KR100658168B1 - Method for fabricating cmos image sensor - Google Patents

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KR100658168B1
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임부택
최선
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매그나칩 반도체 유한회사
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Abstract

A method for fabricating a CMOS image sensor is provided to reduce a leakage current and improve a moat characteristic by applying an HLD(High Temperature Low Pressure Deposition) oxide layer and a linear nitride layer to a trench of the remaining region except for a pixel region. A pad oxide layer and a pad nitride layer are formed on a semiconductor substrate(11) having a pixel region(22) and the remaining region(21). A photoresist is formed on the remaining region except for a trench forming region. A trench is formed by etching the exposed part of the substrate after etching the pad nitride layer of the remaining region except for the trench forming region and the pad nitride layer. An HLD oxide layer(15) is formed on the pixel region and the remaining region. A linear nitride layer(16) is formed thereon. The photoresist is formed on the substrate except for the trench forming region. A trench is formed by etching the exposed part of the substrate after etching the linear nitride layer, the HLD oxide layer, the pad nitride layer, and the pad oxide layer.

Description

씨모스 이미지 센서의 제조 방법{METHOD FOR FABRICATING CMOS IMAGE SENSOR}Manufacturing method of CMOS image sensor {METHOD FOR FABRICATING CMOS IMAGE SENSOR}

도 1a 내지 1f는 종래의 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 이용한 소자분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도,1A through 1F are cross-sectional views illustrating processes of forming a device isolation layer using a conventional shallow trench isolation (STI) process;

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing a CMOS image sensor manufactured according to the first embodiment of the present invention;

도 3은 내지 도 13은 도 2에 도시된 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 도시한 공정 단면도.3 to 13 are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the CMOS image sensor shown in FIG. 2.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11 : 제1 도전형 반도체 기판11: first conductivity type semiconductor substrate

12 : 패드 산화막12: pad oxide film

13 : 패드 질화막13: pad nitride film

14 : 포토레지스터(Photoresister)14: Photoresister

15 : HLD (High Temperature Low Pressure Deposition)15: HLD (High Temperature Low Pressure Deposition)

16 : 선형 질화막16: linear nitride film

17 : HDP(High Density Plasma) 산화막17 HDP (High Density Plasma) Oxide Film

18 : 트렌치18: trench

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 씨모스(Complementary Metal-Oxide-Silicon, CMOS) 이미지 센서(Image Sensor)의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing technology, and more particularly, to a method for manufacturing a CMOS (Image Complementary Metal-Oxide-Silicon, CMOS) image sensor.

반도체 기술의 진보와 더불어 반도체 소자의 고속화 및 고집적화가 급속하게 진행되고 있고, 이에 수반해서 패턴의 미세화 및 패턴 치수의 고정밀화에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 이러한 요구는 소자 영역에 형성되는 패턴은 물론 상대적으로 넓은 영역을 차지하는 소자분리막에도 적용된다. 이것은 고집적 소자로 갈수록 소자 영역의 폭이 감소하고 있는데 반해, 상대적으로 소자 영역의 폭을 증가시키기 위해서는 소자분리 영역의 폭을 감소시켜야만 하기 때문이다.With the advance of semiconductor technology, the speed and the high integration of semiconductor elements are progressing rapidly, and with this, the demand for refinement | miniaturization of a pattern and high precision of a pattern dimension is increasing. This requirement applies not only to patterns formed in device regions, but also to device isolation films that occupy a relatively large area. This is because the width of the device region decreases as the device becomes more integrated, but in order to increase the width of the device region, the width of the device isolation region must be reduced.

기존의 소자분리막은 로코스(Local oxidation of silicon:LOCOS) 공정에 의해 형성되었는데, 상기 로코스 공정에 의한 소자분리막은, 그 가장자리 부분에서 새부리 형상의 버즈-빅(bird's-beak)이 발생하기 때문에 소자 분리막의 면적이 증가되고, 누설전류(leakage)를 발생시키는 단점이 있다.The conventional device isolation film was formed by a local oxidation of silicon (LOCOS) process, and the device isolation film according to the LOCOS process generates bird's-beak having a beak shape at the edge thereof. The area of the device isolation layer is increased and there is a disadvantage of generating a leakage current.

따라서, 상기 로코스 공정에 의한 소자분리막의 형성방법을 대신해서 적은 폭을 가지면서 우수한 소자 분리 특성을 갖는 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 이용한 소자분리막의 형성방법이 제안되었고, 현재 대부분의 반도체 소자는 STI 공정을 적용해서 소자분리막을 형성하고 있다.Therefore, a method of forming a device isolation layer using a shallow trench isolation (STI) process having a small width and excellent device isolation characteristics instead of the method of forming a device isolation layer by the LOCOS process has been proposed, and most semiconductor devices are currently proposed. The device isolation film is formed by applying the STI process.

이러한 STI 공정을 적용한 소자분리막 형성방법에 대해 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of forming a device isolation film using the STI process will be described below with reference to FIGS. 1A to 1F.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 STI 공정을 이용한 소자분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.1A to 1F are cross-sectional views illustrating processes of forming a device isolation layer using a conventional STI process.

STI 공정을 이용한 소자분리막 형성방법은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(11) 상에 패드 산화막(12)과 패드 질화막(13) 및 소자분리 영역을 한정하는 감 광막 패턴(미도시)을 차례로 형성한다. 그 다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴(미도시)을 식각 마스크로 이용하여 상기 패드 질화막(13) 부분 및 그 아래의 패드 산화막(12) 부분을 식각한 후 이어 노출된 기판 부분을 식각하여 반도체 기판(11) 내에 트렌치(18)를 형성한다.In the method of forming an isolation layer using an STI process, as illustrated in FIG. 1A, a photoresist layer pattern (not shown) defining a pad oxide layer 12, a pad nitride layer 13, and an isolation region on a silicon substrate 11 is illustrated. Form in turn. Subsequently, as illustrated in FIG. 1B, the pad nitride layer 13 and the pad oxide layer 12 below are etched using the photoresist pattern (not shown) as an etching mask, and then the exposed substrate portion. Is etched to form trenches 18 in the semiconductor substrate 11.

이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 전체구조의 상부에 HDP(High Density Plasma) 산화막(17)을 증착하여 트렌치(18)를 매립한다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, a trench 18 is filled by depositing an HDP (High Density Plasma) oxide film 17 on the entire structure.

이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 패드 질화막(13)이 노출될 때까지 상기 HDP 산화막(17)을 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP)를 한다. 그 다음, 트렌치(18) 내부에 매립된 상기 HDP 산화막(17)에 대하여 상기 패드 질화막(13)을 연마 정지막으로 이용한 화학적 기계적 연마를 통하여 평탄화를 시킨다. 그런 다음 도 1e에 도시한 바와 같이, H3PO4와 같은 식각액을 사용하여 남겨진 패드 질화막(13)을 제거하여 STI(17')를 형성한다. 이때, 상기 H3PO4는 산화막과의 선택비가 우수한 특성을 보이기 때문에 소자 분리막인 HDP 산화막(17)과 패드 산화막(12)은 약간만이 제거되게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, the HDP oxide film 17 is subjected to chemical mechanical polishing (CMP) until the pad nitride film 13 is exposed. Next, the HDP oxide film 17 embedded in the trench 18 is planarized by chemical mechanical polishing using the pad nitride film 13 as a polishing stop film. Then, as shown in FIG. 1E, the remaining pad nitride film 13 is removed using an etchant such as H 3 PO 4 to form an STI 17 ′. At this time, since the H 3 PO 4 has excellent selectivity with respect to the oxide film, only a slight portion of the HDP oxide film 17 and the pad oxide film 12, which are device isolation films, are removed.

