KR100781494B1 - 이미지센서칩 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 완제품의 이미지센서칩에 높은 에너지의 광이 입사함에 따른 칩의 특성 저하를 억제하도록 한 이미지센서칩을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 이미지센서칩은 화소블록과 주변블록으로 이루어진 이미지센서칩에 있어서, 상기 화소블록과 주변블록 사이의 잉여 영역에 히팅라인이 구비되며, 히팅라인은 메탈라인이되 상기 메탈라인은 다수의 라인 형태의 메탈로 이루어진 라인그룹일 수 있고, 히팅라인은 화소블록내 감광막을 이용하는 부분에 영향을 미치지 않도록 100℃∼150℃의 온도로 큐어링된다.
이미지센서, 칩, 큐어링, 메탈라인, 히팅라인
Description
도 1은 종래기술에 따른 이미지센서칩의 평면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지센서칩의 평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21 : 화소블록 22a,22b,22c : 주변블록
23 : 메탈라인
본 발명은 반도체소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 이미지센서의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, CMOS 이미지센서의 단위화소(Unit Pixel)는 하나의 포토다이오드(Photodiode; PD)와 네 개의 NMOS(Tx,Rx,Sx,Dx)로 구성되며, 네 개의 NMOS(Tx,Rx,Sx,Dx)는 포토다이오드(PD)에서 집속된 광전하(Photo-generated charge)를 플로팅디퓨젼영역(Floating Diffusion; FD)으로 운송하기 위한 트랜스퍼트랜지스터(Transfer transistor; Tx), 원하는 값으로 노드의 전위를 세팅하고 전하(Cpd)를 배출하여 플로팅디퓨젼영역(FD)을 리셋(Reset)시키기 위한 리셋트랜지스터(Reset transistor; Rx), 소오스팔로워-버퍼증폭기(Source Follower Buffer Amplif ier) 역할을 하는 드라이브트랜지스터(Drive transistor; Dx), 스위칭으로 어드레싱(Addressing)을 할 수 있도록 하는 셀렉트트랜지스터(Select transistor; Sx)로 구성된다.
여기서 트랜스퍼트랜지스터(Tx) 및 리셋트랜지스터(Rx)는 네이티브트랜지스터(Native NMOS)를 이용하고 드라이브트랜지스터(Dx) 및 셀렉트트랜지스터(Sx)는 일반적인 트랜지스터(Normal NMOS)를 이용하며, 리셋트랜지스터(Rx)는 CDS(Correlated Double Sampling)를 위한 트랜지스터이다.
상기와 같은 CMOS 이미지센서의 단위화소(Unit Pixel)는 네이티브트랜지스터(Native Transistor)를 사용하여 포토다이오드영역(PD)에서 가시광선파장대역의 광을 감지한 후 감지된 광전하(Photogenerated charge)를 플로우팅디퓨전영역(FD)으로, 즉 드라이브트랜지스터(Dx)의 게이트로 전달한 양을 출력단(Vout)에서 전기적신호로 출력한다.
도 1은 종래기술에 따른 이미지센서칩의 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 이미지센서칩(10)은 광감지영역이 존재하는 화소블록(11)과 그 밖의 주변블록들(12a,12b,12c)으로 구성되며, 주변블록(12a,12b,12c)은 로직회로가 구비된 로직블록(Logic block), 아날로그디지탈컨버터(Analog Digital Converter)가 구비된 ADC블록, 버퍼 블록(buffer block) 등이다.
그러나, 종래기술은 완제품의 이미지센서칩을 사용시 높은 에너지를 가진 빛이 계속 입사되기 때문에 시간이 지날수록 수명이 저하되며, 이처럼 높은 에너지의 빛이 입사되면 게이트산화막 및 기판에 영향을 주어 암전류(dark current)가 증가하는 단점이 있다.
또한, 칩으로 완제품이 된 후 자연적으로 발생한 높은 에너지의 광은 막을 수 없고, 이 때문에 유발되는 전하트랩(charge trap), 계면트랩(interface trap), 베이컨시(vacancy) 등으로 인해 발생되는 칩의 특성 및 수명 저하를 피할 수 없다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 완제품의 이미지센서칩에 높은 에너지의 광이 입사함에 따른 칩의 특성 및 수명 저하를 억제하는데 적합한 이미지센서칩을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이미지센서칩은 화소블록과 주변블록으로 이루어진 이미지센서칩에 있어서, 상기 화소블록과 주변블록 사이의 잉여 영역에 히팅라인이 구비됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 히팅라인은 메탈라인이되, 상기 메탈라인은 다수의 라인 형태의 메탈로 이루어진 라인그룹인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 히팅라인은 화소블록내 감광막을 이용하는 부분에 영향을 미치지 않도록 100℃∼150℃의 온도로 큐어링되는 것을 특징으로 한다.
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.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지센서칩의 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이미지센서칩(20)에 히팅라인으로 이용하기 위한 메탈라인(23)을 추가하며, 이 메탈라인(23)은 광감지영역이 존재하는 화소블록(21)과 주변블록들(22a, 22b, 22c)을 제외한 잉여 영역에 위치한다. 여기서, 주변블록들(22a, 22b, 22c)은 로직회로가 구비된 로직블록, 아날로그디지탈컨버터가 구비된 ADC블록, 버퍼블록 등이다.
한편, 메탈라인(23)은 그의 상세도를 살펴보면, 다수의 라인 형태의 메탈로 이루어진 라인(line) 그룹일 수 있다.
상술한 바와 같은 메탈라인(23)을 추가하고, 주기적으로 100℃∼150℃의 온도로 큐어링(어닐링)하면 완제품의 이미지센서칩(20)에 높은 에너지의 광이 입사되는 경우에 발생되는 칩의 특성저하를 보상해줄 수 있다.
이때, 100℃∼150℃의 온도는 이미지센서칩(20)의 화소블록(21)내 칼라필터, OCL(Over Coating Layer), 마이크로렌즈에 영향을 미치지 않는 온도이다.
참고로, 이들을 형성하는 물질로 감광막(photoresist)을 이용하는데, 감광막은 200℃의 온도 이상에서 특성이 변하는 것으로 알려져 있다.
이와 같이, 주기적인 큐어링을 실시하면 높은 에너지의 입사광에 따른 칩의 특성저하, 예컨대 암전류 및 전하전송효율 저하의 소스를 제거한다.
한편, 주기적으로 이미지센서칩을 큐어링하기 위해 큐어링을 프로그램화하여주기적으로 적용되도록 하고, 메탈라인으로 쉴드메탈(shield metal)을 이용할 수 있다.
상술한 실시예에서는 메탈라인을 이용하여 주기적으로 이미지센서칩을 큐어링하였으나, 화소블록과 주변블록들이 형성되고 남은 잉여 기판내에 접합층(junction)을 별도로 형성하여 이 접합층을 큐어링할 수 있다.
이때, 접합층은 화소블록과 주변블록들내 소자들과 전기적으로 연결되어서는 안된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메탈라인은 광차단을 위한 영역에 위치시켜 광차단층을 겸할 수 있다.
결국, 본 발명의 히팅라인은 이미지센서 제조 공정중 화소블록 및 주변블록내 소자들에 영향을 주지 않는 위치에 어느 공정에서라도 형성할 수 있다.
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 지식 을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상술한 본 발명은 주기적으로 완제품의 이미지센서칩을 큐어링하므로써 칩의 특성을 개선시킴과 더불어 이미지센서의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 화소블록과 주변블록으로 이루어진 이미지센서칩에 있어서,상기 화소블록과 주변블록 사이의 잉여 영역에 히팅라인이 구비됨을 특징으로 하는 이미지센서칩.
- 제1항에 있어서,상기 히팅라인은 메탈라인인 것을 특징으로 하는 이미지센서칩.
- 제2항에 있어서,상기 메탈라인은 다수의 라인 형태의 메탈로 이루어진 라인그룹인 것을 특징으로 하는 이미지센서칩.
- 제1항에 있어서,상기 히팅라인은 100℃∼150℃의 온도로 주기적으로 큐어링되는 것을 특징으로 하는 이미지센서칩.
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