KR0162302B1

KR0162302B1 - 칼라용 밀착형 이미지 센서

Info

Publication number: KR0162302B1
Application number: KR1019910023674A
Authority: KR
Inventors: 배형균; 박병우
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR930015644A

Abstract

칼라용 밀착형 이미지 센서에 관한 것으로, 여러개의 광전변환 소자로 구성된 3열의 광전변환소자 열을 가진 칼라용 밀착형 이미지 센서에 있어서, 투명전극(14)과 광전변환막(15)이 상부 개별전극(16)과 같은 크기로 각각 분리되고, 상부 개별전극(16)과 개별전극 인출선(18),(19),(20)을 연결하기 위해 절연막(17)에 접촉홀을 형성한 구성이며, 상기 광전변환소자 열은 그래스 기판(11)위에 차광막(13), 투명전극(14)과 상부 개별전극(16) 및 광전변환막(15)으로 형성한 다수개의 광전변환소자를 직선상에 3열로 배열 형성된 구성으로 되어있다.

이러한 본 발명은 광전효율을 증가시키고, 고해상도를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

칼라용 밀착형 이미지 센서

제1도는 본 발명에 의한 칼라용 밀착형 이미지 센서의 평면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 종래 칼라용 밀착형 이미지 센서의 평면도.

제4도는 제3도의 B-B선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 그래스 기판 12 : 칼라필터

13 : 차광막 14 : 투명전극

15 : 광전변환막 16 : 개별전극

17 : 절연막 18, 19, 20 : 개별전극 인출선

본 발명은 칼라용 말칙형 이미지 센서에 관한 것으로, 특히 투명전극 (ITO)와 광전변환층(a-si)을 소자별로 분리시켜 광전효율을 증가시키고, 고해상도에 대응하여 개별전극 인출을 적절히 배열하도록한 칼라용 밀착형 이미지 센서에 관한 것이다.

종래의 칼라용 말착용 이미지 센서는 제3도 및 제4도에 도시한 바와같이, 3열의 광전변환 소자열에 여러개(8 dot＼mm인 경우, 1728개/A4)의 광전변환소자를 배치시키고, 각 열마다 개별전극 (2)(3)(5)와 공통전극(7) 사이에 샌드위치시킨 광전변화막(6)으로 구성된다.

그리고, 그래스기판(1)위에 적당한 간격으로 배치된 차광막(8)과 그래스기판(1) 밑면에 각각 R, G, B에 해당하는 칼라필터(9)가 3열 배열되어 있다.

또한 이러한 이미지 센서는 제3열의 개별전극(5)과 제1열의 개별전극(2)을 광전변환막(6)위에 형성시킨후 제2열의 개별전극(3)의 인출을 위해 절연막(4)을 제3열 개별전극(5) 위에 형성시킨다.

그리고나서 제2열의 개별전극(3)을 형성시키면, 각열의 개별전극 (2), (3), (5)에서 제1열의 개별전극(2)은 도시하지는 않았으나 윗쪽으로 인출시켜 구동용 IC에 연결하고, 개별전극(3), (5)는 각각 서로 다른 상태로 아래쪽으로 인출시켜 구동용 IC에 연결한다.

이와같이 광전변환 소자열을 3열 나열한 구성은 1열 배치하여 각 소자마다 색 분리하는 방법에 비해 해상도가 높고, 또한 같은 해상도에서는 광신호가 크게 된다.

그리고, 칼라필터를 소자마다 분리할 필요가 없다는 이점이 있기 때문에 최근에 칼라용 이미지 센서에 이러한 3열 구성이 응용되고 있다.

상기한 칼라용 이미지 센서는 제4도를 참조하면, 원고위에서 반사된 여러 가지 파장의 광이 칼라필터(9)를 통하여 광전변환층에 입사되고 여기서 발생한 광 캐리어에 의한 광신호가 개별전극 (2), (3), (5)에 연결된 구동용 IC에 의해 처리되어진다.

상기한 칼라용 밀착형 이미지 센서의 제조공정은 그래스 기판 (1)위에 차광막(Cr)(8)을 증착하고, 패터닝하여 4열로 불리한 후 투명전극(ITO)(7)과 광전변환막(a-Si)(6)을 순차적으로 형성한다.

이어서, 개별전극(Cr)(2), 제3열의 개별전극(Cr)(5)을 증착한 후 패터닝하고, 소자밀도가 8dot/mm인 경우 개별전극의 크기는 100㎛으로 하며 소자간격은 25㎛으로 한다.

그리고, 개별전극 인출선의 폭은 20㎛ 정도로 한다.

이어서, 제2열과 제3열 개별전극(3), (5) 인출이 겹치지 않도록 절연막(SiN₄)(4)을 형성한다.

이어서, 제2열의 개별전극(Cr)(3)을 증착한 후 패터닝하고, 절연막(SiN₄)(4)을 패터닝한다.

이어서, 각각의 개별전극 인출선(Aℓ)을 상하로 인출하여 각기 구동용 IC에 다이본딩(die bonding)한 후, 그래스 기판(1) 뒷면에 칼라필터(9)를 형성한다.

이상과 같이된 종래의 칼라용 밀착형 이미지 센서는 광전변환막(a-Si)(6)과 투명전극(ITO)(7)이 3열의 광전변환 소자열 전면에 형성되어 있기 때문에 칼라 필터(9)를 통해 입사된 광에 의해 광전변환층에서 발생한 광캐리어가 옆의 광전변환소자에 영향을 주게되어 양호한 S/N 이를 소자별로 얻는 것이 곤란하다.

그리고, 절연막(SiN₄)(4)을 RIE(reactive ion etching)에 의해 패터닝할 때 광전변환층(a-Si)(6)이 손상을 받게 되어 광전변환 효율이 저하되는 결함이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 이를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 칼라용 밀착형 이미지 센서의 평면도이고, 제2도는 제1도의 A-A선 단면도로서 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 칼라용 밀착형 이미지 센서는 3열의 광전변환소자열에 여러개(8 dot/mm 인 경우 1728개/A4)의 광전변환소자를 배치시키고 각 열마다 개별전극(16)과 공통전극(투명전극 : ITO)이 형성되고, 그 사이에 광전변환막(15)이 각각 샌드위치되어 있다.

또한, 그래스 기판(11)위에 적당한 간격으로 차광막(13)이 배치되고, 그래스 기판(1) 밑에 각각 R, G, B에 해당하는 칼라필터(12)가 3열 배열되어 있으며, 제1열과 제2열의 개별전극 인출선(18)(19)은 같은 크기의 쓰루홀(8 dot/mm 인 경우 80×80㎛)을 통해 연결되어 각각 상하부의 구동용 IC에 연결되어 있다.

그리고, 제3열의 개별전극 인출선(20)은 예를 들어, 60×60㎛ 크기의 쓰루홀을 통해 연결되어 아래쪽의 구동용 IC에 연결되어 있고, 광전변환막(15)과 개별전극 인출선(18)(19)(20)은 절연막(17)에 의해 분리되어 있으며, 제2열 개별전극 인출선(19)은 예를 들어, 20㎛의 폭스로 형성되어 제3열의 소자 사이를 통과하도록 되어 있다.

이러한 본 발명의 칼라용 밀착형 이미지 센서의 제조공정은 그래스 기판(11)위에 스퍼터(sputter)로 차광막(Cr)(13)을 증착하고, 사진석판(photolitho) 기술로 4열 분리한다.

이어서, 투명전극(ITO)(14), 광전변환막(a-Si)(15)과 개별전극(Cr)(16)을 각각 스퍼터, PECVD, 스퍼터로 연속증착한 후 개별전극(16)을 패터닝하여 그것을 마스크로 하여 광전변환막(a-Si)(15), 투명전극(ITO)(14)을 RIE에 의해 에칭시켜 광전변환 소자열을 만든다.

이어서 광전변환막(a-Si)(5)과 개별전극 인출선(18), (19), (20)의 접촉을 방지하기 위해 절연막(a-SiN_x)(17)을 PE(VD로 증착하고, 각 열의 개별전극(16)과 개별전극 인출선 (Aℓ)(18), (19), (20)과의 접촉을 위해 접촉홀(thru hole)을 각각 80 × 80㎛, 80 × 80㎛, 60 × 60㎛ 크기로 형성한다.

이어서, 개별전극 인출선 (Aℓ)(18), (19), (20)을 스퍼터에 의해 형성하고, 패터닝한 후, 제1열과 제2열의 개별전극 인출선(18), (19)의 광전변환부에서의 크기는 100 × 100㎛, 제3열의 개별전극(20)은 80 × 80㎛ 크기로 형성한다.

이어서, 각 열의 개별전극 인출선(18), (19), (20)을 상하 각기 구동용 IC에 다이본딩하고, 그래스 기판(11) 뒷면에 칼라필터(12)를 형성한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 칼라용 밀착형 이미지 센서는 원고에서 반사된 여러 가지 파장의 광이 칼라필터(12)를 통하여 광전변환막(15)에 입사되고, 여기서 발생한 광캐리어에 의한 광신호가 개별전극 인출선(18), (19), (20)에 연결된 구동용 IC에 의해 처리되는 것은 종래와 같으나, 광전변환막(a-Si)과 투명전극(ITO)이 3열의 광전변화소자열 전면에 형성되어 있지 않고, 소자별로 분리되어 있기 때문에 광전변환층에서 발생한 광캐리어가 옆의 광변환소자에 영향을 주지 않게 된다.

따라서, 양호한 S/N 비를 소자별로 얻을 수 있다.

또한, 종래 구조에서 광전변환열의 인출선이 겹치지 않도록 하기위해 절연막(SiN_x)을 에칭할 때 광전변환층(a-Si)이 손상을 받게 되지만, 본 발명은 개별전극을 마스크로 하여 광전변환층과 투명전극을 에칭하므로 광전변환층이 손상될 염려가 없다.

이와 같은 본 발명의 칼라용 밀착형 이미지 센서는 팩시밀리, 스캐너, 복사기등의 광전변환부에 유리하게 이용할 수 있다.

Claims

여러개의 광전변화소자로 구성된 3열의 광전변환소자 열을 가진 칼라용 밀착형 이미지 센서에 있어서, 투명전극(14)과 광전변환막(15)이 상부 개별전극(16)과 같은 크기로 각각 분리되고, 상부 개별전극(16)과 개별전극 인출선(18), (19), (20)을 연결하기 위해 절연막(17)에 접촉홀을 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 칼라용 밀착형 이미지 센서.
제1항에 있어서, 상기 광전변환소자 열은 그래스 기판(11)위에 차광막(13), 투명전극(14)과 상부 개별전극(16) 및 광전변환막(15)으로 형성한 다수개의 광전변환소자를 직선상에 3열로 배열한 것임을 특징으로 하는 칼라용 밀착형 이미지 센서.