KR20010061341A - 이미지센서의 제조 방법 - Google Patents
이미지센서의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010061341A KR20010061341A KR1019990063834A KR19990063834A KR20010061341A KR 20010061341 A KR20010061341 A KR 20010061341A KR 1019990063834 A KR1019990063834 A KR 1019990063834A KR 19990063834 A KR19990063834 A KR 19990063834A KR 20010061341 A KR20010061341 A KR 20010061341A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- film
- image sensor
- layer
- nitride film
- microlens
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
경도가 크고 열에 강한 물질을 이용하여 마이크로렌즈를 형성하므로써 광굴절율 및 광감도가 우수한 마이크로렌즈의 제조 방법에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명은 포토다이오드를 포함한 소정 공정이 완료된 기판 상에 평탄층을 형성하는 제 1 단계, 상기 평탄층 상부에 산화막을 형성하고 상기 포토다이오드와 동일한 폭으로 상기 산화막을 선택적으로 식각하는 제 2 단계, 상기 결과물 상부에 질화막을 형성하는 제 3 단계, 상기 질화막을 전면식각하여 상기 선택적으로 식각된 산화막의 측벽에 질화막스페이서를 형성하여 상기 산화막과 질화막스페이서로 이루어지는 마이크로렌즈를 형성하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 이미지센서의 제조 방법에 관한 것으로, 광굴절율을 향상시킨 이미지센서의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이미지센서(Image Sensor)로는 CCD(Charge coupled device) 이미지센서와 CMOS 이미지센서가 있는데, 최근에는 주로 CMOS 이미지센서기술이 완성 단계에 이르러 상용화에 이르고 있다.
CMOS 이미지센서는 빛을 감지하는 광감지부분과 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이타화하는 로직회로 부분으로 구성되어 있다. 광감도(Sensitivity)를 높이기 위하여 전체 이미지센서 소자에서 광감지부분의 면적이 차지하는 비율(Fill factor)을 크게하려는 노력이 진행되고 있지만, 근본적으로 로직회로 부분을 제거할 수 없기 때문에 제한된 면적하에서 이러한 노력에는 한계가 있다. 따라서 광감도를 높여주기 위하여 광감지부분 이외의 영역으로 입사하는 빛의 경로를 바꿔서 광감지 부분으로 모아주는 집광기술이 등장하였는데, 이러한 기술이 바로 마이크로 렌즈(Microlens; ML) 형성 기술이다. 또한 , 컬러이미지를 구현하기 위한 이미지센서는 외부로부터의 빛을 받아 광전하를 생성 및 축적하는 광감지부분 상부에 컬러필터(Color filter)가 순차적으로 배열되어 있다. 상기의 칼라필터배열(Color Filter Array; CFA)은 적색(Red), 초록색(Green) 및 청색(Blue)의 3가지 컬러로 이루어지거나, 황색(Yellow), 자황색(Magenta) 및 청록색(Cyan)의 3가지칼라로 이루어질 수 있다.
이와 같이 이미지센서의 광감도를 높이기 위하여 마이크로렌즈(ML)를 이용한다.
도 1a 내지 도 1b는 종래기술에 따른 이미지센서 제조 방법을 나타낸 도면으로서, 실리콘기판(11) 상부에 이미지센서의 단위화소간의 전기적인 절연을 위하여 필드절연막(12)을 형성하고 포토다이오드와 같은 수광소자(13)들을 포함하는 단위화소를 형성한 후 광투과절연막 및 소자보호막(14)을 형성한다. 여기서 상기 광투과절연막 상부에는 금속배선이 형성될 수 있으며, 상기 소자보호막은 수분이나 스크래치로부터 소자를 보호하기 위하여 산화막 또는 질화막 또는 산화막과 질화막의 적층막을 연속적으로 도포하여 형성할 수 있다.
이어 상기 소자보호막(14) 상부에 이미지센서의 컬러이미지구현을 위하여 컬러감광막을 도포하고 현상공정으로 순차적으로 컬러필터(15)를 형성하고, 상기 컬러필터(15) 상부에 평탄화 및 초점거리 조절을 위한 OCM(Over Coating Material) (16)층을 형성하고, 상기 OCM층(16) 상부에 감광막을 도포하고 노광 및 현상으로 패터닝한 다음 열공정으로 리플로우하여 상기 컬러필터(15)에 대향하는 마이크로렌즈(18)를 형성한다.
상기와 같이 마이크로렌즈(18)의 물질로 감광막을 이용하는데, 이러한 감광막은 경도가 약하고 스크래치(Scratch)와 열(Thermal)에 약하다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 경도가 크고 열에 강한 물질을 이용하여 마이크로렌즈를 형성하므로써 광굴절율 및 광감도가 우수한 이미지센서의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1b는 종래기술에 따른 마이크로렌즈 제조 방법을 나타낸 도면,
도 2a 내지 도 2d 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로렌즈 제조 방법을 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
21 : 실리콘기판 22 : 필드절연막
23 : 포토다이오드 24 : 광투과절연막 및 소자보호막
25 : 컬러필터 26 : OCM층
27a : SiO2막 패턴 29a : 질화막스페이서
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 포토다이오드를 포함한 소정 공정이 완료된 기판 상에 평탄층을 형성하는 제 1 단계, 상기 평탄층 상부에 산화막을 형성하고 상기 포토다이오드와 동일한 폭으로 상기 산화막을 선택적으로 식각하는 제 2 단계, 상기 결과물 상부에 질화막을 형성하는 제 3 단계, 상기 질화막을 전면식각하여 상기 선택적으로 식각된 산화막의 측벽에 질화막스페이서를 형성하여 상기 산화막과 질화막스페이서로 이루어지는 마이크로렌즈를 형성하는 제 4 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2d 는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로렌즈 제조 방법을 나타낸 도면이이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 실리콘기판(21) 상부에 이미지센서의 단위화소간의 전기적인 절연을 위하여 필드절연막(22)을 형성하고 수광소자인 포토다이오드 (23)를 포함하는 단위화소를 형성한 후 광투과절연막 및 소자보호막(24)을 형성한다. 여기서 상기 광투과절연막 상부에는 금속배선이 형성될 수 있으며, 상기 소자보호막은 수분이나 스크래치로부터 소자를 보호하기 위하여 산화막 또는 질화막 또는 산화막과 질화막의 적층막을 연속적으로 도포하여 형성할 수 있다.
이어 상기 광투과절연막 및 소자보호막(24) 상부에 이미지센서의 컬러이미지구현을 위하여 컬러감광막을 도포하고 현상공정으로 순차적으로 컬러필터(25)를 형성하고, 상기 컬러필터(25) 상부에 평탄화 및 초점거리 조절을 위한 OCM(Over Coating Material)층(26)을 형성한다. 이어 상기 OCM층(26) 상부에 마이크로렌즈물질로서 굴절율이 1.46인 SiO2막(27)을 증착한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 포토다이오드(23)의 너비와 동일한 너비로 상기 SiO2막(27)을 패터닝하여 SiO2막 패턴(27a)를 형성한다. 여기서 SiO2막 패턴 (27a)은 광투과절연막 및 소자보호막(24)과 동일한 굴절율을 갖게 하여 직진성의 빛을 입사받는다.
이어 상기 SiO2막 패턴(27a)을 포함한 전면에 Si3N4막(28)을 증착한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 Si3N4막(28)을 전면식각하여 상기 SiO2막패턴(27a) 측벽에 접하는 질화막스페이서(29)를 형성한다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 측벽스페이서 과정을 3회 진행하면 일정너비의 질화막스페이서(29a)를 형성할 수 있다. 여기서 질화막스페이서(29a)는 굴절하는 빛을 통과시켜주는 부분으로 Si3N4막(28)의 굴절율(2.0)이 통상 마이크로렌즈물질로 이용된 감광막의 굴절율(1.6)보다 크므로 빛을 받아들이는 광굴절율 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은 굴절율이 큰 SiO2막과 Si3N4막을 사용하여 마이크로렌즈를 형성하므로써 마이크로렌즈의 광굴절율특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 이미지센서의 마이크로렌즈 제조 방법에 있어서,포토다이오드를 포함한 소정 공정이 완료된 기판 상에 평탄층을 형성하는 제 1 단계;상기 평탄층 상부에 산화막을 형성하고 상기 포토다이오드와 동일한 폭으로 상기 산화막을 선택적으로 식각하는 제 2 단계;상기 결과물 상부에 질화막을 형성하는 제 3 단계; 및상기 질화막을 전면식각하여 상기 선택적으로 식각된 산화막의 측벽에 질화막스페이서를 형성하여 상기 산화막과 질화막스페이서로 이루어지는 마이크로렌즈를 형성하는 제 4 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이미지센서의 마이크로렌즈 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 단계를 반복실시하여 상기 질화막스페이서의 폭을 넓히는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 마이크로렌즈 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 단계에서,상기 산화막은 굴절율이 1.46인 SiO2막을 이용함을 특징으로 하는 이미지센서의 마이크로렌즈 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 단계에서,상기 질화막은 굴절율이 2.0인 것을 특징으로 하는 이미지센서의 마이크로렌즈 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990063834A KR20010061341A (ko) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 이미지센서의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990063834A KR20010061341A (ko) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 이미지센서의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010061341A true KR20010061341A (ko) | 2001-07-07 |
Family
ID=19631154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990063834A KR20010061341A (ko) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 이미지센서의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20010061341A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7253018B2 (en) | 2004-07-15 | 2007-08-07 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and method for fabricating the same |
| US7384813B2 (en) * | 2004-12-28 | 2008-06-10 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating CMOS image sensor |
| KR100873289B1 (ko) * | 2002-07-19 | 2008-12-11 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 경사입사광의 영향을 감소시킨 시모스 이미지센서 |
| US7916204B2 (en) | 2003-05-08 | 2011-03-29 | Micron Technology, Inc. | Multiple microlens system for image sensors or display |
| US10950642B2 (en) | 2018-02-26 | 2021-03-16 | SK Hynix Inc. | Image sensor including partition patterns |
-
1999
- 1999-12-28 KR KR1019990063834A patent/KR20010061341A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100873289B1 (ko) * | 2002-07-19 | 2008-12-11 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 경사입사광의 영향을 감소시킨 시모스 이미지센서 |
| US7916204B2 (en) | 2003-05-08 | 2011-03-29 | Micron Technology, Inc. | Multiple microlens system for image sensors or display |
| US7253018B2 (en) | 2004-07-15 | 2007-08-07 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and method for fabricating the same |
| US7384813B2 (en) * | 2004-12-28 | 2008-06-10 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating CMOS image sensor |
| US10950642B2 (en) | 2018-02-26 | 2021-03-16 | SK Hynix Inc. | Image sensor including partition patterns |
| US12034022B2 (en) | 2018-02-26 | 2024-07-09 | SK Hynix Inc. | Image sensor including partition patterns |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5318325B2 (ja) | イメージセンサの製造方法 | |
| US7522341B2 (en) | Sharing of microlenses among pixels in image sensors | |
| US8344469B2 (en) | Image sensor and method for manufacturing the same | |
| CN101414614B (zh) | 图像感测装置及其制造方法 | |
| KR100303774B1 (ko) | 개선된 광감도를 갖는 씨모스이미지센서 제조방법 | |
| US20090278220A1 (en) | Image sensor and fabricting method thereof | |
| KR100937654B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| JP2000196053A (ja) | イメ―ジセンサ及びその製造方法 | |
| US20060125020A1 (en) | CMOS image sensor and method for fabricating the same | |
| KR20010061308A (ko) | 박막 이미지센서의 제조 방법 | |
| KR100329782B1 (ko) | 광감도 개선을 위한 이미지센서 제조방법 | |
| KR20010061341A (ko) | 이미지센서의 제조 방법 | |
| KR100449951B1 (ko) | 이미지센서 및 그 제조 방법 | |
| KR20010004114A (ko) | 이미지센서의 마이크로렌즈 및 그 형성방법 | |
| KR20010061056A (ko) | 광감도 개선을 위한 이미지센서의 제조 방법 | |
| KR20010061343A (ko) | 이미지센서 제조 방법 | |
| KR100399939B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20040058664A (ko) | 시모스 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| KR20010061078A (ko) | 정확한 컬러이미지 구현을 위한 이미지센서 제조 방법 | |
| KR100640531B1 (ko) | 자기 정렬 이미지 센서 제조방법 | |
| KR100873289B1 (ko) | 경사입사광의 영향을 감소시킨 시모스 이미지센서 | |
| KR20010004173A (ko) | 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR101410957B1 (ko) | 이미지 센서 및 그의 제조방법 | |
| KR20010058998A (ko) | 광감도를 개선하기 위한 이미지센서의 제조 방법 | |
| KR20010004175A (ko) | 광감도 개선을 위한 이미지센서 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |