KR102642229B1 - 이미지 센서 - Google Patents
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Abstract
이미지 센서가 개시된다. 상기 이미지 센서는, 기판 내에 형성된 포토다이오드와, 상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역과, 상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극과, 상기 기판 상에 형성되며 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 더미 패턴을 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 이미지 센서에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판 내에 형성된 포토다이오드(photodiode)와 전하 저장 영역을 포함하는 이미지 센서에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지 센서는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환하는 반도체 소자로서, 전하결합소자(charge coupled device; CCD)와 씨모스(Complementary Metal Oxide Semiconductor; CMOS) 이미지 센서(Image Sensor; CIS)로 구분될 수 있다. 상기 씨모스 이미지 센서는 화소 영역 내에 포토다이오드와 모스 트랜지스터를 형성하고 스위칭 방식으로 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출함으로써 이미지를 형성할 수 있다.
상기 포토다이오드는 입사광에 의해 생성된 전하들이 축적되는 전하 축적 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 포토다이오드는 전자들이 축적되는 N형 불순물 영역을 포함할 수 있으며, 상기 N형 불순물 영역 상에는 암전류를 감소시키기 위한 피닝 영역(pinning region)으로서 P형 불순물 영역이 형성될 수 있다.
일 예로서, 상기 이미지 센서는 기판 상에 형성된 전달 게이트 전극을 포함할 수 있으며, 상기 전달 게이트 전극 아래의 채널 영역을 통해 상기 전하 축적 영역으로부터 전자들이 전하 검출 영역, 예를 들면, 플로팅 확산 영역으로 이동될 수 있다. 다른 예로서, 글로벌 셔터(global shutter) 방식을 사용하는 이미지 센서의 경우 상기 전하 축적 영역과 상기 플로팅 확산 영역 사이에 전자들을 저장하기 위한 전하 저장 영역이 구비될 수 있으며, 상기 전하 축적 영역과 상기 전하 저장 영역 및 상기 플로팅 확산 영역 사이의 상기 기판 표면 부위들 상에 전달 게이트 전극들이 형성될 수 있다.
그러나, 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 경우 상기 유입된 광에 의해 상기 전하 저장 영역 내에서 전자들이 생성될 수 있으며, 상기 전하 저장 영역 내에서 형성된 전자들에 의해 상기 이미지 센서의 동작 특성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 인접하는 이미지 셀로부터 전하 저장 영역으로 유입되는 광을 감소시킬 수 있는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 형성된 포토다이오드와, 상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역과, 상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극과, 상기 기판 상에 형성되며 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 더미 패턴(dummy pattern)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 더미 패턴은 상기 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 상기 기판의 표면 부위 상에 형성되며 상기 전달 게이트 전극과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 더미 패턴은 상기 광을 흡수하기 위하여 폴리실리콘으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 기판과 상기 전달 게이트 전극 및 상기 더미 패턴 상에 형성된 절연층과, 상기 절연층 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층(light shield layer)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 더미 패턴 및 상기 광 실드층 사이에서 상기 절연층을 관통하도록 형성되는 광 실드 패턴(light shield pattern)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 인접하는 이미지 셀과 인접하는 상기 광 실드층의 제1 가장자리 부위로부터 상기 기판을 향하여 연장하는 제2 광 실드 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 절연층은, 상기 기판과 상기 전달 게이트 전극 및 상기 더미 패턴 상에 형성되는 제1 산화막과, 상기 제1 산화막 상에 형성되는 질화막과, 상기 질화막 상에 형성되는 제2 산화막을 포함하며, 상기 제2 광 실드 패턴은 상기 제2 산화막을 관통하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는 상기 기판과 상기 절연층 사이에 형성된 반사 방지막을 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 광 실드 패턴은 상기 절연층을 관통하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 포토다이오드에 인접하는 상기 광 실드층의 제2 가장자리 부위로부터 상기 기판을 향하여 연장하는 제3 광 실드 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 더미 패턴 및 상기 광 실드층 사이에서 상기 절연층을 관통하도록 형성되는 제2 광 실드 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 더미 패턴 및 상기 인접하는 이미지 셀과 인접하는 상기 광 실드층의 제1 가장자리 부위 사이에서 상기 절연층을 관통하도록 형성되는 광 실드 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 절연층과 상기 광 실드층 상에 형성된 제2 절연층과, 상기 제2 절연층 상에 형성된 복수의 층간 절연층들과, 상기 층간 절연층들 사이에 형성된 금속 배선층들과, 상기 층간 절연층들을 관통하며 상기 포토다이오드와 대응하는 광 가이드 패턴(light guide pattern)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 제2 절연층 상에 형성된 식각 저지막(etch stop layer)을 더 포함하며, 상기 광 