이어서, 후속 세정 공정 등을 거치면서 도 1f와 같이 에지부(A)가 침식되어 모트(moat) 현상을 유발하였고, 이러한 모트 현상에 의해서는 액티브의 코너에 전계가 집중되어 발생하는 험프(hump) 및 INWE(inverse narrow width effect)가 발생하여 소자의 비정상적인 동작을 유발시키는 소자의 트랜지스터의 전기적 특성을 열화시키는 문제점이 존재하게 된다.Subsequently, during the subsequent cleaning process, the edge portion A is eroded as shown in FIG. 1F to cause a moat phenomenon. The mott phenomenon causes a hump generated by concentrating an electric field at an active corner. And an inverse narrow width effect (INWE) occurs to deteriorate the electrical characteristics of the transistor of the device, which causes abnormal operation of the device.

STI 공정을 이용한 소자분리막 형성시 선형 질화막(liner nitride)을 트랜치 내부에 적용하면, 누설전류가 감소하게 되고, 질화막이 산화막 보다 식각량이 작기 때문에 모트 특성도 개선할 수 있다.Application of a linear nitride to the inside of the trench to form a device isolation layer using the STI process reduces leakage current and improves mote characteristics because the nitride has a smaller etching amount than the oxide.

하지만, 선형 질화막을 적용하는 공정은 약 650 내지 750도의 높은 온도에서 진행되기 때문에, 공정 진행시 높은 온도에 의한 NCST(N-channel Stop) 임플란트 도핑 프로파일의 변형이 발생된다. 즉, 씨모스 이미지 센서에서의 선형 질화막의 적용은 NCST 도핑 프로파일에 변화를 가져오므로, 종래의 씨모스 이미지 센서의 제조 방법에서는 적용되지 않았다. However, since the process of applying the linear nitride film proceeds at a high temperature of about 650 to 750 degrees, deformation of the N-channel stop (NCST) implant doping profile occurs due to the high temperature during the process. That is, the application of the linear nitride film to the CMOS image sensor causes a change in the NCST doping profile, and therefore, it is not applied in the conventional method for manufacturing the CMOS image sensor.

본 발명은 위와 같은 종래기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여, 특히, 픽셀 이외의 영역에 선형 질화막 및 HLD(High Temperature Low Pressure Deposition) 산화막을 적용하여 픽셀 외 영역에 있어서의 누설전류를 감소시키고(leakage 특성을 개선하고), 모트도 개선하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems in the prior art, in particular, the linear nitride film and the HLD (High Temperature Low Pressure Deposition) oxide film are applied to a region other than the pixel to reduce the leakage current in the non-pixel region ( The purpose of the present invention is to provide a method of manufacturing a CMOS image sensor that improves leakage characteristics, and also improves mort.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역을 갖는 제1 도전형 반도체 기판 상에 패드 산화막을 형성한 후 패드 질화막을 형성하는 단계, 상기 픽셀 외 영역에 트렌치가 형성될 부분을 제외한 상기 기판 상에 포토레지스터를 형성하는 단계, 상기 픽셀 외 영역의 상기 트렌치가 형성될 부분의 상기 패드 질화막 및 패드 산화막을 식각한 후 노출된 상기 기판 부분을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계, 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역의 상부에 HLD(High Temperature Low Pressure Deposition) 산화막을 형성한 후, 선형 질화막(liner nitride)을 형성하는 단계, 상기 픽셀 영역에 트렌치가 형성될 부분을 제외한 상기 기판 상에 포토레지스터를 형성하는 단계 및 상기 픽셀 영역의 상기 트렌치가 형성될 부분의 상기 선형 질화막, HLD 산화막, 패드 질화막 및 패드 산화막을 차례로 식각한 후 노출된 상기 기판 부분을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, after forming a pad oxide film on a first conductivity type semiconductor substrate having a pixel region and a non-pixel region, forming a pad nitride film, trenches in the non-pixel region Forming a photoresist on the substrate except for a portion to be formed, etching the pad nitride layer and the pad oxide layer of the portion where the trench of the non-pixel region is to be formed, and then etching the exposed portion of the substrate to form a trench Forming a high temperature low pressure deposition (HLD) oxide layer over the pixel region and the non-pixel region, and then forming a linear nitride layer, except for a portion where a trench is to be formed in the pixel region. Forming a photoresist on a substrate and said linearity of the portion where said trench in said pixel region is to be formed Hwamak, HLD oxide film, the pad and then etching the nitride film and the pad oxide film and then etching the exposed substrate portion of the method of manufacturing a CMOS image sensor includes forming a trench is provided.

