KR100192321B1 - The structure of solid-state image sensing device and manufacturing method thereof - Google Patents

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    • H01L27/14806Structural or functional details thereof

Abstract

본 발명은 고체촬상소자에 관한 것으로 마이크로렌즈의 집광효율을 좋게하여 감도를 향상시키는데 적당한 고체촬상소자의 구조 및 제조방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a solid state image pickup device, and to provide a structure and a manufacturing method of a solid state image pickup device suitable for improving the condensation efficiency of the microlenses to improve the sensitivity.

이를 위한 본 발명의 고체촬상소자의 구조는 평탄층상에 복수개의 마이크로렌즈를 구비한 고체촬상소자에 있어서, 칼라필터층이 형성된 기판과 장축방향에 따른 가장자리 부분이 상기 평탄층의 움푹패인 부분에 형성되는 마이크로렌즈를 포함하여 구성됨을 특징으로 하고 본 발명의 고체촬상소자 제조방법은 칼라필터층이 형성된 기판상에 평탄층을 형성하는 제1스텝과 상기 평탄층 상부에 마스크를 형성하여 패드를 노출시키고 동시에 하기 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분이 형성될 평탄층에 홈을 형성하는 제2스텝과 마이크로렌즈를 형성하는 제3스텝을 포함하여 이루어진다.The structure of the solid-state imaging device of the present invention for this purpose is that in the solid-state imaging device having a plurality of microlenses on the flat layer, the substrate on which the color filter layer is formed and the edge portion along the major axis direction are formed in the depression of the flat layer. The method of manufacturing a solid-state image pickup device according to an embodiment of the present invention includes a microlens, and a first step of forming a flat layer on a substrate on which a color filter layer is formed and a mask formed on the flat layer to expose a pad and simultaneously And a second step of forming a groove in the flat layer where the edge portion along the long axis direction of the microlens is to be formed and a third step of forming the microlens.

Description

고체촬상소자의 구조 및 제조방법Structure and Manufacturing Method of Solid State Imaging Device

제1도는 일반적인 고체촬상소자의 레이아웃도.1 is a layout diagram of a general solid state image pickup device.

제2도(a)~(b)는 종래 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도.2 (a) to 2 (b) are process cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing a solid state image pickup device.

제3도(a) 내지 (b)는 종래기술에 따른 포커싱 거리의 불일치를 설명하기 위한 도면.3 (a) to 3 (b) are diagrams for explaining a mismatch in focusing distance according to the prior art.

제4도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체촬상소자의 구조단면도.4 is a structural cross-sectional view of the solid state image pickup device according to the first embodiment of the present invention.

제5도(a)~(d)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도.5A to 5D are cross-sectional views showing a method of manufacturing a solid state image pickup device according to a first embodiment of the present invention.

제6도(a) 내지 (b)는 본 발명에 따른 포커싱 거리를 설명하기 위한 도면6 (a) to (b) are diagrams for explaining a focusing distance according to the present invention.

제7도(a) 내지 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도.7 (a) to 7 (b) are process cross-sectional views showing a method of manufacturing a solid state image pickup device according to a second embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

21 : 흑백 고체촬상소자 22 : 포토다이오드영역21: monochrome monochrome image pickup device 22: photodiode area

23 : 금속차광층 24 : 보호막(Passivation)23 metal shielding layer 24 passivation

25 : 패드 26 : 제 1 평탄층25 pad 26 first flat layer

27 : 제 1 염색층 28 : 제 2 염색층27: first dye layer 28: second dye layer

29 : 제 3 염색층 30 : 제 2 평탄층29: third dye layer 30: second flat layer

31 : 패드 오픈용 감광막패턴 31a : 마이크로렌즈 패턴31: photosensitive film pattern for pad opening 31a: microlens pattern

32 : 마이크로렌즈32: microlens

본 발명은 고체촬상소자에 관한 것으로, 특히 집광효율을 좋게하여 감도를 향상시키는 데 적당하도록 한 고체촬상소자의 구조 및 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid state image pickup device, and more particularly, to a structure and a manufacturing method of a solid state image pickup device having a good light condensing efficiency and suitable for improving sensitivity.

