KR100825810B1 - 줌 렌즈 용 이미지 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents
줌 렌즈 용 이미지 센서 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100825810B1 KR100825810B1 KR1020070019918A KR20070019918A KR100825810B1 KR 100825810 B1 KR100825810 B1 KR 100825810B1 KR 1020070019918 A KR1020070019918 A KR 1020070019918A KR 20070019918 A KR20070019918 A KR 20070019918A KR 100825810 B1 KR100825810 B1 KR 100825810B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- interlayer insulating
- metal wires
- image sensor
- forming
- zoom lens
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14636—Interconnect structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
줌 렌즈 용 이미지 센서 및 그 제조 방법이 개시된다. 상기 이미지 센서는 줌 렌즈(zoom lens)를 통과한 빛을 감지하는 이미지 센서에 있어서, 반도체 기판, 복수의 층간 절연막들, 복수의 금속 배선들 및 복수의 마이크로 렌즈들을 구비한다. 상기 반도체 기판에는 복수의 포토 다이오드들이 형성된다. 상기 복수의 층간 절연막들은 상기 복수의 포토 다이오드들이 형성되는 반도체 기판의 상부에 형성된다. 상기 복수의 금속 배선들은 상기 각각의 층간 절연막 상에 형성된다. 상기 복수의 마이크로 렌즈들은 상기 복수의 층간 절연막들 중 최상층의 층간 절연막의 상부에 형성되고 상기 줌 렌즈를 통과한 빛이 입사한다. 상기 복수의 층간 절연막들 중 하나의 층간 절연막 상에 형성된 상기 복수의 금속 배선들은 동일한 폭을 가진다. 상기 줌 렌즈 용 이미지 센서 및 그 제조 방법은 기존의 금속 배선에 금속 배선을 추가로 형성하여 줌 렌즈를 사용하여 배율이 달라지는 경우에도 비대칭의 포토 다이오드에서 감지되는 빛의 양을 동일하게 만들어줌으로써 Gr과 Gb의 감도차 및 컬러 틴트(tint) 현상이 발생하지 않을 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래의 이미지 센서의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에서 줌 렌즈를 사용한 경우 배율에 따라 포토 다이오드에 입사하는 빛을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 이미지 센서의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 이미지 센서의 각각의 포토 다이오드에 입사되는 빛의 양을 설명하기 위한 이미지 센서의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 제조 방법의 흐름도이다.
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 특히 줌 렌즈(zoom lens)용 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치 중 이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 장치로서, 대표적인 이미지 센서 소자로는 CMOS 이미지 센서(CMOS Image sensor)와 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)가 있다. 상기 CMOS 이미지 센서 또는 전하결합소자(CCD)등의 이미지 센서는 영상을 얻기 위해 렌즈를 사용하는데, 상기 렌즈에 의해 이미지 센서의 각 영역에는 서로 다른 각도의 빛이 입사하게 된다.
도 1은 종래의 이미지 센서(100)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서(100)는 복수의 포토 다이오드들(PD_0, PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)이 형성되는 반도체 기판(110), 층간 절연막(220), 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4) 및 복수의 마이크로 렌즈들(ML_0, ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)을 구비한다.
즉, 이미지 센서(100)는 복수의 포토 다이오드들(PD_0, PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)이 형성되는 반도체 기판(110)의 상부에 여러 층의 층간 절연막(220)이 형성된다. 상기 각각의 층간 절연막(220)에는 복수의 배선들(MT)이 형성된다. 배선(MT)은 상기 포토 다이오드들과 오버랩되지 않는 영역에 배치되는데, 금속으로 형성되는 금속 배선(MT)의 경우에는 광차단막의 역할을 겸하게 된다. 상기 층간 절연막(220)의 상부에는 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4)이 형성된다. 상기 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4)의 상부에는 복수의 마이크로 렌즈들(ML_0, ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)이 형성된다. 상기 층간 절연막(220)과 복수의 컬러 필터들 사이 및 상기 복수의 컬러 필터들과 상기 복수의 마이크로 렌즈들(ML_0, ML_1, ML_2, ML_3, ML_4) 사이에는 소위 오버 코팅 래이어(OCL : Over-Coating Layer)라고 하는 평탄화막(240)이 형성된다. 또한, 도 1에는 도시하지 않았으나 마이크로 렌즈의 상부에는 외부에서 입사된 빛을 직접적으로 입력받아 상기 마이크로 렌즈들(ML_0, ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)로 전달하는 렌즈가 배치된다.
도 1의 화살표는 상기 렌즈를 통과한 빛의 경로를 나타낸다. 즉, 렌즈를 통과한 빛은 마이크로 렌즈(ML_2) 및 컬러 필터(CF_2)를 통과하여 포토 다이오드(PD_2)로 전달된다. 종래 줌 렌즈(zoom lens)를 사용하지 않고 일반적인 렌즈를 사용하는 경우 상기와 같이 빛의 경로는 항상 동일하므로 문제가 되지 않았다. 그러나, 최근 줌 렌즈를 사용하게 되면서 상기 줌 렌즈 사용에 따른 빛의 경로가 변하게 되어 마이크로 렌즈(ML_2)를 통과한 빛이 반드시 해당 포토 다이오드(PD_2)로 입사하지 않고 주변 포토 다이오드(PD_1, PD_3)로 입사하게 되는 문제가 발생 하였다.
도 2는 종래 기술에서 줌 렌즈(zoom lens)를 사용한 경우 배율에 따라 포토 다이오드에 입사하는 빛을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하여 저배율의 줌 렌즈를 사용한 경우 입사되는 빛(210_1, 210_2, 210_3, 210_4)과 고배율의 줌 렌즈를 사용한 경우 입사되는 빛(230_1, 230_2, 230_3, 230_4)의 양을 비교한다. 저배율의 줌 렌즈를 사용한 경우는 입사되는 빛(210_1, 210_2, 210_3, 210_4)이 모두 해당 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)로 전달되므로 문제가 되지 않는다. 그러나, 고배율의 줌 렌즈를 사용한 경우는 입사되는 빛(230_1, 230_2, 230_3, 230_4)이 모두 해당 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)로 전달되지 않는다. 즉, 일부 빛(250_1, 250_2)은 금속 배선(130_2, 130_4)에 막혀 해당 포토 다이오드(PD_1, PD_3)로 전달되지 않는다. 이러한 문제는 도 1에서도 알 수 있듯이 FD(floating diffusion) 공유 구조에서는 금속 배선(MT)이 모두 같은 폭을 가지고 있지 않기 때문이다. 즉, 도 1의 층간 절연막(220)을 살펴보면, 폭이 좁은 금속 배선(130_1, 130_3)과 폭이 넓은 금속 배선(130_2, 130_4)이 엇갈려서 형성되는 것을 알 수 있다. 따라서, 포토 다이오드(PD_1, PD_3)와 포토 다이오드(PD_2, PD_4)에 입사되는 빛이 양이 다르므로 감도 차이가 발생하게 되고 Gr과 Gb의 감도차가 발생하는 문제가 있다. Gr과 Gb의 감도차란 GRGB 타입의 이미지 센서에서 레드(Red) 픽셀들 옆의 그린(Gr) 픽셀들과 블루(Blue) 픽셀들 옆의 그린(Gb) 픽셀들 간에 감도의 차이가 발생하는 것을 의미한다. 또한, 컬러 틴트(tint), 즉, 화면의 컬러가 자연스럽게 연결되지 않고 블록 단위로 나뉘어져 색이 블록 단위로 디스플레이 되는 문제도 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 금속 배선에 금속 배선을 추가로 형성하여 줌 렌즈를 사용하는 경우에도 Gr과 Gb의 감도차 및 컬러 틴트(tint) 현상이 발생하지 않는 이미지 센서를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 이미지 센서를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 줌 렌즈(zoom lens)를 통과한 빛을 감지하는 이미지 센서에 있어서, 반도체 기판, 복수의 층간 절연막들, 복수의 금속 배선들 및 복수의 마이크로 렌즈들을 구비한다. 상기 반도체 기판에는 복수의 포토 다이오드들이 형성된다. 상기 복수의 층간 절연막들은 상기 복수의 포토 다이오드들이 형성되는 반도체 기판의 상부에 형성된다. 상기 복수의 금속 배선들은 상기 각각의 층간 절연막 상에 형성된다. 상기 복수의 마이크로 렌즈들은 상기 복수의 층간 절연막들 중 최상층의 층간 절연막의 상부에 형성되고 상기 줌 렌즈를 통과한 빛이 입사한다. 상기 복수의 층간 절연막들 중 하나의 층간 절연막 상에 형성된 상기 복수의 금속 배선들은 동일한 폭을 가진다.
상기 동일한 폭을 가지는 복수의 금속 배선들은 상기 복수의 금속 배선들 중 폭이 좁은 금속 배선의 양 측면에 금속 배선을 추가로 형성하여 상기 다른 금속 배선들과 동일한 폭을 가지는 것이 바람직하다.
상기 동일한 폭을 가지는 복수의 금속 배선들은 상기 최상층의 층간 절연막 상에 형성되는 복수의 금속 배선들인 것이 바람직하다.
상기 각각의 마이크로 렌즈는 대응하는 상기 각각의 포토 다이오드의 중심축과 다른 중심축을 가지는 것이 바람직하다.
상기 이미지 센서는 상기 최상층의 층간 절연막과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 형성되는 복수의 컬러 필터들을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이미지 센서는 상기 최상층의 층간 절연막과 상기 컬러 필터들 사이에 형성되는 제 1 평탄화막 및 상기 복수의 컬러 필터들과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 형성되는 제 2 평탄화막을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor) 또는 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)인 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 제조 방법은 줌 렌즈(zoom lens)를 통과한 빛을 감지하는 이미지 센서의 제조 방법에 있어서, 반도체 기판 상에 복수의 포토 다이오드들을 형성하는 단계, 상기 복수의 포토 다이오드들이 형성되는 반도체 기판의 상부에 복수의 층간 절연막들을 형성하는 단계, 상기 각각의 층간 절연막 상에 복수의 금속 배선들을 형성하는 단계 및 상기 층간 절연막들 중 최상층의 층간 절연막의 상부에 상기 줌 렌즈를 통과한 빛이 입사하는 복수의 마이크로 렌즈들을 형성하는 단계를 구비하고, 상기 복수의 금속 배선들을 형성하는 단계는 상기 복수의 층간 절연막들 중 하나의 층간 절연막 상에 형성된 상기 복수의 금속 배선들이 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 금속 배선들이 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계는 상기 복수의 금속 배선들의 폭을 비교하는 단계 및 상기 복수의 금속 배선들 중 폭이 좁은 금속 배선의 양 측면에 금속배선을 추가로 형성하여 상기 다른 금속 배선들과 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 금속 배선들이 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계는 상기 최 상층의 층간 절연막 상의 복수의 금속 배선들이 동일한 폭을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 이미지 센서의 제조 방법은 상기 최상층의 층간 절연막과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 복수의 컬러 필터들을 형성하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이미지 센서의 제조 방법은 상기 최상층의 층간 절연막과 상기 복수의 컬러 필터들 사이에 제 1 평탄화막을 형성하는 단계 및 상기 복수의 컬러 필터들과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 제 2 평탄화막을 형성하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서(300)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서(300)는 복수의 포토 다이오드들(PD_0, PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)이 형성되는 반도체 기판(310), 복수의 층간 절연막들(320_1, 32_2, 320_3, 320_4), 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4) 및 복수의 마이크로 렌즈들(ML_0, ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)을 구비한다.
반도체 기판(310)에는 복수의 포토 다이오드들(PD_0, PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)이 형성된다. 상기 각각의 포토 다이오드(Photo Diode)는 입력되는 빛의 광도에 대응하여 전기적 신호를 출력한다.
상기 복수의 포토 다이오들(PD_0, PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)이 형성되는 반도체 기판(310)의 상부에는 복수의 층간 절연막(320_1, 32_2, 320_3, 320_4)이 형성된다. 반도체 기판(310)에는 상기 각각의 포토 다이오드(PD_0, PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)에 인접하는 트랜지스터(미도시)가 형성되어 있는데, 상기 층간 절연막(320_1, 32_2, 320_3, 320_4)은 상기 트랜지스터의 게이트 전극을 여타의 금속 배선 등으로부터 절연시키는 역할을 한다.
상기 층간 절연막(320_1, 32_2, 320_3, 320_4)들 중 최상층의 층간 절연막(320_4)의 상부에는 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 각각의 컬러 필터(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4)는 각각의 포토 다이오드(PD_0, PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)에 대응하여 형성되며 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 컬러로 이루어지거나, 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta) 및 시안(Cyan)의 3가지 컬러로 이루어진다.
상기 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4)의 상부에는 복수의 마이크로 렌즈들(ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)이 형성된다. 최근에 이미지 센서는 광감도를 높여주기 위하여 광감지 부분 이외의 영역으로 입사하는 빛의 경로를 바꿔서 광감지 부분으로 모아주는 집광기술이 등장하였다. 이러한 집광을 위하여 사용되는 것이 상기 마이크로 렌즈이다. 상기 각각의 마이크로 렌즈(ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)는 대응하는 상기 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)의 중심축과 다른 중심축을 가지는 것이 바람직하다. 동일한 중심축을 가지는 경우 상기 마이크로 렌즈를 통과한 빛이 대응하는 포토 다이오드로 전달되지 않고 주변의 다른 포토 다이오드로 전달될 수도 있기 때문이다.
층간 절연막들(320_1, 32_2, 320_3, 320_4) 중 최상층의 층간 절연막(320_4)과 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4) 사이 및 상기 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4)과 상기 복수의 마이크로 렌즈들(ML_0, ML_1, ML_2, ML_3, ML_4) 사이에는 소위 오버 코팅 래이터(OCL : Over-Coating Layer)라고 하는 제 1 평탄화막(340_1) 및 제 2 평탄화막(340_2)이 형성된다.
또한, 도 3에는 도시하지 않았으나 마이크로 렌즈들(ML_0, ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)의 상부에는 외부에서 입사된 빛을 직접적으로 입력받아 마크로 렌즈들(ML_0, ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)로 전달하는 렌즈가 배치된다. 본 발명의 경우는 특히 상기 렌즈가 줌 렌즈(zoom lens)인 경우에 유용하다.
각각의 층간 절연막(320_1, 32_2, 320_3, 320_4) 상에는 복수의 금속 배선들(MT)이 형성된다. 금속 배선(MT)은 상기 포토 다이오드들과 오버랩되지 않는 영역에 배치된다. 층간 절연막들(320_1, 32_2, 320_3, 320_4) 중 어느 하나의 층간 절연막(320_4) 상에 형성된 금속 배선들(330_1, 330_2, 330_3, 330_4)은 동일한 폭을 가지도록 금속 배선(370_1, 370_2, 370_3, 370_4)이 추가로 형성된다. 즉, 상대 적으로 폭은 좁은 금속 배선(330_1)의 양 측면에 금속 배선(370_1, 370_2)을 추가로 형성하여 주변의 금속 배선들(330_2, 330_4)과 동일한 폭을 가지도록 한다. 폭이 좁은 금속 배선(330_3)도 마찬가지로 양 측면에 금속 배선(370_3, 370_4)을 추가로 형성한다. 상기와 같이 금속 배선들의 폭이 동일하게 보정되는 층간 절연막은 층간 절연막들(320_1, 32_2, 320_3, 320_4) 중 최상층의 층간 절연막(320_4)인 것이 바람직하다. 그러나, 다른 층의 층간 절연막에 형성된 금속 배선(MT)의 폭을 동일하게 보정하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.
도 4는 도 3의 이미지 센서(300)의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 저배율의 줌 렌즈를 사용한 경우와 고배율의 줌 렌즈를 사용한 경우를 비교한다. 도 4는 저배율의 줌 렌즈를 사용한 경우 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)에 입사되는 빛(410_1, 410_2, 410_3, 410_4) 및 고배율의 줌 렌즈를 사용한 경우 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)에 입사되는 빛(430_1, 430_2, 430_3, 430_4)을 도시하였다.
종래 기술의 경우와 마찬가지로 저배율의 줌 렌즈를 사용한 경우 입사되는 빛(410_1, 410_2, 410_3, 410_4)은 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)에 모두 전달되므로 문제가 되지 않는다. 그러나, 고배율의 줌 렌즈를 사용한 경우는 종래 기술과 달리 동일한 양의 빛이 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)에 전달된다. 즉, 입사되는 빛(430_1, 430_3) 중 원래의 금속 배선(330_2, 330_4)에 의하여 차단되는 빛(450_1, 450_3)의 양 만큼을 추가된 금속 배선들(370_2, 370-3, 370_4, 370_5)이 차단한다. 즉, 입사되는 빛(430_2, 430_4) 중 일부의 빛(450_2, 450_4)이 추가된 금속 배선들(370_2, 370-3, 370_4, 370_5)에 의하여 차단된다. 따라서, 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)에 전달되는 빛의 양은 동일하다.
도 5는 도 3의 이미지 센서(300)의 각각의 포토 다이오드에 입사되는 빛의 양을 설명하기 위한 이미지 센서(300)의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 추가된 금속 배선(370_2, 370_3, 370_4, 370_5)에 의하여 층간 절연막(320_4)의 각각의 금속 배선(MT)이 모두 동일한 폭을 가지고, 빛이 전달될 수 있는 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)의 면적도 동일하다. 따라서, 줌 렌즈의 저배율 또는 고배율 모두에 있어서 동일한 양의 빛이 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)로 전달된다. 즉, 고배율의 줌 렌즈를 사용한 경우 입사되는 빛(430_1, 430_2, 430_3, 430_4) 중 동일한 양의 빛(510, 520, 530, 540)이 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)로 전달된다. 또한, 빛이 전달될 수 있는 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)의 면적도 동일하므로 저배율 또는 고배율에 있어서 전달되는 빛이 상하로 이동한다고 하여도 동일한 양의 빛이 각각의 포토 다이오드(PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)로 전달된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 제조 방법의 흐름도이다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 반도체 기판(310)상에 복수의 포토 다이오드들(PD_0, PD_1, PD_2, PD_3, PD_4)을 형성한다(S610 단계). 상기 복수의 포토 다이오드들이 형성된 반도체 기판(310)의 상부에 복수의 층간 절연막(320_1, 32_2, 320_3, 320_4)을 형성한다(S620 단계). 상기 각각의 층간 절연막(320_1, 32_2, 320_3, 320_4) 상에 복수의 금속 배선들(MT)을 형성한다(S630 단계). 상기 복수의 층간 절연막들(320_1, 32_2, 320_3, 320_4) 중 어느 하나의 층간 절연막(320_4)의 금속 배선들(330_1, 330_2, 330_3, 330_4)에 있어서, 좁은 폭을 가지는 금속 배선들(330_1, 330_3)을 보정한다(S640 단계). 즉, 일단 어느 하나의 층간 절연막(320_4)의 금속 배선들(330_1, 330_2, 330_3, 330_4)의 폭을 비교한다. 상기 금속 배선들(330_1, 330_2, 330_3, 330_4) 중 폭이 좁은 금속 배선들(330_1, 330_3)의 양 측면에 금속 배선(370_1, 370_2, 370_3, 370_4)을 추가로 형성하여 다른 금속 배선들(330_2, 330_4)과 동일한 폭을 가지도록 한다. 최상층의 층간 절연막(320_4)의 상부에 제 1 평탄화층(340_1)을 형성하고, 제 1 평탄화층(340_1)의 상부에 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4)을 형성한다(S650 단계). 복수의 컬러 필터들(CF_0, CF_1, CF_2, CF_3, CF_4)의 상부에 제 2 평탄화층(340_2)을 형성하고, 제 2 평탄화층(340_2)의 상부에 복수의 마이크로 렌즈들(ML_1, ML_2, ML_3, ML_4)을 형성한다(S660 단계).
상기 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서(CMOS Image sensor) 또는 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)인 것이 바람직하다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 줌 렌즈(zoom lens) 용 이미지 센서 및 그 제조 방법은 기존의 금속 배선에 금속 배선을 추가로 형성하여 줌 렌즈를 사용하여 배율이 달라짐으로써 빛의 입사각이 달라지는 경우에도 비대칭의 포토 다이오드에서 감지되는 빛의 양을 동일하게 만들어줌으로써 Gr과 Gb의 감도차 및 컬러 틴트(tint) 현상이 발생하지 않을 수 있는 장점이 있다.
Claims (16)
- 줌 렌즈(zoom lens)를 통과한 빛을 감지하는 이미지 센서에 있어서,복수의 포토 다이오드들이 형성되는 반도체 기판;상기 복수의 포토 다이오드들이 형성되는 반도체 기판의 상부에 형성되는 복수의 층간 절연막들;상기 각각의 층간 절연막 상에 형성되는 복수의 금속 배선들; 및상기 복수의 층간 절연막들 중 최상층의 층간 절연막의 상부에 형성되고 상기 줌 렌즈를 통과한 빛이 입사하는 복수의 마이크로 렌즈들을 구비하고,상기 복수의 층간 절연막들 중 하나의 층간 절연막 상에 형성된 상기 복수의 금속 배선들은 동일한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 동일한 폭을 가지는 복수의 금속 배선들은,상기 복수의 금속 배선들 중 폭이 좁은 금속 배선의 양 측면에 금속 배선을 추가로 형성하여 상기 다른 금속 배선들과 동일한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 동일한 폭을 가지는 복수의 금속 배선들은,상기 최상층의 층간 절연막 상에 형성되는 복수의 금속 배선들인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 각각의 마이크로 렌즈는,대응하는 상기 각각의 포토 다이오드의 중심축과 다른 중심축을 가지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는,상기 최상층의 층간 절연막과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 형성되는 복수의 컬러 필터들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제5항에 있어서, 상기 이미지 센서는,상기 최상층의 층간 절연막과 상기 컬러 필터들 사이에 형성되는 제 1 평탄화막; 및상기 복수의 컬러 필터들과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 형성되는 제 2 평탄화막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는,상기 최상층의 층간 절연막과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 형성되는 평탄화막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는,CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor) 또는 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 줌 렌즈(zoom lens)를 통과한 빛을 감지하는 이미지 센서의 제조 방법에 있어서,반도체 기판 상에 복수의 포토 다이오드들을 형성하는 단계;상기 복수의 포토 다이오드들이 형성되는 반도체 기판의 상부에 복수의 층간 절연막들을 형성하는 단계;상기 각각의 층간 절연막 상에 복수의 금속 배선들을 형성하는 단계; 및상기 층간 절연막들 중 최상층의 층간 절연막의 상부에 상기 줌 렌즈를 통과한 빛이 입사하는 복수의 마이크로 렌즈들을 형성하는 단계를 구비하고,상기 복수의 금속 배선들을 형성하는 단계는,상기 복수의 층간 절연막들 중 하나의 층간 절연막 상에 형성된 상기 복수의 금속 배선들이 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 복수의 금속 배선들이 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계는,상기 복수의 금속 배선들의 폭을 비교하는 단계; 및상기 복수의 금속 배선들 중 폭이 좁은 금속 배선의 양 측면에 금속배선을 추가로 형성하여 상기 다른 금속 배선들과 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 복수의 금속 배선들이 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계는,상기 최상층의 층간 절연막 상의 복수의 금속 배선들이 동일한 폭을 가지도록 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 복수의 마이크로 렌즈들을 형성하는 단계는,대응하는 상기 포토 다이오드들의 중심축과 다른 중심축을 가지도록 상기 복수의 마이크로 렌즈들을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 이미지 센서의 제조 방법은,상기 최상층의 층간 절연막과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 복수의 컬러 필터들을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 이미지 센서의 제조 방법은,상기 최상층의 층간 절연막과 상기 복수의 컬러 필터들 사이에 제 1 평탄화 막을 형성하는 단계; 및상기 복수의 컬러 필터들과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 제 2 평탄화막을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 이미지 센서의 제조 방법은,상기 최상층의 층간 절연막과 상기 복수의 마이크로 렌즈들 사이에 평탄화막을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 이미지 센서는,CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor) 또는 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070019918A KR100825810B1 (ko) | 2007-02-27 | 2007-02-27 | 줌 렌즈 용 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| US11/892,462 US20080203507A1 (en) | 2007-02-27 | 2007-08-23 | Image sensors for zoom lenses and fabricating methods thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070019918A KR100825810B1 (ko) | 2007-02-27 | 2007-02-27 | 줌 렌즈 용 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100825810B1 true KR100825810B1 (ko) | 2008-04-29 |
Family
ID=39572790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070019918A KR100825810B1 (ko) | 2007-02-27 | 2007-02-27 | 줌 렌즈 용 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20080203507A1 (ko) |
| KR (1) | KR100825810B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101385250B1 (ko) * | 2007-12-11 | 2014-04-16 | 삼성전자주식회사 | Ｃｍｏｓ 이미지 센서 |
| US9837454B2 (en) | 2015-09-25 | 2017-12-05 | SK Hynix Inc. | Image sensor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040008924A (ko) * | 2002-07-19 | 2004-01-31 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이중 마이크로렌즈를 구비한 시모스 이미지센서 및 그제조방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4075669B2 (ja) * | 2003-04-03 | 2008-04-16 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子 |
| US7372497B2 (en) * | 2004-04-28 | 2008-05-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Effective method to improve sub-micron color filter sensitivity |
| KR100659503B1 (ko) * | 2004-07-27 | 2006-12-20 | 삼성전자주식회사 | 광감도를 개선한 이미지 센서 |
| WO2007037294A1 (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device and fabrication method therefor |
-
2007
- 2007-02-27 KR KR1020070019918A patent/KR100825810B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-08-23 US US11/892,462 patent/US20080203507A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040008924A (ko) * | 2002-07-19 | 2004-01-31 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이중 마이크로렌즈를 구비한 시모스 이미지센서 및 그제조방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101385250B1 (ko) * | 2007-12-11 | 2014-04-16 | 삼성전자주식회사 | Ｃｍｏｓ 이미지 센서 |
| US9837454B2 (en) | 2015-09-25 | 2017-12-05 | SK Hynix Inc. | Image sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20080203507A1 (en) | 2008-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9261769B2 (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
| US8344469B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
| KR20180018887A (ko) | 이미지 센서 | |
| JP2012074521A (ja) | 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置、および電子機器 | |
| KR20070081627A (ko) | 칼라필터, 칼라필터 어레이 및 그의 제조방법과 이미지센서 | |
| US7012240B2 (en) | Image sensor with guard rings and method for forming the same | |
| US20070102716A1 (en) | Image sensor and fabricating method thereof | |
| US7989908B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
| US20170263660A1 (en) | Solid-state imaging device | |
| KR101493012B1 (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR100825810B1 (ko) | 줌 렌즈 용 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| JP2009049117A (ja) | 固体撮像素子のカラーフィルタ形成方法及び固体撮像素子、並びに固体撮像素子用パターンマスクセット | |
| JP2007324321A (ja) | カラーフィルタ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子、およびその製造方法 | |
| JP2007294552A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US7180049B2 (en) | Image sensor with optical guard rings and method for forming the same | |
| KR20110139520A (ko) | 다중 렌즈를 구비한 이미지 센서 | |
| KR20070064452A (ko) | 최적의 초점 거리를 가지는 마이크로 렌즈를 포함하는이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR20040058664A (ko) | 시모스 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR100817710B1 (ko) | 입사광의 파장에 따라 마이크로렌즈의 곡률반경을 달리한시모스 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20110079276A (ko) | 이미지 센서의 금속배선 | |
| KR100873289B1 (ko) | 경사입사광의 영향을 감소시킨 시모스 이미지센서 | |
| KR100873290B1 (ko) | 이중 마이크로렌즈를 구비한 시모스 이미지센서 | |
| KR20210078632A (ko) | 이미지 센서 | |
| KR101018970B1 (ko) | 이미지 센서 | |
| KR20070071016A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment | ||
| FPAY | Annual fee payment | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |