JP5269409B2 - イメージセンサ素子及びそのセンサ素子の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体素子及び半導体素子の製造方法に係り、特に新構造の光学ブラックピクセルを採用したイメージセンサ素子及びそのセンサ素子の製造方法に関する。
イメージセンサは、外部エネルギー、例えば光子に反応する半導体装置の性質を利用し、イメージをキャプチャする装置である。自然界に存在する各被写体から発する光は、波長による固有のエネルギー値を有する。イメージセンサは、ピクセル部のフィルタを介して各被写体から発する光を波長によって受け入れ、下部に位置するフォトダイオード(PD:Photo Diode)を介して各光のエネルギーを電気的な値に変換する。
図1A及び図1Bは、従来のイメージセンサ素子を示す断面図及び平面図である。
図1A及び図1Bを参照すれば、イメージセンサ素子は、受光部10、ピクセルメタル配線層20、フィルタ部30及びレンズ部40を備える。受光部10は、波長によって光を感知して電気的信号に変換する多数のPDを備え、ピクセルメタル配線層20は、透明な材質、例えばシリコン酸化物(SiO)によって形成され、ピクセル間に多層のメタル配線22を備える。
フィルタ部30は、光を波長別に受け入れるためのカラーフィルタ32、すなわち規則的に配列されたレッド(red)、ブルー(blue)及びグリーン(green)のフィルタにより構成されるが、図1Bのように、実質的に光を受け入れるアクティブピクセル領域Aと、黒色に対する基準を提供するための光学ブラックピクセル領域Bとに分けられる。一方、カラーフィルタ32の上下には、一般的に素子の平坦化のための樹脂層34,36が形成される。
かかるブラックピクセル領域Bのフィルタは、アクティブピクセル領域Aと同じ配列のカラーフィルタで形成され、ブラックピクセル領域B下部のピクセルメタル配線層20には、光を遮断するための層が形成される。すなわち、ピクセルメタル配線層20上部に、トップメタル層24が形成され、ブラックピクセル領域Bに入射する光を反射して遮断する。
かような従来のイメージセンサ素子は、ブラックピクセル領域Bの下部に形成されるトップメタル層24の存在によって、トップメタル層24の厚さ分だけ全体のイメージセンサ素子のサイズが増大し、またトップメタル層24の存在のために、ピクセル間の電気的特性が変わるという問題があった。すなわち、一般的にピクセルメタル配線層20の形成後に、受光部10のダーク(dark)特性及びノイズ特性改善のために、熱処理工程、例えば水素化処理(hydrogen passivation)工程などが行われるが、ブラックピクセル領域Bは、トップメタル層24のために、かかる水素化処理が困難であり、それによってブラックピクセル領域の受光部10の電気的特性が、アクティブピクセル領域の受光部の電気的特性と異なってしまうという問題点が発生する。
本発明がなそうとする技術的課題は、イメージセンサ素子のサイズを縮少させることができ、ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造を同一に形成でき、ブラックピクセル領域下部の受光部と、アクティブピクセル領域下部の受光部との電気的特性が同じであるイメージセンサ素子及びそのセンサ素子の製造方法を提供するところにある。
前記技術的課題を達成するために、本発明は、光を感知(detect)する多数のPD(Photo Diode)から形成された受光部と、前記受光部上に透明な材質によって形成され、メタル配線が形成されたピクセルメタル配線層と、前記ピクセルメタル配線層上に形成され、波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域に分けられるフィルタ部とを備え、前記ブラックピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つによって形成され、前記フィルタ下部には、前記フィルタを透過した光を遮断する光遮断層が形成されているイメージセンサ素子を提供する。
本発明において、前記光遮断層は、下部のピクセルメタル配線層に安定した水素化処理工程が行われうる膜質により形成されうる。例えば、前記光遮断層は、前記ピクセルメタル配線層に安定した低温蒸着方法で形成されうる。また、前記光遮断層は、金属以外の前記フィルタを透過した光を吸収または反射させる性質を有する有機膜質の組み合わせにより形成されうる。
一方、前記ブラックピクセル領域は、ブルーフィルタによって形成され、前記ブルーピクセル領域下部の前記光遮断層は、前記ブルーフィルタを透過した光を吸収する非晶質シリコン(a−Si)またはシリコン(Si)によって形成されうる。前記光遮断層が非晶質シリコンから形成された場合、前記光遮断層は、ブルー波長の光の浸透深さ以上の厚さに形成されうる。例えば、0.01〜0.5μm厚に形成されうる。
本発明において、前記ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造が前記ブラックピクセル領域と前記アクティブピクセル領域とで同一に形成されうる。前記ピクセルメタル配線層において、透明な物質層に所定パターンのメタル配線がピクセル間に周期的に形成されうる。
一方、前記フィルタ部のフィルタは、透明な下部樹脂層及び上部樹脂層間に形成され、前記アクティブピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタが規則的に配列されて形成されうる。また、前記フィルタ部の上部に光を集光するためのレンズが形成されうる。
