KR101220143B1 - 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치, 집적회로 및 반도체 집적회로 제조 방법 - Google Patents
수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치, 집적회로 및 반도체 집적회로 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101220143B1 KR101220143B1 KR1020110062281A KR20110062281A KR101220143B1 KR 101220143 B1 KR101220143 B1 KR 101220143B1 KR 1020110062281 A KR1020110062281 A KR 1020110062281A KR 20110062281 A KR20110062281 A KR 20110062281A KR 101220143 B1 KR101220143 B1 KR 101220143B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light receiving
- filter
- region
- receiving element
- light
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 28
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 68
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L31/03044—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds comprising a nitride compounds, e.g. GaN
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/055—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 장치 및 그 반도체 집적회로 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 장치는 기판의 기 설정된 영역에 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자가 형성되는 수광부; 상기 수광부에 신호를 연결하기 위하여 형성되는 금속 배선; 상기 기판과 상기 금속 배선 상부에 형성되는 절연층; 기 설정된 제1 대역에 해당하는 광을 투과시키며, 상기 제1 수광 소자의 형성 영역에 대응하며, 상기 절연층 상부의 제1 영역에 형성되는 제1 필터; 및 기 설정된 제2 대역에 해당하는 광을 투과시키며, 상기 제2 수광 소자의 형성 영역에 대응하며, 상기 절연층 상부의 제2 영역에 형성되는 제2 필터를 포함함으로써, 상이한 대역의 광을 수신하는 수광 소자들을 한 기판에 단일칩(one-chip)화할 수 있으며, 이를 통해 칩 면적을 최소화 할 수 있다.
Description
본 발명은 수광 대역이 상이한 수광 소자들의 단일칩(one-chip)화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상이한 대역의 광을 수신하는 수광 소자들 예컨대, 가시광선 대역을 수광하는 조도 센서(Ambient Light Sensor)와 근적외선를 수광하는 근접 센서(Proximity Sensor)를 한 기판에 단일칩화할 수 있는 반도체 장치, 집적회로 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 빛의 세기를 검출하는 검지기를 광검출기 또는 수광 소자라 부르며, 수광 소자(photo detector)는 광신호나 광에너지를 전기신호나 전기 에너지로 전환시키는 소자이다.
광전자방출효과를 이용한 광전증폭관과 반도체의 양자효과를 이용한 반도체 수광 소자 등이 있다.
반도체에 의한 수광 소자는 입사광자에 의해 발생하는 반송자의 움직임을 이용한 것으로 소형 및 경량화의 이점이 있다.
대부분의 반도체는 입사광에 의해 물질의 전기전도도가 변화하며, 이러한 현상을 광전도 효과라 하며, 이것을 빛의 검출에 이용한 소자를 광전도형 수광 소자라고 한다.
종래 반도체에 의한 수광 소자는 해당 수광 대역 예를 들어, 가시 광(400~700[nm]), 적외선(850~1000[nm]) 등의 수광 대역 각각에 대하여 별도의 소자로 제조하였다.
즉, 가시 광을 수광하는 수광 소자 예를 들어, 이미지 센서, 조도 센서 등과 적외선을 수광하는 수광 소자 예를 들어, 근접 센서는 별도의 반도체 소자로 제조되었다.
이와 같이 종래에는 수광 대역이 상이한 수광 소자들 각각이 별도의 반도체 소자로 제조되었기 때문에 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 하나의 제품에 사용하고자 하는 경우에는 각각의 수광 소자를 사용하였으며, 이로 인해 최종 제품의 부피가 커지는 문제점이 있었다.
최근 스마트폰의 카메라 등 부품의 소형화에 대한 요구가 높아지고 있는 상황에서 이러한 종래 기술의 문제점은 더욱 주목받고 있으며, 이를 해결할 수 있는 기술의 필요성이 날로 높아지고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 한 기판에 단일칩화할 수 있는 반도체 장치, 집적회로 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 한 기판에 단일칩화함으로써, 부피 및 면적을 최소화 할 수 있는 반도체 장치, 집적회로 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편 조도 센서와 근접 센서 영역이 단일 칩 상에 형성되기 위한 방법의 하나로서 조도 센서 상에는 적외선 차단 필터가 형성되고 근접 센서 상에는 별도의 필터가 없는 상태로 구현되는 방법도 있을 수 있겠으나, 이러한 경우에는 근접 센서가 가시 광선과 적외선을 모두 수광하게 되어 근접 감지 기능의 오류를 필연적으로 내포하게 된다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고, 조도 센서와 근접 센서의 성능의 저하를 피하면서도 조도 센서와 근접 센서를 단일 칩 상에 구현할 수 있는 제조 방법 및 그 방법에 의하여 구현된 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치는 기판의 기 설정된 영역에 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자가 형성되는 수광부; 상기 수광부에 신호를 연결하기 위하여 형성되는 금속 배선; 상기 기판과 상기 금속 배선 상부에 형성되는 절연층; 기 설정된 제1 대역에 해당하는 광을 투과시키며, 상기 제1 수광 소자의 형성 영역에 대응하며, 상기 절연층 상부의 제1 영역에 형성되는 제1 필터; 및 기 설정된 제2 대역에 해당하는 광을 투과시키며, 상기 제2 수광 소자의 형성 영역에 대응하며, 상기 절연층 상부의 제2 영역에 형성되는 제2 필터를 포함한다.
상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 반사계수 값이 상이한 적어도 두 개 이상의 막이 교차 적층되어 형성될 수 있다.
상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiN), 티타늄 산화막(TiO2), 은(Ag) 금속막 중 적어도 두 개 이상의 막이 교차 적층되어 형성될 수 있다.
상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 상기 적어도 두 개 이상의 막 각각의 두께와 적층 수를 서로 달리하여 상기 제1 대역과 상기 제2 대역에 해당하는 광을 투과시킬 수 있다.
나아가, 상기 절연층 상부에 형성되는 패시베이션층을 더 포함하고, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 상기 패시베이션층 상부에 형성될 수 있다.
더 나아가, 상기 절연층과 상기 패시베이션층 사이에 형성되며, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 일부에 대응되는 상기 절연층 상부의 영역에 형성되는 금속층을 더 포함할 수 있다.
상기 수광부는 두 개의 상기 제1 수광 소자와 두 개의 상기 제2 수광 소자를 포함하고, 상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 상기 제1 수광 소자 중 어느 하나의 형성 영역과 상기 제2 수광 소자 중 어느 하나의 형성 영역에 해당하는 상기 패시베이션층 상부의 영역에 각각 형성되며, 상기 금속층은 상기 제1 수광 소자 중 다른 하나의 형성 영역과 상기 제2 수광 소자 중 다른 하나의 형성 영역에 해당하는 상기 절연층 상부의 영역에 형성될 수 있다.
상기 제1 필터는 적외선 차단 필터이고, 상기 제2 필터는 적외선 투과 필터일 수 있다.
상기 제1 수광 소자와 상기 제2 수광 소자는 포토 트랜지스터, 포토 다이오, 포토 아이씨(IC)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법은 기판의 기 설정된 영역에 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자를 형성하는 단계; 상기 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 상기 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자에 신호를 연결하기 위한 금속 배선을 형성하는 단계; 상기 기판과 상기 금속 배선 상부에 절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 수광 소자의 형성 영역에 대응하는 상기 절연층 상부의 제1 영역에 기 설정된 제1 대역에 해당하는 광을 투과시키는 제1 필터를 형성하는 단계; 및 상기 제2 수광 소자의 형성 영역에 대응하는 상기 절연층 상부의 제2 영역에 기 설정된 제2 대역에 해당하는 광을 투과시키는 제2 필터를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 수광하고자 하는 대역을 선택적으로 투과하도록 하여 상이한 수광 대역을 갖는 여러 개의 수광 소자를 반도체에 단일칩화함으로써, 반도체 집적회로의 크기를 줄일 수 있다. 종래에는 상이한 수광 소자들을 단일칩화(단일칩화)하기 어려워 별도의 칩으로 제조하였기 때문에 최종적인 제품의 부피를 줄이기가 어려웠으나, 본 발명은 이러한 문제를 해결할 수 있다.
이와 같이, 상이한 수광 대역을 갖는 수광 소자들 예를 들어, 적외선 투과 필터가 선택 코팅된 근접센서용 수광 소자와 적외선 차단 필터가 선택 코팅된 조도센서용 수광 소자가 공존하게 하여 한 칩 안에 집적할 수 있기 때문에 증폭기 및/또는 ADC(analog-to-digital convertor)까지 혼용하여 칩 면적을 최소화할 수 있다.
