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KR100331851B1 - Solid state image sensor and for manufacturing the same - Google Patents

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KR100331851B1
KR100331851B1 KR1019990039594A KR19990039594A KR100331851B1 KR 100331851 B1 KR100331851 B1 KR 100331851B1 KR 1019990039594 A KR1019990039594 A KR 1019990039594A KR 19990039594 A KR19990039594 A KR 19990039594A KR 100331851 B1 KR100331851 B1 KR 100331851B1
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semiconductor substrate
photodiode region
insulating film
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박종섭
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Abstract

본 발명은 CMOS 이미지 수광부에서 광전 변환된 전하들을 플로팅 디퓨전으로 트랜스퍼 게이트 바이어스 전압에 의해 이동시 전하들을 신속하게 이동시키어 전하 전송 효율을 향상시키도록 한 고체 촬상 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 반도체 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 형성되는 트랜스퍼 게이트와, 상기 트랜스퍼 게이트의 양측면에 형성되는 절연막 측벽과, 상기 절연막 측벽 아래의 반도체 기판의 표면내에 반도체 기판과 반대 도전형으로 형성되는 제 1 포토다이오드 영역과, 상기 절연막 측벽 양측의 반도체 기판 표면내에 제 1 포토다이오드 영역보다 고농도로 형성되는 제 2 포토다이오드 영역 및 플로팅 디퓨전 영역과, 상기 제 2 포토다이오드 영역과 접하도록 반도체 기판의 표면내에 서로 다른 농도를 갖고 형성되는 제 3, 제 4 포토다이오드 영역과, 상기 제 2, 제 3, 제 4 포토다이오드 영역의 표면에 형성되는 제 2 도전형 불순물 확산영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device and a method of manufacturing the same, which improve charge transfer efficiency by rapidly moving charges when they are moved by a transfer gate bias voltage to floating diffusion of photoelectrically converted charges in a CMOS image receiving unit. A transfer gate formed through the gate insulating film, an insulating film sidewall formed on both sides of the transfer gate, a first photodiode region formed on the surface of the semiconductor substrate under the insulating film sidewall and having a conductivity opposite to that of the semiconductor substrate; A second photodiode region and a floating diffusion region formed at a higher concentration than the first photodiode region in the semiconductor substrate surfaces on both sides of the insulating film sidewall, and having different concentrations in the surface of the semiconductor substrate so as to contact the second photodiode region; 3rd, 4th Po And a second conductivity type impurity diffusion region formed on a surface of the todiode region and the second, third and fourth photodiode regions.

Description

고체 촬상 소자 및 그의 제조방법{SOLID STATE IMAGE SENSOR AND FOR MANUFACTURING THE SAME}Solid-state image sensor and its manufacturing method {SOLID STATE IMAGE SENSOR AND FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고체 촬상 소자에 관한 것으로, 특히 수광부의 전하(Charge)를 플로팅 디퓨전(Floating Diffusion)부로 효과적으로 이동시키는데 적당한 고체 촬상 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid state image pickup device, and more particularly, to a solid state image pickup device suitable for effectively transferring charges of a light receiving portion to a floating diffusion portion and a method of manufacturing the same.

일반적으로 고체 촬상 소자는 광전 변환 소자와 전하 결합 소자를 사용하여 피사체를 촬상하여 전기적인 신호로 출력하는 장치를 말한다.In general, a solid-state imaging device refers to a device that photographs a subject using an photoelectric conversion device and a charge coupling device to output an electrical signal.

전하 결합 소자는 마이크로 렌즈를 통하여 칼라필터층을 거쳐 광전 변환 소자(포토 다이오드)에서 생성되어진 신호 전하를 기판내에서 전위의 변동을 이용하여 특정 방향으로 전송하는데 사용된다.The charge coupling device is used to transfer the signal charge generated in the photoelectric conversion device (photodiode) through the color filter layer through the microlens in a specific direction by using the variation of the potential in the substrate.

고체 촬상 소자는 복수개의 광전 변환 영역(PD)과, 그 광전 변환 영역들의 사이에 구성되어 상기의 광전 변환 영역에서 생성되어진 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전하 전송 영역(VCCD : Vertical CCD)과, 상기 수직 전하 전송 영역에 의해 수직 방향으로 전송된 전하를 다시 수평 방향으로 전송하는 수평 전하 전송 영역(HCCD : Horizontal CCD)과, 그리고 상기 수평 전송된 전하를 센싱하고 증폭하여 주변 회로로 출력하는 플로팅 디퓨전 영역으로 크게 구성된다.The solid-state imaging device includes a plurality of photoelectric conversion regions PD, a vertical charge transfer region (VCCD: Vertical CCD) configured between the photoelectric conversion regions to transfer charges generated in the photoelectric conversion regions in a vertical direction; A horizontal charge transfer region (HCCD: Horizontal CCD) for transferring the charges transferred in the vertical direction by the vertical charge transfer region back to the horizontal direction, and a floating diffusion for sensing, amplifying, and outputting the horizontal transferred charges to a peripheral circuit. It is largely composed of areas.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 고체 촬상 소자를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional solid-state imaging device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 고체 촬상 소자를 나타낸 구조단면도이다.1 is a structural cross-sectional view showing a conventional solid-state imaging device.

도 1에 도시한 바와 같이, p형 반도체 기판(11)상에 게이트 절연막(12)을 개재하여 트랜스퍼 게이트(13)가 형성되어 있고, 상기 트랜스퍼 게이트(13) 일측의 반도체 기판(11) 표면내에 고농도 n형 불순물 확산영역(14)과 저농도 n형 불순물 확산영역(15)으로 이루어진 포토다이오드 영역이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, a transfer gate 13 is formed on a p-type semiconductor substrate 11 via a gate insulating film 12, and within the surface of the semiconductor substrate 11 on one side of the transfer gate 13. A photodiode region consisting of a high concentration n-type impurity diffusion region 14 and a low concentration n-type impurity diffusion region 15 is formed.

그리고 상기 트랜스퍼 게이트(13) 타측의 반도체 기판(11) 표면내에 플로팅 디퓨전 영역(16)이 형성되어 있고, 상기 고농도 n형 불순물 확산영역(14) 및 저농도 n형 불순물 확산영역(15)의 표면에는 고농도 p형 불순물 확산영역(17)이 형성되어 있다.A floating diffusion region 16 is formed in the surface of the semiconductor substrate 11 on the other side of the transfer gate 13, and is formed on the surfaces of the high concentration n-type impurity diffusion region 14 and the low concentration n-type impurity diffusion region 15. A high concentration p-type impurity diffusion region 17 is formed.

한편, 상기 저농도 n형 불순물 확산영역(15)은 상기 고농도 n형 불순물 확산영역(14)의 하부까지 연장되어 형성되어 있다.On the other hand, the low concentration n-type impurity diffusion region 15 is formed to extend to the lower portion of the high concentration n-type impurity diffusion region 14.

도 2는 종래의 고체 촬상 소자의 포텐셜 프로파일을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a potential profile of a conventional solid-state imaging device.

도 2에 도시한 바와 같이, 광전 효과에 의해 포토다이오드 영역에 일정한 전하가 축적되고, 그후 트랜스퍼 게이트(13)에 순간적으로 높은 전압이 인가되는 경우(또는 낮은 온도) 포토다이오드 영역에 축적된 전하들이 수직 전하 전송 영역(도면에서 화살표 방향)으로 이동하여 플로팅 디퓨전 영역(16)에 우물형태로 채워지고, 상기 플로팅 디퓨전 영역(16)에 채워진 전하는 전압의 차에 의해 상기 플로팅 디퓨전 영역(16)을 통해 출력된다.As shown in FIG. 2, when a constant charge is accumulated in the photodiode region by the photoelectric effect, and then a high voltage is momentarily applied (or a low temperature) to the transfer gate 13, the charges accumulated in the photodiode region are Moving to the vertical charge transfer region (in the direction of the arrow in the drawing), the floating diffusion region 16 is well-filled, and the charged diffusion region 16 is charged through the floating diffusion region 16 due to the difference in voltage. Is output.

그러나 상기와 같은 종래의 고체 촬상 소자에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.However, in the conventional solid-state imaging device as described above, there are the following problems.

즉, CMOS 이미지 수광부에서 광전변환된 전하들이 플로팅 디퓨전 영역으로트랜스퍼 게이트 바이어스 전압(5V)에 의해 이동시 전하들의 완전한 이동이 이루어지지 않아 양질의 영상을 얻을 수 없다.That is, when the charges photoelectrically converted in the CMOS image receiver are moved to the floating diffusion region by the transfer gate bias voltage (5V), the charges are not completely moved, and thus a good image cannot be obtained.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 CMOS 이미지 수광부에서 광전 변환된 전하들을 플로팅 디퓨전으로 트랜스퍼 게이트 바이어스 전압에 의해 이동시 전하들을 신속하게 이동시키어 전하 전송 효율을 향상시키도록 한 고체 촬상 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. The present invention provides a solid-state device for rapidly transferring charges when the photoelectrically converted charges are transferred to the floating diffusion in the CMOS image receiving unit by floating gate bias voltage to improve charge transfer efficiency. It is an object of the present invention to provide an image pickup device and a method of manufacturing the same.

도 1은 종래의 고체 촬상 소자를 나타낸 구조단면도1 is a structural cross-sectional view showing a conventional solid-state imaging device

도 2는 종래의 고체 촬상 소자의 포텐셜 프로파일을 나타낸 도면2 shows a potential profile of a conventional solid-state imaging device.

도 3은 본 발명에 의한 고체 촬상 소자를 나타낸 구조단면도3 is a structural sectional view showing a solid-state imaging device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 포텐셜 프로파일을 나타낸 도면4 shows a potential profile of a solid-state imaging device according to the present invention.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도5A to 5F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

21 : p형 반도체 기판 22 : 게이트 절연막21 p-type semiconductor substrate 22 gate insulating film

23 : 트랜스퍼 게이트 24 : 제 1 포토레지스트23 transfer gate 24 first photoresist

25 : 제 1 포토다이오드 영역 26 : 절연막 측벽25: first photodiode region 26: insulating film sidewall

27 : 제 2 포토레지스트 28 : 제 2 포토다이오드 영역27: second photoresist 28: second photodiode region

29 : 플로팅 디퓨전 영역 30 : 제 3 포토레지스트29: floating diffusion region 30: third photoresist

31 : 제 3 포토다이오드 영역 32 : 제 4 포토다이오드 영역31: third photodiode region 32: fourth photodiode region

33 : 고농도 p형 불순물 확산영역33: high concentration p-type impurity diffusion region

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고체 촬상 소자는 반도체 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 형성되는 트랜스퍼 게이트와, 상기 트랜스퍼 게이트의 양측면에 형성되는 절연막 측벽과, 상기 절연막 측벽 아래의 반도체 기판의 표면내에 반도체 기판과 반대 도전형으로 형성되는 제 1 포토다이오드 영역과, 상기 절연막 측벽 양측의 반도체 기판 표면내에 제 1 포토다이오드 영역보다 고농도로 형성되는 제 2 포토다이오드 영역 및 플로팅 디퓨전 영역과, 상기 제 2 포토다이오드 영역과 접하도록 반도체 기판의 표면내에 서로 다른 농도를 갖고 형성되는 제 3, 제 4 포토다이오드 영역과, 상기 제 2, 제 3, 제 4 포토다이오드 영역의 표면에 형성되는 제 2 도전형 불순물 확산영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.A solid-state imaging device according to the present invention for achieving the above object is a transfer gate formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, the insulating film sidewalls formed on both sides of the transfer gate, the semiconductor substrate under the insulating film sidewalls A first photodiode region formed on the surface of the semiconductor substrate opposite to the semiconductor substrate, a second photodiode region and a floating diffusion region formed at a higher concentration than the first photodiode region on the semiconductor substrate surfaces on both sides of the insulating film sidewall; Third and fourth photodiode regions formed at different concentrations in the surface of the semiconductor substrate so as to contact the second photodiode regions, and second conductive layers formed on the surfaces of the second, third and fourth photodiode regions. It is characterized in that it comprises a type impurity diffusion region.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법은 제 1 도전형 반도체 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 트랜스퍼 게이트를 형성하는 단계와, 상기 트랜스퍼 게이트 양측의 반도체 기판의 표면내에 제 2도전형 제 1 포토다이오드 영역을 형성하는 단계와, 상기 트랜스퍼 게이트의 양측면에 절연막 측벽을 형성하는 단계와, 상기 절연막 측벽 양측의 반도체 기판 표면내에 제 1 포토다이오드 영역보다 고농도의 제 2 포토다이오드 영역 및 플로팅 디퓨전 영역을 형성하는 단계와, 상기 절연막 측벽 일측의 반도체 기판 표면내에 제 2 포토다이오드 영역보다 저농도의 제 3 포토다이오드 영역을 형성하는 단계와, 상기 제 2, 제 3 포토다이오드 영역의 표면에 제 1 도전형 불순물 확산영역을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.In addition, a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention for achieving the above object is a step of forming a transfer gate on the first conductive semiconductor substrate via a gate insulating film, and the semiconductor substrate of both sides of the transfer gate; Forming a second conductive type first photodiode region in the surface, forming insulating film sidewalls on both sides of the transfer gate, and forming a second concentration higher than the first photodiode region in the semiconductor substrate surface on both sides of the insulating film sidewall. Forming a photodiode region and a floating diffusion region, forming a third photodiode region having a lower concentration than a second photodiode region in the semiconductor substrate surface on one side of the insulating film sidewall, and the second and third photodiode regions. And forming a first conductivity type impurity diffusion region on a surface of the substrate. It is characterized by.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 고체 촬상 소자 및 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a solid-state imaging device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 고체 촬상 소자를 나타낸 구조단면도이다.3 is a structural sectional view showing a solid-state imaging device according to the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, p형 반도체 기판(21)상에 게이트 절연막(22)을 개재하여 트랜스퍼 게이트(23)가 형성되어 있고, 상기 트랜스퍼 게이트(23)의 양측면에는 절연막 측벽(26)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 3, the transfer gate 23 is formed on the p-type semiconductor substrate 21 via the gate insulating film 22, and the insulating film sidewall 26 is formed on both sides of the transfer gate 23. Formed.

이어, 상기 절연막 측벽(26) 하부의 반도체 기판(21) 표면내에 저농도 n형 불순물 확산영역으로 이루어진 제 1 포토다이오드 영역(25)이 형성되어 있고, 상기 절연막 측벽(26) 양측의 반도체 기판(21) 표면내에 고농도 n+형 불순물 확산영역으로 이루어진 제 2 포토다이오드 영역(28) 및 플로팅 디퓨전 영역(29)이 각각 형성되어 있다.Subsequently, a first photodiode region 25 formed of a low concentration n-type impurity diffusion region is formed in a surface of the semiconductor substrate 21 below the insulating film sidewall 26, and the semiconductor substrate 21 on both sides of the insulating film sidewall 26 is formed. A second photodiode region 28 and a floating diffusion region 29 each having a high concentration n + type impurity diffusion region are formed in the surface.

그리고 상기 제 2 포토다이오드 영역(28)과 접하도록 반도체 기판(21)의 표면내에 n형 불순물 확산영역 및 제 2 저농도 n형 불순물 확산영역으로 각각 이루어진 제 3 포토다이오드 영역(32)과 제 4 포토다이오드 영역(33)이 각각 형성되어 있고, 상기 제 2, 제 3, 제 4 포토다이오드 영역(28,31,32)의 표면에는 고농도 p형 불순물 확산영역(33)이 형성되어 있다.And a third photodiode region 32 and a fourth photo, each consisting of an n-type impurity diffusion region and a second low concentration n-type impurity diffusion region, respectively, in the surface of the semiconductor substrate 21 so as to contact the second photodiode region 28. Diode regions 33 are formed, respectively, and high concentration p-type impurity diffusion regions 33 are formed on the surfaces of the second, third and fourth photodiode regions 28, 31 and 32.

여기서 상기 고농도 p형 불순물 확산영역(33)은 반도체 기판의 표면(Surface)을 통해 노이즈 전하들이 포토다이오드 영역으로 들어오는 것을 방지할 뿐만 아니라 암전류(Dark Current)의 발생원인 실리콘-실리콘 산화막(Si-SiO2) 경계면을 비공핍화 영역에 가둠으로써 발생원인으로써의 기능을 저지시키는 역할을 한다.The high concentration p-type impurity diffusion region 33 not only prevents noise charges from entering the photodiode region through the surface of the semiconductor substrate, but also a silicon-silicon oxide layer (Si-SiO) that is a source of dark current. 2 ) It plays a role in blocking the function as a cause of occurrence by trapping the interface in the non-depletion region.

한편, 상기 제 3 포토다이오드 영역(31)은 상기 제 2 포토다이오드 영역(28) 및 제 1 포토다이오드 영역(25)보다 더 깊게 형성되어 있고, 상기 제 2 포토다이오드 영역(28)은 제 1 포토다이오드 영역(25)보다 더 깊게 형성되어 있다.Meanwhile, the third photodiode region 31 is formed deeper than the second photodiode region 28 and the first photodiode region 25, and the second photodiode region 28 is the first photodiode. It is formed deeper than the diode region 25.

또한, 상기 제 3 포토다이오드 영역(31)은 제 1 포토다이오드 영역(25)과 동일한 불순물 농도로 형성되어 있고, 상기 제 4 포토다이오드 영역(32)보다는 낮은 불순물 농도를 갖고 형성되어 있다.In addition, the third photodiode region 31 is formed at the same impurity concentration as the first photodiode region 25 and has a lower impurity concentration than the fourth photodiode region 32.

즉, 상기 제 4 포토다이오드 영역(32)은 제 3 포토다이오드 영역(31)과 제 1 포토다이오드 영역(25)이 오버랩되어 형성된다.That is, the fourth photodiode region 32 is formed by overlapping the third photodiode region 31 and the first photodiode region 25.

도 4는 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 포텐셜 프로파일을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the potential profile of the solid-state imaging device according to the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 제 3 포토다이오드 영역(31)과 제 1 포토다이오드 영역(25)에 의해 포텐셜 프로파일이 계단형태를 이루게 함으로써 CMOS 이미지센서 수광부에서 광전변환된 전하들을 플로팅 디퓨전 영역(29)으로 트랜스퍼 게이트(23) 바이어스 전압에 의해 이동시 전하를 남김없이 완전한 이동을 이루어지게 하여 양질의 영상을 얻을 수 있도록 한다.As shown in FIG. 4, the potential profile of the third photodiode region 31 and the first photodiode region 25 forms a stepped shape, thereby floating the photoelectric conversion charges in the CMOS image sensor receiver. ) By the transfer gate 23 bias voltage to complete the movement without leaving a charge when the movement to obtain a high-quality image.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 의한 고체 촬상 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.5A to 5F are process cross-sectional views showing the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention.

도 5a에 도시한 바와 같이, p형 반도체 기판(21)상에 게이트 절연막(22)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(22)상에 폴리 실리콘층을 형성한 후 선택적으로 패터닝하여 트랜스퍼 게이트(23)를 형성한다.As shown in FIG. 5A, a gate insulating film 22 is formed on the p-type semiconductor substrate 21, a polysilicon layer is formed on the gate insulating film 22, and then selectively patterned to transfer the gate 23. To form.

여기서 상기 p형 반도체 기판(21)은 n형 반도체 기판의 전면에 p형 불순물 이온을 주입하여 반도체 기판의 표면내에 p-웰 영역을 형성한 후 이후공정을 진행할 수도 있다.Here, the p-type semiconductor substrate 21 may be formed by implanting p-type impurity ions into the entire surface of the n-type semiconductor substrate to form a p-well region in the surface of the semiconductor substrate and then proceed with the subsequent process.

도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 기판(21)의 전면에 제 1 포토레지스트(24)를 도포한 후, 노광 및 현상으로 제 1 포토레지스트(24)를 패터닝한다.As shown in FIG. 5B, after applying the first photoresist 24 to the entire surface of the semiconductor substrate 21, the first photoresist 24 is patterned by exposure and development.

이어, 상기 패터닝된 제 1 포토레지스트(24) 및 트랜스퍼 게이트(23)를 마스크로 이용하여 전면에 저농도 n형 불순물 이온을 주입하여 상기 트랜스퍼 게이트(23) 양측의 노출된 반도체 기판(21)의 표면내에 제 1 포토다이오드 영역(25)을 형성한다.Subsequently, low concentration n-type impurity ions are implanted into the entire surface using the patterned first photoresist 24 and the transfer gate 23 as a mask to expose the surface of the exposed semiconductor substrate 21 on both sides of the transfer gate 23. The first photodiode region 25 is formed therein.

도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 포토레지스트(24)를 제거하고, 상기 트랜스퍼 게이트(23)를 포함한 반도체 기판(21)의 전면에 절연막을 형성한 후 에치백 공정을 실시하여 상기 트랜스퍼 게이트(23)의 양측면에 절연막 측벽(26)을 형성한다.As shown in FIG. 5C, the first photoresist 24 is removed, an insulating film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 21 including the transfer gate 23, and an etch back process is performed to perform the transfer gate. An insulating film sidewall 26 is formed on both sides of the 23.

여기서 상기 절연막 측벽(26)을 형성하기 전에 상기 트랜스퍼 게이트(23)의 상부에 캡 절연막을 형성할 수도 있다.The cap insulating film may be formed on the transfer gate 23 before the insulating film sidewall 26 is formed.

도 5d에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 기판(21)의 전면에 제 2 포토레지스트(27)를 도포한 후, 노광 및 현상공정을 실시하여 제 2 포토레지스트(27)를 패터닝한다.As shown in FIG. 5D, the second photoresist 27 is coated on the entire surface of the semiconductor substrate 21, followed by an exposure and development process to pattern the second photoresist 27.

이어, 상기 패터닝된 제 2 포토레지스트(27)를 마스크로 이용하여 전면에 고농도 n형 불순물 이온을 주입하여 상기 절연막 측벽(26) 양측의 노출된 반도체 기판(21)의 표면내에 제 2 포토다이오드 영역(28) 및 플로팅 디퓨전 영역(29)을 각각 형성한다.Subsequently, a high concentration of n-type impurity ions are implanted into the entire surface by using the patterned second photoresist 27 as a mask to form a second photodiode region in the surface of the exposed semiconductor substrate 21 on both sides of the insulating film sidewall 26. 28 and floating diffusion region 29 are formed, respectively.

도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 포토레지스트(27)를 제거하고, 상기 반도체 기판(21)의 전면에 제 3 포토레지스트(30)를 도포한 후, 노광 및 현상공정을 실시하여 제 3 포토레지스트(30)를 패터닝한다.As shown in FIG. 5E, the second photoresist 27 is removed, the third photoresist 30 is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 21, and then exposed and developed to perform a third process. The photoresist 30 is patterned.

이어, 상기 패터닝된 제 3 포토레지스트(30)를 마스크로 이용하여 전면에 저농도 n형 불순물 이온을 주입하여 상기 노출된 반도체 기판(21)의 표면내에 제 3 포토다이오드 영역(31)을 형성한다.Subsequently, low concentration n-type impurity ions are implanted into the entire surface by using the patterned third photoresist 30 as a mask to form a third photodiode region 31 in the surface of the exposed semiconductor substrate 21.

여기서 상기 제 3 포토다이오드 영역(31)과 제 1 포토다이오드 영역(25)이 오버랩되는 부분은 제 3 포토다이오드 영역(31) 및 제 1 포토다이오드 영역(25)보다 고농도의 제 4 포토다이오드 영역(32)이 형성된다.Here, the portion where the third photodiode region 31 and the first photodiode region 25 overlap each other may have a higher concentration of the fourth photodiode region 31 than the third photodiode region 31 and the first photodiode region 25. 32) is formed.

한편, 상기 제 3 포토다이오드 영역(31)은 상기 제 1 포토다이오드 영역(25)보다 더 깊게 형성한다.The third photodiode region 31 is formed deeper than the first photodiode region 25.

그리고 상기 제 3 포토레지스트(30)를 마스크로 이용하여 전면에 고농도 p형 불순물 이온을 주입하여 제 2, 제 3, 제 4 포토다이오드 영역(28,31,32)의 표면에 고농도 p형 불순물 확산영역(33)을 형성한다.In addition, a high concentration of p-type impurity ions is implanted into the entire surface by using the third photoresist 30 as a mask to diffuse the high concentration of p-type impurity onto the surfaces of the second, third, and fourth photodiode regions 28, 31, and 32. The region 33 is formed.

도 5f에 도시한 바와 같이, 상기 제 3 포토레지스트(30)를 제거함으로서 본 발명에 의한 공정을 완료하고 이후 공정을 진행한다.As shown in FIG. 5F, the process according to the present invention is completed by removing the third photoresist 30 and then proceeding.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 고체 촬상 소자 및 그의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the solid-state imaging device and its manufacturing method according to the present invention have the following effects.

첫째, 수광부에서 생성된 전하들이 포텐셜 프로파일에 의해 트랜스퍼 게이트의 소오스부로 이동이 쉬워져 전하 전송 효율을 향상시킬 수 있다.First, the charges generated in the light receiving portion can be easily moved to the source portion of the transfer gate by the potential profile, thereby improving charge transfer efficiency.

둘째, 트랜스퍼 게이트 양측에 형성된 불순물 확산영역을 LDD구조로 형성함으로써 핫 캐리어(Hot Carrier)에 의한 노이즈(Noise) 등을 줄일 수 있다.Second, since the impurity diffusion regions formed on both sides of the transfer gate are formed in the LDD structure, noise due to hot carriers can be reduced.

Claims (6)

반도체 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 형성되는 트랜스퍼 게이트와,A transfer gate formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film; 상기 트랜스퍼 게이트의 양측면에 형성되는 절연막 측벽과,An insulating film sidewall formed on both sides of the transfer gate; 상기 절연막 측벽 아래의 반도체 기판의 표면내에 반도체 기판과 반대 도전형으로 형성되는 제 1 포토다이오드 영역과,A first photodiode region formed in a surface of the semiconductor substrate below the sidewalls of the insulating film, the semiconductor substrate having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate; 상기 절연막 측벽 양측의 반도체 기판 표면내에 제 1 포토다이오드 영역보다 고농도로 형성되는 제 2 포토다이오드 영역 및 플로팅 디퓨전 영역과,A second photodiode region and a floating diffusion region formed at a higher concentration than the first photodiode region in the semiconductor substrate surfaces on both sides of the insulating film sidewall; 상기 제 2 포토다이오드 영역과 접하도록 반도체 기판의 표면내에 서로 다른 농도를 갖고 형성되는 제 3, 제 4 포토다이오드 영역과,Third and fourth photodiode regions formed at different concentrations in the surface of the semiconductor substrate so as to contact the second photodiode regions; 상기 제 2, 제 3, 제 4 포토다이오드 영역의 표면에 형성되는 제 2 도전형 불순물 확산영역을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.And a second conductivity type impurity diffusion region formed on the surface of said second, third, and fourth photodiode regions. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 포토다이오드 영역은 상기 제 2 포토다이오드 영역 및 제 1 포토다이오드 영역보다 더 깊게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.The solid-state imaging device as claimed in claim 1, wherein the third photodiode region is formed deeper than the second photodiode region and the first photodiode region. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 포토다이오드 영역은 제 1 포토다이오드 영역보다 더 깊게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.The solid-state imaging device as claimed in claim 1, wherein the second photodiode region is formed deeper than the first photodiode region. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 포토다이오드 영역은 제 1 포토다이오드 영역과 동일한 불순물 농도로 형성되어 있고, 상기 제 4 포토다이오드 영역보다는 낮은 불순물 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.The solid-state imaging device as claimed in claim 1, wherein the third photodiode region is formed at the same impurity concentration as the first photodiode region, and has a lower impurity concentration than the fourth photodiode region. 제 1 도전형 반도체 기판상에 게이트 절연막을 개재하여 트랜스퍼 게이트를 형성하는 단계;Forming a transfer gate on the first conductive semiconductor substrate via a gate insulating film; 상기 트랜스퍼 게이트 양측의 반도체 기판의 표면내에 제 2 도전형 제 1 포토다이오드 영역을 형성하는 단계;Forming a second conductivity type first photodiode region in a surface of the semiconductor substrate on both sides of the transfer gate; 상기 트랜스퍼 게이트의 양측면에 절연막 측벽을 형성하는 단계;Forming sidewalls of an insulating film on both sides of the transfer gate; 상기 절연막 측벽 양측의 반도체 기판 표면내에 제 1 포토다이오드 영역보다 고농도의 제 2 포토다이오드 영역 및 플로팅 디퓨전 영역을 형성하는 단계;Forming a second photodiode region and a floating diffusion region having a higher concentration than the first photodiode region in the semiconductor substrate surfaces on both sides of the insulating film sidewall; 상기 절연막 측벽 일측의 반도체 기판 표면내에 제 2 포토다이오드 영역보다 저농도의 제 3 포토다이오드 영역을 형성하는 단계;Forming a third photodiode region having a lower concentration than a second photodiode region in a surface of the semiconductor substrate on one side of the insulating film sidewall; 상기 제 2, 제 3 포토다이오드 영역의 표면에 제 1 도전형 불순물 확산영역을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조방법.And forming a first conductivity type impurity diffusion region on the surfaces of the second and third photodiode regions. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1, 제 3 포토다이오드 영역이 오버랩되는 부분에 제 1, 제 3 포토다이오드 영역보다 고농도이고 제 2 포토다이오드 영역보다 저농도인 제 4 포토다이오드 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조방법.6. The method of claim 5, wherein the fourth photodiode region having a higher concentration than the first and third photodiode regions and a lower concentration than the second photodiode region is formed in a portion where the first and third photodiode regions overlap. The manufacturing method of the solid-state image sensor.
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