KR102209097B1 - 이미지 센서 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 센서 및 이의 제조 방법을 제공한다. 이 이미지 센서에서는 광전변환부의 측면과 바닥면에 인접하도록 고정 전하막이 배치된다.

Description

이미지 센서 및 이의 제조 방법{Image sensor and method of fabricating the same}
본 발명은 이미지 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
이미지 센서는 광학 영상(Optical image)을 전기신호로 변환하는 반도체 소자이다. 상기 이미지 센서는 CCD(Charge coupled device) 형 및 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 형으로 분류될 수 있다. 상기 CMOS 형 이미지 센서는 CIS(CMOS image sensor)라고 약칭된다. 상기 CIS는 2차원적으로 배열된 복수개의 화소들을 구비한다. 상기 화소들의 각각은 포토 다이오드(photodiode, PD)를 포함한다. 상기 포토다이오드는 입사되는 광을 전기 신호로 변환해주는 역할을 한다.
반도체 소자가 고집적화됨에 따라 이미지 센서도 고집적화고 있다. 고집적화에 의하여 화소들 각각의 크기가 작아져, 화소간의 크로스 토크(cross talk) 발생 위험도 커질 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 암전류 특성을 개선할 수 있는 이미지 센서 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이미지 센서는, 제 1 면과, 상기 제 1 면에 대항되며 빛이 입사되는 제 2 면, 및 복수의 단위 화소 영역들을 포함하는 기판; 상기 제 2 면으로부터 상기 제 1 면쪽으로 상기 기판 내에 형성되며 각 단위 화소 영역들을 분리하는 깊은 트렌치; 상기 단위 화소 영역들의 각각에서 상기 기판 내에 형성된 광전변환부; 상기 광전 변환부 상에서 상기 광전 변환부와 이격되도록 배치되는 게이트 전극; 및 상기 제 2 면과 상기 깊은 트렌치의 측벽의 적어도 일부를 덮는 고정전하막(Fixed charge layer)을 포함한다.
상기 고정전하막은 음의 고정전하를 가질 수 있다.
상기 고정전하막은 화학양론비 보다 부족한 양의 산소를 포함하는 금속산화물로 이루어질 수 있다. 상기 고정전하막은 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 란타노이드를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 산화물(metal oxide)로 이루어질 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 이미지 센서는 상기 제 1 면에 배치되어 각 화소 영역에서 활성 영역을 정의하는 얕은 소자분리막을 더 포함할 수 있으며, 상기 고정 전하막은 얕은 소자분리막과 접할 수 있다.
상기 고정 전하막의 바닥면은 상기 얕은 소자분리막의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나와 이격될 수 있다.
상기 고정 전하막의 하부면과 하부 측벽은 상기 얕은 소자분리막과 접할 수 있다.
상기 고정 전하막은 상기 얕은 소자분리막 안으로 연장될 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 깊은 트렌치 안에서 상기 고정 전하막과 접하며 상기 제 2 면으로 연장되는 매립 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 깊은 트렌치 안에 배치되는 에어 갭 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 깊은 트렌치 안에 배치되는 폴리실리콘 패턴을 더 포함할 수 있으며, 상기 고정 전하막은 상기 폴리실리콘 패턴과 접할 수 있다.
다른 예에 있어서, 상기 이미지 센서는, 상기 제 1 면에 인접하도록 배치되어 각각의 단위 화소 영역의 활성 영역을 정의하는 채널 스탑 영역; 및 상기 제 1 면을 덮는 층간절연막을 더 포함할 수 있으며, 상기 고정전하막은 상기 층간절연막과 접할 수 있다.
또 다른 예에 있어서, 상기 이미지 센서는, 상기 제 1 면에 인접하도록 배치되어 각각의 단위 화소 영역의 활성 영역을 정의하는 채널 스탑 영역; 상기 제 1 면을 덮는 층간절연막; 및 상기 제 1 면과 상기 층간절연막 사이에 개재된 식각 방지막을 더 포함할 수 잇으며, 상기 고정전하막은 상기 식각 방지막과 접할 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 이미지 센서는, 상기 깊은 트렌치의 하부에 배치되는 폴리실리콘 패턴; 및 상기 폴리실리콘 패턴과 상기 깊은 트렌치의 하부 측벽 사이의 공간을 채우는 절연 라이너 패턴을 더 포함할 수 있으며, 상기 고정 전하막은 상기 폴리실리콘 패턴과 상기 절연 라이너 패턴의 상부면들과 접할 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 이미지 센서는, 상기 제 1 면에 배치되어 각 화소 영역에서 활성 영역을 정의하는 얕은 소자분리막을 더 포함할 수 있으며, 상기 깊은 트렌치의 바닥면은 상기 얕은 소자분리막 내에 형성되며, 상기 깊은 트렌치의 바닥면은 굴곡질 수 있다.
상기 고정전하막은 상기 깊은 트렌치의 측벽과 상기 바닥면을 콘포말하게 덮을 수 있으며, 상기 이미지 센서는, 상기 깊은 트렌치를 채우는 매립 절연막을 더 포함할 수 있으며, 상기 매립 절연막은 상기 깊은 트렌치 안에서 역 'Y'자 형태를 가질 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 제 1 면과, 상기 제 1 면에 대항되며 빛이 입사되는 제 2 면, 및 복수의 화소 영역들을 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판에 예비 깊은 소자분리막을 형성하여 단위 화소 영역들을 정의하는 단계; 상기 단위 화소 영역들의 각각의 상기 기판 내에 광전 변환부를 형성하는 단계; 상기 제 1 면 상에 트랜지스터들과 배선층을 형성하는 단계; 상기 제 2 면에서 상기 예비 깊은 소자분리막을 노출시키는 단계; 상기 예비 깊은 소자분리막의 적어도 일부를 제거하여 깊은 트렌치를 형성하는 단계; 및 상기 깊은 트렌치의 측면과 상기 제 2 면을 콘포말하게 덮는 고정 전하막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 고정 전하막을 형성한 후에, 상기 제 2 면 상에 매립 절연막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 고정 전하막을 형성한 후에, 상기 깊은 트렌치 안에 에어 갭 영역을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 매립 절연막은 상기 깊은 트렌치 안으로 연장되어 상기 깊은 트렌치를 채울 수 있다.
상기 매립 절연막을 형성하는 단계의 공정 온도는 상기 고정 전하막을 형성하는 단계의 공정 온도와 같거나 보다 낮을 수 있다.
상기 예비 깊은 소자분리막은 폴리실리콘 패턴과 이의 측벽을 덮는 절연 라이너 패턴을 포함할 수 있으며, 상기 예비 깊은 소자분리막을 적어도 일부 제거하는 단계는 상기 절연 라이너 패턴을 제거하되 상기 폴리실리콘 패턴을 남기는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이미지 센서에서, 광전변환부의 측면과 바닥면에 인접하도록 고정 전하막이 배치될 수 있다. 상기 고정 전하막은 음의 고정전하를 띠게 되어 주변에 정공의 축적(hole accumulation)이 발생할 수 있다. 이로써 암전류의 발생 및 화이트 스팟(white spot)을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따른 이미지 센서에서, 깊은 소자분리막 내에 폴리실리콘 패턴이 배치되고, 상기 폴리실리콘 패턴은 기판을 이루는 실리콘과 거의 같은 열팽창률을 가지므로, 물질들의 열 팽창률 차이에 의해 발생되는 물리적 스트레스를 줄일 수 있다.
본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서에서, 깊은 소자분리막 내에 에어 갭 영역이 존재하므로 크로스 토크를 개선할 수 있다.
본 발명의 이미지 센서는 단위 화소 영역들 사이에 깊은 소자분리막이 배치되어 이들을 격리시키므로 크로스 토크를 더욱 개선할 수 있다. 이로써 이미지의 색상 재현성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이미지 센서의 제조 방법에서, 예비 소자분리막을 희생막처럼 이용하여 깊은 트렌치를 형성하므로 오정렬이 발생할 위험이 없다. 이로써 공정 수율을 증대시켜 제조 비용을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 이미지 센서의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 이미지 센서의 레이아웃이다. 도 3은 도 2를 A-A' 선으로 자른 단면도들이다.
도 4 내지 14는 도 3의 이미지 센서를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.
도 15는 본 발명의 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도를 나타낸다.
도 16 및 도 17은 도 15의 이미지 센서를 제조하는 과정을 나타내는 단면도들이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 19 내지 도 21은 도 18의 이미지 센서를 제조하는 과정을 나타내는 단면도들이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 23은 도 22의 이미지 센서를 제조하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자장치를 도시한 블록도이다.
도 31 내지 도 35는 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 촬영 장치가 적용된 멀티미디어 장치의 예들을 보여준다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 이미지 센서의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 상기 이미지 센서의 단위 화소들 각각은 광전변환 영역(PD), 트랜스퍼 트랜지스터(Tx), 소스 팔로워 트랜지스터(Sx), 리셋 트랜지스터(Rx), 및 선택 트랜지스터(Ax)를 포함할 수 있다. 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx), 소스 팔로워 트랜지스터(Sx), 리셋 트랜지스터(Rx), 및 선택 트랜지스터(Ax)는 각각 트랜스퍼 게이트(TG), 소스 팔로워 게이트(SF), 리셋 게이트(RG) 및 선택 게이트(SEL)을 포함한다. 상기 광전변환 영역(PD)에, 광전변환부가 제공된다. 상기 광전변환부는 N형 불순물 영역과 P형 불순물 영역을 포함하는 포토다이오드일 수 있다. 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 드레인은 부유확산 영역(FD)으로 이해될 수 있다. 상기 부유확산 영역(FD)은 상기 리셋 트랜지스터(Rx, reset transistor)의 소오스일 수 있다. 상기 부유확산 영역(FD)은 상기 소스 팔로워 트랜지스터(Sx, source follower transistor)의 소스 팔로워 게이트(SF)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 소스 팔로워 트랜지스터(Sx)는 상기 선택 트랜지스터(Ax, selection transistor)에 연결된다. 상기 리셋 트랜지스터(Rx), 상기 소스 팔로워 트랜지스터(Sx) 및 상기 선택 트랜지스터(Ax)는 이웃하는 화소들에 의해 서로 공유될 수 있으며, 이에 의해 집적도가 향상될 수 있다.
