KR102097440B1 - 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 기술은 복수의 픽셀에서 균일한 형태를 갖는 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서에 관한 것으로, 복수의 픽셀을 갖는 기판상에 형성되어 각각의 상기 픽셀 가장자리를 둘러싸고 곡률을 갖는 컬러필터하우징; 및 상기 컬러필터하우징에 의해 정의된 공간에 갭필된 컬러필터들을 포함하는 이미지 센서를 제공한다.
Description
본 발명은 반도체 장치 제조 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이미지 센서는 광학 영상(Optical image)을 전기신호로 변환하는 반도체 장치이다. 이미지 센서는 복수의 픽셀을 구비하며, 각각의 픽셀은 포토다이오드(Photo Diode, PD)로 대표되는 광전변환소자, 입사광을 파장대역에 따라 선택적으로 투과시키는 컬러필터(Color Filter, CF) 및 광전변환소자로 입사광을 집광시키는 마이크로렌즈(Microlens, ML)가 순차적으로 적층된 형태를 갖는 것이 일반적이다.
최근, 마이크로렌즈에 기인한 입사광의 손실을 감소시키기 위해 마이크로렌즈를 대체하거나, 또는 마이크로렌즈와 함께 입사광에 대한 집광능력을 향상시키기 위해 컬러필터를 렌즈형태로 형성하는 기술 즉, 렌즈형 컬러필터가 도입되었다. 그러나, 렌즈형 컬러필터 형성공정상의 한계로 인해 복수의 픽셀에서 모두 균일한 형태를 갖는 렌즈형 컬러필터를 형성하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 복수의 픽셀에서 모두 균일한 형태를 갖는 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는 복수의 픽셀을 갖는 기판상에 형성되어 각각의 상기 픽셀 가장자리를 둘러싸고 곡률을 갖는 컬러필터하우징; 및 상기 컬러필터하우징에 의해 정의된 공간에 갭필된 컬러필터들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 컬러필터들 및 상기 컬러필터하우징을 포함한 구조물 표면상에 형성된 보호막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 제조방법은 복수의 픽셀을 갖는 기판상에 희생패턴을 형성하는 단계; 상기 희생패턴이 모서리가 곡률을 갖도록 리플로우시키는 단계; 상기 희생패턴을 포함한 구조물 표면을 따라 몰드막을 형성하는 단계; 상기 몰드막 상의 마스크패턴으로 상기 몰드막을 식각하여 상기 희생패턴의 가장자리를 둘러싸고 곡률을 갖는 컬러필터하우징을 형성하는 단계; 상기 마스크패턴 및 상기 희생패턴을 제거하여 상기 컬러필터하우징에 의해 정의되는 공간을 형성하는 단계; 및 상기 공간에 컬러필터물질을 갭필하여 복수의 컬러필터들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컬러필터들 및 상기 컬러필터하우징을 포함한 구조물 표면상에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 과제의 해결 수단을 바탕으로 하는 본 기술은 모든 픽셀에서 균일한 곡률을 갖는 컬러필터하우징을 형성하고, 컬러필터하우징에 의하여 정의된 공간에 컬러필터물질을 갭필하여 렌즈형 컬러필터를 형성함에 따라 모든 픽셀에서 균일한 형태를 갖는 렌즈형 컬러필터를 제공할 수 있다. 이를 통해, 각각의 픽셀이 균일한 특성(예컨대, 집광능력)을 갖는 이미지 센서를 제공할 수 있다.
또한, 컬러필터물질에 대한 리플로우공정을 필요로하지 않기 때문에 리플로우공정에 의한 컬러필터의 손상, 불균일한 형태 및 공정난이도에 의한 수율 저하를 원천적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서를 도시한 단면도.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서의 제조방법을 도시한 공정단면도.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서의 제조방법을 도시한 공정단면도.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.
후술할 본 발명의 실시예는 렌즈형 컬러필터(Lens type Color Filter)를 구비한 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다. 일반적으로, 렌즈형 컬러필터는 컬러필터용 물질막 증착공정, 물질막 패터닝공정 및 패터닝된 물질막이 렌즈형태(예컨대, 반구형태)를 갖도록 리플로우공정을 순차적으로 진행하여 형성된다. 여기서, 각 픽셀에서 요구되는 입사광의 파장대역에 따라 컬러필터를 구성하는 물질막의 종류는 필연적으로 서로 상이할 수 밖에 없으며, 물질막의 차이로 인해 리플로우공정 이후 모든 픽셀에서 균일한 형태(또는 곡률)를 갖는 렌즈형 컬러필터를 형성하는 것이 실질적으로 불가능하다. 이처럼, 복수의 픽셀에서 불균일한 형태를 갖는 렌즈형 컬러필터는 픽셀간 특성(예컨대, 집광능력) 불균형을 유발하는 치명적인 단점을 유발한다. 또한, 컬러필터용 물질막은 리플로우공정시 쉽게 손상될 수 있기 때문에 리플로우공정이 쉽지 않다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 복수의 픽셀에 대응하는 렌즈형 컬러필터가 모두 균일한 형태를 갖는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다. 이를 위해, 본 발명의 실시예는 서로 다른 파장대역의 입사광에 응답하는 복수의 픽셀을 구비한 기판상에 각각의 픽셀에 대응하도록 형성된 컬러필터 가장자리를 감싸며 곡률을 갖는 컬러필터하우징(Color Filter Housing)을 포함한 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 컬러필터하우징은 컬러필터의 형태를 렌즈형태로 한정(또는 정의)하는 몰드막로 작용하며, 컬러필터하우징 내부에 컬러필터가 갭필된 형태를 가질 수 있다.
한편, 이미지 센서는 개별 모스 캐패시터(MOS capacitor)가 서로 매우 근접한 위치에 있고 전하캐리어가 캐패시터에 저장되어 이송되는 이중결합소자(Charge Coupled Devicem, CCD) 및 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)의 주변회로에 사용하는 CMOS기술을 이용하여 픽셀 수만큼 모스 트랜지스터(MOS transistor)를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 이용한 CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor, CIS)가 있다. 후술하는 본 발명의 실시예는 이중결합소자 및 CMOS 이미지 센서에 모두 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 이미지 센서를 복수의 픽셀(pixel)을 갖고 각각의 픽셀에 형성된 광전변환소자(PD)를 포함한 소정의 구조물이 형성된 기판(110), 기판(110) 상에 형성된 버퍼막(120), 각각의 픽셀에 대응하도록 버퍼막(120) 상에 형성되어 마이크로렌즈로 작용하는 복수의 컬러필터들(140) 및 각각의 컬러필터들(140) 가장자리를 감싸며 곡률을 갖는 컬러필터하우징(130)을 포함할 수 있다.
기판(110)에 정의된 복수의 픽셀은 서로 다른 파장대역의 입사광에 응답하는 제1픽셀, 제2픽셀 및 제3픽셀을 포함할 수 있고, 복수의 컬러필터들(140)은 제1픽셀, 제2픽셀 및 제3픽셀에 대응하도록 각각 제1컬러필터(141), 제2컬러필터(142) 및 제3컬러필터(143)를 포함할 수 있다. 일례로, 제1픽셀, 제2픽셀 및 제3픽셀은 각각 레드픽셀(red pixel), 그린픽셀(green pixel) 및 블루픽셀(blue pixel)일 수 있으며, 각각의 픽셀에 대응하는 제1컬러필터(141), 제2컬러필터(142), 제3컬러필터(143)는 레드필터, 그린필터 및 블루필터일 수 있다. 다른 일례로, 제1픽셀 내지 제3픽셀은 사이언픽셀(cyan pixel), 옐로우픽셀(yellow pixel) 및 마젠타픽셀(magenta pixel)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 대체될 수도 있다.