본 발명의 바람직한 또다른 실시형태에 따르면 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역을 갖는 제1 도전형 반도체 기판 상에 패드 산화막을 형성한 후 패드 질화막을 형성하는 단계, 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역에 트렌치가 형성될 부분을 제외한 상기 기판 상에 포토레지스터를 형성하는 단계, 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역의 상기 트렌치가 형성될 부분의 상기 패드 질화막 및 패드 산화막을 식각한 후 노출된 상기 기판 부분을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계, 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역의 상부에 HLD 산화막을 형성한 후, 선형 질화막을 형성하는 단계, 상기 픽셀 외 영역 상에 포토레지스터를 형성하는 단계 및 상기 픽셀 영역의 상기 선형 질화막 및 HLD 산화막을 식각하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법이 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, after the pad oxide film is formed on the first conductive semiconductor substrate having the pixel region and the non-pixel region, a pad nitride film is formed, and trenches are formed in the pixel region and the non-pixel region. Forming a photoresist on the substrate excluding the portion to be formed, etching the pad nitride layer and the pad oxide layer of the portion where the trenches of the pixel region and the non-pixel region are to be formed, and then etching the exposed portion of the substrate. Forming a HLD oxide film on the pixel region and the non-pixel region, and then forming a linear nitride film, forming a photoresist on the non-pixel region, and the linear nitride film and the HLD of the pixel region. Provided is a method of manufacturing a CMOS image sensor comprising etching an oxide film.

또한, 본 발명의 씨모스 이미지 센서의 제조 방법에서는 상기 픽셀 영역에 NCST(N-channel Stop) 포토레지스터를 형성하고, 이온을 주입한 후 상기 NCST 포토레지스터를 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing the CMOS image sensor may further include forming an N-channel stop (NCST) photoresist in the pixel region, and removing the NCST photoresist after implanting ions. It is done.

또한, 본 발명의 씨모스 이미지 센서의 제조 방법에서는 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역 상에 HDP(High Density Plasma) 산화막을 증착한 후, 화학적 기계적 연마를 수행하고 상기 제1 도전형 기판이 드러날때까지 상기 패드 질화막 및 패드 산화막을 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method of manufacturing the CMOS image sensor of the present invention, after depositing a high density plasma (HDP) oxide film on the pixel region and the non-pixel region, chemical mechanical polishing is performed and the first conductive substrate is exposed. And removing the pad nitride film and the pad oxide film.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a CMOS image sensor manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 씨모스 이미지 센서는 픽셀 외 영역(21)의 트렌치 내부에만 HLD 산화막(15) 및 선형 질화막(16)이 형성된다. HLD 산화막(15) 및 선형 질화막(16)이 적용된 C 부분은 HLD 산화막 및 선형 질화막이 적용되지 않은 D에 비해 모트 특성이 개선된다. 질화막이 산화막에 비해 식각량이 작기 때문이다.In the CMOS image sensor illustrated in FIG. 2, the HLD oxide film 15 and the linear nitride film 16 are formed only in the trenches of the non-pixel region 21. The C portion to which the HLD oxide film 15 and the linear nitride film 16 are applied has improved mote characteristics compared to the D where the HLD oxide film and the linear nitride film are not applied. This is because the etching amount of the nitride film is smaller than that of the oxide film.

도 2에 도시된 바와 같은 씨모스 이미지 센서를 제조하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예는 다음과 같다.A preferred embodiment of the present invention for manufacturing the CMOS image sensor as shown in Figure 2 is as follows.

(실시예 1)(Example 1)

도 3 내지 도 8은 도 2에 도시된 씨모스 이미지 센서의 제조 방법의 일실시예를 도시한 공정 단면도이다.3 to 8 are process cross-sectional views illustrating an embodiment of a method of manufacturing the CMOS image sensor illustrated in FIG. 2.

먼저 도 3과 같이 픽셀 영역(22) 및 픽셀 외 영역(21)을 갖는 제1 도전형 반도체 기판(11) 상에 패드 산화막(12)을 형성하고, 패드 질화막(13)을 형성한다. 질화막과 기판은 열 팽창율이 다르기 때문에 바로 증착하기 보다는 완충작용을 하는 패드 산화막(12)을 먼저 형성하는 것이 바람직하다. 상기 패드 산화막(12)은 약 100Å 정도로 형성하고, 패드 질화막(13)은 약 1450 내지 1500Å 정도로 형성하는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 3, a pad oxide film 12 is formed on a first conductive semiconductor substrate 11 having a pixel region 22 and an extrapixel region 21, and a pad nitride film 13 is formed. Since the nitride film and the substrate have different thermal expansion rates, it is preferable to first form a pad oxide film 12 that buffers rather than directly depositing the film. The pad oxide film 12 is preferably formed at about 100 GPa and the pad nitride film 13 is preferably formed at about 1450-1500 GPa.

다음 도 4와 같이 제1 도전형 반도체 기판(11)의 픽셀 외 영역(21)에 트렌치를 형성하기 위하여 식각될 부분을 제외한 상기 기판(11) 상에 포토레지스터(Photoresister;14)를 형성한 후, 도 5와 같이 상기 패드 질화막(13) 및 그 아래의 패드 산화막(12)을 식각한 후 이어 노출된 상기 기판(11) 부분을 식각하여 픽셀 외 영역(21)의 제1 도전형 반도체 기판(11) 내에 트렌치를 형성한다. 바람직하게, 트렌치의 깊이는 약 3500Å 정도로 형성한다.Next, as shown in FIG. 4, after forming a photoresist 14 on the substrate 11 except for the portion to be etched to form a trench in the non-pixel region 21 of the first conductivity-type semiconductor substrate 11. 5, after etching the pad nitride layer 13 and the pad oxide layer 12 below, the exposed portion of the substrate 11 is etched to form a first conductive semiconductor substrate of the non-pixel region 21. 11) form a trench in it. Preferably, the depth of the trench is formed at about 3500 mm 3.

이후 도 6처럼 상기 픽셀 외 영역(21) 및 픽셀 영역(22)의 상부에 HLD 산화막(15)을 증착하고, 선형 질화막(16)을 형성한다. 질화막과 기판은 열 팽창율이 다르기 때문에 바로 증착하기 보다는 완충작용을 하는 HLD 산화막(15)을 먼저 형성한다. Thereafter, as shown in FIG. 6, the HLD oxide layer 15 is deposited on the non-pixel region 21 and the pixel region 22, and a linear nitride layer 16 is formed. Since the nitride film and the substrate have different thermal expansion rates, the HLD oxide film 15 having a buffer function is formed first rather than being deposited immediately.

다음에 도 7과 같이 상기 픽셀 영역(22)에 트렌치를 형성하기 위하여 식각될 부분을 제외한 상기 기판(11) 상에 포토레지스터(14)를 형성한 후, 도 8과 같이 상기 선형 질화막(16), HLD 산화막(15), 패드 질화막(13) 및 패드 산화막(12)을 차례로 식각한 후 이어 노출된 상기 기판(11) 부분을 식각하여 픽셀 영역(22)의 제1 도전형 반도체 기판(11) 내에 트렌치를 형성한다.Next, as shown in FIG. 7, the photoresist 14 is formed on the substrate 11 except for the portion to be etched to form the trench in the pixel region 22, and then the linear nitride layer 16 is formed as shown in FIG. 8. , The HLD oxide layer 15, the pad nitride layer 13, and the pad oxide layer 12 are sequentially etched, and then the exposed portion of the substrate 11 is etched to etch the first conductive semiconductor substrate 11 of the pixel region 22. Form a trench in it.

이후, 상기 픽셀 영역에만 NCST(N-channel stop) 포토레지스터를 형성하고, 이온을 주입한 후 상기 NCST 포토레지스터를 제거한다(도시되지 않음). Subsequently, an N-channel stop (NCST) photoresist is formed only in the pixel region, and after implantation of ions, the NCST photoresist is removed (not shown).

다음에 전체 구조(상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역)의 상부에 HDP 산화막을 증착하고 화학적 기계적 연마를 통하여 평탄화 한 후, 제1 도전형 반도체 기판이 드러날때까지 상기 패드 질화막(13)을 제거하고 씨모스 이미지 센서의 제조를 위한 후속 공정을 진행하면 도 2에 도시한 바와 같이 픽셀 외 영역의 트렌치 내부에만 선형 질화막(16)이 형성되고 모트 특성도 개선된 씨모스 이미지 센서를 얻을 수 있다.Next, an HDP oxide film is deposited on top of the entire structure (the pixel region and the non-pixel region) and planarized by chemical mechanical polishing, and then the pad nitride layer 13 is removed until the first conductive semiconductor substrate is exposed. Subsequent processes for manufacturing the MOS image sensor may provide a CMOS image sensor in which the linear nitride layer 16 is formed only in the trench of the non-pixel region and the mote characteristics are improved, as shown in FIG. 2.

(실시예 2)(Example 2)

도 9 내지 도 13은 도 2에 도시된 씨모스 이미지 센서의 제조 방법의 또다른 일실시예를 도시한 공정 단면도이다.9 to 13 are cross-sectional views illustrating still another embodiment of the method of manufacturing the CMOS image sensor illustrated in FIG. 2.

먼저 도 3과 같이 픽셀 영역(22) 및 픽셀 외 영역(21)을 갖는 제1 도전형 반도체 기판(11)에 패드 산화막(12)을 형성하고, 패드 질화막(13)을 형성한다. 질화막과 기판은 열 팽창율이 다르기 때문에 바로 증착하기 보다는 완충작용을 하는 패 드 산화막(12)을 먼저 형성하는 것이 바람직하다. 상기 패드 산화막(12)은 약 100Å 정도로 형성하고, 패드 질화막(13)은 약 1450 내지 1500Å 정도로 형성하는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 3, a pad oxide film 12 is formed in the first conductive semiconductor substrate 11 having the pixel region 22 and the non-pixel region 21, and the pad nitride film 13 is formed. Since the nitride film and the substrate have different thermal expansion rates, it is preferable to first form a pad oxide film 12 which functions as a buffer rather than being deposited immediately. The pad oxide film 12 is preferably formed at about 100 GPa and the pad nitride film 13 is preferably formed at about 1450-1500 GPa.

다음 도 9와 같이 상기 픽셀 외 영역(21) 및 픽셀 영역(22)에 트렌치를 형성하기 위하여 식각될 부분을 제외한 상기 기판(11) 상에 포토레지스터(14)를 형성한 후, 도 10과 같이 상기 패드 질화막(13) 및 그 아래의 패드 산화막(12)을 식각한 후 이어 노출된 상기 기판(11) 부분을 식각하여 상기 픽셀 외 영역(21) 및 픽셀 영역(22)의 제1 도전형 반도체 기판(11) 내에 트렌치를 형성한다.Next, as shown in FIG. 9, after forming the photoresist 14 on the substrate 11 except for the portion to be etched to form trenches in the non-pixel region 21 and the pixel region 22, as shown in FIG. 10. After etching the pad nitride layer 13 and the pad oxide layer 12 thereunder, the exposed portion of the substrate 11 is etched to etch the first conductive semiconductor of the non-pixel region 21 and the pixel region 22. A trench is formed in the substrate 11.

이후 도 11처럼 상기 픽셀 외 영역(21) 및 픽셀 영역(22)의 상부에 HLD 산화막(15)을 증착하고, 선형 질화막(16)을 형성한다. 질화막과 기판은 열 팽창율이 다르기 때문에 바로 증착하기 보다는 완충작용을 하는 HLD 산화막(15)을 먼저 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 11, an HLD oxide film 15 is deposited on the non-pixel region 21 and the pixel region 22, and a linear nitride layer 16 is formed. Since the nitride film and the substrate have different thermal expansion rates, the HLD oxide film 15 having a buffer function is formed first rather than being deposited immediately.

다음에 도 12와 같이 상기 픽셀 영역(22) 상부의 HLD 산화막(15)과 선형 질화막(16)을 제거하기 위하여 식각될 부분을 제외한 상기 기판(11)의 상기 픽셀 외 영역(21) 상에 포토레지스터(14)를 형성한 후, 도 13과 같이 상기 선형 질화막(16) 및 HLD 산화막(15)을 식각한다.Next, as shown in FIG. 12, a photo on the non-pixel region 21 of the substrate 11 except for the portion to be etched to remove the HLD oxide layer 15 and the linear nitride layer 16 over the pixel region 22. After the resistor 14 is formed, the linear nitride film 16 and the HLD oxide film 15 are etched as shown in FIG. 13.

이후, 픽셀 영역에만 NCST(N-channel stop) 포토레지스터를 형성하고, 이온을 주입한 후 상기 NCST 포토레지스터를 제거한다(도시되지 않음).Thereafter, an N-channel stop (NCST) photoresist is formed only in the pixel region, and ion implantation is performed to remove the NCST photoresist (not shown).

다음에 전체 구조(상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역)의 상부에 HDP 산화막을 증착하고 화학적 기계적 연마를 통하여 평탄화 한 후, 제1 도전형 반도체 기판이 드러날때까지 상기 패드 질화막(13) 및 패드 산화막(12)을 제거하고 씨모스 이미지 센서의 제조를 위한 후속 공정을 진행하면 도 2에 도시한 바와 같이 픽셀 외 영역의 트렌치 내부에만 선형 질화막(16)이 형성되고 모트 특성도 개선된 씨모스 이미지 센서를 얻을 수 있다.Next, an HDP oxide film is deposited on the entire structure (the pixel region and the non-pixel region) and planarized by chemical mechanical polishing, and then the pad nitride film 13 and the pad oxide film (until the first conductive semiconductor substrate is exposed). 12) and the subsequent process for fabricating the CMOS image sensor, as shown in FIG. 2, a linear nitride film 16 is formed only inside the trench in the non-pixel region and the CMOS image sensor with improved mortise characteristics is obtained. You can get it.

이상에서 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서의 여러 가지 치환, 변형 및 변경을 포함하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백한 기술적 사상 모두를 총괄하는 것으로 이해되어야 한다.Although preferred embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and includes various substitutions, modifications, and changes within the scope without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that the present invention encompasses all obvious technical ideas to those skilled in the art.

상술한 바와 같이, 본 발명은 씨모스 이미지 센서의 제조 방법에 있어서, 특히 픽셀 이외의 영역의 트렌치에 HDP 산화막 및 선형 질화막을 적용하여 픽셀 외 영역의 누설전류를 감소시키고(leakage 특성을 개선하고), 모트 특성도 개선하는 효과를 제공한다.As described above, in the method of manufacturing the CMOS image sensor, in particular, by applying the HDP oxide film and the linear nitride film to the trench in the region other than the pixel, the leakage current in the non-pixel region is reduced (improve leakage characteristics). In addition, it provides the effect of improving the mote properties.

Claims (6)

픽셀 영역 및 픽셀 외 영역을 갖는 제1 도전형 반도체 기판 상에 패드 산화막을 형성한 후 패드 질화막을 형성하는 단계;Forming a pad nitride film on the first conductivity type semiconductor substrate having the pixel region and the non-pixel region; 상기 픽셀 외 영역에 트렌치가 형성될 부분을 제외한 상기 기판 상에 포토레지스터를 형성하는 단계;Forming a photoresist on the substrate except for a portion where the trench is to be formed in the non-pixel region; 상기 픽셀 외 영역의 상기 트렌치가 형성될 부분의 상기 패드 질화막 및 패드 산화막을 식각한 후 노출된 상기 기판 부분을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;Etching the pad nitride layer and the pad oxide layer of the portion where the trench in the non-pixel region is to be formed, and then etching the exposed portion of the substrate to form a trench; 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역의 상부에 HLD(High Temperature Low Pressure Deposition) 산화막을 형성한 후, 선형 질화막(liner nitride)을 형성하는 단계; Forming a high temperature low pressure deposition (HLD) oxide film on the pixel area and the non-pixel area, and then forming a linear nitride film; 상기 픽셀 영역에 트렌치가 형성될 부분을 제외한 상기 기판 상에 포토레지스터를 형성하는 단계; 및Forming a photoresist on the substrate except for a portion where the trench is to be formed in the pixel region; And 상기 픽셀 영역의 상기 트렌치가 형성될 부분의 상기 선형 질화막, HLD 산화막, 패드 질화막 및 패드 산화막을 차례로 식각한 후 노출된 상기 기판 부분을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.And sequentially etching the linear nitride film, the HLD oxide film, the pad nitride film, and the pad oxide film of the portion where the trench is to be formed in the pixel region, and then etching the exposed portion of the substrate to form a trench. Way. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 픽셀 영역 상에 On the pixel area NCST(N-channel stop) 포토레지스터를 형성하고, 이온을 주입한 후 상기 NCST 포토레지스터를 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.And forming an N-channel stop (NCST) photoresist, implanting ions, and then removing the NCST photoresist. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역 상에 On the pixel region and the non-pixel region HDP(High Density Plasma) 산화막 공정 후에 화학적 기계적 연마를 수행하고 상기 제1 도전형 기판이 드러날때까지 상기 패드 질화막을 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.And performing a chemical mechanical polishing after a high density plasma (HDP) oxide film process and removing the pad nitride film until the first conductivity type substrate is exposed. 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역을 갖는 제1 도전형 반도체 기판 상에 패드 산화막을 형성한 후 패드 질화막을 형성하는 단계;Forming a pad nitride film on the first conductivity type semiconductor substrate having the pixel region and the non-pixel region; 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역에 트렌치가 형성될 부분을 제외한 상기 기판 상에 포토레지스터를 형성하는 단계;Forming a photoresist on the substrate except for portions where trenches are to be formed in the pixel region and the non-pixel region; 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역의 상기 트렌치가 형성될 부분의 상기 패드 질화막 및 패드 산화막을 식각한 후 노출된 상기 기판 부분을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;Etching the pad nitride layer and the pad oxide layer of the portion where the trenches of the pixel region and the non-pixel region are to be formed, and then etching the exposed portion of the substrate to form a trench; 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역의 상부에 HLD 산화막을 형성한 후, 선형 질화막을 형성하는 단계;Forming an HLD oxide film on the pixel region and the non-pixel region, and then forming a linear nitride film; 상기 픽셀 외 영역 상에 포토레지스터를 형성하는 단계; 및 Forming a photoresist on the non-pixel region; And 상기 픽셀 영역의 상기 선형 질화막 및 HLD 산화막을 식각하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.Etching the linear nitride film and the HLD oxide film in the pixel region. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 픽셀 영역에In the pixel area NCST(N-channel stop) 포토레지스터를 형성하고, 이온을 주입한 후 상기 NCST 포토레지스터를 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.And forming an N-channel stop (NCST) photoresist, implanting ions, and then removing the NCST photoresist. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 픽셀 영역 및 픽셀 외 영역 상에On the pixel region and the non-pixel region HDP(High Density Plasma) 산화막 공정 후에 화학적 기계적 연마를 수행하고 상기 제1 도전형 기판이 드러날때까지 상기 패드 질화막을 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.And performing a chemical mechanical polishing after a high density plasma (HDP) oxide film process and removing the pad nitride film until the first conductivity type substrate is exposed.
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