가이드 패턴은 상기 층간 절연층들을 관통하여 상기 식각 저지막 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 상기 기판의 표면 부위 내에 형성되는 소자 분리 영역을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 더미 패턴은 상기 소자 분리 영역 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 더미 패턴은 상기 소자 분리 영역 내에 형성되는 하부 패턴과 상기 하부 패턴 상에 형성되는 상부 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 전하 저장 영역 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 제2 더미 패턴과, 상기 전하 저장 영역과 상기 제2 더미 패턴 사이에 형성되며 상기 전하 저장 영역을 상기 제2 더미 패턴으로부터 전기적으로 절연시키기 위한 절연막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제2 더미 패턴은 상기 더미 패턴과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 형성된 포토다이오드와, 상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역과, 상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극과, 상기 기판 상에 형성되며 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 향하는 광을 흡수하기 위한 광 흡수 패턴과, 상기 광 흡수 패턴 상에 형성되며 상기 광을 반사시키기 위한 광 반사 패턴을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 형성된 포토다이오드와, 상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역과, 상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극과, 상기 전하 저장 영역 및 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 사이의 상기 기판의 표면 부위 내에 형성되는 소자 분리 영역과, 상기 기판 상에 형성되는 절연층과, 상기 절연층 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층과, 상기 광 실드층의 가장자리 부위 및 상기 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드의 가장자리 부위 사이에 형성되며 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 제1 광 실드 패턴과, 상기 광 실드층 및 상기 소자 분리 영역 사이에 형성되며 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 제2 광 실드 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 기판과 상기 절연층 사이에 형성된 반사 방지막을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 광 실드 패턴과 상기 제2 광 실드 패턴은 상기 절연층을 관통하여 상기 반사 방지막 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 절연층은, 상기 기판 상에 형성되는 제1 산화막과, 상기 제1 산화막 상에 형성되는 질화막과, 상기 질화막 상에 형성되는 제2 산화막을 포함하며, 상기 제1 광 실드 패턴과 상기 제2 광 실드 패턴은 상기 제2 산화막을 관통하여 상기 질화막 상에 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이미지 센서는, 기판 내에 형성된 포토다이오드와, 상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역과, 상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극과, 상기 전하 저장 영역 및 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 사이의 상기 기판의 표면 부위 내에 형성되는 소자 분리 영역과, 상기 기판 상에 형성되는 절연층과, 상기 절연층 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층과, 상기 기판과 상기 광 실드층 사이에 형성되며 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 광 실드 패턴의 일부는 상기 광 실드층과 상기 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드의 가장자리 부위 사이에 형성되고, 상기 광 실드 패턴의 다른 일부는 상기 광 실드층과 상기 소자 분리 영역 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 센서는, 상기 기판과 상기 절연층 사이에 형성된 반사 방지막을 더 포함하며, 상기 광 실드 패턴은 상기 절연층을 관통하여 상기 반사 방지막 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 절연층은, 상기 기판 상에 형성되는 제1 산화막과, 상기 제1 산화막 상에 형성되는 질화막과, 상기 질화막 상에 형성되는 제2 산화막을 포함하며, 상기 광 실드 패턴은 상기 제2 산화막을 관통하여 상기 질화막 상에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 유입되는 광이 상기 더미 패턴에 의해 크게 감소될 수 있으며, 이에 의해 상기 이미지 센서의 다이나믹 레인지(dynamic range)와 크로스토크(crosstalk) 및 기생 광 감도(parasitic light sensitivity; PLS)가 크게 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전하 축적 영역과 전하 저장 영역 및 전달 게이트 전극의 배치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 더미 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 1에 도시된 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도들이다.
도 10 및 도 11은 도 1에 도시된 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 2는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전하 축적 영역과 전하 저장 영역 및 전달 게이트 전극의 배치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 더미 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 1에 도시된 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도들이다.
도 10 및 도 11은 도 1에 도시된 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 전하 축적 영역과 전하 저장 영역 및 전달 게이트 전극의 배치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(100)는 복수의 이미지 셀들(106)과 상기 이미지 셀들(106)을 전기적으로 격리시키기 위한 소자 분리 영역들(104)을 구비할 수 있다. 각각의 상기 이미지 셀들(106)은, 기판(102) 내에 형성된 포토다이오드(PD)와, 상기 포토다이오드(PD)로부터 일측으로 이격되어 형성되는 전하 저장 영역(114)과, 상기 포토다이오드(PD)와 상기 전하 저장 영역(114) 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드(PD)로부터 상기 전하 저장 영역(114)으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극(116)을 포함할 수 있다. 상기 포토다이오드(PD)는 상기 기판 내에 형성된 전하 축적 영역(110)과 상기 전하 축적 영역(110) 상에 형성된 피닝층(112)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 전달 게이트 전극(116)은 상기 전하 축적 영역(110)에 축적된 전하를 상기 전하 저장 영역(114)으로 이동시키기 위해 사용될 수 있다.
상기 기판(102)은 제1 도전형을 가질 수 있으며, 상기 전하 축적 영역(110)은 제2 도전형을 가질 수 있다. 일 예로서, 상기 기판(102)으로는 P형 기판이 사용될 수 있으며, 상기 전하 축적 영역(110)으로는 N형 불순물 확산 영역이 사용될 수 있다. 또한, 상기 전하 저장 영역(114)은 제2 도전형을 가질 수 있으며, 일 예로서, N형 불순물 확산 영역이 상기 전하 저장 영역(114)으로서 사용될 수 있다. 다른 예로서, 상기 기판(102) 상에는 P형 에피택시얼 층(미도시)이 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 전하 축적 영역(110)과 전하 저장 영역(114)은 상기 P형 에피택시얼 층 내에 형성될 수 있다.
상기 피닝층(112)은 제1 도전형을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 피닝층(112)으로는 P형 불순물 확산 영역이 사용될 수 있다. 즉, 상기 이미지 센서(100)는 상기 전하 축적 영역(110)과 상기 피닝층(112)으로 이루어지는 핀드 포토다이오드(pinned photodiode; PD)를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전하 저장 영역(114)으로부터 이격된 플로팅 확산 영역(118)을 포함할 수 있으며, 상기 전하 저장 영역(114)과 상기 플로팅 확산 영역(118) 사이의 상기 기판(102) 표면 부위 상에는 제2 전달 게이트 전극(120)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 이미지 센서(100)는 리셋 게이트 전극(122)과 소스 팔로워 게이트 전극(124) 및 선택 게이트 전극(126)을 포함할 수 있으며, 상기 리셋 게이트 전극(122)과 소스 팔로워 게이트 전극(124) 및 선택 게이트 전극(126)과 인접한 상기 기판(102)의 표면 부위들에는 소스/드레인 영역들로서 기능하는 불순물 확산 영역들(128)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 전극들(116, 120, 122, 124, 126)과 상기 기판(102) 사이에는 실리콘 산화물로 이루어지는 게이트 절연막들이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서(100)는 상기 기판(102) 상에 형성되며 인접하는 이미지 셀(106A)로부터 상기 전하 저장 영역(114)으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 더미 패턴(130)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 더미 패턴(130)은 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 포토다이오드(PDA) 및 상기 전하 저장 영역(114) 사이의 상기 기판(102)의 표면 부위 상에 형성될 수 있다. 이때, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 포토다이오드(PDA)는 전하 축적 영역(110A)과 피닝층(112A)을 포함할 수 있다.
상기 더미 패턴(130)은 상기 전달 게이트 전극(116)과 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다. 특히, 상기 더미 패턴(130)과 상기 전달 게이트 전극(116)은 불순물 도핑된 폴리실리콘으로 이루어질 수 있으며, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)로부터 상기 전하 저장 영역(114)으로 향하는 광은 상기 더미 패턴(130)에 의해 흡수될 수 있다. 즉, 상기 더미 패턴(130)은 상기 광을 흡수하기 위한 광 흡수 패턴으로서 기능할 수 있으며, 이에 의해 상기 전하 저장 영역(114)으로 상기 광이 유입되는 것이 방지될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(102) 상에 실리콘 산화막과 불순물 도핑된 폴리실리콘 층(미도시)을 형성한 후 상기 폴리실리콘 층과 실리콘 산화막을 패터닝함으로써 상기 전달 게이트 전극(116)과 상기 더미 패턴(130)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 전하 저장 영역(114) 상에는 상기 전하 저장 영역(114)으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 제2 더미 패턴(132)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 더미 패턴(132)은 상기 전달 게이트 전극(116) 및 상기 더미 패턴(130)과 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 더미 패턴(132)과 상기 전하 저장 영역(114) 사이에는 실리콘 산화막과 같은 절연막(134)이 형성될 수 있으며, 상기 절연막(134)에 의해 상기 제2 더미 패턴(132)과 상기 전하 저장 영역(114)이 전기적으로 서로 절연될 수 있다.
상기 기판(102)과 상기 전달 게이트 전극(116) 및 상기 더미 패턴(130) 상에는 절연층(140)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(140)은 상기 기판(102)과 상기 전달 게이트 전극(114) 및 상기 더미 패턴(130) 상에 형성되는 제1 산화막(142)과, 상기 제1 산화막(142) 상에 형성되는 질화막(144) 및 상기 질화막(144) 상에 형성되는 제2 산화막(146)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 절연층(140)은 상기 기판(102)과 상기 전달 게이트 전극(116) 및 상기 더미 패턴(130) 상에 형성되는 제1 실리콘 산화막(142)과, 상기 제1 실리콘 산화막(142) 상에 형성되는 실리콘 질화막(144) 및 상기 실리콘 질화막(144) 상에 형성되는 제2 실리콘 산화막(146)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 기판(102)과 상기 절연층(140) 사이에는 반사 방지막(148)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 상기 반사 방지막(148)은 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.
상기 절연층(140) 상에는 상기 전하 저장 영역(114)으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층(150)이 형성될 수 있으며, 상기 광 실드층(150)은 금속, 예를 들면, 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 더미 패턴(130) 및 상기 광 실드층(150) 사이에는 상기 절연층(140)을 관통하는 광 실드 패턴(152)이 형성될 수 있으며, 상기 광 실드 패턴(152)은 금속, 예를 들면, 텅스텐 또는 구리로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)로부터 상기 전하 저장 영역(114)으로 향하는 광은 상기 광 실드 패턴(152)에 의해 반사될 수 있다. 즉, 상기 광 실드 패턴(152)은 광 반사 패턴으로서 기능할 수 있다. 예를 들면, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 포토다이오드(PDA)와 상기 전하 저장 영역(114) 사이에는 소자 분리 영역(104)이 형성될 수 있으며, 상기 더미 패턴(130)은 상기 소자 분리 영역(104) 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 광 실드 패턴(152)은 상기 더미 패턴(130) 상에 형성될 수 있으며, 상기 광 실드층(150)은 상기 절연층(140)과 상기 광 실드 패턴(152) 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서(100)는, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)과 인접하는 상기 광 실드층(150)의 제1 가장자리 부위로부터 상기 기판(102)을 향하여 연장하는 제2 광 실드 패턴(154)과, 상기 포토다이오드(PD)에 인접하는 상기 광 실드층(150)의 제2 가장자리 부위로부터 상기 기판(102)을 향하여 연장하는 제3 광 실드 패턴(156)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 및 제3 광 실드 패턴들(154, 156)은 상기 제2 실리콘 산화막(146)을 관통하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 및 제3 광 실드 패턴들(154, 156)은 상기 광 실드 패턴(152)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 및 제3 광 실드 패턴들(154, 156)은 텅스텐 또는 구리와 같은 금속으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 실리콘 질화막(144)은 상기 제2 및 제3 광 실드 패턴들(154, 156)을 형성하기 위한 이방성 식각 공정에서 식각 저지막으로서 기능할 수 있다.
상기 절연층(140)과 상기 광 실드층(150) 상에는 제2 절연층(160)이 형성될 수 있다. 상기 제2 절연층(160)으로는 실리콘 산화막이 사용될 수 있다. 상기 제2 절연층(160) 상에는 복수의 금속 배선층(162, 166, 170)과 층간 절연층들(164, 168, 172)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(160) 상에는 제1 금속 배선층(162)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 절연층(160)과 상기 제1 금속 배선층(162) 상에는 제1 층간 절연층(164)이 형성될 수 있다. 상기 제1 층간 절연층(164) 상에는 제2 금속 배선층(166)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 층간 절연층(164)과 상기 제2 금속 배선층(166) 상에는 제2 층간 절연층(168)이 형성될 수 있다. 상기 제2 층간 절연층(168) 상에는 제3 금속 배선층(170)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 층간 절연층(168)과 상기 제3 금속 배선층(170) 상에는 제3 층간 절연층(172)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서(100)는 상기 층간 절연층들(164, 168, 172)을 관통하는 광 가이드 패턴층(174)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 광 가이드 패턴층(174)은 상기 층간 절연층들(164, 168, 172)을 관통하는 광 가이드 패턴들(176) 및 상기 제3 층간 절연층(172)과 상기 광 가이드 패턴들(176) 상에 형성되는 평탄화층(178)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 광 가이드 패턴층(174)은 상기 층간 절연층들(164, 168, 172)을 형성하는 실리콘 산화물보다 굴절률이 큰 유전체로 이루어질 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 절연층(160) 상에는 실리콘 질화물로 이루어진 식각 저지막(180)이 형성될 수 있다. 상기 광 가이드 패턴들(176)을 형성하기 위한 이방성 식각 공정에서 상기 층간 절연층들(164, 168, 172)은 상기 식각 저지막(180)이 노출될 때까지 부분적으로 제거될 수 있으며, 상기 광 가이드 패턴들(176)은 상기 이방성 식각 공정에 의해 형성된 관통홀들 내에 형성될 수 있다. 결과적으로, 상기 광 가이드 패턴들(176)은 상기 식각 저지막(180) 상에 형성될 수 있다.
상기와 다른 예로서, 도시되지는 않았으나, 상기 광 가이드 패턴들(176)은 상기 실리콘 질화막(144)까지 연장될 수 있다. 즉, 상기 광 가이드 패턴들(176)을 형성하기 위한 이방성 식각 공정에서 상기 층간 절연층들(164, 168, 172)과 상기 제2 절연층(160) 및 상기 제2 실리콘 산화막(146)이 상기 실리콘 질화막(144)이 노출될 때까지 부분적으로 제거될 수 있으며, 상기 이방성 식각 공정에서 상기 실리콘 질화막(144)이 식각 저지막으로 사용될 수도 있다. 이 경우, 상기 광 가이드 패턴들(176)은 상기 층간 절연층들(164, 168, 172)과 상기 제2 절연층(160) 및 상기 제2 실리콘 산화막(146)을 관통하여 상기 실리콘 질화막(144) 상에 형성될 수 있으며, 이를 통해 상기 핀드 포토다이오드들과 상기 광 가이드 패턴들(176) 사이의 거리를 크게 단축시킬 수 있다.
상기 광 가이드 패턴들(176)은 상기 전하 축적 영역들(112)과 대응하도록 위치될 수 있으며, 상기 광 가이드 패턴층(174) 상에는 복수의 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터층(182)이 형성될 수 있다. 상기 컬러 필터층(182) 상에는 제2 평탄화층(184)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 평탄화층(184) 상에 마이크로렌즈 어레이(186)가 형성될 수 있다.
상술한 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)로부터 상기 전하 저장 영역(114)으로 향하는 광은 상기 제2 광 실드 패턴(154)에 의해 차단될 수 있으며, 상기 제2 광 실드 패턴(154)과 상기 기판(102) 사이를 통해 상기 전하 저장 영역(114)으로 향하는 광은 상기 더미 패턴(130)과 상기 광 실드 패턴(152)에 의해 차단될 수 있다. 따라서, 상기 전하 저장 영역(114)으로 유입되는 광이 크게 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 이미지 센서(100)의 다이나믹 레인지와 크로스토크 및 기생 광 감도가 크게 개선될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)과 상기 전하 저장 영역(114) 사이의 상기 기판(102) 표면 부위 상에는 상대적으로 넓은 면적을 갖는 더미 패턴(190)이 형성될 수 있다. 