KR100872710B1 - 이미지센서 및 그 제조방법 - Google Patents
이미지센서 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100872710B1 KR100872710B1 KR1020070062012A KR20070062012A KR100872710B1 KR 100872710 B1 KR100872710 B1 KR 100872710B1 KR 1020070062012 A KR1020070062012 A KR 1020070062012A KR 20070062012 A KR20070062012 A KR 20070062012A KR 100872710 B1 KR100872710 B1 KR 100872710B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- chip
- insulating layer
- photodiode
- pixel array
- image sensor
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 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
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
- H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
-
- 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
- H01L27/1462—Coatings
-
- 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
실시예에 따른 이미지센서는 칩(chip) 상에 형성된 복수의 포토다이오드; 상기 칩의 외각부의 포토다이오드 상에 형성된 제1 절연층; 상기 칩의 중앙부의 포토다이오드 및 상기 제1 절연층 상에 형성된 제2 절연층; 및 상기 제2 절연층 상에 형성된 마이크로렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이미지센서, 포토다이오드, 집광
Description
도 1은 실시예에 따른 이미지센서의 단면도.
도 2 내지 도 6은 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법의 공정단면도.
실시예는 이미지센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지 센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로써, 크게 전하결합소자(charge coupled device: CCD)와 씨모스(CMOS; Complementary Metal Oxide Silicon) 이미지 센서(Image Sensor)(CIS)로 구분된다.
씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.
종래기술에 의한 CIS소자는 빛 신호를 받아서 전기 신호로 바꾸어 주는 포토다이오드(Photo Diode) 영역(미도시)과, 이 전기 신호를 처리하는 트랜지스터 영 역(미도시)으로 구분할 수 있다.
한편, CMOS 이미지 센서는 포토다이오드(photodiode)에 빛이 입사하고 이 빛에 의해 발생하는 전자를 전압으로 바꿔주는 소자이다. 포토다이오드에 생성되는 전자는 4Tr일 경우 전송트랜지스터(transfer transistor)(Tx), 3Tr일 경우 리셋(reset transistor)(Rx)를 통해 전자를 전송하게 되는데 이러한 트랜지스터의 특성에 따라 전자의 전달 특성이 달라진다.
종래기술에 의하면 CIS소자의 포토다이오드(photo diode)는 기본적으로 마이크로렌즈(micro lens)의 수직 하단에 위치해 있고 외부 렌즈로부터 마이크로렌즈(micro lens)에 입사되는 빛은 CIS 칩(chip)내에 픽셀(pixel)들의 위치가 마이크로렌즈(micro lens)의 중심으로부터 가장자리에 위치할 경우에 CRA(Chief Ray Angle)측면에서 센서티버티(sensitivity)가 좋지 않은 문제가 있다.
실시예는 센서티버티(sensitivity)가 개선될 수 있는 이미지센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 이미지센서는 칩(chip) 상에 형성된 복수의 포토다이오드; 상기 칩의 외각부의 포토다이오드 상에 형성된 제1 절연층; 상기 칩의 중앙부의 포토다이오드 및 상기 제1 절연층 상에 형성된 제2 절연층; 및 상기 제2 절연층 상에 형성된 마이크로렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법은 칩(chip) 상에 복수의 포토다 이오드를 형성하는 단계; 상기 포토다이오드 상에 제1 절연층을 형성하는 단계; 상기 칩의 중앙부의 제1 절연층을 선택적으로 제거하여 중앙부의 포토다이오드를 노출하는 단계; 상기 노출된 포토다이오드와 잔존하는 제1 절연층 상에 제2 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 절연층 상에 마이크로렌즈를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면 마이크로렌즈(micro lens)의 하단부에 칩(chip) 내부 및 외곽 쪽으로 서로 다른 굴절율을 갖는 절연층(dielectric film)을 독립적으로 형성시켜 줌으로서 이미지센서의 CIS소자의 CRA개선에 의해 센서티버티(sensitivity)가 향상될 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/아래(on/under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/아래는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
실시 예의 설명에 있어서 포토다이오드가 회로영역과 수직이게 형성되는 Above IC 형태의 이미지센서에 대해서 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 본 발명은 포토다이오드가 트랜지스터와 수평으로 형성되는 이미지센서에도 적용이 가능하다.
(제1 실시예)
도 1은 실시예에 따른 이미지센서의 단면도이다.
실시예에 따른 이미지센서는 칩(chip)(110) 상에 형성된 복수의 포토다이오드(130); 및 상기 칩(110)의 외각부의 포토다이오드 상에 형성된 제1 절연층(150); 상기 칩(110)의 중앙부의 포토다이오드 및 상기 제1 절연층(150) 상에 형성된 제2 절연층(160); 및 상기 제2 절연층(160) 상에 형성된 마이크로렌즈(170);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따른 이미지센서는 마이크로렌즈(micro lens)의 하단부에 칩(chip) 내부 및 외곽 쪽으로 서로 다른 굴절율을 갖는 절연층(dielectric film)을 독립적으로 형성시켜 줌으로서 이미지센서의 CIS소자의 CRA개선에 의해 센서티버티(sensitivity)가 향상될 수 있다.
