KR100954908B1 - Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 이미지 센서는, 포토다이오드를 포함하는 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 배치된 금속배선을 포함하는 층간 절연막; 상기 포토다이오드에 대응하는 층간 절연막의 내부를 노출시키도록 상기 층간 절연막에 배치된 트랜치 형태의 웨이브 가이드; 상기 웨이브 가이드 내부면을 따라 배치된 코팅층; 상기 코팅층을 포함하는 웨이브 가이드의 바닥면 배치된 반구형태의 컬러필터; 및 상기 컬러필터 상부의 웨이브 가이드 내부를 채우는 마이크로 렌즈를 포함한다.An image sensor according to an embodiment includes a semiconductor substrate including a photodiode; An interlayer insulating film including metal wires disposed on the semiconductor substrate; A trench wave guide disposed in the interlayer insulating layer to expose the inside of the interlayer insulating layer corresponding to the photodiode; A coating layer disposed along the inner surface of the wave guide; A hemispherical color filter disposed on the bottom surface of the wave guide including the coating layer; And a micro lens filling the inside of the wave guide above the color filter.

이미지 센서, 포토다이오드, 웨이브 가이드 Image Sensor, Photodiode, Wave Guide

Description

이미지 센서 및 그 제조방법{Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof}Image Sensor and Method for Manufacturing Thereof}

실시예에서는 이미지 센서 및 그 제조방법이 개시된다.In an embodiment, an image sensor and a method of manufacturing the same are disclosed.

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)를 포함한다.The image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and includes a charge coupled device (CCD) image sensor and a complementary metal oxide silicon (CMOS) image sensor (CIS). do.

씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토다이오드와 모스트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.The CMOS image sensor implements an image by sequentially detecting an electrical signal of each unit pixel by a switching method by forming a photodiode and a MOS transistor in the unit pixel.

씨모스 이미지 센서에서 디자인 룰이 점차 감소됨에 따라 단위 픽셀의 사이즈가 감소하여 광감도가 감소될 수 있다. 이러한 광감도를 높여주기 위하여 컬러필터 상에 마이크로 렌즈가 형성된다. As the design rule of the CMOS image sensor is gradually reduced, the size of the unit pixel may be reduced, thereby reducing the light sensitivity. In order to increase the light sensitivity, a micro lens is formed on the color filter.

그러나, 상기 마이크로렌즈에서 포토다이오드까지의 광경로에 존재하는 배선층으로 인한 빛의 회절 및 산란등에 의하여 광감도가 감소될 수 있다.However, the light sensitivity may be reduced by diffraction and scattering of light due to the wiring layer existing in the optical path from the microlens to the photodiode.

실시예에서는 포토다이오드의 광 특성을 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다.The embodiment provides an image sensor and a method of manufacturing the same that can improve optical characteristics of a photodiode.

실시예에 따른 이미지 센서는, 포토다이오드를 포함하는 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 배치된 금속배선을 포함하는 층간 절연막; 상기 포토다이오드에 대응하는 층간 절연막의 내부를 노출시키도록 상기 층간 절연막에 배치된 트랜치 형태의 웨이브 가이드; 상기 웨이브 가이드 내부면을 따라 배치된 코팅층; 상기 코팅층을 포함하는 웨이브 가이드의 바닥면 배치된 반구형태의 컬러필터; 및 상기 컬러필터 상부의 웨이브 가이드 내부를 채우는 마이크로 렌즈를 포함한다.An image sensor according to an embodiment includes a semiconductor substrate including a photodiode; An interlayer insulating film including metal wires disposed on the semiconductor substrate; A trench wave guide disposed in the interlayer insulating layer to expose the inside of the interlayer insulating layer corresponding to the photodiode; A coating layer disposed along the inner surface of the wave guide; A hemispherical color filter disposed on the bottom surface of the wave guide including the coating layer; And a micro lens that fills the inside of the wave guide above the color filter.

실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법은, 반도체 기판에 포토다이오드를 형성하는 단계; 상기 반도체 기판 상에 금속배선을 포함하는 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 포토다이오드에 대응하는 층간 절연막의 내부를 노출시키도록 상기 층간 절연막에 트랜치 형태의 웨이브 가이드를 형성하는 단계; 상기 웨이브 가이드 내부면을 따라 코팅층을 형성하는 단계; 상기 코팅층을 포함하는 웨이브 가이드의 바닥면 반구형태의 컬러필터를 형성하는 단계; 및 상기 컬러필터 상부의 웨이브 가이드 내부를 채우는 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다. In another embodiment, a method of manufacturing an image sensor includes: forming a photodiode on a semiconductor substrate; Forming an interlayer insulating film including metal wiring on the semiconductor substrate; Forming a trench waveguide in the interlayer insulating layer to expose the inside of the interlayer insulating layer corresponding to the photodiode; Forming a coating layer along the inner surface of the wave guide; Forming a hemispherical color filter on the bottom surface of the wave guide including the coating layer; And forming a micro lens filling the inside of the wave guide above the color filter.

실시예에 따른 이미지 센서 및 그 제조방법에 의하면, 포토다이오드 상부에 반구 형태의 컬러필터가 형성되어 광 감도가 향상될 수 있다.According to the image sensor and the method of manufacturing the same according to the embodiment, the hemispherical color filter is formed on the photodiode to improve the light sensitivity.

실시예에 따른 이미지 센서 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. An image sensor and a method of manufacturing the same according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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. In the description of the embodiments, where described as being formed "on / over" of each layer, the on / over may be directly or through another layer ( indirectly) includes everything formed.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

도 5는 실시예에 따른 이미지 센서를 나타내는 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating an image sensor according to an embodiment.

실시예에 따른 이미지 센서는 포토다이오드(20)를 포함하는 반도체 기판(10)과, 상기 반도체 기판(10) 상에 배치된 금속배선(50)을 포함하는 층간 절연막(40)과, 상기 포토다이오드(20)에 대응하는 층간 절연막(40)의 내부를 노출시키도록 상기 층간 절연막에 배치된 트랜치 형태의 웨이브 가이드(45)와, 상기 웨이브 가이드(45) 내부면을 따라 배치된 코팅층(60)과, 상기 코팅층(60)을 포함하는 웨이브 가이드(45)의 바닥면 배치된 반구형태의 컬러필터(70)와, 상기 컬러필터(70) 상부의 웨이브 가이드(45) 내부를 채우는 마이크로 렌즈(80)를 포함한다.The image sensor according to the embodiment includes a semiconductor substrate 10 including a photodiode 20, an interlayer insulating layer 40 including a metal wiring 50 disposed on the semiconductor substrate 10, and the photodiode. A trench wave guide 45 disposed in the interlayer insulating film so as to expose the inside of the interlayer insulating film 40 corresponding to (20), a coating layer 60 disposed along the inner surface of the wave guide 45; , The microlens 80 filling the inside of the wave guide 45 on the hemispherical-shaped color filter 70 disposed on the bottom surface of the wave guide 45 including the coating layer 60. It includes.

상기 웨이브 가이드(45)는 단위화소 별로 형성된 포토다이오드(20)에 대응하도록 상기 층간 절연막(40)의 내부에 트랜치 형태로 배치된다. 상기 웨이브 가이 드(45)는 상기 포토다이오드를 노출시키지 않도록 형성될 수 있다. The wave guide 45 is disposed in the form of a trench in the interlayer insulating layer 40 to correspond to the photodiode 20 formed for each unit pixel. The wave guide 45 may be formed so as not to expose the photodiode.