기판(110)은 반도체 기판을 포함할 수 있다. 반도체 기판은 단결정 상태(Single crystal state)일 수 있으며, 실리콘 함유 재료를 포함할 수 있다. 즉, 기판(110)은 단결정의 실리콘 함유 재료를 포함할 수 있다. 광전변환소자(PD)는 수직적으로 중첩되는 복수의 광전변환부(미도시)들을 포함할 수 있으며, 광전변환부들 각각은 N형 불순물영역과 P형 불순물영역을 포함하는 포토다이오드(Photo Diode)일 수 있다. 광전변환소자(PD)를 포함하여 기판(110)에 형성된 소정의 구조물은 신호생성회로일 수 있다. 신호생성회로는 광전변환소자(PD)에서 생성된 광전하에 상응하는 전기신호를 생성(또는 출력)하는 역할을 수행하는 것으로, 복수의 트랜지스터, 다층의 금속배선 및 이들은 상호 연결하기 위한 복수의 플러그를 포함할 수 있다. 복수의 트랜지스터는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx, transfer transistor), 선택 트랜지스터(Sx, selection transistor), 리셋 트랜지스터(Rx, reset transistor), 및 억세스 트랜지스터(Ax, access transistor)를 포함할 수 있다.
기판(110)상에 형성된 버퍼막(120)은 기판(110)에 형성된 소정의 구조물에 기인한 단차를 제거하는 평탄화막으로 작용함과 동시에 입사광에 대한 반사방지막으로 작용할 수 있다. 버퍼막(120)은 산화막, 질화막 및 산화질화막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 단일막 또는 둘 이상이 적층된 적층막일 수 있다.
복수의 컬러필터들(140)은 각각의 픽셀이 요구하는 파장대역의 입사광을 선택적으로 입사시키는 역할을 수행한다. 즉, 컬러필터들(140)에 의해 각각의 픽셀에서 요구한 색분리(color seperation)된 입사광이 광전변환소자(PD)에 제공된다. 컬러필터들(140)은 유기물일 수 있으며, 유기물은 Polyacetylene, Poly(p-phenylene), Polythiophene, Poly(3,4-ethylenedioxy thiophene)(PEDOT), Polypyrrole, Poly(p-phenylene sulfide), Poly(p-phenylene), Poly(p-phenylene vinylene), Polythiophene Poly(thienylene vinylene), Polyaniline 및 이들의 등가물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 여기서, 제1픽셀 내지 제3픽셀은 서로 다른 파장대역의 입사광에 응답하는 바, 제1컬러필터(141), 제2컬러필터(142) 및 제3컬러필터(143)는 서로 상이한 물질이다.
곡률을 갖는 컬러필터하우징(130)은 복수의 컬러필터들(140)이 마이크로렌즈로 작용하도록 컬러필터들(140)의 형태를 렌즈형태로 한정(또는 정의)하는 역할을 수행하는 것으로, 각 픽셀의 가장자리를 따라 각 픽셀을 둘러싸는 형태를 가질 수 있다. 여기서, 컬러필터들(140)은 각 픽셀을 둘러싸는 형태를 갖는 컬러필터하우징(130)에 의하여 제공된 공간(space)을 갭필하는 형태를 가지며, 컬러필터하우징(130)에 의하여 모든 픽셀에서 균일한 형태(또는 균일한 곡률)를 갖는 컬러필터들(140)을 제공할 수 있다. 컬러필터하우징(130)은 절연막을 포함할 수 있으며, 절연막은 산화막, 질화막 및 산화질화막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 단일막 또는 둘 이상이 적층된 적층막일 수 있다. 또한, 컬러필터하우징(130)은 광전변환소자(PD)에 수직한 법선을 기준으로 비스듬하게 입사하는 입사광을 굴절시켜 집광능력을 향상시키는 역할을 수행함과 동시에 반사방지막으로도 작용할 수 있다. 이를 위해, 컬러필터하우징(130)은 컬러필터들(140)보다 굴절률이 작고, 공기(air)보다는 굴절률이 클 수 있다. 또한, 컬러필터하우징(130)은 공정간 컬러필터들(140)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 이는, 후술하는 제조방법을 통해 보다 자세히 설명하기로 한다.
또한, 실시예에 따른 이미지 센서는 컬러필터들(140) 및 컬러필터하우징(130)을 포함한 전면에 형성된 보호막(150)을 더 포함할 수 있다. 보호막(150)은 컬러필터들(140) 및 컬러필터하우징(130)을 포함한 구조물 표면을 따라 일정한 두께를 갖도록 형성된 것일 수 있다. 보호막(150)은 절연막일 수 있으며, 절연막은 산화막, 질화막 및 산화질화막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 단일막 또는 둘 이상이 적층된 적층막일 수 있다. 또한, 보호막(150)은 컬러필터들(140) 및 컬러필터하우징(130)을 보호함과 동시에 반사방지막으로 작용할 수 있다. 이를 위해, 보호막(150)은 컬러필터하우징(130)보다 굴절률이 작고, 공기(air)보다는 굴절률이 클 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만 경우에 따라 보호막(150) 상에 각각의 픽셀에 대응하도록 형성된 마이크로렌즈를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 보호막(150)은 컬러필터들(140)을 포함한 기판(110) 전면을 덮는 평탄화막일 수 있으며, 마이크로렌즈는 컬러필터들(140)과 더불어서 입사광에 대한 집광능력을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
상술한 구조를 갖는 이미지 센서는 곡률을 갖는 컬러필터하우징(130)을 구비함으로써, 모든 픽셀에서 균일한 형태를 갖는 렌즈형 컬러필터를 제공할 수 있다. 이를 통해, 각각의 픽셀이 균일한 특성(예컨대, 집광능력)을 갖는 이미지 센서를 제공할 수 있다.
이하, 도 1에 도시된 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서에 대한 제조방법에 대한 일례를 도시한 도 2a 내지 도 2g를 참조하여 컬러필터하우징에 의하여 모든 픽셀에서 균일한 형태를 갖는 렌즈형 컬러필터에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈형 컬러필터를 구비한 이미지 센서의 제조방법을 도시한 공정단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 복수의 픽셀 예컨대, 제1픽셀, 제2픽셀 및 제3픽셀을 갖는 기판(11)에 광전변환소자(PD)를 포함한 소정의 구조물을 형성한다. 제1픽셀, 제2픽셀 및 제3픽셀은 각각 레드픽셀, 그린픽셀 및 블루픽셀일 수 있다. 광전변환소자(PD)는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 그리고, 소정의 구조물은 복수의 트랜지스터, 다층의 금속배선 및 이들을 상호연결하는 복수의 플러그를 포함한 신호생성회로를 포함할 수 있다.
다음으로, 광전변환소자(PD)를 포함한 소정의 구조물이 형성된 기판(11)상에 버퍼막(12)을 형성한다. 버퍼막(12)은 기판(11)에 형성된 소정의 구조물에 기인한 단차를 제거하는 평탄화막으로 작용함과 동시에 입사광에 대한 반사방지막으로 작용할 수 있다. 버퍼막(12)은 절연막으로 형성할 수 있다. 예컨대, 버퍼막(12)은 산화막, 질화막 및 산화질화막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 단일막 또는 둘 이상이 적층된 적층막을 형성할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 버퍼막(12) 상에 희생패턴(13)을 형성한다. 희생패턴(13)은 각 픽셀을 덮되, 각 픽셀 가장자리의 버퍼막(12)을 오픈하는 개구부를 갖도록 형성할 수 있다.
