KR100924046B1 - 이미지 센서 및 그 제조방법 - Google Patents
이미지 센서 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100924046B1 KR100924046B1 KR1020070139366A KR20070139366A KR100924046B1 KR 100924046 B1 KR100924046 B1 KR 100924046B1 KR 1020070139366 A KR1020070139366 A KR 1020070139366A KR 20070139366 A KR20070139366 A KR 20070139366A KR 100924046 B1 KR100924046 B1 KR 100924046B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- planarization layer
- micro lens
- color filter
- interlayer insulating
- disposed
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 100
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- -1 that is Chemical compound 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten 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
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- 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)
Abstract
실시예에 따른 이미지 센서는, 픽셀 영역 및 로직 영역을 포함하는 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 배치된 금속배선을 포함하는 층간 절연막; 상기 픽셀 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 배치된 제1 컬러필터; 상기 로직 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 배치된 제2 컬러필터; 상기 제1 및 제2 컬러필터 상에 배치된 제1 평탄화층; 상기 제1 평탄화층 상에 배치되고 상기 제2 컬러필터에 대응하는 영역에 오목형의 제2 마이크로 렌즈가 형성된 제2 평탄화층; 및 상기 제2 평탄화층 상에 배치되고 상기 제1 컬러필터에 대응하는 영역에 볼록형의 제1 마이크로 렌즈를 포함한다.
이미지 센서, 포토다이오드, 마이크로 렌즈
Description
실시예에서는 이미지 센서 및 그 제조방법이 개시된다.
이미지 센서는 광학적 영상(Optical Image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 크게 전하결합소자(charge coupled device:CCD) 이미지 센서와 씨모스(Complementary Metal Oxide Silicon:CMOS) 이미지 센서(CIS)로 구분된다.
씨모스 이미지센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시키는 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.
씨모스 이미지 센서의 광감도를 향상시키기 위하여 컬러필터 상에 마이크로렌즈를 형성하는 방법이 있다. 마이크로렌즈는 감광성 유기물 물질을 노광(expose), 현상(development) 및 리플로우(reflow)의 순서로 진행하여 반구형의 모양을 최종 형성시킨다. 그러면 단위화소 상에 마이크로 렌즈가 형성되어 빛을 포토다이오드로 집광시킬 수 있다. 이러한 마이크로 렌즈는 단위화소 별로 각각 형성되고 상기 마이크로 렌즈의 크기 및 개수에 따라 입사광의 양이 변화될 수 있다.
실시예에서는 포토다이오드의 광감지율을 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예에 따른 이미지 센서는, 픽셀 영역 및 로직 영역을 포함하는 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 배치된 금속배선을 포함하는 층간 절연막; 상기 픽셀 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 배치된 제1 컬러필터; 상기 로직 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 배치된 제2 컬러필터; 상기 제1 및 제2 컬러필터 상에 배치된 제1 평탄화층; 상기 제1 평탄화층 상에 배치되고 상기 제2 컬러필터에 대응하는 영역에 오목형의 제2 마이크로 렌즈가 형성된 제2 평탄화층; 및 상기 제2 평탄화층 상에 배치되고 상기 제1 컬러필터에 대응하는 영역에 볼록형의 제1 마이크로 렌즈가를 포함한다.
실시예에 따른 이미지 센서는, 반도체 기판상에 픽셀 영역 및 로직 영역을 형성하는 단계; 상기 반도체 기판 상에 금속배선을 포함하는 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 픽셀 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 제1 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 로직 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 제2 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 컬러필터를 포함하는 층간 절연막 상에 제1 평탄화층을 형성하는 단계; 상기 제1 평탄화층 상에 제2 평탄화층을 형성하는 단계; 상기 제1 컬러필터에 대응하도록 상기 제2 평탄화층 상에 볼록형의 제1 마이크로 렌즈를 형성하는 단계; 및 상기 제2 컬러필터에 대응하도록 상기 제2 평탄화층에 오목형의 제2 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 이미지 센서 및 그 제조방법에 의하면, 볼록형 마이크로 렌즈 주변에 오목형 마이크로 렌즈가 형성되어 포토다이오드의 집광율을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따른 이미지 센서 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/위(on/over)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/위(on/over)는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 6은 실시예에 따른 이미지 센서를 도시한 단면도이다.
실시예에 따른 이미지 센서는, 픽셀 영역(A) 및 로직 영역(B)을 포함하는 반도체 기판(10)과, 상기 반도체 기판(10) 상에 배치된 금속배선(40)을 포함하는 층간 절연막(30)과, 상기 픽셀 영역(A)에 대응하는 상기 층간 절연막(30) 상에 배치된 제1 컬러필터(50)와, 상기 로직 영역(B)에 대응하는 상기 층간 절연막(30) 상에 배치된 제2 컬러필터(60); 상기 제1 및 제2 컬러필터(50,60) 상에 배치된 제1 평탄화층(70); 상기 제1 평탄화층(70) 상에 배치되고 상기 제2 컬러필터(60)에 대응하는 영역에 오목형의 제2 마이크로 렌즈(100)가 형성된 제2 평탄화층(80); 및 상기 제2 평탄화층(80) 상에 배치되고 상기 제1 컬러필터(50)에 대응하는 영역에 볼록형의 제1 마이크로 렌즈(90)가 배치된 것을 포함한다.
상기 제1 평탄화층(70)은 상기 제1 및 제2 컬러필터(50,60)의 단차를 보완하기 위한 것으로 포토레지스트막으로 형성될 수 있다.
상기 제2 평탄화층(80)은 SOG(Spin On Glass) 계열의 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 평탄화층(80)은 Organic SOG, Inorganic HSQ(Hydrosilseqeoxane), MSQ(Methylsilseqeoxane)와 같은 SOG 물질일 수 있다.
상기 제2 평탄화층(80)에 형성된 오목형의 제2 마이크로 렌즈(100)는 반도체 기판(10)의 테두리 영역에 배치될 수 있다
실시예에 따른 이미지 센서는, 볼록형의 마이크로 렌즈 주변에 오목형의 마이크로 렌즈가 형성되어 포토다이오드의 필팩터를 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 설명한다.
도 1을 참조하여, 반도체 기판(10) 상에 픽셀 영역(A) 및 로직 영역(B)이 형성된다.
상기 반도체 기판(10)에 액티브 영역과 필드 영역을 정의하는 복수개의 소자분리막(미도시)이 형성된다. 또한, 상기 액티브 영역 상에는 픽셀 영역(A) 및 로직 영역(B)이 형성된다.
상기 픽셀 영역(A)에는 빛을 수광하여 광전하를 생성하는 포토다이오드(20) 및 상기 포토다이오드(20)에 연결되어 수광된 광전하를 전기신호를 변환하기 위하여 트랜지스터(미도시)가 단위화소 별로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 트랜지스터 회로는 3Tr, 4Tr 및 5Tr 중 어느 하나 일 수 있다.
상기 로직 영역(B)에는 상기 픽셀 영역(A)의 각 단위화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현하기 위한 트랜지스터 회로(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 포토다이오드(20)를 포함하는 관련소자들이 형성된 이후에 상기 반도체 기판(10) 상에 금속배선(40)을 포함하는 층간 절연막(30)이 형성된다.
상기 금속배선(40)은 전원라인 및 신호라인과 픽셀 영역(A) 및 로직 영역(B)의 트랜지스터를 접속시키기 위한 것으로 복수의 층으로 형성될 수 있다. 즉, 층간 절연막(30)은 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 상기 층간 절연막(30)을 관통하는 상기 금속배선(40)도 복수개로 형성되어 전기적으로 접촉된 상태로 형성될 수 있다. 상기 금속배선(40)은 포토다이오드(20)로 입사되는 빛을 가리지 않도록 의도적으로 레이아웃되어 형성된다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(30)은 산화막 물질로 형성될 수 있으며, 상기 금속배선(40)은 금속, 합금 또는 실리사이드를 포함한 다양한 전도성 물질, 즉 알루미늄, 구리, 코발트 또는 텅스텐 등으로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(30)은 패시베이션층(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 패시 베이션층은 습기나 스크래치 등으로부터 소자를 보호하기 위한 것으로 절연막으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 패시베이션층의 형성을 생략할 수도 있다.
도 2를 참조하여, 상기 층간 절연막(30) 상에 제1 및 제2 컬러필터(50,60)가 형성된다. 상기 제1 컬러필터(50)는 상기 픽셀 영역(A)에 대응하는 상기 층간 절연막(30) 상에 단위화소 별로 형성된다. 상기 제2 컬러필터(60)는 상기 로직 영역(B)에 대응하는 층간 절연막(30) 상에 형성된다. 즉, 상기 제1 컬러필터(50)는 단위픽셀 별로 형성된 포토다이오드(20) 상에 형성되고, 상기 제2 컬러필터(60)는 상기 로직 영역(B)에 배치되어 상기 제1 컬러필터(50)를 둘러싼 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 컬러필터(50,60)는 감광물질 및 안료 또는 감광물질 및 염료를 포함하는 컬러필터층(미도시)을 스핀 코팅 공정등을 통해 상기 층간 절연막(30) 상에 형성한다. 이어서, 상기 컬러필터층을 패턴 마스크에 의하여 노광한 후 현상하면 상기 층간 절연막(30) 상에 제1 및 제2 컬러필터(50,60)가 형성된다.
상기 제1 컬러필터(50)은 각각의 단위화소 마다 하나의 컬러필터가 형성되어 입사하는 빛으로부터 색을 분리해 낸다. 예를 들어, 상기 제1 컬러필터(50)들은 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)으로 형성되며, 인접한 컬러필터들은 서로 약간씩 오버랩되어 단차가 형성된다.
또한, 상기 제2 컬러필터(60)는 상기 제1 컬러필터(50) 중 어느 하나가 형성될 때 동시에 형성될 수 있다. 상기 제2 컬러필터(60)는 레드(Red),그린(Green), 블루(Blue) 중 어느 하나일 수 있다.
도 3을 참조하여, 상기 제1 및 제2 컬러필터(50,60) 상에 제1 평탄화층(70) 이 형성된다. 상기 제1 평탄화층(70)은 상기 제1 및 제2 컬러필터(50,60)의 단차를 보완하기 위한 것으로 상기 제1 및 제2 컬러필터(50,60)를 포함하는 층간 절연막(30) 상에 형성된다. 예를 들어, 상기 제1 평탄화층(70)은 산화막 및 유기물막으로 형성될 수 있다.
상기 제1 평탄화층(70) 상에 제2 평탄화층(80)이 형성된다. 상기 제2 평탄화층(80)은 상기 제2 컬러필터(60)에 대응하는 위치에 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 것이다. 상기 제2 평탄화층(80)은 SOG(Spin On Glass) 물질을 스핀 코팅(spin coating)하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 평탄화층(80)은 Organic SOG, Inorganic HSQ(Hydrosilseqeoxane), MSQ(Methylsilseqeoxane)와 같은 SOG 물질일 수 있다.
도시되지는 않았지만, 상기 제1 평탄화층(70)을 생략하고 상기 제1 및 제2 컬러필터(50,60)를 포함하는 층간 절연막(30) 상에 제2 평탄화층(80)이 형성될 수도 있다.
도 4를 참조하여, 상기 제2 평탄화층(80) 상에 반구 형태의 제1 마이크로 렌즈(90)가 형성된다. 상기 제1 마이크로 렌즈(90)는 상기 제1 컬러필터(50)에 대응하는 상기 제2 평탄화층(80) 상에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 마이크로 렌즈(90)는 상기 픽셀 영역(A)의 포토다이오드(20)에 대응하도록 단위픽셀 별로 형성될 수 있다.
상기 제1 마이크로 렌즈(90)는 마이크로 렌즈용 포토레지스트 또는 저온 산화막으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 마이크로 렌즈(90)는 상기 제2 평탄화층(80) 상부로 마이크로 렌즈 형성용 포토레지스트를 스핀 공정등을 통해 도포한다. 그리고, 상기 포토레지스트막(미도시)을 선택적으로 노광 및 현상한 후 제1 컬러필터(50) 상부에 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다. 이후, 리플로우 공정을 실시하여 볼록한 형상을 갖는 돔 형태의 제1 마이크로 렌즈(90)를 형성할 수 있다.
또는 상기 제1 마이크로 렌즈(90)는 상기 제2 평탄화층(80) 상부로 저온산화막 및 포토레지스트막을 적층한다. 그리고, 상기 포토레지스트막(미도시)을 선택적으로 노광 및 현상한 후 상기 제1 컬러필터(50) 상부에 희생 마이크로 렌즈(미도시)를 형성한다. 그리고, 상기 희생 마이크로 렌즈를 식각마스크로 사용하여 상기 저온산화막을 식각하면 볼록한 형상을 갖는 돔 형태의 제1 마이크로 렌즈(90)를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 픽셀 영역(A)에 대응하는 상기 제2 평탄화층(80) 상에 볼록한 형태의 제1 마이크로 렌즈(90)가 형성되고, 상기 로직 영역(B)에 대응하는 상기 제2 평탄화층(80)은 노출된다.
도 5를 참조하여, 상기 제1 마이크로 렌즈(90)를 포함하는 제2 평탄화층(80) 상에 포토레지스트 패턴(200)이 형성된다. 상기 포토레지스트 패턴(200)은 상기 제2 컬러필터(60)에 대응하는 상기 제2 평탄화층(80)을 부분적을 노출시킬 수 있다.
상기 포토레지스트 패턴(200)은 상기 제1 마이크로 렌즈(90)를 포함하는 제2 평탄화층(80) 상에 포토레지스트막을 스핀공정 등에 의하여 코팅한다. 그리고, 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 상기 제2 컬러필터(60)에 대응하는 영역에 오픈홀(210)을 가지는 포토레지스트 패턴(200)을 형성한다.
도 6을 참조하여, 상기 제2 컬러필터(60)에 대응하는 상기 제2 평탄화층(80)에 오목한 형태의 제2 마이크로 렌즈(100)가 형성된다. 상기 제2 마이크로 렌즈(100)는 상기 제2 컬러필터(60)에 대응하는 상기 제2 평탄화층(80)에 형성된다. 따라서, 상기 제2 마이크로 렌즈(100)는 상기 반도체 기판(10)의 로직 영역(B)에 대응하도록 형성될 수 있다.
상기 제2 마이크로 렌즈(100)는 상기 포토레지스트 패턴(200)을 식각 마스크로 사용하여 하부의 제2 평탄화층(80)을 식각하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 마이크로 렌즈(100)는 상기 오픈홀(210)에 의하여 노출된 상기 제2 평탄화층(80)에 대한 습식식각 공정에 의하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 평탄화층(80)에 대한 습식식각 공정은 BOE(Brffered Oxide Etchant)에 의하여 진행될 수 있다. 상기 BOE는 NH4F:HF;H2O의 혼합 용액일 수 있다.
상기 포토레지스트 패턴(200)의 오픈홀(210)에 의하여 노출된 상기 제2 평탄화층(80)이 에천트에 의하여 등방성으로 식각되므로 상기 제2 마이크로 렌즈(100)는 바닥면이 둥근 트랜치 형태로 형성될 수 있다.
상기 제2 마이크로 렌즈(100)는 상기 제2 컬러필터(60)에 대응하는 상기 제2 평탄화층(80)에 오목한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 마이크로 렌즈(100)는 상기 제1 마이크로 렌즈(90) 주변에 형성되고 상기 제1 마이크로 렌즈(90)와 반대의 형태로 형성될 수 있다.
이후, 상기 포토레지스트 패턴(200)은 애싱공정에 의하여 제거될 수 있다.
도 7은 도 6의 평면도로서, 상기 제1 및 제2 마이크로 렌즈(100)를 포함하는 이미지 센서의 평면도이다. 도 8은 실시예에 따른 이미지 센서로 빛이 입사되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 상기 픽셀 영역(A)에는 상기 제1 마이크로 렌즈(90)가 형성되어 있다. 또한, 상기 로직 영역(B)에는 제2 마이크로 렌즈(100)가 형성되어 있다.
일반적으로, 상기 반도체 기판(10)의 중앙 영역에는 픽셀 영역(A)이 형성되고 상기 픽셀 영역(A)의 주변에 로직 영역(B)이 형성된다. 따라서, 상기 제1 마이크로 렌즈(90)의 주변에 제2 마이크로 렌즈(100)가 형성될 수 있다.
상기와 같이 볼록한 형태의 제1 마이크로 렌즈(90)의 주변에 오목한 형태의 제2 마이크로 렌즈(100)가 형성되므로 포토다이오드(20)의 집광률을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 픽셀 영역(A) 이외의 영역인 로직 영역(B)으로 입사되는 빛이 상기 제2 마이크로 렌즈(100)에 의하여 상기 픽셀 영역(A)으로 모아지므로 포토다이오드(20)의 광특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제2 평탄화층(80)이 SOG막으로 형성되므로 상기 제1 및 제2 컬러필터(50,60)의 토폴로지(Topology)를 평탄화시킬 수 있다. 또한 상기 제2 평탄화층(80)에 의하여 상기 마이크로 렌즈 형성을 위한 별도의 평탄화공정이 생략될 수도 있다. 또한, 저온 산화막으로 상기 마이크로 렌즈 형성시 SOG막으로 형성된 제2 평탄화층(80)에 의하여 제1 및 제2 컬러필터(50,60)를 보호하게 되므로 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법에 의하면, 볼록형 마이크로 렌즈 주변에 오목형 마이크로 렌즈가 형성되어 포토다이오드의 집광율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1 내지 도 6은 실시예에 따른 이미지 센서의 제조공정을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 마이크로 렌즈를 통해 입사되는 광 경로를 나타내는 단면도이다.
Claims (7)
- 픽셀 영역 및 로직 영역을 포함하는 반도체 기판;상기 반도체 기판 상에 배치된 금속배선을 포함하는 층간 절연막;상기 픽셀 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 배치된 제1 컬러필터;상기 로직 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 배치된 제2 컬러필터;상기 제1 및 제2 컬러필터를 포함하는 층간 절연막 상에 배치된 제1 평탄화층;상기 제1 평탄화층 상에 배치되고 상기 제2 컬러필터에 대응하는 영역에 오목형의 제2 마이크로 렌즈가 형성된 제2 평탄화층; 및상기 제2 평탄화층 상에 배치되고 상기 제1 컬러필터에 대응하는 영역에 볼록형의 제1 마이크로 렌즈가 배치된 이미지 센서.
- 제1항에 있어서,상기 제2 평탄화층은 SOG 계열의 물질로 형성된 이미지 센서.
- 제1항에 있어서,상기 제2 마이크로 렌즈는 상기 제1 마이크로 렌즈의 주변에 배치된 이미지 센서.
- 반도체 기판에 단위픽셀을 포함하는 픽셀 영역 및 트랜지스터 회로를 포함하는 로직 영역을 형성하는 단계;상기 반도체 기판 상에 금속배선을 포함하는 층간 절연막을 형성하는 단계;상기 픽셀 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 제1 컬러필터를 형성하는 단계;상기 로직 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 제2 컬러필터를 형성하는 단계;상기 제1 및 제2 컬러필터를 포함하는 층간 절연막 상에 제1 평탄화층을 형성하는 단계;상기 제1 평탄화층 상에 제2 평탄화층을 형성하는 단계;상기 제1 컬러필터에 대응하도록 상기 제2 평탄화층 상에 볼록형의 제1 마이크로 렌즈를 형성하는 단계; 및상기 제2 컬러필터에 대응하도록 상기 제2 평탄화층에 오목형의 제2 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 제2 마이크로 렌즈를 형성하는 단계는,상기 제1 마이크로 렌즈를 포함하는 제2 평탄화층 상에 상기 제2 컬러필터에 대응하는 상기 제2 평탄화층이 선택적으로 노출되도록 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 제2 평탄화층을 식각하는 단계를 포함하며,상기 제2 평탄화층 식각 시 등방성 식각공정을 이용하여 오목한 형태의 제2 마이크로 렌즈가 형성되는 이미지 센서의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 제2 평탄화층은 SOG막으로 형성되는 이미지 센서의 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 제2 마이크로 렌즈는 상기 제1 마이크로 렌즈의 주변에 형성되는 이미지 센서의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070139366A KR100924046B1 (ko) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070139366A KR100924046B1 (ko) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090071151A KR20090071151A (ko) | 2009-07-01 |
| KR100924046B1 true KR100924046B1 (ko) | 2009-10-27 |
Family
ID=41322592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070139366A KR100924046B1 (ko) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100924046B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102372856B1 (ko) * | 2014-11-28 | 2022-03-10 | 엘지전자 주식회사 | 마이크로 렌즈 어레이를 구비하는 광 검출 센서 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0714997A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-17 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| KR20050010615A (ko) * | 2003-07-21 | 2005-01-28 | 주식회사 옵토메카 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| KR20070069355A (ko) * | 2005-12-28 | 2007-07-03 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 |
-
2007
- 2007-12-27 KR KR1020070139366A patent/KR100924046B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0714997A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-17 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| KR20050010615A (ko) * | 2003-07-21 | 2005-01-28 | 주식회사 옵토메카 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| KR20070069355A (ko) * | 2005-12-28 | 2007-07-03 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20090071151A (ko) | 2009-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100869219B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20090061310A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| US20090090944A1 (en) | Image Sensor and Method of Fabricating the Same | |
| US7378295B2 (en) | CMOS image sensor and fabricating method thereof | |
| KR100851752B1 (ko) | 이미지 센서의 제조방법 | |
| KR100906558B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100882732B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20090034428A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100894390B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100924046B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20080083972A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100840658B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100449951B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조 방법 | |
| KR100843967B1 (ko) | 이미지 센서의 제조방법 | |
| KR100856948B1 (ko) | 이미지 센서 제조방법 | |
| KR20090068409A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20100079177A (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR20100080135A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR101016547B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR100884485B1 (ko) | 광차단막을 구비한 시모스 이미지센서 및 그의 제조방법 | |
| KR20100080150A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100959432B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20090050697A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100907158B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR100959442B1 (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: 20120926 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |