KR930006278B1 - Ccd 영상센서의 차광막 구조 - Google Patents
Ccd 영상센서의 차광막 구조 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 제조공정을 나타낸 단면도.
제2도는 종래 CCD 영상센서의 단면도.
제3도는 종래 다른 실시예의 CCD 영상센서의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : P-웰
3 : P+매몰층 4 : 채널스톱부
5 : 포토다이오드 6 : 채널영역
7 : 전하전송영역 8 : 폴리게이트
9 : P/R 10 : 산화막
11 : 차광막 11: 보호막
본 발명은 CCD 영상센서에 관한 것으로 특히 스미어(Smear현상 및 화상결함을 감소시킬 수 있는 CCD 영상센서(Image Sensor의 차광막(Photoshield) 구조에 관한것이다.
일반적으로 CCD 영상센서에 나타나는 스미어 현상은 입사된 빛의 누설과 포토다이오드 밖에서 발생된 전자의 확산에 의하여 발생되는데, 주로 입사빛의 누설이 주요 원인이 되고 있다.
또한, 화상결함은 포토다이오드 표면부분에서는 전하가 불안정하므로 발생한다. 종래에는 제2도와 같이 종래의 CCD 영상센서의 구조는 제2도와 같이 포토다이오드(5)영역과 전하전송영역(7)이 형성된 기판의 전하전송영역(7)상부에 전하전송전극인 폴리게이트(14)가 형성되고, 전면에 절연막(SiO2)(15)이 두껍게 형성되며 전하전송영역(7) 상부의 절연막(15)위에 차광막(13)이 형성되고 전면이 보호막(12)으로 보호되어 있는 구조이다.
즉, Al등의 금속막을 이용하여 포토다이오드 영역(5)을 제외한 전부분의 빛을 차광막(13)이 차단하고 있으나, 이는 다음과 같은 이유에 의하여 빛의 누설경로가 발생한다.
먼저, (a)와 같이 경사지게 입사된 빛은 포토다이오드(5)의 외측에서 Si에 흡수되어 스미어전하(Smear Change)를 발생한다.
그리고 (b)와 같이 수직입사된 빛은 보호층(12)의 오목렌즈효과에 의하여 회절되므로 빛의 누설이 발생한다.
또한 (c)와 같이 포토다이오드(5)의 표면층에서 반사된 차단막(13)과 폴리게이트(14)사이를 계속 투과하여 광의 도파관 효과에 의하여 빛의 누설이 발생한다. 즉, 종래에는 차단막(13)과 포토다이오드(5)사이에 두꺼운 SiO2층(15)이 존재하여 빛의 누설을 완전히 차단하지 못하므로 스미어를 완전히 제거시키지 못하였다. 한편, 제3도는 제2도와 같은 종래의 구조에서 발생되는 스미어 현상을 방지하기 위한 것으로 포토다이오드(5)영역과 전하전송영역(7)이 형성된 기판의 전하전송영역(7)상에 전하전송전극인 폴리게이트(14)가 형성되고, 폴리게이트(14)상측 및 측면에 제1절연막(15)이 두껍게 형성되며, 전면에 제2절연막(16)이 얇게 형성되고, 전하전송영역(7)상측의 제2절연막(16)위에 차광막(13)이 제1절연막(15)측벽에까지 형성된다.
따라서, 제1절연막(15)이 두껍게 형성되기 때문에 차광막(13)과 전하전송전극인 폴리게이트(14)간의 부유용량을 감소시키고 포토다이오드(5) 측벽에까지 차광막(13)이 형성되므로 스미어 현상을 방지하여 광차폐효과가 향상되었다.
그러나, 제2도 및 제3도와 같은 종래의 CCD영상센서 차광막 구조에서 제2도에서는 스미어 현상 및 화상결함의 문제가 발생하며, 제3도에서는 스미어 현상은 방지할 수 있으나 포토다이오드(5) 표면부위가 차광막(13)과 제2절연막(16)에 의해 격리되어 있으므로 바이어스를 인가할 수 없어 포토다이오드 표면부위의 전하불안정 상태로 인한 화상결함은 해결되지 못한 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 화상결함을 방지하기 위하여 포토다이오드 표면에 접지전위를 갖는 P+층을 형성하고, 차광막층을 P+층과 직접 연결하여 차광막층이 빛을 차광함은 물론 접지전극으로 사용할 수 있도록 TiSi2, TaSi2등의 실리사이드를 사용하여 스미어 현상 및 화상결함을 방지하는데 그 목적이 있다.
이하에서 이와 같은 ccd영상센서의 차광막 제조공정을 첨부된 도면 제1도에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 (a)와 같이 n형기판(1)위에 P-웰(2)을 형성한뒤 (b)와 같이 전하전송영역이 형성될 P-웰(2)과 기판(1)계면에 P+매몰층(3)을 형성하고, P-웰(2) 표면부위에 채널스톱부(4) 그리고 포토다이오드의 n층(5a)과 채널영역(6) 및 전하전송영역(7)를 형성한다.
이때 상기 전하전송영역(7) 아래에 P+매몰층(3)이 위치되게 한다. 다음에 (c)와 같이 게이트 산화막과 폴리실리콘을 증착하고, 폴리실리콘을 선택적으로 제거하여 전하를 전송하기 위한 전극인 폴리게이트(8)를 형성하고 포토다이오드의 n층(5a)표면에 표면부위에서 전하의 불안정으로 인하여 발생하는 화상결함을 방지하기 위한 P+층(5b)을 형성하여 포토다이오드(5)를 형성한 다음, 전면에 산화막(10)을 두껍게 형성한다.
그리고 (d)와 같이 P/R(Photo Resist)(9)를 사용하여 포토다이오드(5)위의 산화막(10)을 제거한 후 P/R(9)을 제거한다.
이후 (e)와 같이 TaSi2또는 TiSi2등 실리사이드를 증착하고 포토에치공정으로 포토다이오드(5)위의 상기 실리사이드를 선택적으로 제거하여 차광막(11)을 형성한다.
이때의 차광막(11)은 전하전송영역(7)쪽의 산화막(10) 측벽에도 형성됨을 물론 포토다이오드, (5)양측의 P+층(5b)에 연결되도록 형성된다. 또한, 마지막 공정으로 (F)와 같이 차광막(11)과 포토다이오드(5)에 걸쳐 보호막(12)을 형성한다.
이와 같은 제조공정을 갖는 본 발명의 CCD영상센서 차광막구조에 있어서는 차광막(11)이 포토다이오드(5)의 P+층(5b)에 직접 접촉되어 있으므로 경사지게 입사되는 빛의 누설을 완전히 차단시킬 수 있어 스미어를 제거할 수 있으며, 이러한 차광막(11)으로 TaSi2, TiSi2등의 실리사이드를 사용하므로 금속의 정크션스파크를 방지할 수 있다.
또한, 별도의 바이어스 전극이 필요없이 차광막(11)을 전극으로 사용하여 포토다이오드(5) 상측부의 P+층(5b)에 바이어스 전압을 인가할 수 있으므로 포토다이오드 표면부분에서 발생되는 전하불안정으로 인한 화상결함을 방지할 수 있는 등의 효과가 있다.
Claims (2)
- 표면부위에 채널스톱영역(4), 포토다이오드(5), 채널영역(6), 전하전송영역(7)이 형성된 기판(1)과, 상기 기판의 채널영역(6)과 전하전송영역(7)상에 게이트 산화막을 사이로 하여 형성되는 포토다이오드(5)영역을 제외한 부위에 두껍게 형성되는 산화막(10)과, 상기 포토다이오드 표면부위에 형성되는 P+층(5b)과, 상기 P+층(5b)양측에 연결되도록 산화막(10)위에 형성되는 차광막(11)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 CCD 영상센서의 차광막 구조.
- 제1항에 있어서, 차광막(11)으로 TaSi2, TiSi2의 실리사이드를 사용함을 특징으로 하는 CCD 영상센서의 차광막 구조.
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