상기 코팅층(60)은 상기 웨이브 가이드(45)의 내부면을 따라 얇게 배치된다. 예를 들어, 상기 코팅층(60)은 디아이 워터(Deionized water) 또는 RELACS(Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink)을 포함하는 친수성 물질로 형성될 수 있다. The coating layer 60 is thinly disposed along the inner surface of the wave guide 45. For example, the coating layer 60 may be formed of a hydrophilic material including deionized water or RELACS (Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink).

상기 컬러필터(70)는 상기 웨이브 가이드(45) 내부의 코팅층(60) 상부에 배치된다. 상기 컬러필터(70)는 유기물 컬러필터용 물질로 형성되어 볼록한 반구 형태로 배치된다. 따라서, 상기 포토다이오드(20) 상에 컬러필터(70)가 배치되어 입사광의 광 경로를 최대한 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 컬러필터(70)가 반구 형태로 형성되어 입사광을 상기 포토다이오드(20)로 집광시킬 수 있다.The color filter 70 is disposed on the coating layer 60 inside the wave guide 45. The color filter 70 is formed of a material for an organic color filter and arranged in a convex hemispherical shape. Accordingly, the color filter 70 may be disposed on the photodiode 20 to reduce the optical path of the incident light as much as possible. In addition, the color filter 70 may be formed in a hemispherical shape to focus incident light onto the photodiode 20.

상기 웨이브 가이드(45) 내부의 상기 컬러필터(70) 상에 마이크로 렌즈(80)가 배치된다. 상기 마이크로 렌즈(80)는 상기 웨이브 가이드(45)를 채우도록 형성된다. 따라서, 상기 마이크로 렌즈(80)를 통과하는 입사광은 굴절되어 상기 컬러필터(70)로 광경로가 진행될 수 있다. The micro lens 80 is disposed on the color filter 70 inside the wave guide 45. The micro lens 80 is formed to fill the wave guide 45. Therefore, incident light passing through the microlens 80 may be refracted to travel the optical path to the color filter 70.

상기와 같이 포토다이오드(20) 상부에 형성된 웨이브 가이드(45) 내부에 반구 형태의 컬러필터(70)가 형성되어 상기 포토다이오드(20)와 컬러필터(70) 사이의 광경로를 최대한 감소시켜 이미지 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, a hemispherical color filter 70 is formed inside the wave guide 45 formed on the photodiode 20 to reduce the optical path between the photodiode 20 and the color filter 70 to the maximum. Properties can be improved.

또한, 상기 포토다이오드(20)와 근접하도록 컬러필터(70)가 배치되어 크로스 토크의 발생을 차단할 수 있다.In addition, the color filter 70 may be disposed to approach the photodiode 20 to block the generation of crosstalk.

또한, 상기 포토다이오드(20)가 상기 웨이브 가이드(45) 내부에 배치되어 평 탄화층이 생략되어도 되므로 소자의 집적화가 가능하다. In addition, since the photodiode 20 may be disposed inside the wave guide 45, the planarization layer may be omitted, thereby enabling device integration.

도 1 내지 도 5를 참조하여 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법을 설명한다.A method of manufacturing an image sensor according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1을 참조하여, 단위화소를 포함하는 반도체 기판(10) 상에 금속배선(50)을 포함하는 층간 절연막(40)이 형성된다. Referring to FIG. 1, an interlayer insulating film 40 including a metal wiring 50 is formed on a semiconductor substrate 10 including unit pixels.

도시되지는 않았지만, 상기 반도체 기판(10) 상에는 액티브 영역과 필드영역을 정의하는 소자분리막이 형성될 수 있다. 상기 액티브 영역에는 포토다이오드(20) 및 트랜지스터 회로(30)를 포함하는 단위화소가 형성될 수 있다. 상기 단위화소는 빛을 수광하여 광 전하를 생성하는 포토다이오드(20) 및 상기 포토다이오드에 연결되어 수광된 광전하를 전기신호를 변환하는 트랜지스터 회로(30)를 포함한다.Although not shown, an isolation layer defining an active region and a field region may be formed on the semiconductor substrate 10. A unit pixel including the photodiode 20 and the transistor circuit 30 may be formed in the active region. The unit pixel includes a photodiode 20 that receives light to generate photocharges, and a transistor circuit 30 that is connected to the photodiode and converts the photocharges received therein into electrical signals.

상기 층간 절연막(40)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(40)은 산화막 또는 질화막으로 형성될 수 있다. The interlayer insulating layer 40 may be formed of a plurality of layers. For example, the interlayer insulating film 40 may be formed of an oxide film or a nitride film.

상기 금속배선(M1,M2,M3)(50)은 전원라인 및 신호라인과 단위 화소 및 주변 회로를 접속시키기 위한 것으로 복수의 개로 형성될 수 있다. 상기 금속배선(50)은 포토다이오드(20)로 입사되는 빛을 가리지 않도록 의도적으로 레이아웃되어 형성된다. 따라서, 상기 포토다이오드(20)의 상부 영역에는 층간 절연막(40)이 위치될 수 있다. The metal wires M1, M2, and M3 50 may be connected to a power line and a signal line, unit pixels, and peripheral circuits. The metal wire 50 is intentionally laid out so as not to block light incident on the photodiode 20. Therefore, the interlayer insulating layer 40 may be positioned in the upper region of the photodiode 20.

예를 들어, 상기 금속배선(50)은 금속, 합금 또는 실리사이드를 포함한 다양한 전도성 물질, 즉 알루미늄, 구리, 코발트 또는 텅스텐 등으로 형성될 수 있다. For example, the metal wire 50 may be formed of various conductive materials including metal, alloy, or silicide, that is, aluminum, copper, cobalt, or tungsten.

도 2를 참조하여, 상기 포토다이오드(20)에 대응하는 상기 층간 절연막(40) 내부에 웨이브 가이드(45)가 형성된다. Referring to FIG. 2, a wave guide 45 is formed in the interlayer insulating layer 40 corresponding to the photodiode 20.

상기 웨이브 가이드(45)를 형성하기 위해서는 상기 층간 절연막(40) 상에 상기 포토다이오드(20)의 상부 영역에 해당하는 영역을 노출시키는 마스크 패턴(미도시)을 형성한다. 예를 들어, 상기 마스크 패턴은 포토레지스트막 또는 TEOS막일 수 있다.In order to form the wave guide 45, a mask pattern (not shown) is formed on the interlayer insulating layer 40 to expose a region corresponding to an upper region of the photodiode 20. For example, the mask pattern may be a photoresist film or a TEOS film.

상기 마스크 패턴을 식각마스크로 하여 상기 층간 절연막(40)을 식각하면 층간 절연막(40)에 트랜치 형태의 웨이브 가이드(45)가 형성된다. 예를 들어, 상기 웨이브 가이드(45)는 습식 또는 건식식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 이때, 상기 웨이브 가이드(45)의 바닥면은 상기 포토다이오드(20)가 노출되지 않을 정도의 높이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 웨이브 가이드(45)의 바닥면은 상기 포토다이오드(20)가 손상되지 않도록 상기 금속배선(M1)(50)이 형성된 층간 절연막(40)의 하부 영역을 노출시킬 수도 있다. When the interlayer insulating layer 40 is etched using the mask pattern as an etching mask, a trench guide wave guide 45 is formed in the interlayer insulating layer 40. For example, the wave guide 45 may be formed through a wet or dry etching process. In this case, the bottom surface of the wave guide 45 may have a height such that the photodiode 20 is not exposed. For example, the bottom surface of the wave guide 45 may expose the lower region of the interlayer insulating layer 40 on which the metal wiring M1 50 is formed so as not to damage the photodiode 20.

도 3을 참조하여, 상기 웨이브 가이드(45)를 포함하는 층간 절연막(40) 상에 코팅층(60)이 형성된다. 상기 코팅층(60)은 상기 웨이브 가이드(45)의 내부면을 따라 얇게 형성될 수 있다. 상기 코팅층(60)은 스팀 공정에 의하여 친수성 물질을 스팀 공정에 의하여 상기 웨이브 가이드(45) 내부에 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅층(60)은 디아이 워터(Deionized water) 또는 RELACS(Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink)을 포함하는 친수성 물질로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, a coating layer 60 is formed on the interlayer insulating film 40 including the wave guide 45. The coating layer 60 may be formed thinly along the inner surface of the wave guide 45. The coating layer 60 may form a hydrophilic material by the steam process inside the wave guide 45 by the steam process. For example, the coating layer 60 may be formed of a hydrophilic material including deionized water or RELACS (Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink).

도 4를 참조하여, 상기 웨이브 가이드(45) 내부의 상기 코팅층(60) 상에 컬러필터(70)가 형성된다. 상기 컬러필터(70)는 반구형태로 형성된다. Referring to FIG. 4, a color filter 70 is formed on the coating layer 60 inside the wave guide 45. The color filter 70 is formed in a hemispherical shape.

상기 컬러필터(70)는 감광물질 및 안료 또는 감광물질 및 염료를 포함하는 컬러필터용 물질(미도시)을 스핀 코팅 공정등을 통해 상기 반도체 기판(10) 상에 형성한다. 상기 컬러필터용 물질은 유기물의 포토레지스트로 형성될 수 있다. 즉, 상기 컬러필터용 물질은 소수성의 성질을 가질 수 있다.The color filter 70 forms a color filter material (not shown) including a photosensitive material and a pigment or a photosensitive material and a dye on the semiconductor substrate 10 through a spin coating process or the like. The color filter material may be formed of an organic photoresist. That is, the color filter material may have a hydrophobic property.

따라서, 상기 코팅층(60) 상에 상기 컬러필터(70)가 형성되면 상기 컬러필터(70)는 반구형태를 가질 수 있다. 상기 코팅층(60)은 친수성 성질을 가지며 상기 컬러필터(70)는 소수성 성질을 가진다. 즉, 상기 코팅층(60) 상으로 컬러필터 물질이 도포되면 상기 코팅층(60)과 접촉되는 영역의 상기 컬러필터 물질이 반발력에 의하여 상기 코팅층(60)과 이격되므로 상기 컬러필터(70)는 반구형태를 가질 수 있게 된다. Therefore, when the color filter 70 is formed on the coating layer 60, the color filter 70 may have a hemispherical shape. The coating layer 60 has a hydrophilic property and the color filter 70 has a hydrophobic property. That is, when the color filter material is applied onto the coating layer 60, the color filter material in the area in contact with the coating layer 60 is spaced apart from the coating layer 60 by the repulsive force so that the color filter 70 has a hemispherical shape. To have

이어서, 상기 컬러필터용 물질을 패턴 마스크(미도시)에 의하여 노광한 후 현상하여 상기 웨이브 가이드(45) 내부에만 컬러필터(70)를 형성한다. Subsequently, the color filter material is exposed and developed by a pattern mask (not shown) to form the color filter 70 only in the wave guide 45.

상기 컬러필터(70)는 상기 포토다이오드(20) 상부에 형성된 웨이브 가이드(45)를 통해 각각의 단위화소마다 형성되어 입사하는 빛으로부터 색을 분리해 낼수 있다. 예를 들어, 상기 컬러필터(70)는 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue) 중 어느 하나일 수 있다. The color filter 70 may be formed for each unit pixel through a wave guide 45 formed on the photodiode 20 to separate color from incident light. For example, the color filter 70 may be any one of red, green, and blue.

상기와 같이 웨이브 가이드(45) 내부에 컬러필터(70)가 형성되어 상기 포토다이오드(20)와 컬러필터(70) 사이의 광경로가 최대한 감소시켜 이미지 특성을 향 상시킬 수 있다.As described above, the color filter 70 is formed inside the wave guide 45 so that the optical path between the photodiode 20 and the color filter 70 may be reduced as much as possible to improve image characteristics.

또한, 상기 컬러필터(70)가 상기 포토다이오드(20) 상에 형성되어 인접하는 단위화소로 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있게 되어 크로스 토크 및 노이즈가 발생되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the color filter 70 may be formed on the photodiode 20 to prevent light from being incident on adjacent unit pixels, thereby preventing crosstalk and noise.

또한, 상기 컬러필터(70)가 반구형태로 형성되어 입사광을 모아주는 역할을 하여 상기 포토다이오드(20)의 집광율을 향상시킬 수 있다.In addition, the color filter 70 is formed in a hemispherical shape to collect incident light to improve the light condensation rate of the photodiode 20.

도 5를 참조하여, 상기 컬러필터(70)가 형성된 상기 웨이브 가이드(45) 내부에 마이크로 렌즈(80)가 형성된다. 상기 마이크로 렌즈(80)는 상기 웨이브 가이드(45)의 깊이로 인하여 상기 컬러필터(70) 상부에 형성된 공간을 채울 수 있다. 상기 마이크로 렌즈(80)는 광투과도가 높은 실리콘 산화막 또는 감광성 포토레지스트를 도포하여 상기 웨이브 가이드(45)를 채울 수 있다. Referring to FIG. 5, a micro lens 80 is formed inside the wave guide 45 in which the color filter 70 is formed. The micro lens 80 may fill the space formed on the color filter 70 due to the depth of the wave guide 45. The microlens 80 may fill the wave guide 45 by applying a silicon oxide film or a photosensitive photoresist having high light transmittance.

상기 마이크로 렌즈(80)는 굴절률을 가지는 물질로 형성되어 있기 때문에 입사광은 마이크로 렌즈(80) 및 컬러필터(70)에 의하여 포토다이오드로 집광 될 수 있다.Since the microlens 80 is formed of a material having a refractive index, incident light may be focused onto the photodiode by the microlens 80 and the color filter 70.

실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법에 의하면, 포토다이오드(20)와 근접하도록 상기 층간 절연막에 형성된 웨이브 가이드 내부에 컬러필터가 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 포토다이오드와 컬러필터 사이의 거리가 최대한 감소되어 상기 컬러필터를 통과한 광은 상기 포토다이오드로 직접 입사될 수 있다. According to the manufacturing method of the image sensor according to the embodiment, the color filter may be formed inside the wave guide formed in the interlayer insulating film to approach the photodiode 20. Accordingly, the distance between the photodiode and the color filter is reduced as much as possible, so that light passing through the color filter may be directly incident to the photodiode.

또한, 상기 컬러필터가 반구형태로 형성되어 집광율을 향상시킬 수 있다.In addition, the color filter may be formed in a hemispherical shape to improve the light collecting rate.

또한, 상기 컬러필터가 상기 포토다이오드 계면과 근접하도록 형성되어 크로 스 토크의 발생을 차단할 수 있다.In addition, the color filter may be formed to be close to the photodiode interface to block generation of cross talk.

또한, 상기 컬러필터와 포토다이오드 사이의 거리가 감소되어 광의 굴절 및 반사를 최대한 감소시켜 이미지 센서의 이미지 특성을 향상시킬 수 있다. In addition, the distance between the color filter and the photodiode is reduced, thereby reducing the refraction and reflection of light as much as possible to improve the image characteristics of the image sensor.

또한, 상기 컬러필터가 반구형태로 형성되어 마이크로 렌즈에 대한 패터닝 공정이 생략되므로 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the color filter is formed in a hemispherical shape, the patterning process for the micro lens is omitted, thereby improving productivity.

이상에서 설명한 실시예는 전술한 실시에 및 도면에 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 가진자에게 있어 명백할 것이다.The embodiments described above are not limited to the above-described embodiments and drawings, and it is to be understood that various changes, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present embodiments. It will be obvious to those who have it.

도 1 내지 도 5는 실시예에 따른 이미지 센서의 제조공정을 나타내는 단면도이다. 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an image sensor according to an embodiment.

Claims (7)

포토다이오드를 포함하는 반도체 기판;A semiconductor substrate including a photodiode; 상기 반도체 기판 상에 배치된 금속배선을 포함하는 층간 절연막;An interlayer insulating film including metal wires disposed on the semiconductor substrate; 상기 포토다이오드에 대응하는 층간 절연막의 내부를 노출시키도록 상기 층간 절연막에 배치된 트랜치 형태의 웨이브 가이드; A trench wave guide disposed in the interlayer insulating layer to expose the inside of the interlayer insulating layer corresponding to the photodiode; 상기 웨이브 가이드 내부면을 따라 배치된 코팅층;A coating layer disposed along the inner surface of the wave guide; 상기 코팅층을 포함하는 웨이브 가이드의 바닥면 배치된 반구형태의 컬러필터; 및A hemispherical color filter disposed on the bottom surface of the wave guide including the coating layer; And 상기 컬러필터 상부의 웨이브 가이드 내부를 채우는 마이크로 렌즈를 포함하고, It includes a micro lens filling the inside of the wave guide on the color filter, 상기 코팅층은 친수성 물질로 형성되고, 상기 컬러필터는 소수성 물질로 형성된 이미지 센서.The coating layer is formed of a hydrophilic material, the color filter is an image sensor formed of a hydrophobic material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코팅층은 디아이 워터(De ionized water) 또는 RELACS(Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink)을 포함하는 친수성 물질로 형성된 이미지 센서.The coating layer is an image sensor formed of a hydrophilic material including De ionized water (Re ionized water) or RELACS (Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컬러필터는 유기물의 컬러필터용 물질로 형성된 이미지 센서.The color filter is an image sensor formed of a color filter material of an organic material. 반도체 기판에 포토다이오드를 형성하는 단계;Forming a photodiode on the semiconductor substrate; 상기 반도체 기판 상에 금속배선을 포함하는 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating film including metal wiring on the semiconductor substrate; 상기 포토다이오드에 대응하는 층간 절연막의 내부를 노출시키도록 상기 층간 절연막에 트랜치 형태의 웨이브 가이드를 형성하는 단계; Forming a trench waveguide in the interlayer insulating layer to expose the inside of the interlayer insulating layer corresponding to the photodiode; 상기 웨이브 가이드 내부면을 따라 코팅층을 형성하는 단계;Forming a coating layer along the inner surface of the wave guide; 상기 코팅층을 포함하는 웨이브 가이드의 바닥면 반구형태의 컬러필터를 형성하는 단계; 및Forming a hemispherical color filter on the bottom surface of the wave guide including the coating layer; And 상기 컬러필터 상부의 웨이브 가이드 내부를 채우는 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하고, Forming a micro lens filling the inside of the wave guide on the color filter; 상기 코팅층은 친수성 물질로 형성되고, 상기 컬러필터는 소수성 물질로 형성되는 이미지 센서의 제조방법.The coating layer is formed of a hydrophilic material, the color filter is a method of manufacturing an image sensor is formed of a hydrophobic material. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 코팅층은 디아이 워터(DIW) 또는 RELACS(Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink)를 포함하는 친수성 물질로 형성되는 이미지 센서의 제조방법.The coating layer is a method of manufacturing an image sensor formed of a hydrophilic material including DI water or Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink (RELACS). 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 코팅층은 스팀(steam) 공정에 의하여 형성되는 이미지 센서의 제조방법.The coating layer is a method of manufacturing an image sensor formed by a steam (steam) process. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 컬러필터는 유기물의 컬러필터용 물질로 형성되는 이미지 센서의 제조방법.The color filter is a manufacturing method of the image sensor is formed of a material for the color filter of the organic material.
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