KR100683391B1 - Cmos image sensor and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이미지센서에 있어서, 외부에서 입사된 광원의 크기가 작더라도 가장자리에 있는 포토다이오드에도 광원에서 입사된 빛이 모두 제대로 전달되어 광원의 크기에 관계없이 실물과 같은 이미지를 표현할 수 있는 이미지 센서를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 포토다이오드; 상기 포토다이오드 상에 배치된 마이크로 렌즈; 및 상기 마이크로 렌즈과 상기 포토다이오드의 사이공간에 배치되며, 상기 마이크로 렌즈를 통과한 빛이 가장자리에 입사되는 경우 이를 전반사하여 상기 포토다이오드로 집속시키는 광경로영역를 구비하는 시모스 이미지센서를 제공한다.In the image sensor, even if the size of the light source incident from the outside is small, even the photodiode at the edge of the light incident from the light source is all properly transmitted image sensor that can represent the real image regardless of the size of the light source To provide a, for the present invention the photodiode; A micro lens disposed on the photodiode; And a light path area disposed in a space between the micro lens and the photodiode, and having a light path region that totally reflects the light passing through the micro lens to the edge to focus the photodiode.
시모스이미지센서, 전반사, 광경로, 점광원, 굴절. CMOS image sensor, total reflection, optical path, point light source, refraction.
Description
도1은 통상적인 시모스 이미지센서의 블럭구성도.1 is a block diagram of a conventional CMOS image sensor.
도2는 통상적인 시모스 이미지센서의 단위화소의 구성을 도시한 회로도.2 is a circuit diagram showing the configuration of unit pixels of a conventional CMOS image sensor.
도3은 종래기술에 의한 시모스 이미지센서의 단면도.3 is a cross-sectional view of the CMOS image sensor according to the prior art.
도4는 종래기술에 의한 시모스 이미지센서의 문제점을 나타내는 도면.4 is a view showing a problem of the CMOS image sensor according to the prior art.
도5는 본 발명의 원리를 나타내기 위한 것으로 전반사에 대한 설명을 나타내는 도면.5 is a view showing a description of the total reflection to show the principle of the present invention.
도6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시모스 이미지센서를 나타내는 단면도.6 is a cross-sectional view showing a CMOS image sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도7a 내지 도7f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 제조방법을 나타내는 공정단면도.7A to 7F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 시모스 이미지센서를 나타내는 단면도.8 is a sectional view showing a CMOS image sensor according to a second preferred embodiment of the present invention.
도9a 내지 도9g는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 제조방법을 나타내는 공정단면도.9A to 9G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
21 : 기판 22 : 포토다이오드21
23,24,28 : 절연막 23,24,28: insulating film
26,27 : 광경로용 절연막 29 : 칼라필터26,27: insulating film for optical path 29: color filter
31 : 마이크로 렌즈 30 : OCL31: microlens 30: OCL
본 발명은 시모스 이미지센서에 관한 것으로, 특히 점광원에 의해 마이크로 렌즈를 통과한 빛이 하단의 포토다이오드에 더 많이 모일 수 있도록 하는 시모스 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMOS image sensor, and more particularly, to a CMOS image sensor and a method of manufacturing the same, which allow more light to pass through a microlens by a point light source to be collected at a lower photodiode.
일반적으로 반도체 장치중 이미지센서는 광학 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 장치로서, 대표적인 이미지센서 소자로는 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD)와 시모스 이미지센서를 들 수 있다.In general, an image sensor of a semiconductor device is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. Representative image sensor devices include a charge coupled device (CCD) and a CMOS image sensor.
그 중에서 전하결합소자는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 캐패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, 시모스 이미지센서는 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 시모스 기술을 이용하여 화소(pixel) 수 만큼 모스 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 순차적으로 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.Among them, the charge-coupled device is a device in which charge carriers are stored and transported in the capacitor while individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors are located very close to each other, and the CMOS image sensor is a control circuit and a signal processing circuit. It is a device that adopts a switching method of making MOS transistors by the number of pixels by using CMOS processing using a signal processing circuit as a peripheral circuit and sequentially detecting the output using the MOS transistors.
도1은 통상적인 시모스 이미지센서의 블럭구성도이다.1 is a block diagram of a conventional CMOS image sensor.
