KR100827445B1 - Cmos 이미지 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

Cmos 이미지 센서 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR100827445B1
KR100827445B1 KR1020060130190A KR20060130190A KR100827445B1 KR 100827445 B1 KR100827445 B1 KR 100827445B1 KR 1020060130190 A KR1020060130190 A KR 1020060130190A KR 20060130190 A KR20060130190 A KR 20060130190A KR 100827445 B1 KR100827445 B1 KR 100827445B1
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신종철
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삼성전자주식회사
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Abstract

CMOS 이미지 센서 및 그 제조 방법이 제공된다. CMOS 이미지 센서는 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판, 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역의 반도체 기판 상에 반도체 기판과 이격되어 형성된 배선 패턴, 옵티컬 블랙 영역의 반도체 기판 상에 형성되며 배선 패턴과 동일 레벨로 배선 패턴들과 이격되어 형성된 더미 패턴, 옵티컬 블랙 영역의 배선 패턴 및 더미 패턴 상부에 배선 패턴 및 더미 패턴과 이격되어 형성되며, 더미 패턴 상부를 적어도 일부 오픈하는 개구부를 구비한 차광용 배선 패턴, 반도체 기판 상부에 형성된 메탈간 절연막으로, 배선 패턴, 차광용 배선 패턴 및 더미 패턴은 메탈간 절연막 내에 형성되는 메탈간 절연막 및 메탈간 절연막 상에 형성된 패시베이션막을 포함한다.
반도체 집적 회로 장치, CMOS 이미지 센서

Description

CMOS 이미지 센서 및 그 제조 방법{CMOS image sensor and method of fabricating the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 단위 화소의 회로도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역의 개략적인 레이아웃도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 개략적인 레이아웃도이다.
도 5는 도 3a의 A-A'선 및 도 4a의 B-B'선을 절단한 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 아미지 센서를 포함하는 프로세서 기반 시스템을 나타내는 개략도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 액티브 픽셀 센서 어레이 20: 타이밍 제너레이터
30: 로우 디코더 40: 로우 드라이버
50: 상관 이중 샘플러 60: 아날로그 디지털 컨버터
70: 래치부 80: 컬럼 디코더
100: 단위 화소 101: 반도체 기판
102: 소자 분리 영역 110: 광전 변환부
120: 전하 검출부 130: 전하 전송부
140: 리셋부 150: 증폭부
160: 선택부 210: 층간 절연막
310: 메탈간 절연막 320: 배선 패턴
322: 제1 배선 패턴 324: 제2 배선 패턴
340: 더미 패턴 342: 제1 더미 패턴
344: 제2 더미 패턴 352: 제1 차광용 배선 패턴
354: 제2 차광용 배선 패턴 410: 패시베이션막
510: 컬러 필터 520: 평탄화층
530: 마이크로 렌즈 600: 프로세서 기반 시스템
605: 버스 610: CMOS 이미지 센서
620: 중앙 정보 처리 장치 630: I/O 소자
640: RAM 650: 플로피디스크 드라이브
655: CD ROM 드라이브 660: 포트
본 발명은 CMOS 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 신뢰성이 향상된 CMOS 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
CMOS 이미지 센서(CMOS image sensor)는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 소자이다. 최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로보트 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 CMOS 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다.
CMOS 이미지 센서의 단위 화소는 광전 변환부 및 광전 변환부에서 입사광을 광전 변환하여 생성된 전하를 전하 검출부로 전송하는 전하 전송부를 포함한다.
CMOS 이미지 센서를 제조하는 공정에서는 식각 공정, 이온 주입 공정 등이 반복적으로 진행되게 되는데, 이러한 공정에 의해 반도체 기판의 표면의 실리콘과 산소의 결합이 손상되어 (-Si-O-), (-Si-) 등의 댕글링 본드(dangling bond)가 발생하게 된다. 댕글링 본드는 광전 변환부에서 전하 전송부로 흐르는 암전류(dark current)를 악화시켜 CMOS 이미지 센서의 신뢰성을 저하시킨다. 댕글링 본드를 제거하기 위하여, 반도체 기판에 수소를 확산시키는 방법을 사용할 수 있다. 이 때, 수소를 확산시키기 위해서는 패시베이션막을 형성하고, 어닐링(annealing) 공정을 진행하여 수소를 확산시킬 수 있다.
