KR20050032867A - Complementary metal oxide semiconductor image sensor and method for fabricating thereof - Google Patents

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Abstract

A CMOS(complementary metal oxide semiconductor) image sensor is provided to solve the problems caused by formation of an oxide layer on a lens part by embodying an image sensor having a micro lens from which a dead space is removed without using an oxide layer. A semiconductor substrate(106) is prepared which has a photocharge generating part and a predetermined pattern including a conductive interconnection. A color filter array(114) is formed on the pattern to filter the incident light from the outside. Lens parts concentrate the incident light from the outside on each color filter of the color filter array. A micro lens(122) from which a dead space between the lens parts is eliminated includes the semiconductor substrate, the color filter array and the lens parts. The lens parts are composed of a multilayer structure of at least two layers and each layer of the lens parts is made of the same material.

Description

이미지 센서 및 이의 제조 방법{COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTOR IMAGE SENSOR AND METHOD FOR FABRICATING THEREOF}IMAGE SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF {COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTOR IMAGE SENSOR AND METHOD FOR FABRICATING THEREOF}

본 발명은 마이크로 렌즈를 구비하는 이미지 센서(image sensor) 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로 렌즈의 렌즈부간 데드 스페이스(dead space)를 제거할 수 있는 이미지 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor including a microlens and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to an image sensor capable of removing dead space between lens sections of a microlens and a method of manufacturing the same. will be.

일반적으로 이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 씨씨디(CCD: Charged Coupled Device) 이미지 센서와 씨모스(CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서가 있다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and includes a Charged Coupled Device (CCD) image sensor and a Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) image sensor.

상기한 이미지 센서를 제조함에 있어서, 이미지 센서의 광감도(photo sensitivity)를 증가시키기 위한 노력들이 진행되고 있는 바, 그 중 하나가 집광 기술이다.In the manufacture of the image sensor described above, efforts are being made to increase the photo sensitivity of the image sensor, one of which is a condensing technology.

예컨대, 씨모스 이미지 센서는 빛을 감지하는 광 감지 부분과, 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화 하는 로직 회로 부분으로 구성되어 있다. 여기에서, 상기한 광 감지 부분에는 통상 포토다이오드가 사용된다.For example, the CMOS image sensor is composed of a light sensing portion for detecting light, and a logic circuit portion for processing the detected light into an electrical signal to make data. Here, a photodiode is usually used for the light sensing portion.

이러한 구성의 씨모스 이미지 센서를 제조함에 있어서, 광감도를 증가시키기 위해 전체 이미지 센서 면적에서 광 감지 부분의 면적이 차지하는 비율(이를 통상 "Fill Factor"라 한다)을 증가시켜야 한다.In manufacturing the CMOS image sensor having such a configuration, in order to increase the light sensitivity, the ratio of the area of the light sensing portion to the total image sensor area (which is commonly referred to as "Fill Factor") must be increased.

그러나, 상기한 로직 회로 부분을 제외한 부분에만 광 감지 부분을 형성할 수 있으므로, 광 감지 부분의 면적을 증가시키는 데에는 한계가 있다.However, since the light sensing portion can be formed only in portions except the logic circuit portion, there is a limit in increasing the area of the light sensing portion.

따라서, 광 감지 부분 이외의 영역으로 입사하는 빛의 경로를 바꿔서 광 감지 부분으로 모아주는 집광 기술이 많이 연구되고 있는바, 그 중 하나가 이미지 센서의 칼라 필터 상부에 마이크로 렌즈를 형성하는 기술이다.Therefore, many condensing techniques for changing the path of light incident to an area other than the light sensing portion and collecting the light into the light sensing portion have been studied. One of them is a technique of forming a microlens on the color filter of the image sensor.

이를 도 1과 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.This will be described with reference to FIGS. 1 and 2A to 2D.

상기 도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서의 구성을 나타내는 개략적인 단면도를 도시한 것이고, 도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 나타내는 공정도를 도시한 것이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an image sensor according to the prior art, and FIGS. 2A to 2D show process diagrams illustrating a method of manufacturing the image sensor according to the prior art.

이미지 센서는 외부의 빛을 입사받아 전하를 생성 및 축적하는 포토다이오드(102)를 포함하는 광 감지부(104)들이 제공되는 반도체 기판(106)과, 광 감지부(104)들이 형성된 구조 상부에 순차적으로 적층되는 산화막(108), 질화막(110)과, 평탄화 층(112)과. 칼라필터 어레이(114)와, 오씨엠(OCM: Over Coating Material)층(116)과, 다수의 렌즈부(118')들로 이루어진 마이크로 렌즈(118)를 포함한다.The image sensor is provided on a semiconductor substrate 106 provided with photodetectors 104 including photodiodes 102 for generating and accumulating charges by receiving external light, and on top of the structure where the photodetectors 104 are formed. An oxide film 108, a nitride film 110, and a planarization layer 112 that are sequentially stacked. A color filter array 114, an over coating material (OCM) layer 116, and a micro lens 118 including a plurality of lens units 118 ′ are included.

이러한 구성의 이미지 센서는 포토다이오드(102)를 포함하는 광 감지부(104)들 및 미도시한 금속 배선이 형성된 반도체 기판(106)에 산화막(108) 및 질화막(110)을 순차적으로 적층하고(도 2a 참조), 상기 질화막(110)의 상부에 접착성을 향상시키기 위한 평탄화층(112)을 형성한다(도 2b 참조). 여기에서, 상기 평탄화층(112)은 생략 가능하다.The image sensor having such a configuration sequentially deposits the oxide film 108 and the nitride film 110 on the photodetectors 104 including the photodiode 102 and the semiconductor substrate 106 on which metal wires (not shown) are formed ( 2A), a planarization layer 112 is formed on the nitride film 110 to improve adhesion (see FIG. 2B). Here, the planarization layer 112 may be omitted.

이어서, 평탄화층(112) 상부에 칼라필터 어레이(114)를 형성한다(도 2c 참조). 여기에서, 상기 칼라필터 어레이(114)는 특정 색상, 예를 들어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 안료를 포함하는 포토 레지스트를 도포, 노광 및 현상하여 형성한 적색 필터(R), 녹색 필터(G) 및 청색 필터(B)의 조합으로 이루어질 수 있다.Subsequently, the color filter array 114 is formed on the planarization layer 112 (see FIG. 2C). Here, the color filter array 114 is a red filter (R) formed by applying, exposing and developing a photoresist including a specific color, for example, red (R), green (G) and blue (B) pigments. ), A green filter (G) and a blue filter (B).

계속하여, 칼라 필터 어레이(114)의 단차 극복, 마이크로 렌즈(118)의 균일한 제조 및 포커스 길이 조절을 위한 오씨엠층(116)을 칼라 필터 어레이(114)의 상부에 형성한다(도 2d 참조). 이때, 상기 오씨엠층(116)은 포토 레지스트, 산화막 또는 질화막 계열의 절연막으로 형성할 수 있다.Subsequently, an OSC layer 116 is formed on top of the color filter array 114 for overcoming the step of the color filter array 114, for uniform production of the microlens 118, and for adjusting the focal length (see FIG. 2D). ). In this case, the OSM layer 116 may be formed of an insulating film based on a photoresist, an oxide film, or a nitride film.

그리고, 오씨엠층(116) 표면에 포토 레지스트를 도포, 노광 및 현상하여 도 1에 도시한 바와 같이 렌즈부(118') 사이에 데드 스페이스(dead space: 120)를 갖는 마이크로 렌즈(118)를 형성하고, 계속하여 마이크로 렌즈(118)를 표백 처리한 후 열처리에 의해 포토 레지스트를 플로우시켜 렌즈부(118') 형상을 만든 다음 경화시킨다.Then, a photoresist is applied to the surface of the OSC layer 116, exposed to light, and developed to form a microlens 118 having a dead space 120 between the lens portions 118 ', as shown in FIG. After the microlens 118 is bleached, the photoresist is flowed by heat treatment to form a lens portion 118 'and then hardened.

여기에서, 상기 데드 스페이스(120)를 형성하는 이유는 렌즈부(118') 사이에 데드 스페이스(120)가 없게 마이크로 렌즈(118)를 형성하는 경우에는 렌즈 형성 공정에서 렌즈부(118') 패턴이 인접한 렌즈부 패턴과 합쳐져 함몰되고, 이로 인해 오히려 광 감도가 저하되기 때문이다.Here, the reason for forming the dead space 120 is when the microlens 118 is formed without the dead space 120 between the lens portion 118 ', the lens portion 118' pattern in the lens forming process This is because the lens is combined with the adjacent lens portion pattern to be recessed, and thus the light sensitivity is lowered.

따라서, 종래의 렌즈 제조 방법, 즉 포토 레지스트의 도포, 노광 및 현상과 열처리에 의해 마이크로 렌즈(118)를 제조하는 경우에는 렌즈부(118') 사이에 데드 스페이스(120)를 형성해야 하므로, 마이크로 렌즈(118)의 광 감도를 증가시키는데 한계가 있다.Therefore, when manufacturing the microlens 118 by a conventional lens manufacturing method, that is, the application, exposure and development of photoresist and heat treatment, the dead space 120 must be formed between the lens portion 118 ', There is a limit to increasing the light sensitivity of the lens 118.

이에, 종래에는 전술한 방법에 따라 첨부도면 도 1에 도시한 상태로 데드 스페이스(120)를 갖는 마이크로 렌즈(122)를 형성한 후, 도 3에 도시한 바와 같이 마이크로 렌즈(122)의 렌즈부(122') 표면에 1000∼200Å 두께의 저온 산화막(122")을 형성하여 렌즈부(122') 사이의 데드 스페이스(120)를 제거한 마이크로 렌즈(122)를 제조하였다.Accordingly, in the related art, after the microlens 122 having the dead space 120 is formed in the state shown in FIG. 1 according to the aforementioned method, the lens portion of the microlens 122 is shown in FIG. 3. The microlens 122 was formed by removing the dead space 120 between the lens portions 122 'by forming a low temperature oxide film 122 "

이러한 구성의 마이크로 렌즈(122)는 렌즈부(122') 사이의 데드 스페이스가 제거되어 있으므로 광 감도를 증가시킬 수 있는 장점이 있지만, 패키지 과정을 거친 후 제품에 적용하여 사용할 때, 일정 기간이 경과되면 렌즈부(122') 표면의 산화막(122")에서 크랙이 발생하여 렌즈 성능이 저하되는 문제점이 있고, 또한, 마이크로 렌즈(122)를 구성하는 매질, 즉 렌즈부(122')를 구성하는 포토 레지스트와 상기 렌즈부(122') 표면의 산화막(122")간의 굴절률이 상이하여 외부의 빛을 포토 다이오드에 정확하게 집광할 수 없는 문제점이 있다.The microlens 122 having such a configuration has an advantage of increasing optical sensitivity because the dead space between the lens portions 122 'is removed, but when applied to the product after the packaging process, a certain period of time has elapsed. If a crack occurs in the oxide film 122 ″ on the surface of the lens unit 122 ′, the lens performance is deteriorated. Also, a medium constituting the micro lens 122, that is, the lens unit 122 ′ is formed. Since the refractive index between the photoresist and the oxide film 122 "on the surface of the lens unit 122 'is different, there is a problem in that external light cannot be accurately focused on the photodiode.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 마이크로 렌즈를 구성하는 렌즈부 사이의 데드 스페이스를 제거할 수 있으면서도 산화막 형성으로 인한 크랙 발생 및 렌즈 성능 저하를 방지할 수 있는 이미지 센서 및 이의 제조 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to eliminate dead spaces between the lens parts constituting the microlenses, and to prevent the occurrence of cracks and deterioration of the lens performance due to the formation of an oxide film, and an object thereof. It is to provide a manufacturing method.

상기한 본 발명의 목적은,The object of the present invention described above,

광전하 생성부와 전도성 배선을 포함하는 소정 패턴이 형성되는 반도체 기판과;A semiconductor substrate having a predetermined pattern including a photocharge generating unit and conductive wirings;

외부에서 입사되는 빛을 필터링하도록 상기 패턴의 상부에 형성되는 칼라 필터 어레이와;A color filter array formed on top of the pattern to filter light incident from the outside;

외부에서 입사되는 빛을 상기 칼라 필터 어레이의 각 칼라 필터에 집광하는 렌즈부들을 포함하며, 상기 렌즈부들 사이에 데드 스페이스가 제거된 마이크로 렌즈;A micro lens including condensing light incident from the outside to each color filter of the color filter array, wherein a dead space is removed between the lens parts;

를 포함하며, 상기 렌즈부들은 2층 이상의 다층 구조로 이루어지고, 상기 렌즈부들의 각 층은 동일한 재질, 예를 들어 마이크로 렌즈용 포토레지스트로 이루어지는 이미지 센서에 의해 달성할 수 있다.The lens parts may be formed of a multilayer structure having two or more layers, and each layer of the lens parts may be achieved by an image sensor made of the same material, for example, a photoresist for a microlens.

이러한 구성의 이미지 센서는, 반도체 기판에 제공된 칼라 필터 어레이의 상층부에 마이크로 렌즈를 형성하는 이미지 센서의 제조 방법으로서,An image sensor having such a configuration is a manufacturing method of an image sensor in which a microlens is formed on an upper layer of a color filter array provided on a semiconductor substrate.

마이크로 렌즈 형성용 제1 물질층을 형성하는 제1 물질층 형성 단계와;A first material layer forming step of forming a first material layer for forming a micro lens;

상기 제1 물질층의 표면에 마이크로 렌즈 형성용 제2 물질층을 형성하는 제2 물질층 형성 단계와;A second material layer forming step of forming a second material layer for forming a micro lens on a surface of the first material layer;

상기 제2 물질층을 패터닝하여 렌즈부 사이에 데드 스페이스가 있는 렌즈부들을 1차로 형성하는 렌즈부 1차 형성 단계와;A lens part primary forming step of patterning the second material layer to primarily form lens parts having a dead space between the lens parts;

상기 제1 물질층과 1차로 형성된 렌즈부를 선택적으로 제거하여 데드 스페이스가 제거된 렌즈부들을 완성하는 렌즈부 완성 단계;A lens unit completing step of selectively removing the lens unit formed with the first material layer and completing the lens units from which dead spaces are removed;

를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.It can be manufactured by a manufacturing method of an image sensor including a.

상기한 제조 방법에 따라 마이크로 렌즈를 제조함에 있어서, 상기 제1 물질층 형성 단계는 마이크로 렌즈 형성용 포토 레지스트를 도포한 후, 표백 및 열처리하여 경화시키는 것에 따라 이루어지고, 상기 제2 물질층 형성 단계는 상기 제1 물질층과 동일한 포토 레지스트를 도포하는 것에 따라 이루어지며, 상기 렌즈부 1차 형성 단계는 제2 물질층을 패터닝한 후 표백 및 열처리하여 경화시키는 것에 따라 이루어진다.In manufacturing a microlens according to the above-described manufacturing method, the first material layer forming step is performed by applying a photoresist for forming a microlens, followed by bleaching and heat treatment to harden the second material layer forming step. Is performed by applying the same photoresist as the first material layer, and the primary forming of the lens unit is performed by patterning the second material layer, followed by bleaching and heat treatment to cure the same.

그리고, 상기 제2 물질층은 제1 물질층보다 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.The second material layer may be formed thicker than the first material layer.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 단면도를 도시한 것이고, 도 5a 내지 5c는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 나타내는 공정도를 도시한 것이다.4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image sensor according to an embodiment of the present invention, Figures 5a to 5c shows a process diagram showing a manufacturing method of an image sensor according to an embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 소자 영역에는 외부의 빛을 입사받아 전하를 생성 및 축적하는 포토다이오드(12)를 포함하는 광 감지부(14)들이 제공되어 있고, 광 감지부(14)들이 형성된 구조 상부에는 산화막(16) 및 질화막(18)이 순차적으로 제공되어 있으며, 질화막(18)의 상부에는 접착성 향상을 위한 평탄화층(20)이 제공되어 있다. 여기에서, 상기 평탄화층(20)은 경우에 따라 삭제 가능하며, 산화막(16)과 질화막(18)은 외부의 수분이나 스크래치로부터 소자를 보호하는 작용을 한다.As shown in the drawing, the device region of the semiconductor substrate 10 is provided with photo detectors 14 including photodiodes 12 for generating and accumulating charges by receiving external light. The oxide film 16 and the nitride film 18 are sequentially provided on the structure where the holes are formed, and the planarization layer 20 for improving the adhesion is provided on the nitride film 18. Here, the planarization layer 20 may be removed in some cases, and the oxide film 16 and the nitride film 18 serve to protect the device from external moisture or scratches.

그리고, 평탄화층(20)의 상부에는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 칼라 필터들로 이루어진 칼라필터 어레이(22)가 제공되어 있고, 칼라필터 어레이(22)의 상부에는 오씨엠층(24)이 제공되어 있다. 여기에서, 상기 오씨엠층(24)은 칼라필터 어레이(22)의 단차 극복, 마이크로 렌즈(28)의 균일한 제조 및 포커스 길이를 조절하기 위한 것으로, 레지스트, 산화막 또는 질화막 계열의 절연막으로 이루어진다.In addition, a color filter array 22 including color filters of red (R), green (G), and blue (B) is provided on the flattening layer 20, and on the upper part of the color filter array 22. An OSC layer 24 is provided. Here, the OSC layer 24 is to overcome the step of the color filter array 22, to uniformly manufacture the microlens 28, and to adjust the focal length, and is formed of a resist, an oxide film, or a nitride film-based insulating film.

그리고, 상기 오씨엠층(24)의 상부에는 외부의 빛을 각 칼라 필터(R,G,B)에 집광하는 다수의 렌즈부(26)들로 이루어진 마이크로 렌즈(28)가 제공되어 있다.In addition, a microlens 28 including a plurality of lens units 26 for condensing external light to each of the color filters R, G, and B is provided above the OSM layer 24.

상기 렌즈부(26)들은 각각 제1 물질층(26')과 제2 물질층(26")을 포함하는 다층 구조로 이루어지며, 렌즈부(26) 사이의 데드 스페이스가 제거된 상태로 형성되는 특징을 갖는다.Each of the lens units 26 has a multi-layer structure including a first material layer 26 ′ and a second material layer 26 ″, and a dead space between the lens parts 26 is removed. Has characteristics.

이러한 구성의 마이크로 렌즈(28)는 후술하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.The micro lens 28 of such a structure can be manufactured by the manufacturing method mentioned later.

먼저, 전술한 도 2a 내지 2d에서와 동일한 방법에 따라 포토 다이오드(12)를 포함하는 광 감지부(14)와, 미도시한 전도성 배선과, 산화막(16) 및 질화막(18)과, 평탄화층(20)과, 칼라 필터 어레이(22)와, 오씨엠층(24)이 형성된 반도체 기판(10)을 마련하고, 상기 오씨엠층(24)의 표면에 마이크로 렌즈 형성용 제1 물질층(26')을 형성한다(도 5a 참조).First, the optical sensing unit 14 including the photodiode 12, the conductive wiring, the oxide film 16 and the nitride film 18, and the planarization layer according to the same method as in FIGS. 20, the color filter array 22, and the semiconductor substrate 10 having the OSC layer 24 formed thereon, and the first material layer 26 for forming a microlens on the surface of the OSM layer 24. ') (See FIG. 5A).

여기에서, 상기 제1 물질층(26')은 마이크로 렌즈 형성용 포토 레지스트를 도포한 후, 표백 및 열처리하여 경화시키는 것에 따라 이루어진다.Here, the first material layer 26 'is formed by applying a photoresist for forming a microlens, followed by bleaching and heat treatment to cure the same.

이어서, 상기 제1 물질층(26')의 표면에 마이크로 렌즈 형성용 제2 물질층(26")을 형성한다(도 5b 참조). 이때, 상기 제2 물질층(26")을 제1 물질층(26')보다 두껍게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 물질층(26")을 제1 물질층(26')과 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직한데, 이는 렌즈부(26)가 상이한 굴절률의 매질들로 이루어지는 경우 상기 굴절률 차이로 인해 발생되는 문제점을 제거하기 위한 것이다.Subsequently, a second material layer 26 ″ for forming a microlens is formed on the surface of the first material layer 26 ′ (see FIG. 5B). In this case, the second material layer 26 ″ is formed as a first material. It is desirable to form thicker than layer 26 '. In addition, it is preferable to form the second material layer 26 "from the same material as the first material layer 26 ', which occurs due to the difference in refractive index when the lens portion 26 is made of different refractive index media. It is to eliminate the problem that becomes.

계속하여, 상기 제2 물질층(26")을 노광 및 현상하여 패터닝한 후 렌즈부 사이에 데드 스페이스(30)를 갖는 렌즈부들을 1차로 형성한 후, 표백 및 열처리하여 상기 렌즈부들을 경화시킨다(도 5c 참조).Subsequently, after exposing and developing the second material layer 26 " to pattern the lens parts having the dead spaces 30 between the lens parts, the lens parts are hardened by bleaching and heat treatment. (See FIG. 5C).

이와 같이 제2 물질층(26")으로 이루어진 렌즈부들을 경화시킨 후에는 상기 제1 물질층(26')과 제2 물질층(26")의 렌즈부들을 선택적으로 제거하여 도 4에 도시한 바와 같이 데드 스페이스(30)가 제거된 렌즈부(26)들을 완성한다. 이때, 상기 선택적인 제거에는 공지의 선택적 식각 공정을 사용할 수 있다.After hardening the lens portions formed of the second material layer 26 ″, the lens portions of the first material layer 26 ′ and the second material layer 26 ″ are selectively removed. As described above, the lens units 26 in which the dead space 30 is removed are completed. In this case, a known selective etching process may be used for the selective removal.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 산화막을 사용하지 않으면서도 데드 스페이서가 제거된 마이크로 렌즈를 갖는 이미지 센서를 구현할 수 있다.As described above, the present invention can implement an image sensor having a micro lens from which dead spacers are removed without using an oxide film.

따라서, 종래 렌즈부 표면에 산화막을 형성함으로 인해 발생되는 문제점들(크랙 발생으로 인한 렌즈 성능 저하와, 굴절률 차이로 인한 집광 효율 저하 등)을 해결할 수 있다.Therefore, problems caused by the formation of an oxide film on the surface of the conventional lens unit (degradation of lens performance due to crack generation, deterioration in light collection efficiency due to refractive index difference, etc.) can be solved.

또한, 데드 스페이스가 제거되어 있으므로, 광 감도를 증가시킬 수 있어 이상적인 광 전송율을 얻을 수 있는 효과가 있다.In addition, since the dead space is removed, the optical sensitivity can be increased, thereby achieving an ideal optical transmission rate.

도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image sensor according to the prior art,

도 2a 내지 2d는 종래 기술에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 나타내는 공정도이며,2a to 2d is a process chart showing a manufacturing method of an image sensor according to the prior art,

도 3은 종래 기술의 다른 예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image sensor according to another example of the prior art,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이며,4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image sensor according to an embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.5A to 5C are flowcharts illustrating a method of manufacturing an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (11)

광전하 생성부와 전도성 배선을 포함하는 소정 패턴이 형성되는 반도체 기판과;A semiconductor substrate having a predetermined pattern including a photocharge generating unit and conductive wirings; 외부에서 입사되는 빛을 필터링하도록 상기 패턴의 상부에 형성되는 칼라 필터 어레이와;A color filter array formed on top of the pattern to filter light incident from the outside; 외부에서 입사되는 빛을 상기 칼라 필터 어레이의 각 칼라 필터에 집광하는 렌즈부들을 포함하며, 상기 렌즈부들 사이에 데드 스페이스가 제거된 마이크로 렌즈;A micro lens including condensing light incident from the outside to each color filter of the color filter array, wherein a dead space is removed between the lens parts; 를 포함하며, 상기 렌즈부들은 2층 이상의 다층 구조로 이루어지고, 상기 렌즈부들의 각 층은 동일한 재질로 이루어지는 이미지 센서.Includes, wherein the lens unit has a multi-layered structure of two or more layers, each layer of the lens unit is made of the same material. 제 1항에 있어서, 상기 렌즈부들의 각 층은 마이크로 렌즈용 포토 레지스트로 이루어지는 이미지 센서.The image sensor according to claim 1, wherein each layer of the lens portions is made of photoresist for microlenses. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 반도체 기판에 형성되는 패턴은 보호막으로 작용하는 산화막 및 질화막을 포함하는 이미지 센서.The image sensor of claim 1, wherein the pattern formed on the semiconductor substrate includes an oxide film and a nitride film serving as a protective film. 제 3항에 있어서, 상기 질화막과 칼라 필터 어레이 사이에는 접착성 향상을 위한 평탄화층이 구비되는 이미지 센서.The image sensor of claim 3, wherein a planarization layer is provided between the nitride film and the color filter array to improve adhesion. 제 3항에 있어서, 상기 칼라 필터와 마이크로 렌즈 사이에는 오씨엠(OCM)층이 구비되는 이미지 센서.The image sensor of claim 3, wherein an OCM layer is provided between the color filter and the micro lens. 반도체 기판에 제공된 칼라 필터 어레이의 상층부에 마이크로 렌즈를 형성하는 이미지 센서의 제조 방법으로서,A method of manufacturing an image sensor in which a microlens is formed in an upper layer portion of a color filter array provided on a semiconductor substrate, 마이크로 렌즈 형성용 제1 물질층을 형성하는 제1 물질층 형성 단계와;A first material layer forming step of forming a first material layer for forming a micro lens; 상기 제1 물질층의 표면에 마이크로 렌즈 형성용 제2 물질층을 형성하는 제2 물질층 형성 단계와;A second material layer forming step of forming a second material layer for forming a micro lens on a surface of the first material layer; 상기 제2 물질층을 패터닝하여 렌즈부 사이에 데드 스페이스를 갖는 렌즈부들을 1차로 형성하는 렌즈부 1차 형성 단계와;A lens part primary forming step of patterning the second material layer to primarily form lens parts having a dead space between the lens parts; 상기 제1 물질층과 1차로 형성된 렌즈부를 선택적으로 제거하여 데드 스페이스가 제거된 렌즈부들을 완성하는 렌즈부 완성 단계;A lens unit completing step of selectively removing the lens unit formed with the first material layer and completing the lens units from which dead spaces are removed; 를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.Method of manufacturing an image sensor comprising a. 제 6항에 있어서, 상기 제1 물질층 형성 단계는 마이크로 렌즈 형성용 포토 레지스트를 도포한 후, 표백 및 열처리하여 경화시키는 것에 따라 이루어지는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 6, wherein the forming of the first material layer is performed by applying a photoresist for forming a microlens, followed by bleaching and heat treatment. 제 7항에 있어서, 상기 제2 물질층 형성 단계는 상기 제1 물질층과 동일한 포토 레지스트를 도포하는 것에 따라 이루어지는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 7, wherein the forming of the second material layer is performed by applying the same photoresist as the first material layer. 제 8항에 있어서, 상기 제2 물질층을 제1 물질층보다 두껍게 형성하는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 8, wherein the second material layer is formed thicker than the first material layer. 제 9항에 있어서, 상기 렌즈부 1차 형성 단계는 제2 물질층을 패터닝한 후 표백 및 열처리하여 경화시키는 것에 따라 이루어지는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 9, wherein the primary forming of the lens unit is performed by bleaching and heat treating the second material layer, followed by curing. 제 10항에 있어서, 상기 제2 물질층의 패터닝은 노광 및 현상 공정에 의해 이루어지는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the patterning of the second material layer is performed by an exposure and development process.
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