KR100595901B1 - 이미지 센서 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 과잉 침투가 우려되는 적색 광을 생성하는 적색 단위 컬러 셀 및 해당 적색 단위 컬러 셀의 상부에 배치된 마이크로 렌즈의 크기를 다른 단위 컬러 셀들 및 마이크로 렌즈들의 크기보다 적게 형성하고, 이를 통해, 적색 광의 반도체 기판 내 침투위치가 자신 보다 파장이 짧은 다른 컬러의 광, 예컨대, 녹색 광, 청색 광 등의 반도체 기판 내 침투위치와 일치될 수 있도록 컨트롤함으로써, 적색 광에 기인한 광 전하들이 녹색 광, 청색 광에 기인한 광 전하들과 마찬가지로, 포토 다이오드의 유효 공핍영역 내부에 정상적으로 생성될 수 있도록 유도할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시에 따라, 적색 광, 녹색 광, 청색 광 등의 반도체 기판 내 침투위치가 공핍영역 내부로 일치되어, 각 광 전하들의 유효율이 최적화되고, 이를 통해, 신호처리 트랜지스터들에 의해 보간회로 측으로 운반/배출되는 각 광 전하들의 양이 균일화되는 경우, 보간회로에 의해 최종 형상화되는 컬러영상은 예컨대, "적색 1: 녹색 1: 청색 1"에 근접하는 우수한 표시품질(색 재현 품질, 해상도)을 효과적으로 보유할 수 있게 된다.

Description

이미지 센서 및 그 제조방법{Image sensor and method for fabricating the same}
도 1은 종래의 기술에 따른 이미지 센서를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 이미지 센서를 도시한 예시도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 이미지 센서 제조방법을 순차적으로 도시한 공정 순서도.
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 적색 광을 생성하는 적색 단위 컬러 셀 및 해당 적색 단위 컬러 셀의 상부에 배치된 마이크로 렌즈의 크기를 다른 단위 컬러 셀들 및 마이크로 렌즈들의 크기보다 적게 형성하고, 이를 통해, 적색 광의 반도체 기판 내 침투위치가 자신 보다 파장이 짧은 다른 컬러의 광, 예컨대, 녹색 광, 청색 광 등의 반도체 기판 내 침투위치와 일치될 수 있도록 컨트롤함으로써, 적색 광에 기인한 광 전하들이 녹색 광, 청색 광에 기인한 광 전하들과 마찬가지로, 포토 다이오드의 유효 공핍영역 내부에 정상적으로 생성될 수 있도록 유도할 수 있는 이미지 센서에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 이미 지 센서를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근, 전기·전자기술이 급격한 발전을 이루면서, 이미지 센서 기술을 채용한 다양한 전자제품들, 예컨대, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 소형 카메라 장착형 PC, 소형 카메라 장착형 휴대폰 등이 폭 넓게 개발·보급되고 있다.
전통적으로, 상술한 종래의 이미지 센서로는 전하결합소자(CCD:Charge Coupled Device; 이하, "CCD"라 칭함)가 주로 사용되었으나, 이러한 CCD의 경우, 높은 구동전압이 요구되는 점, 추가의 지원회로가 별도로 요구되는 점, 공정 단가가 높은 점등의 여러 단점들을 지니고 있기 때문에, 현재 그 이용이 대폭 감소되고 있는 추세에 있다.
근래에, 상술한 CCD를 대체할 수 있는 이미지 센서로써, 이른바, 상보형-모스(CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor; 이하, "CMOS"라 칭함) 이미지 센서가 크게 각광받고 있다. 이러한 CMOS 이미지 센서는 일련의 CMOS 회로기술을 배경으로 제조되기 때문에, 기존의 CCD와 달리, 저전압 구동이 가능한 장점, 추가 지원회로가 필요 없는 장점, 공정단가가 저렴한 장점 등을 폭 넓게 지니고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 종래의 이미지 센서, 예컨대, CMOS 이미지 센서는 외부 노출 렌즈(100)로부터 입력되는 빛을 집광하는 마이크로 렌즈 어레이(7)와, 이 마이크로 렌즈 어레이(7)에 의해 집광된 빛을 컬러화 하는 컬러필터 어레이(6)와, 컬러필터 어레이(6)의 상부에 배치된 상태로, 마이크로 렌즈 어레이(7)의 기저를 평탄화 하여, 균일한 광 전달을 유도하는 평탕화 층(5)과, 컬러필터 어레이(6)에 의해 컬러화된 빛을 포토 다이오드 어레이(3) 측으로 전달하는 광 투과층(4)과, 소자 분리층(2)에 의해 정의된 반도체 기판(1)의 활성 영역 상에 형성된 상태로, 광 투과층(4)을 통과한 빛을 받아 일련의 광 전하를 생성 및 축적하는 포토 다이오드 어레이(3)가 조합된 구성을 취한다.
이러한 종래의 기술에 따른 이미지 센서 체제 하에서, 통상, 적색 광은 400nm~500nm의 파장을 갖는 청색 광, 500nm~600nm의 파장을 갖는 녹색 광에 비해 600nm~700nm 정도의 장파장을 갖기 때문에, 종래의 체제 하에서, 적색 단위 컬러 셀(6a)을 통과한 적색 광은 녹색 단위 컬러 셀(6c)을 통과한 녹색 광, 청색 단위 컬러 셀(6b)을 통과한 청색 광 등에 비해, 반도체 기판(11)의 내부로 불필요하게 깊숙이 과잉 침투하는 문제점을 유발하게 된다.
이처럼, 적색 광이 녹색 광, 청색 광에 비해, 반도체 기판(11)의 내부로 불필요하게 과잉 침투하게 되는 경우, 그 여파로, 적색 광에 기인한 광 전하들은 녹색 광, 청색 광에 기인한 광 전하들이 포토 다이오드(3c,3b)의 유효 공핍영역 내부에 정상적으로 생성되는 것과 달리, 포토 다이오드(3a)의 유효 공핍영역 내부에 정상적으로 생성되지 못하는 문제점을 유발하게 된다.
물론, 이처럼, 특정 광 전하들이 정상적으로 생성되지 못한 상황 하에서, 별도의 조치가 취해지지 않는 경우, 신호처리 트랜지스터들(도시 안됨)에 의해 보간회로 측으로 운반/배출되는 각 광 전하들은 그 양이 불 균일해지는 문제점을 불필요하게 유발할 수밖에 없게 되며, 결국, 그 영향으로 인해, 보간회로에 의해 최종 형상화되는 컬러영상은 적색, 녹색, 청색이 예컨대, 1:1:1의 비율을 정상적으로 이루지 못하는 낮은 표시품질(색 재현 품질, 해상도)을 보유할 수밖에 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 과잉 침투가 우려되는 적색 광을 생성하는 적색 단위 컬러 셀 및 해당 적색 단위 컬러 셀의 상부에 배치된 마이크로 렌즈의 크기를 다른 단위 컬러 셀들 및 마이크로 렌즈들의 크기보다 적게 형성하고, 이를 통해, 적색 광의 반도체 기판 내 침투위치가 자신 보다 파장이 짧은 다른 컬러의 광, 예컨대, 녹색 광, 청색 광 등의 반도체 기판 내 침투위치와 일치될 수 있도록 컨트롤함으로써, 적색 광에 기인한 광 전하들이 녹색 광, 청색 광에 기인한 광 전하들과 마찬가지로, 포토 다이오드의 유효 공핍영역 내부에 정상적으로 생성될 수 있도록 유도하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 적색 광, 녹색 광, 청색 광 등의 반도체 기판 내 침투위치를 공핍영역 내부로 일치시켜, 각 광 전하들의 유효율을 최적화하고, 이를 통해, 신호처리 트랜지스터들에 의해 보간회로 측으로 운반/배출되는 각 광 전하들의 양을 균일화함으로써, 보간회로에 의해 최종 형상화되는 컬러영상이 예컨대, "적색 1: 녹색 1: 청색 1"에 근접하는 우수한 표시품질(색 재현 품질, 해상도)을 효과적으로 보유할 수 있도록 유도하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 외부로부터 입력되는 빛을 집광하는 마이크로 렌즈들, 각 마이크로 렌즈들 의해 집광된 빛을 컬러화 하는 단위 컬러 셀들, 반도체 기판의 활성 영역에 배치되며, 상기 마이크로 렌즈들에 의해 집광된 빛을 받아들여, 일련의 광 전하를 생성 축적하는 포토 다이오드 어레이, 포토 다이오드 어레이가 커버되도록 반도체 기판의 상부에 적층된 상태에서, 상기 마이크로 렌즈들 및 단위 컬러 셀들을 지지하며, 각 마이크로 렌즈들에 의해 집광된 빛을 포토 다이오드 어레이 측으로 전달하는 광 투과층의 조합으로 이루어지는 이미지 센서를 개시한다. 이 경우, 앞의 단위 컬러 셀들 중 일부 단위 컬러 셀들은 다른 단위 컬러 셀들에 비해 그 규모가 적은 특징을 보유한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서는 소자 분리막에 의해 정의된 반도체 기판의 활성 영역에 포토 다이오드 어레이를 형성하는 단계, 포토 다이오드 어레이의 상부에 광 투과층을 형성하는 단계, 광 투과층의 상부에 일부 단위 컬러 셀들의 규모가 다른 단위 컬러 셀들의 규모에 비해 적어지도록 컬러필터 어레이를 형성하는 단계, 컬러필터 어레이의 상부에 일부 마이크로 렌즈들의 규모가 다른 마이크로 렌즈들의 규모에 비해 적어지도록 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 단계의 조합으로 이루어지는 이미지 센서 제조방법을 개시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 이미지 센서 및 그 제조방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이미지 센서, 예컨대, CMOS 이미지 센서는 외부 노출 렌즈로부터 입력되는 빛을 집광하는 마이크로 렌즈 어레이(17)와, 이 마이크로 렌즈 어레이(17)에 의해 집광된 빛을 컬러화 하는 컬러필터 어레이(16)와, 컬러필터 어레이(16)에 의해 컬러화된 빛을 포토 다이오드 어 레이(13) 측으로 전달하는 광 투과층(14)과, 소자 분리층(12)에 의해 정의된 반도체 기판(11)의 활성 영역 상에 형성된 상태로, 광 투과층(14)을 통과한 빛을 받아 일련의 광 전하를 생성 및 축적하는 포토 다이오드 어레이(13)가 조합된 구성을 취하게 된다. 이 경우, 컬러필터 어레이(16)는 단위 컬러 셀들(16a,16b,16c)의 조합으로 이루어지며, 마이크로 렌즈 어레이(17)는 각 단위 컬러 셀들(16a,16b,16c)과 일대일 대응되는 마이크로 렌즈들(17a,17b,17c)의 조합으로 이루어진다.
이때, 예컨대, 금속 전 절연막, 금속배선, 층간 절연막 등이 조합된 광 투과층(14)은 포토 다이오드 어레이(13)가 커버되도록 반도체 기판(11)의 상부에 적층된 상태로, 마이크로 렌즈 어레이(17) 및 컬러필터 어레이(16)를 지지하는 구조를 취하게 된다.
이 상황에서, 예컨대, 적색 단위 컬러 셀(16a), 녹색 단위 컬러 셀(16c), 청색 단위 컬러 셀(16b) 등은 각 마이크로 렌즈들(17a,17b,17c)을 통과한 빛을 예컨대, 적색, 녹색, 청색 등으로 컬러화한 후, 컬러화된 빛을 포토 다이오드(13a,13b,13c) 측으로 전달하는 절차를 진행하게 되며, 적색 단위 컬러 셀(16a), 녹색 단위 컬러 셀(16c), 청색 단위 컬러 셀(16b) 등과 일대일 대응되는 각 포토 다이오드들(13a,13b,13c)은 컬러화된 빛, 즉, 적색 광, 녹색 광, 청색 광에 대응되는 광 전하를 생성 축적하는 절차를 진행하게 된다.
추후, 각 포토 다이오드들(13a,13b,13c)과 인접 배치된 일련의 신호처리 트랜지스터들(도시 안됨)은 해당 포토 다이오드들(13a,13b,13c)에 의해 생성 축적된 광 전하들을 보간회로 측으로 운반/배출하는 절차를 진행하게 되며, 이러한 신호처 리 트랜지스터들을 거친 광 전하들은 해당 보간회로에 의한 보간절차를 통해, 일정 해상도의 컬러영상으로 형상화될 수 있게 된다.
이러한 본 발명에 따른 이미지 센서 체제 하에서, 앞서 언급한 바와 같이, 통상, 적색 광은 400nm~500nm의 파장을 갖는 청색 광, 500nm~600nm의 파장을 갖는 녹색 광에 비해 600nm~700nm 정도의 장파장을 갖기 때문에, 만약, 별도의 조치가 취해지지 않으면, 적색 단위 컬러 셀(16a)을 통과한 적색 광은 녹색 단위 컬러 셀(16c)을 통과한 녹색 광, 청색 단위 컬러 셀(16b)을 통과한 청색 광 등에 비해, 반도체 기판(11)의 내부로 불필요하게 깊숙이 과잉 침투하는 문제점을 유발하게 된다.
이러한 악 조건 하에서, 본 발명에서는 도면에 도시된 바와 같이, 과잉 침투가 우려되는 적색 광을 생성하는 적색 단위 컬러 셀(16a) 및 해당 적색 단위 컬러 셀(16a)의 상부에 배치된 마이크로 렌즈(17a)의 크기(규모)를 다른 단위 컬러 셀들(16b,16c) 및 마이크로 렌즈들(17b,17c)의 크기보다 적게 형성하는 조치를 강구한다.
이처럼, 적색 광을 생성하는 적색 단위 컬러 셀(16a) 및 해당 적색 단위 컬러 셀(16a)의 상부에 배치된 마이크로 렌즈(17a)의 크기가 적어진 상황에서, 적색 단위 컬러 셀(16a)을 통과한 적색 광이 포토 다이오드(13a) 측으로 유입되는 경우, 해당 적색 광은 비록, 600nm~700nm 정도의 장파장을 갖고 있다 하더라도, 적색 단위 컬러 셀(16a) 및 마이크로 렌즈(17a)의 규모 축소로 인해, 반도체 기판(11)의 내부로 불필요하게 과잉 침투하지 못하게 되며, 결국, 본 발명의 체제 하에서, 적 색 광은 자신이 도달하는 반도체 기판(11) 내 침투위치를 자신 보다 파장이 짧은 다른 컬러의 광, 예컨대, 녹색 광, 청색 광 등이 도달하는 반도체 기판(40) 내 침투위치와 자연스럽게 일치시킬 수 있게 된다.
종래의 경우, 앞서 언급한 바와 같이, 적색 광은 청색 광, 녹색 광 등에 비해 장파장을 갖고 있었기 때문에, 적색 단위 컬러 셀을 통과한 적색 광은 녹색 단위 컬러 셀을 통과한 녹색 광, 청색 단위 컬러 셀을 통과한 청색 광 등에 비해, 반도체 기판의 내부로 불필요하게 깊숙이 과잉 침투하는 문제점을 유발하였으며, 그 여파로, 적색 광에 기인한 광 전하들은 녹색 광, 청색 광에 기인한 광 전하들과 달리, 포토 다이오드의 유효 공핍영역 내부에 정상적으로 생성되지 못하는 문제점을 유발하였다.
그러나, 본 발명의 경우, 상술한 바와 같이, 과잉 침투가 우려되는 적색 광을 생성하는 적색 단위 컬러 셀(16a) 및 해당 적색 단위 컬러 셀(16a)의 상부에 배치된 마이크로 렌즈(17a)의 크기(규모)를 다른 단위 컬러 셀들(16b,16c) 및 마이크로 렌즈들(17b,17c)의 크기보다 적게 형성하는 조치를 강구하기 때문에. 적색 광은 자신의 반도체 기판(11) 내 침투위치가 자신 보다 파장이 짧은 다른 컬러의 광, 예컨대, 녹색 광, 청색 광 등의 반도체 기판(11) 내 침투위치와 일치되는 효과를 자연스럽게 획득할 수 있게 되며, 결국, 본 발명의 체제 하에서, 적색 광에 기인한 광 전하들은 녹색 광, 청색 광에 기인한 광 전하들과 마찬가지로, 포토 다이오드(13a)의 유효 공핍영역 내부에 정상적으로 생성될 수 있게 된다.
물론, 이러한 본 발명의 실시에 따라, 적색 광, 녹색 광, 청색 광 등의 반도 체 기판(11) 내 침투위치가 유효 공핍영역 내부로 일치되고, 그 결과로, 각 광 전하들의 유효율이 최적화되는 경우, 신호처리 트랜지스터들에 의해 보간회로 측으로 운반/배출되는 각 광 전하들은 그 양이 자연스럽게 균일화될 수 있게 되며, 결국, 본 발명의 체제 하에서, 보간회로에 의해 최종 형상화되는 컬러영상은 예컨대, "적색 1: 녹색 1: 청색 1"에 근접하는 우수한 표시품질(색 재현 품질, 해상도)을 효과적으로 보유할 수 있게 된다.
이러한 본 발명을 실시함에 있어서, 본 발명에서는 도면에 도시된 바와 같이, 각 마이크로 렌즈들(17a,17b,17c)의 표면에 일련의 반사 방지막(18)을 추가 형성시킨다. 이 경우, 해당 마이크로 렌즈들(17a,17b,17c)은 반사 방지막(18)의 기능수행에 의해 불필요한 광 반사 현상을 미리 차단 받을 수 있게 되며, 결국, 각 마이크로 렌즈들(17a,17b,17c)의 집광율은 종래에 비해, 크게 향상될 수 있게 된다.
이때, 반사 방지막(18)은 자신의 반사 방지기능이 효과적으로 극대화될 수 있도록 예컨대, 두 개의 유기물막(18a,18b)이 순차적으로 적층된 일련의 멀티 코팅 구조(Multi coating structure)를 취하게 된다. 물론, 이러한 유기물막의 종류는 상황에 따라, 다양한 변형을 이룰 수 있다.
이하, 상술한 구조를 취하는 본 발명에 따른 이미지 센서의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 일련의 STI 공정(Shallow Trench Isolation process), 또는 LOCOS 공정(LOCal Oxidation of Silicon process) 등을 선택적으로 진행하여, 반도체 기판(11)의 활성 영역을 정의하기 위 한 소자 분리막(12)을 형성한다. 이 경우, 반도체 기판(11), 예컨대, 고 농도 P++형 단결정 실리콘 기판에는 상황에 따라, 공핍 영역(Depletion region)의 크기(깊이)를 증가시키기 위한 P-형 에피층(도시 안됨)이 먼저 형성될 수도 있다.
이어, 본 발명에서는 일련의 이온 주입 공정을 통해, 반도체 기판(11)의 활성 영역에 예컨대, P형 불순물층, N형 불순물층 등을 정의하고, 이를 통해, 일련의 광 전하 생성 축적 역할을 수행하는 포토 다이오드 어레이(13)를 형성한다.
그 다음에, 본 발명에서는 일련의 증착공정, 식각공정 등을 반복 수행하여, 도 3b에 도시된 바와 같이, 포토 다이오드 어레이(13)를 포함하는 반도체 기판(11)의 상부에 예컨대, 금속 전 절연막, 금속배선, 층간 절연막 등이 조합된 광 투과층(14)을 형성한다. 물론, 이러한 광 투과층(14)의 구조, 제조 시퀀스(Fabricating sequence) 등은 상황에 따라, 다양한 변형을 이룰 수 있다.
이어, 본 발명에서는 광 투과층(14)의 상부에 청색 단위 컬러 셀을 위한 감광막을 원하는 두께로 형성한다. 이 경우, 청색 단위 컬러 셀을 위한 감광막은 최종 형성되는 청색 단위 컬러 셀이 예컨대, 청색 컬러를 나타낼 수 있도록 청색으로 미리 염색된다. 그 후, 본 발명에서는 일련의 사진 식각공정을 통해, 감광막을 노광 및 현상하여, 불필요한 영역을 제거하고, 이를 통해, 포토 다이오드(13b)에 대응되는 광 투과층(14)의 상부에 청색 컬러를 갖춘 청색 단위 컬러 셀(17b)을 형성 완료한다.
그 다음에, 본 발명에서는 광 투과층(14)의 상부에 녹색 단위 컬러 셀을 위한 감광막을 원하는 두께로 형성한다. 이 경우, 녹색 단위 컬러 셀을 위한 감광막 은 최종 형성되는 녹색 단위 컬러 셀이 예컨대, 녹색 컬러를 나타낼 수 있도록 녹색으로 미리 염색된다. 그 후, 본 발명에서는 일련의 사진 식각공정을 통해, 감광막을 노광 및 현상하여, 불필요한 영역을 제거하고, 이를 통해, 포토 다이오드(13c)에 대응되는 광 투과층(14)의 상부에 녹색 컬러를 갖춘 녹색 단위 컬러 셀(16c)을 형성 완료한다.
계속해서, 본 발명에서는 광 투과층(14)의 상부에 적색 단위 컬러 셀을 위한 감광막을 원하는 두께로 형성한다. 이 경우, 적색 단위 컬러 셀을 위한 감광막은 최종 형성되는 적색 단위 컬러 셀이 예컨대, 적색 컬러를 나타낼 수 있도록 적색으로 미리 염색된다. 그 후, 본 발명에서는 일련의 사진 식각공정을 통해, 감광막을 노광 및 현상하여, 불필요한 영역을 제거하고, 이를 통해, 포토 다이오드(13a)에 대응되는 광 투과층(14)의 상부에 적색 컬러를 갖춘 적색 단위 컬러 셀(16a)을 형성 완료한다.
물론, 이러한 적색 단위 컬러 셀(16a)은 그 규모가 앞의 청색 단위 컬러 셀(16b), 녹색 단위 컬러 셀(16c)의 규모보다 더 작아지도록 패터닝 된다.
이때, 앞서 언급한 각 단위 컬러 셀들, 즉, 녹색 단위 컬러 셀(16c), 청색 단위 컬러 셀(16b), 적색 단위 컬러 셀(16a)의 형성 시퀀스는 상황에 따라 다양한 변형을 이룰 수 있다.
상술한 절차를 통해, 광 투과층(14)의 상부에 녹색 단위 컬러 셀(14c), 청색 단위 컬러 셀(16b), 적색 단위 컬러 셀(16a) 등의 형성이 완료되면, 본 발명에서는 상황에 따라, 오존-TEOS(Tetra Ortho Silicate Glass) 공정, 상압 화학기상증착 공 정, 플라즈마 화학기상증착 공정, 고밀도 플라즈마 화학기상증착 공정(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition process:HDP CVD process) 등을 선택적으로 진행시켜, 도 3c에 도시된 바와 같이, 앞의 컬러필터 어레이(16)가 커버되도록 광 투과층(14)의 상부에 평탄화 층(15)을 형성시킨 후, 일련의 화학기계연마 공정을 진행시켜, 이 평탄화 층(15)을 고르게 연마한다.
이어, 본 발명에서는 일련의 증착공정을 통해, 평탄화 층(15)의 상부에 마이크로 렌즈들을 위한 감광막을 형성시킨 후, 예컨대, 150℃~250℃ 정도의 온도를 유지하는 일련의 가열과정을 통해, 감광막을 팽창시킴으로써, 볼록하게 라운드진 형상의 마이크로 렌즈들(17a,17b,17c)을 형성 완료한다.
물론, 이 경우, 적색 단위 컬러 셀(16a)에 대응되는 마이크로 렌즈(17a)는 다른 마이크로 렌즈들(17b,17c)보다 그 규모가 더 작아지도록 패터닝 된다.
이후, 본 발명에서는 일련의 증착공정을 순차적으로 진행시켜, 마이크로 렌즈들(17a,17b,17c)의 표면에 유기 재질을 갖는 반사 방지막(18)을 멀티 코팅함으로써, 본 발명에서 얻고자 하는 최종의 이미지 센서를 제조 완료한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 과잉 침투가 우려되는 적색 광을 생성하는 적색 단위 컬러 셀 및 해당 적색 단위 컬러 셀의 상부에 배치된 마이크로 렌즈의 크기를 다른 단위 컬러 셀들 및 마이크로 렌즈들의 크기보다 적게 형성하고, 이를 통해, 적색 광의 반도체 기판 내 침투위치가 자신 보다 파장이 짧은 다른 컬러의 광, 예컨대, 녹색 광, 청색 광 등의 반도체 기판 내 침투위치와 일 치될 수 있도록 컨트롤함으로써, 적색 광에 기인한 광 전하들이 녹색 광, 청색 광에 기인한 광 전하들과 마찬가지로, 포토 다이오드의 유효 공핍영역 내부에 정상적으로 생성될 수 있도록 유도할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시에 따라, 적색 광, 녹색 광, 청색 광 등의 반도체 기판 내 침투위치가 공핍영역 내부로 일치되어, 각 광 전하들의 유효율이 최적화되고, 이를 통해, 신호처리 트랜지스터들에 의해 보간회로 측으로 운반/배출되는 각 광 전하들의 양이 균일화되는 경우, 보간회로에 의해 최종 형상화되는 컬러영상은 예컨대, "적색 1: 녹색 1: 청색 1"에 근접하는 우수한 표시품질(색 재현 품질, 해상도)을 효과적으로 보유할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 외부로부터 입력되는 빛을 집광하는 마이크로 렌즈들;
    상기 마이크로 렌즈의 표면에 형성된 반사방지막;
    상기 각 마이크로 렌즈들에 의해 집광된 빛을 컬러화 하는 단위 컬러 셀들;
    반도체 기판의 활성 영역에 배치되며, 상기 마이크로 렌즈들에 의해 집광된 빛을 받아들여, 일련의 광 전하를 생성 축적하는 포토 다이오드 어레이; 및
    상기 포토 다이오드 어레이가 커버되도록 상기 반도체 기판의 상부에 적층된 상태에서, 상기 마이크로 렌즈들 및 단위 컬러 셀들을 지지하며, 상기 마이크로 렌즈들에 의해 집광된 빛을 상기 포토 다이오드 어레이 측으로 전달하는 광 투과층을 포함하며,
    상기 단위 컬러 셀들 중 일부 단위 컬러 셀들은 다른 단위 컬러 셀들에 비해 그 규모가 적게 형성되며, 상기 규모가 적게 형성된 단위 셀들의 상부에 대응 배치되는 마이크로 렌즈들은 다른 마이크로 렌즈들에 비해 그 규모가 적게 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 규모가 적게 형성된 단위 컬러 셀들은 적색 단위 컬러 셀들인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 소자 분리막에 의해 정의된 반도체 기판의 활성 영역에 포토 다이오드 어레이를 형성하는 단계;
    상기 포토 다이오드 어레이의 상부에 광 투과층을 형성하는 단계;
    상기 광 투과층의 상부에 일부 단위 컬러 셀들의 규모가 다른 단위 컬러 셀들의 규모에 비해 적어지도록 컬러필터 어레이를 형성하는 단계;
    상기 컬러필터 어레이의 상부에 일부 마이크로 렌즈들의 규모가 다른 마이크로 렌즈들의 규모에 비해 적어지도록 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 단계; 및
    상기 마이크로 렌즈들의 표면에 반사 방지막을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조방법.
  6. 삭제
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