KR102318195B1 - Method for fabricating image sensor - Google Patents
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Abstract
이미지 센서의 제조 방법이 제공된다. 이미지 센서의 제조 방법은, 액티브 픽셀 센서(active pixel sensor) 영역, 옵티컬 블랙 센서(optical black sensor) 영역 및 패드 영역을 포함하는 기판을 제공하고, 상기 패드 영역 상에 패드를 형성하고, 상기 액티브 픽셀 센서 영역, 상기 옵티컬 블랙 센서 영역 및 상기 패드 영역을 덮는 보호막을 형성하고, 상기 보호막을 식각하여 상기 패드 영역을 덮고, 상기 액티브 픽셀 센서 영역을 노출하는 패시베이션막을 형성하되, 상기 패시베이션막은 상부로부터 하부로 갈수록 그 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖고, 상기 액티브 픽셀 센서 영역 상에 컨포말하게 컬러 필터막을 형성하는 것을 포함한다.A method of manufacturing an image sensor is provided. A method of manufacturing an image sensor includes providing a substrate including an active pixel sensor region, an optical black sensor region and a pad region, forming a pad on the pad region, and the active pixel A passivation layer is formed to cover the sensor area, the optical black sensor area, and the pad area, and the passivation layer is etched to cover the pad area and expose the active pixel sensor area, wherein the passivation layer is formed from the top to the bottom and forming a color filter layer conformally on the active pixel sensor region having a slope profile that gradually increases in width.
Description
본 발명은 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an image sensor.
이미지 센서(image sensor)는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 소자이다. 최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로봇 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다.An image sensor is a device that converts an optical image into an electrical signal. Recently, with the development of the computer industry and the communication industry, the demand for image sensors with improved performance in various fields such as digital cameras, camcorders, PCS (Personal Communication System), game devices, security cameras, medical micro cameras, and robots is increasing. have.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 경사 프로파일을 갖는 패시베이션막을 이용하여 기판과 패시베이션막 사이의 단차를 최소화시켜 컬러 필터의 두께가 불균일해지는 현상을 방지하는 이미지 센서의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an image sensor that prevents a phenomenon in which the thickness of a color filter becomes non-uniform by minimizing a step difference between a substrate and a passivation film by using a passivation film having an inclined profile.
본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서의 제조 방법의 일 실시예는, 액티브 픽셀 센서(active pixel sensor) 영역, 옵티컬 블랙 센서(optical black sensor) 영역 및 패드 영역을 포함하는 기판을 제공하고, 상기 패드 영역 상에 패드를 형성하고, 상기 액티브 픽셀 센서 영역, 상기 옵티컬 블랙 센서 영역 및 상기 패드 영역을 덮는 보호막을 형성하고, 상기 보호막을 식각하여 상기 패드 영역을 덮고, 상기 액티브 픽셀 센서 영역을 노출하는 패시베이션막을 형성하되, 상기 패시베이션막은 상부로부터 하부로 갈수록 그 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖고, 상기 액티브 픽셀 센서 영역 상에 컨포말하게 컬러 필터막을 형성하는 것을 포함한다.An embodiment of a method of manufacturing an image sensor according to the technical idea of the present invention for solving the above problems is a substrate including an active pixel sensor area, an optical black sensor area, and a pad area and forming a pad on the pad area, forming a passivation layer covering the active pixel sensor area, the optical black sensor area, and the pad area, etching the passivation layer to cover the pad area, and the active pixel and forming a passivation layer exposing the sensor area, wherein the passivation layer has a slope profile that increases from the top to the bottom, and forms a color filter layer conformally on the active pixel sensor area.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서의 제조 방법의 다른 실시예는, 액티브 픽셀 센서(active pixel sensor) 영역, 옵티컬 블랙 센서(optical black sensor) 영역 및 패드 영역을 포함하는 기판을 제공하고, 상기 패드 영역 상에 패드를 형성하고, 상기 액티브 픽셀 센서 영역, 상기 옵티컬 블랙 센서 영역 및 상기 패드 영역을 덮는 보호막을 형성하고, 상기 보호막 상에 상기 액티브 픽셀 센서 영역을 노출시키는 마스크 패턴을 형성하되, 상기 마스크 패턴은 상부로부터 하부로 갈수록 그 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖고, 상기 마스크 패턴의 경사 프로파일을 이용하여 상기 보호막을 식각하는 것을 포함하되, 상기 보호막을 식각하는 것은, 상기 마스크 패턴과 상기 보호막에 대해 실질적으로 동일한 식각비를 갖는 식각 물질을 이용하여, 상기 마스크 패턴의 경사 프로파일을 상기 보호막에 전사(transfer)시키는 것을 포함한다.Another embodiment of the method for manufacturing an image sensor according to the technical idea of the present invention for solving the above problems is a substrate including an active pixel sensor area, an optical black sensor area, and a pad area a mask pattern for forming a pad on the pad region, forming a protective layer covering the active pixel sensor region, the optical black sensor region, and the pad region, and exposing the active pixel sensor region on the protective layer forming a, wherein the mask pattern has a slope profile that becomes wider from the top to the bottom, and etching the passivation layer using the slope profile of the mask pattern, wherein etching the passivation layer includes: and transferring the inclination profile of the mask pattern to the passivation layer by using an etching material having substantially the same etch ratio to the pattern and the passivation layer.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 평면 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 센서 어레이의 등가 회로도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 이미지 센서를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 15는 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 기술적 사상에 따른 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.1 is a diagram for explaining a schematic planar arrangement of an image sensor according to some embodiments according to the technical spirit of the present invention.
2 is a block diagram of an image sensor according to some embodiments according to the inventive concept.
3 is a diagram illustrating an equivalent circuit diagram of a sensor array according to some embodiments according to the spirit of the present invention.
4 is a diagram illustrating an image sensor according to an embodiment according to the technical spirit of the present invention.
5 to 15 are intermediate steps for explaining a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment according to the spirit of the present invention.
16 is an intermediate step view for explaining a method of manufacturing an image sensor according to another embodiment according to the technical spirit of the present invention.
17 to 19 are intermediate steps for explaining a method of manufacturing an image sensor according to still another embodiment according to the spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
이하에서, 도 1을 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 평면 배치를 설명한다.Hereinafter, a schematic planar arrangement of an image sensor according to some embodiments according to the inventive concept will be described with reference to FIG. 1 .
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 평면 배치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a schematic planar arrangement of an image sensor according to some embodiments according to the technical spirit of the present invention.
도 1을 참조하면, 이미지 센서(1)는 센서 어레이 영역과, 센서 어레이 영역의 주위에 형성된 복수의 회로를 포함하는 회로 영역과, 회로 영역의 주위에 배치된 복수의 패드(117)를 포함하는 패드 영역(Ⅲ)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
센서 어레이 영역은 외부로부터의 빛의 파장들에 대응되는 액티브 신호를 생성하기 위한 액티브 픽셀을 포함하는 액티브 픽셀 센서(active pixel sensor) 영역(Ⅰ)과, 외부로부터의 빛이 차단되어 옵티컬 블랙(optical black)신호를 생성하기 위한 옵티컬 블랙 센서(optical black sensor) 영역(Ⅱ)을 포함할 수 있다.The sensor array region includes an active pixel sensor region (I) including an active pixel for generating an active signal corresponding to wavelengths of light from the outside, and optical black (optical black) by blocking light from the outside. an optical black sensor region II for generating a black) signal.
액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 중 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)에 근접한 에지 부분에는 더미 픽셀 영역이 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 더미 픽셀 영역은 생략될 수 있다.A dummy pixel area may be disposed at an edge portion of the active pixel sensor area I adjacent to the optical black sensor area II. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, in some other embodiments, the dummy pixel region may be omitted.
몇몇 실시예에서, 패드 영역(Ⅲ)에 형성된 복수의 패드(117)는 외부 장치와 전기적 신호를 주고 받을 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 복수의 패드(117)는 외부로부터 공급되는 전원 전압 또는 접지 전압과 같은 구동 전원을 회로 영역에 배치된 회로들에 전달하는 기능을 수행할 수 있다.In some embodiments, the plurality of
액티브 픽셀 센서 어레이 영역은 복수의 단위 픽셀을 포함하는 액티브 픽셀 센서 어레이로 이루어진다. 복수의 단위 픽셀은 각각 광전 변환 소자를 포함할 수 있다.The active pixel sensor array region includes an active pixel sensor array including a plurality of unit pixels. Each of the plurality of unit pixels may include a photoelectric conversion element.
회로 영역은 복수의 CMOS 트랜지스터를 포함하며, 액티브 픽셀 센서 어레이 영역의 각각 단위 픽셀에 일정한 신호를 제공하거나 각각 단위 픽셀에서의 출력 신호를 제어할 수 있다.The circuit region includes a plurality of CMOS transistors, and may provide a constant signal to each unit pixel of the active pixel sensor array region or control an output signal in each unit pixel.
이하에서, 도 2를 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서를 설명한다.Hereinafter, an image sensor according to some embodiments according to the inventive concept will be described with reference to FIG. 2 .
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 블록도이다.2 is a block diagram of an image sensor according to some embodiments according to the inventive concept.
도 2를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서(1)는 광전 변환 소자를 포함하는 픽셀들이 이차원적으로 배열되어 이루어진 액티브 픽셀 센서 어레이(10), 타이밍 발생기(timing generator)(20), 행 디코더(row decoder)(30), 행 드라이버(row driver)(40), 상관 이중 샘플러(Correlated Double Sampler, CDS)(50), 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, ADC)(60), 래치부(latch)(70), 열 디코더(column decoder)(80)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , an
액티브 픽셀 센서 어레이(10)는 2차원적으로 배열된 복수의 단위 픽셀들을 포함한다. 복수의 단위 픽셀들은 광학 영상을 전기적인 출력 신호로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The active
액티브 픽셀 센서 어레이(10)는 행 드라이버(40)로부터 행 선택 신호, 리셋 신호, 전하 전송 신호 등 복수의 구동 신호를 수신하여 구동될 수 있다. 또한, 변환된 전기적인 출력 신호는 수직 신호 라인을 통해서 상관 이중 샘플러(50)에 제공될 수 있다.The active
타이밍 발생기(20)는 행 디코더(30) 및 열 디코더(80)에 타이밍(timing) 신호 및 제어 신호를 제공할 수 있다.The
행 드라이버(40)는 행 디코더(30)에서 디코딩된 결과에 따라 복수의 단위 픽셀들을 구동하기 위한 복수의 구동 신호를 액티브 픽셀 센서 어레이(10)에 제공할 수 있다. 일반적으로 행렬 형태로 단위 픽셀이 배열된 경우에는 각 행 별로 구동 신호를 제공할 수 있다. The
상관 이중 샘플러(50)는 액티브 픽셀 센서 어레이(10)에 형성된 출력 신호를 수직 신호 라인을 통해 수신하여 유지(hold) 및 샘플링할 수 있다. 즉, 특정한 잡음 레벨(noise level)과, 출력 신호에 의한 신호 레벨을 이중으로 샘플링하여, 잡음 레벨과 신호 레벨의 차이에 해당하는 차이 레벨을 출력할 수 있다.The correlated double sampler 50 may receive and hold and sample the output signal formed in the active
아날로그 디지털 컨버터(60)는 차이 레벨에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다.The analog-to-
래치부(70)는 디지털 신호를 래치(latch)하고, 래치된 신호는 컬럼 디코더(80)에서 디코딩 결과에 따라 순차적으로 영상 신호 처리부로 출력될 수 있다.The latch unit 70 latches the digital signal, and the latched signal may be sequentially output to the image signal processing unit according to a decoding result of the
이하에서, 도 3을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 센서 어레이의 등가 회로도를 설명한다.Hereinafter, an equivalent circuit diagram of a sensor array according to some embodiments according to the spirit of the present invention will be described with reference to FIG. 3 .
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 따른 몇몇 실시예에 따른 센서 어레이의 등가 회로도를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an equivalent circuit diagram of a sensor array according to some embodiments according to the spirit of the present invention.
도 3을 참조하면, 픽셀(P)이 행렬 형태로 배열되어 액티브 픽셀 센서 어레이(10)를 구성한다. 각각의 픽셀(P)은 광전 변환 소자(11), 플로팅 확산 영역(13), 전하 전송 소자(15), 드라이브 소자(17), 리셋 소자(18), 선택 소자(19)를 포함한다. 이들의 기능에 대해서는 i행 픽셀(P(i, j), P(i, j+1), P(i, j+2), P(i, j+3), …… )을 예로 들어 설명한다.Referring to FIG. 3 , pixels P are arranged in a matrix form to constitute the active
광전 변환 소자(11)는 입사광을 흡수하여 광량에 대응하는 전하를 축적할 수 있다. 광전 변환 소자(11)로 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 포토 게이트, 핀형(pinned) 포토 다이오드 또는 이들의 조합이 적용될 수 있으며, 도면에는 포토 다이오드가 예시되어 있다.The
각각의 광전 변환 소자(11)는 축적된 전하를 플로팅 확산 영역(13)으로 전송하는 각각의 전하 전송 소자(15)와 커플링될 수 있다.Each
플로팅 확산 영역(Floating Diffusion region)(FD)(13)은 전하를 전압으로 전환하는 영역으로, 기생 커패시턴스를 갖고 있기 때문에, 전하가 누적적으로 저장될 수 있다.The floating diffusion region (FD) 13 is a region that converts electric charges into voltages and has parasitic capacitance, so that electric charges may be accumulated.
소오스 팔로워 증폭기로 예시되어 있는 드라이브 소자(17)는 각각의 광전 변환 소자(11)에 축적된 전하를 전달받은 플로팅 확산 영역(13)의 전기적 포텐셜의 변화를 증폭하고 이를 출력 라인(Vout)으로 출력할 수 있다.The
리셋 소자(18)는 플로팅 확산 영역(13)을 주기적으로 리셋시킬 수 있다. 리셋 소자(18)는 소정의 바이어스(즉, 리셋 신호)를 인가하는 리셋 라인(RX(i))에 의해 제공되는 바이어스에 의해 구동되는 1개의 MOS 트랜지스터로 이루어질 수 있다.The
리셋 라인(RX(i))에 의해 제공되는 바이어스에 의해 리셋 소자(18)가 턴-온 되면 리셋 소자(18)의 드레인에 제공되는 소정의 전기적 포텐셜 예를 들어, 전원 전압(VDD)이 플로팅 확산 영역(13)으로 전달될 수 있다.When the
선택 소자(19)는 행 단위로 읽어낼 픽셀(P)을 선택하는 기능을 수행할 수 있다. 선택 소자(19)는 행 선택 라인(SEL(i))에 의해 제공되는 바이어스(즉, 행 선택 신호)에 의해 구동되는 1개의 MOS 트랜지스터로 이루어질 수 있다.The
행 선택 라인(SEL(i))에 의해 제공되는 바이어스에 의해 선택 소자(19)가 턴 온 되면 선택 소자(19)의 드레인에 제공되는 소정의 전기적 포텐셜 예를 들어, 전원 전압(VDD)이 드라이브 소자(17)의 드레인 영역으로 전달될 수 있다.When the
전하 전송 소자(15)에 바이어스를 인가하는 전송 라인(TX(i)), 리셋 소자(18)에 바이어스를 인가하는 리셋 라인(RX(i)), 선택 소자(19)에 바이어스를 인가하는 행 선택 라인(SEL(i))은 행 방향으로 실질적으로 서로 평행하게 연장되어 배열될 수 있다.A transfer line TX(i) for applying a bias to the
이하에서, 도 4를 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 이미지 센서를 설명한다.Hereinafter, an image sensor according to an embodiment according to the spirit of the present invention will be described with reference to FIG. 4 .
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 이미지 센서를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an image sensor according to an embodiment according to the technical spirit of the present invention.
도 4를 참조하면, 이미지 센서는 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ), 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 및 패드 영역(Ⅲ)을 포함한다.Referring to FIG. 4 , the image sensor includes an active pixel sensor region (I), an optical black sensor region (II), and a pad region (III).
액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ)은 도 2의 액티브 픽셀 센서 어레이(10)가 형성되는 영역이다.The active pixel sensor region I is a region in which the active
옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)은 빛의 유입을 차단하여 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ)에 블랙 신호의 기준을 제공하는 영역이고, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ)과 동일한 구조로 형성되나 빛의 유입이 차단되도록 형성된다.The optical black sensor area (II) blocks the inflow of light and provides a reference of the black signal to the active pixel sensor area (I). formed to be
따라서, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 암전류(dark current)를 기준으로 하여, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ)의 액티브 픽셀 센서 어레이(10)의 암전류를 보정할 수 있다.Accordingly, the dark current of the active
패드 영역(Ⅲ)은 복수의 패드(117)가 형성되는 영역이다.The pad region III is a region in which a plurality of
이미지 센서는 기판(100), 광전 변환 소자(PD), 절연 구조체(110), 게이트(113), 제2 금속 배선(114), 관통 비아(115), 절연막(116), 패드(117), 패시베이션막(160), 컬러 필터(180) 및 마이크로렌즈(190)를 포함한다.The image sensor includes a
기판(100)은 예를 들어, P형 또는 N형 벌크 기판을 사용하거나, P형 벌크 기판에 P형 또는 N형 에피층을 성장시켜 사용하거나, N형 벌크 기판에 P형 또는 N형 에피층을 성장시켜 사용할 수도 있다. 또한, 기판(100)은 반도체 기판 이외에도 유기(organic) 플라스틱 기판과 같은 기판도 사용할 수 있다.The
액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 기판(100) 내에는 광전 변화 소자, 예를 들어, 포토 다이오드(PD)가 형성되어 있다. 광전 변환 소자(PD)는 기판(100)의 하면에 근접하여 형성될 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.A photoelectric conversion element, for example, a photodiode PD, is formed in the
기판(100)의 하면에는 복수의 게이트(113)가 배치될 수 있다. 도 4에는 게이트(113)가 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 게이트(113)는 패드 영역(Ⅲ)에도 형성될 수 있다.A plurality of
게이트(113)는 예를 들어, 전하 전송 소자의 게이트, 리셋 소자의 게이트, 드라이브 소자의 게이트 일 수 있다. 도 4에서, 게이트(113)는 기판(100)의 하면에 형성되는 것으로 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 게이트(113)는 기판(100) 내로 리세스된 형태일 수 있다.The
절연 구조체(110)는 기판(100)의 하면에 배치될 수 있다. 절연 구조체(110)는 층간 절연막(111), 제1 금속 배선(112) 및 제2 금속 배선(114)을 포함할 수 있다. 제2 금속 배선(114)은 제1 금속 배선(112)에 포함되는 다수의 배선과 동일한 레벨에 형성되는 다수의 배선을 포함할 수 있다.The insulating
층간 절연막(111)은 예를 들어, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The
제1 금속 배선(112)은 예를 들어, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The
제1 금속 배선(112)은 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)에 형성되고, 순차적으로 적층된 다수의 배선을 포함할 수 있다.The
도 4에서, 제1 금속 배선(112)은 순차적으로 적층된 3개 층을 도시하였지만, 설명의 편의를 위한 것을 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.In FIG. 4 , three layers of the
절연막(116)은 기판(100)의 상면에 배치될 수 있다. 절연막(116)은 산화물 절연막 또는 질화물 절연막을 포함할 수 있다.The insulating
절연막(116)이 하프늄 산화물(HfOx)을 포함하는 경우, 절연막(116)은 이미지 센서의 암전류를 줄여주는 역할을 할 수 있다.When the insulating
패드(117)는 패드 영역(Ⅲ)의 절연막(116) 상에 기판(100)으로부터 돌출되도록 배치될 수 있다. 패드(117)를 통해 외부로부터 구동 전원이 공급될 수 있다.The
패드(117)는 예를 들어, 텅스텐(W) 또는 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The
패드 영역(Ⅲ)에서, 관통 비아(115)는 절연막(116), 기판(100) 및 층간 절연막(110)의 일부를 관통하여 형성될 수 있다. 관통 비아(115)는 패드(117)와 제2 금속 배선(114)을 전기적으로 연결할 수 있다.In the pad region III, the through via 115 may be formed to pass through a portion of the insulating
제2 금속 배선(114), 관통 비아(115) 및 패드(117)를 거쳐 이미지 센서에 전압이 인가될 수 있다.A voltage may be applied to the image sensor through the
패시베이션막(160)은 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 패드(117)를 덮도록 배치될 수 있다.The
구체적으로, 패시베이션막(160)은 패드 영역(Ⅲ) 상에서 패드(117)를 완전히 덮도록 형성될 수 있다. 이 경우, 패시베이션막(160)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상부로부터 하부로 갈수록 그 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 가질 수 있다.Specifically, the
다른 몇몇 실시예에서, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 상에서 패드 영역(Ⅲ)과 인접한 절연막(116)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다.In some other embodiments, the optical black sensor region II may be formed to cover a portion of the insulating
도 4에는 패시베이션막(160)이 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 상에는 형성되지 않는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 패시베이션막(160)은 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 상에 일부 형성될 수 있다.Although it is illustrated in FIG. 4 that the
패시베이션막(160)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The
패시베이션막(160)은 경사 프로파일을 가짐으로써 기판(100)으로부터 돌출되어 형성된 패드(117)와 기판(100)의 단차를 감소시킬 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 이미지 센서의 제조 방법은 패시베이션막(160)에 형성된 경사 프로파일을 이용하여, 컬러 필터(180)를 형성하기 위한 안료 도포 공정에서 안료를 컨포말하게 형성할 수 있다.Since the
또한, 패시베이션막(160)은 패드(117)를 외부 환경으로부터 보호하는 기능을 수행할 수 있다.Also, the
컬러 필터(180)는 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 상의 절연막(116) 상에 배치될 수 있다. 컬러 필터(130)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다.The
마이크로렌즈(190)는 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 상의 컬러 필터(180) 상에 배치될 수 있다. 마이크로렌즈(190)는 감광성 수지와 같은 유기 물질, 또는 무기 물질로 이루어질 수 있다.The
도 4에 도시되어 있지 않지만, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)에 형성된 절연막(116) 상에 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)으로 유입되는 빛을 차단하기 위한 광 차단막 등을 포함한 여러 가지 막이 더 형성될 수 있음은 물론이다.Although not shown in FIG. 4 , various films including a light blocking film for blocking light flowing into the optical black sensor region II may be further formed on the insulating
이하에서, 도 5 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an image sensor according to an exemplary embodiment according to the inventive concept will be described with reference to FIGS. 5 to 15 .
도 5 내지 도 15는 본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.5 to 15 are intermediate steps for explaining a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment according to the spirit of the present invention.
우선, 도 5를 참조하면, 기판(100)에 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ), 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 및 패드 영역(Ⅲ)을 정의한다.First, referring to FIG. 5 , an active pixel sensor region (I), an optical black sensor region (II), and a pad region (III) are defined on a
액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 기판(100)에 복수의 단위 픽셀을 형성한다. 복수의 단위 픽셀을 형성하기 위해, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 기판(100) 내에 포토 다이오드와 같은 광전 변환 소자(PD)와, 복수의 불순물 확산 영역을 형성한다. 또한, 기판(100)의 하면에 복수의 게이트(113)를 형성한다.A plurality of unit pixels are formed on the
이어서, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 기판(100)의 하면 상에, 기판(100)을 덮는 층간 절연막(111)과, 층간 절연막(111)에 의해 적어도 일부가 절연되는 복수의 제1 금속 배선(112)으로 이루어지는 절연 구조체(110)를 형성한다.Next, on the lower surface of the
액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)에서 절연 구조체(110)가 형성되는 동안, 패드 영역(Ⅲ)에서는 층간 절연막(111)과 층간 절연막(111)에 의해 적어도 일부가 절연되는 복수의 제2 금속 배선(114)을 형성한다.While the insulating
몇몇 실시예에서, 층간 절연막(111)은 각각 복수의 층으로 구성될 수 있다. 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ), 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 및 패드 영역(Ⅲ)에서, 복수의 제1 금속 배선(112) 및 복수의 제2 금속 배선(114) 중 동일 레벨에 형성되는 층들은 동일한 공정 단계에서 형성될 수 있다.In some embodiments, each of the
몇몇 실시예에서, 층간 절연막(111)은 FOX (Flowable OXide), HDP (High Density Plasma) 산화물, TOSZ (Tonen Silazene), SOG (Spin On Glass), 또는 USG (Undoped Silica Glass) 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.In some embodiments, the
이어서, 도 6을 참조하면, 기판(100)의 상면 상에 산화물 절연막 또는 질화물 절연막을 포함하는 절연막(116)을 형성한다.Next, referring to FIG. 6 , an insulating
이어서, 도 7을 참조하면, 패드 영역(Ⅲ)에서 절연막(116), 기판(100) 및 층간 절연막(110)의 일부를 식각하여 트렌치(C)를 형성한다. 트렌치(C)를 형성하는 것은, 예를 들어, 건식 식각 공정, 습식 식각 공정 또는 이들의 조합에 의할 수 있다.Then, referring to FIG. 7 , a portion of the insulating
구체적으로, 식각 마스크 패턴을 이용하여 패드 영역(Ⅲ)에서 절연막(116)과 기판(100)을 제거하고, 기판(102)을 관통하여 제2 금속 배선(114)를 노출시키는 트렌치(C)를 형성하고, 식각 마스크 패턴을 제거한다.Specifically, the insulating
이어서, 도 8을 참조하면, 트렌치(C) 내부에 관통 비아(115)를 형성하고, 관통 비아(115) 상에 패드(117)를 형성한다. 이로 인해, 제2 금속 배선(114)과 패드(117)는 전기적으로 연결될 수 있다.Next, referring to FIG. 8 , a through-
이어서, 도 9를 참조하면, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ), 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 패드(117)를 덮는 보호막(120)을 형성한다. 보호막(120)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Next, referring to FIG. 9 , a
보호막(120)은 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition), 스핀 코팅, PECVD(Plasma Enhanced CVD), HDP-CVD(High Density Plasma CVD) 등을 이용하여 형성될 수 있다.The
이어서, 도 10을 참조하면, 보호막(120) 상에 마스크층(130)을 형성한다. 이 경우, 마스크층(130)은 마스크층(130)의 두께(h1)와 보호막(120)의 두께(h2)가 실질적으로 동일하도록 보호막(120) 상에 컨포말하게 형성될 수 있다.Next, referring to FIG. 10 , a
이어서, 도 11을 참조하면, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 형성된 포토 마스크(140)를 이용하여, 마스크층(130)을 노광시킬 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 포토 마스크(140)는 패드 영역(Ⅲ) 상에만 형성될 수 있다.Next, referring to FIG. 11 , the
구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 포토 마스크(140)에 광(L)을 패드 영역(Ⅲ)으로부터 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 방향으로 경사지게 조사하여, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 상에 형성된 마스크층(130)을 노광시킬 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 11 , light L is irradiated to the
이로 인해, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 상에 상부로부터 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 경사 프로파일을 갖는 노광 영역(R1)을 형성할 수 있다.Accordingly, the exposure region R1 having an inclination profile that is narrower in width from the top to the bottom may be formed on some regions of the active pixel sensor region I and the optical black sensor region II.
또한, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 상부로부터 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖는 비노광 영역(R2)을 형성할 수 있다.In addition, the non-exposed region R2 having an inclination profile that becomes wider from the top to the bottom may be formed on the partial region of the optical black sensor region II and the pad region III.
이어서, 도 12를 참조하면, 마스크 패턴(150)은 포지티브(positive) 공정을 통해 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 마스크 패턴(150)은 네거티브(negative) 공정을 통해 형성될 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 12 , the
구체적으로, 노광 영역(R1)은 현상액을 이용한 화학 반응을 이용하여 제거될 수 있다. 이로 인해, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 상부로부터 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사 프로파일(P1)을 갖는 마스크 패턴(150)이 형성될 수 있다.Specifically, the exposure region R1 may be removed using a chemical reaction using a developer. As a result, a
이 경우, 마스크 패턴(150)의 두께(h1)와 보호막(120)의 두께(h2)가 실질적으로 동일하도록 마스크 패턴(150) 형성될 수 있다.In this case, the
도 11 및 도 12에는 마스크 패턴(150)이 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서 마스크 패턴(150)은 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ)의 일부 영역, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 형성될 수 있다.11 and 12 , the
이어서, 도 12 및 도 13을 참조하면, 보호막(120)을 식각하여 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 패드(117)를 덮는 패시베이션막(160)을 형성할 수 있다. 이 경우, 패시베이션막(160)은 상부로부터 하부로 갈수록 그 폭이 넓어지는 경사 프로파일(P2)을 갖는다.Next, referring to FIGS. 12 and 13 , the
구체적으로, 패시베이션막(160)은 마스크 패턴(150)과 보호막(120)에 대해 실질적으로 동일한 식각비를 갖는 식각 물질을 이용하여, 마스크 패턴(150)의 경사 프로파일(P1)을 보호막(120)에 전사(transfer)시켜 형성될 수 있다.Specifically, the
더욱 구제적으로, 패시베이션막(160)은 마스크 패턴(150)과 보호막(120)에 대해 실질적으로 동일한 식각비를 갖는 식각 물질을 이용하여, 마스크 패턴(150)과, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 상에 노출된 보호막(120)을 동시에 상부로부터 순차적으로 식각하여 마스크 패턴(150)의 경사 프로파일(P1)을 패시베이션막(160)에 전사시킬 수 있다.More specifically, the
마스크 패턴(150)의 두께(h1)와 보호막(120)의 두께(h2)가 실질적으로 동일한 두께를 가짐으로써, 마스크 패턴(150)의 형상이 보호막(120)에 전사되어 마스크 패턴(150)과 동일한 형상을 갖는 패시베이션막(160)을 형성할 수 있다.Since the thickness h1 of the
이로 인해, 마스크 패턴(150)의 경사 프로파일(P1)은 패시베이션막(160)의 경사 프로파일(P2)과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 마스크 패턴(150)의 하부 폭(W1)과 패시베이션막(160)의 하부 폭(W2)이 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.Accordingly, the slope profile P1 of the
이어서, 도 14를 참조하면, 노출된 절연막(116)과 패시베이션막(160) 상에 컨포말하게 컬러 필터막(170)을 형성한다.Next, referring to FIG. 14 , a
컬러 필터막(170)은 스핀 코팅 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 컬러 필터막(170)은 기존에 단차를 갖는 패시베이션막을 이용하는 것과 비교하여, 상부로부터 하부로 갈수록 그 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖는 패시베이션막(160)을 이용함으로써 상대적으로 컨포말하게 형성될 수 있다.The
이어서, 도 15를 참조하면, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 상에 형성된 컬러 필터막(170)을 제외한 나머지 컬러 필터막(170)을 식각한다.Next, referring to FIG. 15 , the remaining
이어서, 후속 공정을 통해 도 4에 도시된 바와 같이, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 상에 컬러 필터(180)와 마이크로렌즈(190)를 차례로 형성할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 4 , the
본 발명의 기술적 사상에 따른 일 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 상부로부터 하부로 갈수록 그 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖는 패시베이션막(160)을 이용하여, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 상에 형성된 절연막(116)과 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 형성된 패시베이션막(160) 사이의 단차를 최소화시킬 수 있다.In the method of manufacturing an image sensor according to an embodiment according to the technical concept of the present invention, the
이로 인해, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)에 인접한 부분에 위치하는 컬러 필터(180)의 두께가 불균일해지는 현상을 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent a phenomenon in which the thickness of the
이하에서, 도 16을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명한다. 도 11에 도시된 이미지 센서의 제조 방법과의 차이점을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an image sensor according to another embodiment according to the spirit of the present invention will be described with reference to FIG. 16 . Differences from the method of manufacturing the image sensor shown in FIG. 11 will be mainly described.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면이다.16 is an intermediate step view for explaining a method of manufacturing an image sensor according to another embodiment according to the technical spirit of the present invention.
도 16을 참조하면, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 상에 형성된 포토 마스크(240)를 이용하여, 마스크층(도 10의 130)을 노광시킬 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 포토 마스크(240)는 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ), 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ) 및 패드 영역(Ⅲ)의 일부 영역 상에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 16 , the mask layer 130 ( 130 of FIG. 10 ) may be exposed using the
구체적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 포토 마스크(240)에 광(L)을 패드 영역(Ⅲ)으로부터 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 방향으로 경사지게 조사하여, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 형성된 마스크층(도 10의 130)을 노광시킬 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 16 , light L is irradiated to the
이로 인해, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 상부로부터 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖는 노광 영역(R3)을 형성할 수 있다.Accordingly, it is possible to form the exposure region R3 having an inclination profile that becomes wider from the top to the bottom on the partial region of the optical black sensor region II and the pad region III.
또한, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 상에 상부로부터 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 경사 프로파일을 갖는 비노광 영역(R4)을 형성할 수 있다.In addition, the non-exposed region R4 having an inclination profile that becomes narrower from the top to the bottom may be formed on a portion of the active pixel sensor region I and the optical black sensor region II.
이어서, 도 12에 도시된 마스크 패턴(150)은 네거티브(negative) 공정을 통해 형성될 수 있다.Subsequently, the
구체적으로, 비노광 영역(R4)은 현상액을 이용한 화학 반응을 이용하여 제거될 수 있다. 이로 인해, 도 12에서 보는 바와 같이, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 상부로부터 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사 프로파일(P1)을 갖는 마스크 패턴(150)이 형성될 수 있다.Specifically, the non-exposed region R4 may be removed using a chemical reaction using a developer. For this reason, as shown in FIG. 12 , a
이하에서, 도 17 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명한다. 도 10 내지 도 12에 도시된 이미지 센서의 제조 방법과의 차이점을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an image sensor according to another exemplary embodiment according to the inventive concept will be described with reference to FIGS. 17 to 19 . Differences from the method of manufacturing the image sensor shown in FIGS. 10 to 12 will be mainly described.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 기술적 사상에 따른 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.17 to 19 are intermediate steps for explaining a method of manufacturing an image sensor according to still another embodiment according to the spirit of the present invention.
도 17을 참조하면, 보호막(120) 상에 마스크층(330)을 형성한다. 이 경우, 마스크층(330)은 마스크층(330)의 두께(h3)와 보호막(120)의 두께(h2)가 서로 다르게 보호막(120) 상에 컨포말하게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 17 , a
예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 마스크층(330)은 마스크층(330)의 두께(h3)가 보호막(120)의 두께(h2)보다 작게 보호막(120) 상에 컨포말하게 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다, 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 마스크층(330)은 마스크층(330)의 두께가 보호막(120)의 두께(h2)보다 크게 보호막(120) 상에 컨포말하게 형성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 17 , the
도 18을 참조하면, 포토 마스크(340)에 광(L)을 패드 영역(Ⅲ)으로부터 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 방향으로 경사지게 조사하여, 액티브 픽셀 센서 영역(Ⅰ) 및 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 상에 형성된 마스크층(330)을 노광시킬 수 있다.Referring to FIG. 18 , light L is irradiated to the
도 19를 참조하면, 마스크 패턴(350)은 포지티브(positive) 공정을 통해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 19 , the
마스크층(330)의 노광 영역(R5)은 현상액을 이용한 화학 반응을 이용하여 제거되고, 비노광 영역(R6)만 존재할 수 있다. 이로 인해, 옵티컬 블랙 센서 영역(Ⅱ)의 일부 영역 및 패드 영역(Ⅲ) 상에 상부로부터 하부로 갈수록 폭이 넓어지는 경사 프로파일(P3)을 갖는 마스크 패턴(350)이 형성될 수 있다.The exposed region R5 of the
이 경우, 식각 물질에 대해 마스크 패턴(350)과 보호막(120)은 서로 다른 식각비를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(350)의 두께(h3)가 보호막(120)의 두께(h2)보다 작은 경우, 식각 물질에 대한 마스크 패턴(350)의 식각비가 식각 물질에 대한 보호막(120)의 식각비보다 작을 수 있다.In this case, the
즉, 식각 물질에 대해 보호막(120)이 마스크 패턴(350)보다 상대적으로 많이 식각될 수 있다. 이로 인해, 마스크 패턴(350)의 경사 프로파일(P3)과, 마스크 패턴(350)의 전사에 의해 형성되는 패시베이션막(도 13의 160)의 경사 프로파일(도 13의 P2)이 달라질 수 있다.That is, the
반면에, 마스크 패턴(350)의 두께가 보호막(120)의 두께(h2)보다 큰 경우, 식각 물질에 대한 마스크 패턴(350)의 식각비가 식각 물질에 대한 보호막(120)의 식각비보다 클 수 있다.On the other hand, when the thickness of the
즉, 식각 물질에 대해 마스크 패턴(350)이 보호막(120)보다 상대적으로 많이 식각될 수 있다. 이로 인해, 마스크 패턴(350)의 경사 프로파일과, 마스크 패턴(350)의 전사에 의해 형성되는 패시베이션막(도 13의 160)의 경사 프로파일(도 13의 P2)이 달라질 수 있다.That is, the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments according to the technical idea of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be manufactured in various different forms, and is commonly used in the technical field to which the present invention pertains. Those skilled in the art will understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
Ⅰ: 액티브 픽셀 센서 영역 Ⅱ: 옵티컬 블랙 센서 영역
Ⅲ: 패드 영역 100: 기판
117: 패드 120: 보호막
130: 마스크층 140: 포토 마스크
150: 마스크 패턴 160: 패시베이션막
170: 컬러 필터막 180: 컬러 필터
190: 마이크로렌즈I: Active pixel sensor area Ⅱ: Optical black sensor area
III: pad area 100: substrate
117: pad 120: shield
130: mask layer 140: photo mask
150: mask pattern 160: passivation film
170: color filter film 180: color filter
190: micro lens
Claims (10)
상기 패드 영역 상에 패드를 형성하고,
상기 액티브 픽셀 센서 영역, 상기 차광 영역 및 상기 패드 영역을 덮는 보호막을 형성하고,
상기 보호막을 식각하여 상기 패드 영역을 덮고, 상기 액티브 픽셀 센서 영역을 노출하는 패시베이션막을 형성하되, 상기 기판에 수직한 단면을 기준으로, 상기 패시베이션막은 상부로부터 상기 기판에 인접한 하부로 갈수록 상기 기판의 상면에 평행한 수평 방향의 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖고,
상기 액티브 픽셀 센서 영역 상에 컨포말하게 컬러 필터막을 형성하는 것을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.To provide a substrate comprising an active pixel sensor region, a light blocking region, and a pad region,
forming a pad on the pad area;
forming a protective layer covering the active pixel sensor area, the light blocking area, and the pad area;
The passivation layer is etched to cover the pad area and to form a passivation layer exposing the active pixel sensor area, wherein the passivation layer is formed from an upper portion toward a lower portion adjacent to the substrate based on a cross-section perpendicular to the substrate. has an inclined profile that is widened in the horizontal direction parallel to
and forming a color filter film conformally on the active pixel sensor region.
상기 패시베이션막을 형성하는 것은,
상기 보호막 상에 상기 액티브 픽셀 센서 영역을 노출시키는 마스크 패턴을 형성하되, 상기 마스크 패턴은 상부로부터 하부로 갈수록 상기 수평 방향의 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖고,
상기 마스크 패턴과 상기 보호막에 대해 서로 다른 식각비를 갖는 식각 물질을 이용하여, 상기 마스크 패턴의 경사 프로파일을 상기 보호막에 전사(transfer)시키는 것을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 1,
Forming the passivation film,
A mask pattern exposing the active pixel sensor region is formed on the passivation layer, wherein the mask pattern has an inclined profile in which a width in the horizontal direction is widened from an upper portion to a lower portion;
and transferring the inclination profile of the mask pattern to the passivation layer by using etching materials having different etch ratios with respect to the mask pattern and the passivation layer.
상기 마스크 패턴을 형성하는 것은,
마스크층에 광을 경사지게 조사하여 상부로부터 하부로 갈수록 상기 수평 방향의 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖는 마스크 패턴을 형성하는 것을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.3. The method of claim 2,
Forming the mask pattern,
A method of manufacturing an image sensor, comprising: irradiating light to a mask layer obliquely to form a mask pattern having an inclined profile in which the width in the horizontal direction increases from an upper portion to a lower portion.
상기 마스크 패턴을 형성하는 것은,
포토 마스크를 이용하여 상기 보호막 상에 형성된 마스크층을 노광시키고,
상기 마스크층의 노광 영역을 제거하는 것을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.3. The method of claim 2,
Forming the mask pattern,
exposing the mask layer formed on the protective film using a photomask,
and removing the exposed area of the mask layer.
상기 마스크 패턴을 형성하는 것은,
포토 마스크를 이용하여 상기 보호막 상에 형성된 마스크층을 노광시키고,
상기 마스크층의 비노광 영역을 제거하는 것을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.3. The method of claim 2,
Forming the mask pattern,
exposing the mask layer formed on the protective film using a photomask,
and removing an unexposed region of the mask layer.
상기 패시베이션막을 형성하는 것은,
상기 보호막 상에 상기 액티브 픽셀 센서 영역을 노출시키는 마스크 패턴을 형성하되, 상기 마스크 패턴은 상부로부터 하부로 갈수록 상기 수평 방향의 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖고,
상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 보호막을 식각하여 상기 패시베이션막을 형성하는 것을 포함하고,
상기 마스크 패턴의 경사 프로파일과 상기 패시베이션막의 경사 프로파일은 서로 다른 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 1,
Forming the passivation film,
A mask pattern exposing the active pixel sensor region is formed on the passivation layer, wherein the mask pattern has an inclined profile in which a width in the horizontal direction is widened from an upper portion to a lower portion;
etching the passivation layer using the mask pattern to form the passivation layer;
The method of manufacturing an image sensor, wherein the inclination profile of the mask pattern and the inclination profile of the passivation layer are different from each other.
상기 패드 영역 상에 패드를 형성하고,
상기 액티브 픽셀 센서 영역, 상기 차광 영역 및 상기 패드 영역을 덮는 보호막을 형성하고,
상기 보호막 상에 상기 액티브 픽셀 센서 영역을 노출시키는 마스크 패턴을 형성하되, 상기 기판에 수직한 단면을 기준으로, 상기 마스크 패턴은 상부로부터 상기 기판에 인접한 하부로 갈수록 상기 기판의 상면에 평행한 수평 방향의 폭이 넓어지는 경사 프로파일을 갖고,
상기 마스크 패턴의 경사 프로파일을 이용하여 상기 보호막을 식각하는 것을 포함하되,
상기 보호막을 식각하는 것은, 상기 마스크 패턴과 상기 보호막에 대해 실질적으로 동일한 식각비를 갖는 식각 물질을 이용하여, 상기 마스크 패턴의 경사 프로파일을 상기 보호막에 전사(transfer)시키는 것을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.To provide a substrate comprising an active pixel sensor region, a light blocking region, and a pad region,
forming a pad on the pad area;
forming a protective layer covering the active pixel sensor area, the light blocking area, and the pad area;
A mask pattern exposing the active pixel sensor region is formed on the passivation layer, and based on a cross-section perpendicular to the substrate, the mask pattern extends from an upper portion to a lower portion adjacent to the substrate in a horizontal direction parallel to the upper surface of the substrate. has an inclined profile that widens the width of
Including etching the protective layer using the slope profile of the mask pattern,
The etching of the passivation layer may include transferring an inclination profile of the mask pattern to the passivation layer using an etching material having substantially the same etch ratio to the mask pattern and the passivation layer. Way.
상기 마스크 패턴의 경사 프로파일을 상기 보호막에 전사시켜 패시베이션막을 형성한 후,
상기 패시베이션막과 노출된 상기 액티브 픽셀 센서 영역 상에 컨포말하게 컬러 필터막을 형성하고,
상기 패시베이션막 상에 형성된 컬러 필터막을 제거하여, 상기 액티브 픽셀 센서 영역 상에 컬러 필터를 형성하는 것을 더 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.8. The method of claim 7,
After transferring the slope profile of the mask pattern to the passivation layer to form a passivation layer,
forming a color filter film conformally on the passivation film and the exposed active pixel sensor region;
and removing the color filter film formed on the passivation film to form a color filter on the active pixel sensor region.
상기 마스크 패턴의 경사 프로파일을 상기 보호막에 전사시키는 것은,
상기 마스크 패턴과, 상기 액티브 픽셀 센서 영역 상에 노출된 상기 보호막을 상기 식각 물질을 이용하여 동시에 상부로부터 순차적으로 식각하는 것을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Transferring the slope profile of the mask pattern to the protective film,
and sequentially etching the mask pattern and the passivation layer exposed on the active pixel sensor region using the etching material simultaneously from an upper portion.
상기 마스크 패턴의 두께와 상기 보호막의 두께는 실질적으로 동일한 이미지 센서의 제조 방법.8. The method of claim 7,
A thickness of the mask pattern and a thickness of the passivation layer are substantially the same.
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