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복수의 픽셀을 포함하는 CMOS 이미지센서에 있어서,기판;상기 기판의 일부를 식각하여 상기 픽셀 내의 정해진 위치에 형성되며 상단 및 하단의 폭이 중앙폭보다 넓고 하단이 상기 기판과 연결되며 측면이 상기 기판과 이격되도록 형성되는 나노와이어 구조물;상기 나노와이어 구조물의 상단에 형성되어 상기 나노와이어 구조물에 의해 지지되며, 단면이 일정한 범위의 내각을 갖는 역삼각형으로 형성되고, 상기 나노와이어 구조물의 중앙과 측면에 형성된 실리콘 산화막에 의해 상기 기판과 전기적으로 절연되는 실리콘 나노와이어;상기 실리콘 나노와이어를 이용하여, 입사광을 감지하여 상기 입사광의 세기에 따라 크기가 변화하는 광전류를 생성하는 광검출소자; 상기 기판 상에 상기 광검출소자와 동일평면의 상기 픽셀 내에 형성되며, 상기 광전류의 발생여부 및 크기에 기초하여, 입사광의 정보를 포함하는 광검출전류를 출력하는 신호처리모듈; 및상기 광검출소자와 상기 신호처리모듈을 전기적으로 연결하며, 상기 광검출소자와 상기 신호처리모듈 상에 형성되는 전극을 포함하며,상기 신호처리모듈은상기 광전류의 크기에 따라 변화하는 캐패시터의 전압에 기초하여 입사광의 정보가 포함되는 광검출전류를 출력하는 복수의 모스펫을 포함하고, 상기 모스펫은상기 실리콘 나노와이어 일단에 도펀트가 주입되어 형성된 소스상기 실리콘 나노와이어 타단에 상기 도펀트가 주입되어 형성된 드레인;상기 실리콘 나노와이어의 상면의 상기 소스와 드레인 사이에 형성되는 게이트산화막; 및상기 게이트산화막의 상면과 상기 나노와이어 구조물의 측면을 따라 상기 실리콘 나노와이어의 길이방향에 수직한 방향으로 상기 실리콘 나노와이어를 감싸는 폴리실리콘 재질의 게이트를 포함하는 나노와이어를 이용한 이미지센서
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청구항 1에 있어서,상기 광검출소자는상기 나노와이어 내에 n형 영역과 p형 영역이 접합하는 경계면이 형성되도록, 상기 나노와이어의 일측영역에 p형 도펀트가 도핑되며 상기 나노와이어 타측영역에 n형 도펀트가 도핑되는 나노와이어를 이용한 이미지센서
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청구항 1 에 있어서,상기 광검출소자는상기 나노와이어에 p형 도펀트 또는 n형 도펀트가 도핑되어 입사광의 세기에 따라 상기 나노와이어의 저항값이 가변되는 나노와이어를 이용한 이미지센서
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청구항 1 에 있어서,상기 신호처리모듈은상기 광검출소자가 형성된 제 1 나노와이어의 일단으로부터 길이방향으로 연속하는 제 2 나노와이어로 형성된 제 1 모스펫회로 및 상기 제 1 나노와이어와 폭 방향으로 일정간격 이격된 제 3 나노와이어로 형성된 제 2 모스펫회로를 포함하는 나노와이어를 이용한 이미지센서
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청구항 7 에 있어서,상기 제1 모스펫 회로는상기 제 1 나노와이어의 길이방향으로 상기 광검출소자와 일정간격 이격되도록 형성되며, 일단과 연결된 캐패시터의 전압을 가변시키는 제 1 모스펫; 및상기 제 1 나노와이어의 길이방향으로 상기 제 1 모스펫과 일정간격 이격되도록 형성되며, 상기 캐패시터의 전압을 기준전압으로 초기화시키는 제 2 모스펫;을 포함하며,상기 제 2 모스펫회로는 상기 제 3 나노와이어로 형성되며 상기 캐패시터의 전압크기에 따라 가변되는 전류를 생성하는 제 3 모스펫; 및상기 제 3 나노와이어의 길이방향으로 상기 제 3 모스펫과 일정간격 이격되도록 형성되며, 상기 제 3 모스펫에서 생성된 전류를 외부로 전달하는 제 4 모스펫;을 포함하는 나노와이어를 이용한 이미지센서
