KR100311503B1 - 고체촬상소자의 칼라필터 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 칼라 필터층을 포토 공정으로 패터닝하지 않고 하지층에 매립 형성하여 혼층 현상 및 두께 불균일 문제를 해결할 수 있도록한 고체촬상소자의 칼라필터 제조 방법에 관한 것으로, 흑백 고체 촬상 소자의 전면에 제 1 평탄층을 형성하는 단계;상기 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;전면에 칼라 필터 형성용 물질층을 증착하고 에치백하여 상기 트렌치에 매립되는 제 1 칼라 필터층을 형성하는 단계;제 1 칼라 필터층에 이웃하는 부분의 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 다시 트렌치를 형성하고 트렌치에 매립되는 제 2 칼라 필터층을 형성하는 단계;상기 제 2 칼라 필터층에 이웃하는 부분의 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 트렌치를 형성하고 트렌치에 매립되는 제 3 칼라 필터층을 형성하는 단계;전면에 제 2 평탄층을 형성하고 각각의 제 1,2,3 칼라 필터층에 대응하는 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 고체 촬상 소자에 관한 것으로, 특히 칼라 필터층을 포토 공정으로 패터닝하지 않고 하지층에 매립 형성하여 혼층 현상 및 두께 불균일 문제를 해결할 수 있도록한 고체촬상소자의 칼라필터 제조 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 고체촬상소자에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a내지 도 1d는 종래 기술의 고체촬상소자의 칼라필터 형성을 위한 공정 단면도이다.
고체 촬상 소자는 빛에 대한 영상 신호를 전기적인 신호로 변환하는 복수개의 수광부(PhotoDiode;PD)와, 상기 수광부에서 생성된 전하를 일방향으로 전송하기 위한 전하 전송부(Vertical Charge Coupled Device;VCCD)를 포함하여 구성된다.
상기 전하 전송부의 상측에는 전하 전송을 위하여 VCCD의 포텐셜을 변화시키기 위한 클럭 신호를 인가하기 위한 폴리 게이트들이 반복적으로 구성된다.
그리고 상기 수광부를 제외한 부분에는 차광층 및 패시베이션층이 형성되어 있다.
이와 같은 흑백 고체 촬상 소자의 전면에 도 1a에서와 같이, 제 1 평탄층(1)을 형성한다.
그리고 도 1b에서와 같이, 상기 수광부에 대응하는 제 1 평탄층(1)상에 칼라 필터층을 형성하기 위하여 안료 PR을 도포하고 선택적으로 패터닝하는 포토 공정을 3회 반복하여 제 1,2,3 칼라 필터층(2)(3)(4)을 차례로 형성한다.
이어, 도 1c에서와 같이, 상기 제 1,2,3 칼라 필터층(2)(3)(4)을 포함하는 전면에 제 2 평탄층(5)을 형성하고, 각각의 수광부에 대응하는 위치에 빛의집속을 위한 마이크로 렌즈(6)층을 형성한다.
그리고 도 1d에서와 같이, 패드부(7)의 제 1,2 평탄층(1)(5)을 제거하여 패드부를 오픈시킨다.
이와 같은 공정으로 형성된 종래 기술의 고체 촬상 소자는 반구형의 마이크로 렌즈(6)가 빛을 집속시키면 칼라 필터(2)(3)(4)에서 특정 파장대의 빛만을 투과시켜 이를 수광부로 통과시킨다.
입사되는 빛에 상당하는 영상 전하가 수광부에서 생성되고 그 영상 전하는 전하 전송부에 의해 플로팅 디퓨전 영역으로 전송되고 이는 다시 증폭되어 신호 처리를 위한 주변 회로로 전달된다.
이와 같은 종래 기술의 고체 촬상 소자의 칼라 필터 제조 공정은 다음과 같은 문제가 있다.
칼라 필터층 제조시에 RGB 또는 마젠타,시안,옐로우의 삼색 필터를 형성해야하므로 3회의 포토 공정을 진행하여야 한다.
이는 공정의 복잡성을 유발하고 각층 형성시에 잔류물(scum)이 발생하여 모자이크 패턴 형성시에 도 1b의 ⓐ부분에서와 같이 타층과 혼층될 수 있다.
이와 같은 문제는 칼라 필터층의 해상도를 저하시키고 제 1 칼라 필터층을 형성하는 공정에서 발생하는 찌꺼기는 이어지는 제 2,3 칼라 필터층 형성을 어렵게하여 원하는 칼라 특성을 얻기가 어렵게 한다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 고체 촬상 소자의 문제를 해결하기 위한 것으로, 칼라 필터층을 포토 공정으로 패터닝하지 않고 하지층에 매립 형성하여 혼층 현상 및 두께 불균일 문제를 해결할 수 있도록한 고체촬상소자의 칼라필터 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a내지 도 1d는 종래 기술의 고체촬상소자의 칼라필터 형성을 위한 공정 단면도
도 2a내지 도 2f는 본 발명에 따른 고체촬상소자의 칼라필터 형성을 위한 공정 단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21. 제 1 평탄층 22. 포토레지스트층
23. 제 1 칼라필터층 형성용 물질층 23a. 제 1 칼라 필터층
24a. 제 2 칼라 필터층 25a. 제 3 칼라 필터층
26. 제 2 평탄층 27. 마이크로 렌즈
28. 칼라 필터 형성용 트렌치
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고체촬상소자의 칼라필터 제조방법은 흑백 고체 촬상 소자의 전면에 제 1 평탄층을 형성하는 단계;상기 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;전면에 칼라 필터 형성용 물질층을 증착하고 에치백하여 상기 트렌치에 매립되는 제 1 칼라 필터층을 형성하는 단계;제 1 칼라 필터층에 이웃하는 부분의 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 다시 트렌치를 형성하고 트렌치에 매립되는 제 2 칼라 필터층을 형성하는 단계;상기 제 2 칼라 필터층에 이웃하는 부분의 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 트렌치를 형성하고 트렌치에 매립되는 제 3 칼라 필터층을 형성하는 단계;전면에 제 2 평탄층을 형성하고 각각의 제 1,2,3 칼라 필터층에 대응하는 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 칼라필터의 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a내지 도 2f는 본 발명에 따른 고체촬상소자의 칼라필터 형성을 위한 공정 단면도이다.
먼저, 흑백 고체 촬상 소자가 빛에 대한 영상 신호를 전기적인 신호로 변환하는 복수개의 수광부(PhotoDiode;PD)와, 상기 수광부에서 생성된 전하를 일방향으로 전송하기 위한 전하 전송부(Vertical Charge Coupled Device;VCCD)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 전하 전송부의 상측에는 전하 전송을 위하여 VCCD의 포텐셜을 변화시키기 위한 클럭 신호를 인가하기 위한 폴리 게이트들이 반복적으로 구성된다.
그리고 상기 수광부를 제외한 부분에는 차광층 및 패시베이션층이 형성되어 있다.
이와 같은 흑백 고체 촬상 소자의 전면에 도 2a에서와 같이, 제 1 평탄층(21)을 형성한다.
그리고 도 2b에서와 같이, 상기 제 1 평탄층(21)상에 포토레지스트층(22)을 도포하고 선택적으로 패터닝하여 이를 마스크로 하여 노출된 제 1 패턴층(21)을 선택적으로 식각하여 칼라 필터 형성용 트렌치(28)를 형성한다.
이어, 도 2c에서와 같이, 상기 칼라 필터 형성용 트렌치(28)를 매립하도록 전면에 제 1 칼라 필터 형성용 물질층(23)을 형성하고 도 2d에서와 같이, 에치백 공정으로 상기 칼라 필터 형성용 트렌치(28)에만 남도록 하여 제 1 칼라 필터층(23a)을 형성한다.
여기서, 상기 에치백 공정시에 제 1 평탄층(21)의 일부가(ⓑ부분까지) 제거되도록 하여 칼라 필터 형성용 물질층의 잔류물이 완전 제거되도록 한다.
이와 같은 도 2b와 도 2c 그리고 도 2d의 공정을 트렌치 형성 위치를 바꿔가며 반복하여 도 2e에서와 같이 제 2,3,칼라 필터층(24a)(25a)을 형성한다.
이어, 도 2f에서와 같이, 상기 제 1,2,3 칼라 필터층(23a)(24a)(25a)을 포함하는 전면에 제 2 평탄층(26)을 형성하고, 각각의 수광부에 대응하는 위치에 빛의 집속을 위한 마이크로 렌즈(27)층을 형성한다.
그리고 도면에 도시하지 않았지만, 패드부의 제 1,2 평탄층(21)(26)을 제거하여 패드부를 오픈시킨다.
이와 같은 공정으로 형성된 본 발명에 따른 고체 촬상 소자는 반구형의 마이크로 렌즈(27)가 빛을 집속시키면 칼라 필터(23a)(24a)(25a)에서 특정 파장대의 빛만을 투과시켜 이를 수광부로 통과시킨다.
입사되는 빛에 상당하는 영상 전하가 수광부에서 생성되고 그 영상 전하는 전하 전송부에 의해 플로팅 디퓨전 영역으로 전송되고 이는 다시 증폭되어 신호 처리를 위한 주변 회로로 전달된다.
이와 같은 본 발명에 따른 고체 촬상 소자는 각각의 제 1,2,3 칼라 필터층이 분리되어 혼층이 발생되지 않고 칼라 필터층 형성에 따른 찌꺼기 제거가 에치백 공정시에 동시에 일어난다.
이와 같은 본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 칼라 필터층 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
칼라 필터층 제조시에 RGB 또는 마젠타,시안,옐로우의 삼색 필터를 형성하는 공정을 3회 포토 공정으로 하지 않고 트렌치 형성후의 에치백 공정으로 평탄층에매립 형성하여 칼라 필터층간의 혼층이 발생되지 않아 해상도 저하를 막는다.
또한, 각각의 칼라 필터층 형성시에 발생하는 잔류물이 에치백 공정시에 동시에 제거되어 별도의 잔류물 제거 공정을 필요로 하지 않는다.
이는 공정의 용이성을 확보하고 원하는 칼라 필터 특성을 얻을 수 있도록 한다.
Claims (2)
- 흑백 고체 촬상 소자의 전면에 제 1 평탄층을 형성하는 단계;상기 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;전면에 칼라 필터 형성용 물질층을 증착하고 에치백하여 상기 트렌치에 매립되는 제 1 칼라 필터층을 형성하는 단계;제 1 칼라 필터층에 이웃하는 부분의 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 다시 트렌치를 형성하고 트렌치에 매립되는 제 2 칼라 필터층을 형성하는 단계;상기 제 2 칼라 필터층에 이웃하는 부분의 제 1 평탄층을 선택적으로 식각하여 트렌치를 형성하고 트렌치에 매립되는 제 3 칼라 필터층을 형성하는 단계;전면에 제 2 평탄층을 형성하고 각각의 제 1,2,3 칼라 필터층에 대응하는 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 칼라 필터 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 제 1,2,3 칼라 필터층을 형성하기 위한 에치백 공정시에 제 1 평탄층이 일정 두께 제거되도록 하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 칼라 필터 제조 방법.
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