상기 이미지 센서의 동작을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 빛이 차단된 상태에서 상기 리셋 트랜지스터(Rx)의 드레인과 상기 소스 팔로워 트랜지스터(Sx)의 드레인에 전원전압(VDD)을 인가하여 상기 부유확산 영역(FD)에 잔류하는 전하들을 방출시킨다. 그 후, 상기 리셋 트랜지스터(Rx)를 오프(OFF)시키고, 외부로부터의 빛을 상기 광전변환 영역(PD)에 입사시키면, 상기 광전변환 영역(PD)에서 전자-정공 쌍이 생성된다. 정공은 상기 P형 불순물 주입 영역쪽으로, 전자는 상기 N형 불순물 주입 영역으로 이동하여 축적된다. 상기 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)를 온(ON) 시키면, 이러한 전하는 상기 부유확산 영역(FD)으로 전달되어 축적된다. 축적된 전하량에 비례하여 상기 소스 팔로워 트랜지스터(Sx)의 게이트 바이어스가 변하여, 상기 소스 팔로워 트랜지스터(Sx)의 소오스 전위의 변화를 초래하게 된다. 이때 상기 선택 트랜지스터(Ax)를 온(ON) 시키면, 칼럼 라인으로 전하에 의한 신호가 읽히게 된다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 이미지 센서의 레이아웃이다. 도 3은 도 2를 A-A' 선으로 자른 단면도들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 단위 화소 영역들(UP)을 포함하는 기판(3)이 제공된다. 상기 기판(3)은 실리콘 웨이퍼이거나 SOI(Silicon on insulator) 기판 또는 반도체 에피택시얼층일 수 있다. 상기 기판(3)은 서로 대향되는 전면(3a)과 후면(3b)을 포함한다. 상기 후면(3b)을 통해 빛이 입사될 수 있다. 상기 전면(3a)에 회로들이 배치될 수 있다. 상기 단위 화소 영역들(UP)은 후면 깊은 트렌치(52)에 의해 서로 분리된다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)는 상기 후면(3b)으로부터 상기 전면(3a)에 인접하도록 형성할 수 있다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)는 평면적으로 그물망 형태로 형성될 수 있다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)에 의해 분리된 각각의 단위 화소 영역(UP)의 상기 기판(3)에는 광전변환부(PD)가 배치될 수 있다. 상기 광전변환부(PD)는 상기 후면(3b)에 인접하도록 배치될 수 있다. 상기 광전변환부(PD) 아래에 상기 전면(3a)에 인접하도록 웰 영역(PW)이 배치된다. 상기 웰 영역(PW)은 상기 광전 변환부(PD)과 반대되는 도전형의 불순물이 도핑될 수 있다. 예를 들면 상기 광전변환부(PD)에는 N형의 불순물이 도핑될 수 있다. 상기 웰 영역(PW)에는 P형의 불순물이 도핑될 수 있다.
계속해서, 상기 전면(3a)에는 얕은 소자분리막(13)이 배치되어 각각의 단위 화소 영역(UP)에서 활성 영역을 정의한다. 상기 전면(3a)에서 상기 얕은 소자분리막(13)이 배치되지 않은 활성 영역에 트랜스퍼 게이트(TG)와 부유 확산 영역(FD)이 배치될 수 있다. 상기 트랜스퍼 게이트(TG)는 상기 기판(3) 내로 일부 연장된 부분을 포함하는 수직 트랜스퍼 게이트 형태를 가질 수 있다. 이와는 달리, 상기 트랜스퍼 게이트(TG)는 상기 기판(3)의 상기 전면(3a) 상에만 배치되는 플랫형(flat-type) 트랜스퍼 게이트의 형태를 가질 수도 있다. 상기 트랜스퍼 게이트(TG)와 이격되는 위치에 트랜지스터(15)가 배치될 수 있다. 상기 트랜지스터(15)는 도 1의 소스 팔로워 트랜지스터(Sx), 리셋 트랜지스터(Rx), 및 선택 트랜지스터(Ax) 중 적어도 하나에 해당될 수 있다. 상기 전면(3a) 상에는 다층의 층간절연막(17)과 배선들(19)이 배치될 수 있다. 상기 층간절연막(17)은 제 1 패시베이션막(21)으로 덮인다.
계속해서, 상기 후면 깊은 트렌치(52)의 바닥면(52x)은 상기 얕은 소자분리막(13)의 상부면(13u)과 하부면(13b) 모두와 이격될 수 있다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)의 측벽과 바닥면(52x)은 고정 전하막(23)으로 콘포말하게 덮일 수 있다. 즉, 상기 고정전하막(23)은 상기 제 2 면(3b)으로부터 상기 기판(3)을 관통하여 상기 얕은 소자분리막(13) 안으로 연장될 수 있다. 상기 고정 전하막(23)의 하부면과 하부 측면은 상기 얕은 소자분리막(13)과 접할 수 있다. 상기 고정 전하막(23)은 연장되어 상기 후면(3b)을 덮는다. 상기 고정 전하막(23)은 화학양론비 보다 부족한 양의 산소를 포함하는 금속산화막으로 이루어질 수 있다. 이로써 상기 고정 전하막(23)은 음의 고정전하를 가질 수 있다. 상기 고정 전하막(23)은 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 란타노이드를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 산화물(metal oxide)로 이루어질 수 있다.
