KR100803616B1 - 반도체 촬상 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (10)
- 활성 영역을 획성(畵成)한 실리콘 기판(41)과,상기 실리콘 기판 상에 상기 활성 영역 중 채널 영역에 대응하고, 게이트 절연막(42)을 통하여 형성된 게이트 전극(43)과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극의 제 1 측에, 상단부가 상기 실리콘 기판 표면으로부터 이간(離間)하고, 또한 내측 단부(端部)가 상기 게이트 전극 바로 아래의 채널 영역의 하부에 침입하도록 형성되어 수광 영역을 형성하는 제 1 도전형 확산 영역(41D)과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측에서, 상기 실리콘 기판 표면에 내측 단부가 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측의 측벽면에 정합(整合)하도록 형성되고, 적어도 상기 수광 영역 중 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측에 위치하는 부분을 덮도록 형성된 실드층을 형성하는 제 2 도전형 확산 영역(41P+)과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극의 제 2 측에 형성되어 부유 확산 영역을 형성하는 제 1 도전형 확산 영역(41N)과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극 바로 아래에서 채널 영역을 형성하는 제 2 도전형 확산 영역으로 이루어지는 반도체 촬상(撮像) 장치로서,상기 채널 영역은,상기 제 2 도전형을 갖고 일단(一端)이 상기 실드층에 접하여 형성되며, 타단이 상기 게이트 전극 바로 아래의 영역에 침입하고, 상기 수광 영역 중 상기 채널 영역의 하부에 침입하는 부분을 덮는 제 1 채널 영역 부분(41P2)과,상기 제 2 도전형을 갖고 상기 부유 확산 영역에 접하여 형성되는 제 2 채널 영역 부분(41P1)으로 이루어지고,상기 제 1 채널 영역 부분은 상기 제 2 도전형의 불순물 원소를 상기 실드층보다도 낮은 불순물 농도로 포함하고, 상기 제 2 채널 영역 부분은 상기 불순물 원소를 상기 제 1 채널 영역 부분보다도 낮은 불순물 농도로 포함하고,상기 제 1 채널 영역 부분은 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측 단부에 정합(整合)하는 제 1 단부와, 상기 수광 영역을 형성하는 제 1 도전형 확산 영역(41D) 중 상기 채널 영역의 하부에 진입하는 부분의 단부에 정합하는 제 2 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 실드층은 상기 불순물 원소를 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측으로 적어도 상기 수광 영역을 덮는 부분에서, 실질적으로 균일한 불순물 농도로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 채널 영역 부분 아래에는 상기 수광 영역과의 사이에, 상기 제 2 채널 영역 부분의 불순물 농도와 실질적으로 동등한 불순물 농도의 중간 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 채널 영역 부분과 상기 제 2 채널 영역 부분 사이에는, 상기 제 1 채널 영역 부분 및 상기 제 2 채널 영역 부분의 불순물 농도의 중간의 불순물 농도를 갖는 제 3 채널 영역 부분이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 채널 영역 부분은 상기 채널 영역 중에, 전체로서 상기 부유 확산 영역을 향해서 경사지는 포텐셜 구배(potential gradient)를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치.
- 활성 영역을 획성한 실리콘 기판(41)과,상기 실리콘 기판 상에 상기 활성 영역 중 채널 영역에 대응하고, 게이트 절연막(42)을 통하여 형성된 게이트 전극(43)과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극의 제 1 측에, 상단부가 상기 실리콘 기판 표면으로부터 이간하고, 또한 내측 단부가 상기 게이트 전극 바로 아래의 채널 영역의 하부에 침입하도록 형성되어, 수광 영역을 형성하는 제 1 도전형 확산 영역(41D)과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측에서, 상기 실리콘 기판 표면에 내측 단부가 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측의 측벽면에 정합하도록 형성되어, 적어도 상기 수광 영역 중 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측에 위치하는 부분을 덮도록 형성된 실드층을 형성하는 제 2 도전형 확산 영역(41P+)과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극의 제 2 측에 형성되어 부유 확산 영역을 형성하는 제 1 도전형 확산 영역(41N)과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극 바로 아래에서 채널 영역을 형성하는 제 2 도전형 확산 영역으로 이루어지는 반도체 촬상 장치로서,상기 채널 영역은,상기 제 2 도전형을 갖고 일단이 상기 실드층에 접하여 형성되고, 타단이 상기 게이트 전극 바로 아래의 영역에 침입하며, 상기 수광 영역 중 상기 채널 영역의 하부에 침입하는 부분을 덮는 제 1 채널 영역 부분(41P2)과,상기 제 2 도전형을 갖고 상기 부유 확산 영역에 접하여 형성되는 제 2 채널 영역 부분(41P1)으로 이루어지고,상기 제 1 채널 영역 부분과 상기 제 2 채널 영역 부분은, 상기 제 1 도전형의 불순물 원소와 상기 제 2 도전형의 불순물 원소를, 상기 제 1 채널 영역에서 상기 제 2 채널 영역보다도 상기 제 2 도전형의 캐리어 농도가 높아지도록 불순물 농도로 포함하고,상기 제 1 채널 영역 부분은 상기 게이트 전극의 상기 제 1 측 단부에 정합하는 제 1 단부와, 상기 수광 영역을 형성하는 제 1 도전형 확산 영역(41D) 중 상기 채널 영역의 하부에 진입하는 부분의 단부에 정합하는 제 2 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 수광 영역의 하단은 상기 활성 영역을 획성하는 소자 분리 구조의 하단을 초과하는 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치.
- 반도체 촬상 장치의 제조 방법으로서,실리콘 기판(41) 상에 획성된 활성 영역 중에 제 1 도전형의 불순물 원소를 도입하고, 상기 실리콘 기판의 표면에 제 1 도전형의 제 1 확산 영역(41P1)을 상기 활성 영역의 전체 면에 걸쳐, 제 1 깊이 및 제 1 불순물 농도로 형성하는 공정과,상기 활성 영역 중 상기 제 1 확산 영역의 제 1 부분을 제 1 마스크 패턴(R2)에 의해 덮고, 상기 제 1 부분에 인접하는 제 2 부분에 상기 제 1 확산 영역에 중첩하여, 제 2 도전형의 불순물 원소를 상기 제 1 마스크 패턴을 마스크로 사용하여 상기 제 1 깊이보다도 깊은 제 2 깊이로 도입하고, 제 2 도전형의 수광 영역(41D)을 상기 제 1 확산 영역의 아래에 형성하는 공정과,상기 활성 영역 중 상기 수광 영역에 중첩하고, 제 1 도전형의 불순물 원소를 상기 제 1 마스크 패턴(R2)을 사용하여, 상기 제 1 깊이 또는 그보다도 얕은 깊이로 도입하고, 상기 수광 영역 상에 상기 제 1 도전형의 제 2 확산 영역(42P2)을, 상기 제 2 확산 영역이 상기 제 1 도전형의 불순물 원소를 상기 제 1 확산 영역보다도 높은 제 2 불순물 농도로 포함하도록 형성하는 공정과,상기 실리콘 기판 상에 상기 제 1 확산 영역과 상기 제 2 확산 영역의 경계를 덮도록, 게이트 전극(43)을 게이트 절연막(42)을 통하여 형성하는 공정과,상기 활성 영역 중에 상기 게이트 전극 및 상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극에 대하여 상기 수광 영역과 반대측의 부분을 덮는 제 2 마스크 패턴을 마스크로 제 1 도전형의 불순물 원소를 도입하고, 상기 제 2 확산 영역의 표면에 상기 제 1 도전형의 확산 영역으로 이루어지는 실드층(41P+)을, 상기 실드층이 상기 제 1 도전형의 불순물 원소를 상기 제 2 불순물 농도보다도 높은 제 3 불순물 농도로 포함하도록 형성하는 공정과,상기 활성 영역 중에 상기 게이트 전극 및 상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극에 대하여 상기 수광 영역 측의 부분을 덮는 제 3 마스크 패턴을 마스크로 제 2 도전형의 불순물 원소를 도입하여, 제 2 도전형의 부유 확산 영역(41N)을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 2 확산 영역을 형성하는 공정은 상기 제 1 도전형의 불순물 원소를 이온 주입에 의해, 상기 실리콘 기판의 표면에 대하여 비스듬히 방향을 바꾸어서 복수회 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치의 제조 방법.
- 반도체 촬상 장치의 제조 방법으로서,실리콘 기판(41) 상에 소자 분리 영역(41I)으로 획성된 활성 영역 중에, 제 1 도전형의 불순물 원소를 상기 소자 분리 영역의 하단보다도 깊은 제 1 깊이로 도입하여 제 1 도전형의 제 1 확산 영역(41)을 형성하는 공정과,상기 활성 영역 중에 제 2 도전형의 불순물 원소를 상기 제 1 깊이보다 얕은 제 2의 깊이로 도입하여 상기 제 1 확산 영역(41)의 표면에 제 2 도전형의 제 2 확산 영역(41P2)을 형성하는 공정과,상기 활성 영역 상에 상기 반도체 촬상 장치의 수광 영역(41D)에 대응하여, 상기 수광 영역의 형성 부분에 대응하는 제 1 영역을 덮는 제 1 마스크 패턴(RB)을 형성하며, 상기 제 1 마스크 패턴을 마스크로 사용하여, 상기 활성 영역 중 상기 소자 분리 영역의 하단보다도 깊은, 그러나 상기 제 1 확산 영역의 하단을 초과하지 않는 깊이로 제 2 도전형의 불순물 원소를 도입하고, 상기 제 1 확산 영역 중에 상기 제 2 도전형을 갖고 상기 수광 영역을 획성하는 웰(41PW)을 형성하는 공정과,상기 제 1 마스크 패턴(RB)을 마스크로 사용하고, 상기 활성 영역 중 상기 제 2 깊이로 제 1 도전형의 불순물 원소를 도입하고, 상기 제 1 확산 영역(41) 중 상기 제 1 마스크 패턴으로 덮여있지 않은 부분에 상기 제 2 도전형을 갖지만, 상기 제 1 확산 영역 중 상기 제 1 마스크 패턴으로 덮여있는 상기 제 1 영역(41P2)보다도 캐리어 농도가 낮은 제 2 영역(41P1)을 형성하는 공정과,상기 실리콘 기판 상에 상기 제 1 및 제 2 영역의 경계의 일부를 덮도록, 게이트 전극(43)을 게이트 절연막(42)을 통하여 형성하는 공정과,상기 활성 영역 중 상기 게이트 전극에 대하여 상기 수광 영역과 반대측의 부분을 제 3 마스크 패턴(RC)으로 덮고, 상기 게이트 전극 및 상기 제 3 마스크 패턴을 마스크로 사용하여, 제 2 불순물 원소를 상기 제 2 확산 영역에 중첩해서 상기 제 2 깊이로 도입하고, 상기 제 2 도전형을 갖고 상기 제 1 영역보다도 캐리어 농도가 높은 실드층(41P+)을 형성하는 공정과,상기 활성 영역 중 상기 수광 영역과 반대측의 영역에 상기 제 1 도전형의 불순물 원소를 도입하고, 상기 제 1 도전형의 부유 확산 영역(41N)을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 촬상 장치의 제조 방법.
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