예를 들어, 실시예에서의 칩(110)의 외각부 포토다이오드(130)는 상기 칩의 최외각부에 존재하는 포토다이오드(130)로서, 칩(110)의 외각부 포토다이오드(130)상에 서로 다른 굴절률을 가지는 절연층을 배치하여 빛을 포토다이오드에 효과적으로 집광시킬 수 있다.
즉, 외각부 포토다이오드(130)상에 형성되는 상기 제2 절연층(160)은 상기 제1 절연층(150) 보다 굴절률이 더 낮음으로써 칩(110)의 외각부에서도 빛을 포토다이오드에 효과적으로 집광시킬 수 있다.
실시예에서 상기 제1 절연층(150)은 상기 포토다이오드(130) 사이에 형성되는 제3 절연층(140)과 같거나 다를 수 있다.
실시예에 따른 이미지센서는 상기 마이크로렌즈(170) 상에 제4 절연층(180) 이 형성되어 보호막으로 역할을 할 수 있으며, 상기 제4 절연층(180) 상에는 외부렌즈(190)가 형성되어 외부의 빛을 마이크로렌즈(170)에 집광시켜줄 수 있다.
도 2 내지 도 6를 참조하여 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법을 설명한다.
실시예에 따른 이미지센서의 제조방법은 포토다이오드가 회로영역과 수직이게 형성되는 Above IC 형태의 이미지센서에 대해서 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
우선, 도 1과 같이 칩(chip)(110)을 준비하고, 도 2와 같이 상기 칩(110) 상에 복수의 포토다이오드(130)를 형성한다.
실시예는 포토다이오드(130)가 회로영역(미도시)과 수직이게 형성되는 Above IC 형태의 이미지센서에 대한 것이다.
예를 들어, 실시예에서 포토다이오드(130)는 제1 도전형 전도층(미도시), 상기 제1 도전형 전도층 상에 형성된 진성층(intrinsic layer) 및 상기 진성층 상에 형성된 제2 도전형 전도층(미도시)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 실시예에서 포토다이오드(130)는 N형 전도층(미도시), 상기 N형 전도층 형성된 진성층(intrinsic layer) 및 상기 진성층 상에 형성된 P형 전도층(미도시)을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 4와 같이 상기 포토다이오드(130) 상에 제1 절연층(150)을 형성한다.
이때, 실시예에서 상기 제1 절연층(150)은 상기 포토다이오드(130) 사이에 형성되는 제3 절연층(140)과 같거나 다를 수 있다.
예를 들어, 상기 포토다이오드(130) 사이에 제3 절연층(140)을 형성하고, 상기 제3 절연층(140)을 평탄화한 후 제1 절연층(150)을 형성할 수 있다.
또는, 상기 포토다이오드(130) 사이 및 상기 포토다이오드 상에 제1 절연층(150)을 함께 형성하여 상기 제3 절연층(140) 형성공정을 생략할 수도 있다.
다음으로, 도 5와 같이 상기 칩(110)의 중앙부의 제1 절연층(150)을 선택적으로 제거하여 중앙부의 포토다이오드(130)를 노출한다.
이때, 상기 중앙부의 포토다이오드(130)를 노출하는 단계는 상기 칩(110)의 외각부 포토다이오드(130) 상의 제1 절연층(150)을 남기도록 상기 제1 절연층(150)을 선택적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기 칩(110)의 외각부 포토다이오드(130)는 상기 칩(110)의 최외각부에 존재하는 포토다이오드(130)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기 칩(110)의 외각부 포토다이오드(130)는 최소한 상기 칩(110)의 최외각부에 존재하는 포토다이오드(130)를 포함하면 된다.
이후, 상기 노출된 포토다이오드(130)와 잔존하는 제1 절연층(150) 상에 제2 절연층(160)을 형성한다.
실시예는 칩(110)의 외각부 포토다이오드(130)상에 서로 다른 굴절률을 가지는 절연층을 배치하여 빛을 포토다이오드에 효과적으로 집광시킬 수 있다.
예를 들어, 외각부 포토다이오드(130)상에 형성되는 상기 제2 절연층(160)은 상기 제1 절연층(150) 보다 굴절률이 더 낮음으로써 칩(110)의 외각부에서도 빛 을 포토다이오드에 효과적으로 집광시킬 수 있다.
다음으로, 도 6과 같이 상기 제2 절연층(160) 상에 마이크로렌즈(170)를 형성한다.
그 다음으로, 상기 마이크로렌즈(170) 상에 제4 절연층(180)이 형성되어 보호막으로 역할을 할 수 있으며, 상기 제4 절연층(180) 상에는 외부렌즈(190)가 형성되어 외부의 빛을 마이크로렌즈(170)에 집광시켜줄 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 하기 된 청구항의 권리범위에 속하는 범위 안에서 다양한 다른 실시예가 가능하다.
실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면 마이크로렌즈(micro lens)의 하단부에 칩(chip) 내부 및 외곽 쪽으로 서로 다른 굴절율을 갖는 절연층(dielectric film)을 독립적으로 형성시켜 줌으로서 이미지센서의 CIS소자의 CRA개선에 의해 센서티버티(sensitivity)가 향상될 수 있다.
Claims (7)
- 칩(chip) 상에 형성된 복수의 포토다이오드;상기 칩의 픽셀에레이 외각부의 포토다이오드 상에 형성된 제1 절연층;상기 칩의 픽셀에레이 중앙부의 포토다이오드 및 상기 제1 절연층 상에 형성된 제2 절연층; 및상기 제2 절연층 상에 형성된 마이크로렌즈;를 포함하며,상기 칩의 픽셀에레이 외각부 포토다이오드는상기 칩의 픽셀에레이 최외각부에 존재하는 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 이미지센서.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,상기 제2 절연층은상기 제1 절연층 보다 굴절률이 더 낮은 것을 특징으로 하는 이미지센서.
- 칩(chip) 상에 복수의 포토다이오드를 형성하는 단계;상기 포토다이오드 상에 제1 절연층을 형성하는 단계;상기 칩의 픽셀에레이 중앙부의 제1 절연층을 선택적으로 제거하여 픽셀에레이 중앙부의 포토다이오드를 노출하는 단계;상기 노출된 포토다이오드와 잔존하는 제1 절연층 상에 제2 절연층을 형성하는 단계; 및상기 제2 절연층 상에 마이크로렌즈를 형성하는 단계;를 포함하며,상기 칩의 픽셀에레이 외각부 포토다이오드는상기 칩의 픽셀에레이 최외각부에 존재하는 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
- 제4 항에 있어서,상기 칩의 픽셀에레이 중앙부의 제1 절연층을 선택적으로 제거하여 픽셀에레이 중앙부의 포토다이오드를 노출하는 단계는,상기 칩의 픽셀에레이 외각부 포토다이오드 상의 제1 절연층을 남기도록 상기 제1 절연층을 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
- 삭제
- 제4 항에 있어서,상기 제2 절연층은상기 제1 절연층 보다 굴절률이 더 낮은 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070062012A KR100872710B1 (ko) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | 이미지센서 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070062012A KR100872710B1 (ko) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | 이미지센서 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100872710B1 true KR100872710B1 (ko) | 2008-12-05 |
Family
ID=40372162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070062012A KR100872710B1 (ko) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | 이미지센서 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100872710B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060077187A (ko) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
-
2007
- 2007-06-25 KR KR1020070062012A patent/KR100872710B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060077187A (ko) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220190022A1 (en) | Image sensors | |
| KR101893325B1 (ko) | 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 전자 기기 | |
| KR101688084B1 (ko) | 이미지 센서 및 이를 포함하는 패키지 | |
| US20200335536A1 (en) | Image sensor | |
| KR102306670B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| JP5766663B2 (ja) | シリコンマイクロレンズ及び金属反射材を有する裏面イメージセンサピクセル | |
| US11322536B2 (en) | Image sensor and method of fabricating the same | |
| KR100791346B1 (ko) | 이미지 센서 제조 방법 및 이에 따라 제조된 이미지 센서 | |
| KR102290502B1 (ko) | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 | |
| JPH11274443A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| US12074180B2 (en) | Imaging element and method of manufacturing imaging element | |
| KR101493012B1 (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR20200099253A (ko) | 이미지 센서 | |
| KR20210129856A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100937657B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| JP2014022649A (ja) | 固体撮像素子、撮像装置、及び電子機器 | |
| US20150206917A1 (en) | Image-sensor device structure and method of manufacturing | |
| KR100872710B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20080078384A (ko) | 마이크로렌즈 보호패턴을 갖는 촬상소자, 카메라모듈, 및그 제조방법 | |
| JP2013016702A (ja) | 固体撮像装置及びカメラモジュール | |
| KR20080013566A (ko) | 이미지 센서 및 그 형성 방법 | |
| JP2008153500A (ja) | 固体撮像装置及びカメラ | |
| US20220181371A1 (en) | Image sensing device | |
| KR20020057277A (ko) | 이중 렌즈를 구비하는 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR20060097343A (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 |
Payment date: 20111121 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |