KR100958633B1 - Image Sensor and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

이미지 센서 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 이미지 센서의 제조 방법은 반도체 기판에 단차를 갖는 포토 다이오드들을 형성하는 단계, 상기 단차를 갖는 포토 다이오드들이 형성된 반도체 기판 상에 층간 절연층을 형성하는 단계, 상기 층간 절연층 상에 상기 포토 다이오드들에 대응하도록 컬러 필터들을 형성하는 단계, 상기 컬러 필터들에 대응하는 마이크로 렌즈들을 형성하는 단계, 및 상기 마이크로 렌즈들 간의 공간을 갭필하고 상기 마이크로 렌즈들 상부의 일부를 노출시키는 불투광층인 캐핑층을 형성하는 단계를 포함한다.An image sensor and its manufacturing method are provided. The method of manufacturing the image sensor may include forming photodiodes having steps on a semiconductor substrate, forming an interlayer insulating layer on a semiconductor substrate on which the photodiodes having steps are formed, and forming the photodiodes on the interlayer insulating layer. A capping layer, the capping layer being an opaque layer that forms color filters corresponding to the microlenses, forms microlenses corresponding to the color filters, and gapfills the space between the microlenses and exposes a portion of the top of the microlenses. Forming a step.

CMOS 이미지 센서(Image sensor), 컬러 필터, 및 마이크로 렌즈. CMOS image sensor, color filter, and micro lens.

Description

이미지 센서 및 그 제조 방법{Image Sensor and method of manufacturing the same}Image sensor and method of manufacturing the same

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CMOS 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a CMOS image sensor and a method of manufacturing the same.

이미지 센서는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자를 말하며, 그 종류에는 CCD(Charge Coupled Device) 방식의 소자 및 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Silicon) 방식의 소자가 있다. 이미지 센서는 빛을 감지하는 포토다이오드를 포함하는 수광 영역과 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화 하는 로직 영역으로 구성되어 있는데, 광 감도를 높이기 위한 노력이 진행되고 있다. An image sensor refers to a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and includes a CCD (Charge Coupled Device) device and a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Silicon) device. The image sensor is composed of a light receiving area including a photodiode for detecting light and a logic area for processing the detected light into an electrical signal to make data, and efforts are being made to increase light sensitivity.

도 1은 일반적인 CMOS 이미지 센서(100)를 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시된 CMOS 이미지 센서(100)는 전체 이미지 센서 중에서 로직 영역(Logic Region)은 제외하고, 포토 다이오드(20a, 20b, 20c)를 포함한 수광 영역만을 도시한다.1 is a cross-sectional view illustrating a general CMOS image sensor 100. The CMOS image sensor 100 shown in FIG. 1 shows only a light receiving region including photodiodes 20a, 20b, and 20c except for a logic region among all image sensors.

도 1을 참조하면, 상기 이미지 센서(100)는 반도체 기판(10), 상기 반도체 기판(10)의 활성 영역(active region)에 형성되는 포토 다이오드들(photodiode; 20a, 20b, 20c), 상기 반도체 기판(10) 전면에 형성되는 층간 절연층(30), 상기 층 간 절연층(30) 내에 형성되는 금속 배선들(35), 상기 층간 절연층(30) 상에 형성되는 절연막(40), 상기 포토 다이오드들(20a, 20b, 20c)과 대응되게 상기 절연막(40) 상에 형성되는 적색(R), 청색(B), 녹색(G)의 컬러 필터들(52, 54, 56)을 포함하는 컬러 필터층(50), 상기 컬러 필터층(50) 상에 형성되는 평탄화층(60), 및 상기 평탄화층(60) 상에 상기 적색(R), 청색(B), 녹색(G) 컬러 필터와 대응되도록 형성되는 마이크로 렌즈들(72,74,76)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the image sensor 100 includes a semiconductor substrate 10, photodiodes 20a, 20b, and 20c formed in an active region of the semiconductor substrate 10. The interlayer insulating layer 30 formed on the entire surface of the substrate 10, the metal wires 35 formed in the interlayer insulating layer 30, the insulating film 40 formed on the interlayer insulating layer 30, and Including the color filters 52, 54, 56 of red (R), blue (B), and green (G) formed on the insulating film 40 to correspond to the photodiodes 20a, 20b, and 20c. Corresponds to the color filter layer 50, the planarization layer 60 formed on the color filter layer 50, and the red (R), blue (B), and green (G) color filters on the planarization layer 60. Micro lenses 72, 74, and 76 formed such that they are formed.

CMOS 이미지 센서는 포토 다이오드들(20a, 20b, 20c) 상부에 형성되는 광투과율이 좋은 볼록형 마이크로 렌즈들(72,74,76)을 이용하여 입사광을 굴절시킴으로써 많은 양의 빛을 포토 다이오드들(20a, 20b, 20c)로 집광한다.The CMOS image sensor refracts incident light by using high light transmittance convex micro lenses 72, 74, and 76 formed on the photodiodes 20a, 20b, and 20c to generate a large amount of light. 20b, 20c).

일반적으로 CMOS 이미지 센서는 색 분리를 위한 컬러 필터층(50) 형성 후, 컬러 필터층(50) 상부에 형성될 마이크로 렌즈들(72,74,76)의 균일도를 위해 마이크로 렌즈들(72,74,76) 하부에 평탄화층(60)이 형성된다.In general, the CMOS image sensor may form micro lenses 72, 74, and 76 for uniformity of the micro lenses 72, 74, and 76 to be formed on the color filter layer 50 after the color filter layer 50 is formed for color separation. The planarization layer 60 is formed below.

그러나 평탄화층(60)의 경화를 위한 큐어링(Curing) 공정시 발생하는 솔벤트(Solvent) 성분에 의하여 평탄화층(60)의 표면이 변화될 수 있다, 이로 인하여 평탄화층(60) 상부에 형성되는 마이크로 렌즈들(72,74,76)의 흐름성이 다르게 될 수 있다.However, the surface of the planarization layer 60 may be changed by the solvent component generated during the curing process for curing the planarization layer 60, which is formed on the planarization layer 60. The flowability of the micro lenses 72, 74, and 76 may be different.

결국 마이크로 렌즈들(72,74,76)의 흐름성이 다르게 될 경우, 반도체 기판(10)에 형성되는 마이크로 렌즈의 균일도가 일정하지 않아 광 손실이 발생될 수 있다. As a result, when the flowability of the microlenses 72, 74, and 76 is different, the uniformity of the microlenses formed on the semiconductor substrate 10 may not be constant, and light loss may occur.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 마이크로 렌즈들의 표면 균일도를 향상시키고 집광성이 향상된 이미지 센서 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an image sensor and a method for manufacturing the same, which improve surface uniformity of microlenses and improve light condensation.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은 반도체 기판에 단차를 갖는 포토 다이오드들을 형성하는 단계, 상기 단차를 갖는 포토 다이오드들이 형성된 반도체 기판 상에 층간 절연층을 형성하는 단계, 상기 층간 절연층 상에 상기 포토 다이오드들에 대응하도록 컬러 필터들을 형성하는 단계, 상기 컬러 필터들에 대응하는 마이크로 렌즈들을 형성하는 단계, 및 상기 마이크로 렌즈들 간의 공간을 갭필하고 상기 마이크로 렌즈들 상부의 일부를 노출시키는 불투광층인 캐핑층을 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present disclosure, there is provided a method of manufacturing an image sensor, the method including: forming photodiodes having steps on a semiconductor substrate, and forming an interlayer insulating layer on a semiconductor substrate on which the photodiodes having steps are formed. Forming, color filters corresponding to the photodiodes on the interlayer insulating layer, forming micro lenses corresponding to the color filters, and gapfilling the space between the micro lenses and Forming a capping layer that is an opaque layer exposing a portion of the tops of the lenses.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서는 반도체 기판에 단차를 갖도록 형성된 포토 다이오드들, 상기 단차를 갖는 포토 다이오드들 상에 형성된 층간 절연층, 상기 층간 절연층 상에 상기 포토 다이오드들에 대응하도록 형성된 컬러 필터들, 상기 컬러 필터들 상에 형성된 보호층, 상기 컬러 필터들에 대응하도록 상기 보호층 상에 형성된 마이크로 렌즈들, 및 상기 마이크로 렌즈들 간의 공간에 갭필되며 상기 마이크로 렌즈들 상부의 일부를 노출시키도록 형성되는 불투광층인 캐핑층을 포함한다.The image sensor according to the embodiment of the present invention for achieving the above object is a photodiode formed to have a step on the semiconductor substrate, an interlayer insulating layer formed on the photodiode having the step, the on the interlayer insulating layer Color filters formed to correspond to the photodiodes, a protective layer formed on the color filters, micro lenses formed on the protective layer to correspond to the color filters, and a gap-filled space in the space between the micro lenses. And a capping layer, which is an opaque layer formed to expose a portion of the upper portions of the lenses.

본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 및 그 제조 방법은 단차를 갖는 포토 다이오들을 형성하여 마이크로 렌즈와 포토 다이오드 사이의 간격을 적절히 조절할 수 있고, 마이크로 렌즈들 사이의 공간에 캐핑층을 갭필함으로써 마이크로 렌즈들의 균일도를 향상시키고, 광 감도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, an image sensor and a method of manufacturing the same may form photodiodes having a step to appropriately adjust a gap between a microlens and a photodiode, and by filling a capping layer in a space between the microlenses, a microlens There is an effect that can improve the uniformity of these, and increase the light sensitivity.

이하, 본 발명의 기술적 과제 및 특징들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 본 발명을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the technical objects and features of the present invention will be apparent from the description of the accompanying drawings and the embodiments. Looking at the present invention in detail.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서(예컨대, CMOS 이미지 센서)의 제조 방법을 나타낸다. 먼저 도 2a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(210) 내에 포토 다이오드들(예컨대, 212, 214, 216)을 형성하되, 각각의 포토 다이오드들(예컨대, 212, 214, 216)은 서로 단차를 갖도록 형성한다.2A to 2E illustrate a method of manufacturing an image sensor (eg, a CMOS image sensor) according to an exemplary embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 2A, photodiodes (eg, 212, 214, and 216) are formed in the semiconductor substrate 210, but each photodiode (eg, 212, 214, and 216) has a step difference from each other. Form.

먼저 CMOS 이미지 센서의 포토 다이오드들(예컨대, 212, 214,216)이 형성될 영역의 반도체 기판(210)에 단차를 형성한다.First, a step is formed in the semiconductor substrate 210 in a region where photodiodes (eg, 212, 214, 216) of the CMOS image sensor are to be formed.

여기서 청색 컬러 필터(Blue color filter)에 대응하는 포토 다이오드(예컨대, 216)가 형성될 반도체 기판(210)의 영역을 제1 영역이라 하고, 녹색 컬러 필터(Green color filter)에 대응하는 포토 다이오드(예컨대, 214)가 형성될 반도체 기판(210)의 영역을 제2 영역이라 하고, 적색 컬러 필터(Red color filter)에 대응하는 포토 다이오드(예컨대, 212)가 형성될 반도체 기판(210)의 영역을 제3 영역이라 한다.The area of the semiconductor substrate 210 on which the photodiode corresponding to the blue color filter (for example, 216) is to be formed is called a first region, and the photodiode corresponding to the green color filter For example, the region of the semiconductor substrate 210 on which the 214 is to be formed is called a second region, and the region of the semiconductor substrate 210 on which the photodiode (eg, 212) corresponding to the red color filter is to be formed. This is called the third area.

먼저 포토 리쏘그라피 공정을 수행하여, 반도체 기판(210)의 제1 영역 및 제 3 영역을 덮고, 제2 영역을 노출시키는 제1 마스크를 반도체 기판(210) 상에 형성한다. 이어서 상기 제1 마스크를 식각 마스크로 이용하여 노출된 상기 제2 영역을 제1 깊이(d1)까지 식각한 후 상기 제1 마스크를 애싱 공정(ashing process)을 통하여 제거한다. 이때 상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 제1 단차(d1)를 갖게 된다.First, a photolithography process is performed to form a first mask on the semiconductor substrate 210 covering the first region and the third region of the semiconductor substrate 210 and exposing the second region. Subsequently, the exposed second region is etched to a first depth d1 using the first mask as an etch mask, and then the first mask is removed through an ashing process. In this case, the second region has a first step d1 with the first region.

다음으로 상기 제1 영역 및 제2 영역을 덮고 제3 영역을 노출시키는 제2 마스크를 반도체 기판(210) 상에 형성한다. 상기 제2 마스크를 식각 마스크로 이용하여 노출된 상기 제3 영역을 제2 깊이(d2)까지 식각한 후 상기 제2 마스크를 애싱 공정을 통하여 제거한다. 여기서 상기 제2 깊이(d2)는 상기 제1 깊이(d1)보다 클 수 있다. 이때 상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 제2 단차(d2)를 갖게 되며, 상기 제3 영역은 상기 제2 영역과 제3 단차(d2-d1)를 갖게 된다.Next, a second mask covering the first region and the second region and exposing the third region is formed on the semiconductor substrate 210. The exposed third region is etched to a second depth d2 by using the second mask as an etching mask, and then the second mask is removed through an ashing process. The second depth d2 may be greater than the first depth d1. In this case, the third region has a second step d2 with the first area, and the third region has a third step d2-d1 with the second area.

이와 같은 공정을 통하여 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 및 상기 제3 영역사이에는 서로 단차(에컨대, d1, d2, d2-d1)가 존재하게 된다.Through this process, steps (eg, d1, d2, d2-d1) exist between the first region, the second region, and the third region.

그리고 단차를 갖는 상기 제1 영역, 제2 영역, 및 제3 영역에 불순물 이온(예컨대, n형 불순물 이온)을 선택적으로 주입하여 포토 다이오드들(212, 214,216)을 형성한다. 따라서 포토 다이오드들(212, 214,216)도 단차를 갖도록 형성될 수 있다.In addition, impurity ions (eg, n-type impurity ions) are selectively implanted into the first region, the second region, and the third region having a step to form photodiodes 212, 214, and 216. Accordingly, the photodiodes 212, 214, and 216 may also be formed to have a step.

다음으로 도 2b에 도시된 바와 같이, 단차를 갖는 포토 다이오드들(212, 214,216)이 형성된 반도체 기판(210) 상에 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방식을 이용하여 제1 층간 절연층(220)을 형성한다. 여기서 상기 제1 층간 절연층(220)은 상기 포토 다이오드들이 갖는 단차와 동일한 프로파일(profile)의 단차를 갖도록 형성될 수 있으므로 CMP(chemical Mechanical Polishing)를 통한 평탄화 공정을 수행하여 평탄화시킨다.Next, as shown in FIG. 2B, the first interlayer insulating layer 220 is formed on the semiconductor substrate 210 on which the stepped photodiodes 212, 214, and 216 are formed by using a chemical vapor deposition (CVD) method. do. Here, the first interlayer insulating layer 220 may be formed to have the same profile level as that of the photodiodes, so that the first interlayer insulating layer 220 may be planarized by chemical mechanical polishing (CMP).

