KR100518215B1 - 이미지센서 제조방법 - Google Patents
이미지센서 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100518215B1 KR100518215B1 KR10-2003-0095560A KR20030095560A KR100518215B1 KR 100518215 B1 KR100518215 B1 KR 100518215B1 KR 20030095560 A KR20030095560 A KR 20030095560A KR 100518215 B1 KR100518215 B1 KR 100518215B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- insulating film
- forming
- interlayer insulating
- film
- metal wiring
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
본 발명은 이미지센서 제조방법을 개시한다. 개시된 발명은, 포토활성영역을 포함한 기판상에 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막상에 제1금속 배선을 형성하는 단계; 상기 제1금속배선을 포함한 제1층간절연막상에 제2층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 제2층간절연막상에 제2금속배선을 형성하는 단계; 상기 제2금속배선을 포함한 제2층간절연막상에 제3층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제3층간절연막상에 상기 포토활성영역의 경계부분과 대응하는 지역을 노출 시키는 감광막패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막패턴을 마스크로 상기 제3층간 절연막과 제2층간절연막을 순차적으로 식각하여 비아홀을 형성하는 단계; 상기 감광막패턴을 제거하고 상기 비아홀을 포함한 전체 구조의 상면에 절연막을 형성 하여 상기 비아홀내에 슬리트 보이드를 형성시키는 단계; 상기 절연막을 포함한 전체 구조의 상면에 패시베이션막을 형성하는 단계; 및 상기 포토활성영역과 대응하는 패시베이션막상에 오버코팅층과 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 이미지센서 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로렌즈로 부터의 흡수된 빛이 원하지 않는 인접한 포토다이오드로의 전달을 막기 위해 광섬유의 원리를 이용하여 전반사를 유도하므로써 광손실 및 간섭현상을 억제할 수 있는 이미지센서 제조방법에 관한 것이다.
CMOS, CCD 이미지센서 등에서, 도 1의 "13"에서와 같이, 집광부(마이크로렌즈)(11)의 빛을 포토다이오드까지 전달해야 하며, 부가적으로 발생하는 요소는 도 1의 "15"에서와 같이 원하지 않는 인접 포토다이오드에 간섭을 주게 된다.
따라서, 이러한 현상은 고성능 이미지 구현의 노이즈(noise)로 작용하게 되며, 이미지센서의 광특성 신뢰성을 저하시키는 결과를 초래한다.
이에, 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 마이크로렌즈로 부터의 흡수된 빛이 원하지 않는 인접한 포토다이오드로 의 전달을 막기 위해 광섬유의 원리를 이용하여 전반사를 유도하므로써 광손실 및 간섭현상을 억제할 수 있는 이미지센서 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이미지센서 제조방법은, 포토활성영역을 포함한 기판상에 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막상에 제1금속배선을 형성하는 단계; 상기 제1금속배선을 포함한 제1층간절연막상에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제2층간절연막상에 제2금속배선을 형성하는 단계; 상기 제2금속배선을 포함한 제2층간절연막상에 제3층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제3층간절연막상에 상기 포토활성영역의 경계부분과 대응하는 지역을 노출시키는 감광막패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막패턴을 마스크로 상기 제3층간절연막과 제2층간절연막을 순차적으로 식각하여 비아홀을 형성하는 단계; 상기 감광막패턴을 제거하고 상기 비아홀을 포함한 전체 구조의 상면에 절연막을 형성하여 상기 비아홀내에 슬리트 보이드를 형성시키는 단계; 상기 절연막을 포함한 전체 구조의 상면에 패시베이션막을 형성하는 단계; 및 상기 포토활성영역과 대응하는 패시베이션막상에 오버코팅층과 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 이미지센서 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 이미지센서 제조방법을 설명하기 위한 서로 다른 밀도를 갖는 매질을 통과할 경우의 입사각 및 굴절각을 나타낸 개략도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 이미지센서 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
본 발명에 따른 이미지센서 제조방법은, 도 2에서와 같이, 밀도가 큰 매질(A)에서 작은 매질(B)로 빛이 통과할 때, 굴절각이 커지며 임계각 이상에서는 전반사가 일어나는 광섬유의 원리를 이용하며, 단위 포토다이오드별로 건식식각한후 CVD(chemical vapor deposition)막의 스텝 커버리지 특성인 슬릿 보이드를 이용하여 단위 포토다이오드에 전반사되도록 한다.
여기서, 서로 다른 밀도를 갖는 매질을 통과할 경우의 입사각과 굴절각에 대해 도 2를 참조하여 설명하면, 도 2에서와 같이, 밀도가 큰 매질(A)에서 밀도가 작은 매질(B)로 입사하는 빛은 입사각(φ2)보다 큰 굴절각(φ1)을 가지며, φ2가 점점 증가하게 되면 굴절각(φ1)이 90도가 넘게 되어 전반사되는 각이 생기게 되는데, 이를 임게각이라고 한다. 특히, 작은 매질(B)가 공기(대기)이면, 입사각이 크지 않아도 전반사가 쉽게 일어난다.
이러한 원리를 참조하여 본 발명에 따른 이미지센서 제조방법에 대해 설명하면, 도 3a에 도시된 바와같이, CMOS 이미지센서의 포토활성영역(21)을 포함한 기판상에 ILD(inter layer dielectric) 또는 PMD(pre-metal dielectric)로 구성된 제1층간절연막(23)을 증착한다.
그다음, 상기 제1층간절연막(23)상에 제1금속배선(25)을 형성한후 전체 구조의 상면에 제2층간절연막(27)을 증착한다.
이어서, 상기 제2층간절연막(27)상에 제2금속배선(29)을 형성한후 전체 구조의 상면에 제3층간절연막(31)을 증착한다.
그다음, 상기 제3층간절연막(31)상에 제3금속배선(미도시)을 형성한후 전체 구조의 상면에 제4층간절연막(33)을 형성한다.
여기서, 대부분의 메모리소자 및 이미지센서 등의 셀어레이 구조 동작에 필요한 금속배선은 2층의 금속배선이므로, 포토다이오드부분은 제3 및 제4 금속배선이 형성되지는 않는다. 또한, 본 발명의 동작 설명에서는 콘택홀 및 비아홀 등의 형성공정은 생략하며, 텅스텐플러그 및 알루미늄 금속배선의 형성은 일반적인 반도체소자인 로직소자의 제조공정을 따른다.
이어서, 도 3b에 도시된 바와같이, 상기 제4층간절연막(33)상에 감광물질을 도포한후 포토리쏘그라피공정기술에 의한 노광 및 현상공정을 진행한후 이를 선택적으로 패터닝하여 포토다이오드의 경계부분에 감광막패턴(35)을 형성한다.
그다음, 도 3c에 도시된 바와같이, 상기 감광막패턴(35)을 마스크로 CxHyFz(x, y, z는 0과 자연수) 종류의 식각가스와, Ar, He, O2, N2 등의 불활성기체 원자 또는 분자를 이용한 플라즈마 식각공정에 의해 상기 제4층간절연막(33)과 제3층간절연막(31)을 500∼50,000Å 깊이만큼 순차적으로 건식식각하여 비아홀(미도시)을 형성한다.
이어서, 감광막패턴(35)을 제거하고 CVD공정을 이용하여 상기 비아홀(미도시)을 포함한 제4층간절연막(33)상에 산화막(37)을 100∼20,000Å 두께만큼 증착하여 비아홀(미도시)내에 슬리트 보이드(39)를 형성한다.
그다음, 도 3d에 도시된 바와같이, 상기 전체 구조의 상면에 패시베이션막(41)을 증착한후, 칼라필터 에러이와 칼라필터를 형성하기 전에, 평탄화 및 보호막 역할을 하는 OCL층(over coating layer)(43) 및 마이크로렌즈(45)를 형성한다.
이렇게 하여, 상기 슬리트 보이드(39)로 인한 전반사되는 광경로를 가지게 된다.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 이미지센서 제조방법에 의하면, 마이크로렌즈로 부터의 흡수된 빛이 원하지 않는 인접한 포토다이오드로 의 전달을 막기 위해 광섬유의 원리를 이용하여 전반사를 유도하므로써 광손실 및 간섭현상을 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 광간섭 억제효과를 적용할 경우, 광간섭에 의한 노이즈가 제거된 고해상도 CMOS 이미지센서의 신뢰성 증가에 기여할 수 있다.
도 1은 일반적인 이미지센서에 있어서, 집광로로부터의 광전달경로 및 간섭경로를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 이미지센서 제조방법을 설명하기 위한 서로 다른 밀도를 갖는 매질을 통과할 경우의 입사각 및 굴절각을 나타낸 개략도,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 이미지센서 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.
[도면부호의설명]
21 : 포토활성영역 23 : 제1층간절연막
25 : 제1금속배선 27 : 제2층간절연막
29 : 제2금속배선 31 : 제3층간절연막
33 : 제4층간절연막 35 : 감광막패턴
37 : 절연막 39 : 슬리트 보이드
41 : 패시베이션막 43 : 오버코팅층(OCL)
45 : 마이크로렌즈
Claims (6)
- 포토활성영역을 포함한 기판상에 제1층간절연막을 형성하는 단계;상기 제1층간절연막상에 제1금속배선을 형성하는 단계;상기 제1금속배선을 포함한 제1층간절연막상에 제2층간절연막을 형성하는 단계;상기 제2층간절연막상에 제2금속배선을 형성하는 단계;상기 제2금속배선을 포함한 제2층간절연막상에 제3층간절연막을 형성하는 단계;상기 제3층간절연막상에 상기 포토활성영역의 경계부분과 대응하는 지역을 노출시키는 감광막패턴을 형성하는 단계;상기 감광막패턴을 마스크로 상기 제3층간절연막과 제2층간절연막을 순차적으로 식각하여 비아홀을 형성하는 단계;상기 감광막패턴을 제거하고 상기 비아홀을 포함한 전체 구조의 상면에 절연막을 형성하여 상기 비아홀내에 슬리트 보이드를 형성시키는 단계;상기 절연막을 포함한 전체 구조의 상면에 패시베이션막을 형성하는 단계; 및상기 포토활성영역과 대응하는 패시베이션막상에 오버코팅층과 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 이미지센서 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 절연막은, CVD방법을 이용한 막 또는 스핀온(spin-on)방법을 이용한 유전상수 1.5∼10영역의 유기결합물질 실리콘과 결합된 산소, 탄소, 불소 등이 결합된 막을 사용하는 것을 특징으로하는 이미지센서 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 CVD방법을 이용한 막으로는, 산화막, 질화막, 질산화 막, 실리콘이 포함된 막을 단일 구조 또는 이중구조 이상의 막으로 적층증착하여 슬리트 보이드를 형성하는 것을 특징으로하는 이미지센서 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 CVD방법을 이용한 막은 100∼20,000Å 두께로 증착하는 것을 특징으로하는 이미지센서 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비아홀을 형성하는 단계는, CxHyFz(x, y, z는 0과 자연수) 종류의 식각가스와, Ar, He, O2, N2 등의 불활성기체 원자 또는 분자를 이용한 플라즈마 식각공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로하는 이미지센서 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비아홀은 500∼50,000Å 깊이 범위를 갖는 것을 특징으로하는 이미지센서 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0095560A KR100518215B1 (ko) | 2003-12-23 | 2003-12-23 | 이미지센서 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0095560A KR100518215B1 (ko) | 2003-12-23 | 2003-12-23 | 이미지센서 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050064211A KR20050064211A (ko) | 2005-06-29 |
| KR100518215B1 true KR100518215B1 (ko) | 2005-10-04 |
Family
ID=37255835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0095560A KR100518215B1 (ko) | 2003-12-23 | 2003-12-23 | 이미지센서 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100518215B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101023075B1 (ko) * | 2008-09-25 | 2011-03-24 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그의 제조 방법 |
| US10833129B2 (en) | 2018-10-02 | 2020-11-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor with stacked structures |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100823840B1 (ko) * | 2006-12-15 | 2008-04-21 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
| KR100840649B1 (ko) * | 2006-12-29 | 2008-06-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서용 반도체 소자의 제조 방법 |
-
2003
- 2003-12-23 KR KR10-2003-0095560A patent/KR100518215B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101023075B1 (ko) * | 2008-09-25 | 2011-03-24 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그의 제조 방법 |
| US10833129B2 (en) | 2018-10-02 | 2020-11-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor with stacked structures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050064211A (ko) | 2005-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6184142B1 (en) | Process for low k organic dielectric film etch | |
| US20070052035A1 (en) | Method and apparatus for reducing optical crosstalk in CMOS image sensors | |
| US6288434B1 (en) | Photodetecting integrated circuits with low cross talk | |
| US7338830B2 (en) | Hollow dielectric for image sensor | |
| US7863073B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
| US7001847B2 (en) | Micro pattern forming method and semiconductor device manufacturing method | |
| KR100518215B1 (ko) | 이미지센서 제조방법 | |
| US6156460A (en) | Photo-mask and method of fabricating the same | |
| KR101826662B1 (ko) | 멤스 디바이스 제조 방법 | |
| US7008870B2 (en) | Structure applied to a photolithographic process and method for fabricating a semiconductor device | |
| US7642119B2 (en) | Method for manufacturing image sensor | |
| TWI818654B (zh) | 影像感測器及其製造方法 | |
| US11682558B2 (en) | Fabrication of back-end-of-line interconnects | |
| KR100600257B1 (ko) | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 | |
| KR100744249B1 (ko) | 반도체 소자의 콘택 홀 형성 방법 | |
| KR20050020020A (ko) | 이미지 센서 제조방법 | |
| KR100615661B1 (ko) | 전자디바이스 및 그 제조방법 | |
| KR100202188B1 (ko) | 반도체장치의 제조방법 | |
| KR100247702B1 (ko) | 금속배선 형성방법 | |
| JP3608978B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4961232B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100539576B1 (ko) | 다층 메탈 배선의 형성 방법 | |
| KR20090072317A (ko) | 시모스 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR20020026023A (ko) | 고집적 반도체 소자 공정의 다층 패턴 형성 방법 | |
| KR100824232B1 (ko) | 이미지 센서의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110830 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120830 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |