KR101002167B1 - 이미지센서 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 이미지센서는 제1 기판에 형성된 리드아웃 회로(Readout Circuitry); 상기 제1 기판상에 형성된 층간절연층; 상기 층간절연층에 상기 리드아웃 회로와 전기적으로 연결되어 형성된 배선; 상기 배선 상에 형성된 하부전극; 상기 하부전극 상에 형성된 이미지감지부(Image Sensing Device); 상기 이미지감지부 상측과 전기적으로 연결되어 형성된 리셋라인(reset line); 및 상기 제1 기판에 형성된 본딩 패드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이미지센서, 포토다이오드, 리드아웃 회로

Description

이미지센서 및 그 제조방법{Image Sensor and Method for Manufacturing thereof}
실시예는 이미지센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이미지센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD)와 씨모스(CMOS) 이미지센서(Image Sensor)(CIS)로 구분된다.
종래의 기술에서는 기판에 포토다이오드(Photodiode)를 이온주입 방식으로 형성시킨다. 그런데, 칩사이즈(Chip Size) 증가 없이 픽셀(Pixel) 수 증가를 위한 목적으로 포토다이오드의 사이즈가 점점 감소함에 따라 수광부 면적 축소로 이미지 특성(Image Quality)이 감소하는 경향을 보이고 있다.
또한, 수광부 면적 축소만큼의 적층높이(Stack Height)의 감소가 이루어지지 못하여 에어리 디스크(Airy Disk)라 불리는 빛의 회절현상으로 수광부에 입사되는 포톤(Photon)의 수 역시 감소하는 경향을 보이고 있다.
이를 극복하기 위한 대안 중 하나로 포토다이오드를 비정질 실리콘(amorphous Si)으로 증착하거나, 웨이퍼 대 웨이퍼 본딩(Wafer-to-Wafer Bonding) 등의 방법으로 리드아웃 서킷(Readout Circuitry)은 실리콘 기판(Si Substrate)에 형성시키고, 포토다이오드는 리드아웃 서킷 상부에 형성시키는 시도(이하 "3차원 이미지센서"라고 칭함)가 이루어지고 있다. 포토다이오드와 리드아웃 서킷은 배선(Metal Line)을 통해 연결된다.
한편, 종래기술에 의하면 리드아웃 서킷 상에 포토다이오드를 형성한 후 본딩패드 오픈공정에 대한 효율적인 기술이 부족한 상태이다.
또한, 종래기술에 의하면 트랜스퍼 트랜지스터 양단의 소스 및 드레인 모두 고농도 N형으로 도핑(Doping)되어 있으므로 전하공유(Charge Sharing)현상이 발생하게 되는 문제가 있다. 전하공유(Charge Sharing)현상이 발생하면 출력이미지의 감도를 낮추게 되며, 이미지 오류를 발생시킬 수도 있다.
또한, 종래기술에 의하면 포토다이오드와 리드아웃 서킷 사이에 포토차지(Photo Charge)가 원활히 이동하지 못해 암전류가 발생하거나, 새츄레이션(Saturation) 및 감도의 하락이 발생하고 있다.
실시예는 필팩터를 높이면서 본딩패드를 효율적으로 오픈시킬 수 있는 이미지특성을 향상시킬 수 있는 이미지센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 필팩터를 높이면서 전하공유(Charge Sharing)현상이 발생하지 않을 수 있는 이미지센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 포토다이오드와 리드아웃서킷 사이에 포토차지(Photo Charge)의 원활한 이동통로를 만들어 줌으로써 암전류소스를 최소화하고, 새츄레이션(Saturation) 및 감도의 하락을 방지할 수 있는 이미지센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 이미지센서는 제1 기판에 형성된 리드아웃 회로(Readout Circuitry); 상기 제1 기판상에 형성된 층간절연층; 상기 층간절연층에 상기 리드아웃 회로와 전기적으로 연결되어 형성된 배선; 상기 배선 상에 형성된 하부전극; 상기 하부전극 상에 형성된 이미지감지부(Image Sensing Device); 상기 이미지감지부 상측과 전기적으로 연결되어 형성된 리셋라인(reset line); 및 상기 제1 기판에 형성된 본딩 패드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법은 제1 기판에 리드아웃 회로(Readout Circuitry)를 형성하는 단계; 상기 제1 기판상에 층간절연층을 형성하는 단계; 상기 층간절연층에 상기 리드아웃 회로와 전기적으로 연결되는 배선을 형 성하는 단계; 상기 배선 상에 하부전극을 형성하는 단계; 상기 하부전극 상에 이미지감지부(Image Sensing Device)를 형성하는 단계; 상기 이미지감지부 상측과 전기적으로 연결되는 리셋라인(reset line)을 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판의 본딩 패드를 오픈하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면 이미지감지부에 손상을 가하지 않으면서 본딩 패드를 효율적으로 오픈할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 트랜스퍼 트랜지스터(Tx) 양단의 소스/드레인 간에 전압차(Potential Difference)가 있도록 소자 설계하여 포토차지(Photo Charge)의 완전한 덤핑(Fully Dumping)이 가능해질 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 포토다이오드와 리드아웃서킷 사이에 전하 연결영역을 형성하여 포토차지(Photo Charge)의 원할한 이동통로를 만들어 줌으로써 암전류소스를 최소화하고, 새츄레이션(Saturation) 및 감도의 하락을 방지할 수 있다.
이하, 실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
실시예의 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.
본 발명은 씨모스 이미지센서에 한정되는 것이 아니며, 포토다이오드가 필요 한 이미지센서에 적용이 가능하다.
(제1 실시예)
도 1은 제1 실시예에 따른 이미지센서의 단면도이다.
제1 실시예에 따른 이미지센서는 제1 기판(100)에 형성된 리드아웃 회로(Readout Circuitry)(120); 상기 제1 기판(100)상에 형성된 층간절연층(160); 상기 층간절연층(160)에 상기 리드아웃 회로(120)와 전기적으로 연결되어 형성된 배선배선(150); 상기 배선(150) 상에 형성된 하부전극(205); 상기 하부전극(205) 상에 형성된 이미지감지부(Image Sensing Device)(210); 상기 이미지감지부(210) 상측과 전기적으로 연결되어 형성된 리셋라인(reset line)(155); 및 상기 층간절연층(160)에 형성된 본딩 패드(157);를 포함할 수 있다.
상기 이미지감지부(210)는 포토다이오드일 수 있으나 이에 한정되는 것이 아니고 포토게이트, 포토다이오드와 포토게이트의 결합형태 등이 될 수 있다. 한편, 실시예는 포토다이오드가 비정질 실리콘으로 형성된 예를 들고 있으나 이에 한정되는 것이 아니다.
도 1의 도면 부호 중 미설명 도면 부호는 이하 제조방법에서 설명하기로 한다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 1 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법을 설명한다.
도 2는 제1 기판(100)상의 층간절연층(160)에 배선(150), 리셋 배선(155), 본딩 패드(157)이 형성된 개략도이며, 도 3은 배선(150), 리드아웃 회로(120), 전기접합영역(140)에 대한 상세도이다. 이하, 도 3을 기준으로 설명한다.
우선, 도 3과 같이 배선(150)과 리드아웃 회로(Circuitry)(120)가 형성된 제1 기판(100)을 준비한다. 예를 들어, 제2 도전형 제1 기판(100)에 소자분리막(110)을 형성하여 액티브영역을 정의하고, 상기 액티브영역에 트랜지스터를 포함하는 리드아웃 회로(120)를 형성한다. 예를 들어, 리드아웃 회로(120)는 트랜스퍼트랜지스터(Tx)(121), 리셋트랜지스터(Rx)(123), 드라이브트랜지스터(Dx)(125), 실렉트랜지스터(Sx)(127)를 포함하여 형성할 수 있다. 이후, 플로팅디퓨젼영역(FD)(131), 상기 각 트랜지스터에 대한 소스/드레인영역(133, 135, 137)을 포함하는 이온주입영역(130)을 형성할 수 있다. 또한, 실시예에 의하면 노이즈 제거 회로(미도시)를 추가하여 감도를 향상시킬 수 있다.
제1 실시예는 상기 제1 기판(100)에 전기접합영역(140)을 형성하는 단계 및 상기 전기접합영역(140) 상부에 상기 배선(150)과 연결되는 제1 도전형 연결영역(147)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전기접합영역(140)은 PN 졍션(junction)(140) 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전기접합영역(140)은 제2 도전형 웰(141) 또는 제2 도전형 에피층 상에 형성된 제1 도전형 이온주입층(143), 상기 제1 도전형 이온주입층(143) 상에 형성된 제2 도전형 이온주입층(145)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 PN 졍션(junction)(140)은 도 2와 같이 P0(145)/N-(143)/P-(141) Junction 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 기판(100)은 제2 도전형으로 도전되어 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 의하면 트랜스퍼 트랜지스터(Tx) 양단의 소스/드레인 간에 전압차(Potential Difference)가 있도록 소자 설계하여 포토차지(Photo Charge)의 완전한 덤핑(Fully Dumping)이 가능해질 수 있다. 이에 따라, 포토다이오드에서 발생한 포토차지(Photo Charge)가 플로팅디퓨젼 영역으로 덤핑됨에 따라 출력이미지 감도를 높일 수 있다.
즉, 실시예는 도 3과 같이 리드아웃 회로(120)가 형성된 제1 기판(100)에 전기접합영역(140)을 형성시킴으로써 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)(121) 양단의 소스/드레인 간에 전압차가 있도록 하여 포토차지의 완전한 덤핑이 가능해질 수 있다.
이하, 실시예의 포토차지의 덤핑구조에 대해서 구체적으로 설명한다.
실시예에서 N+ 졍션인 플로팅디퓨젼(FD)(131) 노드(Node)와 달리, 전기접합영역(140)인 P/N/P 졍션(140)은 인가전압이 모두 전달되지 않고 일정 전압에서 핀치오프(Pinch-off) 된다. 이 전압을 피닝볼티지(Pinning Voltage)이라 부르며 피닝볼티지(Pinning Voltage)는 P0(145) 및 N-(143) 도핑(Doping) 농도에 의존한다.
구체적으로, 포토다이오드(210)에서 생성된 전자는 PNP 졍션(140)으로 이동하게 되며 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)(121) 온(On)시, FD(131) 노드로 전달되어 전압으로 변환된다.
P0/N-/P- 졍션(140)의 최대 전압값은 피닝볼티지가 되고 FD(131) Node 최대 전압값은 Vdd-Rx Vth이 되므로, Tx(131) 양단간 전위차로 인해 차지쉐어링(Charge Sharing) 없이 칩(Chip) 상부의 포토다이오드(210)에서 발생한 전자가 FD(131) Node로 완전히 덤핑(Dumping) 될 수 있다.
즉, 실시예에서 제1 기판(100)인 실리콘 서브(Si-Sub)에 N+/P-well Junction이 아닌 P0/N-/P-well Junction을 형성시킨 이유는 4-Tr APS Reset 동작시 P0/N-/P-well Junction에서 N-(143)에 + 전압이 인가되고 P0(145) 및 P-well(141)에는 Ground 전압이 인가되므로 일정전압 이상에서는 P0/N-/P-well Double Junction이 BJT 구조에서와 같이 Pinch-Off가 발생하게 된다. 이를 Pinning Voltage라고 부른다. 따라서 Tx(121) 양단의 Source/Drain에 전압차가 발생하게 되어 Tx On/Off 동작 시 포토차지가 N-well에서 Tx를 통해 FD로 완전히 덤핑되어 Charge Sharing 현상을 방지할 수 있다.
따라서 종래기술과 같이 단순히 포토다이오드가 N+ Junction으로 연결된 경우와 달리, 실시예에 의하면 새츄레이션(Saturation) 저하 및 감도 하락 등의 문제를 피할 수 있다.
다음으로, 실시예에 의하면 포토다이오드와 리드아웃서킷 사이에 제1 도전형 연결영역(147)을 형성하여 포토차지(Photo Charge)의 원할한 이동통로를 만들어 줌으로써 암전류소스를 최소화하고, 새츄레이션(Saturation) 저하 및 감도의 하락을 방지할 수 있다.
이를 위해, 제1 실시예는 P0/N-/P- 졍션(140)의 표면에 오미컨택(Ohmic Contact)을 위한 제1 도전형 연결영역(147)으로서 n+ 도핑영역을 형성할 수 있다. 상기 N+ 영역(147)은 상기 P0(145)를 관통하여 N-(143)에 접촉하도록 형성할 수 있다.
한편, 이러한 제1 도전형 연결영역(147)이 리키지 소스(Leakage Source)가 되는 것을 최소화하기 위해 제1 도전형 연결영역(147)의 폭을 최소화할 수 있다. 이를 위해, 실시예는 제1 메탈컨택(151a) 에치(Etch) 후 플러그 임플란트(Plug Implant)를 진행할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 다른 예로 이온주입패턴(미도시)을 형성하고 이를 이온주입마스크로 하여 제1 도전형 연결영역(147)을 형성할 수도 있다.
즉, 제1 실시예와 같이 컨택(Contact) 형성 부에만 국부적으로 N+ Doping을 한 이유는 다크시그널(Dark Signal)을 최소화하면서 오믹컨택(Ohmic Contact) 형성을 원활히 해 주기 위함이다. 종래기술과 같이, Tx Source 부 전체를 N+ Doping 할 경우 기판표면 댕글링본드(Si Surface Dangling Bond)에 의해 Dark Signal이 증가할 수 있다.
그 다음으로, 상기 제1 기판(100) 상에 층간절연층(160)을 형성하고, 배선(150)을 형성할 수 있다. 상기 배선(150)은 제1 메탈컨택(151a), 제1 메탈(151), 제2 메탈(152), 제3 메탈(153) 및 제4 메탈컨택(154a)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 4와 같이 상기 배선(150) 상에 하부전극(205)을 형성한다.
예를 들어, 상기 배선(150)과 층간절연층(160) 상에 금속층(미도시)을 형성하고, 상기 배선(150)과 대응되는 부분을 남기는 금속층 식각을 통해 하부전극(205)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 배선(150)과 층간절연층(160) 상에 Cr, Ti, TiN, Ta, TaN, Al, W 중 어느 하나 이상의 금속을 약 50~2,000Å 증착한다.
그 후 사진공정을 진행하고, 배선(150)과 대응되는 부분을 남기는 금속층 식각을 통해 하부전극(205)을 형성할 수 있다. 예를 들어, Cl2와 O2 에 기초한 건식식각에 의해 하부전극을 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 상기 하부전극(205)의 양측에 픽셀간 절연층(207)이 형성됨으로써 픽셀간의 크로스토크를 방지할 수 있다. 또는, 다른 예로 픽셀간 절연층이 이후 형성될 이미지감지부(210)까지 관통하여 형성될 수도 있다.
이후, 상기 하부전극(205)과 픽셀간 절연층(207) 상에 이미지감지부를 형성할 수 있다. 예를 들어, P층(216), I층(214), N층(미도시)을 포함하는 비정질 실리콘 포토다이오드를 형성하고, 이미지감지부(210) 상에 투명 상부전극(220)을 형성할 수 있다. 실시예에서 N층은 하부전극(205)에 의해 대체될 수도 있다.
이후, 사진(Photo)공정을 진행하여 픽셀영역 외의 이미지감지부 및 상부전극(220)를 제거한다. 그 위에 저온산화막(Low temp. oxide)(230)을 약 100~10,000Å정도 증착한다.
다음으로, 도 5와 같이 최 외각 픽셀에 리셋라인(Reset line) 형성을 위하여 저온산화막(230)에 사진공정 및 식각공정을 진행하여 제1 홀(H1) 및 제2 홀(H2)을 형성함으로써 최 외각 픽셀의 이미지감지부 상의 상부전극(220)과 리셋 라인(155)의 탑메탈을 노출할 수 있다.
다음으로, 도 6과 같이 리셋라인(reset line)(155) 및 픽셀주위에 빛이 들어오는 것을 방지하기 위한 다크메탈(dark metal)(240)형성을 위해 금속층을 형성하고 포토공정을 진행할 수 있다. 예를 들어, TiN-AlCu-TiNTi 층을 약 100~10,000Å 정도 증착한 후 포토 공정을 진행하여 리셋라인(155) 이외의 TiN-AlCu-TiNTi film을 제거할 수 있다.
다음으로, 도 7과 같이 본딩 패드(Bonding PAD)(157)의 탑메탈을 포토 공정을 통해 오픈(open)시켜준 후 제2 절연막(260), 예를 들어 산화막을 100~10,000Å 정도 증착하고 도 8과 같이 그 위에 컬러필터(Color filter)(270) 형성공정을 순차적으로 진행한다.
다음으로, 도 9와 같이 평탄화를 위해 음성 감광막(negative PR)(280)을 증착하여, 포토디벨러프 핫 플레이트(Photo-develop-hot plate) 공정을 진행한 후, 본딩 패드(157) 오픈을 위해 본딩 패드의 탑메탈 상의 제2 절연막(260)을 전면 식각(blank etch) 등으로 제거하여 최종 이미지 센서를 완성할 수 있다.
(제2 실시예)
도 10은 제2 실시예에 따른 이미지센서의 단면도로서, 배선(150), 리드아웃 회로(120), 전기접합영역(140)이 형성된 제1 기판에 대한 상세도이다.
제2 실시예에 따른 이미지센서는 제1 기판(100)에 형성된 리드아웃 회로(Readout Circuitry)(120); 상기 제1 기판(100)상에 형성된 층간절연층(160); 상기 층간절연층(160)에 상기 리드아웃 회로(120)와 전기적으로 연결되어 형성된 배선(150); 상기 배선(150) 상에 형성된 하부전극(205); 상기 하부전극(205) 상에 형성된 이미지감지부(Image Sensing Device)(210); 상기 이미지감지부(210) 상측과 전기적으로 연결되어 형성된 리셋라인(reset line)(155); 및 상기 층간절연층(160)에 형성된 본딩 패드(157);를 포함할 수 있다.
제2 실시예는 상기 제1 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있다.
한편, 제2 실시예는 제1 실시예와 달리 전기접합영역(140)의 일측에 제1 도전형 연결영역(148)이 형성된 예이다.
실시예에 의하면 P0/N-/P- Junction(140)에 Ohmic Contact을 위한 N+ 연결영역(148)을 형성할 수 있는데, 이때 N+ 연결영역(148) 및 M1C Contact(151a) 형성공정에서 리키지소스(Leakage Source)가 발생할 수 있다. 왜냐하면, P0/N-/P- Junction(140)에 Reverse Bias가 인가된 채로 동작하므로 기판 표면(Si Surface)에 전기장(EF)이 발생할 수 있다. 이러한 전기장 내부에서 Contact 형성 공정 중에 발생하는 결정결함은 리키지소스가 된다.
또한, N+ 연결영역(148)을 P0/N-/P- Junction(140) 표면에 형성시킬 경우 N+/P0 Junction(148/145)에 의한 E-Field가 추가되므로 이 역시 Leakage Source가 될 수 있다.
따라서, 제2 실시예는 P0 층으로 도핑(Doping)되지 않고 N+ 연결영역(148)으로 이루어진 Active 영역에 제1 컨택플러그(151a)를 형성하고, 이를 N- Junction(143)과 연결시키는 Layout을 제시한다.
제2 실시예에 의하면 Si 표면의 E-Field가 발생하지 않게 되고 이는 3차원 집적(3-D Integrated) CIS의 암전류(Dark Current) 감소에 기여할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 청구항의 권리범위에 속하는 범위 안에서 다양한 다른 실시예가 가능하다.
도 1은 제1 실시예에 따른 이미지센서의 단면도.
도 2 내지 도 9는 제1 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법의 공정단면도.
도 10은 제2 실시예에 따른 이미지센서의 단면도.

Claims (13)

  1. 제1 기판에 형성된 리드아웃 회로(Readout Circuitry);
    상기 제1 기판에 상기 리드아웃 회로와 전기적으로 연결되어 형성된 전기접합영역;
    상기 제1 기판상에 형성된 층간절연층;
    상기 층간절연층에 상기 리드아웃 회로와 전기적으로 연결되어 형성된 배선;
    상기 전기접합영역과 상기 배선 사이에 형성된 제1 도전형 연결영역;
    상기 배선 상에 형성된 하부전극;
    상기 하부전극 상에 형성된 이미지감지부(Image Sensing Device);
    상기 이미지감지부 상에 형성된 상부 전극; 및
    상기 상부 전극과 연결되어 상기 이미지감지부와 전기적으로 연결되는 리셋라인(reset line);을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 리셋라인은,
    상기 상부 전극과 연결되는 다크메탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 리드아웃회로는 트랜지스터를 포함하며,
    상기 트랜지스터 양측의 소스 및 드레인의 전압차(Potential Difference)가 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 연결영역은
    상기 전기접합영역 상부에 상기 배선과 전기적으로 연결되어 형성된 제1 도전형 연결영역인 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 연결영역은
    상기 전기접합영역 일측에 상기 배선과 전기적으로 연결되어 형성된 제1 도전형 연결영역인 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  8. 제1 기판에 리드아웃 회로(Readout Circuitry)를 형성하는 단계;
    상기 제1 기판에 상기 리드아웃 회로와 전기적으로 연결되는 전기접합영역을 형성하는 단계;
    상기 전기접합영역 상에 제1 도전형 연결영역을 형성하는 단계;
    상기 제1 기판상에 층간절연층을 형성하는 단계;
    상기 층간절연층에 상기 전기접합영역과 연결되는 배선을 형성하는 단계;
    상기 배선 상에 하부전극을 형성하는 단계;
    상기 하부전극 상에 이미지감지부(Image Sensing Device)를 형성하는 단계;
    상기 이미지감지부 상에 상부 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 이미지감지부와 전기적으로 연결되도록 상기 상부 전극과 연결되는 리셋라인(reset line)을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 리셋라인(reset line)을 형성하는 단계는,
    상기 상부 전극과 연결되는 다크메탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 연결영역은
    상기 전기접합영역 상부에 상기 배선과 전기적으로 연결되어 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 연결영역은
    상기 전기접합영역 일측에 상기 배선과 전기적으로 연결되어 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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