JP6154862B2 - 画像センサ構造 - Google Patents

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Description

本発明は、画像センサ構造に関し、裏面側金属層に広い露出領域を有する画像センサ構造に関するものである。
光学像を電子信号に変換する一種の半導体装置である画像センサが知られている。画像センサは、通常、電荷結合素子(CCD)および相補型金属酸化物半導体(CMOS)画像センサに分けることができる。これらの画像センサでは、CMOS画像センサは、入射光を検出して、それを電子信号に変換するフォトダイオード、および電子信号を送信して処理する論理回路を含む。
例えば、ボンディングパッドおよびスクライブラインをエッチング(opening)するエッチングステップ(即ち、マイクロレンズ保護(MP)エッチングステップ)などの特定の半導体製造プロセスにおいては、静電荷が発生し、端にある裏面側金属(BME)に蓄積する。しかしながら、静電放電(ESD)により、これらの静電荷が放電されたとき、静電荷は基板の下方を通過し、基板を損傷する場合がある。
従って、ボンディングパッドおよびスクライブラインをエッチングするマイクロレンズ保護(MP)エッチングステップにおける静電放電(ESD)の問題を効果的に解決できる、新しい画像センサ構造を開発することが望ましい。
本発明の1つの実施形態は、第1面および第2面を有し、感知領域を有する基板と、基板の第1面上に形成され、感知領域を囲む第1金属層と、基板の第1面上に形成されて、感知領域と第1金属層の一部を覆って、第1の金属層の露出領域を露出する保護層とを含む画像センサ構造を提供する。露出領域は、第1の幅を有する第1部分、第2の幅を有する第2部分、第3の幅を有する第3部分、および第4の幅を有する第4部分を含む。
感知領域は、その中に光電変換ユニットを含む。
光電変換ユニットは、フォトダイオードを含む。
画像センサ構造は、光電変換ユニット上に形成されたカラーフィルターを更に含む。
画像センサ構造は、カラーフィルター上に形成された複数のマイクロレンズを更に含む。
保護層は、マイクロレンズを覆う。
保護層は、フォトレジストを含む。
第1の金属層の露出領域の第1部分と第3部分は、保護層によって分離される。
第1の金属層の露出領域の第2部分と第4部分は、保護層によって分離される。
第1の金属層の露出領域の第1部分は、第1の金属層の露出領域の第2部分と第4部分に接続される。
第1の金属層の露出領域の第3部分は、第1の金属層の露出領域の第2部分と第4部分に接続される。
保護層は、第1側、第2側、第3側、および第4側を有し、第1の金属層の露出領域の第1部分、第2部分、第3部分、および第4部分にそれぞれ対応している。
画像センサ構造は、基板の第2面の下方に形成され、第1の金属層を囲む第2の金属層を更に含む。
感知領域から第2の金属層までの最短水平距離が定義されている。第1の金属層の露出領域の第1の金属層の露出領域A1の第1部分の第1の幅、第2部分の第2の幅、第3部分の第3の幅、および第4部分の第4の幅は、それぞれ35μmより大きく、感知領域から第2の金属層までの最短水平距離の半分より小さい。
画像センサ構造は、背面照射型画像センサ構造を含む。
本発明の一実施形態は、第1面と第2面を有し、感知領域を含む基板を提供するステップ、第1の金属層を基板の第1面上に形成し、感知領域を囲むステップ、および保護層を基板の第1面上に形成し、感知領域と第1の金属層の一部を覆うステップを含む画像センサ構造を製造する方法を提供する。
本製造方法は、第2の金属層を基板の第2面の下方に形成し、第1の金属層を囲むステップを更に含む。
本製造方法は、フォトレジスト層を、十分な厚さになるまで、周囲サブスクライブラインに配置された複数のパッド上に充填するステップを更に含む。
本製造方法は、第1の平坦化層を基板のフォトレジスト層、第1の金属層、および第1面上にコンフォーマルに形成するステップを更に含む。
本製造方法は、カラーフィルターパターンを感知領域内の第1の平坦化層上にコーティングするステップを更に含む。
本製造方法は、複数のマイクロレンズを、第2の平坦化層の下方にあるカラーフィルターパターンに対応して、第1の平坦化層とカラーフィルターパターン上にコンフォーマルに形成された第2の平坦化層上に形成するステップを更に含む。
保護層は、第2の平坦化層上に形成され、マイクロレンズと第1の金属層の一部を覆い、保護層によって覆われていない第1の金属層の一部を露出する。
本製造方法は、パッドとスクライブラインをエッチングするエッチングプロセスを行うステップを更に含む。
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明をより完全に理解することができる。