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복수의 픽셀을 포함하는 CMOS 이미지센서 제조방법에 있어서,상기 픽셀 내의 정해진 위치에 광검출영역과 신호처리영역을 포함하는 기판을 준비하는 제 1 단계;상기 기판의 일부를 식각하여 상단 및 하단의 폭이 중앙폭보다 넓고 하단이 상기 기판과 연결되며 측면이 상기 기판과 이격되도록 나노와이어 구조물을 형성하고, 상기 나노와이어 구조물의 상단에 상기 나노와이어 구조물에 의해 지지되며 상기 나노와이어 구조물의 중앙과 측면에 형성된 실리콘 산화막에 의해 상기 기판과 전기적으로 절연되며 단면이 일정한 범위의 내각을 갖는 역삼각형 형상인 실리콘 나노와이어를 상기 광검출영역 및 상기 신호처리영역에 걸쳐 형성하는 제 2 단계;상기 신호처리영역의 실리콘 나노와이어로 n형 또는 p형 도펀트가 도핑된 소스 드레인 및 폴리실리콘으로 형성된 게이트를 포함하는 모스펫을 형성하며, 상기 광검출영역의 실리콘 나노와이어에 도펀트를 주입하여 광검출소자를 형성하는 제 3 단계; 및상기 광검출영역과 상기 신호처리영역을 커버하는 유전체상에 상기 모스펫과 상기 광검출소자를 연결하는 전극을 패터닝하는 제 4 단계를 포함하며,상기 제 3 단계는상기 광검출영역과 신호처리영역을 제외한 영역에 실리콘산화물을 형성하는 단계;상기 신호처리영역의 나노와이어에 p-웰(well) 또는 n-웰을 형성하기 위해 n형 또는 p형 도펀트를 주입시키며, 열처리를 통해 상기 n형 또는 p형 도펀트를 확산하는 단계;상기 신호처리영역의 나노와이어 상에 게이트 산화막을 형성하고, 상기 게이트산화막의 상면과 상기 나노와이어 구조물의 측면을 따라 상기 나노와이어의 길이방향에 수직한 방향으로 상기 나노와이어를 감싸는 폴리실리콘 재질의 게이트를 형성하는 게이트 형성단계;상기 광검출영역의 나노와이어에 n형 또는 p형 도펀트를 주입하는 단계; 및소스 및 드레인을 형성하기 위해 신호처리영역의 나노와이어에 고농도 도펀트를 주입하는 단계를 포함하는 나노와이어를 이용한 이미지센서의 제조방법
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청구항 10에 있어서,상기 제2 단계는상기 기판을 식각하여 상기 광검출영역과 상기 신호처리영역에 걸쳐 상기 기판의 일부를 둘러싸는 홈을 적어도 하나 이상 형성하는 단계;상기 홈 사이의 기판을 이방성 식각하여 두께 방향의 중앙으로부터 상단 및 하단으로 갈수록 폭이 넓어지고 하단이 상기 기판과 연결되며 측면이 상기 기판과 이격되는 적어도 하나 이상의 나노와이어 구조물을 형성하는 단계상기 나노와이어 구조물의 중앙 및 측면에 실리콘산화막을 형성하는 습식산화공정을 통하여, 상기 나노와이어 구조물의 상단에 상기 나노와이어 구조물에 의해 지지되며 상기 나노와이어 구조물의 중앙과 측면에 형성된 실리콘 산화막에 의해 상기 기판과 전기적으로 절연되며 단면이 일정한 범위의 내각을 갖는 역삼각형 형상인 실리콘 나노와이어를 형성하는 단계를 포함하는 나노와이어를 이용한 이미지센서의 제조방법
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청구항 10에 있어서,상기 게이트형성단계는게이트 산화막 및 폴리실리콘을 신호처리영역의 나노와이어 상에 형성하는 단계;광검출영역의 나노와이어 및 게이트 형성영역에 포토레지스터를 형성하는 단계;폴리 실리콘을 건식식각하여 상기 나노와이어의 길이방향에 수직한 방향으로 상기 나노와이어를 감싸는 게이트를 형성하고 상기 포토레지스터를 제거하는 단계를 포함하는 나노와이어를 이용한 이미지센서의 제조방법
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청구항 10에 있어서,상기 제 4 단계에 있어서,상기 광검출영역의 나노와이어의 양단, 상기 소스 드레인 및 게이트 표면에 금속을 증착시키고 열처리함으로써 실리사이드를 형성하는 실리사이드형성단계상기 실리사이드에 대응되는 컨택트홀이 형성된 유전체를 형성하는 단계상기 유전체 상에 전극을 증착 및 열처리하며, 식각공정을 통해 전극을 패터닝하는 단계를 포함하는 나노와이어를 이용한 이미지센서의 제조방법
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청구항 14에 있어서,상기 실리사이드형성단계는상기 광검출영역의 나노와이어의 양단, 상기 소스 드레인 및 게이트 표면에 실리사이드 금속을 증착시키는 단계상기 금속을 열처리하고 미반응된 실리사이드 금속을 제거하여 실리사이드를 형성하는 단계를 포함하는 나노와이어를 이용한 이미지센서의 제조방법
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