그리고 상기 제1 층간 절연층(220) 상에 금속 배선(225)을 형성한다. 예컨대, 상기 제1 층간 절연층(220)에 금속층(미도시)을 형성하고, 상기 금속층 상에 금속 배선을 위한 포토 레지스트 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 금속층을 식각하고, 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하여 상기 금속 배선(225)을 형성할 수 있다. A metal wire 225 is formed on the first interlayer insulating layer 220. For example, a metal layer (not shown) is formed on the first interlayer insulating layer 220, and a photoresist pattern (not shown) for metal wiring is formed on the metal layer. The metal layer may be etched using the photoresist pattern as a mask, and the photoresist pattern may be removed to form the metal line 225.

이어서 상기 금속 배선(225)이 형성된 제1 층간 절연층(220) 상에 CVD 방식을 이용하여 제2 층간 절연층(230)을 형성한다.Subsequently, a second interlayer insulating layer 230 is formed on the first interlayer insulating layer 220 on which the metal wiring 225 is formed by using a CVD method.

다음으로 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 제2 층간 절연층(220) 상에 평탄화층(예컨대, 산화막, 235)을 형성한다. 이어서 상기 평탄화층(235) 상에 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터들(R, G, B)을 포함하는 컬러 필터층(240)을 형성한다. 상기 컬러 필터들(R,G,B)은 상기 포토 다이오드들(212,214,216)과 대응하도록 상기 평탄화층(235) 상에 형성된다.Next, as shown in FIG. 2C, a planarization layer (eg, an oxide film 235) is formed on the second interlayer insulating layer 220. Subsequently, a color filter layer 240 including red, green, and blue color filters R, G, and B is formed on the planarization layer 235. The color filters R, G, and B are formed on the planarization layer 235 to correspond to the photodiodes 212, 214, and 216.

예컨대, 적색 컬러 필터(R)를 경유한 광은 상기 포토 다이오드들(212, 214, 216) 중 제1 포토 다이오드(212)에 수광되도록 상기 적색 컬러 필터(R)는 상기 제1 포토 다이오드(212)에 대응되도록 형성될 수 있다.For example, the red color filter R is connected to the first photodiode 212 such that light passing through the red color filter R is received by the first photodiode 212 of the photodiodes 212, 214, and 216. It may be formed to correspond to.

이어서 상기 컬러 필터층(240) 상에 수분 및 스크래치(scratch)로부터 소자(예컨대, 컬러 필터층(240))를 보호하기 위한 보호층(245)을 형성한다. 그리고 리플로우(reflow) 공정을 수행하여 상기 보호층(245) 상에 상기 컬러 필터들(R,G,B) 각각과 대응되도록 마이크로 렌즈(252, 254, 및 256)를 형성한다. A protective layer 245 is then formed on the color filter layer 240 to protect the device (eg, the color filter layer 240) from moisture and scratches. The microlenses 252, 254, and 256 are formed on the passivation layer 245 to correspond to each of the color filters R, G, and B by performing a reflow process.

다음으로 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 렌즈들(252, 254, 256)이 형성된 반도체 기판(210) 상에 불투광층인 캐핑층(260)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2D, the capping layer 260, which is an opaque layer, is formed on the semiconductor substrate 210 on which the micro lenses 252, 254, and 256 are formed.

예컨대, 상기 마이크로 렌즈들(252, 254, 256)이 형성된 반도체 기판(210) 상에 질화막(Nitride film, 260)을 증착한다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 질화막(260)은 상기 마이크로 렌즈들 사이의 갭에 채워지고, 상기 마이크로 렌즈들(252, 254, 256)의 굴곡을 따라 상기 마이크로 렌즈들(252, 254, 256)을 덮도록 증착될 수 있다. 즉 상기 질화막(260)은 굴곡진 형태를 갖도록 상기 마이크로 렌즈들(252, 254, 256) 표면을 덮도록 형성될 수 있다.For example, a nitride film 260 is deposited on the semiconductor substrate 210 on which the microlenses 252, 254, and 256 are formed. As shown in FIG. 2D, the nitride film 260 is filled in the gap between the micro lenses, and the micro lenses 252, 254, 256 are curved along the curvature of the micro lenses 252, 254, 256. May be deposited to cover. That is, the nitride layer 260 may be formed to cover the surface of the micro lenses 252, 254, and 256 to have a curved shape.

다음으로 도 2e에 도시된 바와 같이 RF 스퍼터 에칭(Radio Frequency Sputter etching) 공정을 수행하여 상기 마이크로 렌즈들(252, 254, 256) 상부의 일부(270)가 노출되도록 상기 증착된 캐핑층(260)을 식각한다.Next, as illustrated in FIG. 2E, the deposited capping layer 260 is exposed to expose a portion 270 of the microlenses 252, 254, and 256 by performing an RF sputter etching process. Etch

상기 캐핑층(260)에 대하여 RF 스퍼터 에칭을 수행하면, 상기 캐핑층(260)의 돌출되거나 각진 부분은 식각이 많이 되고, 그렇지 않은 부분은 식각이 적게 되어 굴곡을 갖는 캡핑층(260)이 평평하게 될 수 있다. When the RF sputter etching is performed on the capping layer 260, the protruding or angled portions of the capping layer 260 may be etched, and portions of the capping layer 260 that are not etched may be reduced, resulting in a flat capping layer 260 having a curvature. Can be done.

상기 마이크로 렌즈들(252, 254, 256) 상부의 일부(270)가 노출될 때까지 상기 캐핑층(260)에 대하여 RF 스퍼터 에칭이 수행된다.RF sputter etching is performed on the capping layer 260 until the portion 270 of the microlenses 252, 254, and 256 is exposed.

상기 캐핑층(260)은 불투광층이므로 노출된 상기 마이크로 렌즈들(252, 254, 256) 상부의 일부(270)를 제외하고는 마이크로 렌즈로 투과되는 빛이 상기 캐핑층에 의하여 차단될 수 있다. 따라서 노출된 마이크로 렌즈들의 상부의 일부를 통하 여서만 빛을 수광하므로 마이크로 렌즈들 간에 빛의 간섭 현상을 감소시킬 수 있어 집광성이 높아지며, 이로 인하여 포토 다이오드의 감도가 향상될 수 있다.Since the capping layer 260 is an opaque layer, the light transmitted to the microlenses may be blocked by the capping layer except for the exposed portion 270 of the microlenses 252, 254, and 256. . Therefore, since light is received only through a part of the exposed microlenses, light interference between the microlenses may be reduced and condensation may be increased, thereby improving sensitivity of the photodiode.

또한 상기 캐핑층(260)은 마이크로 렌즈들 사이의 이격 공간에 완전히 갭필(gapfill)되므로 마이크로 렌즈들의 균일도를 향상시킬 수 있다.In addition, the capping layer 260 may be completely gapfilled in the spaced space between the microlenses, thereby improving the uniformity of the microlenses.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

도 1은 일반적인 CMOS 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a general CMOS image sensor.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 나타낸다. 2A to 2E illustrate a method of manufacturing an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (6)

반도체 기판에 단차를 갖는 포토 다이오드들을 형성하는 단계;Forming photodiodes having steps on the semiconductor substrate; 상기 단차를 갖는 포토 다이오드들이 형성된 반도체 기판 상에 층간 절연층을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating layer on the semiconductor substrate on which the stepped photodiodes are formed; 상기 층간 절연층 상에 상기 포토 다이오드들에 대응하도록 컬러 필터들을 형성하는 단계;Forming color filters on the interlayer insulating layer to correspond to the photodiodes; 상기 컬러 필터들에 대응하는 마이크로 렌즈들을 형성하는 단계; 및Forming micro lenses corresponding to the color filters; And 상기 마이크로 렌즈들 간의 공간을 갭필하고 상기 마이크로 렌즈들 상부의 일부를 노출시키는 불투광층인 캐핑층을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.Forming a capping layer that is a opaque layer that gaps the space between the micro lenses and exposes a portion of the top of the micro lenses. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판에 단차를 갖는 포토 다이오드들을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the stepped photodiodes on the semiconductor substrate comprises: 포토 리쏘그라피 공정을 수행하여 상기 반도체 기판의 제1 영역 및 제3 영역을 덮고, 제2 영역을 노출시키는 제1 마스크를 형성하는 단계;Performing a photolithography process to form a first mask covering the first region and the third region of the semiconductor substrate and exposing the second region; 상기 제1 마스크를 식각 마스크로 이용하여 노출된 상기 제2 영역을 제1 깊이까지 식각한 후 상기 제1 마스크를 제거하는 단계;Etching the exposed second region to a first depth using the first mask as an etching mask and then removing the first mask; 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 덮고 상기 제3 영역을 노출시키는 제2 마스크를 형성하는 단계;Forming a second mask covering the first region and the second region and exposing the third region; 상기 제2 마스크를 식각 마스크로 이용하여 노출된 상기 제3 영역을 제2 깊이까지 식각한 후 상기 제2 마스크를 제거하는 단계; 및Etching the exposed third region to a second depth by using the second mask as an etching mask and then removing the second mask; And 상기 제1 영역, 제2 영역, 및 제3 영역에 불순물 이온을 선택적으로 주입하여 상기 단차를 갖는 포토 다이오드들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.And selectively implanting impurity ions into the first region, the second region, and the third region to form photodiodes having the step difference. 제1항에 있어서, 상기 캐핑층을 형성하는 단계는,The method of claim 1, wherein the forming of the capping layer, 상기 마이크로 렌즈들 사이의 갭에 채워지고, 상기 마이크로 렌즈들의 표면을 덮도록 질화막을 증착하는 단계; 및Depositing a nitride film filled in the gap between the micro lenses and covering the surface of the micro lenses; And 증착된 질화막에 대하여 RF 스퍼터 에칭(Radio Frequency Sputter etching) 공정을 수행하여 상기 마이크로 렌즈들 상부의 일부가 노출되는 상기 캐핑층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.And performing a RF sputter etching process on the deposited nitride film to form the capping layer in which a portion of the microlenses is exposed. 반도체 기판에 단차를 갖도록 형성된 포토 다이오드들;Photodiodes formed to have steps on the semiconductor substrate; 상기 단차를 갖는 포토 다이오드들 상에 형성된 층간 절연층;An interlayer insulating layer formed on the photodiodes having the step difference; 상기 층간 절연층 상에 상기 포토 다이오드들에 대응하도록 형성된 컬러 필터들;Color filters formed on the interlayer insulating layer to correspond to the photodiodes; 상기 컬러 필터들 상에 형성된 보호층;A protective layer formed on the color filters; 상기 컬러 필터들에 대응하도록 상기 보호층 상에 형성된 마이크로 렌즈들; 및Micro lenses formed on the protective layer to correspond to the color filters; And 상기 마이크로 렌즈들 간의 공간에 갭필되며, 상기 마이크로 렌즈들 상부의 일부를 노출시키도록 형성되는 불투광층인 캐핑층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.And a capping layer gap-filled in the space between the micro lenses and an opaque layer formed to expose a portion of the upper portions of the micro lenses. 제4항에 있어서, 상기 캐핑층은,The method of claim 4, wherein the capping layer, 실리콘 나이트라이드(Silicon Nitride)인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.Image sensor characterized in that the silicon nitride (Silicon Nitride). 제4항에 있어서, 상기 포토 다이오드들은,The method of claim 4, wherein the photo diodes, 각각이 서로 다른 깊이의 단차를 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.Image sensors, characterized in that each has a step of different depth.
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