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헤테로 정션 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 이미지 센서및 그 제조 방법

  • 기술번호 : KST2015082183
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 SiGe BiCMOS기술을 이용하여 이미지센서를 제작하는 것에 관한 것으로서, 광신호 감지부(PD; Photo Detector)를 CIS(CMOS Image Sensor)와 같이 pn접합형으로 하지 않고, 플로팅 베이스(Floating base)형의 SiGe HBT(Hetero junction Bipolar Transistor)를 이용한다. 상기 플로팅된 베이스는 노광시 베이스가 콜렉터에 대하여 양(Positive;+) 전압을 만들어 내며, 이 양의 전압으로 HBT가 콜렉터/에미터가 서로 반대의 구실을 하는 역 바이폴라 동작을 하게 된다. 특히 SiGe HBT는 보통의 바이폴라 소자와는 달리, 역동작에서도 10배 이상의 전류이득을 얻게 되므로 결과적으로 광(이미지) 전류 신호의 감지기능 이외에도 증폭기능도 함께 갖게 된다. 상기 센서부에 증폭기능이 있음으로 인하여 픽셀 내에서 필요한 트랜지스터의 수가 CIS의 4개에 비하여 3개로 줄어들고 고밀도화가 가능하다. 그리고 SiGe HBT의 플로팅 베이스가 매우 얇은(150Å) SiGe이나 SiGeC의 에피층이고, 이 SiGe이나 SiGeC에서는 고농도의 보론(B)이라도 열확산이 잘 일어나지 않는다는 특이한 성질로 인하여 단파장(Blue)의 감도를 높힐 수 있으며, 결과적으로 3색(RGB) 균형(Balance)을 맞추기 용이하다. 또한 본 발명의 이미지 센서는 광신호 전류 직접 증폭형이고 정상상태(Steady state)에서 감지(Sensing)하기 때문에 감지신호의 선형성이 우수하고 감지 메카니즘도 매우 간단하며 낮은 동작전압(≒1V)에서도 고화질의 신호를 얻을 수 있다. 회로적으로도 SiGe BiCMOS기술을 이용하고 있으므로 CMOS 기술만 이용하는 것 보다 출력신호의 범위(Dynamic range) 등도 크다는 장점이 있다.이미지센서, BiCMOS, HBT, SiGe, CIS
Int. CL H01L 29/737 (2006.01) H01L 27/146 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020060104170 (2006.10.25)
출원인 한국전자통신연구원
등록번호/일자 10-0781905-0000 (2007.11.28)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20071204) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2006.10.25)
심사청구항수 21

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자통신연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 강진영 대한민국 대전 유성구
2 이상흥 대한민국 대전 서구
3 구진근 대한민국 대전 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 신영무 대한민국 서울특별시 강남구 영동대로 ***(대치동) KT&G타워 *층(에스앤엘파트너스)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자통신연구원 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application
2006.10.25 수리 (Accepted) 1-1-2006-0774338-13
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2007.07.23 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0396445-15
3 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2007.09.12 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2007-0662188-57
4 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2007.09.12 수리 (Accepted) 1-1-2007-0662167-09
5 등록결정서
Decision to grant
2007.11.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0627995-67
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2009.08.04 수리 (Accepted) 4-1-2009-5150899-36
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.02.02 수리 (Accepted) 4-1-2015-0006137-44
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
애노드가 전원전압단에 연결되는 포토 다이오드; 및베이스가 상기 포토 다이오드의 캐소드에 연결되며, 콜렉터가 상기 포토 다이오드의 애노드 및 상기 전원전압단에 연결되며, 에미터로 증폭된 검출 신호를 생성하는 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 이미지 센서
2 2
애노드가 전원전압단에 연결되는 포토 다이오드; 베이스가 상기 포토 다이오드의 캐소드에 연결되며, 콜렉터가 상기 포토 다이오드의 애노드 및 상기 전원전압단에 연결되며, 에미터로 증폭된 검출 신호를 생성하는 바이폴라 트랜지스터;게이트에 인가되는 리셋 신호에 따라 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터를 접지전압단에 연결시키기 위한 리셋 피모스트랜지스터; 및게이트에 인가되는 셀렉트 신호에 따라 상기 바이폴라 트랜지스터의 에미터 신호를 외부로 전달하기 위한 셀렉트 피모스트랜지스터를 포함하는 이미지 센서
3 3
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 포토 다이오드의 캐소드를 이루는 표면 p층은, 상기 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 베이스의 역할을 겸하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서
4 4
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 포토 다이오드의 애노드를 이루는 내부 n층은, 상기 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 서브콜렉터의 역할을 겸하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서
5 5
제3항에 있어서, 상기 표면 p층은,보론(B)이 5x1018/cm3 내지 8x1018/cm3으로 도핑되고, 두께가 100Å 내지 150Å인 것을 특징으로 하는 이미지 센서
6 6
제3항에 있어서, 상기 표면 p층은, p+ SiGe이나 p+ SiGeC의 박막 에피층 혹은 박막폴리층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이미지 센서
7 7
(a0) Si 웨이퍼를 형성하는 단계;(a) 상기 Si 웨이퍼상에 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 서브 콜렉터를 형성하는 단계;(b) 상기 서브 콜렉터상에 Si 에피층을 형성하는 단계;(c) 상기 Si 에피층 내에 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 및 CMOS 트랜지스터의 웰을 형성하는 단계; (e) 상기 CMOS 트랜지스터의 게이트 절연막 및 게이트층을 형성하는 단계;(f) 상기 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 베이스를 형성하는 단계;(g) 상기 CMOS 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계;(i) 상기 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 에미터를 형성하는 단계; 및(j) 상기 CMOS 트랜지스터의 소스 및 드레인을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법
8 8
제7항에 있어서, 상기 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터는, SiGe이 기본 재질인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
9 9
제7항에 있어서, 상기 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 서브콜렉터 일부가 포토 다이오드의 애노드를 이루는 내부 n층으로 기능하며, 상기 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 베이스 일부가 포토 다이오드의 캐소드를 이루는 표면 p층으로 기능하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
10 10
제7항에 있어서, 상기 (c) 단계 이후 (e) 단계 이전에,(d) 상기 서브 콜렉터에 연결되는 플러그 형성 영역을 획정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
11 11
제7항에 있어서, 상기 (g) 단계 이후 (i) 단계 이전에,(h) 상기 CMOS 트랜지스터의 소스 및 드레인 형성 지역을 사전 도핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
12 12
제7항에 있어서, 상기 (j) 단계 이후,(k) 배선하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
13 13
제7항에 있어서, 상기 (a) 단계에서는,서브 콜렉터 형성 지역에 대한 이온주입후, 열확산이 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
14 14
제7항에 있어서, 상기 (b) 단계 이후 (c) 단계 이전에,트랜치 구조물을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
15 15
제7항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는, 상기 콜렉터 및 PMOS 웰의 형성 지역에는 인을 주입하고,NMOS 웰의 형성 지역에는 인을 주입하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
16 16
제7항에 있어서, 상기 (e) 단계에서는,게이트 절연막으로서 게이트 산화막을 형성하고,게이트층으로서 폴리실리콘층을 증착하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
17 17
제7항에 있어서, 상기 (f) 단계는,(f1) 상기 헤테로-정션 바이폴라 트랜지스터의 베이스가 형성되는 영역의 상기 게이트 절연막 및 게이트층을 제거하는 단계; (f2) 상기 단계 결과물상에 베이스 에피층을 성장하는 단계; 및(f3) 상기 베이스 에피층을 패터닝하여 베이스를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
18 18
제17항에 있어서, 상기 (f3) 단계는,상기 베이스 에피층을 패터닝과 동시에 상기 게이트 절연막 및 게이트층을 패터닝하여, 상기 (g) 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
19 19
제11항에 있어서, 상기 (h) 단계에서는, 이온 주입법으로 낮은 농도의 도핑이 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
20 20
제7항에 있어서, 상기 (i) 단계는,(i1) 에미터와 베이스 사이의 테두리 절연막을 형성하는 단계; 및(i2) 폴리실리콘으로 에미터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
21 21
제7항에 있어서, 상기 (j) 단계는,(j1) 게이트 측벽 절연막을 형성하는 단계; 및(j2) 이온 주입법으로 고농도의 도핑을 수행하여 소스 및 드레인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법
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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 US07902577 US 미국 FAMILY
2 US20080099806 US 미국 FAMILY

DOCDB 패밀리 정보

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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 US2008099806 US 미국 DOCDBFAMILY
2 US7902577 US 미국 DOCDBFAMILY
국가 R&D 정보가 없습니다.