KR20010029957A - 광 장벽 - Google Patents
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Abstract
광 장벽층이 텅스턴(W) 또는 티타늄 텅스턴(TiW)으로 구성된다. 광 장벽 물질층은 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명층위에 침착된다. 그 다음, 광 장벽 물질은 포토리소그래피 공정 단계 및 식각액으로 과산화 수소를 이용하여 패터닝된다. 패터닝된 광 장벽물질은 광 감지 장치 위의 광 차폐층으로 작용하여, 다크 기준 장치 또는 다크 픽셀을 형성한다,
Description
본 발명은 집적 회로 제조에 관한 것으로, 특히 광 또는 촬상 장치를 포함하는 집적 회로에 관한 것이다.
다크 픽셀(dark pixel)은 광 감지 및 촬상 장치에 이용되어, 광 감지기상에 제공되는 광과는 다른 원인에 의해 생성되는 신호 성분을 보상한다. 이러한 신호 성분을 다크 전류라 한다. 다크 전류를 보상하기 위해서, 하나 이상의 광 감지기(또한 픽셀로 알려짐)가 임의의 광을 수신하지 못하게 된다. 다크 전류를 보상하기 위해, 다크 픽셀의 출력을 광 수신 픽셀의 출력으로 감산하고, 이에 따라 광 수신 픽셀의 출력에 의해 다크 전류 성분이 제거된다.
픽셀을 형성하기 위해, 광전 장치(photoelectric device)가 투명층으로 제조된다. 전형적으로, 투명층은 도전성이면서 광이 통과하여 광 감지 영역에 제공되도록 한다. 투명층이 도전성이기 때문에, 투명층은 패터닝되어 광 감지 또는 촬상 장치를 형성하는데 있어서 전극 또는 다른 도전체로 이용될 수 있다. 이 투명층은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO), 인듐 옥사이드, 틴 옥사이드, 아연 옥사이드, 카드뮴(cadmium) 옥사이드, 카드뮴 틴 옥사이드, 티타늄 옥사이드 및 골드 박막을 포함하는 그룹으로 부터 선택된다.
다크 픽셀을 형성하기 위해, 픽셀의 광 수신 영역은 그 픽셀에 대한 수신광을 차단하는 광 차폐층으로 차폐된다. 종래의 장치에서는 이러한 광 차폐층을, 알루미늄(Al) 또는 Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Ti, 및 Al-Si-Cu등과 같은 알루미늄 합금으로 구성하였다.
불행하게도, 투명층위에 광 차폐층을 배치하는 것이 바람직할 경우에, 이러한 광 차폐 물질을 패터닝하기가 어렵다. 이러한 물질에 대한 전형적인 식각액을 이용하여 광 차폐층을 에칭할 경우, ITO에 대한 손상을 피하기 위해 외적인 공정 단계 및 포토마스크가 필요하다. 따라서, 본 분야에는 ITO를 에칭하지 않고도 쉽게 에칭될 수 있는 광 차폐층이 필요하다.
본 발명의 바람직한 실시예는 광 장벽 또는 광 차폐층을 제공한다. 이 층은 종래의 집적 회로 공정 단계를 이용하여 제공될 수 있다. 또한, 이 층은 인듐 틴 옥사이드(ITO)위에 배치되어 ITO와 반대로 반응하지 않은 식각액으로 에칭될 수 있다. 이에 따라, ITO는, ITO의 상면에 광 차폐층을 형성하는데 필요한 공정 단계의 수를 단순화하는 에치 정지층으로 된다.
본 발명에 따른 광 장벽은 텅스턴(W) 또는 티타늄-텅스턴(TiW)을 포함한다. 광 장벽 물질층은 ITO위에 침착된다. 광 장벽 물질은, 공지된 포토리스그래피 포토레지스트(photolithography photoresist) 및 공정 단계를 이용하고, 식각액으로 하이드로젠 페록사이드(hydrogen peroxide)를 이용하여 패터닝된다. 패터닝된 광 장벽은 광 감지 장치위의 광 차폐층으로 작용하여 다크 픽셀을 형성한다.
본 발명의 다른 측면 및 장점은, 실시예를 이용하여 본 발명의 원리를 설명한 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 통해 보다 명확히 알수 있을 것이다.
도1은 광장벽을 가진 다크 픽셀의 단면도,
도2는 텅스턴 또는 티타늄-텅스턴 광 장벽을 생성할 수 있는 공정 흐름도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 광 장벽 102 : 투명층
104 : 기판 106 : 광 감지 장치
도 1은 광 장벽을 가진 다크 픽셀의 단면도이다. 광 감지 장치(106)는 기판(104)내 또는 위에 제조된다. 이 광 감지 장치(106)는 임의 유형의 물질을 이용하여 제조된 임의 유형의 광 감지 장치일 수 있다. 광 감지 장치는 광 다이오드, 광 트랜지스터, CCD(Charge Coupled Device), 광 전지 셀, 광 레지스터, 광 배리스터(photovaristor)등을 포함하는 장치일 수 있다. 이러한 장치를 구성하는데 이용된 물질은 단 결정 실리콘, 비정질 실리콘, 폴리 실리콘, 카드뮴 황화물, 리드 텔루르 화합물(lead telluride), 갈륨 악세나이드, 실리콘 카바이드(silicon carbide), 게르마늄, 게르마늄-실리콘등을 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 광 감지 장치(106)는 비정질 실리콘을 이용하여 구성된 광다이오드이다.
광 감지 장치의 상면에 증착된 것은 투명층(102)이다. 투명층(102)은 도전성이며, 또한 광이 통과하여 광 감지 장치(106)에 제공되도록 한다. 투명층(102)이 도전성이기 때문에, 패터닝되어 광 감지 장치(106)를 형성하는데 있어서 전극 또는 다는 도전체로 이용될 수 있다. 투명층(102)은 인듐 틴 옥사이드, 인듐 옥사이드, 틴 옥사이드, 아연 옥사이드, 카드뮴(cadmium) 옥사이드, 카드뮴 틴 옥사이드, 티타늄 옥사이드 및 골드 박막등을 포함하는 그룹으로 부터 선택된 물질로 이루어진다. 바람직한 실시예에 있어서, 투명층(102)은 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 이루어진다.
투명층(102)의 상면위에 광 장벽(100)이 있다. 광 장벽(100)은 텅스턴(W) 또는 티타늄-텅스턴(TiW)으로 이루어진다. 바람직한 실시예에 있어서, 광 장벽(100)은 텅스턴으로 이루어진다. 광 장벽(100)을 만들기 위해, W층 또는 TiW층은 물리적 기상 증착(즉, 증발 또는 스퍼터링), 저압 화학적 기상 증착(LPCVD)등과 같은 공정을 이용하여 증착된다. 이러한 W층 또는 TiW층은, 표준 포토레지스트 기법에 있어서 식각액으로 과산화수소를 사용하여 패터닝된다. 바람직한 실시예에 있어서 광 장벽층은 스퍼터링을 사용하여 침착된다.
W 또는 TiW층이 패터닝되어, 적어도 광 장벽(100)을 형성하는 광 감지 장치(106)의 광 감지 영역을 피복한다. W층 또는 TiW층이 광학적으로 패터닝되어, 와이어링 회로에 대한 도전 트레이스를 설정하거나, 추가적인 불투명 영역을 형성한다. 패시베이션층과 같이 다른 공정층은 광 감지 장치(106) 및 광 장벽(100)위에 광학적으로 침착된다.
도 2는 텅스턴(W) 또는 티타늄 텅스턴(TiW) 광 장벽을 생성할 수 있는 공정 흐름도이다. 단계(202)에 있어서, 텅스턴 또는 티타늄 텅스턴층은 투명층을 가지는 개시 물질위에 침착된다. 바람직한 실시예에 있어서, 이 개시 물질의 상부는 인듐 틴 옥사이드로된 투명층이다.
단계(204)에 있어서, 포토레지스트는 W 또는 TiW위에 침착되고, 선택적으로 노출되며, 현상된다. 표준적인 포토 레지스트 침착, 노출, 현상등과 같은 절차가 이 단계에서 이용된다. 바람직한 실시예에 있어서, SPR3625 포토레지스트가 이용된다. 이 포토레지스트는 Shipley Co., Marlborough, Massachusetts로 부터 입수할 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 이 레지스트는 Arch Chemicals, Norwalk, Connecticut로 부터 입수할 수 있는 OPD262를 이용하여 노출되고 현상된다. 이러한 공정은 포토레지스트를 패터닝하여, 광 장벽 및 다른 W 또는 TiW 구조를 필요로 하는 영역위헤 포토레지스트를 남긴다.
단계(205)에 있어서, 포토 레지스트는, 습식 에치에 의한 침식에 보다 저항력이 커지도록 하드 베이킹된다. 바람직한 실시예에 있어서, 포토 레지스트는 90초동안 섭씨 200℃로 UV광에 의해 베이킹된다.
단계(206)에 있어서, W 또는 TiW층은 과산화 수소 용제를 이용하여 에칭된다. 바람직한 실시예에 있어서, 40℃에서 31%의 과산화 수소 용제를 이용하여 3.5분 동안 에칭한다. 이로인해, 패터닝된 포토레지스트에 의해 보호되지 않은 일부 W 또는 TiW층이 제거되어 패터닝된 W 또는 TiW층이 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 과산화 수소가 식각액으로 이용되는데, 이는 과산화 수소가 투명층을 크게 침식시키지 않기 때문이다.
단계(208)에 있어서, 포토레지스트가 제거되고, 패터닝된 W 또는 TiW층이 남는다. 바람직한 실시예에 있어서, 포토 레지스트는, Ashland-ACT, Easton, Pennsylvania a business unit of the Electronic Chemicals Division of Ashland Chemical Company(이전에는 Advanced Chemical Technologies였음)로 부터 입수 가능한 ACT NP-937로 습식 화학적 레지스트 스트립 공정을 이용하여 제거된다. 바람직한 실시예에 있어서, 적어도 다크 픽셀위에 광 장벽을 형성하는 광 감지 장치의 광 감지 영역을 피복하도록 W 또는 TiW가 패터닝된다. 패시베이션층을 추가하는 것과 같은 다른 공정 단계을 이용하여, 광 장벽 내부, 주변 및 위에 보다 많은 장치 특징부를 형성한다. 비록, 본 발명에 대한 다수개의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명이 상술한 바와 같은 특정의 형상 또는 구조에만 국한되는 것은 아니다. 본 발명은 청구범위에 의해서만 국한된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 ITO를 에칭하지 않고도 쉽게 에칭될 수 있는 광 차폐층을 제공하는 효과가 있다. 비록, 본 발명에 대한 다수개의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명이 상술한 바와 같은 특정의 형상 또는 구조에만 국한되는 것은 아니다. 본 발명은 청구범위에 의해서만 국한된다.
Claims (10)
- 텅스턴으로 된 패턴층(100)을 포함하는 광 장벽.
- 제 1 항에 있어서,상기 패턴층(100)은 광 감지 장치(106)위에 배치되어, 상기 광 감지 장치(106)의 광 수신 영역에 광이 제공되지 못하게 막는 광 장벽.
- 제 2 항에 있어서,상기 패턴층은 투명층(102)과 접촉되어 있는 광 장벽.
- 티타늄 텅스턴으로 된 패턴층을 포함하는 광 장벽.
- 제 4 항에 있어서,상기 패턴층(100)은 광 감지 장치(106)위에 배치되어, 상기 광 감지 장치(106)의 광 수신 영역에 광이 제공되지 못하게 막는 광 장벽.
- 제 5 항에 있어서,상기 패턴층(100)은 투명층과 접촉하고 있는 광 장벽.
- 광 수신 영역을 가지는 광 감지 장치(106)와,상기 광 수신 영역 위에 배치되고, 텅스턴을 구비하는 광 차폐층(100)을 포함하는 다크 픽셀
- 투명층(202)위에 텅스턴을 포함하는 광 장벽 물질을 침착시키는 단계와,상기 광 장벽 물질을 패터닝하는 단계를 포함하는 광 장벽 형성 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 패터닝 단계는 상기 투명층(206)을 에칭하지 못하는 식각액으로 상기 광 장벽 물질을 에칭하는 단계를 포함하는 광 장벽 형성 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 식각액은 과산화 수소 용제인 광 장벽 형성 방법.
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