘택홀(221)을 포함하는 제1 절연층(20)에 금속물질을 증착한 후 CMP 공정을 진행하여 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 및 제2 콘택 플러그(140,240)는 텅스텐으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7, a
상기와 같이 전자 저장부(130) 및 플로팅 확산부(131)는 상기 제1 콘택홀(121,122)을 통해 이온주입공정에 의하여 상기 제1 게이트 전극(100)의 양측에 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 콘택 플러그(140)는 상기 제1 콘택홀(121,122)을 통해 갭필되어 형성되므로 상기 전자 저장부(130) 상에 형성된다. 따라서, 상기 제1 콘택홀(121,122)을 통해 상기 제1 콘택 플러그(140)가 상기 전자 저장부(130)와 정확히 접속되므로 광전자 전송 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, the
또한, 상기 전자 저장부(130)가 상기 제1 콘택홀(121,122)을 통해 이온주입 되어 형성되므로 그 표면이 손상되지 않게 되므로 다크 특성 및 새츄레이션 특성을 향상시킬 수 있다. 이는 상기 전자 저장부(130)가 상기 제1 콘택홀(121,122)을 통해 형성된 후 상기 제1 콘택홀(121,122) 내부에 제1 콘택 플러그(140)가 형성되므로, 상기 제1 콘택 플러그(140) 형성에 따른 식각공정에 의하여 상기 반도체 기판(10)이 손상되지 않게 되기 때문이다. In addition, since the
도 8을 참조하여, 상기 제1 및 제2 콘택 플러그(140,240)와 연결되도록 상기 제1 절연층(20) 상에 금속배선(40) 및 제2 절연층(30)이 형성된다. 상기 금속배선(40)을 포함하는 제2 절연층(30)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 절연층(30)은 산화막 또는 질화막으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 8, a
상기 금속배선(40)은 상기 제1 및 제2 콘택 플러그(140,240)와 연결되어 상부에 형성되는 포토다이오드(60) 생성된 광전자를 상기 전자 저장부(130)으로 전송할 수 있다. 상기 금속배선(40)은 금속배선(M) 및 플러그를 포함한다. 상기 금속배선(40)은 금속, 합금 또는 살리사이드를 포함하는 다양한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속배선(40)은 알루미늄, 구리, 코발트 및 텅스텐 중 어느 하나일 수 있다. The
따라서, 상기 금속배선(40)은 단위픽셀 별로 형성된 상기 전자 저장부(130)와 각각 연결되어 상부의 포토다이오드(60)에서 생성된 광전자를 상기 전자 저장부(130)로 전송할 수 있게 된다. Therefore, the
도 5를 참조하여, 상기 픽셀 영역(A)에 대응하는 상기 제2 절연층(30) 상에 상기 금속배선(40)과 연결되도록 포토다이오드(60)가 형성된다. Referring to FIG. 5, a
상기 포토다이오드(60)가 형성되기 전 상기 제2 절연층(30) 상에 상기 금속배선(40)과 연결되도록 하부전극(50)이 형성될 수 있다. 상기 하부전극(50)은 포토다이오드(60)에서 생성된 광전자를 포집하기 위한 것으로 단위픽셀 별로 분리된다. 이때, 상기 하부전극(50)은 상기 금속배선(40)으로 많은 양의 전자가 전달되도록 넓은 영역을 가지도록 형성될 수 있다. Before the
상기 하부전극(50)을 포함하는 제2 절연층(30) 상에 상기 금속배선(40)과 연결되는 포토다이오드(60)가 형성된다. A
실시예에서는 포토다이오드(60)는 NIP 다이오드(NIP diode)일 수 있다. 상기 NIP 다이오드는 금속, n형 비정질 실리콘층(p-type amorphous silicon), 진성 비정질 실리콘층(intrinsic amorphous silicon), p형 비정질 실리콘층(p-type amorphous silicon)이 접합된 구조로 형성되는 것이다. 이러한 포토다이오드의 구조는 P-I-N 또는 N-I-P, I-P 등의 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 n형 비정질 실리콘층, 진성 비정질 실리콘층 및 p형 비정질 실리콘층은 사이렌 가스를 이용한 CVD 공정에 의하여 형성될 수 있다.In an embodiment, the
또는, 상기 포토다이오드(60)는 결정형 반도체 기판에 포토다이오드를 형성 한 후 상기 하부전극(100)을 포함하는 반도체 기판(10) 상에 결합시켜 형성할 수도 있다. 즉, 상기 포토다이오드(60)는 결정형 반도체 기판에 이온주입 공정을 진행하여 형성할 수 있다. Alternatively, the
따라서, 상기 트랜지스터를 포함하는 상기 반도체 기판(10) 상에 상기 포토다이오드(60)가 수집형 집적을 이루어 상기 포토다이오드의 필팩터를 100%에 근접시킬 수 있다.Accordingly, the
상기 포토다이오드(60) 상에 상부전극(70)이 형성된다. 상기 상부전극(70)은 빛의 투과성이 좋고 전도성이 높은 투명전극으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부전극(70)은 ITO(indium tin oxide), CTO(cardium tin oxide), ZnO2 중 어느 하나로 형성될 수 있다.An
상기 상부전극(70)을 포함하는 제2 절연층(30) 상에 제3 절연층(80)이 형성된다. 상기 제3 절연층(80)은 상기 상부전극(70)의 일부 및 상기 로직 영역(B)의 금속배선을 선택적으로 노출시킬 수 있다. The third insulating
상기 제3 절연층(80) 상에 상부배선(90)이 형성된다. 상기 상부배선(90)은 상기 제3 절연층(80)을 통해 상기 상부전극(70) 및 상기 로직 영역(B)의 금속배선(40)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 상부배선(90)은 금속, 합금 또는 살리사이드를 포함하는 다양한 전도성 물질로 형성될 수 있다.An
상기 상부전극(70) 상에 컬러필터(100)가 형성된다. 상기 컬러필터(100)는 염색된 포토레지스트를 사용하며 각각의 단위픽셀마다 하나의 컬러필터(100)가 형성되어 입사하는 빛으로부터 색을 분리해 낸다. 이러한 컬러필터(100)는 각각 다른 색상을 나타내는 것으로 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 색으로 이루어질 수 있다. The
도시되지는 않았지만 상기 컬러필터(100) 상에 마이크로 렌즈가 추가적으로 형성될 수 있다. Although not shown, a micro lens may be additionally formed on the
실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법에 의하면 트랜지스터 회로와 포토다이오드의 수직형 집적을 제공할 수 있다.According to the method of manufacturing the image sensor according to the embodiment, it is possible to provide vertical integration of the transistor circuit and the photodiode.
또한, 트랜지스터 회로와 포토다이오드의 수직형 집적에 의해 필 팩터(fill factor)를 100%에 근접시킬 수 있다.In addition, the fill factor can be approached to 100% by vertical integration of the transistor circuit and the photodiode.
또한, 수직형 집적에 의해 종래기술보다 같은 픽셀 사이즈에서 높은 센서티비티(sensitivity)를 제공할 수 있다.In addition, the vertical integration can provide higher sensitivity at the same pixel size than the prior art.
또한, 각 단위 픽셀은 센서티비티(sentivity)의 감소없이 보다 복잡한 회로를 구현할 수 있다.In addition, each unit pixel can implement a more complex circuit without reducing the sensitivity.
또한, 포토다이오드의 단위픽셀을 구현함에 있어 단위 픽셀 내의 포토다이오드의 표면적을 증가시켜 광감지율을 향상시킬 수 있다.In addition, in implementing the unit pixel of the photodiode, the light sensing ratio may be improved by increasing the surface area of the photodiode in the unit pixel.
또한, 포토다이오드의 광전하가 전달되는 콘택 플러그 및 전자 저장부의 접속이 정확하게 이루어져 광 전자 전달 효율이 개선될 수 있다. In addition, the connection of the contact plug to which the photocharge of the photodiode is transferred and the electronic storage unit can be made accurately, thereby improving the photoelectron transmission efficiency.
또한, 상기 전자 저장부가 상기 콘택 플러그의 콘택홀을 통해 형성되므로 오버에치 또는 미스 얼라인을 방지하여 다크 디펙트 및 세츄레이션 특성을 개선할 수 있다. In addition, since the electronic storage unit is formed through the contact hole of the contact plug, it is possible to prevent over-etching or misalignment, thereby improving dark defect and saturation characteristics.
이상에서 설명한 실시예는 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The above-described embodiments are not limited to the above-described embodiments and drawings, and it is common in the technical field to which the present embodiments belong that various changes, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present embodiments. It will be apparent to those who have
도 1 내지 도 8은 실시예에 따른 이미지 센서의 제조공정을 나타내는 단면도이다. 1 to 8 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an image sensor according to an embodiment.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070139464A KR100936104B1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Method for Manufacturing of Image Sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070139464A KR100936104B1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Method for Manufacturing of Image Sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090071228A KR20090071228A (en) | 2009-07-01 |
KR100936104B1 true KR100936104B1 (en) | 2010-01-11 |
Family
ID=41322664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070139464A KR100936104B1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Method for Manufacturing of Image Sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100936104B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100539253B1 (en) | 2004-03-10 | 2005-12-27 | 삼성전자주식회사 | CMOS image device with contact studs comprising of poly silicon |
KR100787738B1 (en) | 2002-07-23 | 2007-12-24 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Image sensor and image sensor module |
KR20080002253A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-04 | 삼성전자주식회사 | A cmos image sensor and method for fabricating thereof |
-
2007
- 2007-12-27 KR KR1020070139464A patent/KR100936104B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100787738B1 (en) | 2002-07-23 | 2007-12-24 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Image sensor and image sensor module |
KR100539253B1 (en) | 2004-03-10 | 2005-12-27 | 삼성전자주식회사 | CMOS image device with contact studs comprising of poly silicon |
KR20080002253A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-04 | 삼성전자주식회사 | A cmos image sensor and method for fabricating thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090071228A (en) | 2009-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101550067B1 (en) | Image sensor and method of manufacturing the same | |
KR100698082B1 (en) | CMOS image sensor and method for manufacturing the same | |
WO2012035696A1 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method therefor | |
KR100882469B1 (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof | |
KR20080062060A (en) | Cmos image sensor and method of manufaturing thereof | |
KR20070009173A (en) | Cmos image sensor and method for manufacturing the same | |
US8154095B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
KR20090072923A (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing thereof | |
KR100922924B1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing thereof | |
KR100894390B1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing thereof | |
KR100856950B1 (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof | |
KR20100079399A (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof | |
KR100871973B1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing thereof | |
KR100863361B1 (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof | |
KR100936104B1 (en) | Method for Manufacturing of Image Sensor | |
KR100741920B1 (en) | method for fabricating CMOS image sensor | |
KR100856948B1 (en) | Method for manufacturing of image sensor | |
KR100849238B1 (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof | |
KR20090071332A (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing thereof | |
KR100936102B1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof | |
KR20100045609A (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof | |
KR100851754B1 (en) | Image sensor and method for manufacturing thereof | |
KR101002167B1 (en) | Image Sensor and Method for Manufacturing thereof | |
US8169044B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
KR100898472B1 (en) | Method for Manufacturing Image Sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |