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KR20020058420A - Image sensor capable of improving light sensitivity and method for forming the same - Google Patents

Image sensor capable of improving light sensitivity and method for forming the same Download PDF

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KR20020058420A
KR20020058420A KR1020000086525A KR20000086525A KR20020058420A KR 20020058420 A KR20020058420 A KR 20020058420A KR 1020000086525 A KR1020000086525 A KR 1020000086525A KR 20000086525 A KR20000086525 A KR 20000086525A KR 20020058420 A KR20020058420 A KR 20020058420A
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KR
South Korea
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gate electrode
transfer transistor
forming
image sensor
floating diffusion
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Withdrawn
Application number
KR1020000086525A
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Korean (ko)
Inventor
황준
Original Assignee
박종섭
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박종섭, 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 박종섭
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    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80Constructional details of image sensors
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    • H10F39/80377Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements the integrated elements comprising a transistor characterised by the channel of the transistor, e.g. channel having a doping gradient

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Abstract

본 발명은 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극과 플로팅 확산영역 사이의 중첩 캐패시턴스를 감소시켜 광감도를 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 게이트 전극과 플로팅 확산영역 간의 거리를 증가시켜 플로팅 확산영역의 노드 캐패시턴스를 줄이기 위해서 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극 상에 상대적으로 두꺼운 절연막을 형성하고 전면식각하여 폭이 넓은 절연막 스페이서를 형성하는데 그 첫번째 특징이 있다. 또한, 포토다이오드에서 광에너지에 의해 발생하는 전자를 플로팅 확산영역으로 원할하게 이동시키기 위하여 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극과 플로팅 확산영역 사이에 저농도 드레인 영역을 형성하는데 그 다른 특징이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor capable of improving light sensitivity by reducing overlapping capacitance between a gate electrode and a floating diffusion region of a transfer transistor, and a method of manufacturing the same, and to increasing the distance between the gate electrode and the floating diffusion region. In order to reduce the node capacitance, the first characteristic is to form a relatively thick insulating film on the gate electrode of the transfer transistor and to etch the entire surface to form a wide insulating film spacer. In addition, a low concentration drain region is formed between the gate electrode and the floating diffusion region of the transfer transistor in order to smoothly move electrons generated by light energy in the photodiode to the floating diffusion region.

Description

광감도 특성을 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 그 제조 방법{Image sensor capable of improving light sensitivity and method for forming the same}Image sensor capable of improving light sensitivity and method for forming the same}

본 발명은 이미지 센서 제조 분야에 관한 것으로, 특히 광감도 특성을 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of image sensor manufacturing, and more particularly, to an image sensor and a method of manufacturing the same that can improve light sensitivity.

이미지 센서(image sensor)는 1차원 또는 2차원 이상의 광학 정보를 전기신호로 변환하는 장치이다. 이미지 센서의 종류는 크게 나누어 촬상관과 고체 촬상 소자로 분류된다. 촬상관은 텔레비전을 중심으로 하여 화상처리기술을 구사한 계측, 제어, 인식 등에서 널리 상용되며 응용 기술이 발전되었다. 시판되는 고체의 이미지 센서는 MOS(metal-oxide-semiconductor)형과 CCD(charge coupled device)형의 2종류가 있다.An image sensor is an apparatus that converts optical information of one or two dimensions or more into an electrical signal. The types of image sensors are broadly classified into imaging tubes and solid-state imaging devices. Imaging tubes are widely used in measurement, control, and recognition using image processing technology centered on televisions, and applied technologies have been developed. There are two types of solid-state image sensors on the market: metal-oxide-semiconductor (MOS) type and charge coupled device (CCD) type.

CMOS 이미지 센서는 CMOS 제조 기술을 이용하여 광학적 이미지를 전기적 신호로 변환시키는 소자로서, 화소수 만큼 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용하고 있다. CMOS 이미지 센서는, 종래 이미지 센서로 널리 사용되고 있는 CCD 이미지센서에 비하여 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝 방식의 구현이 가능하며, 신호처리 회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능할 뿐만 아니라, 호환성의 CMOS 기술을 사용하므로 제조 단가를 낮출 수 있고, 전력 소모 또한 크게 낮다는 장점을 지니고 있다.CMOS image sensor is a device that converts an optical image into an electrical signal by using CMOS fabrication technology, and adopts a switching method in which MOS transistors are made by the number of pixels and the outputs are sequentially detected using the same. The CMOS image sensor has a simpler driving method than the CCD image sensor which is widely used as a conventional image sensor, and can implement various scanning methods, and can integrate a signal processing circuit into a single chip, thereby miniaturizing the product. The use of compatible CMOS technology reduces manufacturing costs and significantly lowers power consumption.

도 1은 4개의 트랜지스터와 2개의 캐패시터 구조로 이루어지는 CMOS 이미지센서의 단위화소를 보이는 회로도로서, 광감지를 위한 포토다이오드(PD)와 4개의 NMOS트랜지스터로 구성되는 CMOS 이미지센서의 단위화소를 보이고 있다. 4개의 NMOS트랜지스터 중 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)는 포토다이오드(PD)에서 생성된 광전하를 플로팅 확산영역(floating diffusion)으로 운송하는 역할을 하고, 리셋 트랜지스터(Rx)는 신호검출을 위해 상기 플로팅확산영역에 저장되어 있는 전하를 배출하는 역할을 하고, 드라이브 트랜지스터(Dx)는 소스팔로워(Source Follower)로서 역할하며, 셀렉트 트랜지스터(Sx)는 스위칭(Switching) 및 어드레싱(Addressing)을 위한 것이다. 도면에서 "Cf"는 플로팅확산영역이 갖는 캐패시턴스를, "Cp"는 포토다이오드가 갖는 캐패시턴스를 각각 나타낸다.1 is a circuit diagram showing a unit pixel of a CMOS image sensor composed of four transistors and two capacitors, and a unit pixel of a CMOS image sensor composed of a photodiode (PD) and four NMOS transistors for optical sensing. . Of the four NMOS transistors, the transfer transistor Tx transports the photocharges generated by the photodiode PD to the floating diffusion, and the reset transistor Rx transmits the floating diffusion region for signal detection. The drive transistor Dx serves as a source follower, and the select transistor Sx serves for switching and addressing. In the drawing, "Cf" represents capacitance of the floating diffusion region, and "Cp" represents capacitance of the photodiode.

이와 같이 구성된 이미지센서 단위화소에 대한 동작은 다음과 같이 이루어진다. 처음에는 리셋 트랜지스터(Rx), 트랜스퍼 트랜지스터(Tx) 및 셀렉트 트랜지스터(Sx)를 온(on)시켜 단위화소를 리셋시킨다. 이때 포토다이오드(PD)는 공핍되기 시작하여 캐패시턴스 Cp는 전하축적(carrier changing)이 발생하고, 플로팅 확산영역의 캐패시턴스 Cf는 공급전압 VDD 전압까지 전하축전된다. 그리고 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 오프시키고 셀렉트 트랜지스터(Sx)를 온시킨 다음 리셋트랜지스터(Rx)를 오프시킨다. 이와 같은 동작 상태에서 단위화소 출력단(Out)으로부터 출력전압 V1을 읽어 버퍼에 저장시키고 난 후, 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 온시켜 빛의 세기에 따라 변화된 캐패시턴스 Cp의 캐리어들을 캐패시턴스 Cf로 이동시킨 다음, 다시 출력단(Out)에서 출력전압 V2를 읽어들여 V1 - V2에 대한 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변경시키므로 단위화소에 대한 한 동작주기가 완료된다.Operation of the image sensor unit pixel configured as described above is performed as follows. Initially, the unit pixel is reset by turning on the reset transistor Rx, the transfer transistor Tx, and the select transistor Sx. At this time, the photodiode PD starts to deplete, and the capacitance Cp generates a carrier change, and the capacitance Cf of the floating diffusion region is charged up to the supply voltage VDD. The transfer transistor Tx is turned off, the select transistor Sx is turned on, and the reset transistor Rx is turned off. In such an operating state, the output voltage V1 is read from the unit pixel output terminal Out and stored in the buffer, and then the carrier transistor Tx is turned on to move the carriers of the capacitance Cp changed according to the light intensity to the capacitance Cf. The output voltage (V2) is read from the output terminal (Out) again and the analog data for V1-V2 is converted into digital data, so one operation cycle for the unit pixel is completed.

도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 CMOS 이미지 센서 제조 공정 단면도로서, 광감지를 위한 포토다이오드, 광전하전송을 위한 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극 및 플로팅 확산영역의 형성과정을 보이고 있다. 이하, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 종래 기술에 따른 CMOS 이미지 센서 제조 방법을 상세하게 설명한다.2A through 2C are cross-sectional views of a manufacturing process of a CMOS image sensor according to the related art, and illustrate a process of forming a photodiode for detecting a photoelectric sensor, a gate electrode of a transfer transistor for photocharge transfer, and a floating diffusion region. Hereinafter, a CMOS image sensor manufacturing method according to the prior art will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2C.

먼저 도 2a에 도시한 바와 같이, p형 실리콘 기판(20)에 소자분리를 위한 필드산화막(21)을 형성하고, 게이트 절연막(22) 및 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극(23)을 형성한 다음, 선택적 이온주입 공정을 실시하여 포토다이오드 영역의 n형 불순물 영역(24)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, the field oxide film 21 for device isolation is formed on the p-type silicon substrate 20, the gate insulating film 22 and the gate electrode 23 of the transfer transistor are formed, and then selectively. An ion implantation process is performed to form the n-type impurity region 24 of the photodiode region.

다음으로 도 2b에 보이는 바와 같이, 2000 Å 내지 2600 Å 두께의 절연막을 증착하고 전면식각하여 게이트 전극(23) 측벽에 절연막 스페이서(24)를 형성하고, 상기 포토다이오드의 n형 불순물 영역 상에 p형 불순물 영역(25)을 형성하기 위한 이온주입 공정을 실시하고, 플로팅 확산영역 형성을 위한 이온주입 마스크로서 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한 다음, n+이온주입 공정을 실시하여 플로팅 확산영역(26)을 형성한 다음, 열처리를 실시한다.Next, as shown in FIG. 2B, an insulating film having a thickness of 2000 Å to 2600 Å is deposited and etched to form an insulating film spacer 24 on the sidewall of the gate electrode 23, and p is formed on the n-type impurity region of the photodiode. An ion implantation process for forming the type impurity region 25 is performed, a photoresist pattern PR is formed as an ion implantation mask for forming a floating diffusion region, and then an n + ion implantation process is performed to form a floating diffusion region ( 26) is formed, followed by heat treatment.

도 2c에서 도면부호 '25'는 포토다이오드 영역의 n형 불순물 영역, '27'은 포토다이오드 영역의 p형 불순물 영역을 각각 나타낸다.In FIG. 2C, reference numeral 25 denotes an n-type impurity region of the photodiode region, and 27 denotes a p-type impurity region of the photodiode region.

전술한 바와 같은 방법에 따라 형성된 종래 이미지 센서는, 광에너지에 의해 포토다이오드 영역에서 발생한 전자들이 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 사이에 두고 플로팅 확산영역으로 흘러 들어가 주어진 빛 에너지에 대해 각기 다른 데이터 코드를 형성한다.In the conventional image sensor formed according to the method described above, electrons generated in the photodiode region by light energy flow into the floating diffusion region with the gate electrode of the transfer transistor interposed therebetween to form different data codes for a given light energy. do.

한편, 전술한 종래 이미지 센서에서는 게이트 전극(23)과 플로팅 확산영역(26)의 중첩 캐패시턴스(overlap capacitance)를 감소시키기 위하여 저농도 드레인(lightly doped drain) 영역을 형성하지 않는다. 그러나, CMOS 이미지 센서가 고집적화 되어가면서 중첩 캐패시턴스를 감소시키는데 한계가 있어 광감도(light sensitivity)가 감소하는 문제점이 있다.Meanwhile, the aforementioned conventional image sensor does not form a lightly doped drain region in order to reduce overlap capacitance of the gate electrode 23 and the floating diffusion region 26. However, as the CMOS image sensor is highly integrated, there is a limit in reducing the overlap capacitance, thereby reducing the light sensitivity.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극과 플로팅 확산영역 사이의 중첩 캐패시턴스를 감소시켜 광감도를 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image sensor and a method of manufacturing the same capable of improving light sensitivity by reducing overlap capacitance between a gate electrode and a floating diffusion region of a transfer transistor.

도 1은 종래 기술에 따른 CMOS 이미지 센서의 단위화소 구조를 개략적으로 보이는 회로도,1 is a circuit diagram schematically showing a unit pixel structure of a conventional CMOS image sensor;

도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 CMOS 이미지 센서 제조 공정 단면도,2A to 2C are cross-sectional views of a CMOS image sensor manufacturing process according to the prior art

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서 제조 공정 단면도.3A-3C are cross-sectional views of a CMOS image sensor fabrication process in accordance with an embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 도면 부호의 설명** Description of reference numerals for the main parts of the drawings *

30: 반도체 기판 33: 게이트 전극30: semiconductor substrate 33: gate electrode

35: n형 불순물 영역 36: n형 플로팅 확산영역35: n-type impurity region 36: n-type floating diffusion region

37: p형 불순물 영역 PD: 포토다이오드37: p-type impurity region PD: photodiode

FD: 플로팅 확산영역FD: Floating Diffusion

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 포토다이오드에서 발생된 전하를 플로팅 확산영역으로 이동시키기 위한 트랜스퍼 트랜지스터를 구비하는 이미지 센서 제조 방법에 있어서, 제1 도전형의 반도체 기판 상에 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 일단의 상기 반도체 기판 내에 제2 도전형의 제1 불순물 영역을 형성하는 단계; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 단계; 및 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 일단의 상기 반도체 기판에 상기 제1 불순물 영역의 일부와 인접하며 상기 제1 불순물 영역 보다 농도가 높은 제2 도전형의 제2 불순물영역으로 이루어지는 플로팅 확산영역을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서 제조 방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a method of manufacturing an image sensor having a transfer transistor for moving the charge generated in the photodiode to the floating diffusion region, the gate of the transfer transistor on a semiconductor substrate of the first conductivity type Forming an electrode; Forming a first impurity region of a second conductivity type in the semiconductor substrate at one end of the transfer transistor gate electrode; Forming an insulating film spacer on sidewalls of the transfer transistor gate electrode; And forming a floating diffusion region comprising a second impurity region of a second conductivity type adjacent to a portion of the first impurity region and having a higher concentration than the first impurity region in the semiconductor substrate at one end of the transfer transistor gate electrode. It provides an image sensor manufacturing method comprising.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 포토다이오드에서 발생된 전하를 플로팅 확산영역으로 이동시키기 위한 트랜스퍼 트랜지스터를 구비하는 이미지 센서 제조 방법에 있어서, 제1 도전형의 반도체 기판 상에 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 일단의 상기 반도체 기판 내에 포토다이오드를 이루는 제2 도전형의 제1 불순물 영역을 형성하는 단계; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 타단의 상기 반도체 기판 내에 제2 도전형의 제2 불순물 영역을 형성하는 단계; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 단계; 상기 제2 도전형의 제1 불순물 영역 상에 포토다이오드를 이루는 제1 도전형의 제3 불순물 영역을 형성하는 단계; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 타단의 상기 반도체 기판에 상기 제2 불순물 영역의 일부와 인접하며 상기 제2 불순물 영역 보다 농도가 높은 제2 도전형의 제4 불순물 영역으로 이루어지는 플로팅 확산영역을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention for achieving the above object, in the image sensor manufacturing method comprising a transfer transistor for moving the charge generated in the photodiode to the floating diffusion region, the transfer transistor on a semiconductor substrate of the first conductivity type Forming a gate electrode; Forming a first impurity region of a second conductivity type forming a photodiode in the semiconductor substrate at one end of the transfer transistor gate electrode; Forming a second impurity region of a second conductivity type in the semiconductor substrate at the other end of the transfer transistor gate electrode; Forming an insulating film spacer on sidewalls of the transfer transistor gate electrode; Forming a third impurity region of a first conductivity type constituting a photodiode on the first impurity region of the second conductivity type; Forming a floating diffusion region comprising a fourth impurity region of a second conductivity type adjacent to a portion of the second impurity region and having a higher concentration than the second impurity region in the semiconductor substrate at the other end of the transfer transistor gate electrode. It provides an image sensor manufacturing method.

본 발명은 CMOS를 이용한 이미지 센서에 있어서 전하감지(charge sensing) 노드(node) 구조로 쓰이는 n-형 플로팅 확산영역 노드의 캐패시턴스를 줄여 전압변화를 크게하여 이미지 센서의 감도를 향상시키는데 그 특징이 있다. 즉, 포토다이오드에서 광 에너지에 의해 발생한 전자를 매우 효과적으로 플로팅 확산영역으로이동시키기 위하여 수학식1에 보이는 바와 같이 전압변화(ΔV)가 매우 크도록 하기 위해서 플로팅 노드의 캐패시턴스(Cf)를 감소시킬 수 있는 이미지 센서 제조 방법을 제시한다.The present invention is characterized by improving the sensitivity of the image sensor by increasing the voltage change by reducing the capacitance of the n-type floating diffusion region node, which is used as a charge sensing node structure in an image sensor using CMOS. . In other words, in order to move the electrons generated by the light energy in the photodiode into the floating diffusion region very effectively, the capacitance C f of the floating node is reduced in order to make the voltage change ΔV very large. An image sensor manufacturing method can be provided.

상기 수학식1에서 q는 전하량, N은 이동하는 전자의 수를 나타낸다.In Equation 1, q represents the amount of charge and N represents the number of electrons to move.

본 발명은 게이트 전극과 플로팅 확산영역 간의 거리를 증가시켜 플로팅 확산영역의 노드 캐패시턴스(node capacitance)를 줄이기 위해서 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극 상에 상대적으로 두꺼운 절연막을 형성하고 전면식각하여 폭이 넓은 절연막 스페이서를 형성하는데 그 첫번째 특징이 있다. 또한, 포토다이오드에서 광에너지에 의해 발생하는 전자를 플로팅 확산영역으로 원할하게 이동시키기 위하여 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극과 플로팅 확산영역 사이에 저농도 드레인 영역(LDD, lightly doped drain)을 형성하는데 그 다른 특징이 있다.The present invention provides a wide insulating film spacer by forming a relatively thick insulating film on the gate electrode of the transfer transistor and increasing the distance between the gate electrode and the floating diffusion region to reduce node capacitance. It is the first feature to form. In addition, a lightly doped drain (LDD) is formed between the gate electrode and the floating diffusion region of the transfer transistor in order to smoothly move electrons generated by the light energy into the floating diffusion region in the photodiode. have.

이하 첨부된 도면 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

먼저 도 3a에 도시한 바와 같이, p형 반도체 기판(30)에 필드산화막(31)을 형성하고, 게이트 절연막(32), 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극(33)을 형성하고, 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극(33) 일단의 반도체 기판(30) 내에 n형 불순물을 이온주입한다.First, as shown in FIG. 3A, the field oxide film 31 is formed on the p-type semiconductor substrate 30, the gate insulating film 32 and the gate electrode 33 of the transfer transistor are formed, and the transfer transistor gate electrode 33 is formed. N-type impurities are implanted into the semiconductor substrate 30.

다음으로 도 3b에 보이는 바와 같이, 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극(33) 타단의 반도체 기판(30) 내에 n형 불순물 영역(36)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3B, an n-type impurity region 36 is formed in the semiconductor substrate 30 at the other end of the transfer transistor gate electrode 33.

이어서 도 3c에 도시한 바와 같이, 전체 구조 상에 2500 Å 내지 3500 Å 두께의 절연막을 증착하고 전면식각하여 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극(33) 측벽에 절연막 스페이서(35)를 형성한 다음, 상기 n형 불순물 영역(34) 상에 p형 불순물 영역(37)을 형성하고, 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극(33) 타단의 반도체 기판(30) 내에 플로팅 확산영역(38)을 나타낸다.Subsequently, as shown in FIG. 3C, an insulating film having a thickness of 2500 3500 to 3500 상 에 is deposited on the entire structure and etched to form an insulating film spacer 35 on the sidewall of the transfer transistor gate electrode 33. The p-type impurity region 37 is formed on the region 34, and the floating diffusion region 38 is shown in the semiconductor substrate 30 at the other end of the transfer transistor gate electrode 33.

상기와 같은 본 발명은 게이트 전극(33) 측벽에 상대적으로 폭이 넓은 절연막 스페이서를 형성함으로써 절연막 스페이서의 폭 증가 정도(A) 만큼 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극(33)과 플로팅 확산영역(38) 사이의 오프셋을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명은 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극(33)과 플로팅 확산영역(38) 사이에 LDD 영역(36)을 구비함으로써 포토다이오드에서 플로팅 확산영역으로 전하를 원할하게 이동시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, a wide insulating film spacer is formed on the sidewall of the gate electrode 33, thereby increasing the width of the insulating film spacer between the gate electrode 33 and the floating diffusion region 38 of the transfer transistor. The offset can be secured. In addition, according to the present invention, since the LDD region 36 is provided between the gate electrode 33 and the floating diffusion region 38 of the transfer transistor, charge can be smoothly transferred from the photodiode to the floating diffusion region.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극과 플로팅 확산영역 사이의 거리를 증가시키고, 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극과 플로팅 영역 사이에 LDD 영역을 구비함으로써 전하의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the distance between the gate electrode and the floating diffusion region of the transfer transistor is increased, and the LDD region is provided between the gate electrode and the floating region of the transfer transistor, thereby improving charge transfer efficiency.

Claims (3)

포토다이오드에서 발생된 전하를 플로팅 확산영역으로 이동시키기 위한 트랜스퍼 트랜지스터를 구비하는 이미지 센서 제조 방법에 있어서,An image sensor manufacturing method comprising a transfer transistor for transferring charge generated in a photodiode to a floating diffusion region, 제1 도전형의 반도체 기판 상에 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode of a transfer transistor on a first conductive semiconductor substrate; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 일단의 상기 반도체 기판 내에 제2 도전형의 제1 불순물 영역을 형성하는 단계;Forming a first impurity region of a second conductivity type in the semiconductor substrate at one end of the transfer transistor gate electrode; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 단계; 및Forming an insulating film spacer on sidewalls of the transfer transistor gate electrode; And 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 일단의 상기 반도체 기판에 상기 제1 불순물 영역의 일부와 인접하며 상기 제1 불순물 영역 보다 농도가 높은 제2 도전형의 제2 불순물 영역으로 이루어지는 플로팅 확산영역을 형성하는 단계Forming a floating diffusion region comprising a second impurity region of a second conductivity type adjacent to a portion of the first impurity region and having a higher concentration than the first impurity region on the semiconductor substrate at one end of the transfer transistor gate electrode; 를 포함하는 이미지 센서 제조 방법.Image sensor manufacturing method comprising a. 포토다이오드에서 발생된 전하를 플로팅 확산영역으로 이동시키기 위한 트랜스퍼 트랜지스터를 구비하는 이미지 센서 제조 방법에 있어서,An image sensor manufacturing method comprising a transfer transistor for transferring charge generated in a photodiode to a floating diffusion region, 제1 도전형의 반도체 기판 상에 트랜스퍼 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode of a transfer transistor on a first conductive semiconductor substrate; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 일단의 상기 반도체 기판 내에 포토다이오드를 이루는 제2 도전형의 제1 불순물 영역을 형성하는 단계;Forming a first impurity region of a second conductivity type forming a photodiode in the semiconductor substrate at one end of the transfer transistor gate electrode; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 타단의 상기 반도체 기판 내에 제2 도전형의 제2 불순물 영역을 형성하는 단계;Forming a second impurity region of a second conductivity type in the semiconductor substrate at the other end of the transfer transistor gate electrode; 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 단계;Forming an insulating film spacer on sidewalls of the transfer transistor gate electrode; 상기 제2 도전형의 제1 불순물 영역 상에 포토다이오드를 이루는 제1 도전형의 제3 불순물 영역을 형성하는 단계; 및Forming a third impurity region of a first conductivity type constituting a photodiode on the first impurity region of the second conductivity type; And 상기 트랜스퍼 트랜지스터 게이트 전극 타단의 상기 반도체 기판에 상기 제2 불순물 영역의 일부와 인접하며 상기 제2 불순물 영역 보다 농도가 높은 제2 도전형의 제4 불순물 영역으로 이루어지는 플로팅 확산영역을 형성하는 단계Forming a floating diffusion region including a fourth impurity region of a second conductivity type adjacent to a portion of the second impurity region and having a higher concentration than the second impurity region in the semiconductor substrate at the other end of the transfer transistor gate electrode. 를 포함하는 이미지 센서 제조 방법.Image sensor manufacturing method comprising a. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 절연막 스페이서를 형성하는 단계에서,In the step of forming the insulating film spacer, 전체 구조 상에 2500 Å 내지 3500 Å 두께의 절연막을 증착하고 전면식각하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제조 방법.An image sensor manufacturing method comprising depositing and etching an insulating film having a thickness of 2500 kPa to 3500 kPa over the entire structure.
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KR100494032B1 (en) * 2002-10-23 2005-06-10 매그나칩 반도체 유한회사 CMOS Imagesensor and fabrication method of the same

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