상기 고정 전하막(23)은 상기 광전 변환부(PD)를 감싸도록 배치된다. 상기 고정 전하막(23)은 음의 고정전하를 띠게 되어 상기 고정 전하막(23)과 접하는 상기 기판(3)의 표면 주변에 정공의 축적(hole accumulation)이 발생할 수 있다. 이로써 어두운 상태에서 발생된 전자(즉, 암전류)가 상기 정공들 쪽으로 이동하여 정공들과 결합함으로써 암전류의 발생이 감소될 수 있다. 이로써 화이트 스팟(white spot)을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
상기 후면 깊은 트렌치(52)의 측벽에 인접한 상기 기판(3)에는 불순물 주입 영역(5)이 배치될 수 있다. 상기 불순물 주입 영역(5)은 상기 광전 변환부(PD)와 반대되는 도전형의 불순물이 도핑될 수 있다. 상기 불순물 주입 영역(5)은 상기 웰 영역(PW)에 도핑된 불순물과 같은 도전형의 불순물이 도핑되되 보다 높은 농도로 도핑될 수 있다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)은 매립 절연막(25)으로 채워질 수 있다. 상기 매립 절연막(25)은 연장되어 상기 후면(3b)을 덮을 수 있다. 상기 매립 절연막(25)은 실리콘 산화막 계열의 물질로 형성될 수 있다. 상기 후면 깊은 트렌치(52) 안에 배치되는 상기 고정 전하막(23)과 상기 매립 절연막(25)은 깊은 소자분리막(11)을 구성하며 상기 단위 화소 영역들(UP)들을 분리한다. 상기 깊은 소자분리막(11)의 깊이는, 광 감도 향상을 위하여, 예를 들면 바람직하게는 2㎛ 이상, 매우 바람직하게는 3㎛ 이상일 수 있다.
상기 후면(3b)을 덮는 상기 매립 절연막(25)은 제 2 패시베이션막(27)으로 덮일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 패시베이션막들(21, 27)은 실리콘 질화막 및 폴리이미드 중 적어도 하나의 막으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 패시베이션막(27) 상에는 각각의 단위 화소 영역(UP)에 대응되도록 칼라필터(29)와 마이크로렌즈(31)가 차례로 적층될 수 있다. 상기 칼라 필터(29)는 매트릭스 형태로 배열된 컬러 필터 어레이에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 컬러 필터 어레이는 레드 필터, 그린 필터 및 블루 필터를 포함하는 베이어 패턴(Bayer pattern)을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 컬러 필터 어레이는 옐로우 필터, 마젠타 필터 및 시안 필터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컬러 필터 어레이는 화이트 필터를 추가적으로 구비할 수 있다.
도 4 내지 14는 도 3의 이미지 센서를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 복수개의 단위 화소 영역들(UP)을 포함하는 기판(3)을 준비한다. 상기 기판(3)은 서로 대향되는 전면(3a)과 후면(3b)을 포함한다. 상기 기판(3)은 반도체 웨이퍼이거나 반도체 에피택시얼층일 수 있다.
도 5를 참조하면, 복수의 이온 주입 공정을 진행하여 각각의 단위 화소 영역(UP)에서 상기 기판(3) 내에 광전 변환부(PD)와 웰 영역(PW)을 형성한다. 예를 들면 상기 광전 변환부(PD)는 N형의 불순물로 도핑될 수 있다. 상기 웰 영역(PW)은 P형의 불순물로 도핑될 수 있다. 각각의 단위 화소 영역(UP)을 덮는 제 1 마스크 패턴(M1)을 상기 기판(3) 상에 형성한다. 그리고 상기 제 1 마스크 패턴(M1)을 식각 마스크로 이용하여 상기 기판(3)을 패터닝하여 전면 깊은 트렌치(51)을 형성한다. 상기 전면 깊은 트렌치(51)는 단위 화소 영역들(UP) 간의 경계에 형성되어 상기 단위 화소 영역들(UP)을 서로 분리시킨다. 상기 전면 깊은 트렌치(51)의 바닥면(52x)은 상기 기판(3)의 상기 후면(3b)으로부터 이격된다.
도 6을 참조하면, 예를 들면 이온주입 공정과 플라즈마 보조 도핑(plasma-assisted doping) 공정 중 적어도 하나를 진행하여 상기 전면 깊은 트렌치(51)의 측벽과 바닥에 인접한 상기 기판(3)에 불순물 주입 영역(5)을 형성한다. 상기 불순물 주입 영역(5)은 예를 들면 P형의 불순물로 도핑될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제 1 마스크 패턴(M1)을 제거한다. 상기 기판(3)의 전면(3a) 상에 절연 라이너와 폴리실리콘막을 콘포말하게 형성하여 상기 전면 깊은 트렌치(51)를 채운 후에 평탄화 식각 공정을 진행하여 상기 전면 깊은 트렌치(51) 안에 절연 라이너 패턴(7)과 폴리실리콘 패턴(9)을 형성할 수 있다. 상기 절연 라이너 패턴(7)은 실리콘 산화막 계열의 물질로 형성될 수 있다. 상기 절연 라이너 패턴(7)과 상기 폴리실리콘 패턴(9)은 예비 깊은 소자분리막(10)을 구성할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 기판(3)의 전면(3a) 부분을 패터닝해서 얕은 트렌치들을 형성하고 이를 얕은 소자분리막(13)으로 채워 활성 영역들을 정의한다. 상기 얕은 소자분리막(13)은 실리콘 산화막 계열의 물질로 형성될 수 있다. 상기 얕은 소자분리막(13)은 상기 전면 깊은 트렌치(51)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 전면(3a)에 트랜스퍼 게이트(TG), 부유 확산 영역(FD) 및 트랜지스터(15) 등을 형성한다.
도 9를 참조하면, 상기 전면(3a) 상에 배선들(19)과 층간절연막(17) 및 제 1 패시베이션막(21)을 형성한다.
도 10을 참조하면, 상기 기판(3)을 뒤집어서 상기 후면(3b)이 위로 향하게 한다. 평탄화 식각 공정을 진행하여 상기 기판(3)의 일부분을 제거하여 상기 폴리실리콘 패턴(9)의 하부면과 상기 절연 라이너 패턴(7)이 노출되도록 한다.
도 11을 참조하면, 상기 기판(3)의 후면(3b) 상에 제 2 마스크 패턴(M2)을 형성한다. 상기 제 2 마스크 패턴(M2)은 상기 기판(3)을 덮되 상기 폴리실리콘 패턴(9)과 상기 절연 라이너 패턴(7)을 노출시키도록 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 제 2 마스크 패턴(M2)에 의해 노출된 상기 폴리실리콘 패턴(9)을 선택적으로 제거한다. 상기 폴리실리콘 패턴(9)을 제거하는 공정은 등방성 식각 공정으로 진행될 수 있다. 이로써 상기 절연 라이너 패턴(7)의 측면과 상기 얕은 소자분리막(13)의 상부면(13u)이 노출될 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 절연 라이너 패턴(7)을 선택적으로 제거하여 후면 깊은 트렌치(52)를 형성한다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)는 상기 전면 깊은 트렌치(51)과 겹치되, 상기 후면(3b)으로부터 상기 전면(3a) 쪽으로 형성된다. 상기 절연 라이너 패턴(7)은 등방성 식각 공정으로 제거될 수 있다. 상기 절연 라이너 패턴(7)을 제거할 때, 같은 계열의 물질로 형성된 상기 얕은 소자분리막(13)의 일부도 제거될 수 있다. 이로써 상기 후면 깊은 트렌치(52)의 바닥면(52x)은 상기 얕은 소자분리막(13)의 상부면(13u) 및 하부면(13b)과 동시에 이격될 수 있다. 본 방법에서는 후면 깊은 트렌치(52)를 형성하므로 후면 깊은 트렌치(52)의 형성 위치에 오정렬이 발생할 위험이 없다. 이로써 공정 수율을 증대시켜 제조 비용을 낮출 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 기판(3)의 후면(3b) 상에 고정 전하막(23)을 콘포말하게 증착한다. 상기 고정 전하막(23)은 화학기상증착 방법 또는 원자박막증착 방법으로 형성될 수 있다. 상기 고정 전하막(23)은 화학양론비 보다 부족한 양의 산소를 포함하는 금속산화막으로 이루어질 수 있다. 상기 고정 전하막(23)은 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 이트륨(Y), 텅스텐(W) 및 란타노이드를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 산화물(metal oxide)로 이루어질 수 있다. 상기 고정 전하막(23)을 형성한 후에 진행되는 후속공정은 바람직하게는 상기 고정 전하막(23)을 형성하는 공정 온도와 같거나 보다 낮다. 예를 들면 상기 고정 전하막(23)을 형성한 후에 진행되는 후속공정은 바람직하게는 약 200℃ 이하의 온도에서 진행된다. 이로써 상기 고정 전하막(23) 내에 산소의 함량이 화학양론비보다 부족한 상태를 유지할 수 있으며 이로써 상기 고정전하막(23)이 음의 고정 전하를 띠게 될 수 있다.
계속해서 상기 기판(3)의 후면(3b) 상에 매립 절연막(25)을 형성하여 상기 후면 깊은 트렌치(52)을 채운다. 상기 매립 절연막(25) 상에 제 2 패시베이션막(27)을 형성한다. 다시 도 3을 참조하여, 각각의 단위 화소 영역(UP) 상에 칼라필터(29)와 마이크로 렌즈(31)를 차례로 형성한다.
본 예의 이미지 센서의 제조 방법에서 공정 순서는 바뀔 수 있다. 또한 본 에에서 상기 예비 소자분리막(10)이 폴리실리콘 패턴(9)과 절연 라이너 패턴(7)으로 구성되나 하나의 희생막으로 구성될 수도 있다. 본 방법에서는 예비 소자분리막(10)을 희생막처럼 이용하여 후면 깊은 트렌치(52)를 형성하므로 후면 깊은 트렌치(52)의 형성 위치에 오정렬이 발생할 위험이 없다. 이로써 공정 수율을 증대시켜 제조 비용을 낮출 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 본 예에 따른 이미지 센서에서는 깊은 트렌치(51, 52)의 일부는 잔여 폴리실리콘 패턴(9a)과 잔여 절연 라이너 패턴(7a)로 채워지고 이 위에 고정 전하막(23)과 매립 절연막(25)이 배치된다. 즉, 상기 깊은 트렌치(51, 52) 안에 배치되는 잔여 폴리실리콘 패턴(9a), 잔여 절연 라이너 패턴(7a), 고정 전하막(23) 및 상기 매립 절연막(25)은 깊은 소자분리막(11a)을 구성할 수 있다. 그 외의 구성은 도 3과 동일/유사할 수 있다.
본 구조의 이미지 센서에서는 고정 전하막(23)이 광전 변환부(PD)의 상부면과 측면의 일부를 감싸므로 암전류의 발생이 감소될 수 있다. 이로써 화이트 스팟(white spot)을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 잔여 폴리실리콘 패턴(9a)은 상기 기판(3)을 이루는 실리콘과 거의 같은 열팽창률을 가지므로, 상기 이미지 센서를 구성하는 물질들의 열 팽창률 차이에 의해 발생되는 물리적 스트레스를 다소 줄일 수 있다.
도 16 및 도 17은 도 15의 이미지 센서를 제조하는 과정을 나타내는 단면도들이다.
도 16을 참조하면, 도 11의 단계와 같이 상기 폴리실리콘 패턴(9)과 상기 절연 라이너 패턴(7)을 노출시키는 제 2 마스크 패턴(M2)을 형성한 후에, 상기 폴리실리콘 패턴(9)의 일부만 제거하고 잔여 폴리실리콘 패턴(9a)을 남긴다.
도 17을 참조하면, 상기 제 2 마스크 패턴(M2)을 제거한다. 그리고 상기 절연 라이너 패턴(7)을 일부 제거하고 잔여 절연 라이너 패턴(7a)을 남긴다. 이로써, 후면 깊은 트렌치(52)가 형성된다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)은 전면 깊은 트렌치(51)과 겹치도록 형성된다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)의 바닥(52x)에서 상기 잔여 폴리실리콘 패턴(9a)과 상기 잔여 절연 라이너 패턴(7a)가 노출된다.
후속으로 도 15를 참조하여 상기 기판(3)의 상기 후면(3b) 상에 고정 전하막(23)을 콘포말하게 형성한다. 후속으로 도 14를 참조하여 설명한 방법과 동일/유사한 공정을 진행할 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 18을 참조하면, 기판(3)의 전면(3a)에 도 3의 얕은 소자분리막(13) 대신에 채널 스탑 영역(14)이 배치될 수 있다. 상기 채널 스탑 영역(14)은 광전변환부(PD) 및 부유 확산 영역(FD)와 반대되는 도전형의 불순물이 도핑될 수 있다. 상기 채널 스탑 영역(14)은 웰 영역(PW)과 같은 도전형의 불순물이 도핑되되 보다 높은 불순물 농도를 가질 수 있다. 상기 고정 전하막(23)의 하부면은 상기 전면(3a) 보다 돌출될 수 있다. 그 외의 구성은 도 3과 동일/유사할 수 있다.
도 19 내지 도 21은 도 18의 이미지 센서를 제조하는 과정을 나타내는 단면도들이다.
도 19를 참조하면, 도 7의 상태에서 기판(3)의 전면(3a)에 채널 스탑 영역들(14)을 형성하여 활성 영역들을 정의한다. 상기 채널 스탑 영역들(14)은 이온주입 공정으로 형성될 수 있다. 상기 전면(3a)에 트랜스퍼 게이트(TG), 부유 확산 영역(FD) 및 트랜지스터(15)를 형성한다.
도 20을 참조하면, 상기 전면(3a) 상에 배선들(19), 층간절연막(17) 및 제 1 패시베이션막(21)을 형성한다. 상기 기판(3)을 뒤집어 상기 후면(3b)이 위를 향하도록 한다. 상기 기판(3)의 일부분을 제거하여 폴리실리콘 패턴(9)과 절연 라이너(7)을 노출시킨다. 상기 후면(3b) 상에 제 2 마스크 패턴(M2)을 형성한다. 상기 제 2 마스크 패턴(M2)으로 덮이지 않고 노출된 상기 폴리실리콘 패턴(9)을 선택적으로 제거한다. 이때 상기 층간절연막(17)이 노출될 수 있다.
도 21을 참조하며, 상기 제 2 마스크 패턴(M2)을 제거한다. 상기 절연 라이너 패턴(7)을 선택적으로 제거한다. 상기 층간절연막(17)이 같은 실리콘 산화막 계열의 물질로 형성되므로, 상기 절연 라이너 패턴(7)을 제거할 때 상기 층간절연막(17)도 일부 같이 제거될 수 있다. 이로써 후면 깊은 트렌치(52a)의 바닥면(52x)은 상기 전면(3a) 보다 낮아질 수 있다.
다시 도 18을 참조하여, 고정전하막(23)과 매립 절연막(25)을 형성한다. 후속 공정은 도 14를 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
도 22는 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 22를 참조하면, 본 예에 따른 이미지 센서에서는 기판(3)의 전면(3a)에 식각방지막(16)이 배치될 수 있다. 고정 전하막(23)의 하부면은 상기 식각 방지막(16)과 접할 수 있으며 상기 전면(3a)과 같은 높이에 위치할 수 있다. 그외의 구성은 도 18과 동일/유사할 수 있다.
도 23은 도 22의 이미지 센서를 제조하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 23을 참조하면, 기판(3)의 전면(3a)에 식각 방지막(16)을 형성한다. 상기 식각 방지막(16)은 절연 라이너 패턴(7)과 식각 선택비를 가지는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 식각 방지막(16)은 실리콘 질화막으로 형성될 수 있다. 도 20과 같이 폴리실리콘 패턴(9)을 선택적으로 제거할 때, 층간절연막(17)이 아닌 상기 식각 저지막(16)이 노출된다. 상기 식각 방지막(16)은 상기 절연 라이너 패턴(7)을 제거할 때 상기 층간절연막(17)이 식각되는 것을 방지할 수 있다. 그외의 제조 방법은 도 19 내지 도 21을 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
도 24는 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 24를 참조하면, 본 예에 따른 이미지 센서에는 도 3의 불순물 주입 영역(5)을 포함하지 않는다. 그 외의 구성은 도 3에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
도 25는 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 25를 참조하면, 본 예에 따른 이미지 센서에서는 도 3의 상태에서 후면 깊은 트렌치(52) 안에 에어 갭 영역(AG)이 배치된다. 이로써 고정 전하막(23), 매립 절연막(25) 및 상기 에어 갭 영역(AG)이 깊은 소자분리막(11d)을 구성한다.
도 25의 이미지 센서는 매립 절연막(25)을 스텝 커버리지 특성이 낮은 증착 공정으로 형성함으로써 구현될 수 있다. 이로써 상기 매립 절연막(25)이 상기 후면 깊은 트렌치(52)의 좁은 빈공간 안을 채우지 못하고 에어 갭 영역(AG)이 형성될 수 있다. 그 외의 제조 공정은 도 3 내지 도 14를 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
도 26은 본 발명의 또 다른 예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 26을 참조하면, 본 예에 따른 이미지 센서에서는 후면 깊은 트렌치(52)의 바닥면(52x)이 두개의 리세스된 영역이 합쳐진 형상으로 굴곡질 수 있다. 고정 전하막(23)은 상기 굴곡진 바닥면(52x)을 콘포말하게 덮을 수 있다. 이로써 매립 절연막(25)의 하부 구조가 역 Y자 형태일 수 있다. 상기 후면 깊은 트렌치(52)의 굴곡진 바닥면(52x)은 도 13의 단계에서 공정 조건을 다르게 함으로써 형성될 수 있다. 그 외의 제조 공정은 도 3 내지 도 14를 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자장치를 도시한 블록도이다. 상기 전자장치는 디지털 카메라 또는 모바일 장치일 수 있다. 도 27을 참조하면, 디지털 카메라 시스템은 이미지 센서(100), 프로세서(200), 메모리(300), 디스플레이(400) 및 버스(500)를 포함한다. 도 27에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(100)는 프로세서(200)의 제어에 응답하여 외부의 영상 정보를 캡쳐(Capture)한다. 프로세서(200)는 캡쳐된 영상정보를 버스(500)를 통하여 메모리(300)에 저장한다. 프로세서(200)는 메모리(300)에 저장된 영상정보를 디스플레이(400)로 출력한다.
도 28 내지 도 32는 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 촬영 장치가 적용된 멀티미디어 장치의 예들을 보여준다. 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 센서는 이미지 촬영 기능을 구비한 다양한 멀티미디어 장치들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 센서는, 도 28에 도시된 바와 같이 모바일 폰 또는 스마트 폰(2000)에 적용될 수 있고, 도 29에 도시된 바와 같이 태블릿 또는 스마트 태블릿(3000)에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 촬영 장치(300, 또는 400)는 도 30에 도시된 바와 같이 노트북 컴퓨터(4000)에 적용될 수 있고, 도 31에 도시된 바와 같이 텔레비전 또는 스마트 텔레비전(5000)에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시 예들에 따른 이미지 센서는 도 32에 도시된 바와 같이 디지털 카메라 또는 디지털 캠코더(6000)에 적용될 수 있다.
상술한 설명들은 본 발명의 개념을 예시하는 것들이다. 또한, 상술한 내용은 본 발명의 개념을 당업자가 쉽게 이해할 수 있도록 구현한 예들을 나타내고 설명하는 것일 뿐이며, 본 발명은 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용될 수 있다. 즉, 본 발명은 본 명세서에 개시된 발명의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 및 수정 등이 가능할 수 있다. 또한, 상술한 실시예들은 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능할 수 있다. 따라서, 상술한 발명의 상세한 설명은 개시된 실시예들은 본 발명을 제한하지 않으며, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함한다.
11,11a~11e: 깊은 소자 분리막
13: 얕은 소자 분리막
14: 채널 스탑 영역
AG: 에어 갭 영역
PD: 광전변환부
PW: 웰 영역
FD: 부유 확산 영역
TG: 트랜스퍼 게이트
RG: 리셋 게이트
SF: 소스 팔로워 게이트
SEL: 선택 게이트
UP: 단위 화소 영역
3: 기판
3a: 전면
3b: 후면
5: 불순물 주입 영역
7, 7a: 절연 라이너 패턴
9, 9a: 폴리실리콘 패턴
17: 층간절연막
19: 배선
21, 27: 패시베이션막
23: 고정 전하막
25: 매립 절연막
29: 컬러필터
31: 마이크로 렌즈
51, 52, 52a~52c: 깊은 트렌치

Claims (20)

  1. 제 1 면과, 상기 제 1 면에 대항되며 빛이 입사되는 제 2 면, 및 복수의 단위 화소 영역들을 포함하는 기판;
    상기 제 2 면으로부터 상기 제 1 면쪽으로 연장하고 상기 기판 내에 형성되며 각 단위 화소 영역들을 분리하는 깊은 트렌치;
    상기 깊은 트렌치의 측벽에 인접한 상기 기판에 배치되는 불순물 주입 영역;
    상기 단위 화소 영역들의 각각에서 상기 기판 내에 형성된 광전변환부;
    상기 광전 변환부 상에서 상기 광전 변환부와 이격되도록 배치되는 게이트 전극; 및
    상기 깊은 트렌치의 측벽의 적어도 일부와 상기 제 2 면을 덮는 고정전하막(Fixed charge layer)을 포함하는 이미지 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정전하막은 음의 고정전하를 가지는 이미지 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정전하막은 화학양론비 보다 부족한 양의 산소를 포함하는 금속산화물을 포함하는 이미지 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정전하막은 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 이트륨(Y) 및 란타노이드를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 산화물(metal oxide)로 이루어지는 이미지 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 면에 배치되어 각 화소 영역에서 활성 영역을 정의하는 얕은 소자분리막을 더 포함하며,
    상기 고정 전하막은 상기 얕은 소자분리막과 접하는 이미지 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정 전하막의 하부면은 상기 얕은 소자분리막의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나와 이격되는 이미지 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정 전하막의 하부면과 하부 측벽은 상기 얕은 소자분리막과 접하는 이미지 센서.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정 전하막은 상기 얕은 소자분리막 안으로 연장되는 이미지 센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 깊은 트렌치 안에서 상기 고정 전하막과 접하며 상기 제 2 면으로 연장되는 매립 절연막을 더 포함하는 이미지 센서.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 깊은 트렌치 안에 배치되는 에어 갭 영역을 더 포함하는 이미지 센서.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 깊은 트렌치 안에 배치되는 폴리실리콘 패턴을 더 포함하며, 상기 고정 전하막은 상기 폴리실리콘 패턴과 접하는 이미지 센서.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 면에 인접하도록 배치되어 각각의 단위 화소 영역의 활성 영역을 정의하는 채널 스탑 영역; 및
    상기 제 1 면을 덮는 층간절연막을 더 포함하되,
    상기 고정전하막은 상기 층간절연막과 접하는 이미지 센서.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 면에 인접하도록 배치되어 각각의 단위 화소 영역의 활성 영역을 정의하는 채널 스탑 영역;
    상기 제 1 면을 덮는 층간절연막; 및
    상기 제 1 면과 상기 층간절연막 사이에 개재된 식각 방지막을 더 포함하되,
    상기 고정전하막은 상기 식각 방지막과 접하는 이미지 센서.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 깊은 트렌치의 하부에 배치되는 폴리실리콘 패턴; 및
    상기 폴리실리콘 패턴과 상기 깊은 트렌치의 하부 측벽 사이의 공간을 채우는 절연 라이너 패턴을 더 포함하되,
    상기 고정 전하막은 상기 폴리실리콘 패턴과 상기 절연 라이너 패턴의 상부면들과 접하는 이미지 센서.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 면에 배치되어 각 화소 영역에서 활성 영역을 정의하는 얕은 소자분리막을 더 포함하며,
    상기 깊은 트렌치의 바닥면은 상기 얕은 소자분리막 내에 형성되며,
    상기 깊은 트렌치의 바닥면은 굴곡진 이미지 센서.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 고정전하막은 상기 깊은 트렌치의 측벽과 상기 바닥면을 콘포말하게 덮으며,
    상기 깊은 트렌치를 채우는 매립 절연막을 더 포함하되,
    상기 매립 절연막은 상기 깊은 트렌치 안에서 역 'Y'자 형태를 가지는 이미지 센서.
  18. 제 1 면과, 상기 제 1 면에 대항되며 빛이 입사되는 제 2 면, 및 복수의 화소 영역들을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
    상기 단위 화소 영역들의 각각의 상기 기판 내에 광전 변환부를 형성하는 단계;
    상기 기판을 패터닝하여 깊은 트렌치를 형성하는 단계;
    상기 깊은 트렌치의 측벽에 인접한 상기 기판 내에 불순물 주입 영역을 형성하는 단계; 및
    상기 깊은 트렌치의 측면과 상기 제 2 면을 덮는 고정 전하막을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 고정 전하막을 형성한 후에,
    상기 제 2 면 상에 매립 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 매립 절연막은 상기 깊은 트렌치 안으로 연장되어 상기 깊은 트렌치를 채우는 이미지 센서의 제조 방법.

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