KR100720480B1 - 씨모스 이미지 센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로렌즈부터 포토다이오드까지의 초점 길이를 줄여 크로스토크 및 감도를 개선시켜 씨모스 이미지 센서의 해상도를 향상시킨 씨모스 이미지 센서에 관한 것으로, 다수개의 포토다이오드와 트랜지스터들이 형성된 반도체 기판; 상기 반도체 기판상에 5000Å 내지 6000Å 두께로 형성된 제 1 층간 절연막; 상기 제 1 층간 절연막상에 3500Å 내지 5070Å 미만의 두께로 형성된 제 1 금속배선; 상기 제 1 금속 배선을 포함한 상기 반도체 기판 전면에 3000Å 내지 5000Å두께로 형성된 제 2 층간 절연막; 상기 제 2 층간 절연막상에 3000Å 내지 4000Å 두께로 형성된 제 2 금속배선; 상기 제 2 금속 배선을 포함한 반도체 기판 전면에 4500Å 내지 6500Å 두께로 형성된 제 3 층간 절연막; 상기 제 3 층간 절연막상에 5000Å 내지 9000Å 두께로 형성된 제 3 금속배선; 그리고 상기 제 3 금속 배선을 포함한 반도체 기판 전면에 3000Å 내지 4000Å두께로 형성된 제 4 층간 절연막을 포함하여 구성된 것이다.
포토다이오드, 층간 절연막, 금속 배선, 마이크로렌즈, 씨모스 이미지 센서
Description
도 1은 일반적인 3T형 CMOS 이미지 센서의 등가 회로도
도 2는 일반적인 3T형 CMOS 이미지 센서의 단위화소를 나타낸 레이아웃도
도 3은 종래 기술에 의한 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명에 따른 제 1 층간 절연막 형성 후 X-SEM 사진
도 6은 본 발명에 따른 제 1 금속 배선 형성 후 X-SEM 사진
도 7은 본 발명에 따른 제 2 층간 절연막 형성 후 X-SEM 사진
도 8은 본 발명에 따른 제 2 금속 배선 및 제 3 층간 절연막 형성 후 X-SEM사진
도 9는 본 발명에 따른 제 3 금속 배선 형성 후 X-SEM 사진
도 10a 내지 도 10b는 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 백색 신호 출력 및 저 조도 출력 특성 그래프
도 11은 종래와 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 감도 특성 비교 그래프
도 12는 종래와 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 잡음 비 특성 비교 그래프
도 13은 본 발명에 따른 스펙트럼 응답(Spectral Response) 비교 그래프
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
111 : 반도체 기판 112 : 포토다이오드
113 : 트랜지스터 114, 115, 116, 117 : 층간 절연막
118 :평탄화층 119 : 칼라필터층
120 : 마이크로렌즈
본 발명은 씨모스 이미지 센서의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 포토다이오드에 입사되는 빛의 투과율을 향상시키도록 한 씨모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor)의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 CMOS 공정을 이용하여 제조되는 씨모스 이미지 센서는 낮은 소비전력, 낮은 공정 단가 및 높은 수준의 집적도 등의 많은 장점들을 가지고 있다. 특히 최근의 기술적 진보로 인해 씨모스 이미지 센서는 여러 응용 분야에서 고체촬상소자(Charge Coupled Devices; CCD)의 대안으로 각광을 받고 있다.
그러나, 씨모스 이미지 센서는 픽셀 크기(Pixel Size)가 작아지고, 다층 금속층(Multi metal layer)을 사용하면서 광학적 분산(Optical Scattering)에 의한 크로스토크(Crosstalk) 및 감도(Sensitivity)가 문제점으로 대두되고 있다. 이러한 크로스토크는 이미지 래징(image lagging) 현상을 유발하는 원인 되며, 또한 감도 (Sensitivity)의 저하는 저조도 특성에 문제를 야기시킨다.
상기 크로스토크는 특정 화소(Pixel)에 빛이 입사했을 때, 이 빛이 인접한 화소에 영향을 미쳐 이미지 래징(Image lagging)과 같은 현상을 일으키는 것을 말한다. 그리고, 화소 감도는 광량에 비례해서 출력되는 전압을 의미한다. 즉 빛에 대한 감도를 의미한다.
씨모스 이미지 센서에서 크로스토크의 발생 원인을 다음과 같이 3가지로 나누어 볼 수 있다.
첫째, 스펙트럴 크로스토크(Spectral Crosstalk)은 불완전한 칼라필터(Color Filter)를 통하여 원하지 않는 빛이 통과해서 발생하게 된 경우이다.
둘째, 전기적 크로스토크(Electrical Crosstalk)는 장파장으로 생긴 캐리어(Carrier)들이 인접한 화소로 넘어가서 크로스토크를 유발시키게 되는 경우이다. 이러한 전기적 크로스토크는 기판에 깊은 웰(Deep P-well and N-well)을 형성 시킴으로서 장파장으로 생긴 전자들이 인접한 화소로 넘어가는 것을 막을 수 있다.
마지막으로, 광학 공간 크로스토크(Optical spatial Crosstalk)는 크로스토크를 유발시키는 가장 중요한 원인이라고 볼 수 있는데, 포토다이오드와 마이크로 렌즈는 금속과 층간절연막으로 인해 화소 표면으로부터 일정한 초점거리를 두고 떨어져 있다.
이 때, 소수의 빛이 일정한 각(Angle)을 가지고 마이크로 렌즈와 칼라필터를 통해 입사하게 되면, 부분적으로 인접한 화소에 흡수 될 수 있고, 이것이 크로스토크를 유발시킬 수 있으나 그 영향은 미비하다.
그러나 초점거리(Focal length) 차이에 따른 빛의 강도(Intensity) 차이와 이에 따른 빛의 손실은 크로스토크 및 감도(sensitivity)에 큰 영향을 미친다. 이러한 광학 공간 크로스토크는 마이크로렌즈의 최적화(Optimization) 및 픽셀 표면(pixel surface)에서 마이크로렌즈까지의 초점거리를 줄임으로서 빛의 강도(intensity)가 향상되고 포토다이오드 밖으로 나가는 빛의 손실을 줄여 크로스토크을 줄일 수 있다.
빛이 수직으로 입사 되는 경우에도 초점거리가 길어짐에 따라 포토다이오드 상부의 강도가 감소하고 빕 스폿 사이즈(beam spot size)가 증가하게 되어 크로스토크 증가 및 감도의 감소가 발생하게 된다.
상기와 같은 CMOS 이미지 센서는 트랜지스터의 개수에 따라 3T형, 4T형, 5T형 등으로 구분된다. 3T형은 단위 화소가 1개의 포토다이오드와 3개의 트랜지스터로 구성되며, 4T형은 단위 화소가 1개의 포토다이오드와 4개의 트랜지스터로 구성된 것이다.
상기 3T형 CMOS 이미지 센서의 단위화소에 대한 레이아웃(lay-out)을 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 3T형 CMOS 이미지 센서의 등가 회로도이고, 도 2는 일반적인 3T형 CMOS 이미지 센서의 단위화소를 나타낸 레이아웃도이다.
일반적인 3T형 씨모스 이미지 센서의 단위 화소는, 도 1에 도시된 바와 같이, 1개의 포토다이오드(PD; Photo Diode)와 3개의 nMOS 트랜지스터(T1, T2, T3)로 구성된다. 상기 포토다이오드(PD)의 캐소드는 제 1 nMOS 트랜지스터(T1)의 드레인 및 제 2 nMOS 트랜지스터(T2)의 게이트에 접속되어 있다.
그리고, 상기 제 1, 제 2 nMOS 트랜지스터(T1, T2)의 소오스는 모두 기준 전압(VR)이 공급되는 전원선에 접속되어 있고, 제 1 nMOS 트랜지스터(T1)의 게이트는 리셋신호(RST)가 공급되는 리셋선에 접속되어 있다.
또한, 제 3 nMOS 트랜지스터(T3)의 소오스는 상기 제 2 nMOS 트랜지스터의 드레인에 접속되고, 상기 제 3 nMOS 트랜지스터(T3)의 드레인은 신호선을 통하여 판독회로(도면에는 도시되지 않음)에 접속되고, 상기 제 3 nMOS 트랜지스터(T3)의 게이트는 선택 신호(SLCT)가 공급되는 열 선택선에 접속되어 있다.
따라서, 상기 제 1 nMOS 트랜지스터(T1)는 리셋 트랜지스터(Rx)로 칭하고, 제 2 nMOS 트랜지스터(T2)는 드라이브 트랜지스터(Dx), 제 3 nMOS 트랜지스터(T3)는 선택 트랜지스터(Sx)로 칭한다.
일반적인 3T형 CMOS 이미지 센서의 단위 화소는, 도 2에 도시한 바와 같이, 액티브 영역(10)이 정의되어 액티브 영역(10) 중 폭이 넓은 부분에 1개의 포토다이오드(20)가 형성되고, 상기 나머지 부분의 액티브 영역(10)에 각각 오버랩되는 3개의 트랜지스터의 게이트 전극(120, 130, 140)이 형성된다.
즉, 상기 게이트 전극(120)에 의해 리셋 트랜지스터(Rx)가 형성되고, 상기 게이트 전극(130)에 의해 드라이브 트랜지스터(Dx)가 형성되며, 상기 게이트 전극(140)에 의해 선택 트랜지스터(Sx)가 형성된다.
여기서, 상기 각 트랜지스터의 액티브 영역(10)에는 각 게이트 전극(120, 130, 140) 하측부를 제외한 부분에 불순물 이온이 주입되어 각 트랜지스터의 소오 스/드레인 영역이 형성된다.
따라서, 상기 리셋 트랜지스터(Rx)와 상기 드라이브 트랜지스터(Dx) 사이의 소오스/드레인 영역에는 전원전압(Vdd)이 인가되고, 상기 셀렉트 트랜지스터(Sx) 일측의 소오스/드레인 영역은 판독회로(도면에는 도시되지 않음)에 접속된다.
상기에서 설명한 각 게이트 전극(120, 130, 140)들은, 도면에는 도시되지 않았지만, 각 신호 라인에 연결되고, 상기 각 신호 라인들은 일측 끝단에 패드를 구비하여 외부의 구동회로에 연결된다.
도 3은 종래 기술에 의한 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도이다.
종래 씨모스 이미지 센서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 센싱부와 주변 구동부로 정의된다.
따라서, 반도체 기판(11)상에 액티브 영역을 정의하기 위한 필드 산화막(도시되지 않음)이 형성되어 있고, 상기 액티브 영역의 반도체 기판(11)에는 다수개의 포토다이오드(PD)(12)와 트랜지스터(13)들이 형성되어 있다.
그리고, 상기 포토다이오드(12)와 트랜지스터(13)를 포함하는 전체 구조상에 제 1 층간 절연막(14)이 형성된다.
이 때, 상기 포토다이오드(12)의 표면에서 상기 제 1 층간 절연막(14)의 높이(두께)는 약 7450Å정도이다.
상기 제 1 층간 절연막(14)상에는 단위 화소를 구성하는 다수개의 금속배선(M1,M2,M3)들이 상기 포토다이오드(12)로 입사되는 빛을 막지 않도록 배치되어 있다.
이 때, 상기 각층의 단위화소 구성용 금속배선(M1,M2,M3)들 사이에는 전기적 절연을 위한 제 2 내지 제 4 층간 절연막(15,16,17)과 평탄화층(18)이 형성되어 있다.
즉, 상기 제 1 층간 절연막(14)상에 5070Å 두께로 제 1 금속배선(M1)이 형성되고, 상기 제 1 금속 배선(M1)을 포함한 기판 전면에 제 2 층간 절연막(15)이 7300Å 두께로 형성된다.
그리고, 상기 제 2 층간 절연막(15)상에 5070Å 두께로 제 2 금속배선(M2)이 형성되고, 상기 제 2 금속 배선(M2)을 포함한 기판 전면에 제 3 층간 절연막(16)이 7300Å 두께로 형성된다.
또한, 상기 제 3 층간 절연막(16)상에 9630Å 두께로 제 3 금속배선(M3)이 형성되고, 상기 제 3 금속 배선(M3)을 포함한 기판 전면에 제 4 층간 절연막(17)이 4000Å 두께로 형성된다.
그리고, 상기 제 4 층간 절연막(17)위에 평탄화층(18)이 3000Å 두께로 형성된다.
또한, 상기 센싱부의 상기 평탄화층(18)상에는 컬러 이미지(Color Image) 구현을 위한 R, G B 컬러 필터층(19)이 형성되어 있고, 상기 컬러 필터층(19)상에 마이크로렌즈(micro-lens)(20)가 형성되어 있다.
여기서, 상기 마이크로 렌즈(20)는 포토레지스트(photo resist)를 도포하고 상기 포토다이오드(12) 상부에 남도록 패터닝한 후에 베이킹(backing)을 통해 포토레지스트를 리플로우하여 원하는 곡률을 얻고 있다.
상기와 같은 마이크로렌즈(20)는 입사광을 포토다이오드(12)까지 집약시켜 보내주는 중요한 역할을 하고 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 씨모스 이미지 센서에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래의 씨모스 이미지 센서에 있어서는, 소자가 고집적화되면서 다수개의 금속 배선들을 적층해야 하고, 이에 따라 각 금속 배선들을 절연시키기 위한 다수개의 층간 절연막들이 요구되면서 상기 마이크로렌즈와 포토다이오드간의 거리가 멀어져 상기 마이크로렌즈만으로는 상기 포토다이오드까지 적절하게 빛을 모을 수가 없게 되었다.
즉, 센싱부에는 금속배선(M1,M2)의 층수가 2층밖에 안됨에도 불구하고 제 2 내지 제 4 층간 절연막(15,16,17)이 적층되어 있으므로 마이크로렌즈(20)로부터 실제 빛을 받는 포토다이오드(12)까지 두꺼운 막이 존재하여 빛을 약하게 만들어 이미지의 질이 떨어진다.
또한, 상기 마이크로렌즈(20)와 포토다이오드(12) 사이의 거리가 멀어져 광학 공간 크로스토크(Optical spatial Crosstalk)가 발생하므로 빛의 감도가 저하되어 화질을 열화시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 마이크로렌즈부터 포토다이오드까지의 초점 길이를 줄여 크로스토크 및 감도를 개선시키므로 씨모스 이미지 센서의 해상도를 향상시키도록 한 씨모스 이미지 센서의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 씨모스 이미지 센서는, 다수개의 포토다이오드와 트랜지스터들이 형성된 반도체 기판; 상기 반도체 기판상에 5000Å 내지 6000Å 두께로 형성된 제 1 층간 절연막; 상기 제 1 층간 절연막상에 3500Å 내지 5070Å 미만의 두께로 형성된 제 1 금속배선; 상기 제 1 금속 배선을 포함한 상기 반도체 기판 전면에 3000Å 내지 5000Å두께로 형성된 제 2 층간 절연막; 상기 제 2 층간 절연막상에 3000Å 내지 4000Å 두께로 형성된 제 2 금속배선; 상기 제 2 금속 배선을 포함한 반도체 기판 전면에 4500Å 내지 6500Å 두께로 형성된 제 3 층간 절연막; 상기 제 3 층간 절연막상에 5000Å 내지 9000Å 두께로 형성된 제 3 금속배선; 그리고 상기 제 3 금속 배선을 포함한 반도체 기판 전면에 3000Å 내지 4000Å두께로 형성된 제 4 층간 절연막을 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서 및 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제 1 층간 절연막 형성 후 X-SEM 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 제 1 금속 배선 형성 후 X-SEM 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 제 2 층간 절연막 형성 후 X-SEM 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 제 2 금속 배선 및 제 3 층간 절연막 형성 후 X-SEM 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 제 3 금속 배선 형성 후 X-SEM 사진이다.
본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 센싱부와 주변 구동부로 정의된다.
상기 센싱부의 반도체 기판(111)상에 액티브 영역을 정의하기 위한 필드 산화막(도시되지 않음)이 형성되어 있고, 상기 액티브 영역의 반도체 기판(111)에는 다수개의 포토다이오드(PD)(112)와 트랜지스터(113)들이 형성되어 있다.
그리고, 상기 포토다이오드(112)와 트랜지스터(113)를 포함하는 전체 구조상에 제 1 층간 절연막(114)을 형성한다.
이 때, 상기 포토다이오드(112)의 표면에서 상기 제 1 층간 절연막(114)의 높이(두께)를 약 5000~6000Å정도까지 낮추었다. 즉, 상기 제 1 층간 절연막(114)의 두께를 6000Å로 낮추고, X-SEM으로 측정할 결과 이방성 식각(RIE)시에 발생할 수 있는 액티브 영역의 데미지(active damage)가 발생하지 않고, 상기 제 1 층간 절연막(114)의 두께가 균일하게 형성됨을 확인하였다 (도 5 참조).
그리고, 상기 제 1 층간 절연막(114)상에 3500Å 내지 5070Å 미만의 두께로 제 1 금속배선(M1)을 형성한다. 즉, 제 1 금속 배선(M1)을 3500Å 두께로 형성하고 X-SEM으로 측정할 결과를 도 6에 도시하였다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 금속 배선(M1)의 두께를 감소시켜, 상기 금속 배선을 패터닝하기 위한 포토레지스트의 두께를 낮출 수 있으므로 공정 마진을 향상킬 수 있을 뿐만아니라, 다음에 형성될 제 2 층간 절연막의 단차를 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
상기 제 1 금속 배선(M1)을 포함한 기판 전면에 제 2 층간 절연막(115)을 3000Å 내지 5000Å두께로 형성한다. 도 7에는 상기 제 2 층간 절연막(115)을 4000Å으로 형성하고 X-SEM으로 측정할 결과를 나타내었다.
상기 제 2 층간 절연막(115)상에 3000Å 내지 4000Å 두께로 제 2 금속배선(M2)을 형성하고, 상기 제 2 금속 배선(M2)을 포함한 기판 전면에 제 3 층간 절연막(116)을 4500Å 내지 6500Å 두께로 형성한다. 이와 같은 조건, 즉, 3500Å 두께로 제 2 금속배선(M2)을 형성하고, 상기 제 2 금속 배선(M2)을 포함한 기판 전면에 제 3 층간 절연막(116)을 5500Å 두께로 형성한 후, X-SEM으로 측정할 결과를 도 8에 나타내었다.
또한, 상기 제 3 층간 절연막(116)상에 5000Å 내지 9000Å 두께로 제 3 금속배선(M3)을 형성하고, 상기 제 3 금속 배선(M3)을 3000Å 내지 4000Å두께로 덮도록 기판의 전면에 제 4 층간 절연막(117)을 형성한다. 도 9는 상기 제 3 금속 배선(M3)을 7000Å 두께로 형성하고 X-SEM으로 측정할 결과를 나타낸 것이다.
상기 제 4 층간 절연막(117)위에 1000Å 내지 3000Å 두께로 평탄화층(118)을 형성한다.
또한, 상기 센싱부의 상기 평탄화층(118)상에는 컬러 이미지(Color Image) 구현을 위한 R, G B 컬러 필터층(119)을 형성하고, 상기 컬러 필터층(119)상에 마이크로렌즈(micro-lens)(120)를 형성한다.
여기서, 상기 마이크로 렌즈(120)는 포토레지스트(photo resist)를 도포하고 상기 포토다이오드(112) 상부에 남도록 패터닝한 후에 베이킹(backing)을 통해 포 토레지스트를 리플로우하여 원하는 곡률을 얻고 있다.
상기와 같은 마이크로렌즈(120)는 입사광을 포토다이오드(112)까지 집약시켜 보내주는 중요한 역할을 하고 있다.
여기서, 상기 각 층간 절연막은 USG, PSG, BSG, BPSG 중에서 어느 하나의 물질로 형성되고, 각 층간 절연막은 상기에서 언급한 두께 이상으로 증착되고 CMP 공정에 의해 원하는 두께로 형성된다.
상기에서 언급된 조건을 만족하도록, 상기 제 1 층간 절연막(114)의 두께를 약 6000Å, 상기 제 1 금속 배선(M1)의 두께를 약 3500Å, 상기 제 2 층간 절연막(115)의 두께를 4000Å, 상기 제 2 금속 배선(M2)의 두께를 3500Å, 상기 제 3 층간 절연막(116)의 두께를 5500Å, 상기 제 3 금속배선(M3)의 두께를 7000Å, 상기 제 4 층간 절연막(117)의 두께를 11000Å, 상기 평탄화층(118)의 두께를 2000Å 정도로 형성한 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 특성을 검사하였다.
도 10은 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 백색 신호 출력(도 10a) 및 저 조도 출력 특성(도 10b) 그래프이고, 도 11은 종래와 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 감도 특성 비교 그래프이며, 도 12는 종래와 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서의 잡음 비 특성 비교 그래프이다.
상기와 같은 조건으로 본 발명의 씨모스 이미지 센서를 만들어 종래와 비교하였다. 즉, 표준 조도하에서 이미지 센서의 출력을 측정하기 위해, 조도와 시간을 설정하고 이미지 센서의 출력을 측정하는 백색 신호 감도(White Signal Sensitivity)(도 10a 참조)와, 빛의 세기를 저조도 상태에서 이미지 센서의 출력을 측정하는 저조도 특성(도 10b)을 측정하였다.
그리고, 이와 같이 측정된 결과를 가지고 감도 특성을 비교하면, 도 11과 같다. 즉, 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서가 광량이 적은 저조도 조건에서 출력 값이 종래보다 더 크게 나타나고, 감도도 종래에 비해 향상됨을 알 수 있다.
또한, 이와 같이 측정된 결과를 가지고 잡음비를 비교하면, 도 12와 같다. 즉, 균일한 광원을 씨모스 이미지 센서에 비출 때, 균일한 데이터가 출력되어야 한다. 그러나 저조도 환경에서 신호는 작아지고 반면에 노이즈(Noise)는 변하지 않으므로 잡음 비가 작아지는 현상을 보인다. 도 12에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서가 잡음 대비 출력 신호의 크기가 크게 나타난다.
도 13은 본 발명에 따른 스펙트럼 응답(Spectral Response) 비교 그래프이다.
일반적으로 R,G,B 칼라 필터 어레이는, 녹색 50%, 청색 25% 및 적색 25% 비율을 갖는다. 그런데, 도 13에서, 본 발명에 따른 씨모스 이미지 센서에서는 청색 파장에서 녹색의 스펙트럼 응답이 많이 줄어들어 크로스토크가 향상됨을 알 수 있다. 즉, 청색 파장대의 빛이 녹색 픽셀에 끼치는 빛의 양이 줄어들었음을 알 수 있다.
또한, 청색과 적색의 스펙스럼 응답 값이 향상되었음을 알 수 있으며, 이는 청색과 적색 파장대의 빛이 인접 픽셀에 영향을 미치는 정도가 줄어들었음을 증명한 것이다. 따라서, 빛의 활용도가 높아져 크로스토크가 개선되었음을 짐작할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 구조는 3T형, 4T형, 5T형 CMOS 이미지 센서에 모두 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 씨모스 이미지 센서 및 그의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
각 금속 배선 및 각 층간 절연막의 두께를 낮추어 상기 마이크로렌즈부터 포토다이오드까지의 초점 길이가 줄여든다. 따라서, 상기 마이크로렌즈와 포토다이오드 사이의 광학 공간 크로스토크(Optical spatial Crosstalk) 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 마이크로렌즈가 해당 포토다이오드 영역에 보다 많은 빛을 모을 수 있고, 포토다이오드에 입사되는 빛의 세기를 증가시키므로 씨모스 이미지 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.
Claims (3)
- 다수개의 포토다이오드와 트랜지스터들이 형성된 반도체 기판;상기 반도체 기판상에 5000Å 내지 6000Å 두께로 형성된 제 1 층간 절연막;상기 제 1 층간 절연막상에 3500Å 내지 5070Å 미만의 두께로 형성된 제 1 금속배선;상기 제 1 금속 배선을 포함한 상기 반도체 기판 전면에 3000Å 내지 5000Å두께로 형성된 제 2 층간 절연막;상기 제 2 층간 절연막상에 3000Å 내지 4000Å 두께로 형성된 제 2 금속배선;상기 제 2 금속 배선을 포함한 반도체 기판 전면에 4500Å 내지 6500Å 두께로 형성된 제 3 층간 절연막;상기 제 3 층간 절연막상에 5000Å 내지 9000Å 두께로 형성된 제 3 금속배선; 그리고상기 제 3 금속 배선을 3000Å 내지 4000Å두께로 덮도록 기판의 전면에 형성된 제 4 층간 절연막을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 4 층간 절연막위에 1000Å 내지 3000Å 두께로 형성된 평탄화층을 더 포함함을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토다이오드에 상응하는 부분에 형성되는 R, G B 컬러 필터층; 그리고상기 R,G,B 컬러 필터층상에 형성되는 마이크로렌즈를 더 포함함을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.
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Citations (2)
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| JP2003051585A (ja) | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Sony Corp | 固体撮像素子およびその製造方法 |
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-
2005
- 2005-11-21 KR KR1020050111253A patent/KR100720480B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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