상기 더미 패턴(190)은 상기 전하 저장 영역(114)으로 향하는 광의 흡수를 위하여 폴리실리콘으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 더미 패턴(116)의 일부가 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 피닝층(112A)의 가장자리 부위 상에 위치될 수 있으며, 상기 더미 패턴(190)과 상기 피닝층(112A) 사이의 전기적인 절연을 위하여 상기 더미 패턴(190)과 상기 피닝층(112A) 사이에는 실리콘 산화막과 같은 절연막(192)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 더미 패턴(190)과 상기 광 실드층(150) 사이에는 광 실드 패턴(194)과 제2 광 실드 패턴(196)이 형성될 수 있다. 상기 광 실드 패턴(194)과 상기 제2 광 실드 패턴(196)은 상기 절연층(140)을 관통하여 형성될 수 있다. 즉, 광 실드층(150)은 상기 제2 실리콘 산화막(146)과 상기 광 실드 패턴(194) 및 상기 제2 광 실드 패턴(196) 상에 형성될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 더미 패턴과 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 포토다이오드(PDA)의 가장자리 부위 상에 즉 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 피닝층(112A)의 가장자리 부위 상에 더미 패턴(200)이 형성될 수 있으며, 상기 더미 패턴(200) 및 상기 인접하는 이미지 셀(106A)에 인접하는 상기 광 실드층(150)의 제1 가장자리 부위 사이에는 상기 절연층(140)을 관통하도록 광 실드 패턴(204)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 더미 패턴(200)과 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 피닝층(112A) 사이의 전기적인 절연을 위하여 상기 더미 패턴(200)과 상기 피닝층(112A) 사이에는 실리콘 산화막과 같은 절연막(202)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 더미 패턴(204)과 상기 제2 더미 패턴(132) 사이에는 상기 제2 실리콘 산화막(146)을 관통하도록 제2 광 실드 패턴(206)이 형성될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 광 실드층(150)의 제1 가장자리 부위로부터 상기 기판(102)을 향하여 연장하는 제2 광 실드 패턴(210)이 형성될 수 있다. 특히, 상기 제2 광 실드 패턴(210)은 상기 절연층(140)을 관통하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 광 실드 패턴(210)은 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 피닝층(112A) 상부에 위치될 수 있으며, 상기 제1 산화막(142)과 상기 질화막(144) 및 상기 제2 산화막(146)을 관통하여 상기 반사 방지막(148) 상에 형성될 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 더미 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 전하 저장 영역(114)과 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 포토다이오드(PDA) 사이에는 소자 분리 영역(220)과 더미 패턴(230)이 형성될 수 있다. 특히, 상기 더미 패턴(230)은 상기 소자 분리 영역(232) 내에 형성되는 하부 패턴(232)과 상기 하부 패턴(232) 상에 형성되는 상부 패턴(234)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(102)의 표면 부위 내에 상기 소자 분리 영역(220)을 형성한 후 상기 소자 분리 영역(220) 내에 트렌치(222)를 형성할 수 있으며, 상기 트렌치(222)를 매립하도록 불순물 도핑된 폴리실리콘 층(미도시)을 형성할 수 있고, 이어서 상기 폴리실리콘 층을 패터닝함으로써 상기 더미 패턴(230)을 형성할 수 있다.
도 8 및 도 9는 도 1에 도시된 광 실드 패턴 및 제2 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도들이다.
도 8을 참조하면, 상기 광 실드층(150)의 제1 가장자리 부위 및 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 포토다이오드(PDA)의 가장자리 부위 사이에는 제1 광 실드 패턴(240)이 형성될 수 있으며, 상기 광 실드층(150) 및 상기 소자 분리 영역(104) 사이에는 제2 광 실드 패턴(242)이 형성될 수 있다. 특히, 상기 제1 및 제2 광 실드 패턴들(240, 242)은 상기 절연층(140)을 관통하여 형성될 수 있으며, 상기 인접하는 이미지 셀(106A)로부터 상기 전하 저장 영역(114)으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 즉 상기 제1 및 제2 광 실드 패턴들(240, 242)은 상기 제1 산화막(142)과 상기 질화막(144) 및 상기 제2 산화막(146)을 관통하여 상기 반사 방지막(148) 상에 형성될 수 있다. 다른 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 광 실드 패턴들(240, 242)은 상기 제2 산화막(146)을 관통하여 상기 질화막(144) 상에 형성될 수도 있다.
도 10 및 도 11은 도 1에 도시된 광 실드 패턴의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 10을 참조하면, 상기 광 실드층(150)의 가장자리 부위와 상기 기판(102) 사이에는 상기 인접하는 이미지 셀(106A)로부터 상기 전하 저장 영역(114)으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드 패턴(250)이 형성될 수 있다. 상기 광 실드 패턴(250)은 상대적으로 넓은 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 광 실드 패턴(250)의 일부는 상기 광 실드층(150)과 상기 인접하는 이미지 셀(106A)의 포토다이오드(PDA)의 가장자리 부위 사이에 형성될 수 있으며, 상기 광 실드 패턴(250)의 다른 일부는 상기 광 실드층(150)과 상기 소자 분리 영역(104) 사이에 형성될 수 있다. 아울러, 상기 광 실드 패턴(250)은 상기 절연층(140)을 관통하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 광 실드 패턴(250)은 상기 제1 산화막(142)과 상기 질화막(144) 및 상기 제2 산화막(146)을 관통하여 상기 반사 방지막(148) 상에 형성될 수 있다. 다른 예로서, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 광 실드 패턴(250)은 상기 제2 산화막(146)을 관통하여 상기 질화막(144) 상에 형성될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 이미지 센서 102 : 기판
104 : 소자 분리 영역 106 : 이미지 셀
110 : 전하 축적 영역 112 : 피닝층
114 : 전하 저장 영역 116 : 전달 게이트 전극
118 : 플로팅 확산 영역 120 : 제2 전달 게이트 전극
130 : 더미 패턴 132 : 제2 더미 패턴
140 : 절연층 150 : 광 실드층
152 : 광 실드 패턴 154 : 제2 광 실드 패턴
156 : 제3 광 실드 패턴 160 : 제2 절연층
162, 166, 170 : 금속 배선층 164, 168, 172 : 층간 절연층
174 : 광 가이드 패턴층 176 : 광 가이드 패턴
178 : 평탄화층 180 : 식각 저지막
182 : 컬러 필터층 184 : 제2 평탄화층
186 : 마이크로렌즈 어레이 PD : 포토다이오드
104 : 소자 분리 영역 106 : 이미지 셀
110 : 전하 축적 영역 112 : 피닝층
114 : 전하 저장 영역 116 : 전달 게이트 전극
118 : 플로팅 확산 영역 120 : 제2 전달 게이트 전극
130 : 더미 패턴 132 : 제2 더미 패턴
140 : 절연층 150 : 광 실드층
152 : 광 실드 패턴 154 : 제2 광 실드 패턴
156 : 제3 광 실드 패턴 160 : 제2 절연층
162, 166, 170 : 금속 배선층 164, 168, 172 : 층간 절연층
174 : 광 가이드 패턴층 176 : 광 가이드 패턴
178 : 평탄화층 180 : 식각 저지막
182 : 컬러 필터층 184 : 제2 평탄화층
186 : 마이크로렌즈 어레이 PD : 포토다이오드
Claims (26)
- 기판 내에 형성된 포토다이오드;
상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역;
상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극;
상기 기판 상에 형성되며 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 더미 패턴;
상기 기판과 상기 전달 게이트 전극 및 상기 더미 패턴 상에 형성된 절연층;
상기 절연층 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층; 및
상기 더미 패턴 및 상기 광 실드층 사이에서 상기 절연층을 관통하도록 형성되는 광 실드 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제1항에 있어서, 상기 더미 패턴은 상기 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 상기 기판의 표면 부위 상에 형성되며 상기 전달 게이트 전극과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 더미 패턴은 상기 광을 흡수하기 위하여 폴리실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 인접하는 이미지 셀과 인접하는 상기 광 실드층의 제1 가장자리 부위로부터 상기 기판을 향하여 연장하는 제2 광 실드 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제6항에 있어서, 상기 절연층은, 상기 기판과 상기 전달 게이트 전극 및 상기 더미 패턴 상에 형성되는 제1 산화막과, 상기 제1 산화막 상에 형성되는 질화막과, 상기 질화막 상에 형성되는 제2 산화막을 포함하며,
상기 제2 광 실드 패턴은 상기 제2 산화막을 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제6항에 있어서, 상기 기판과 상기 절연층 사이에 형성된 반사 방지막을 더 포함하며,
상기 제2 광 실드 패턴은 상기 절연층을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제1항에 있어서, 상기 포토다이오드에 인접하는 상기 광 실드층의 제2 가장자리 부위로부터 상기 기판을 향하여 연장하는 제3 광 실드 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 더미 패턴 및 상기 광 실드층 사이에서 상기 절연층을 관통하도록 형성되는 제2 광 실드 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 절연층과 상기 광 실드층 상에 형성된 제2 절연층과,
상기 제2 절연층 상에 형성된 복수의 층간 절연층들과,
상기 층간 절연층들 사이에 형성된 금속 배선층들과,
상기 층간 절연층들을 관통하며 상기 포토다이오드와 대응하는 광 가이드 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제12항에 있어서, 상기 제2 절연층 상에 형성된 식각 저지막을 더 포함하며,
상기 광 가이드 패턴은 상기 층간 절연층들을 관통하여 상기 식각 저지막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제1항에 있어서, 상기 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 상기 기판의 표면 부위 내에 형성되는 소자 분리 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제14항에 있어서, 상기 더미 패턴은 상기 소자 분리 영역 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제14항에 있어서, 상기 더미 패턴은 상기 소자 분리 영역 내에 형성되는 하부 패턴과 상기 하부 패턴 상에 형성되는 상부 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 전하 저장 영역 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 제2 더미 패턴과,
상기 전하 저장 영역과 상기 제2 더미 패턴 사이에 형성되며 상기 전하 저장 영역을 상기 제2 더미 패턴으로부터 전기적으로 절연시키기 위한 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제17항에 있어서, 상기 제2 더미 패턴은 상기 더미 패턴과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 삭제
- 기판 내에 형성된 포토다이오드;
상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역;
상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극;
상기 전하 저장 영역 및 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 사이의 상기 기판의 표면 부위 내에 형성되는 소자 분리 영역;
상기 기판 상에 형성되는 절연층;
상기 절연층 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층;
상기 광 실드층의 가장자리 부위 및 상기 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드의 가장자리 부위 사이에 형성되며 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 제1 광 실드 패턴; 및
상기 광 실드층 및 상기 소자 분리 영역 사이에 형성되며 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 제2 광 실드 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제20항에 있어서, 상기 기판과 상기 절연층 사이에 형성된 반사 방지막을 더 포함하며,
상기 제1 광 실드 패턴과 상기 제2 광 실드 패턴은 상기 절연층을 관통하여 상기 반사 방지막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 제20항에 있어서, 상기 절연층은, 상기 기판 상에 형성되는 제1 산화막과, 상기 제1 산화막 상에 형성되는 질화막과, 상기 질화막 상에 형성되는 제2 산화막을 포함하며,
상기 제1 광 실드 패턴과 상기 제2 광 실드 패턴은 상기 제2 산화막을 관통하여 상기 질화막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 삭제
- 기판 내에 형성된 포토다이오드;
상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역;
상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극;
상기 전하 저장 영역 및 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 사이의 상기 기판의 표면 부위 내에 형성되는 소자 분리 영역;
상기 기판 상에 형성되는 절연층;
상기 절연층 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층; 및
상기 기판과 상기 광 실드층 사이에 형성되며 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드 패턴을 포함하되,
상기 광 실드 패턴의 일부는 상기 광 실드층과 상기 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드의 가장자리 부위 사이에 형성되고, 상기 광 실드 패턴의 다른 일부는 상기 광 실드층과 상기 소자 분리 영역 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 기판 내에 형성된 포토다이오드;
상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역;
상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극;
상기 전하 저장 영역 및 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 사이의 상기 기판의 표면 부위 내에 형성되는 소자 분리 영역;
상기 기판 상에 형성되는 절연층;
상기 절연층 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층;
상기 기판과 상기 광 실드층 사이에 형성되며 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드 패턴; 및
상기 기판과 상기 절연층 사이에 형성된 반사 방지막을 포함하되,
상기 광 실드 패턴은 상기 절연층을 관통하여 상기 반사 방지막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. - 기판 내에 형성된 포토다이오드;
상기 포토다이오드로부터 일측으로 이격되어 형성된 전하 저장 영역;
상기 포토다이오드 및 상기 전하 저장 영역 사이의 채널 영역 상에 형성되며 상기 포토다이오드로부터 상기 전하 저장 영역으로 전하를 이동시키기 위한 전달 게이트 전극;
상기 전하 저장 영역 및 인접하는 이미지 셀의 포토다이오드 사이의 상기 기판의 표면 부위 내에 형성되는 소자 분리 영역;
상기 기판 상에 형성되는 절연층;
상기 절연층 상에 형성되며 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드층; 및
상기 기판과 상기 광 실드층 사이에 형성되며 상기 인접하는 이미지 셀로부터 상기 전하 저장 영역으로 광이 유입되는 것을 방지하기 위한 광 실드 패턴을 포함하되,
상기 절연층은, 상기 기판 상에 형성되는 제1 산화막과, 상기 제1 산화막 상에 형성되는 질화막과, 상기 질화막 상에 형성되는 제2 산화막을 포함하며,
상기 광 실드 패턴은 상기 제2 산화막을 관통하여 상기 질화막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |