KR100587139B1 - Test pattern of cmos image sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액티브 영역들뿐만 아니라 소자와 소자 사이 및 액티브 영역과 소자 사이의 소자분리막 특성을 평가할 수 있는 CMOS 이미지센서의 테스트 패턴을 제공한다.The present invention provides a test pattern of a CMOS image sensor capable of evaluating device isolation film characteristics between a device and a device and between an active area and a device as well as active areas.
본 발명은 하나의 몸체와 N 개의 브렌치를 가지면서 깍지낀 형태로 소정 간격 이격되어 배치된 제 1 및 제 2 액티브 영역; 제 1 및 제 2 액티브 영역을 각각 둘러싸도록 배치된 제 1 도전형의 제 1 및 제 2 불순물 영역; 제 1 및 제 2 불순물영역을 둘러싸도록 배치된 제 2 도전형의 제 3 불순물영역; 및 제 1 및 제 2 액티브 영역의 일측과 각각 연결된 제 1 및 제 2 패드와 제 3 불순물 영역의 일측과 연결된 제 3 패드를 포함하는 씨모스 이미지센서의 테스트 패턴에 의해 달성될 수 있다.The present invention includes a first body and a second active region having one body and N branches and spaced apart at predetermined intervals in a shape of a dent; First and second impurity regions of a first conductivity type disposed to surround the first and second active regions, respectively; A third impurity region of a second conductivity type disposed to surround the first and second impurity regions; And first and second pads connected to one side of the first and second active regions, and a third pad connected to one side of the third impurity region, respectively.
이미지센서, 테스트 패턴, 소자분리막, BV, 포토다이오드Image Sensor, Test Pattern, Device Separator, BV, Photodiode
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지센서의 테스트 패턴의 레이아웃을 나타낸 평면도.1 is a plan view showing the layout of a test pattern of a CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CMOS 이미지센서의 테스트 패턴의 레이아웃을 나타낸 평면도.2 is a plan view showing a layout of a test pattern of a CMOS image sensor according to another embodiment of the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing
10A, 10B : 액티브 영역10A, 10B: active area
20, 30A, 30B : 불순물영역20, 30A, 30B: impurity region
PAD1, PAD2, PAD3 : 패드 PAD1, PAD2, PAD3: Pad
본 발명은 씨모스 이미지센서(image sensor)의 테스트 패턴에 관한 것으로, 특히 소자분리막의 특성을 평가할 수 있는 씨모스 이미지센서의 테스트 패턴에 관한 것이다.The present invention relates to a test pattern of a CMOS image sensor, and more particularly, to a test pattern of a CMOS image sensor capable of evaluating characteristics of an isolation layer.
일반적으로, 이미지센서는 광학영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 빛을 감지하는 광감지 부분과 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 로직회로 부분으로 구성되어 있으며, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지센서의 경우에는 CMOS 기술을 이용하여 화소 수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용한다. 칼라 이미지를 구현하기 위한 이미지센서는 광감지 부분 상에 레드(Red; R), 그린(Green; G), 블루(Blue; B)의 3가지 칼라필터로 이루어진 칼라필터 어레이(Color Filter Array; CFA)가 구비된다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. The image sensor is composed of an optical sensing part that senses light and a logic circuit part that processes the sensed light into an electrical signal to make data. (Complementary Metal Oxide Semiconductor) In the case of image sensor, CMOS technology is used to make MOS transistors by the number of pixels, and the switching method is used to detect the output sequentially. An image sensor for realizing a color image includes a color filter array (CFA) consisting of three color filters, red (R), green (G), and blue (B), on a light sensing portion. ) Is provided.
한편, 고집적화에 따른 소자 크기 감소에 의해 이미지센서의 단위화소 크기 감소에 따라, 포토다이오드들 사이, 포토다이오드와 액티브 영역 사이, 및 액티브 영역들 사이를 서로 절연하는 소자분리막 간격 감소에 의해 소자분리막의 항복전압(Breakdown Voltage; BV) 특성이 저하되고 있다. 이러한 항복전압 특성저하는 크로스토크 노이즈(crosstalk noise) 및 다크 노이즈(dark noise) 등을 유발하여 이미지센서의 광특성을 저하시키는 요인으로 작용하는데, 특히 포토다이오드들 사이 및 포토다이오드와 액티브 영역 사이를 절연하는 소자분리막의 항복전압이 광특성과 연관이 있기 때문에 우수한 광특성 확보를 위해서는 이들 소자분리막의 항복전압(Breakdown Voltage; BV) 특성을 확보하는 것이 중요하다.Meanwhile, as the unit pixel size of the image sensor decreases due to the decrease in device size due to high integration, the device isolation film is separated by reducing the gap between the photodiodes, between the photodiode and the active region, and between the active regions. Breakdown Voltage (BV) characteristics are deteriorating. This breakdown voltage characteristic causes crosstalk noise and dark noise to degrade the optical characteristics of the image sensor. Since the breakdown voltage of the insulating device isolation layer is related to the optical characteristics, it is important to secure the breakdown voltage (BV) characteristics of these device isolation layers in order to secure excellent optical characteristics.
그러나, 종래에는 액티브 영역들 사이의 소자분리막에 대한 BV를 측정하는 테스트 패턴만이 존재하기 때문에 CMOS 이미지센서의 광특성 확보에 어려움이 있다.However, in the related art, since only a test pattern for measuring BV of the device isolation layer between the active regions exists, it is difficult to secure optical characteristics of the CMOS image sensor.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 액티브 영역들뿐만 아니라 소자와 소자 사이 및 액티브 영역과 소자 사이의 소자분리막 특성을 평가할 수 있는 CMOS 이미지센서의 테스트 패턴을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and provides a test pattern of a CMOS image sensor capable of evaluating not only active regions but also device-to-device and device isolation film characteristics between an active region and a device. The purpose is.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 포토다이오드를 포함하는 씨모스 이미지센서의 소자와 소자 사이, 실제 액티브 영역과 소자 사이의 소자 분리 특성을 정확하게 평가할 수 있도록 제공하는 씨모스 이미지 센서의 테스트 패턴에 있어서, 하나의 몸체와 N 개의 브렌치를 가지면서 상기 브렌치가 서로 대칭적으로 깍지낀 형태를 가지며, 폭이 상기 실제 액티브 영역의 폭과 대응되고, 상기 브렌치 간의 간격은 상기 실제 액티브 영역 간의 간격과 대응되도록 이격되어 배치된 제 1 및 제 2 액티브 영역과, 상기 제 1 및 제 2 액티브 영역을 각각 둘러싸도록 배치되며, 상기 포토 다이오드 간의 간격에 대응되는 간격으로 이격되어 배치된 제 1 및 제 2 불순물 영역과, 상기 제 1 및 제 2 불순물영역을 둘러싸도록 배치되며, 상기 실제 액티브 영역과 상기 포토 다이오드의 간격에 대응되는 간격으로 이격되어 배치된 제 2 도전형의 제 3 불순물 영역과, 상기 제 1 및 제 2 액티브 영역의 일측과 각각 연결된 제 1 및 제 2 패드와 상기 제 3 불순물 영역의 일측과 연결된 제 3 패드를 포함하는 씨모스 이미지센서의 테스트 패턴을 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, CMOS to provide accurate evaluation of the device isolation characteristics between the device and the device, the actual active region and the device of the CMOS image sensor including a photodiode In the test pattern of the image sensor, the branch has one body and N branches and the branches are symmetrically clad with each other, the width corresponds to the width of the actual active area, the interval between the branches is the actual First and second active regions spaced apart from each other so as to correspond to an interval between the active regions, and first and second active regions disposed to surround each other, and spaced apart from each other at an interval corresponding to the interval between the photodiodes; The first and second impurity regions and the first and second impurity regions to surround the seal; A third impurity region of a second conductivity type disposed at an interval corresponding to a distance between the active region and the photodiode, first and second pads connected to one side of the first and second active regions, respectively, A test pattern of a CMOS image sensor including a third pad connected to one side of a third impurity region is provided.
여기서, 제 1 도전형이 N형이면 제 2 도전형은 P형이고, 제 1 도전형이 P형이면 제 2 도전형은 N형이다.Here, when the first conductivity type is N type, the second conductivity type is P type, and when the first conductivity type is P type, the second conductivity type is N type.
바람직하게, 제 3 불순물영역은 P-웰로 이루어지고 제 1 및 제 2 불순물영역은 N+ 불순물영역 또는 딥 N- 불순물영역으로 각각 이루어지거나, 제 3 불순물영역 은 P-에피층으로 이루어지고 제 1 및 제 2 불순물영역은 N+ 불순물영역 또는 딥 N- 불순물영역으로 각각 이루어진다.Preferably, the third impurity region is made of P-well and the first and second impurity regions are made of N + impurity region or deep N - impurity region, respectively, or the third impurity region is made of P- epi layer and And the second impurity region is composed of N + impurity regions or deep N − impurity regions, respectively.
또한, 제 3 불순물영역은 N-웰로 이루어지고 제 1 및 제 2 불순물영역은 P+ 불순물영역 또는 딥 P- 불순물영역으로 각각 이루어지거나, 제 3 불순물영역은 N-에피층으로 이루어지고 제 1 및 제 2 불순물영역은 P+ 불순물영역 또는 딥 P- 불순물영역으로 각각 이루어진다.Further, the third impurity region is composed of N-wells, and the first and second impurity regions are composed of P + impurity regions or deep P - impurity regions, respectively, or the third impurity region is composed of N-epitaxial layers, The second impurity region is composed of P + impurity region or deep P − impurity region, respectively.
이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be introduced in order to enable those skilled in the art to more easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지센서의 테스트 패턴의 레이아웃을 나타낸 평면도이다.1 is a plan view showing the layout of a test pattern of a CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타낸 바와 같이, 하나의 몸체와 3 개의 브렌치(branch)를 가지는 빗살(comb) 형상의 제 1 및 제 2 액티브 영역(10A, 10B)이 깍지낀(interdigitate) 형태로 소정 간격 이격되어 배치되고, 제 1 및 제 2 액티브 영역(10A, 10B)을 둘러싸도록 제 1 도전형의 제 1 및 제 2 불순물영역(30A, 30B)이 배치되며, 제 1 및 제 2 불순물영역(30A, 30B) 외측에서 제 1 및 제 2 불순물영역(30A, 30B)을 둘러싸도록 기판으로 작용하는 제 2 도전형의 제 3 불순물영역(20)이 배치된다. 여기서, 제 1 및 제 2 액티브 영역(10A, 10B)의 몸체 폭(S1)은 해당 적용 기술의 최소 액티 브 영역폭을 적용하고, 제 1 및 제 2 액티브영역(10A, 10B)의 브렌치 사이의 간격(S2)은 해당 적용 기술의 최소 액티브 영역 간격을 적용하며, 제 1 및 제 2 액티브 영역(10A, 10B)과 제 1 및 제 2 불순물영역(30A, 30B) 사이의 간격(S3)은 해당 적용 기술에서 액티브 영역과의 최소 오버랩폭을 적용한다. As shown in FIG. 1, comb-shaped first and second
또한, 제 1 액티브 영역(10A)의 몸체 일측에는 제 1 패드(PAD1)가 연결되고, 제 2 액티브 영역(10B)의 브렌치 일측에는 제 2 패드(PAD2)가 연결되며, 제 3 불순물영역(20)의 코너 일측에는 제 3 패드(PAD23)가 연결된다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 패드(PAD1)는 통상의 제 1 금속배선콘택층 및 제 1 금속배선층으로 형성하고, 제 3 패드(PAD3)는 웰 픽업 모듈을 이용하여 형성한다.In addition, the first pad PAD1 is connected to one side of the body of the first
또한, 제 1, 제 2 및 제 3 불순물영역(30A, 30B, 20)은 하기의 [표1] 에 나타낸 바와 같은 불순물층으로 각각 구성할 수 있다. [표 1]에서, 1 내지 6은 CMOS 이미지센서의 화소어레이 영역이 NMOS 트랜지스터로 구성된 경우로서, 1의 경우에는 액티브 영역들 사이, 2 및 3의 경우에는 액티브 영역과 포토다이오드 사이, 4의 경우에는 포토다이오드와 포토다이오드 사이, 5 및 6의 경우에는 2 및 3의 경우와 마찬가지로 액티브 영역과 포토다이오드 사이의 소자분리막 특성을 제 1 내지 제 3 패드(PAD1, PAD2, PAD3)를 통하여 각각 모니터할 수 있다. 또한, 7 내지 12는 화소어레이 영역이 PMOS 트랜지스터로 구성된 경우로서, 1 내지 6과 마찬가지로 액티브 영역들 사이, 액티브 영역과 포토다이오드 사이, 및 포토다이오드와 포토다이오드 사이의 소자분리막 특성을 제 1 내지 제 3 패드(PAD1, PAD2, PAD3)를 각각 모니터할 수 있다. In addition, the first, second and
상기 실시예에 의하면, 테스트 패턴을 통하여 액티브 영역들뿐만 아니라 소자와 소자 사이 및 액티브 영역과 소자 사이의 소자분리막 특성을 정확하게 평가하여 CMOS 이미지센서에서 발생되는 노이즈 등이 인접 화소영역 간에 미치는 영향 등을 정량화할 수 있으므로, CMOS 이미지센서의 광특성 및 성능을 향상시킬 수 있게 된다.According to the above embodiment, the characteristics of the isolation layer between the device and the device and between the active area and the device, as well as the active areas, are accurately evaluated, so that the influence of noise generated from the CMOS image sensor between the adjacent pixel areas, etc. Since it can be quantified, the optical characteristics and performance of the CMOS image sensor can be improved.
한편, 상기 실시예에서는 액티브 영역의 브렌치가 3개인 경우에 대하여 설명하였지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 브렌치가 2개 또는 테스트 패턴의 목적 및 허용되는 영역에 따라 N 개만큼 적용할 수 있다.Meanwhile, in the above embodiment, the case where there are three branches of the active region has been described. However, as shown in FIG. 2, two branches or as many as N branches may be applied depending on the purpose of the test pattern and the allowable region.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
전술한 본 발명은 테스트 패턴을 통하여 액티브 영역들뿐만 아니라 소자와 소자 사이 및 액티브 영역과 소자 사이의 소자분리막 특성을 정확하게 평가할 수 있으므로 CMOS 이미지센서의 광특성 및 성능을 향상시킬 수 있다.The above-described present invention can accurately evaluate the device isolation film characteristics between the device and the device and between the device and the active area through the test pattern, thereby improving optical characteristics and performance of the CMOS image sensor.
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