일반적으로 고체촬상소자(Charge Coupled Device: CCD)는 제1도에서와 같이 빛의 신호를 전기적인 영상전하 신호로 변환하는 복수개의 포토 다이오드영역(PD)(1)과, 상기 포토 다이오드에 의해 형성된 영상전하를 수직방향으로 전송하기위한 수평전하 전송영역(HCCD)(3)과, 수평방향으로 전송된 영상신호 전하를 센싱하는 센싱앰프(SA)(4)를 포함하여 구성된다.Generally, a charge coupled device (CCD) includes a plurality of photodiode regions (PD) 1 for converting a signal of light into an electrical image charge signal, as shown in FIG. And a horizontal charge transfer region (HCCD) 3 for transferring the image charges in the vertical direction, and a sensing amplifier (SA) 4 for sensing the image signal charges transferred in the horizontal direction.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 고체촬상소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 제2도(a)~(b)는 종래 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이고 제3도(a) 내지 (b)는 종래기술에 따른 광의 포커싱 거리를 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, a method of manufacturing a conventional solid state image pickup device will be described with reference to the accompanying drawings. 2 (a) to (b) are process cross-sectional views showing a conventional method of manufacturing a solid state image pickup device, and FIGS. 3 (a) to (b) are views for explaining a focusing distance of light according to the prior art.

먼저 종래 고체촬상소자의 제조방법은 제2도(a)에서와 같이 포토 다이오드영역(2), 전하 전송영역등을 구비하고 전하전송영역상에 금속차광층(3)이 형성된 흑백 고체촬상소자(1)위에 보호막(Passivation)(4)을 형성하고 상기 보호막(4)상부에 제 1 평탄층(5)을 형성한다.First, a method of manufacturing a conventional solid state image pickup device includes a black and white solid state image pickup device having a photodiode region 2, a charge transfer region, and the like, and a metal light shielding layer 3 formed on the charge transfer region, as shown in FIG. 1) A passivation film 4 is formed on the first flat layer 5 on the passivation film 4.

이어서 상기 제 1 평탄층(5)상부에 가염성 포토레지스트를 도포하여 패터닝한 후 염색장비를 사용해 염색을 시행하여 제 1 염색층(Mg)(6)을 형성한다.Subsequently, the chlorine photoresist is applied and patterned on the first flat layer 5, and then dyed using a dyeing apparatus to form a first dye layer (Mg) 6.

이어서 상기 제 1 염색층(6)형성과 동일한 방법으로 상기 제 1 평탄층(5)상부의 소정부분에 제 2 염색층(Ye)(7)을 형성하고 상기 제 2 염색층(7)과 오버랩 되도록 제 1 평탄층(5)상부의 소정부분에 제 3 염색층(Cy)(8)을 차례로 형성한다.Subsequently, a second dye layer (Ye) 7 is formed on a predetermined portion of the first flat layer 5 in the same manner as the first dye layer 6 is formed, and overlaps the second dye layer 7. The third dyeing layer (Cy) 8 is sequentially formed on a predetermined portion of the first flat layer 5 so as to be in order.

이어 상기 제 3 염색층(8)을 포함한 전면에 열경화성수지를 도포하여 제 2 평탄층(9)을 형성한다.Subsequently, a thermosetting resin is applied to the entire surface including the third dye layer 8 to form a second flat layer 9.

그리고 상기 제 2 평탄층(9)상부에 마이크로렌즈를 형성하기 위해 투명수지를 도포하여 선택적으로 노광 및 현상공정으로 마이크로렌즈패턴(10)을 형성한 후 열 플로우(Flow)공정을 통해 제2도(b)에서와 같이 마이크로렌즈(10a)를 형성하면 종래 고체촬상소자의 제조공정을 완료하게 된다.In order to form a microlens on the second flat layer 9, a transparent resin is applied to selectively form the microlens pattern 10 by exposure and development processes, and then a second process is performed through a thermal flow process. If the microlens 10a is formed as in (b), the manufacturing process of the conventional solid-state imaging device is completed.

이와같은 고체촬상소자는 마이크로렌즈(10a)를 통해 입사된 빛은 각각의 평탄층(15,19) 및 해당되는 염색층을 거쳐 포토다이오드(2)에 의해 영상전하 신호로 변환된 후 VCCD 와 HCCD를 거쳐 플로우팅 디퓨젼(Floating Diffusion)에 도달하면 일부는 리셋 드레인으로 전송되고 일부는 센싱앰프를 통해 출력되어 화상을 재현한다.In the solid state image pickup device, light incident through the microlens 10a is converted into an image charge signal by the photodiode 2 through the respective flat layers 15 and 19 and the corresponding dye layer, and then VCCD and HCCD. After reaching Floating Diffusion, some are sent to the reset drain and some are output through the sensing amplifier to reproduce the image.

이어 제3도(a)는 종래 고체촬상소자의 제조방법에 따른 마이크로렌즈를 나타낸 것으로서 종래의 마이크로렌즈는 포토다이오드와 수직전하 전송영역의 구조로 인해 장방형으로 되어 있다.3A shows a microlens according to a conventional method of manufacturing a solid state image pickup device. The conventional microlens has a rectangular shape due to the structure of the photodiode and the vertical charge transfer region.

따라서 제3도(a)의 A-A' 및 B-B' 선에 따르면 마이크로렌즈의 장축과 단축에 따른 광의 집광거리가 서로 다르게 된다. 이를 제3도(b)에 도시하였다.Accordingly, according to the lines A-A 'and B-B' of FIG. This is shown in FIG. 3 (b).

그러나 상기와 같은 종래 고체촬상소자는 마이크로렌즈의 장축과 단축에 따라 광의 포커싱 거리가 각각 다르므로 마이크로렌즈의 집광효율이 떨어지고 이로인해 감도가 저하되는 문제점이 있었다.However, the conventional solid-state image pickup device as described above has a problem in that the focusing distance of light is different depending on the long axis and the short axis of the microlens.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 마이크로렌즈의 집광효율을 좋게하여 감도를 향상시키는 데 적당한 고체촬상소자의 구조 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a structure and a manufacturing method of a solid state imaging device suitable for improving the sensitivity by improving the light condensing efficiency of a microlens.

상기의 목적을 달성하기위한 본 발명의 고체촬상소자는 평탄층상에 복수개의 마이크로렌즈를 구비한 고체촬상소자에 있어서, 칼라필터층이 형성된 기판과 장축방향에 따른 가장자리 부분이 상기 평탄층의 움푹패인 부분에 형성되는 마이크로렌즈를 포함하여구성됨을 특징으로 하고 본 발명의 고체촬상소자 제조방법은 칼라필터층이 형성된 기판상에 평탄층을 형성하는 제 1 스텝과 상기 평탄층 상부에 마스크를 형성하여 패드를 노출시키고 동시에 하기 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분이 형성될 평탄층에 홈을 형성하는 제 2 스텝과 마이크로렌즈를 형성하는 제 3 스텝을 포함하여 이루어진다.In the solid-state imaging device of the present invention for achieving the above object, in the solid-state imaging device having a plurality of microlenses on the flat layer, the substrate on which the color filter layer is formed and the edge portion along the long axis direction is a recessed portion of the flat layer. The method of manufacturing a solid-state imaging device of the present invention is characterized by including a microlens formed in the first step of forming a flat layer on a substrate on which a color filter layer is formed, and forming a mask on the flat layer to expose a pad. And a second step of forming a groove in the flat layer where the edge portion along the long axis direction of the microlens is formed and a third step of forming the microlens.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고체촬상소자의 구조 및 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a structure and a manufacturing method of the solid state image pickup device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제4도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체촬상소자의 구조단면도이고 제5도(a)~(b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조공정 단면도이다.4 is a structural cross-sectional view of the solid state image pickup device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 5A to 5B are cross-sectional views of the manufacturing process of the solid state image pickup device according to the first embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체촬상소자의 구조는 제4도에서와 같이 평면도를 나타낸 것으로서 정확한 마이크로렌즈 배치를 위해서 마이크로렌즈 주위에 포토레지스트를 형성한 것을 나타내었다.First, the structure of the solid state image pickup device according to the first embodiment of the present invention is a plan view as shown in FIG. 4, showing that a photoresist is formed around the microlens for accurate microlens arrangement.

제4도는 본 발명에 따른 고체촬상소자의 구조단면도이고 제5도(a)~(b)는 본 발명의 고체촬상소자 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.4 is a structural cross-sectional view of the solid state image pickup device according to the present invention, and FIGS. 5A to 5B are process cross-sectional views showing the method of manufacturing the solid state image pickup device according to the present invention.

먼저, 본 발명에 따른 고체촬상소자의 구조는 제4도에서와 같이 평탄층상에 복수개의 마이크로렌즈를 구비한 고체촬상소자에있어서, 마이크로렌즈의 장축방향에 따라 인접한 마이크로렌즈들간의 가장자리 부분이 형성될 평탄층이 오목한 형태를 갖도록 형성함을 특징으로 한다.First, the structure of the solid state image pickup device according to the present invention is a solid state image pickup device having a plurality of microlenses on a flat layer as shown in FIG. 4, wherein edge portions between adjacent microlenses are formed along the long axis direction of the microlens. It characterized in that the flat layer to be formed to have a concave shape.

상기의 구조를 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.The manufacturing method of the solid state image pickup device according to the first embodiment of the present invention having the above structure is as follows.

제5도(a)에서와 같이 포토 다이오드영역(22), 전하전송영역 등을 구비하고 전하전송영역상에 금속차광층(23)이 형성된 흑백 고체촬상소자위에 보호막(Passivation) (24)과 제 1 평탄층(26)을 차례로 형성한다.As shown in FIG. 5 (a), a passivation film 24 and a passivation layer are formed on a monochrome solid-state image pickup device including a photodiode region 22, a charge transfer region, and the like, on which a metal light shielding layer 23 is formed. 1 The flat layer 26 is formed in order.

이때 보호막(24)과 제 1 평탄층(26)은 패드(25)상부에도 동시에 형성한다.In this case, the passivation layer 24 and the first flat layer 26 are simultaneously formed on the pad 25.

이어, 상기 제 1 평탄층(26)상부에 포토레지스트를 도포하여 패터닝한 후 염색장비를 사용해 염색을 시행하여 제 1 염색층(Mg)(27)을 형성한다.Subsequently, a photoresist is applied and patterned on the first flat layer 26, followed by dyeing using a dyeing apparatus to form a first dye layer (Mg) 27.

이어서 상기 제 1 염색층(27)형성과 동일한 방법으로 상기 제 1 평탄층(26)상부의 소정부분에 제 2 염색층(Ye)(28)을 형성하고 상기 제 2 염색층(28)과 오버랩 되도록 제 1 펑탄층(26)상부의 소정부분에 제 3 염색층(Cy)(29)을 차례로 형성한다.Subsequently, a second dye layer (Ye) 28 is formed on a predetermined portion of the first flat layer 26 in the same manner as the first dye layer 27 is formed, and overlaps with the second dye layer 28. A third dye layer (Cy) 29 is sequentially formed on a predetermined portion of the first functan layer 26 so as to be in order.

이어 상기 패드(25)상의 제 1 평탄층(26)상부 및 상기 제 3 염색층(29)을 포함한 전면에 제 2 평탄층(30)을 형성한다.Subsequently, a second flat layer 30 is formed on the entire surface including the first flat layer 26 on the pad 25 and the third dye layer 29.

이어서, 제 2 평탄층(30) 상부에 감광막(31)을 도포한 후 패드(25)영역과 후공정에서 형성될 마이크로렌즈가 형성될 영역과 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분을 정의하기 위한 마스크(도면에 도시하지 않음)를 형성한다.Subsequently, after the photoresist layer 31 is coated on the second flat layer 30, the pad 25 region and the region where the microlens to be formed in the later process are to be formed and the edge portion along the long axis direction of the microlens are defined. A mask (not shown) is formed.

이때 패드(25)영역, 즉 패드(25)를 노출 시키고자하는 부분에는 감광성 마스크를 사용하고 마이크로렌즈가 형성될 부분에는 크롬 마스크를 사용하여 빛의 투과를 차단하며 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분에는 폴리머 계통의 마스크(70~90%의 빛의 투과율을 갖는 마스크)를 형성한다.In this case, a photosensitive mask is used to expose the pad 25 area, that is, the pad 25, and a chrome mask is used to form a microlens to block light transmission and the edge along the long axis of the microlens. In the portion, a polymer mask (mask having a light transmittance of 70 to 90%) is formed.

이어 제5도(b)에도시한 바와 같이 패드(25)를 노출시키고 제 2 평탄층(30)의 소정부분을 일정깊이로 식각한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the pad 25 is exposed and a predetermined portion of the second flat layer 30 is etched to a predetermined depth.

그리고 제5도(c)에 도시한 바와 같이 패드(25)노출을 위한 감광막(31)을 제거한 후 마이크로렌즈 형성을 위한 감광막(32)을 도포하고 패터닝한다.As shown in FIG. 5C, after removing the photoresist layer 31 for exposing the pad 25, the photoresist layer 32 for forming the microlenses is applied and patterned.

이어서 제5도(d)에 도시한 바와 같이 감광막(32)을 열 플로우 시켜 라운드 형태의 마이크로렌즈(32a)를 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5D, the photoresist film 32 is thermally flowed to form a round microlens 32a.

이때 상기 마이크로렌즈(32a)의 장축방향의 가장자리 부분은 제 2 평탄층(30)의 오목한 부분으로 들어가서 형성된다. 그리고 마이크로렌즈(32a)와 제 2 평탄층(30)과의 굴절율의 차이는 0.10으로 제한한다.At this time, the edge portion in the long axis direction of the microlens 32a enters into the concave portion of the second flat layer 30. The difference in refractive index between the microlens 32a and the second flat layer 30 is limited to 0.10.

한편 제6도(a) 내지 (b)는 본 발명에 따른 포커싱거리를 설명하기 위한 도면으로서 제6도(b)는 제6도(a)의 A-A' 및 B-B' 선에 따른 단면도이다.6 (a) to 6 (b) are diagrams for explaining a focusing distance according to the present invention, and FIG. 6 (b) is a cross-sectional view taken along lines A-A 'and B-B' of FIG. 6 (a).

즉, 마이크로렌즈(32a)의 장축방향에 따른 가장자리 부분이 움푹 패인 제 2 평탄층(30)으로 들어가기 때문에 포토다이오드영역에 입사되는 빛의 포커싱 거리가 마이크로렌즈의 장축 및 단축방향에 관계없이 서로 동일함을 나타내었다.That is, since the edge portion along the long axis direction of the microlens 32a enters the recessed second flat layer 30, the focusing distance of the light incident on the photodiode region is the same regardless of the long axis and the short axis direction of the microlens. It is shown.

이어서 제7도(a) 내지 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.7 (a) to 7 (b) are cross sectional views showing a method of manufacturing a solid state image pickup device according to a second embodiment of the present invention.

먼저 제7도(a)에 도시한 바와같이 포토 다이오드영역(42), 전하전송영역 등을 구비하고 전하전송영역상에 금속차광층(43)이 형성된 흑백 고체촬상소자위에 보호막(Passivation)(44)과 제 1 평탄층(46)을 차례로 형성한다.First, as shown in FIG. 7A, a passivation layer 44 is provided on the monochrome solid-state image pickup device including the photodiode region 42, the charge transfer region, and the like, wherein the metal light shielding layer 43 is formed on the charge transfer region. ) And the first flat layer 46 are formed in this order.

이때 보호막(44)과 제 1 평탄층(46)은 패드(45)상부에도 동시에 형성한다.At this time, the passivation layer 44 and the first flat layer 46 are simultaneously formed on the pad 45.

이어, 상기 제 1 평탄층(46)상부에 포토레지스트를 도포하여 패터닝한 후 염색장비를 사용해 염색을 시행하여 제 1 염색층(Mg)(47)을 형성한다.Subsequently, a photoresist is applied and patterned on the first flat layer 46, followed by dyeing using a dyeing apparatus to form a first dye layer (Mg) 47.

이어서 상기 제 1 염색층(47)형성과 동일한 방법으로 상기 제 1 평탄층(46)상부의 소정부분에 제 2 염색층(Ye)(48)을 형성하고 상기 제 2 염색층(48)과 오버랩 되도록 제 1 평탄층(46)상부의 소정부분에 제 3 염색층(Cy)(49)을 차례로 형성한다.Subsequently, a second dye layer (Ye) 48 is formed on a predetermined portion of the first flat layer 46 in the same manner as the first dye layer 47 is formed, and overlaps the second dye layer 48. The third dye layer (Cy) 49 is sequentially formed on a predetermined portion of the first flat layer 46 so as to be in order.

이어 상기 패드부분의 제 1 평탄층(46)상부 및 상기 제 3 염색층(49)을 포함한 전면에 제 2 평탄층(50)을 형성한다.Subsequently, a second flat layer 50 is formed on the entire surface including the first flat layer 46 and the third dye layer 49 of the pad portion.

이때 제 2 평탄층(50)의 두께는 제1 실시예에 따른 제 2 평탄층(30)의 두께보다 약 2000~3000Å정도 더 두껍게 형성하고 마이크로렌즈의 역활을 할 수 있는 투과성 물질로 형성한다.In this case, the thickness of the second flat layer 50 is about 2000 to 3000 mm thicker than the thickness of the second flat layer 30 according to the first embodiment, and is formed of a transparent material capable of acting as a microlens.

이어서 제1 실시예와 동일한 방법으로 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분이 형성될 제 2 평탄층(50)상에 오목한 부분을 형성한다.Subsequently, in the same manner as in the first embodiment, a concave portion is formed on the second flat layer 50 where the edge portion along the major axis direction of the microlens is to be formed.

이때 상기 오목한 부분을 형성하기 위한 식각공정과 패드(45)를 노출시키기 위한 일차적인 식각공정이 동시에 이루어진다.In this case, an etching process for forming the concave portion and a primary etching process for exposing the pad 45 are simultaneously performed.

이어 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분이 제 2 평탄층(50)의 움푹 패인 부분에 들어가도록 제 1 마이크로렌즈(51)를 형성한다.Subsequently, the first microlens 51 is formed such that the edge portion of the microlens in the major axis direction enters the recessed portion of the second flat layer 50.

그리고 제7도(b)에 도시한 바와 같이 상기 제1마이크로렌즈(51)의 패턴형태에 따라 전면을 에치백 하면 상기 제 2 평탄층(50)에 제2마이크로렌즈(51b)가 형성된다.As illustrated in FIG. 7B, when the entire surface is etched back according to the pattern form of the first microlens 51, the second microlens 51b is formed on the second flat layer 50.

이때 패드(45)는 제2마이크로렌즈(51b)형성을 위해 에치백 할때 비로서 노출된다.In this case, the pad 45 is exposed as a ratio when the pad 45 is etched back to form the second microlens 51b.

여기서 제 1 마이크로렌즈(51)와 제 2 평탄층(50)의 식각선택비가 서로 다르므로 실제 제 2마이크로렌즈(51b)들간의 인접한 부분이 움푹패인 형태를 갖는다.Since the etching selectivity of the first microlens 51 and the second flat layer 50 is different from each other, the adjacent portions between the second microlenses 51b are actually recessed.

이상 상술한 바와 같이 본 발명의 고체촬상소자 구조 및 제조방법은 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분이 움푹패인곳에 형성되므로 마이크로렌즈의 장축과 단축의 포커싱 거리가 일치하여 감도를 향상시키는 효과가 있다.As described above, the solid-state imaging device structure and manufacturing method of the present invention are formed in the recessed portion along the long axis direction of the microlenses, so that the long axis and the short focusing distance of the microlens coincide with each other, thereby improving sensitivity. .

Claims (18)

평탄층상에 복수개의 마이크로렌즈를 구비한 고체촬상소자에 있어서, 칼라필터층이 형성된 기판과, 장축방향에 따른 가장자리 부분이 상기 평탄층의 움푹패인 부분에 형성되는 마이크로렌즈를 포함하여 구비됨을 특징으로 하는 고체촬상소자의 구조.A solid-state imaging device having a plurality of microlenses on a flat layer, comprising: a substrate on which a color filter layer is formed, and a microlens formed at a periphery of the flat layer in an edge portion along the major axis direction; Structure of Solid State Imaging Device. 제1항에 있어서, 평탄층의 움푹패인 부분은 등방성식각으로 형성함을 특징으로 하는 고체촬상소자의 구조.The structure of a solid state image pickup device according to claim 1, wherein the recessed portion of the flat layer is formed by isotropic etching. 칼라필터층이 형성된 기판상에 평탄층을 형성하는 제1스텝과, 상기 평탄층 상부에 마스크를 형성하여 패드를 노출시키고 동시에 하기 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분이 형성될 평탄층에 홈을 형성하는 제2스텝과, 마이크로렌즈를 형성하는 제3스텝을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.A first step of forming a flat layer on the substrate on which the color filter layer is formed, and a mask formed on the flat layer to expose the pads, and at the same time, grooves are formed in the flat layer where edge portions along the long axis direction of the microlenses will be formed. And a second step of forming a microlens and a third step of forming a microlens. 제3항에 있어서, 제1스텝은 흑백 고체촬상소자 상부에 제1평탄층을 형성하는 제1스텝, 상기 제1평탄층 상부에 칼라필터층을 형성하는 제2스텝, 상기 칼라필터층 상부에 제2평탄층을 형성하는 제3스텝을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.The method of claim 3, wherein the first step comprises: a first step of forming a first flat layer on the monochrome solid-state imaging device, a second step of forming a color filter layer on the first flat layer, and a second on the color filter layer And a third step of forming a flat layer. 제3항에 있어서, 평탄층의 홈은 등방성식각으로 형성함을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.The solid state image pickup device manufacturing method according to claim 3, wherein the grooves of the flat layer are formed by isotropic etching. 패드의 노출은 평탄층의 홈 형성시 동시에 형성함을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조 방법.And exposing the pads at the same time to form the grooves of the flat layer. 제3항에 있어서, 마스크는 감광성 마스크, 크롬 마스크, 폴리머 계통의 마스크를 사용함을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.The method of claim 3, wherein the mask comprises a photosensitive mask, a chrome mask, or a polymer mask. 제3항에 있어서, 제2스텝은 평탄층상에 패드노출용 감광막을 도포하는 제1스텝, 상기 감광막상에 패드노출부분, 마이크로렌즈 형성부분, 상기 평탄층에 움푹패인 부분을 정의하기 위해 각각의 용도에 따른 마스크를 형성하는 제2스텝, 상기 평탄층에 움푹패인 부분을 형성하고 동시에 패드를 노출시키는 제3스텝, 상기 감광막을 제거한 후 마이크로렌즈를 형성하는 제4스텝을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.4. The method of claim 3, wherein the second step includes a first step of applying a pad exposure photoresist on the flat layer, a pad exposure portion, a microlens formation portion, and a recessed portion of the flat layer. And a second step of forming a mask according to a use, a third step of forming a recessed portion in the flat layer and simultaneously exposing a pad, and a fourth step of forming a microlens after removing the photosensitive film. Solid state imaging device manufacturing method. 제6항에 있어서, 감광성 마스크는 패드노출용이고 크롬 마스크는 마이크로렌즈영역 정의용이고 폴리머 계통의 마스크는 평탄층의 움푹패인 홈 정의용 마스크임을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.7. The method of claim 6, wherein the photosensitive mask is for pad exposure, the chrome mask is for defining microlens regions, and the polymer mask is for defining grooves in the flat layer. 제8항에 있어서, 마이크로렌즈는 감광막을 열 플로우 시켜 형성함을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.The solid state image pickup device manufacturing method according to claim 8, wherein the microlenses are formed by thermally flowing a photosensitive film. 칼라필터층이 형성된 기판상에 평탄층을 형성하는 제1스템과, 상기 평탄층 상부에 마스크를 형성하여 패드를 소정깊이로 노출시키고 동시에 하기 마이크로렌즈의 장축방향에 따른 가장자리 부분이 형성될 평탄층에 홈을 형성하는 제2스텝과, 가상의 마이크로렌즈를 형성하는 제3스텝과, 상기 가상의 마이크로렌즈 패턴형태에 따라 에치백하여 평탄층에 실제 마이크로렌즈를 형성하고 동시에 패드를 완전히 노출시키는 제4스텝을 포함하여 이우러짐을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.A first system for forming a flat layer on the substrate on which the color filter layer is formed, and a mask formed on the flat layer to expose the pad to a predetermined depth, and at the same time on the flat layer where the edge portion along the long axis direction of the microlens will be formed. A second step of forming a groove, a third step of forming a virtual microlens, and a fourth step of etching back according to the form of the virtual microlens pattern to form an actual microlens in a flat layer and simultaneously exposing the pad completely A solid-state imaging device manufacturing method comprising the step including the step. 제11항에 있어서, 평탄층의 홈은 등방성식각으로 형성함을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the grooves of the flat layer are formed by isotropic etching. 제11항에 있어서, 평탄층과 가상의 마이크로렌즈의 식각선택비는 서로 달리함을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the etching selectivity of the flat layer and the virtual microlens is different from each other. 제11항에 있어서, 제1스텝은 흑백 고체촬상소자 상부에 제1평탄층을 형성하는 제1스텝, 상기 제1평탄층 상부에 칼라필터층을 형성하는 제2스텝, 상기 칼라필터층 상부에 제2평탄층을 형성하는 제3스텝을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the first step comprises: a first step of forming a first flat layer on the monochrome solid-state image pickup device, a second step of forming a color filter layer on the first flat layer, and a second step on the color filter layer And a third step of forming a flat layer. 제11항에 있어서, 제2스텝은 평탄층상에 패드노출용 감광막을 도포하는 제1스텝, 상기 감광막상에 패드노출부분, 마이크로렌즈 형성부분, 상기 평탄층의 움푹패인 부분을 정의하기 위해 각각의 용도에 따른 마스크를 형성하는 제2스텝, 상기 평탄층에 움푹패인 부분을 형성하고 동시에 패드상의 물질을 소정깊이로 제거하는 제3스텝을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the second step comprises a first step of applying a pad exposure photoresist on the flat layer, a pad exposure portion, a microlens formation portion, and a recessed portion of the flat layer. And a third step of forming a mask according to the use, and a third step of forming a recessed portion in the flat layer and at the same time removing the pad material to a predetermined depth. 제11항에 있어서, 평탄층은 마이크로렌즈 역활이 가능한 투과성 물질임을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the flat layer is a transparent material capable of acting as a microlens. 제15항에 있어서, 마스크는 감광성 마스크, 크롬 마스크, 폴리머 계통의 마스크임을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.The method of claim 15, wherein the mask is a photosensitive mask, a chrome mask, or a polymer mask. 제17항에 있어서, 감광성 마스크는 패드영역을 정의하기 위한 것이고 크롬 마스크는 마이크로렌즈 형성 부분을 정의하기 위한 것이고 폴리머 계통의 마스크는 평탄층의 움푹패인 곳을 정의하기 위한 마스크임을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.18. The solid state imaging of claim 17, wherein the photosensitive mask is for defining pad regions, the chrome mask is for defining microlens forming portions, and the polymer mask is a mask for defining areas of depressions in the flat layer. Device manufacturing method.
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