도1을 참조하여 살펴보면, 통상적인 시모스 이미지센서는 다수의 단위화소가 어레이된 픽셀 어레이와, 상기 픽셀어레이에서 출력되는 아날로그신호를 디지털 신호로 전환하는 ADC 블럭과, ADC 블럭에서 출력되는 디지털값을 저장하는 라인버퍼와, 입력된 어드레스를 디코딩하여 픽셀어레이의 단위화소를 선택하기 위한 디코더/픽셀 드라이버와, 디코더/픽셀드라이버를 제어하기 위한 제어 레지스터 및 로직을 구비한다.Referring to FIG. 1, a conventional CMOS image sensor includes a pixel array in which a plurality of unit pixels are arrayed, an ADC block for converting an analog signal output from the pixel array into a digital signal, and a digital value output from the ADC block. A line buffer to store, a decoder / pixel driver for decoding the input address to select a unit pixel of the pixel array, and a control register and logic for controlling the decoder / pixel driver.
도2는 통상적인 시모스 이미지센서의 단위화소의 구성을 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram showing the configuration of unit pixels of a conventional CMOS image sensor.
도2는 통상의 시모스 이미지센서에서 1개의 포토다이오드(PD)와 4개의 MOS 트랜지스터로 구성된 단위화소(Unit Pixel)를 도시한 회로도로서, 빛을 받아 광전하를 생성하는 포토다이오드(100)와, 포토다이오드(100)에서 모아진 광전하를 플로팅확산영역(102)으로 운송하기 위한 트랜스퍼 트랜지스터(101)와, 원하는 값으로 플로팅 확산영역의 전위를 세팅하고 전하를 배출하여 플로팅 확산영역(102)를 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터 (103)와, 플로팅 확산영역의 전압이 게이트로 인가되어 소스 팔로워 버퍼 증폭기(Source Follower Buffer Amplifier) 역할을 하는 드라이브 트랜지스터(104)와, 스위칭(Switching) 역할로 어드레싱(Addressing) 역할을 수행하는 셀렉트 트랜지스터(105)로 구성된다. 단위 화소 밖에는 출력신호(Output Signal)를 읽을 수 있도록 하는 로드(load) 트랜지스터(106)가 형성되어 있다.FIG. 2 is a circuit diagram showing a unit pixel composed of one photodiode PD and four MOS transistors in a conventional CMOS image sensor, and includes a
도3은 종래기술에 의한 시모스 이미지센서의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the CMOS image sensor according to the prior art.
도3에 도시된 바와 같이, 광원(16)에서 입사된 빛은 각 마이크로렌즈(15)를 통과하여 하단에 있는 포토다이오드에 의해 입사된 빛에 대응하는 정보가 이미지 센서의 내부회로에 전달된다.As shown in FIG. 3, the light incident from the
이 때 광원의 크기가 클 경우에는 이미지센서에 구비된 모든 마이크로 렌즈에 일직선으로 빛이 입사되기 때문에 그 하단에 마이크로 렌즈에 대응하여 구비된 모든 포토다이오드에 빛을 전달하는 것이 가능하다.In this case, when the size of the light source is large, since light is incident on all micro lenses of the image sensor in a straight line, it is possible to transmit light to all photodiodes provided corresponding to the micro lenses at the bottom thereof.
그러나, 점광원과 같은 특이한 경우에는 이미지센서가 구비하는 마이크로 렌즈중 가장자리에 있는 마이크로 렌즈로는 빛이 일적선으로 입사되지 않는다.However, in an unusual case such as a point light source, light does not enter a single line to the microlens at the edge of the microlenses included in the image sensor.
따라서 가장자리에 있는 마이크로 렌즈를 통과하는 빛은 그 하단에 있는 포토다이오드에 전달되지 못하는 문제점이 생기게 된다.As a result, light passing through the microlens at the edge cannot be transmitted to the photodiode at the bottom thereof.
도4는 종래기술에 의한 시모스 이미지센서의 문제점을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a problem of the CMOS image sensor according to the prior art.
도4에 도시된 바와 같이, 점광원같은 광원에 의해 입사된 빛이 가장자리에 있는 마이크로 렌즈에 입사되는 경우는 그 하단에 있는 포토다이오드에 전달되지 못하고 바깥으로 벗어나게 된다.As shown in FIG. 4, when light incident by a light source such as a point light source is incident on the microlens at the edge, the light is not transmitted to the photodiode at the bottom thereof, and is moved outward.
따라서 이렇게 되면 외부에서 입사된 빛에 대응하여 이미지를 형성할 때에 바깥부분은 제대로 표현하기가 매우 어려워지는 것이다.Therefore, when the image is formed in response to light incident from the outside, it is very difficult to express the outside part properly.
본 발명은 이미지센서에 있어서, 외부에서 입사된 광원의 크기가 작더라도 가장자리에 있는 포토다이오드에도 광원에서 입사된 빛이 모두 제대로 전달되어 광원의 크기에 관계없이 실물과 같은 이미지를 표현할 수 있는 이미지 센서를 제공함을 목적으로 한다.In the image sensor, even if the size of the light source incident from the outside is small, even the photodiode at the edge of the light incident from the light source is all properly transmitted image sensor that can represent the real image regardless of the size of the light source It is intended to provide.
본 발명은 기판 내에 형성된 기판 내에 형성된 포토다이오드와, 상기 기판 상에 식각정지막이 사이에 개재되게 형성된 적어도 2층의 절연막-상기 적어도 2층의 절연막 중 상부에 형성된 절연막이 상기 식각정지막이 노출되게 패터닝되어 상기 포토다이오드와 대응되게 홈이 형성됨-과, 상기 홈의 측면에 형성된 제1 굴절율을 갖는 절연물질로 형성된 제1 광경로층과, 상기 홈 내에 상기 제1 광경로층의 상기 제1 굴절율 보다 큰 제2 굴절율을 갖는 절연물질로 형성된 제2 광경로층과, 상기 제2 광경로층 상에 상기 포토다이오드와 대응되게 형성된 칼라필터와, 상기 칼라필터와 대응되게 형성된 마이크로 렌즈를 구비하는 시모스 이미지센서를 제공한다.According to the present invention, a photodiode formed in a substrate formed in a substrate and at least two insulating layers formed on the substrate with an etch stop layer interposed therebetween are patterned so that the etch stop layer is exposed. A groove formed to correspond to the photodiode, a first optical path layer formed of an insulating material having a first refractive index formed on a side of the groove, and a first refractive index of the first optical path layer in the groove; A CMOS image having a second optical path layer formed of an insulating material having a large second refractive index, a color filter formed on the second optical path layer to correspond to the photodiode, and a micro lens formed to correspond to the color filter Provide a sensor.
또한 본 발명은 기판 내에 포토다이오드를 형성하는 단계; 상기 기판 상에 상기 포토다이오드를 덮도록 제1 절연막을 형성하는 단계; 상기 제1 절연막상에 식각정지막을 형성하는 단계; 상기 식각정지막상에 제2 절연막을 형성하는 단계; 상기 식각정지막을 식각베리어로 하여 상기 제2 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 포토다이오드와 대응되는 제1 홀을 형성하는 단계; 상기 제1 홀을 채우도록 제1 굴절율을 가지는 절연물질을 증착하고 패터닝하여 제2 홀을 형성하면서 상기 제1 홀의 측면에 일정한 두께의 제1 광경로층을 형성하는 단계; 상기 제2 홀에 상기 제2 절연막보다 굴절율이 큰 제2 굴절율을 가지는 절연물질을 매립하여 제2 광경로층을 형성하는 단계; 상기 제2 절연막 상에 상기 제1 및 제2 광경로층을 덮도록 제3 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제3 절연막 상의 상기 포토다이오드와 대응하는 부분에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 시모스 이미지센서를 제공한다.In another aspect, the present invention comprises the steps of forming a photodiode in the substrate; Forming a first insulating film on the substrate to cover the photodiode; Forming an etch stop film on the first insulating film; Forming a second insulating film on the etch stop film; Selectively removing the second insulating layer using the etch stop layer as an etch barrier to form a first hole corresponding to the photodiode; Depositing and patterning an insulating material having a first refractive index to fill the first hole to form a second hole, thereby forming a first light path layer having a constant thickness on a side of the first hole; Embedding an insulating material having a second refractive index having a larger refractive index than the second insulating layer in the second hole to form a second optical path layer; Forming a third insulating film on the second insulating film to cover the first and second optical path layers; And forming a microlens in a portion corresponding to the photodiode on the third insulating layer.
또한 본 발명은 기판에 매립되도록 포토다이오드를 형성하는 단계; 상기 포토다이오드상에 제1 절연막을 형성하는 단계; 상기 제2 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 포토다이오드가 노출되도록 제1 홀을 형성하는 단계; 상기 제1 홀에 제1 굴절율을 가지는 제2 절연막을 형성하는 단계; 상기 제1 홀의 가장자리에만 일정한 두께를 가지고 상기 제2 절연막이 남도록 선택적으로 상기 제2 절연막을 제거하여 제2 홀을 형성하는 단계; 상기 제2 홀에 상기 제2 절연막보다 더 큰 굴절율을 가지는 제3 절연막을 매립시키는 단계; 상기 제3 절연막상에 상기 포토다이오드와 얼라인되도록 칼라필터를 형성하는 단계; 및 상기 칼라필터상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 시모스 이미지센서를 제공한다.In another aspect, the present invention comprises the steps of forming a photodiode to be embedded in the substrate; Forming a first insulating film on the photodiode; Selectively removing the second insulating layer to form a first hole to expose the photodiode; Forming a second insulating film having a first refractive index in the first hole; Forming a second hole by selectively removing the second insulating film so that the second insulating film remains with a constant thickness only at an edge of the first hole; Filling a third insulating film having a refractive index greater than that of the second insulating film in the second hole; Forming a color filter on the third insulating layer to be aligned with the photodiode; And it provides a CMOS image sensor comprising the step of forming a micro lens on the color filter.
본 발명은 모듈 외부에서 들어오는 광원이 점광원과 같이 특이한 경우 시모스 이미지센서의 경계부분의 광이 포토다이오드를 벗어나서 포커싱되는 현상을 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 이동할 때 임계각 이하에서는 굴절이 일어나지 않고 빛이 모두 반사되는 전반사의 원리를 이용하여 렌즈와 포토다이오드 중간의 렌즈에서 입사된 빛이 포토다이오드를 벗어나는 부분에 굴절률이 다른 두 매질을 증착한 광통로를 형성하여 렌즈로 부터 들어온 빛을 모두 포토다이오드로 입사되게 하여 광효율을 극대화하는데 있다.According to the present invention, when the light source coming from the outside of the module is unusual, such as a point light source, the light at the boundary of the CMOS image sensor is focused out of the photodiode. By using the principle of total reflection where all the light is reflected, the light path incident from the lens and the photodiode lens is formed by depositing two different media with different refractive indices in the part outside the photodiode. It is to maximize the light efficiency by being incident to the photodiode.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .
도5는 본 발명의 원리를 나타내기 위한 것으로 전반사에 대한 설명을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a description of the total reflection to show the principle of the present invention.
도5를 참조하여, 두 매질의 경계면에서 빛이 전달될 때에 경계면에 수직인 법선과 이루는 θi라고 할 때에 굴절되는 각이 θt이고, 반사되는 각을 θr이라 하면, 다음의 수학식1과 같은 법칙이 생긴다.Referring to Fig. 5, when the light is transmitted from the interface between the two media, the angle of refraction is θt, which is formed with a normal perpendicular to the interface, and the reflected angle is θr. This occurs.
이 법칙을 스넬의 법칙(Snell's law)이라 하는데, 만약 n1가 n2 보다 큰 경우에는 θt가 직각이 되어 빛이 굴절되는 매칠에서 굴절현상이 생기지 않는 어떤 임계각 θc이 존재하고, 다음의 수학식2가 성립된다.This law is called Snell's law. If n1 is larger than n2, there is a critical angle θc where the refraction does not occur at the time when the light becomes refracted by θt being perpendicular to each other. Is established.
즉, 굴절률이 큰 매질 내를 통과하는 빛중 임계각 θc보다 작게 굴절률이 작은 매질로 입사되는 빛들은 굴절이 되지 않고 모두 반사되는 전반사가 일어난다. 본 발명은 이와같은 전반사의 원리를 이용하여 마이크로 렌즈와 포토다이오드 사이에 광통로를 만들어주어 광통로 내부의 빛을 모두 전반사시켜 유입된 빛을 모두 포토다이오드로 입사시키도록 한다.That is, the light incident on the medium having the small refractive index smaller than the critical angle θc among the light passing through the medium having the large refractive index is not refracted, but total reflection occurs. The present invention creates a light path between the microlens and the photodiode using the principle of total reflection so that all the light inside the light path is totally reflected so that all the incoming light is incident on the photodiode.
도6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시모스 이미지센서를 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a CMOS image sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도6을 참고하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 시모스 이미지센스는 기판(20)에 배치된 포토다이오드(21)상에 칼라필터(29)와, 마이크로 렌즈(31)가 배치되고, 두개의 굴절율을 가지는 물질을 이용하여 마이크로 렌즈(31)을 통과한 빛이 포토다이오드로 집속되는 광경로에서는 전반사가 생기도록 하였다.Referring to FIG. 6, in the CMOS image sense, a
여기서 도면부호 30은 칼라필터상에 마이크로 렌즈가 형성될 수 있도록 한 평탄화막인 오버코팅 레이어(Over Coating Layer)이며, 24,28,22는 바디를 이루는 절연막이다. 또한 23은 식각정지막을 나타내는 것이다.Here,
계속해서 도7a 내지 도7f을 참조하여 본 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 제조방법에 대하여 살펴본다.Subsequently, a method of manufacturing the CMOS image sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 7F.
도7a 내지 도7f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 제조방법을 나타내는 공정단면도이다.7A to 7F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
먼저 도7a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 제조방법은 기판(20)상에 포토다이오드(21)를 형성하고, 그 상부에 절연막(22)를 형성한 다음 식각정지막(23)을 형성한다. 이어서 식각정지막(23)상에 절연막(22)를 형성한다.First, as shown in FIG. 7A, in the method of manufacturing the CMOS image sensor according to the present embodiment, a
절연막(22,24)은 광투과율이 좋은 SiO2 계열의 막을 사용하며, 식각정지막(23)은 식각정지특성이 좋으면서도 광투과율이 좋은 SiC를 사용한다.The insulating
이어서 도7b에 도시된 바와 같이, 포토다이오드(21)가 배치된 절연막(24)를 선택적으로 제거하고(이 때 식각정지막(23)이 식각을 정지시키는역할을 하게 된다.), 제거된 곳에 굴절율이 작은 절연막(25)을 매립시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 7B, the insulating
이어서 도7c에 도시된 바와 같이 감광막 패턴(26)을 형성한 후에, 형성된 감광막 패턴(26)을 식각마스크로 하여 식각정지막(22)가 노출되도록 절연막(25)을 선택적으로 제거한다.Subsequently, after the
이어서 도7d에 도시된 바와 같이, 절연막(25)보다 굴절률이 큰 절연막(27)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 7D, an insulating
이어서 도7e에 도시된 바와 같이, 절연막(24)가 노출되도록 절연막(27,25)를 제거하여 평탄화시킨다. 이 때 평탄화는 화학적기계적연마공정을 이용한다.Subsequently, as shown in FIG. 7E, the insulating
이어서 도7f에 도시된 바와 같이, 칼라필터(29)와, OCL(30)을 형성하고 마이크로 렌즈(31)를 형성한다.Then, as shown in Fig. 7F, the
여기서 절연막(25,27)은 마이크로 렌즈를 통과한 빛이 포토다이오드로 집속될 때에 빛이 전반사되어 광경로를 벗어나지 않도록 전반사를 할 수 있는 굴절율을 가지도록 하는 어떠한 물질도 상관없다.Here, the insulating
이렇게 완성된 시모스 이미지센서는 마이크로 렌즈를 통과한 빛이 포토다이오드로 도달하는 광경로에서 전반사가 일어나서, 빛을 손실없이 포토다이오드로 집광시킬 수 있다.The completed CMOS image sensor is totally reflected in the optical path through which the light passing through the microlenses reaches the photodiode, thereby condensing the light onto the photodiode without loss.
도8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 시모스 이미지센서를 나타내는 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a CMOS image sensor according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도8을 참조하여 살펴보면, 제2 실시예에 따른 시모스 이미지센서는 광경로상에 전반사가 일어나도록 서로 다른 굴절율을 가지는 절연막(34,36)을 형성하는 아이디어는 같으나 이들의 절연막과 칼라필터(37)가 바로 접하도록 하고, 포토다이오 드(31a)와도 바로 접하도록 구성한 것이 다른점이다.Referring to FIG. 8, the CMOS image sensor according to the second embodiment has the same idea of forming insulating
기판(30a)상에 포토다이오드(31a)와 칼라필터(37)와 마이크로 렌즈(39)가 배치되며, 그 사이에 다수의 절연막(32,34,36)이 바디영역을 이루는 것을 제1 실시예에 따른 시모스 이미지센서와 같다.The
계속해서 도9a 내지 도9g를 참조하여 제2 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 제조방법을 살펴본다.Subsequently, a manufacturing method of the CMOS image sensor according to the second exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 9G.
도9a 내지 도9g는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 제조방법을 나타내는 공정단면도이다.9A to 9G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
먼저 도9a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 시모스 이미지센서의 제조방법은 기판(30a)상에 포토다이오드(31a)를 형성하고, 그 상부에 절연막(32)를 형성한다.First, as shown in FIG. 9A, in the method of manufacturing the CMOS image sensor according to the present embodiment, a
이어서 도9b에 도시된 바와 같이, 포토다이오드(21)가 배치된 절연막(32)를 감광막 패턴(33)을 이용하여 선택적으로 제거하여, 포토다이오드(31a)가 노출되도록 한다.Next, as shown in FIG. 9B, the insulating
이어서 도9c에 도시된 바와 같이, 이어서 절연막(32)가 제거된 곳에 굴절율이 작은 절연막(34)을 매립시킨다.Subsequently, as shown in Fig. 9C, the insulating
이어서 도9d에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(35)을 형성한 후에, 형성된 감광막 패턴(35)을 식각마스크로 하여 포토다이오드(31a)가 노출되도록 절연막(34)을 선택적으로 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 9D, after the
이어서 도9e에 도시된 바와 같이, 절연막(34)보다 굴절률이 큰 절연막(27)을 형성한다.Next, as shown in Fig. 9E, an insulating
이어서 도9f에 도시된 바와 같이, 절연막(32)이 노출되도록 절연막(34,36)을 제거하여 평탄화시킨다. 이 때 평탄화는 화학적기계적연마공정을 이용한다.9F, the insulating
이어서 도9g에 도시된 바와 같이, 칼라필터(37)와, OCL(38)을 형성하고 마이크로 렌즈(39)를 형성한다.Then, as shown in Fig. 9G, the
여기서 절연막(34,36)은 마이크로 렌즈를 통과한 빛이 포토다이오드로 집속될 때에 빛이 전반사되어 광경로를 벗어나지 않도록 전반사를 할 수 있는 굴절율을 가지도록 하는 어떠한 물질도 상관없다.Herein, the insulating
이렇게 완성된 시모스 이미지센서는 마이크로 렌즈를 통과한 빛이 포토다이오드로 도달하는 광경로에서 전반사가 일어나서, 빛을 손실없이 포토다이오드로 집광시킬 수 있다.The completed CMOS image sensor is totally reflected in the optical path through which the light passing through the microlenses reaches the photodiode, thereby condensing the light onto the photodiode without loss.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and the present invention may be variously substituted, modified, and changed without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.
본 발명에 의해서 모듈 외부에서 들어오는 광원이 점광원과 같이 특이한 경우에도 센스의 경계부분에 입사되는 광을 광통로 내부에서 전반사시켜 센스경계부분이 광을 받지 못하게 되거나 약하게 받게 되어 외부에서 들어온 상의 바깥부분을 제대로 표현하지 못하는 현상을 제거할 수 있다.According to the present invention, even when the light source coming from the outside of the module is unusual, such as a point light source, the light incident on the boundary of the sense is totally reflected inside the light path so that the sense boundary part does not receive light or is weakly received. This can eliminate the phenomenon of not expressing properly.
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KR20030037850A (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of manufacturing image sensor to improve sensitivity |
KR20050020408A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-04 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Method for improving sensitivity of cmos image sensor |
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