한편, CMOS 이미지 센서는 액티브 픽셀(active pixel) 영역 및 옵티컬 블랙(optical black) 영역을 포함한다. 액티브 픽셀 영역은 입사되는 빛을 수광하여 전기 신호로 전환하는 영역이며, 옵티컬 블랙 영역은 빛의 유입을 차단하여 액티브 픽셀 영역에 블랙 신호의 기준을 제공하는 영역이다. 옵티컬 블랙 영역에는 빛의 유입을 차단하는 차광막이 형성되는데, 차광막은 빛의 유입을 차단할 뿐만 아니라, 수소 어닐링 공정 시에 수소가 반도체 기판으로 이동하는 것도 차단할 수 있다. 그러면, 액티브 픽셀 영역에서는 댕글링 본드가 제거되지만, 옵티컬 블랙 영역에서는 댕글링 본드가 제거되지 않고, 액티브 픽셀 영역과 옵티컬 블랙 영역에 나타나는 신호가 달라지게 된다. 따라서, CMOS 이미지 센서의 신뢰도가 저하되게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 신뢰성이 향상된 CMOS 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 신뢰성이 향상된 CMOS 이미지 센서의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서는 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판, 상기 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역의 상기 반도체 기판 상에 상기 반도체 기판과 이격되어 형성된 배선 패턴, 상기 옵티컬 블랙 영역의 상기 반도체 기판 상에 형성되며 상기 배선 패턴과 동일 레벨로 상기 배선 패턴들과 이격되어 형성된 더미 패턴, 상기 옵티컬 블랙 영역의 배선 패턴 및 더미 패턴 상부에 상기 배선 패턴 및 더미 패턴과 이격되어 형성되며, 상기 더미 패턴 상부를 적어도 일부 오픈하는 개구부를 구비한 차광용 배선 패턴, 상기 반도체 기판 상부에 형성된 메탈간 절연막으로, 상기 배선 패턴, 상기 차광용 배선 패턴 및 상기 더미 패턴은 상기 메탈간 절연막 내에 형성되는 메탈간 절연막 및 상기 메탈간 절연막 상에 형성된 패시베이션막을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서는 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의되며, 상기 각 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역에는 수광 영역 및 주변 회로 영역이 정의된 반도체 기판, 상기 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역의 수광 영역의 반도체 기판 내에 형성된 광전 변환부, 상기 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역의 주변 회로 영역의 반도체 기판 상에 상기 반도체 기판과 이격되어 형성된 배선 패턴, 상기 옵티컬 블랙 영역의 상기 광전 변환부를 적어도 일부 블로킹하도록 상기 광전 변환부 상부에 형성되며, 상기 배선 패턴과 동일 레벨로 상기 배선 패턴들과 이격되어 형성된 더미 패턴, 상기 옵티컬 블랙 영역의 배선 패턴 및 더미 패턴 상부에 상기 배선 패턴 및 더미 패턴과 이격되어 형성되며, 상기 더미 패턴 상부를 적어도 일부 오픈하는 개구부가 형성된 차광용 배선 패턴, 상기 반도체 기판 상부에 형성된 메탈간 절연막으로, 상기 배선 패턴, 더미 패턴 및 차광용 배선 패턴은 상기 메탈간 절연막 내에 형성되는 메탈간 절연막 및 상기 메탈간 절연막 상에 형성된 패시베이션막을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조 방법은 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판을 제공하고, 상기 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역의 반도체 기판 내에 광전 변환부를 형성하고, 상기 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역의 반도체 기판 상에 상기 반도체 기판과 이격되도록 배선 패턴을 형성하고, 상기 옵티컬 블랙 영역에 상기 배선 패턴과 동일 레벨로 상기 배선 패턴들과 이격된 더미 패턴을 형성하되 상기 더미 패턴은 상기 광전 변환부의 적어도 일부를 가리도록 형성하고, 상기 옵티컬 영역의 상기 배선 패턴 및 상기 더미 패턴 상부에 상기 배선 패턴 및 상기 더미 패턴과 이격되어 형성되며, 상기 더미 패턴 상부를 적어도 일부 오픈하는 개구부를 구비하는 차광용 배선 패턴을 형성하는 것을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참고하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 나아가, n형 또는 p형은 예시적인 것이며, 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참고 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들에 따른 CMOS 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device)와 CMOS 이미지 센서를 포함한다. 여기서, CCD는 CMOS 이미지 센서에 비해 잡음(noise)이 적고 화질이 우수하지만, 고전압을 요구하며 공정 단가가 비싸다. CMOS 이미지 센서는 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝(scanning) 방식으로 구현 가능하다. 또한, 신호 처리 회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능하며, CMOS 공정 기술을 호환하여 사용할 수 있어 제조 단가를 낮출 수 있다. 전력 소모 또한 매우 낮아 배터리 용량이 제한적인 제품에 적용이 용이하다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 CMOS 이미지 센서로 CMOS 이미지 센서를 예시하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 그대로 CCD에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 CMOS 이미지 센서를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서는 액티브 픽셀 센서 어레이(active pixel sensor array, APS arrray)(10), 타이밍 제너레이터(timing generator)(20), 로우 디코더(row decoder)(30), 로우 드라이버(row driver)(40), 상관 이중 샘플러(Correlated Double Sampler, CDS)(50), 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, ADC)(60), 래치부(latch)(70) 및 컬럼 디코더(column decoder)(80) 등을 포함한다.
액티브 픽셀 센서 어레이(10)는 2차원적으로 배열된 다수의 단위 화소를 포 함한다. 다수의 단위 화소들은 광학 영상을 전기 신호로 변환하는 역할을 한다. 액티브 픽셀 센서 어레이(10)는 로우 드라이버(40)로부터 화소 선택 신호(ROW), 리셋 신호(RST), 전하 전송 신호(TG) 등 다수의 구동 신호를 수신하여 구동된다. 또한, 변환된 전기적 신호는 수직 신호 라인를 통해서 상관 이중 샘플러(50)에 제공된다.
타이밍 제너레이터(20)는 로우 디코더(30) 및 컬럼 디코더(80)에 타이밍(timing) 신호 및 제어 신호를 제공한다.
로우 드라이버(40)는 로우 디코더(30)에서 디코딩된 결과에 따라 다수의 단위 화소들을 구동하기 위한 다수의 구동 신호를 액티브 픽셀 센서 어레이(10)에 제공한다. 일반적으로 매트릭스 형태로 단위 화소가 배열된 경우에는 각 행별로 구동 신호를 제공한다.
상관 이중 샘플러(50)는 액티브 픽셀 센서 어레이(10)에 형성된 전기 신호를 수직 신호 라인을 통해 수신하여 유지(hold) 및 샘플링한다. 즉, 특정한 기준 전압 레벨(이하, '잡음 레벨(noise level)')과 형성된 전기적 신호에 의한 전압 레벨(이하, '신호 레벨')을 이중으로 샘플링하여, 잡음 레벨과 신호 레벨의 차이에 해당하는 차이 레벨을 출력한다.
