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고감도 이미지 센서 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2015145130
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
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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 이미지 센서 단위화소의 구조 및 고효율의 광검출특성에 관한 것으로, 보다 자세하게는 광여기된 소수캐리어를 축적하기 위한 홀포켓을 이용하고, 게이트와 고농도 P형 도핑영역을 연결하여 다른 증폭장치 없이 고감도를 실현할 수 있는 고감도 고화소 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 상기 목적은 P형 반도체 기판의 일부영역에 형성된 저농도 N형 도핑영역, 상기 저농도 N형 도핑영역의 일부영역에 형성된 P형 도핑영역, 상기 P형 도핑영역의 일부영역에 고농도 N형 이온주입을 통하여 형성된 다수의 소오스 영역, 상기 P형 도핑영역의 일부영역에 고농도 N형 이온주입을 통하여 형성된 다수의 드레인 영역, 상기 P형 도핑영역의 일부영역에 상기 드레인 영역과 이격되어 고농도 P형 이온주입을 통하여 형성된 고농도 P형 도핑영역, 상기 일부 소오스 영역과 드레인 영역의 사이에 존재하며 외부 빛에 의하여 발생된 캐리어 중 정공이 외부에서 인가된 전계에 의하여 축적되는 홀포켓영역을 포함하는 채널영역, 상기 일부 채널 영역의 상부에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상부에 형성된 게이트 및 상기 게이트와 상기 고농도 P형 도핑영역을 연결하는 연결부를 포함하여 이루어진 고감도 이미지 센서에 의해 달성된다. 따라서, 본 발명의 고감도 이미지 센서의 단위화소내 광검출부는 게이트 하부의 이온주입층 영역에 홀포켓을 형성함으로써 적은 빛이 수광되더라도 광여기된 소수캐리어가 홀포켓에 축적되어 광검출 트랜지스터의 문턱전압을 감소시켜 고감도의 광신호 출력을 얻을 수 있는 충분한 다이나믹 레인지를 확보할 수 있다. 또한, 광검출부가 자체 광신호 출력을 증폭할 수 있어 별도의 증폭소자를 화소내에 형성시키지 않으므로 단위화소의 크기를 대폭 줄일 수 있으며, 통상의 CMOS 공정을 사용하여 구동회로도 하나의 칩에 형성하여 최소사이즈의 이미지센서와 고감도를 실현할 수 있다. 또한, 바디부분의 고농도 n형 도핑영역과 게이트를 연결시켜줌으로써 외부전계의 추가공급없이 셀프 바이어스 효과를 기대할 수 있고, LBT에 의한 증폭으로 별도의 증폭소자를 줄일 수 있으므로 소자의 크기를 줄일 수 있으며, 트랜지스터와 다이오드를 하나의 칩에 형성하여 화소 사이즈를 최소화할 수 있다. 이미지 센서, CMOS, CCD, 고감도, 홀포켓
Int. CL H01L 27/146 (2006.01)
CPC H01L 27/14616(2013.01)
출원번호/일자 1020030087208 (2003.12.03)
출원인 전자부품연구원
등록번호/일자 10-0531241-0000 (2005.11.21)
공개번호/일자 10-2005-0053949 (2005.06.10) 문서열기
공고번호/일자 (20051128) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2003.12.03)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자기술연구원 대한민국 경기도 성남시 분당구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김훈 대한민국 경기도용인시수지읍

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 서천석 대한민국 서울특별시 서초구 서초중앙로**길 **, *층 (서초동, 서초다우빌딩)(특허법인세하)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 전자부품연구원 대한민국 경기도 성남시 분당구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application		 2003.12.03 수리 (Accepted) 1-1-2003-0462212-82
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2005.04.15 수리 (Accepted) 4-1-2005-5036534-08
3 선행기술조사의뢰서(내부)
Request for Prior Art Search (Inside)		 2005.05.25 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2005.08.16 수리 (Accepted) 9-1-2005-0049344-01
5 등록결정서
Decision to grant		 2005.08.22 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2005-0401516-19
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.04.17 수리 (Accepted) 4-1-2013-0013766-37
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.08.24 수리 (Accepted) 4-1-2020-5189497-57
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번호 청구항
1 1
이미지 센서에 있어서, P형 반도체 기판의 일부영역에 형성된 저농도 N형 도핑영역; 상기 저농도 N형 도핑영역의 일부영역에 형성된 P형 도핑영역; 상기 P형 도핑영역의 일부영역에 고농도 N형 이온주입을 통하여 형성된 다수의 소오스 영역; 상기 P형 도핑영역의 일부영역에 고농도 N형 이온주입을 통하여 형성된 다수의 드레인 영역; 상기 P형 도핑영역의 일부영역에 상기 드레인 영역과 이격되어 고농도 P형 이온주입을 통하여 형성된 고농도 P형 도핑영역; 상기 일부 소오스 영역과 드레인 영역의 사이에 존재하며 외부 빛에 의하여 발생된 캐리어 중 정공이 외부에서 인가된 전계에 의하여 축적되는 홀포켓영역을 포함하는 채널영역; 상기 일부 채널 영역의 상부에 형성된 게이트 절연막; 및 상기 게이트 절연막 상부에 형성된 게이트 를 포함하여 이루어진 고감도 이미지 센서
2 2
제 1항에 있어서, 상기 게이트와 상기 고농도 P형 도핑영역을 연결하는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서
3 3
제 1항에 있어서, 상기 채널 영역과 게이트 전극의 상부에 형성된 차광막을 더 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서
4 4
제 3항에 있어서, 상기 차광막의 재료는 알루미늄임을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서
5 5
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀포켓영역은 상기 소오스 영역 및 드레인 영역과 NPN 기생 바이폴라 트랜지스터를 형성하는 것을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서
6 6
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀포켓영역의 폭은 10 내지 100nm임을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서
7 7
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 P형 도핑영역은 적색파장이 흡수되는 1 내지 2㎛의 깊이까지 형성된 것을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서
8 8
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고농도 N형 도핑영역은 녹색파장이 흡수되는 0
9 9
이미지 센서의 제조방법에 있어서, P형 반도체 기판상의 소정영역에 낮은 농도의 N형 불순물 이온을 주입하여 저농도 N형 도핑영역을 형성하는 단계; 상기 저농도 N형 도핑영역의 소정영역에 P형 불순물 이온을 주입하여 P형 도핑영역을 형성하는 단계; 절연막과, 폴리를 증착하고 포토공정으로 상기 절연막과 폴리를 식각하여 게이트 절연막과 게이트를 형성하는 단계; 상기 게이트를 포함한 기판에 포토레지스트를 형성하고, 고농도 N형 불순물 이온을 주입하여 고농도 N형 도핑영역을 형성하고 포토레지스트를 제거하는 단계; 및 상기 고농도 N형 도핑영역과 이격된 부분에 고농도 P형 불술문 이온을 주입하여 고농도 P형 도핑영역을 형성하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서의 제조방법
10 10
제 9항에 있어서, 상기 게이트와 고농도 P형 도핑영역을 연결하는 연결부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서의 제조방법
11 11
제 10항에 있어서, 상기 연결부를 형성하는 단계 이후 차광막을 형성하는 단계를 더 포함하는 고감도 이미지 센서의 제조방법
12 12
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 P형 도핑영역은 적색파장이 흡수되는 1 내지 2㎛의 깊이까지 형성하는 것을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서의 제조방법
13 13
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고농도 N형 도핑영역은 녹색파장이 흡수되는 0
14 14
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고농도 N형 도핑영역은 소오스 영역 및 드레인 영역임을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서의 제조방법
15 15
제 14항에 있어서, 상기 소오스 영역 및 드레인 영역 사이에 존재하는 영역은 외부 빛에 의하여 발생된 캐리어 중 정공이 외부에서 인가된 전계에 의하여 축적되는 홀포켓영역을 포함하는 채널영역임을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서의 제조방법
16 16
제 10항에 있어서, 상기 연결부는 금속배선공정으로 형성됨을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서의 제조방법
17 16
제 10항에 있어서, 상기 연결부는 금속배선공정으로 형성됨을 특징으로 하는 고감도 이미지 센서의 제조방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.