KR930000884B1 - 포토다이오드 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래의 n형/P형 접합구조의 포토다이오드에 대한 평면도 및 단면도.
제2도는 종래의 P형/n형/P형 접합구조의 포토다이오드에 대한 평면도 및 단면도.
제3도는 종래의 트리플 폴리실리콘 구조의 포토다이오드에 대한 평면도 및 단면도
제4도는 제3도에 도시된 포토다이오드의 청색광 식별 왜곡 파형도.
제5도는 본 발명에 따른 포토다이오드의 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : P형-웰 2 : N+영역
3a,3b : P+형 소오스/드레인 영역
본 발명은 CCD등의 영상센서에 적당하도록 한 포토다이오드에 관한 것이다.
일반적으로 CCD에서 사용되는 일반적인 포토다이오드의 종류로는 n형/P형 구조, P+형/n형/P형 구조, 트리플 폴리실리콘 구조로 나눌 수 있다.
n형/P형 구조는 제1도와 같이 일반적인 포토다이오드의 구조로서 P형-웰(1)에 인이온을 주입하여 n+영역(2)을 형성한 후에, 이 영역(2)에 전하가 축적되도록 한 것이다.
P+형/n형/P형 구조는 제2도와 같이 상기 n형/P형의 일반적인 구조에, 얇은 P+영역(4)을 형성하여 전기적 특성을 얻을 수 있게 하였다.
또한, 트리플 폴리실리콘 구조는 제3도와 같이 P+형/n형/P형 구조에서 P+이온주입 대신에 절연층(6)을 형성하고, 그 위에 폴리실리콘 박막(5)을 설치하여, 이 박막( 5)이 P+영역의 역할을 대신하도록 한 것이다.
먼저 제1도의 동작을 보면 빛이 수광부에 입사하여 n영역(2)에서 전자들이 축적되도록 하였으며, 제2도의 경우 표면상태로 인해서 생기는 노이즈를 극소화시키고, 낮은 전압에서도 완전히 공핍시킬 수 있도록 하였다.
그리고 제3도의 포토다이오드의 경우 P+형 영역 형성시 얇은 접합 형성의 어려움을 해결하기 위해 박막 폴리실리콘(5)에 바이어스를 인가하므로써 전력에 의해 P형 반전층을 형성시킬 수 있게 하였다.
제3도 구조에서는 트리플 폴리실리콘 영역밑에 P+형 이온층이 형성되어 P+형 반전층이 생겨 노이즈가 발생하지 않을 뿐 아니라 낮은 전압에서 완전히 공핍시킬 수 있다.
그러나 제1도의 n형/P형 구조에 있어서는 심한 노이즈로 인해 사용하기가 어렵고, 제2도의 P+형/n형/P형 구조의 경우 노이즈 방지 및 공핍 전압을 얻기 위한 P+형 영역(4)을 제조하기가 어려우며, 제3도의 트리플 폴로실리콘 구조의 경우에는 폴리실리콘에 의해 파장이 짧은 청색파장이 흡수되어 청색파장 영역이 명확하게 구분하지 못하는 결점이 있었다(제4도“A”참조).
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 포토다이오드의 결점을 극복한 신규의 포토다이오드를 제공하는데 있다.
제5도는 본 발명에 따른 포토다이오드의 제조 공정을 도시하고 있다. 그 공정에 관해 설명한다.
제5도(a)는 폴리실리콘 웨이퍼 상에 P형 웰(1)이 형성된 것을 도시하고 있다. 그후 이온 주입기를 사용하여 웰(1)의 소정 부분에 n+영역(2)을 만든다(b). 그 다음에 (c)도에 도시한 바와 같이 포토레지스트막을 사용하여 P+형 웰(1)과 n+영역(2) 사이에 P+형 이온을 주입시킨 후 열처리하여 확산시킴으로서 P+형 영역을 만든다. 이 영역은 소오스/드레인 영역(3a,3b) 부분이 된다. 제5도(d)는 상기 공정들을 완료했을때의 평면도이다. 도시된 구조를 알 수 있는 바와 같이, P+형 소오스/드레인 영역(3a,3b)의 공핍영역들은 (e)도에서 해칭선으로 표시하였듯이 오버랩(overlap)되어 P+형/n형/P형 구조의 포토다이오드와 동일한 구조로 된다.
그리고 표면이 완전히 공핍되었기 때문에 표면 상태와 관련된 암전류(dark current) 노이즈가 감소되고, 공핍전압이 낮아지게 된다.
결론적으로, 본 발명에 의하면 종래와 같이 공정상 별도의 얇은 P+형 영역을 형성시키거나 트리플 폴리실리콘 공정을 사용하지 않아도 이와 동일한 효과를 얻을 수 있음과 아울러 종래의 P형 소오스/드레인(3a,3b) 공정에서 공핍 영역이 형성되게 하므로써 공장시의 마스크 단계를 감소시켜 이에 따라 공정시간의 단축과, 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
Claims (1)
- 폴리실리콘 기판상에 형성된 P형 웰(1)과, 상기 P형 웰(1)내에 n+이온을 주입하여 형성한 n+영역(2)과, 상기 P+형 웰(1)과 n+형 영역(2) 사이에 포토레지스트막을 사용하여 P+형 이온을 주입시켜 형성된 소오스/드레인 영역(3a,3b)을 포함한 것을 특징으로 하는 포토다이오드.
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