本発明は、前記技術的課題を達成するために、基板上に多数のPDを備える受光部を形成する段階と、前記受光部上にメタル配線を備えた透明な材質のピクセルメタル配線層を形成する段階と、前記ピクセルメタル配線層上に波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域を具備したフィルタ部を形成する段階とを含み、前記フィルタ部を形成する段階で、前記ブラックピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つで形成するが、前記フィルタ下部には、前記フィルタを透過した光を遮断する光遮断層を形成することを特徴とするイメージセンサ素子の製造方法を提供する。
本発明において、光遮断層は、下部のピクセルメタル配線層に安定した水素化処理工程が行われうる膜質により形成されうる。例えば、前記光遮断層は、前記ピクセルメタル配線層に安定した低温蒸着方法で形成されうる。
前記ブラックピクセル領域は、ブルーフィルタによって形成され、前記ブルーピクセル領域下部の前記光遮断層は、前記ブルーフィルタを透過した光を吸収する非晶質シリコン(a−Si)またはシリコン(Si)により形成されうる。
前記光遮断層を非晶質シリコンから形成する場合、前記光遮断層を、ブルー波長の光の浸透深さ以上の厚さ、例えば0.01〜0.5μmほどに形成できる。
本発明において、前記ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造は、前記ブラックピクセル領域と前記アクティブピクセル領域とで同一に形成でき、前記ピクセルメタル配線層において、透明な物質層に所定パターンのメタル配線をピクセル間に周期的に形成できる。
本発明において、前記フィルタ部の形成段階は、下部透明樹脂層の形成段階と、前記下部透明樹脂層上にフィルタを形成する段階と、前記フィルタ上に上部透明樹脂層を形成する段階と、前記上部透明樹脂層上に光を集光するためのレンズを形成する段階とを含み、前記アクティブピクセル領域を、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタが規則的に配列されるように形成できる。
本発明によるイメージセンサ素子においては、ブラックピクセル領域のフィルタ部をレッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つのフィルタ、特にブルーフィルタで構成し、その下部に非晶質シリコンによる光遮断層を形成することによって、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部のピクセルメタル配線層のメタル配線の構造を同一にでき、それによってブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部の受光部の電気的特性を同一にできる。また、本発明によるイメージセンサ素子は、光遮断のためのトップメタル層が不要であるので、従来のイメージセンサ素子に比べて垂直サイズの縮小という面で有利である。
本発明によるイメージセンサ素子は、ブラックピクセル領域にレッド、グリーン及びブルーフィルタのうちいずれか一つのフィルタ、特にブルーフィルタを使用し、その下部に非晶質シリコンによる光遮断層を形成することによって、素子の厚さという側面やピクセルの感度及びクロストークの問題を改善させることができる。
また、非晶質シリコンの場合、500℃以下の低温蒸着工程で形成可能であるために、前段階のCMOS工程と互換性にすぐれる。例えば、下部のメタル配線に安定的に光遮断層を形成できる。
さらに、ピクセルメタル配線層の上部に光遮断のためのトップメタル層が不要であるので、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部のピクセルメタル配線層のメタル配線を同じ構造に形成でき、メタル配線構造の均一性により、受光部に水素化処理過程も均一に行うことができる。それにより、受光部の電気的特性、例えばノイズ特性及びダーク特性も均一に改善させることができる。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。以下の説明で、ある構成要素が他の構成要素の上部に存在すると記述されるとき、それは、他の構成要素の真上に存在することもあり、その間に第3の構成要素が介在することもある。また、図面で、各構成要素の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために省略されたり誇張される。図面上で同一符号は、同じ要素を指す。一方、使われる用語は、単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。
図2Aは、本発明の一実施形態によるイメージセンサ素子を示す断面図である。
図2Aを参照すれば、イメージセンサ素子は、受光部100、ピクセルメタル配線層120、フィルタ部130及びレンズ部140を備える。受光部100は、波長によって光を感知して電気的信号に変換する多数のフォトダイオード(PD)を含む。ピクセルメタル配線層120は、透明な材質、例えばシリコン酸化物(SiO)によって形成され、ピクセル間にメタル配線122を備える。
フィルタ部130は、光を波長別に受け入れるためのカラーフィルタ、すなわち規則的に配列されたレッド(red)、ブルー(blue)及びグリーン(green)のフィルタによって形成されるが、実質的に光を受け入れるアクティブピクセル領域Aと、黒色に対する基準を提供するための光学ブラックピクセル領域Bとに分けられる。
光学ブラックピクセル領域Bのフィルタ132は、従来とは異なってレッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つによって形成され、フィルタ132の下部には、フィルタ132を通過した光を遮断するための光遮断層138が存在する。かかる光遮断層138は、光学ブラックピクセル領域B下部の受光部100に光が入射しないように光を吸収したり、または光を反射させる材質によって形成されうる。
例えば、光を吸収する特性を有する光遮断層138は、シリコンまたは非晶質シリコンにより形成されうる。シリコンまたは非晶質シリコンに対する光の吸収特性については、図3に係る説明でさらに詳細に説明する。一方、光を反射させる特性を有する光遮断層138は、いくつかの有機膜質の組み合わせにより形成されうる。
ここで、留意すべき点は、光遮断層138が金属によって形成されてはならないということである。なぜならば、金属から形成されれば、従来と同じ問題、すなわちピクセルメタル配線層の配線構造の違い、または金属メタル層の存在による水素化処理工程の困難さなどによる各領域間の電気的特性差が発生するためである。
フィルタ部130は、平坦化のためにフィルタ132の上下に透明樹脂層134,136が形成されるが、下部樹脂層134に、非晶質シリコンなどで形成された薄い光遮断層138が形成されうる。一方、上部樹脂層136の上部には、レンズ部140が形成されるが、レンズ部140は、各フィルタに光を集光するための多数のレンズからなる。
図2Bは、図2Aのイメージセンサ素子に対する平面図であり、図示されているように、本実施形態のイメージセンサ素子は、従来とは異なって、ブラックピクセル領域が1つのフィルタ、例えばブルーフィルタのみで形成される。また、その下部に、ブルーフィルタを通過した光を吸収するための光遮断層138が形成される。
かような光遮断層138が、金属ではないシリコンまたは非晶質シリコンで形成されることによって、ピクセルメタル配線層120のメタル配線122の構造がブラックピクセル領域Bとアクティブピクセル領域Aとで、同一に形成されうる。また、かかる同じメタル配線を有し、ブラックピクセル領域でも水素化処理工程を容易に行うことができるために、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部の受光部100での電気的特性、例えばダーク特性やノイズ特性などを同一レベルに改善させることができる。
また、従来のようなトップメタル層が不要であるので、それ分だけイメージセンサ素子の厚さを縮小させることができ、それにより、従来のピクセルメタル配線層の厚さが厚いことによって発生したピクセルの感度低下及びクロストーク問題もある程度改善させることができる。
図3は、非晶質シリコン及びシリコンに対する光の波長による吸収度を示すグラフである。
図3を参照すれば、シリコン(Si)と非晶質シリコン(a−Si)とで、cm当たりの光の波長に対する吸収係数は、短波長でさらに高い値を示すが、特にブルー系の波長で非晶質シリコンの吸収係数は、結晶質系シリコンに比べてほとんど10倍(1桁)以上高いということが分かる。かかる結果を基に、本実施形態のイメージセンサ素子のブラックピクセル領域のフィルタをブルーフィルタでもって形成し、その下部に光遮断層を非晶質シリコンから形成する場合に、効率的なブラックピクセル領域を形成できるということが分かる。
すなわち、ブラックピクセル領域のフィルタをブルーフィルタによって形成する場合、非晶質シリコンに対するブルー波長の浸透深さ以上、例えば0.01〜0.5μm厚に非晶質シリコンで光遮断層を形成することによって、ブラックピクセル領域での光をほぼ完全に遮断させることができる。一方、非晶質シリコンで光遮断層を形成する場合、500℃以下の低温蒸着工程が可能であるために、CMOS工程と互換性を有して下部ピクセルメタル配線層に安定した工程を進めることができる。
一方、ブラックピクセル領域のフィルタをブルーフィルタ以外に、グリーンやレッドのフィルタによって形成できるということはいうまでもない。しかし、図3のグラフから分かるように、グリーンやレッドのフィルタによって形成する場合、非晶質シリコンの厚さ、すなわち吸収層の厚さが増大するために、ピクセルの感度及び光学的クロストークに好ましくない影響を及ぼすことがあり、また素子の全体厚を増大させることがある。また、光遮断層として結晶シリコンを使用することができるが、非晶質シリコンのような効果を得るためには、ほぼ10倍分だけさらに厚く形成しなければならない。
本実施形態のイメージセンサ素子は、ブラックピクセル領域にブルーフィルタを使用し、その下部に非晶質シリコンによる光遮断層を形成することによって、素子の厚さという側面やピクセルの感度及びクロストークの問題を改善させることができる。また、非晶質シリコンの場合、500℃以下の低温蒸着工程で形成可能であるので、前段階のCMOS工程との互換性にすぐれる。さらに、従来のピクセルメタル配線層の上部に光遮断のためのトップメタル層が不要であるので、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部のピクセルメタル配線層のメタル配線を同じ構造で形成でき、かかるメタル配線の均一性により、受光部に対する水素化処理工程も均一に行うことができ、受光部の電気的特性、例えばノイズ特性及びダーク特性も均一に改善させることができる。
図4Aないし図4Dは、本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。
図4Aを参照すれば、まず基板上に光を感知して電気的信号に変換させる多数のPDを備えた受光部100を形成する。かかるPDは、基板に不純物拡散層を形成することによって具現化できるが、例えば、基板がP型導電性である場合、基板表面下部のP0領域、P0領域下部にN領域及び高濃度P型(P)領域からなるP/N/P型構造により形成できる。
図4Bを参照すれば、受光部100の上部に透明な材質、例えばシリコン酸化物から形成されたピクセルメタル配線層120を形成する。かかるピクセルメタル配線層120には、何層かのメタル配線122が形成される。かかるメタル配線122は、アルミニウムまたは銅を利用して形成されるが、ピクセル間に同じ構造に形成されるので、従来と比べて容易に形成できる。すなわち、従来の場合、ブラックピクセル領域にトップメタル層が形成されることによって、トップメタル層のための層が追加されたり、または全体のメタル配線に対するレイアウトを変更せねばならないというような問題があったが、本実施形態では、そのような問題を排除できる。
かかるピクセルメタル配線層120の形成後、受光部100の電気的特性改善のために水素化処理過程が行われうる。かかる水素化処理過程は、水素雰囲気で熱処理工程を介して行われるが、ピクセル間のメタル配線が均一であるので、下部の受光部で、均一な電気的特性を維持することが可能である。従来の場合、トップメタル層の存在によって、ブラックピクセル領域の水素化処理過程が不可能であり、ブラックピクセル領域とアクティブピクセル領域との下部の受光部での電気的特性が変わるという問題点があった。
図4Cを参照すれば、ピクセルメタル配線層120上のブラックピクセル領域に光遮断層138を形成する。かかる光遮断層138は、前述のように非晶質シリコンから形成することが望ましい。非晶質シリコンで光遮断層138を形成することが、厚さ、下部のメタル配線122の安定性問題などにおいて、シリコンに比べて有利であるということは、前述の通りである。一方、光遮断層138として非晶質シリコンが非常に薄く形成されるために、水素化処理過程を光遮断層138の形成後に行うことも可能である。
図4Dを参照すれば、素子の平坦化のために透明な下部樹脂層134を形成した後、下部樹脂層134の上部にフィルタ132が形成されるが、アクティブピクセル領域には、レッド、グリーン及びブルーのフィルタを規則的に形成し、ブラックピクセル領域には、ブルーフィルタを形成する。ブラックピクセル領域にブルーフィルタを形成することによって、下部の非晶質シリコンの厚さを最小とすることができるのは、前述の通りである。
フィルタ上部に、さらに透明な上部樹脂層136を形成して素子を全体的に平坦化する。フィルタ部130の上部には、レンズ部140が形成できるが、かかるレンズ部140は、各ピクセルのフィルタ132に光を集光するための多数のレンズを備えることができる。
以上、本発明について図面に図示された実施形態を参考にして説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解することができる。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。
本発明のイメージセンサ素子及びそのセンサ素子の製造方法は、例えば、半導体素子関連の技術分野に効果的に適用可能である。
従来のイメージセンサ素子を示す断面図である。 従来のイメージセンサ素子を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサ素子を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサ素子を示す平面図である。 非晶質シリコン及びシリコンに対する光の波長による吸収度を示すグラフである。 本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態によるイメージセンサ素子の製造方法を概略的に示す断面図である。
符号の説明
10,100 受光部
20,120 ピクセルメタル配線層
22,122 メタル配線
24 トップメタル層
30,130 フィルタ部
32 カラーフィルタ
132 フィルタ
34,36,134,136 樹脂層
40,140 レンズ部
138 光遮断層
A アクティブピクセル領域
B ブラックピクセル領域

Claims (20)

  1. 光を感知する多数のフォトダイオードから形成された受光部と、
    前記受光部上に透明な材質によって形成され、メタル配線が形成されたピクセルメタル配線層と、
    前記ピクセルメタル配線層上に形成され、波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域に分けられるフィルタ部とを備え、
    前記ブラックピクセル領域のフィルタ部は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つによって形成され、前記ブラックピクセル領域の前記フィルタ下部には、前記フィルタを透過した光を遮断する光遮断層が形成され、
    前記ブラックピクセル領域のフィルタ部をブルーフィルタで形成し、その下部の前記光遮断層は非晶質シリコンを含む
    ことを特徴とするイメージセンサ素子。
  2. 前記光遮断層は、下部のピクセルメタル配線に、水素化処理工程が可能となるように金属ではない物質で形成される
    ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ素子。
  3. 前記光遮断層は、前記ピクセルメタル配線層に、低温蒸着方法で形成されることが可能な非晶質シリコンを含む
    ことを特徴とする請求項2に記載のイメージセンサ素子。
  4. 前記光遮断層は、前記フィルタを透過した光を吸収または反射させる性質を有する有機膜質の組み合わせから形成された
    ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ素子。
  5. 前記ブラックピクセル領域は、ブルーフィルタによって形成され、前記ブルーピクセル領域下部の前記光遮断層は、前記ブルーフィルタを透過した光を吸収する非晶質シリコンから形成された
    ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ素子。
  6. 前記光遮断層は、非晶質シリコンによって形成され、
    前記光遮断層は、ブルー波長の光の浸透深さ以上の厚さに形成された
    ことを特徴とする請求項5に記載のイメージセンサ素子。
  7. 前記光遮断層は、非晶質シリコンによって形成され、
    前記光遮断層は、0.01〜0.5μm厚に形成された
    ことを特徴とする請求項5に記載のイメージセンサ素子。
  8. 前記ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造は、前記ブラックピクセル領域と前記アクティブピクセル領域とで同じである
    ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ素子。
  9. 前記光遮断層は、金属以外の材質から形成された
    ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ素子。
  10. 前記ピクセルメタル配線層において、透明な物質層に所定パターンのメタル配線がピクセル間に周期的に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ素子。
  11. 前記フィルタ部のフィルタは、透明な下部樹脂層と上部樹脂層との間に形成され、
    前記アクティブピクセル領域は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタが規則的に配列されて形成された
    ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ素子。
  12. 前記フィルタ部上部に光を集光するためのレンズが形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ素子。
  13. 基板上に多数のフォトダイオードを備える受光部を形成する段階と、
    前記受光部上にメタル配線を備えた透明な材質のピクセルメタル配線層を形成する段階と、
    前記ピクセルメタル配線層上に波長によって光を透過させ、ブラックピクセル領域及びアクティブピクセル領域を具備したフィルタ部を形成する段階とを含み、
    前記フィルタ部を形成する段階で、前記ブラックピクセル領域のフィルタ部は、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタのうちいずれか一つで形成するが、前記ブラックピクセル領域の前記フィルタ下部には、前記フィルタを透過した光を遮断する光遮断層を形成し、
    前記ブラックピクセル領域のフィルタ部をブルーフィルタで形成し、その下部の前記光遮断層は非晶質シリコンを含む
    ことを特徴とするイメージセンサ素子の製造方法。
  14. 前記光遮断層を、下部のピクセルメタル配線層に、水素化処理工程が行われうる膜質により形成する
    ことを特徴とする請求項13に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
  15. 前記光遮断層を、前記ピクセルメタル配線層に、低温蒸着方法で形成する
    ことを特徴とする請求項14に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
  16. 前記ブラックピクセル領域を、ブルーフィルタによって形成し、前記ブルーピクセル領域下部の前記光遮断層を、前記ブルーフィルタを透過した光を吸収する非晶質シリコンから形成する
    ことを特徴とする請求項13に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
  17. 前記光遮断層を、非晶質シリコンにより形成し、
    前記光遮断層を、ブルー波長の光の浸透深さ以上の厚さに形成する
    ことを特徴とする請求項16に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
  18. 前記光遮断層は、非晶質シリコンにより形成し、
    前記光遮断層は、0.01〜0.5μm厚に形成する
    ことを特徴とする請求項16に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
  19. 前記ピクセルメタル配線層のメタル配線の構造を、前記ブラックピクセル領域と前記アクティブピクセル領域とで同一に形成する
    ことを特徴とする請求項13に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
  20. 前記フィルタ部の形成段階は、下部透明樹脂層の形成段階と、
    前記下部透明樹脂層上にフィルタを形成する段階と、
    前記フィルタ上に上部透明樹脂層を形成する段階と、
    前記上部透明樹脂層上に光を集光するためのレンズを形成する段階とを含み、
    前記アクティブピクセル領域を、レッド、ブルー及びグリーンのフィルタが規則的に配列されるように形成する
    ことを特徴とする請求項13に記載のイメージセンサ素子の製造方法。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006134740A1 (ja) * 2005-06-17 2006-12-21 Toppan Printing Co., Ltd. 撮像素子
US9142586B2 (en) 2009-02-24 2015-09-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Pad design for backside illuminated image sensor
JP5493461B2 (ja) * 2009-05-12 2014-05-14 ソニー株式会社 固体撮像装置、電子機器及び固体撮像装置の製造方法
TWI557887B (zh) 2010-03-19 2016-11-11 量宏科技股份有限公司 影像感測器及用來讀取影像感測器之方法
KR20120031403A (ko) * 2010-09-24 2012-04-03 삼성전자주식회사 이미지 센서, 이의 동작 방법, 및 이를 포함하는 장치들
EP2833406B1 (en) * 2012-03-28 2016-10-26 FUJIFILM Corporation Imaging element and imaging device
KR101989907B1 (ko) * 2012-05-31 2019-06-17 삼성전자주식회사 유기 이미지 센서 및 그 제조방법
US8530266B1 (en) * 2012-07-18 2013-09-10 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having metal grid with a triangular cross-section
JP2015056417A (ja) * 2013-09-10 2015-03-23 ソニー株式会社 撮像装置、製造装置、製造方法、並びに電子機器
JP2015076475A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
US10490586B2 (en) * 2014-10-03 2019-11-26 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device with light shielding films, method of manufacturing the same, and electronic apparatus
KR102059735B1 (ko) 2015-05-15 2019-12-26 재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단 이미지의 심도를 향상시키는 이미지 센서 및 그 동작 방법
JP2019012739A (ja) * 2017-06-29 2019-01-24 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および撮像装置
KR102492102B1 (ko) * 2018-07-23 2023-01-30 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
CN109273480B (zh) * 2018-08-21 2021-07-06 德淮半导体有限公司 图像传感器及其制作方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645569A (ja) * 1992-05-22 1994-02-18 Matsushita Electron Corp 固体撮像装置およびその製造方法
JPH07181438A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Sharp Corp 液晶表示装置及びその欠陥修正方法
JPH10112533A (ja) 1996-10-04 1998-04-28 Sony Corp 固体撮像素子
KR19990054304A (ko) 1997-12-26 1999-07-15 구본준 고체촬상소자 및 그 제조방법
JP3541155B2 (ja) * 2000-02-17 2004-07-07 シャープ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP4383959B2 (ja) * 2003-05-28 2009-12-16 キヤノン株式会社 光電変換装置およびその製造方法
KR100538150B1 (ko) * 2003-12-31 2005-12-21 동부아남반도체 주식회사 이미지 센서 및 그 제조방법
KR100672680B1 (ko) * 2004-08-11 2007-01-22 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그의 제조 방법
JP2006080252A (ja) 2004-09-09 2006-03-23 Sony Corp 固体撮像装置
WO2006134740A1 (ja) * 2005-06-17 2006-12-21 Toppan Printing Co., Ltd. 撮像素子
JP4944399B2 (ja) * 2005-07-04 2012-05-30 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP4832020B2 (ja) 2005-07-28 2011-12-07 ルネサスエレクトロニクス株式会社 プリエンファシス回路
KR100734272B1 (ko) * 2005-08-30 2007-07-02 삼성전자주식회사 옵티컬 블랙 영역의 크기를 줄인 cmos 이미지 센서
US7547573B2 (en) * 2006-08-01 2009-06-16 United Microelectronics Corp. Image sensor and method of manufacturing the same

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