本発明の一実施形態に係る画像センサ構造の上面図である。 図1の断面線A−A’に沿った断面図であり、本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を示している。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造の上面図である。 図3の断面線B−B’に沿った断面図であり、本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を示している。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造の上面図である。 図5の断面線C−C’に沿った断面図であり、本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を示している。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法を示す断面図である。 従来の画像センサ構造の上面図である。
以下の説明では、本発明を実施するベストモードを開示している。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される。
本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を、図1および図2を参照にしながら説明する。図1は、画像センサ構造の上面図である。図2は、図1の断面線A−A’に沿った画像センサ構造の断面図である。
図1と図2に示すように、画像センサ構造10が提供される。画像センサ構造10は、第1面1201と第2面1202を有し、感知領域14を含む基板12と、基板12の第1面1201上に形成されて、感知領域14を囲む第1の金属層16と、基板12の第1面1201上に形成されて、感知領域14と金属層16の一部を覆って、第1の金属層16の露出領域A1を露出する保護層18とを含む。露出領域A1は、第1の幅D1を有する第1部分P1、第2の幅D2を有する第2部分P2、第3の幅D3を有する第3部分P3、および第4の幅D4を有する第4部分P4を含む。
いくつかの実施形態では、感知領域14は、その中に光電変換ユニット20を含むことができる。
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット20は、フォトダイオードを含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造10は、光電変換ユニット20上に形成されたカラーフィルター22を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造10は、カラーフィルター22上に形成された複数のマイクロレンズ24を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、保護層18は、マイクロレンズ24を覆う。
いくつかの実施形態では、保護層18は、フォトレジストを含むことができる。
いくつかの実施形態では、第1の金属層16の露出領域A1の第1部分P1と第3部分P3は、保護層18によって分離されることができる。
いくつかの実施形態では、第1の金属層16の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4は、保護層18によって分離されることができる。
いくつかの実施形態では、第1部分P1は、第1の金属層16の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4に接続されることができる。
いくつかの実施形態では、第3部分P3は、第1の金属層16の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4に接続されることができる。
いくつかの実施形態では、保護層18は、第1側S1、第2側S2、第3側S3、および第4側S4を有し、第1の金属層16の露出領域A1の第1部分P1、第2部分P2、第3部分P3、および第4部分P4にそれぞれ対応している。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造10は、基板12の第2面1202の下方に形成され、第1の金属層16を囲む第2の金属層26を更に含むことができる。
感知領域14から第2の金属層26までの最短水平距離Lが定義されている。第1の金属層16の露出領域A1の第1部分P1の第1の幅D1、第2部分P2の第2の幅D2、第3部分P3の第3の幅D3、および第4部分P4の第4の幅D4は、それぞれ35μmより大きく、L/2(感知領域14から第2の金属層26までの最短水平距離Lの半分)より小さい。
この実施形態では、第1の金属層16の露出領域A1の第1部分P1の第1の幅D1は、第3部分P3の第3の幅D3と同様の大きさである。第1の金属層16の露出領域A1の第2部分P2の第2の幅D2は、第4部分P4の第4の幅D4と同様の大きさである。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造10は、周囲サブスクライブライン30に配置された複数のパッド28を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造10は、背面照射型画像センサ構造を含むことができる。
本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を図3および図4を参照にしながら説明する。図3は、画像センサ構造の上面図である。図4は、図3の断面線B−B’に沿った画像センサ構造の断面図である。
図3と図4に示すように、画像センサ構造100が提供される。画像センサ構造100は、第1面1201と第2面1202を有し、感知領域140を含む基板120と、基板120の第1面1201上に形成され、感知領域140を囲む第1の金属層160と、基板120の第1面1201上に形成され、感知領域140および第1の金属層160の一部を覆い、第1の金属層160の露出領域A1を露出する保護層180を含む。露出領域A1は、第1の幅D1を有する第1部分P1、第2の幅D2を有する第2部分P2、第3の幅D3を有する第3部分P3、および第4の幅D4を有する第4部分P4を含む。
いくつかの実施形態では、感知領域140は、その中に光電変換ユニット200を含むことができる。
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット200は、フォトダイオードを含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造100は、光電変換ユニット200上に形成されたカラーフィルター220を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造100は、カラーフィルター220上に形成された複数のマイクロレンズ240を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、保護層180は、マイクロレンズ240を覆う。
いくつかの実施形態では、保護層180は、フォトレジストを含むことができる。
いくつかの実施形態では、第1の金属層160の露出領域A1の第1部分P1と第3部分P3は、保護層180によって分離されることができる。
いくつかの実施形態では、第1の金属層160の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4は、保護層180によって分離されることができる。
いくつかの実施形態では、第1部分P1は、第1の金属層160の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4に接続されることができる。
いくつかの実施形態では、第3部分P3は、第1の金属層160の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4に接続されることができる。
いくつかの実施形態では、保護層180は、第1側S1、第2側S2、第3側S3、および第4側S4を有し、第1の金属層160の露出領域A1の第1部分P1、第2部分P2、第3部分P3、および第4部分P4にそれぞれ対応している。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造100は、基板120の第2面1202の下方に形成され、第1の金属層160を囲んだ第2の金属層260を更に含むことができる。
感知領域140から第2の金属層260までの最短水平距離Lが定義されている。第1の金属層160の露出領域A1の第1部分P1の第1の幅D1、第2部分P2の第2の幅D2、第3部分P3の第3の幅D3、および第4部分P4の第4の幅D4は、それぞれ35μmより大きく、L/2(感知領域140から第2の金属層260までの最短水平距離Lの半分)より小さい。
この実施形態では、第1の金属層160の露出領域A1の第3部分P3の第3の幅D3は、第1部分P1の第1の幅D1より大きい。第1の金属層160の露出領域A1の第2部分P2の第2の幅D2は、第4部分P4の第4の幅D4と同様の大きさである。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造100は、周囲サブスクライブライン300に配置された複数のパッド280を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造100は、背面照射型画像センサ構造を含むことができる。
本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を図5および図6を参照にしながら説明する。図5は、画像センサ構造の上面図である。図6は、図5の断面線C−C’に沿った画像センサ構造の断面図である。
図5と図6に示すように、画像センサ構造1000が提供される。画像センサ構造1000は、第1面1201と第2面1202を有し、感知領域1400を含む基板1200と、基板1200の第1面1201上に形成されて、感知領域1400を囲む第1の金属層1600と、基板1200の第1面1201上に形成され、感知領域1400および金属層1600の一部を覆い、第1の金属層1600の露出領域A1を露出する保護層1800とを含む。露出領域A1は、第1の幅D1を有する第1部分P1、第2の幅D2を有する第2部分P2、第3の幅D3を有する第3部分P3、および第4の幅D4を有する第4部分P4を含む。
いくつかの実施形態では、感知領域1400は、その中に光電変換ユニット2000を含むことができる。
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット2000は、フォトダイオードを含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造1000は、光電変換ユニット2000上に形成されたカラーフィルター2200を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造1000は、カラーフィルター2200上に形成された複数のマイクロレンズ2400を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、保護層1800は、マイクロレンズ2400を覆う。