이런 본 발명은 특정 대역의 광을 수신하여 전기적 신호를 출력하는 모든 종류의 수광 소자에 적용될 수 있다. 예컨대, 포토 트랜지스터(Photo-transistor), 포토 다이오드(photo-diode), 포토 아이씨(Photo IC) 등의 일정 파장을 받아들이는 소자(photo detector)에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 실리콘에 통상의 반도체 공정을 통해 근접, 조도 센싱을 위해 4개(2 pairs)의 수광 소자 예를 들어, 포토다이오드(PD)를 형성하고 근접센서용, 조도센서용 각 1 개씩의 수광 소자 상부에 금속으로 광 실드(light shield) 구조를 갖도록 형성함으로써, 다크 전류(dark current), 포톤 샷 노이즈(photon shot noise) 등 노이즈 성분을 제거하여 센싱 기능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치에 대한 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 단일칩화된 반도체 장치에서 수광하는 수광 대역에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 조도 센서와 근접 센서의 형성 영역에 대한 일 예의 평면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 10은 도 1에 도시된 반도체 장치를 제조하기 위한 과정을 단계별 단면도로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 단일칩화된 반도체 장치에서 수광하는 수광 대역에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 조도 센서와 근접 센서의 형성 영역에 대한 일 예의 평면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 10은 도 1에 도시된 반도체 장치를 제조하기 위한 과정을 단계별 단면도로 나타낸 것이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치, 집적회로 및 반도체 집적회로 제조 방법을 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명에서 수광 대역이 상이하다는 것은 광을 수신하여 전기적 신호를 출력하는 수광 소자에서의 수광 대역이 상이할 수도 있지만, 이에 한정하지 않고 수광 소자의 구조는 동일한데 필터와 결합하여 수광 대역이 상이할 수도 있다.
즉, 본 발명에서 사용되는 수광 소자들은 수광 소자의 구조가 상이하여 수광 소자 자체의 수광 대역이 상이할 수도 있으며, 수광 소자의 구조는 동일하여 수광 소자 자체의 수광 대역은 동일하지만 광의 투과 대역이 상이한 필터와 결합함으로써 수광 소자로 수신되는 광의 대역이 상이할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치에 대한 단면도를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 수광부(140), 절연층(150), 금속층(160), 패시베이션(passivation)층(170), 제1 필터(180) 및 제2 필터(190)를 포함한다.
수광부(140)는 상이한 수광 대역을 갖는 수광 소자들(120, 130)을 포함하며, 제1 대역의 광 예를 들어, 가시 광선 대역의 광을 수신하는 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자(120)와 제2 대역의 광 예를 들어, 근적외선 대역의 광을 수신하는 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자(130)를 포함한다.
제1 수광 소자(120)와 제2 수광 소자(130)는 각각 두 개가 하나의 페어(pair)로 반도체 기판(110)에 형성되며, 제1 수광 소자(120)와 제2 수광 소자(130)는 상이한 수광 대역을 가질 수도 있고 동일한 수광 대역을 가질 수도 있다. 즉, 수광 소자들이 동일한 구조로 형성되는 경우에는 제1 수광 소자와 제2 수광 소자는 동일한 수광 대역을 가지는 동일한 소자일 수 있으며, 수광 소자들이 상이한 구조로 형성되는 경우에는 수광 소자마다 상이한 수광 대역을 가지는 상이한 소자일 수 있다.
여기서, 반도체 기판(110)은 실리콘 웨이퍼가 될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 수광 소자(120)와 제2 수광 소자(130)는 포토 트랜지스터(Photo-transistor), 포토 다이오드(photo-diode), 포토 아이씨(Photo IC) 중 어느 하나일 수 있으며, 이 외에도 광을 수신하는 모든 소자를 포함할 수 있다.
이 때, 제1 수광 소자(120)는 가시 광선 대역의 광을 수신하는 조도 센서일 수 있으며, 제2 수광 소자(130)는 근적외선 대역의 광을 수신하는 근접 센서일 수 있다.
여기서, 포토 다이오드에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.
포토다이오드는 P형 실리콘 기판 상에 형성되어 광에너지를 전기에너지로 변환하는 통상적인 PN 포토다이오드로서, 실리콘 기판에 PN 접합(PN Junction)을 이루는 P형 영역과 N형 영역이 도핑되어 구성된다.
이 때, PN 접합을 형성하기 위해 통상적인 바이폴라(Bipolar) 공정일 경우에 P형 영역은 베이스(Base), N형 영역은 N-epi 혹은 에미터(Emitter)로 형성할 수 있으며, 통상적인 CMOS 공정일 경우에 P형 영역은 P+ 소스/드레인(Source/Drain) 혹은 P 서브(P Sub), N형 영역은 N 웰(N Well) 혹은 N+ 소스/드레인(Source/Drain)으로 형성할 수도 있다.
또한, 도 1에 도시되지 않았지만, 기판(110)에 형성되는 수광부(140)로 광이 수신되어 전기에너지로 변환된 신호가 수광부(140)로부터 출력되면, 출력된 신호를 주변 회로로 전송하기 위한 금속 배선이 형성된다.
여기서, 금속 배선은 수광부(140)와 주변 회로간의 신호를 연결하기 위한 것으로, 수광부(140)의 일부와 연결되도록 형성될 수 있다. 물론, 금속 배선은 단층으로 형성될 수도 있지만, 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
절연층(150)은 제1 수광 소자(120), 제2 수광 소자(130), 금속 배선간의 절연을 수행하는 층으로, 수광부(140)가 형성된 기판(110) 전면에 형성된다.
금속층(160)은 제1 수광 소자(120)가 형성된 제1 영역과 제2 수광 소자(130)가 형성된 제2 영역의 일부에 해당하는 절연층(150) 상부의 영역에 형성된다.
이 때, 금속층(160)은 광 실드 구조를 가짐으로써, 다크 전류(dark current), 포톤 샷 노이즈(photon shot noise) 등 노이즈 성분을 제거할 수 있다.
노이즈에 대해 간략히 설명하면, 다크 전류는 조명이 부재한 수광 소자들에 의해서 생성되는 잡음성분을 말하고, 포톤 샷 노이즈는 하나의 수광 소자 위에 떨어지는 광자들의 양의 불확정성(uncertainty)을 말한다.
본 발명에서는 상이한 수광 대역을 갖는 수광 소자들을 단일칩화시키면서 발생될 수 있는 노이즈 성분을 금속층으로 광 실드된 수광 소자 예를 들어, 포토 다이오드를 이용하여 제거함으로써, 수광 소자를 이용한 제품 성능을 향상시킬 수 있다.
금속층(160)은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 수광 소자(120)와 제2 수광 소자(130) 각각이 두 개씩 형성된 경우 두 개의 제1 수광 소자(120) 중 어느 하나(122)와 두 개의 제2 수광 소자(130) 중 어느 하나(132)가 형성된 영역을 커버할 수 있는 절연층(150) 상부 영역에 형성될 수 있다.
물론, 제1 수광 소자(120)와 제2 수광 소자(130)가 세 개 이상인 경우에는 하나 또는 두 개의 수광 소자가 형성된 영역을 커버할 수 있는 절연층(150) 상부 영역에 형성될 수도 있고, 하나의 수광 소자가 형성된 영역을 커버할 수 있는 절연층(150) 상부 영역에 형성될 수도 있다. 이렇듯 형성되는 수광 소자의 개수에 따라 금속층(160)이 형성되는 영역이 달라질 수 있으며, 단일칩화 시 제품 성능을 고려하여 형성 영역이 결정될 수도 있다. 물론, 이런 복수의 수광 소자들은 array로 형성될 수도 있다.
패시베이션층(170)은 금속층(160)이 형성된 절연층(150) 상부 전면에 형성된다.
비록, 도시하진 않았지만 패시베이션층(170) 상부에는 전압을 인가하기 위한 전극용 패드를 형성될 수 있다.
제1 필터(180)와 제2 필터(190)는 패시베이션층(170) 상부의 일정 영역에 형성된다.
제1 필터(180)는 제1 수광 소자(120)에서 수광하는 제1 대역의 광 예를 들어, 도 2에 도시된 가시 광선 대역(210)의 광을 투과시키며, 제1 수광 소자(120)의 형성 영역에 대응되는 패시베이션층(170) 상부의 영역에 형성된다.
이 때, 제1 필터(180)는 적외선 차단 필터(IR cut-off filter)일 수 있으며, 반사계수 값이 상이한 적어도 두 개 이상의 막을 교차 적층하여 형성할 수 있다.
이 때, 제1 필터(180)는 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiN), 티타늄 산화막(TiO2), 은(Ag) 금속막 등 반사계수가 다른 적어도 두 개 이상의 막(도 1에서는 SiO2, TiO2)을 교차 적층하여 형성할 수 있으며, 반사계수가 다른 적어도 두 개 이상의 막의 두께와 적층 수를 조절하여 제1 대역에 해당하는 광을 투과시킬 수 있다.
제2 필터(190)는 제2 수광 소자(130)에서 수광하는 제2 대역의 광 예를 들어, 도 2에 도시된 적외선 대역(220)의 광을 투과시키며, 제2 수광 소자(130)의 형성 영역에 대응되는 패시베이션층(170) 상부의 영역에 형성된다.
이 때, 제2 필터(190)는 적외선 투과 필터(IR pass filter)일 수 있으며, 반사계수 값이 상이한 적어도 두 개 이상의 막을 교차 적층하여 형성할 수 있다.
이 때, 제2 필터(190)는 제1 필터(180)와 마찬가지로 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiN), 티타늄 산화막(TiO2), 은(Ag) 금속막 등 반사계수가 다른 적어도 두 개 이상의 막(도 1에서는 SiO2, TiO2)을 교차 적층하여 형성할 수 있으며, 반사계수가 다른 적어도 두 개 이상의 막의 두께와 적층 수를 조절하여 제2 대역에 해당하는 광을 투과시킬 수 있다.
본 발명에서 제1 필터(180)와 제2 필터(190)는 반사계수 값이 상이한 적어도 두 개 이상의 막을 교차 적층하거나 교차 적층되는 적어도 두 개 이상의 막의 두께와 적층 수를 서로 다르게 하여 제1 대역의 광 예를 들어, 가시 광과 제2 대역의 광 예를 들어, 적외선을 투과시킬 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 제1 대역(210)의 광과 제2 대역(220)의 광을 투과시키는 제1 필터(180)와 제2 필터(190)를 단일칩화하여 형성함으로써, 상이한 수광 대역을 갖는 수광 소자들을 단일칩화할 수 있다.
본 발명에서 제1 필터(180)와 제2 필터(190)가 형성되는 패이베이션층(170)의 영역은 제1 수광 소자(120)와 제2 수광 소자(130)가 형성된 영역을 모두 커버하는 영역이 될 수도 있고, 제1 수광 소자(120)와 제2 수광 소자(130)가 형성되는 영역 중 금속층(160)이 형성되지 않은 영역을 커버하는 영역이 될 수도 있으며, 제1 수광 소자(120)와 제2 수광 소자(130)가 형성되는 영역 중 금속층(160)이 형성되지 않은 영역과 금속층(160)이 형성된 영역의 일부를 커버하는 영역이 될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 상술한 막들 중 두 개 이상의 막 예컨대, 도 1에서의 실리콘 산화막(SiO2)과 티타늄 산화막(TiO2)의 두께와 적층 수를 각각 조절하여 형성함으로써, 제1 대역의 광을 투과시키는 제1 필터(180)와 제2 대역의 광을 투과시키는 제2 필터(190)를 단일칩화하여 형성할 수 있으며, 두께와 적층 수는 시뮬레이션과 실험 등에 의하여 결정될 수 있다. 예컨대, IR 차단 필터는 두께가 조절된 35개의 막을 적층함으로써 형성될 수 있고, IR 투과 필터는 두께가 조절된 100개 이상의 막을 적층함으로써 형성될 수 있다.
본 발명에서 제1 수광 소자(120)에 해당하는 조도 센서는 해당 수광 소자의 영역 상부에 별도의 R, G, B 컬러 필터를 형성할 수 있는데, R, G, B 수광 센서가 형성되는 배치 방식에 따라 제1 필터(180)와 제2 필터(190)가 형성되는 영역이 달라질 수 있다.
예컨대, 도 3a에 도시된 바와 같이, 네 개의 조도 센서 즉, 한 개의 R 수광 센서, 두 개의 G 수광 센서와 한 개의 B 수광 센서를 하나의 픽셀로 형성하는 경우 네 개의 조도 센서를 커버하는 영역에 제1 필터(180)가 형성되고, 우측 영역에 근접 센서가 형성되어 근접 센서가 형성된 영역에 제2 필터(190)가 형성될 수 있다.
또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 세 개의 조도 센서 즉, 한 개의 RGB 수광 센서를 하나의 픽셀로 형성하는 경우 세 개의 조도 센서를 커버하는 영역에 제1 필터(180)가 형성되고, 도 3a의 G 조도 센서가 형성된 영역에 근접 센서가 형성되어 근접 센서가 형성된 영역에 제2 필터(190)가 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 배치 방식 이외에도 다양한 배치 방식이 모두 적용될 수 있다는 것은 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 자명하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 반도체 집적회로는 기판 예를 들어, 실리콘 기판에 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자를 형성한다(S410).
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 설정된 영역에 가시 광을 수광하는 두 개의 조도 센서(120)와 적외선을 수광하는 두 개의 근접 센서(130)를 형성한다.
이 때, 단계 S410에서 형성되는 제1 수광 소자와 제2 수광 소자는 동일한 소자 구조로 형성되어 수신할 수 있는 광의 대역이 동일할 수도 있으며, 상이한 소자 구조로 형성되어 수신할 수 있는 광의 대역이 상이할 수도 있다. 수광 소자들이 동일한 구조를 갖는 경우에는 반도체 공정을 줄일 수 있는 장점이 있는 반면 수광 소자의 센싱 능력이 떨어질 수 있는 단점이 있고, 수광 소자들이 해당 수광 대역을 갖도록 상이한 구조를 갖는 경우에는 반도체 공정이 늘어나는 단점이 있는 반면 수광 소자의 센싱 능력이 향상될 수 있는 장점이 있다. 본 발명에서의 수광 소자는 이와 같은 두 가지 경우를 모두 다 포함할 수 있다.
그 다음, 수광 소자들이 형성된 기판 상에 수광 소자들과 주변 회로간의 신호를 연결하기 위한 금속 배선(도시하지 않음)을 형성하고, 금속 배선과 기판 상부에 절연층을 형성한다(S420, S430).
그리고, 수광 소자들이 형성된 영역 중 일부에 대응하는 절연층 상부 영역에 광 실드용 금속층을 형성한다(S440).
예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 두 개의 조도 센서(120)와 두 개의 근접 센서(130)가 형성된 기판(110)과 금속 배선(도시하지 않음) 상부 전면에 절연층(140)을 형성하고, 두 개의 조도 센서(120) 중 어느 하나(122)가 형성된 영역과 두 개의 근접 센서(130) 중 어느 하나(132)가 형성된 영역에 대응하는 절연층(150) 상부 영역에 금속층(160)을 형성한다.
이 때, 금속층(160)은 광 실드 구조를 가짐으로써, 다크 전류, 포톤 샷 노이즈 등의 노이즈 성분을 제거하는 역할을 한다.
그 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 금속층(160)과 절연층(150) 상부 전면에 패시베이션층(170)을 형성하고, 제1 수광 소자(120)가 형성된 일부 영역에 해당하는 패시베이션층(170)의 일부가 노출되도록 포토레지스트(PR)를 도포하고 패터닝한다(S450, S460).
이 때, PR은 생성될 제1 필터(180)의 두께보다 더 두껍게 형성되며, 두 개의 조도 센서(120) 중 어느 하나(121)가 형성된 영역에 대응하는 패시베이션층(170)의 영역이 노출되도록 패터닝될 수 있다.
추가적으로, PR을 도포하기 전 패시베이션층(170) 상부에 수광 소자들에 전압을 인가하기 위한 전극용 패드(도시하지 않음)가 형성될 수 있다.
그리고, 패터닝된 PR 상부 전면에 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiN), 티타늄 산화막(TiO2), 은(Ag) 금속막 중 적어도 두 개 이상의 물질을 일정 수만큼 교차 적층한다(S470).
이 때, 두 개 이상의 물질은 제1 필터를 형성하기 위해 기 설정된 두께와 층 수만큼 교차 적층되는데, 예를 들어, 실리콘 산화막(SiO2)과 티타늄 산화막(TiO2) 각각을 반복 적층하여 두께가 상이한 35층의 막이 형성될 수 있다.
물론, 상술한 물질로 한정되는 것은 아니며, 반사계수 값이 상이한 적어도 두 개 이상의 물질을 교차 적층할 수도 있다.
그 다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 패터닝된 PR을 제거함으로써, PR 상부에 형성된 물질들을 제거하고, PR 패터닝에 의해 노출된 패시베이션층(170) 영역에 제1 필터(180)를 형성한다(S480).
그 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 필터(180)와 패시베이션층(170) 상부 전면에 PR을 도포하고 제2 수광 소자(130)가 형성된 일부 영역에 해당하는 패시베이션층(170)의 일부가 노출되도록 PR을 패터닝한다(S490).
이 때, PR은 생성될 제2 필터(190)의 두께보다 더 두껍게 형성되며, 두 개의 근접 센서(130) 중 어느 하나(131)가 형성된 영역에 대응하는 패시베이션층(170)의 영역이 노출되도록 패터닝될 수 있다.
그리고, 패터닝된 PR 상부 전면에 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiN), 티타늄 산화막(TiO2), 은(Ag) 금속막 중 적어도 두 개 이상의 물질을 일정 수만큼 교차 적층한다(S500).
이 때, 두 개 이상의 물질은 제2 필터(190)를 형성하기 위해 기 설정된 두께와 층 수만큼 교차 적층되는데, 예를 들어, 실리콘 산화막(SiO2)과 티타늄 산화막(TiO2) 각각을 반복 적층하여 두께가 상이한 100층의 막이 형성될 수 있다.
물론, 상술한 물질로 한정되는 것은 아니며, 반사계수 값이 상이한 적어도 두 개 이상의 물질을 교차 적층할 수도 있다.
그 다음, 도 10에 도시된 바와 같이, 패터닝된 PR을 제거함으로써, PR 상부에 형성된 물질들을 제거하고, PR 패터닝에 의해 노출된 패시베이션층(170) 영역에 제2 필터(190)를 형성한다(S510).
상술한 본 발명에 따른 반도체 집적회로 제조 방법에서 제1 필터와 제2 필터를 PR을 이용하여 형성하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 라미네이팅(laminating) 기법 등을 이용하여 형성할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 집적회로 제조 방법은 수광 대역이 상이한 제1 수광 센서와 제2 수광 센서를 단일칩화할 수 있으며, 단일칩화가 가능하기 때문에 집적회로의 전체 면적을 줄일 수 있다.
또한, 집적회로의 전체 면적을 줄임으로써, 본 발명의 반도체 집적회로가 탑재되는 제품의 전체 크기를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 성분 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (15)
- 기판의 기 설정된 영역에 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자가 형성되는 수광부;
상기 수광부에 신호를 연결하기 위하여 형성되는 금속 배선;
상기 기판과 상기 금속 배선 상부에 형성되는 절연층;
기 설정된 제1 대역에 해당하는 광을 투과시키며, 상기 제1 수광 소자의 형성 영역에 대응하며, 상기 절연층 상부의 제1 영역에 형성되는 제1 필터; 및
기 설정된 제2 대역에 해당하는 광을 투과시키며, 상기 제2 수광 소자의 형성 영역에 대응하며, 상기 절연층 상부의 제2 영역에 형성되는 제2 필터
를 포함하고,
상기 제1 필터와 상기 제2 필터는
반사계수 값이 상이한 적어도 두 개 이상의 막이 교차 적층되어 형성되는 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 필터와 상기 제2 필터는
실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiN), 티타늄 산화막(TiO2), 은(Ag) 금속막 중 적어도 두 개 이상의 막이 교차 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제1 필터와 상기 제2 필터는
상기 적어도 두 개 이상의 막 각각의 두께와 적층 수를 서로 달리하여 상기 제1 대역과 상기 제2 대역에 해당하는 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치. - 기판의 기 설정된 영역에 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자가 형성되는 수광부;
상기 수광부에 신호를 연결하기 위하여 형성되는 금속 배선;
상기 기판과 상기 금속 배선 상부에 형성되는 절연층;
상기 절연층 상부에 형성되는 패시베이션층
기 설정된 제1 대역에 해당하는 광을 투과시키며, 상기 제1 수광 소자의 형성 영역에 대응하며, 상기 패시베이션층 상부의 제1 영역에 형성되는 제1 필터; 및
기 설정된 제2 대역에 해당하는 광을 투과시키며, 상기 제2 수광 소자의 형성 영역에 대응하며, 상기 패시베이션층 상부의 제2 영역에 형성되는 제2 필터
를 포함하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치. - 제5항에 있어서,
상기 절연층과 상기 패시베이션층 사이에 형성되며, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 일부에 대응되는 상기 절연층 상부의 영역에 형성되는 금속층
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치. - 제6항에 있어서,
상기 수광부는
두 개의 상기 제1 수광 소자와 두 개의 상기 제2 수광 소자를 포함하고,
상기 제1 필터와 상기 제2 필터는
상기 제1 수광 소자 중 어느 하나의 형성 영역과 상기 제2 수광 소자 중 어느 하나의 형성 영역에 해당하는 상기 패시베이션층 상부의 영역에 각각 형성되며,
상기 금속층은
상기 제1 수광 소자 중 다른 하나의 형성 영역과 상기 제2 수광 소자 중 다른 하나의 형성 영역에 해당하는 상기 절연층 상부의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 필터는
적외선 차단 필터이고,
상기 제2 필터는
적외선 투과 필터인 것을 특징으로 하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 수광 소자와 상기 제2 수광 소자는
포토 트랜지스터, 포토 다이오드, 포토 아이씨(IC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치.
- 기판의 기 설정된 영역에 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자를 형성하는 단계;
상기 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 상기 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자에 신호를 연결하기 위한 금속 배선을 형성하는 단계;
상기 기판과 상기 금속 배선 상부에 절연층을 형성하는 단계;
상기 제1 수광 소자의 형성 영역에 대응하는 상기 절연층 상부의 제1 영역에 기 설정된 제1 대역에 해당하는 광을 투과시키는 제1 필터를 형성하는 단계; 및
상기 제2 수광 소자의 형성 영역에 대응하는 상기 절연층 상부의 제2 영역에 기 설정된 제2 대역에 해당하는 광을 투과시키는 제2 필터를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 필터를 형성하는 단계와 상기 제2 필터를 형성하는 단계는
반사계수 값이 상이한 적어도 두 개 이상의 막을 교차 적층하여 형성하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법. - 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 제1 필터를 형성하는 단계와 상기 제2 필터를 형성하는 단계는
실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiN), 티타늄 산화막(TiO2), 은(Ag) 금속막 중 적어도 두 개 이상의 막을 교차 적층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 필터를 형성하는 단계와 상기 제2 필터를 형성하는 단계는
상기 적어도 두 개 이상의 막 각각의 두께와 적층 수를 서로 달리하여 상기 제1 필터와 상기 제2 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법. - 기판의 기 설정된 영역에 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자를 형성하는 단계;
상기 적어도 하나 이상의 제1 수광 소자와 상기 적어도 하나 이상의 제2 수광 소자에 신호를 연결하기 위한 금속 배선을 형성하는 단계;
상기 기판과 상기 금속 배선 상부에 절연층을 형성하는 단계;
상기 제1 수광 소자의 형성 영역에 대응하는 상기 절연층 상부의 상기 제1 영역과 상기 제2 수광 소자의 형성 영역에 대응하는 상기 절연층 상부의 상기 제2 영역의 일부에 대응되는 상기 절연층 상부의 영역에 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층이 형성된 상기 절연층 상부 전면에 패시베이션층을 형성하는 단계;
상기 패시베이션층 상부의 상기 제1 영역에 기 설정된 제1 대역에 해당하는 광을 투과시키는 제1 필터를 형성하는 단계; 및
상기 패시베이션층 상부의 상기 제2 영역에 기 설정된 제2 대역에 해당하는 광을 투과시키는 제2 필터를 형성하는 단계
를 포함하는 수광 대역이 상이한 수광 소자들을 단일칩화하는 반도체 집적회로 제조 방법.
- 제10항, 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110062281A KR101220143B1 (ko) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치, 집적회로 및 반도체 집적회로 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110062281A KR101220143B1 (ko) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치, 집적회로 및 반도체 집적회로 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101220143B1 true KR101220143B1 (ko) | 2013-01-11 |
Family
ID=47841471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110062281A KR101220143B1 (ko) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치, 집적회로 및 반도체 집적회로 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101220143B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005143038A (ja) | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置及び撮像方法 |
| KR20070083300A (ko) * | 2006-02-16 | 2007-08-24 | 마루엘에스아이 주식회사 | 가시광선 및 적외선을 감지할 수 있는 광 감지 소자 및 그제조 방법 |
| KR100790981B1 (ko) | 2006-02-13 | 2008-01-02 | 삼성전자주식회사 | 칼라필터, 칼라필터 어레이 및 그의 제조방법과 이미지센서 |
| US20100072351A1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-25 | Apple Inc. | Ambient light sensor with reduced sensitivity to noise from infrared sources |
-
2011
- 2011-06-27 KR KR1020110062281A patent/KR101220143B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005143038A (ja) | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置及び撮像方法 |
| KR100790981B1 (ko) | 2006-02-13 | 2008-01-02 | 삼성전자주식회사 | 칼라필터, 칼라필터 어레이 및 그의 제조방법과 이미지센서 |
| KR20070083300A (ko) * | 2006-02-16 | 2007-08-24 | 마루엘에스아이 주식회사 | 가시광선 및 적외선을 감지할 수 있는 광 감지 소자 및 그제조 방법 |
| US20100072351A1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-03-25 | Apple Inc. | Ambient light sensor with reduced sensitivity to noise from infrared sources |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9245915B2 (en) | Monolithic multispectral visible and infrared imager | |
| JP5511999B2 (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| US10714531B2 (en) | Infrared detector devices and focal plane arrays having a transparent common ground structure and methods of fabricating the same | |
| KR20150091889A (ko) | 이미지 센서 및 이미지 처리 장치 | |
| US11532658B2 (en) | Image sensor grid and method of fabrication of same | |
| US20180190688A1 (en) | Image sensor comprising nanoantenna | |
| US8471301B2 (en) | Photoelectric conversion device having embedded recess regions arranged in light-receiving surface | |
| US8835924B2 (en) | Photo-detecting device and method of making a photo-detecting device | |
| JP2016072620A (ja) | イメージセンサ及びこれを含む電子装置 | |
| US20170170358A1 (en) | Method of forming an infrared photodetector | |
| JP2015095517A (ja) | 積層型集積回路及びその製造方法 | |
| KR101220143B1 (ko) | 수광 대역이 상이한 수광 소자들이 단일칩화된 반도체 장치, 집적회로 및 반도체 집적회로 제조 방법 | |
| JP5282797B2 (ja) | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法及び画像撮影装置 | |
| KR102105054B1 (ko) | 파장 선택성 전극을 구비한 유기 광다이오드 | |
| WO2022210149A1 (ja) | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法 | |
| WO2024034017A1 (ja) | 受光素子及び光検出装置 | |
| CN105849907B (zh) | 浅槽纹理区域和相关方法 | |
| JP2020065040A (ja) | 光電変換装置および機器 | |
| CN117542906A (zh) | 一种光敏元件及其制造方法、光敏探测器 | |
| WO2014061100A1 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2005129701A (ja) | 光機能素子 | |
| JP2008096834A (ja) | 光ファイバ・リンク用受信ユニット、並びにそれを用いた電子機器および光ファイバ・リンクシステム | |
| KR20090107599A (ko) | 실리콘 웨이퍼를 이용한 가시광 센서 및 이를 이용한반도체 집적회로 제조방법 | |
| JP2010177286A (ja) | 半導体受光素子およびその製造方法 |
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: 20151223 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161227 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190102 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200102 Year of fee payment: 8 |