희생패턴(13)은 리플로우공정이 가능한 물질막으로 형성할 수 있다. 예컨대, 희생패턴(13)은 포토레지스트로 형성할 수 있다. 포토레지스트로 희생패턴(13)을 형성하는 경우, 버퍼막(12) 전면에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상을 순차적으로 진행하여 희생패턴(13)을 형성할 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 희생패턴(13)의 가장자리 모서리가 라운드지도록(또는 곡률을 갖도록) 희생패턴(13)에 대한 리플로우공정을 진행한다. 즉, 리플로우공정에 의해 희생패턴(13)은 곡률을 갖는 렌즈형태 예컨대, 반구형태를 가질 수 있다. 이하, 리플로우공정에 의해 곡률을 갖는 렌즈형태의 희생패턴(13)에 대한 도면부호를 '13A'로 변경하여 표기하기로 한다.
리플로우공정은 열처리를 통해 진행할 수 있으며, 리플로우공정시 인접한 희생패턴(13A)이 서로 접하지 않도록 리플로우공정을 제어한다. 여기서, 단일 물질로 이루어진 희생패턴(13A)에 대한 리플로우공정을 통해 곡률을 갖는 렌즈형태의 희생패턴(13A)을 형성함에 따라 모든 픽셀에서 희생패턴(13A)은 모두 동일한 형태를 가질 수 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 희생패턴(13A)을 포함한 구조물 표면을 따라 일정한 두께를 갖는 몰드막(14)을 형성한다. 이때, 몰드막(14)은 인접한 희생패턴(13A) 사이를 갭필할 수 있는 두께를 갖도록 형성할 수 있다.
몰드막(14)은 절연막으로 형성할 수 있다. 예컨대, 몰드막(14)은 산화막, 질화막 및 산화질화막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 단일막 또는 둘 이상의 적층막으로 형성할 수 있다. 이때, 몰드막(14)은 후속 공정을 통해 형성될 컬러필터들보다 굴절률이 작고, 공기보다 굴절률이 큰 절연막으로 형성할 수 있다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 몰드막(14) 상에 마스크패턴(15)을 형성한다. 마스크패턴(15)은 각 픽셀의 가장자리를 덮고, 각 픽셀 중심부의 몰드막(14)을 오픈하는 개구부를 갖도록 형성할 수 있다.
공정단순화를 위해 마스크패턴(15)은 희생패턴(13A)과 동일한 물질로 형성할 수 있다. 예컨대, 마스크패턴(15)은 포토레지스트로 형성할 수 있다. 포토레지스트로 마스크패턴(15)을 형성하는 경우, 몰드막(14) 전면에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상을 순차적으로 진행하여 마스크패턴(15)을 형성할 수 있다.
다음으로, 마스크패턴(15)을 식각장벽으로 몰드막(14)을 식각하여 컬러필터하우징(14A)을 형성한다. 컬러필터하우징(14A)은 곡률을 갖는 희생패턴(13A)에 의해 희생패턴(13A)으로부터 전사된 곡률을 갖고 희생패턴(13A)의 가장자리를 감싸는 형태를 가질 수 있다. 이때, 모든 픽셀에서 동일한 형태를 갖는 희생패턴(13A)을 이용하여 컬러필터하우징(14A)을 형성함에 따라 컬러필터하우징(14A)의 곡률은 모든 픽셀에서 동일할 수 있다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 마스크패턴(15) 및 희생패턴(13A)을 제거한다. 마스크패턴(15) 및 희생패턴(13A)을 동일한 물질로 형성한 경우에 이들을 동시에 제거할 수 있으며, 이를 통해 공정을 단순화시킬 수 있다. 일례로, 마스크패턴(15) 및 희생패턴(13A)을 포토레지스트로 형성한 경우에 애싱공정 또는 산소 플라즈마 처리를 통해 이들을 동시에 제거할 수 있다.
마스크패턴(15) 및 희생패턴(13A)을 제거함에 따라 각 픽셀의 가장자리를 따라 각 픽셀을 둘러싸는 컬러필터하우징(14A)에 의하여 정의된 공간(16A, 16B, 16C)이 형성된다. 구체적으로, 제1픽셀, 제2픽셀 및 제3픽셀에 대응하여 컬러필터하우징(14A)은 각각 제1공간(16A), 제2공간(16B) 및 제3공간(16C)을 제공할 수 있다.
도 2g에 도시된 바와 같이, 컬러필터하우징(14A)에 의하여 정의된 공간(16A, 16B, 16C)에 컬러필터물질을 갭필하여 복수의 컬러필터들(17, 18, 19)을 형성한다. 이때, 컬러필터하우징(14A)은 모든 픽셀에서 동일한 곡률을 갖고, 컬러필터하우징(14A)에 의하여 정의된 공간(16A, 16B, 16C)에 컬러필터들(17, 18, 19)이 갭필됨에 따라 컬러필터들(17, 18, 19)은 모든 픽셀에서 동일한 형태(또는 곡률)를 가질 수 있다. 즉, 컬러필터하우징(14A)에 의해 컬러필터들(17, 18, 19)은 모든 픽셀에서 동일한 렌즈형태를 가질 수 있다. 컬러필터물질로는 유기물을 사용할 수 있으며, 유기물은 Polyacetylene, Poly(p-phenylene), Polythiophene, Poly(3,4-ethylenedioxy thiophene)(PEDOT), Polypyrrole, Poly(p-phenylene sulfide), Poly(p-phenylene), Poly(p-phenylene vinylene), Polythiophene Poly(thienylene vinylene), Polyaniline 및 이들의 등가물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
구체적으로, 제1픽셀, 제2픽셀 및 제3픽셀이 각각 레드픽셀, 그린픽셀 및 블루픽셀일 때, 제1공간(16A)에는 레드필터물질을 갭필하고, 제2공간(16B)에는 그린필터물질을 갭필하고, 제3공간(16C)에는 블루필터물질을 갭필하는 갭필공정을 순차적으로 진행하여 복수의 컬러필터들(17, 18, 19)을 형성할 수 있다. 이때, 레드필터물질, 그린필터물질 및 블루필터물질은 서로 상이한 물질이나, 컬러필터물질에 대한 리플로우공정을 진행하지 않기 때문에 컬러필터물질이 리플로우공정시 손상되는 것을 방지함과 동시에 물질차이에 의하여 렌즈형 컬러필터의 형태가 불균일하게 형성되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
다음으로, 컬러필터들(17, 18, 19) 및 컬러필터하우징(14A)을 포함한 전면에 보호막(20)을 형성한다. 보호막(20)은 컬러필터들(17, 18, 19) 및 컬러필터하우징(14A)을 포함한 구조물 표면을 따라 일정한 두께를 갖도록 형성할 수 있다. 보호막(20)은 절연막으로 형성할 수 있다. 예컨대, 보호막(20)은 산화막, 질화막 및 산화질화막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 단일막 또는 둘 이상이 적층된 적층막으로 형성할 수 있다. 여기서, 보호막(20)은 컬러필터들(17, 18, 19) 및 컬러필터하우징(14A)을 보호함과 동시에 반사방지막으로 작용할 수 있다. 이를 위해, 보호막(20)은 컬러필터하우징(14A)보다 굴절률이 작고, 공기(air)보다는 굴절률이 큰 절연막으로 형성할 수 있다.
이후, 공지된 제조기술을 통해 이미지 센서를 완성한다.
상술한 공정과정을 통해 형성된 이지미 센서는 모든 픽셀에서 균일한 곡률을 갖는 컬러필터하우징(14A)을 형성하고, 컬러필터하우징(14A)에 의하여 정의된 공간(16A, 16B, 16C)에 컬러필터물질을 갭필하여 렌즈형 컬러필터를 형성함에 따라 모든 픽셀에서 균일한 형태를 갖는 렌즈형 컬러필터를 제공할 수 있다.
또한, 컬러필터물질에 대한 리플로우공정을 필요로하지 않기 때문에 리플로우공정에 의한 컬러필터의 손상, 불균일한 형태 및 공정난이도에 의한 수율 저하를 원천적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내의 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 기판
120 : 버퍼막
130 : 컬러필터하우징
140 : 컬러필터들
150 : 보호막
120 : 버퍼막
130 : 컬러필터하우징
140 : 컬러필터들
150 : 보호막
Claims (16)
- 기판에 형성된 복수의 픽셀들;
각각의 상기 픽셀 가장자리에 형성된 컬러필터하우징; 및
상기 각각의 컬러필터하우징에 의해 정의된 공간에 갭필된 컬러필터들
을 포함하며,
상기 컬러필터하우징은 특정 곡률을 가지며 상기 각각의 컬러필터들의 가장자리의 상부 표면을 둘러싸며, 상기 각각의 컬러필터들의 중심부의 상부 표면은 오픈하는 이미지 센서.
- ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 컬러필터들 및 상기 컬러필터하우징을 포함한 구조물 표면상에 형성된 보호막을 더 포함하는 이미지 센서.
- ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제2항에 있어서,
상기 보호막은 공기보다 굴절률이 크고, 상기 컬러필터들 및 상기 컬러필터하우징보다 굴절률을 작은 이미지 센서.
- ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 컬러필터하우징은 공기보다 굴절률이 크고, 상기 컬러필터들보다 굴절률이 작은 이미지 센서.
- ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1항에 있어서,
상기 컬러필터는 상기 컬러필터하우징의 특정 곡률에 상응하는 볼록 곡률을 갖는 제1 내지 제3 필터들을 포함하는 이미지 센서.
- ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 5항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 필터들은 갖은 서로 다른 물질로 형성되며, 같은 곡률을 갖는 이미지 센서.
- 복수의 픽셀을 갖는 기판상에 희생패턴을 형성하는 단계;
상기 희생패턴이 모서리가 곡률을 갖도록 리플로우시키는 단계;
상기 희생패턴을 포함한 구조물 표면을 따라 몰드막을 형성하는 단계;
상기 몰드막 상의 마스크패턴으로 상기 몰드막을 식각하여 상기 희생패턴의 가장자리를 둘러싸고 곡률을 갖는 컬러필터하우징을 형성하는 단계;
상기 마스크패턴 및 상기 희생패턴을 제거하여 상기 컬러필터하우징에 의해 정의되는 공간을 형성하는 단계; 및
상기 공간에 컬러필터물질을 갭필하여 복수의 컬러필터들을 형성하는 단계
를 포함하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 컬러필터들 및 상기 컬러필터하우징을 포함한 구조물 표면상에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제8항에 있어서,
상기 보호막은 공기보다 굴절률이 크고, 상기 컬러필터들 및 상기 컬러필터하우징보다 굴절률을 작은 물질막으로 형성하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 희생패턴은 각각의 상기 픽셀을 덮되, 상기 픽셀의 가장자리를 오픈하는 개구부를 갖도록 형성하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 몰드막은 공기보다 굴절률이 크고, 상기 컬러필터들보다 굴절률을 작은 물질막으로 형성하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 마스크패턴은 각각의 상기 픽셀을 덮되, 상기 픽셀의 중심부를 오픈하는 개구부를 갖도록 형성하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제7항에 있어서,
상기 마스크패턴 및 상기 희생패턴은 동일한 물질로 형성하는 이미지 센서 제조방법.
- ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제8항에 있어서,
상기 각각의 픽셀에 대응하는 보호막 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 제조방법. - ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 컬러필터들은 상기 컬러필터하우징의 두께에 따른 갭을 갖고 이웃하는 이미지 센서.
- ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 컬러필터들의 중심부의 상부 표면은 평탄한 이미지 센서.
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