いくつかの実施形態では、保護層1800は、フォトレジストを含むことができる。
いくつかの実施形態では、第1の金属層1600の露出領域A1の第1部分P1と第3部分P3は、保護層1800によって分離されることができる。
いくつかの実施形態では、第1の金属層1600の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4は、保護層1800によって分離されることができる。
いくつかの実施形態では、第1部分P1は、第1の金属層1600の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4に接続されることができる。
いくつかの実施形態では、第3部分P3は、第1の金属層1600の露出領域A1の第2部分P2と第4部分P4に接続されることができる。
いくつかの実施形態では、保護層1800は、第1側S1、第2側S2、第3側S3、および第4側S4を有し、第1の金属層1600の露出領域A1の第1部分P1、第2部分P2、第3部分P3、および第4部分P4にそれぞれ対応している。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造1000は、基板1200の第2面1202の下方に形成され、第1の金属層1600を囲んだ第2の金属層2600を更に含むことができる。
感知領域1400から第2の金属層2600までの最短水平距離Lが定義されている。第1の金属層1600の露出領域A1の第1部分P1の第1の幅D1、第2部分P2の第2の幅D2、第3部分P3の第3の幅D3、および第4部分P4の第4の幅D4は、それぞれ35μmより大きく、L/2(感知領域1400から第2の金属層2600までの最短水平距離Lの半分)より小さい。
この実施形態では、第1の金属層1600の露出領域A1の第1部分P1の第1の幅D1は、第3部分P3の第3の幅D3と同様の大きさである。第1の金属層1600の露出領域A1の第4部分P4の第4の幅D4は、第2部分P2の第2の幅D2より大きい。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造1000は、周囲サブスクライブライン3000に配置された複数のパッド2800を更に含むことができる。
いくつかの実施形態では、画像センサ構造1000は、背面照射型画像センサ構造を含むことができる。
本発明の一実施形態に係る画像センサ構造を製造する方法が図7A〜7Hを参照にしながら説明される。図7A〜7Hは、画像センサ構造の製造方法の断面図である。
図7Aに示すように、基板構造50が提供される。基板構造50は、第1面5201と第2面5202を有し、感知領域54を含む基板52および基板52の第1面5201上に形成され、感知領域54を囲む第1の金属層56を含む。感知領域54は、その中に光電変換ユニット60を含むことができる。光電変換ユニット60は、フォトダイオードを含むことができる。基板構造50は、基板52の第2面5202の下方に形成され、第1の金属層56を囲む第2の金属層66を更に含むことができる。基板構造50は、周囲サブスクライブライン70に配置された複数のパッド68を更に含むことができる。
図7Bに示すように、フォトレジスト層72が、十分な厚さになるまでパッド68上に充填されて、フォトレジスト層72の表面7201を、基板52の第1面5201と同じ高さにする。
図7Cに示すように、例えば、フォトレジスト層、酸化物層、窒化物層、または酸窒化物層である第1の平坦化層74は、基板52のフォトレジスト層72、第1の金属層56と、第1面5201上にコンフォーマルに形成される。
図7Dに示すように、カラーフィルターパターン62、例えば、赤色(R)カラーフィルター、青色(B)カラーフィルターパターン、および緑色(G)カラーフィルターパターンが、感知領域54内の第1の平坦化層74の下方にある光電変換ユニット60に対応して、第1の平坦化層74上にコーティングされる。
図7Eに示すように、例えば、フォトレジスト層、酸化物層、窒化物層、または酸窒化物層である第2の平坦化層76は、基板52のフォトレジスト層74とカラーフィルターパターン上にコンフォーマルに形成される。
図7Fに示すように、複数のマイクロレンズ64は、第2の平坦化層76の下方にあるカラーフィルターパターン62に対応して第2の平坦化層76上に形成される。
図7Gに示すように、例えば、コーティング、露出、または現像(リソグラフィ)のプロセスによって、パターン化された保護層58、例えば、パターン化されたフォトレジスト層が第2の平坦化層76上に形成されて、マイクロレンズ64と第1の金属層56の一部を覆い、パターン化された保護層58によって覆われていない第1の金属層56(露出された領域)の一部を露出する。第1の金属層56の露出された領域のプロファイルは、図1、図3、および図5のプロファイルと同様である。
図7Hに示すように、エッチングプロセス78、例えば、プラズマエッチングが、後続する電気的テスト用に、パッド68とスクライブライン70をエッチングするように行われる。
図8に示すように、従来の画像センサ構造10’では、保護層18’とボンディングパッド28’との間の距離の設計は、d、d、d、およびdである。エッチングプロセスがボンディングパッド28’とスクライブライン30’をエッチングするように行われたとき、静電荷は、第1の金属層16’(裏面側金属(BME))の露出領域A1’に蓄積する。しかしながら、これらの静電荷は、短い距離d、d、d、d、および露出領域A1’のために放電し易く、基板を通過して損傷を与える(静電放電(ESD)の問題を受けて)。反対に、本画像センサ構造10(図1に示されるように)では、第1の金属層16の露出領域A1の幅の設計は、D、D、D、およびDを含む。エッチングプロセスがボンディングパッド28とスクライブライン30をエッチングするように行われたとき、静電荷が第1の金属層16(裏面側金属(BME))の露出領域A1’に蓄積しても、これらの静電荷は、充分に大きい幅D、D、D、およびDと露出領域A1により、基板を通過して損傷を与えることなく(静電放電(ESD)の問題の防止)、裏面側金属(BME)に残る。具体的には、Dは、dの約1.5倍であり、Dは、dの約1.5倍であり、Dは、dの約1.5倍であり、Dは、dの約1.5倍である。
本発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の設計変更及び均等物をカバーするものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような設計変更及び均等物を含むべきである。
10、100、100・・・本発明の画像センサ構造
10’・・・従来の画像センサ構造
12、52、120、1200・・・基板
14、54、140、1400・・・感知領域
16、16’、56、160、1600・・・第1金属層
18、18’、58、180、1800・・・(パターン化された)保護層
20、60、200、2000・・・光電変換ユニット
22、62、220、2200・・・カラーフィルター(パターン)
24、64、240、2400・・・マイクロレンズ
26、66、260、2600・・・第2の金属層
28、28’、68、280、2800・・・パッド(ボンディングパッド)
30、30’、70、300、3000・・・(周囲)サブスクライブライン
50・・・基板構造
72・・・フォトレジスト層
74・・・第1の平坦化層
76・・・第2の平坦化層
78・・・エッチングプロセス
1201、5201・・・基板の第1面
1202、5202・・・基板の第2面
7201・・・フォトレジスト層の表面
A1、A1’ ・・・第1の金属層の露出領域
D1・・・第1の金属層の露出領域の第1部分の第1の幅
D2・・・第1の金属層の露出領域の第2部分の第2の幅
D3・・・第1の金属層の露出領域の第3部分の第3の幅
D4・・・第1の金属層の露出領域の第4部分の第4の幅
、D、D、D・・・第1の金属層の露出領域の幅
、d、d、d・・・保護層とボンディングパッドとの間の距離
L・・・感知領域から第2の金属層までの最短水平距離
P1・・・第1の金属層の露出領域の第1部分
P2・・・第1の金属層の露出領域の第2部分
P3・・・第1の金属層の露出領域の第3部分
P4・・・第1の金属層の露出領域の第4部分
S1・・・保護層の第1側
S2・・・保護層の第2側
S3・・・保護層の第3側
S4・・・保護層の第4側

Claims (10)

  1. 画像センサ構造であって、
    第1面および第2面を有し、感知領域を有する基板と、
    前記基板の前記第1面上に形成され、前記感知領域を囲む第1の金属層と、
    前記基板の前記第1面上に形成され、前記感知領域と前記第1の金属層の一部とを覆い、前記第1の金属層の露出領域を露出する保護層とを含み、
    前記露出領域は、第1の幅を有する第1部分、第2の幅を有する第2部分、第3の幅を有する第3部分、および第4の幅を有する第4部分を含み、
    前記第1部分の前記第1の幅、前記第2部分の前記第2の幅、前記第3部分の前記第3の幅、および前記第4部分の前記第4の幅は、それぞれ35μmより大きい画像センサ構造。
  2. 前記基板の第2面の下方に形成され、基板構造に含まれる第2の金属層を更に有し、
    前記第2の金属層は平面視で前記第1の金属層を囲み、
    前記感知領域から前記第2の金属層までの最短水平距離が定義されている請求項1に記載の画像センサ構造。
  3. 前記感知領域から前記第2の金属層までの最短水平距離の半分の距離は、前記第1の金属層の前記露出領域の前記第1部分の前記第1の幅、前記第2部分の前記第2の幅、前記第3部分の前記第3の幅、および前記第4部分の前記第4の幅よりも大きい請求項に記載の画像センサ構造。
  4. 前記第1の金属層の前記露出領域の前記第1部分と前記第3部分は、前記保護層によって分離され、前記第1の金属層の前記露出領域の前記第2部分と前記第4部分は、前記保護層によって分離される請求項1に記載の画像センサ構造。
  5. 前記第1部分は、前記第1の金属層の前記露出領域の前記第2部分と前記第4部分に接続され、前記第3部分は、前記第1の金属層の前記露出領域の前記第2部分と前記第4部分に接続される請求項1に記載の画像センサ構造。
  6. 前記保護層は、第1側、第2側、第3側、および第4側を有し、前記第1の金属層の前記露出領域の前記第1部分、前記第2部分、前記第3部分、および前記第4部分にそれぞれ対応している請求項1に記載の画像センサ構造。
  7. 第1面と第2面を有し、感知領域を含む基板を提供するステップ、
    第1の金属層を前記基板の前記第1面上に形成し、前記感知領域を囲むステップ、および
    保護層を前記基板の前記第1面上に形成し、前記感知領域と前記第1の金属層の一部を覆い、前記第1の金属の露出領域を露出させるステップを含み、
    前記露出領域は、
    第1の幅を有する第1部分、第2の幅を有する第2部分、第3の幅を有する第3部分、および第4の幅を有する第4部分を含み、
    前記第1部分の第1の幅、前記第2部分の前記第2の幅、前記第3部分の前記第3の幅、および前記第4部分の前記第4の幅は、それぞれ35μmより大きい、画像センサ構造を製造する方法。
  8. 第2の金属層を、平面視で前記第1の金属層を囲うように、前記基板の前記第2面下の基板構造に形成し、フォトレジスト層を十分な厚さになるまで周囲サブスクライブラインに配置された複数のパッド上に充填し、前記パッドと前記サブスクライブラインをエッチングするエッチングプロセスを行うステップを更に含む請求項に記載の画像センサ構造を製造する方法。
  9. 第1の平坦化層を前記基板のフォトレジスト層、前記第1の金属層、および前記第1面上にコンフォーマルに形成し、カラーフィルターパターンを前記感知領域内の前記第1の平坦化層上にコーティングするステップを更に含む請求項に記載の画像センサ構造を製造する方法。
  10. 複数のマイクロレンズを、第2の平坦化層の下方にあるカラーフィルターパターンに対応して、前記第1の平坦化層と前記カラーフィルターパターン上にコンフォーマルに形成された第2の平坦化層上に形成するステップを更に含み、前記保護層は、前記第2の平坦化層上に形成され、前記マイクロレンズと前記第1の金属層の一部を覆い、前記保護層によって覆われていない前記第1の金属層の一部を露出する請求項に記載の画像センサ構造を製造する方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102444235B1 (ko) * 2015-08-13 2022-09-16 삼성전자주식회사 자기 쉴딩층을 구비한 mram 소자와 반도체 패키지, 및 그들의 제조방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0744260B2 (ja) * 1988-07-15 1995-05-15 凸版印刷株式会社 固体撮像装置の製造方法
US6821810B1 (en) * 2000-08-07 2004-11-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company High transmittance overcoat for optimization of long focal length microlens arrays in semiconductor color imagers
US6900531B2 (en) 2002-10-25 2005-05-31 Freescale Semiconductor, Inc. Image sensor device
KR100505894B1 (ko) * 2003-10-24 2005-08-01 매그나칩 반도체 유한회사 저온산화막의 박리현상을 개선한 시모스 이미지센서의제조방법
JP4865267B2 (ja) 2005-07-14 2012-02-01 富士フイルム株式会社 固体撮像装置及び内視鏡
US20100060757A1 (en) * 2006-12-11 2010-03-11 Fujifilm Corporation Solid-state image pickup device
TWI466282B (zh) * 2011-11-23 2014-12-21 Tong Hsing Electronic Ind Ltd 一種影像感測模組封裝結構及製造方法
WO2013118501A1 (ja) * 2012-02-07 2013-08-15 株式会社ニコン 撮像ユニットおよび撮像装置
JP2013214616A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Sony Corp 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法及び電子機器
JP5885690B2 (ja) * 2012-04-27 2016-03-15 キヤノン株式会社 電子部品および電子機器
JP2015046435A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 株式会社ニコン 固体撮像装置及び電子カメラ
US9252179B2 (en) * 2014-06-13 2016-02-02 Visera Technologies Company Limited Image sensor structures

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