KR0147410B1 - 고체촬상소자의 칼라필터제조방법 - Google Patents
고체촬상소자의 칼라필터제조방법Info
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Abstract
본 발명은 고체촬상소자의 칼라필터 제조방법에 관한 것으로 칼라 필터층의 색배열의 구조를 개선하여 정밀성을 갖는 색분리와 고화소용 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 것이다.
본 발명은 칼라필터층(Mg, Ye, Cy)의 패턴 형성시 마이크로 렌즈와 마이크로 렌즈 사이의 영역에는 각각의 염색층이 모두 위치하게 하여 블랙층(Black Layer)을 형성하므로 마이크로 렌즈의 패턴 형성시 금속차광층에 의한 난반사를 방지하여 0.8㎛이하의 서브 미크론(Sub-micron)기술의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있게 한다. 그리고 각각의 염색층의 경계가 블랙층에 의해 뚜렷해져 혼색층에 의한 플리카(Flicker)문제를 줄여 해상도를 높인다.
Description
제1도 (a)는 종래의 칼라필터 레이아웃도
(b)는 제1도 (a)의 A-A'선에 따른 칼라필터의 공정단면도
(c)는 종래의 칼라필터공정 진행시 빛의 흐름을 나타낸 공정단면도
제2도 (a)는 본 발명의 칼라필터 레이아웃도
(b)는 제1도 (a)의 B-B'선에 따른 칼라필터의 공정단면도
(c)는 본 발명의 칼라필터공정 진행시 빛의 흐름을 나타낸 공정단면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1:흑백 고체촬상소자 2:제1평탄화층
3:제1염색층(Mg) 4:제1중간층
5:제2염색층(Ye) 6:제2중간층
7:제3염색층(Cy) 8:제2평탄화층
9:마이크로렌즈 10:금속차광층
11:마이크로 렌즈용 마스크 12:칼라필터층
13:마이크로 렌즈용 포토레지스트
본 발명은 고체촬상소자에 관한 것으로, 특히 칼라필터(Color Filter)층(Mg, Ye, Cy)의 패턴 형성시에 색배열의 구조를 개선하여 정밀성을 갖는 색분리와 고화소용 마이크로렌즈의 형성에 적당하도록 한 고체촬상소자의 칼라필터 제조방법에 관한 것이다.
종래의 고체촬상소자 칼라필터 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
종래의 칼라필터 레이 아웃도를 나타낸 제1도 (a)와 같은 색배열을 갖는 칼라필터층을 형성하기 위하여 제1도 (a)의 A-A'선에 따른 칼라필터의 공정단면도를 나타낸 제1도 (b)와 같이 포토다이오드영역(PD)과 수직전하전송영역(VCCD), 수평전하전송영역(HCCD) 등을 구비하고 전하전송영역상에 금속차광층(10)이 형성되며, 패드(도면에 도시하지 않음)가 형성된 흑백 고체촬상소자(1)위에 투명한 열경화성 수지를 도포하여 제1평탄층(2)을 형성한다.
제1평탄층(2)상의 피염색층 부분에 포토레지스트를 사용하여 패터닝하고, 염색장비를 이용하여 딥(dip)방식으로 염색(Mg 염색액)을 시행하고 방염층 역할이 가능하도록 염색(Mg)된 층자체에 고착액을 사용해서 고착층을 형성하여 제1염색층(Mg)(3)을 형성한다.
제1염색층(Mg)(3)이 형성된 흑백 고체촬상소자(1)의 전표면에 염색층과 염색층사이의 혼색을 방지하고 상층부에 균일성을 갖도록 하기 위해 열경화성 수지를 도포하여 평탄화용 제1중간층(4)을 형성한다.
그리고 상기의 제1염색층(Mg)(3)형성과 같은 방법으로 제1중간층(4)상에 제2염색층(Ye)(5), 제2중간층(6), 제3염색층(Cy)(7)을 차례대로 형성하고, 제3염색층(Cy)(7)상에 열경화성 수지를 도포하여 제2평탄층(8)을 형성한다.
그리고 마이크로렌즈(9)를 형성하기 위하여 포지(Posi)형 투명수지를 도포하여 노광 및 플로우(flow)공정으로 마이크로렌즈(9)를 형성한다.
이와같이 완성된 종래의 고체촬상소자는 빛의 신호를 전기적인 신호로 변환해주는 광전변환소자로서 다음과 같이 동작을 하게된다.
마이크로 렌즈(9)에 의하여 집속된 빛이 B(Blue)와 R(Red)만을 선택적으로 통과시키는 제1염색층(Mg)(3), G(Green)과 R(Red)를 통과시키는 제2염색층(Ye)(5), G(Green)과 B(Blue)만을 통과시키는 제3염색층(Cy)(7)로 이루어진 칼라 필터층을 거쳐 포토다이오드영역(PD)으로 조사되어 영상신호전하를 발생하게 된다.
이 영상신호전하는 수직전하전송영역(VCCD)을 거쳐 수평전하전송영역(HCCD)으로 전송되어 플로우팅 디퓨젼(Floating Diffusion)에 도달된다.
이 영상신호전하는 센싱 앰프에서 증폭되어 출력 전압으로서 영상을 재현시킨다. 그러나 상기와 같은 종래의 고체촬상소자의 칼라필터 제조방법에 있어서는 염색층의 패턴을 형성하는 감광성 수지자체가 R.P.M(도포시 회전수)에 민감하여 현상시에 염색층 패턴이 흘러내리는 경우가 있어 Mg, Ye, Cy 각각의 색의 경계부분이 뚜렷하지 않아 혼색층이 발생하여 정밀성을 갖는 색분리가 어려웠었다.
그리고 종래의 칼라필터 공정진행시 빛의 흐름을 나타낸 공정단면도인, 제1도 (c)에서와 같이 마이크로 렌즈용 포토레지스트(13) 도포후 마이크로 렌즈용 마스크(11)를 이용하여 노광시에 금속차광층(10)에 의한 빛의 난반사에 의해 원하지 않는 부분도 감광하게 되어 마이크로 렌즈용 마스크(11) 자체의 디자인 룰(Design Rule)에도 영향을 미치게 되어 고체촬상소자의 고집적화에 따른 고화소용 마이크로 렌즈 형성을 위한 0.8㎛ 이하의 서브 미크론(Sub-micron)기술의 마이크로 렌즈 형성이 어려워지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 칼라필터(Color Filter)층의 패턴 형성시 색배열의 구조를 개선하여 정밀성을 갖는 색분리와 고화소용 마이크로렌즈의 형성에 적당하도록한 고체촬상소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칼라필터제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 칼라필터 레이아웃도를 나타낸 제2도 (a)와 같은 색배열의 구조를 갖는 칼라필터층을 형성하기 위하여 제2도 (a)의 B-B'선에 따른 칼라필터의 공정단면도를 나타낸 제2도 (b)와 같이 포토다이오드영역(PD)과 수직전하전송영역(VCCD), 수평전하전송영역(HCCD)등을 구비하고 전하전송영역상에 금속차광층(10)이 형성되며 패드(도면에 도시되지 않음)가 형성된 흑백 고체촬상소자(1)위에 투명한 열경화성수지를 도포하여 제1평탄층(2)을 형성하고 제1평탄층(2)상의 피염색층 부분에 포토레지스트를 사용하여 패터닝하고, 염색장비를 이용하여 딥(dip)방식으로 염색(Mg 염색액)을 시행하고 방염층 역할이 가능하도록 염색(Mg)된 층자체에 고착액을 사용해서 고착층을 형성하여 제1염색층(Mg)(3)을 형성한다.
제1염색층(Mg)(3)이 형성된 흑백 고체촬상소자(1)의 전표면에 염색층과 염색층사이의 혼색을 방지하고 상층부에 균일성을 갖도록 하기위해 열경화성수지를 도포하여 평탄화용 제1중간층(4)을 형성한다.
그리고 상기의 제1염색층(Mg)(3)형성과 같은 방법으로 제1중간층(4)상에 제2염색층(Ye)(5)을 형성한 다음 제1중간층(4)과 같은 이유로 제2중간층(6)을 형성한다.
그리고 제2중간층(6)상에 제3염색층(Cy)(7)을 형성한 다음 열경화성 수지를 도포하여 제2평탄층(8)을 형성한다.
그리고 마이크로 렌즈(9)를 형성하기 위하여 포지(Posi)형 투명수지를 도포하여 노광 및 플로우(flow)공정으로 마이크로 렌즈(9)를 형성한다.
이때 칼라필터층은 본 발명의 칼라필터 레이아웃도를 나타낸 제2도 (a)와, 제2도 (a)의 B-B'선에 따른 칼라필터의 공정단면도를 나타낸 제2도 (c)와 같이 마이크로 렌즈와 마이크로렌즈 사이의 해칭선으로 표시된 부분에 제1염색층(Mg)(3), 제2염색층(Ye)(5), 제3염색층(Cy)(7)이 모두 형성되게 하여(제2도 (b)에서는 K, L, M부분) 블랙층(black layer)으로 형성되게 한다.
그리고 블랙층(black layer)의 세로폭은 각각의 층이 2㎛∼5㎛ 이내로 하고 클럭킹 라인(Clocking Line)상의 가로폭은 1.0㎛∼3.0㎛ 정도로 한다.
상기와 같이 제조되는 본 발명의 고체촬상소자는 제2도 (c)에서와 같이 마이크로 렌즈용 포토레지스트(12) 도포후 마이크로 렌즈용 마스크(11)를 이용하여 노광시에, 1/4 인치 40만 화소등 고집적화에 따라 마이크로 렌즈 자체의 크기가 줄어들므로서 생길수 있는 금속차광층(10)에 의한 난반사가 블랙층에 의해 방지되어 마이크로 렌즈의 패터닝을 좋게하여 0.8㎛ 이하의 서브 미크론(Sub-micron)기술의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있게 한다.
또한 블랙층(black layer)을 만들기위해 별도의 마스크나 공정이 필요하지 않으므로 공정진행 시간을 줄이고, 원가절감의 효과가 있다.
Claims (2)
- 포토다이오드(PD), 수직전하전송영역(VCCD), 수평전하전송영역(HCCD), 전하전송영역에 형성된 금속차광층을 구비한 흑백 고체촬상소자 전면에 제1평탄층을 형성하는 공정과, 제1색(Mg)을 수광하기 위한 포토다이오드 상부의 상기 제1평탄층상과 금속차광층 상부의 상기 제1평탄층상에 제1염색층을 형성하고, 그 위에 제1중간층을 형성하는 공정과, 제2색(Gr)과 제3색(Ye)을 수광하는 포토다이오드 상부의 상기 제1중간층상에 제2염색층을 형성하고, 그 위에 제2중간층을 형성하는 공정과, 제4색(Cy)을 수광하는 포토다이오드상부의 상기 제2중간층상에 제3염색층을 형성하고, 그 위에 제3중간층을 형성하고, 이때 상기의 제1염색층, 제2염색층, 제3염색층은 각각의 염색층이 금속차광층 상부에 모두 위치하게 하여 블랙층으로 형성하여, 칼라필터층을 제조하는 공정과, 상기의 칼라필터층상에 제2평탄층을 형성한 후 마이크로렌즈를 형성하고 패드부분을 노출시키는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 칼라필터 제조방법.
- 제1항에 있어서, 블랙층의 세로폭은 각각의 층이 2∼5㎛로 하고 클럭킹 라인(Clocking Line)상의 가로폭은 1.0∼3.0㎛로 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 칼라필터 제조방법.
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