아날로그 디지털 컨버터(60)는 차이 레벨에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
래치부(70)는 디지털 신호를 래치(latch)하고, 래치된 신호는 컬럼 디코더(80)에서 디코딩 결과에 따라 순차적으로 영상 신호 처리부(도면 미도시)로 출력된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 단위 화소의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 단위 화소(100)는 광전 변환부(110), 전하 검출부(120), 전하 전송부(130), 리셋부(140), 증폭부(150) 및 선택부(160)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 단위 화소(100)가 도 2에서와 같이 4개의 트랜지스터 구조로 이루어진 경우를 도시하고 있으나, 5개의 트랜지스터 구조로 이루어질 수도 있다.
광전 변환부(110)는 입사광을 흡수하여, 광량에 대응하는 전하를 축적하는 역할을 한다. 광전 변환부(110)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(Pinned Photo Diode; PPD) 및 이들의 조합이 가능하다.
전하 검출부(120)는 플로팅 확산 영역(FD; Floating Diffusion region)이 주로 사용되며, 광전 변환부(110)에서 축적된 전하를 전송받는다. 전하 검출부(120)는 기생 커패시턴스를 갖고 있기 때문에, 전하가 누적적으로 저장된다. 전하 검출부(120)는 증폭부(150)의 게이트에 전기적으로 연결되어 있어, 증폭부(150)를 제어한다.
전하 전송부(130)는 광전 변환부(110)에서 전하 검출부(120)로 전하를 전송한다. 전하 전송부(130)는 일반적으로 1개의 트랜지스터로 이루어지며, 전하 전송 신호(TG)에 의해 제어된다.
리셋부(140)는 전하 검출부(120)를 주기적으로 리셋시킨다. 리셋부(140)의 소스는 전하 검출부(120)에 연결되고, 드레인은 Vdd에 연결된다. 또한, 리셋 신호(RST)에 응답하여 구동된다.
증폭부(150)는 단위 화소(100) 외부에 위치하는 정전류원(도면 미도시)과 조합하여 소스 팔로워 버퍼 증폭기(source follower buffer amplifier) 역할을 하며, 전하 검출부(120)의 전압에 응답하여 변하는 전압이 수직 신호 라인(162)으로 출력된다. 소스는 선택부(160)의 드레인에 연결되고, 드레인은 Vdd에 연결된다.
선택부(160)는 행 단위로 읽어낼 단위 화소(100)를 선택하는 역할을 한다. 선택 신호(ROW)에 응답하여 구동되고, 소스는 수직 신호 라인(162)에 연결된다.
또한, 전하 전송부(130), 리셋부(140), 선택부(160)의 구동 신호 라인(131, 141, 161)은 동일한 행에 포함된 단위 화소들이 동시에 구동되도록 행 방향(수평 방향)으로 연장된다.
이하, 도 3a 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서를 설명한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역의 개략적인 레이아웃도이다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 개략적인 레이아웃도이다. 도 5는 도 3a의 A-A'선 및 도 4a의 B-B'선을 절단한 단면도이다.
도 3a 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서는 반도체 기판(101) 상에 형성된 광전 변환부(110), 전하 검출부(120), 전하 전송부(130), 배선 패턴(320), 더미 패턴(340), 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354), 메탈간 절연막(310), 패시베이션막(410), 컬러 필터(510) 및 마이크로 렌즈(530)를 포함한다.
반도체 기판(101)에는 소자 분리 영역(102)이 형성되어 활성 영역을 정의한다. 소자 분리 영역(102)은 일반적으로 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)방법을 이용한 FOX(Field OXide) 또는 STI(Shallow Trench Isolation)가 될 수 있다.
한편, 반도체 기판(101)에는 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된다. 액티브 픽셀 영역은 빛을 수광하여 신호로 전환하는 영역이며, 옵티컬 블랙 영역은 액티브 픽셀 영역에 신호의 기준을 제공하는 영역으로써, 빛을 수광하지 않는다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역의 개략적인 레이아웃도를 도시하고 있으며, 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 개략적인 레이아웃도를 도시하고 있다. 도 5는 옵티컬 블랙 영역 및 액티브 픽셀 영역의 단면도를 도시하고 있다.
반도체 기판(101)의 활성 영역 상에는 빛 에너지를 흡수하여 발생한 전하를 축적하는 광전 변환부(110)가 형성되는데, 광전 변환부(110)는 N형의 포토 다이오드(112)와 P+형의 피닝층(pinning layer; 114)을 포함한다.
또한, 반도체 기판(101) 상에는 전하 검출부(120)가 형성되어 있으며, 전하 전송부(130), 리셋부(140), 증폭부(150), 선택부(160)에 해당하는 트랜지스터들이 형성된다.
광전 변환부(110) 및 전하 전송부(130) 상부에는 반도체 기판(101)의 전면을 덮으며, 트랜지스터들이 형성되지 않은 빈 공간을 채우도록 층간 절연막(210)이 형 성되어 있다. 층간 절연막(210)은 예를 들어, 실리콘 산화막(SiO2)이 사용될 수 있다.
층간 절연막(210) 상부에는 배선 패턴(320) 및 더미 패턴(340)이 형성된다. 여기서, 도 3b는 옵티컬 블랙 영역의 픽셀 어레이 상에 배선 패턴(320) 및 더미 패턴(340)만이 형성된 도면이고, 도 4b는 액티브 픽셀 영역의 픽셀 어레이 상에 배선 패턴(320)만이 형성된 도면이다.
배선 패턴(320)은 단일층일 수도 있으며, 2층 또는 3층일 수도 있다. 도 3a, 3b, 도 4a, 도 4b 및 도 5에는 제1 배선 패턴(322) 및 제2 배선 패턴(324)을 포함하는 배선 패턴(320)이 도시되어 있다. 배선 패턴(320)은 예를 들어, 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 등으로 형성될 수 있다. 배선 패턴(320)은 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역에 동일하게 형성될 수 있는데, 각각의 주변 회로 영역에 형성될 수 있다. 여기서, 주변 회로 영역이라 함은 반도체 기판(101)에서 광전 변환부(110)가 형성되지 않은 영역을 정의하고, 광전 변환부(110)가 형성된 영역은 수광 영역이라 정의한다. 따라서, 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역 각각은 수광 영역 및 주변 회로 영역을 포함한다.
한편, 제2 배선 패턴(324)은 제1 배선 패턴(322) 상부에 정렬되도록 형성될 수 있다. 이 때, 제1 배선 패턴(322)과 제2 배선 패턴(324)은 비아홀(미도시)로 연결될 수 있다.
옵티컬 블랙 영역의 광전 변환부(110) 상부에는 배선 패턴(320)과 동일 레벨인 더미 패턴(340)이 형성된다. 옵티컬 블랙 영역에 형성된 더미 패턴(340)은 광전 변환부(110)의 전체 또는 일부를 블로킹하도록 형성된다. 도 3a, 도 3b 및 도 5에는 광전 변환부(110) 내에 배선 패턴(320)과 분리되어 형성된 더미 패턴(340)이 도시되어 있으나, 더미 패턴(340)은 배선 패턴(320)과 연결되어 형성될 수도 있다.
한편, 더미 패턴(340)은 제1 더미 패턴(342) 및 제2 더미 패턴(344)을 포함할 수 있다. 이 때, 제1 더미 패턴(342)은 제1 배선 패턴(322)과 동일 레벨에 형성되고, 제2 더미 패턴(344)은 제2 배선 패턴(324)에 정렬되어 형성될 수 있다. 여기서, 도 5에는 제1 더미 패턴(342) 및 제2 더미 패턴(344)이 모두 형성된 CMOS 이미지 센서가 도시되어 있지만, 제1 더미 패턴(342) 또는 제2 더미 패턴(344)만이 형성될 수도 있다.
배선 패턴(320) 및 더미 패턴(340) 상부에는 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354)이 형성된다. 도 3c는 옵티컬 블랙 영역에 형성된 제1 차광용 배선 패턴(352)을 도시하고 있다.
옵티컬 블랙 영역의 배선 패턴(320) 및 더미 패턴(340) 상부에는 제1 차광용 배선 패턴(352)이 형성된다. 제1 차광용 배선 패턴(352)은 더미 패턴(340) 상부를 전체 또는 일부 오픈하는 개구부를 구비한다. 제1 차광용 배선 패턴(352)에 형성된 개구부는 더미 패턴(340) 상부를 전체 또는 일부 오픈하도록 형성되므로, 개구부의 넓이는 더미 패턴(340)의 넓이보다 작거나 같게 형성된다.
한편, 액티브 픽셀 영역 상에는 제2 차광용 배선 패턴(354)이 형성될 수 있다. 액티브 픽셀 영역 상에 형성된 제2 차광용 배선 패턴(354)은 배선 패턴(320)에 정렬되어 형성된다. 즉, 액티브 픽셀 영역에서는 광전 변환부(110)가 모두 오픈되 도록 제2 차광용 배선 패턴(354)이 형성된다.
제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354)은 입사되는 빛을 차광하는 차광막으로써 사용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354)은 전압이 인가되는 배선으로써 사용될 수도 있다. 즉 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354)은 차광막 및 배선으로써 모두 사용될 수도 있고, 차광막으로써만 사용될 수도 있다.
배선 패턴(320), 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354) 및 더미 패턴(340) 사이에는 메탈간 절연막(310)이 채워져 있다. 메탈간 절연막(310)으로는 예를 들어, FOX(Flowable OXide), HDP(High Density Plasma), TOSZ(Tonen SilaZene), SOG(Spin On Glass), USG(Undoped Silica Glass) 등이 사용될 수 있다.
메탈간 절연막(310) 상에는 패시베이션막(410)이 형성된다. 패시베이션막(410)은 예를 들어, 질화막 등의 절연막으로 형성될 수 있다. 패시베이션막(410)은 하부에 형성된 배선 패턴(320) 및 단위 화소(100)를 보호한다. 또한, 열처리 공정을 통해 반도체 기판(101) 내에 수소를 공급할 수 있다.
패시베이션막(410) 상부에는 컬러 필터(510)가 형성되어 있다. 컬러 필터(510)는 레드(red), 그린(green), 블루(blue)가 베이어(Bayer) 형으로 배치된 컬러 필터(510)가 사용될 수 있다. 베이어형은 사람의 눈이 가장 민감하게 반응하여 정확도가 요구되는 그린(green) 컬러 필터(510)가 전체 컬러 필터(510)의 반이 되도록 배열하는 방식이다. 그러나, 컬러 필터(510)의 배열은 다양하게 변형될 수 있다.
컬러 필터(510) 상부의 광전 변환부(110)에 대응되는 위치에는 마이크로 렌즈(530)가 형성되어 있다. 마이크로 렌즈(530)는 예를 들어, TMR 계열의 수지 및 MFR 계열의 수지로 형성될 수 있다. 마이크로 렌즈(530)는 광전 변환부(110) 이외의 영역으로 입사하는 빛의 경로를 변경하여 광전 변환부(110) 영역으로 빛을 모아준다.
또한, 컬러 필터(510)와 마이크로 렌즈(530) 사이에는 평탄화층(520)이 형성될 수 있으며, 평탄화층(520)은 예를 들어, 열경화성수지로 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서에 입사되는 빛의 경로를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역에는 더미 패턴(340) 및 제1 차광용 배선 패턴(352)이 형성되어 있다. 이 때, 더미 패턴(340)의 넓이는 제1 차광용 배선 패턴(352)의 넓이보다 넓게 형성되므로, 제1 차광용 배선 패턴(352)의 개구부를 통해 입사되는 빛은 더미 패턴(340)에 반사되게 된다. 따라서, 옵티컬 블랙 영역의 광전 변환부(110) 내로는 빛이 입사되지 않는다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역에는 더미 패턴(340)이 형성되어 있지 않으며, 제2 차광용 배선 패턴(354) 만이 형성되어 있다. 제2 차광용 배선 패턴(354)은 광전 변환부(110)가 형성되어 있은 주변 회로 영역에만 형성되어 있다. 따라서, 입사되는 빛은 광전 변환부(110)에서 수광 된다. 단, 광전 변환부(110)가 형성되어 있지 않은 주변 회로 영역으로 입사된 빛은 제2 차광용 배선 패턴(354)에 의해 차광되어 배선 패턴(320) 등에 의해 빛이 반사 또는 굴절되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 수소의 확산 경로를 설명한다.
CMOS 이미지 센서를 형성할 때에는 댕글링 본드를 제거하기 위하여, 수소 어닐링 공정을 진행한다. 이 때, 수소가 반도체 기판(101)까지 확산될 수 있는 수소의 확산 경로가 확보되면, 수소 어닐링 공정을 진행할 때에 댕글링 본드가 효과적으로 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 옵티컬 블랙 영역에는 제1 차광용 배선 패턴(352)의 개구부, 배선 패턴(320)과 더미 패턴(340) 사이의 영역 및 반도체 기판(101)으로 연결되는 수소의 확산 경로가 형성된다. 액티브 픽셀 영역에서는 광전 변환부(110) 상부에 아무런 배선도 형성되어 있지 않으므로, 수소가 쉽게 반도체 기판(101)까지 도달할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서에 따르면, 옵티컬 블랙 영역에서, 입사되는 빛은 모두 차광하면서도 수소의 확산 경로를 확보할 수 있다. 즉, 입사되는 빛이 모두 차광되기 때문에, 신호의 기준값을 제공하는 옵티컬 블랙 영역으로써 기능할 수 있다. 또한, 수소의 확산 경로가 확보되어, 댕글링 본드를 효과적으로 제거할 수 있어, 암전류가 줄어들게 된다. 또한, 옵티컬 블랙 영역과 액티브 픽셀 영역 모두에서 댕글링 본드가 효과적으로 제거될 수 있음으로써, 동일 한 기준의 신호 레벨의 측정이 가능하여, CMOS 이미지 센서의 신뢰성이 향상될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조 방법을 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 먼저, 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판(101)에 소자 분리 영역(102)을 형성하여, 활성 영역(미도시)을 정의한다. 이어서, 활성 영역(미도시) 상에 불순물을 이온 주입하여, 포토 다이오드(112)와 피닝층(114)을 포함하는 광전 변환부(110)를 형성하고, 전하 검출부(120) 및 전하 전송부(130), 리셋부(도 2의 140 참조), 증폭부(도 2의 150 참조) 및 선택부(도2의 160 참조)에 해당하는 트랜지스터를 형성한다. 이어서, 반도체 기판(101)의 전면을 덮으며 트랜지스터들이 형성되지 않은 빈 공간을 채우도록 층간 절연막(210)을 형성한다.
이어서, 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역의 층간 절연막(210) 상에 배선 패턴(320)을 형성하되, 옵티컬 블랙 영역에는 배선 패턴(320)과 동일 레벨의 더미 패턴(340)을 형성한다.
구체적으로, 층간 절연막(210) 상에 Al, TiN, Ti, Cu 등의 도전막(미도시)을 증착하고 패터닝하여, 제1 배선 패턴(322) 및 제1 더미 패턴(342)을 형성한다. 이 때, 제1 더미 패턴(342)은 제1 배선 패턴(322)과 함께 패터닝하여 형성하는데, 제1 더미 패턴(342)은 옵티컬 블랙 영역의 광전 변환부(110)의 전체 또는 일부를 블로 킹하도록 형성된다. 이어서, 제1 배선 패턴(322) 및 제1 더미 패턴(342) 상부에 도전막을 증착하고 패터닝하여 제2 배선 패턴(324) 및 제2 더미 패턴(344)을 형성한다. 여기서, 제2 배선 패턴(324)은 제1 배선 패턴(322)에 정렬되어 형성될 수 있으며, 제2 더미 패턴은 옵티컬 블랙 영역의 광전 변환부(110)의 전체 또는 일부를 블로킹하도록 형성된다.
여기서, 도 8에는 제1 더미 패턴(342) 및 제2 더미 패턴(344)이 모두 형성된 CMOS 이미지 센서가 도시되어 있지만, 제1 더미 패턴(342) 또는 제2 더미 패턴(344)만이 형성될 수도 있다. 또한, 도 8에 도시된 배선 패턴(320)은 제1 배선 패턴(322) 및 제2 배선 패턴(324)이 형성되어 있지만, 배선 패턴(320)은 단일막 또는 삼중막 이상의 다중막일 수도 있다.
이어서, 제2 배선 패턴(324) 및 제2 더미 패턴(344) 상부에 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354)을 형성한다. 구체적으로, 제2 배선 패턴(324) 및 제2 더미 패턴(344) 상부에 도전막을 증착하고 패터닝하여 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354)을 형성한다. 이 때, 옵티컬 블랙 영역 상에 제1 차광용 배선 패턴(352)을 형성하고, 액티브 픽셀 영역 상에 제2 차광용 배선 패턴(354)을 형성한다.
여기서, 옵티컬 블랙 영역에 형성하는 제1 차광용 배선 패턴(352)에는 더미 패턴(340) 상부를 전체 또는 일부 오픈하는 개구부를 형성한다. 즉, 더미 패턴(340) 및 제1 차광용 배선 패턴(352)에 의해 입사되는 빛이 모두 블로킹되도록 형성한다.
한편, 액티브 픽셀 영역에 형성하는 제2 차광용 배선 패턴(354)은 배선 패턴(320)에 정렬되어 주변 회로 영역에 위치하도록 형성한다. 즉, 광전 변환부(110) 상부로 입사되는 빛은 모두 광전 변환부(110)로 입사되도록 형성한다.
여기서, 제1 및 제2 배선 패턴(322, 324), 제1 및 제2 더미 패턴(342, 344), 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354) 사이는 메탈간 절연막(310)이 채우고 있다.
이어서, 제1 및 제2 차광용 배선 패턴(352, 354) 상부에 패시베이션막(410)을 형성한다. 패시베이션막(410)은 예를 들어, 질화막 등의 절연막으로 형성할 수 있다.
이어서, 도 7을 참조하면, 수소 어닐링 공정을 진행한다. 수소 어닐링 공정은 반도체 기판(101) 내에 형성된 댕글링 본드 등을 제거하기 위하여 반도체 기판(101)에 수소를 공급하는 공정이다. 수소 어닐링 공정은 패시베이션막(410)을 형성한 후, 어닐링 공정을 진행하여, 패시베이션막(410)이 포함하고 있는 수소를 반도체 기판으로 확산시킴으로써, 진행할 수 있다. 또는, 수소를 부가적으로 공급하고 어닐링 공정을 진행하여 수소를 반도체 기판으로 확산시킬 수도 있다.
수소 어닐링 공정을 진행하면, 옵티컬 액티브 픽셀 영역으로 공급된 수소는 제1 차광용 배선 패턴(352)의 개구부를 통과하여, 배선 패턴(320)과 더미 패턴(340) 사이의 영역을 통해 반도체 기판(101)으로 확산될 수 있다. 한편, 액티브 픽셀 영역으로 공급된 수소는 바로 반도체 기판(101) 상으로 확산될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조 방법에 따르면 수 소의 확산 경로가 확보되어, 옵티컬 블랙 영역 및 액티브 픽셀 영역 상에 형성된 댕글링 본드가 모두 제거된다. 따라서, 옵티컬 블랙 영역 및 액티브 픽셀 영역에서 동일한 기준의 신호 레벨의 측정이 가능하여, CMOS 이미지 센서의 신뢰성이 향상될 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하면, 패시베이션막(410) 상부에 컬러 필터(510) 및 마이크로 렌즈(530)를 형성한다. 우선, 패시베이션막(410) 상부에 컬러 필터(510)를 형성한다. 컬러 필터(510)는 레드, 그린, 블루를 베이어 형으로 배치할 수 있다. 이어서, 컬러 필터(510) 상부에 평탄화층(520)을 형성할 수 있다. 평탄화층(520)은 컬러 필터(510)를 형성한 상면의 평탄화를 위하여 형성되며, 열경화성수지로 형성될 수 있다. 따라서, 열경화성수지를 스핀온 코팅 등의 방법으로 형성한 후, 열을 가하여 경화시켜 형성할 수 있다. 이어서, 평탄화층(520) 상부의 광전 변환부(110)에 대응되는 위치에 마이크로 렌즈(530)를 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조 방법에 따르면, 옵티컬 블랙 영역으로 입사되는 빛은 모두 블로킹하면서도, 수소의 확산 경로를 확보함으로써, 보다 신뢰성이 향상된 CMOS 이미지 센서를 제조할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 CMOS 이미지 센서를 포함하는 프로세서 기반 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 9를 참조하면, 프로세서 기반 시스템(600)은 CMOS 이미지 센서(610)의 출력 이미지를 처리하는 시스템이다. 시스템(300)은 컴퓨터 시스템, 카메라 시스템, 스캐너, 기계화된 시계 시스템, 네비게이션 시스템, 비디오폰, 감독 시스템, 자동 포커스 시스템, 추적 시스템, 동작 감시 시스템, 이미지 안정화 시스템 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
컴퓨터 시스템 등과 같은 프로세서 기반 시스템(600)은 버스(605)를 통해 입출력(I/O) 소자(330)와 커뮤니케이션할 수 있는 마이크로프로세서 등과 같은 중앙 정보 처리 장치(CPU)(320)를 포함한다. CMOS 이미지 센서(610)는 버스(605) 또는 다른 통신 링크를 통해서 시스템과 커뮤니케이션할 수 있다. 또, 프로세서 기반 시스템(600)은 버스(605)를 통해 CPU(320)와 커뮤니케이션할 수 있는 RAM(640), 플로피디스크 드라이브(650) 및/또는 CD ROM 드라이브(655), 및 포트(660)를 더 포함할 수 있다. 포트(660)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 소자 등을 커플링하거나, 또 다른 시스템과 데이터를 통신할 수 있는 포트일 수 있다. CMOS 이미지 센서(610)는 CPU, 디지털 신호 처리 장치(DSP) 또는 마이크로프로세서 등과 함께 집적될 수 있다. 또, 메모리가 함께 집적될 수도 있다. 물론 경우에 따라서는 프로세서와 별개의 칩에 집적될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 CMOS 이미지 센서 및 그 제조 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 옵티컬 블랙 영역에서, 입사되는 빛은 모두 차광하면서도 수소의 확산 경로를 확보할 수 있다. 따라서, 댕글링 본드를 효과적으로 제거할 수 있어, 암전류를 줄일 수 있다.
둘째, 옵티컬 블랙 영역과 액티브 픽셀 영역 모두에서 댕글링 본드가 효과적으로 제거될 수 있음으로써, 옵티컬 블랙 영역 및 액티브 픽셀 영역에서 동일한 기준의 신호 레벨의 측정이 가능하여, CMOS 이미지 센서의 신뢰성이 향상될 수 있다.

Claims (24)

  1. 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판;
    상기 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역의 상기 반도체 기판 상에 상기 반도체 기판과 이격되어 형성된 배선 패턴;
    상기 옵티컬 블랙 영역의 상기 반도체 기판 상에 형성되며 상기 배선 패턴과 동일 레벨로 상기 배선 패턴들과 이격되어 형성된 더미 패턴;
    상기 옵티컬 블랙 영역의 배선 패턴 및 더미 패턴 상부에 상기 배선 패턴 및 더미 패턴과 이격되어 형성되며, 상기 더미 패턴 상부를 적어도 일부 오픈하는 개구부를 구비한 차광용 배선 패턴;
    상기 반도체 기판 상부에 형성된 메탈간 절연막으로, 상기 배선 패턴, 상기 차광용 배선 패턴 및 상기 더미 패턴은 상기 메탈간 절연막 내에 형성되는 메탈간 절연막; 및
    상기 메탈간 절연막 상에 형성된 패시베이션막을 포함하는 CMOS 이미지 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 개구부, 상기 배선 패턴과 상기 더미 패턴 사이의 영역 및 반도체 기판으로 수소 확산 경로가 형성된 CMOS 이미지 센서.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 더미 패턴의 넓이는 상기 개구부의 넓이와 같거나 또는 상기 개구부보다 크게 형성되는 CMOS 이미지 센서.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 차광용 배선 패턴은 상기 액티브 픽셀 영역 상에도 형성되며, 상기 액티브 픽셀 영역 상에 형성된 상기 차광용 배선 패턴은 상기 배선 패턴에 정렬되어 형성된 CMOS 이미지 센서.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역 상에는 각각 수광 영역 및 주변 회로 영역이 정의되고, 상기 수광 영역 내에는 광전 변환부가 형성되며 상기 배선 패턴은 상기 주변 회로 영역 상부에 형성되는 CMOS 이미지 센서.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 차광 패턴의 개구부는 상기 수광 영역 상에 형성된 CMOS 이미지 센서.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 상기 수광 영역 상에 형성된 CMOS 이미지 센서.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 배선 패턴은 제1 배선 패턴 및 제2 배선 패턴을 포함하며, 상기 제2 배선 패턴은 상기 제1 배선 상부에 정렬되도록 형성된 CMOS 이미지 센서.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 제1 더미 패턴 및 제2 더미 패턴을 포함하며, 상기 제1 더미 패턴은 상기 제1 배선 패턴과 동일 레벨 상에 형성되고, 상기 제2 더미 패턴은 상기 제2 배선 패턴과 동일 레벨 상에 형성된 CMOS 이미지 센서.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 제1 배선 패턴과 동일 레벨 상에 형성된 CMOS 이미지 센서.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 제2 배선 패턴과 동일 레벨 상에 형성된 CMOS 이미지 센서.
  12. 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의되며, 상기 각 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역에는 수광 영역 및 주변 회로 영역이 정의된 반도체 기판;
    상기 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역의 수광 영역의 반도체 기판 내에 형성된 광전 변환부;
    상기 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역의 주변 회로 영역의 반도체 기판 상에 상기 반도체 기판과 이격되어 형성된 배선 패턴;
    상기 옵티컬 블랙 영역의 상기 광전 변환부를 적어도 일부 블로킹하도록 상기 광전 변환부 상부에 형성되며, 상기 배선 패턴과 동일 레벨로 상기 배선 패턴들과 이격되어 형성된 더미 패턴;
    상기 옵티컬 블랙 영역의 배선 패턴 및 더미 패턴 상부에 상기 배선 패턴 및 더미 패턴과 이격되어 형성되며, 상기 더미 패턴 상부를 적어도 일부 오픈하는 개구부가 형성된 차광용 배선 패턴;
    상기 반도체 기판 상부에 형성된 메탈간 절연막으로, 상기 배선 패턴, 더미 패턴 및 차광용 배선 패턴은 상기 메탈간 절연막 내에 형성되는 메탈간 절연막; 및
    상기 메탈간 절연막 상에 형성된 패시베이션막을 포함하는 CMOS 이미지 센서.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 상기 차광용 배선 패턴의 개구부를 통해 들어오는 빛을 블로킹하는 CMOS 이미지 센서.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 개구부, 상기 배선 패턴과 상기 더미 패턴 사이의 영역 및 반도체 기판으로 수소 확산 경로가 형성된 CMOS 이미지 센서.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 차광용 배선 패턴은 상기 액티브 픽셀 영역 상에도 형성되며, 상기 액 티브 픽셀 영역 상에 형성된 상기 차광용 배선 패턴은 상기 배선 패턴에 정렬되어 형성된 CMOS 이미지 센서.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 배선 패턴은 제1 배선 패턴 및 제2 배선 패턴을 포함하며, 상기 제2 배선 패턴은 상기 제1 배선 상부에 정렬되도록 형성된 CMOS 이미지 센서.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 제1 더미 패턴 및 제2 더미 패턴을 포함하며, 상기 제1 더미 패턴은 상기 제1 배선 패턴과 동일 레벨 상에 형성되고, 상기 제2 더미 패턴은 상기 제2 배선 패턴과 동일 레벨 상에 형성된 CMOS 이미지 센서.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 제1 배선 패턴과 동일 레벨 상에 형성된 CMOS 이미지 센서.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 제2 배선 패턴과 동일 레벨 상에 형성된 CMOS 이미지 센서.
  20. 액티브 픽셀 영역 및 옵티컬 블랙 영역이 정의된 반도체 기판을 제공하고,
    상기 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역의 반도체 기판 내에 광전 변환부를 형성하고,
    상기 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역의 반도체 기판 상에 상기 반도체 기판과 이격되도록 배선 패턴을 형성하고, 상기 옵티컬 블랙 영역에 상기 배선 패턴과 동일 레벨로 상기 배선 패턴들과 이격된 더미 패턴을 형성하되 상기 더미 패턴은 상기 광전 변환부의 적어도 일부를 가리도록 형성하고,
    상기 옵티컬 영역의 상기 배선 패턴 및 상기 더미 패턴 상부에 상기 배선 패턴 및 상기 더미 패턴과 이격되어 형성되며, 상기 더미 패턴 상부를 적어도 일부 오픈하는 개구부를 구비하는 차광용 배선 패턴을 형성하는 것을 포함하는 CMOS 이미지 센서의 제조 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 패시베이션막을 형성한 후에, 상기 반도체 기판 상에 수소 어닐링 공정을 진행하며, 상기 수소 어닐링 공정을 통해 상기 옵티컬 블랙 영역으로 공급된 수소는 상기 개구부를 통과하여, 상기 배선 패턴과 상기 더미 패턴 사이의 영역을 통해 반도체 기판으로 확산되는 CMOS 이미지 센서의 제조 방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 차광용 배선 패턴은 상기 액티브 픽셀 영역 상에도 형성되며, 상기 액티브 픽셀 영역 상에 형성된 상기 차광용 배선 패턴은 상기 배선 패턴에 정렬되어 형성된 CMOS 이미지 센서의 제조 방법.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 액티브 픽셀 영역 및 상기 옵티컬 블랙 영역 상에는 각각 수광 영역 및 주변 회로 영역이 정의되고, 상기 광전 변환부는 상기 수광 영역 내에 형성되며 상기 배선 패턴은 상기 주변 회로 영역 상부에 형성되는 CMOS 이미지 센서의 제조 방법.
  24. 제 20항에 있어서,
    상기 배선 패턴은 제1 배선 패턴 및 제2 배선 패턴을 포함하며, 상기 제2 배선 패턴은 상기 제1 배선 상부에 정렬되도록 형성된 CMOS 이미지 센서의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8816412B2 (en) 2010-06-14 2014-08-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensors having light shield patterns between an optical black region and an active pixel region

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081401A (ja) 2005-09-12 2007-03-29 Magnachip Semiconductor Ltd 光干渉を減少させたイメージセンサ
KR100843969B1 (ko) * 2006-12-20 2008-07-03 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR101411301B1 (ko) * 2007-08-24 2014-06-25 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미지 센서의 블랙 레벨 안정화 방법
KR101476367B1 (ko) * 2008-01-29 2014-12-26 삼성전자주식회사 이미지 센서의 제조 방법
JP2010027865A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Nec Electronics Corp 固体撮像装置
KR20100049282A (ko) * 2008-11-03 2010-05-12 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
TW201129087A (en) * 2010-02-09 2011-08-16 Novatek Microelectronics Corp Image sensor
CN102157529A (zh) * 2010-02-12 2011-08-17 联咏科技股份有限公司 影像传感器
US8760543B2 (en) * 2011-09-26 2014-06-24 Truesense Imaging, Inc. Dark reference in CCD image sensors
US9292963B2 (en) * 2011-09-28 2016-03-22 Qualcomm Incorporated Three-dimensional object model determination using a beacon
JP2013149758A (ja) * 2012-01-18 2013-08-01 Canon Inc 固体撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ
JP6116878B2 (ja) * 2012-12-03 2017-04-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
KR20140112793A (ko) * 2013-03-14 2014-09-24 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP6692190B2 (ja) * 2016-03-14 2020-05-13 セイコーNpc株式会社 光センサ及びその製造方法
JP6654067B2 (ja) * 2016-03-14 2020-02-26 セイコーNpc株式会社 光センサ
US10763298B2 (en) * 2016-10-28 2020-09-01 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and image pickup system
EP3506356B1 (en) 2017-12-28 2023-07-12 IMEC vzw Method for producing an image sensor, and image sensor
KR20200135330A (ko) * 2018-03-23 2020-12-02 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 회로 기판, 반도체 장치, 및, 전자 기기
KR102640704B1 (ko) * 2018-08-02 2024-02-27 삼성전자 주식회사 커버 글라스 및 이를 포함하는 전자 장치
JP7481811B2 (ja) * 2019-07-26 2024-05-13 キヤノン株式会社 半導体装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010015089A (ko) * 1999-06-30 2001-02-26 카네코 히사시 고체 촬상 장치
JP2002329854A (ja) 2001-04-26 2002-11-15 Fujitsu Ltd 固体撮像装置
JP2005340338A (ja) 2004-05-25 2005-12-08 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000500296A (ja) 1996-09-10 2000-01-11 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 電荷結合素子及びそのような素子を製造する方法
KR20000015467A (ko) 1998-08-29 2000-03-15 윤종용 고체 영상 소자의 구조
JP3541155B2 (ja) 2000-02-17 2004-07-07 シャープ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
KR100614793B1 (ko) * 2004-09-23 2006-08-22 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법.
US20080017945A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Yi-Tyng Wu Method for fabricating color filters
KR100781545B1 (ko) * 2006-08-11 2007-12-03 삼성전자주식회사 감도가 향상된 이미지 센서 및 그의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010015089A (ko) * 1999-06-30 2001-02-26 카네코 히사시 고체 촬상 장치
JP2002329854A (ja) 2001-04-26 2002-11-15 Fujitsu Ltd 固体撮像装置
JP2005340338A (ja) 2004-05-25 2005-12-08 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8816412B2 (en) 2010-06-14 2014-08-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensors having light shield patterns between an optical black region and an active pixel region

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US7683451B2 (en) 2010-03-23

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