KR20050108207A - 이미지 센서 - Google Patents
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Abstract
이미지 센서가 개시된다. 상기 이미지 센서는 포토 다이오드 영역과, 다층 구조의 금속 배선 및 컬러 필터를 갖고, 아울러 상기 다층 구조의 금속 배선 중간에 형성되는 제1마이크로 렌즈 및 상기 컬러 필터 상에 형성되는 제2마이크로 렌즈를 포함한다. 그리고, 상기 다층 구조의 금속 배선은 절연막과 금속 플러그 및 금속 플러그와 연결되는 금속 패턴으로 이루어진 것이 반복되는 구조를 갖는다.
Description
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다층 구조의 금속 배선을 갖는 이미지 센서에 관한 것이다.
일반적으로, 컬러 이미지 센서의 제조 공정은 씨모오스(CMOS) 기술 등을 적용하고 있다. 그리고, 0.13㎛ 정도의 다자인 룰(design rule)을 갖는 컬러 이미지 센서는 다층 구조의 금속 배선을 갖고, 증가된 픽셀 구조를 갖는다.
때문에, 마이크로 렌즈로부터 포토 다이오드 영역 까지의 거리는 보다 긴 구조를 갖는다. 따라서, 마이크로 렌즈의 포커스 길이가 충분하지 못하여 광의 집광 능력이 감소하는 문제점이 발생한다. 아울러, 포토 다이오드 영역이 차지하는 면적이 감소함에 따라 마이크로 렌즈의 크기 또한 감소하여 포커스가 더욱 길어지는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 다층 구조의 금속 배선을 가지고, 협소한 면적의 마이크로 렌즈를 가져도 포토 다이오드 영역의 감도가 증가된 이미지 센서를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이미지 센서는, 포토 다이오드 영역과, 다층 구조의 금속 배선 및 컬러 필터를 갖고, 아울러 상기 다층 구조의 금속 배선 중간에 형성되는 제1마이크로 렌즈 및 상기 컬러 필터 상에 형성되는 제2마이크로 렌즈를 포함한다.
상기 다층 구조의 금속 배선은 절연막과 금속 플러그 및 금속 플러그와 연결되는 금속 패턴으로 이루어진 것이 바람직하고, 상기 절연막은 저유전율(lok-k)을 갖는 박막이고, 상기 금속 플러그는 텅스텐 플러그이고, 상기 금속 패턴은 구리 패턴 또는 알루미늄 패턴인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 다층 구조의 금속 배선 중간에 형성되는 제3마이크로 렌즈 내지 제n마이크로 렌즈를 더 포함하는 것이 바람직하다.
(실시예)
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 포토 다이오드 영역(12)을 갖는 기판(10) 상에 다층 구조의 금속 배선이 형성된 이미지 센서를 나타낸다. 상기 다층 구조의 금속 배선은 그 수에 한정되지는 않지만, 실시예의 경우에는 제1절연막(18)과 제1금속 플러그(14) 및 제1금속 패턴(16)으로 이루어지는 1층의 금속 배선과, 제2절연막(20)과 제2금속 패턴(22)으로 이루어지는 2층의 금속 배선과 제3절연막(26)과 제3금속 패턴(28)으로 이루어지는 3층의 금속 배선 및 제4절연막(32)과 제2금속 플러그(30) 및 제2금속 패턴(34)으로 이루어지는 4층의 금속 배선을 포함한다.
여기서, 상기 다층 구조의 금속 배선을 형성하는 절연막들은 저유전율(lok-k)을 갖는 박막을 선택하고, 상기 금속 플러그들은 텅스텐 플러그를 선택하고, 상기 금속 패턴들은 구리 패턴 또는 알루미늄 패턴을 선택한다.
그리고, 상기 다층 구조의 금속 배선 상에는 보호막(36)이 형성되고, 상기 보호막(36) 상부에는 컬러 필터(38)가 형성된다.
아울러, 상기 이미지 센서는 상기 다층 구조의 금속 배선 중간에 형성되는 제1마이크로 렌즈(24) 및 상기 컬러 필터(38) 상에 형성되는 제2마이크로 렌즈(40)를 포함한다. 그리고, 실시예에서는 마이크로 렌즈의 개수에 제한되지 않고, 포커스 길이를 조절하여 포토 다이오드 영역의 감도를 증가시킬 수 있는 기준에 의해 마이크로 렌즈의 개수를 결정할 수 있다. 때문에, 상기 다층 구조의 금속 배선 중간에 제3마이크로 렌즈 내지 제n마이크로 렌즈를 더 형성할 수도 있다.
상기 이미지 센서의 제조 방법에 대하여 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 기판 상에 일반적인 FEOL(front-end-of-line) 공정을 통하여 소자들을 형성한다. 그리고, 다층 구조를 갖는 금속 배선 중에서 하부의 금속 배선들을 형성한다. 즉, 절연막을 형성하고, 상기 절연막에 콘택홀을 형성하고, 상기 콘택홀에 금속 플러그를 형성한 후, 상기 금속 플러그와 연결되는 금속 패턴을 형성하는 것이다. 아울러, 상기 공정을 반복적으로 수행함으로서 다층 구조를 갖는 금속 배선을 얻을 수 있다. 이때, 상기 금속 패턴이 구리 패턴일 경우에는 상기 절연막은 저유전율을 갖는 박막으로 적층하고, 상기 금속 패턴이 알루미늄 패턴일 경우에는 상기 절연막은 일반적인 층간 절연막으로 적층한다. 아울러, 상기 공정 사이에 평탄화가 필요한 경우에는 주로 화학기계적 연마를 선택하여 실시한다.
그리고, 포커스 길이를 조절하여 포토 다이오드 영역의 감도를 증가시킬 수 있는 기준에 근거하여 상기 다층 구조의 금속 배선을 형성하는 중간에 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 실시한다. 이어서, 상기 다층 구조의 금속 배선을 형성한 후, 보호막과, 컬러 필터 및 컬러 필터 상에 마이크로 렌즈를 더 형성함으로서 이미지 센서를 얻는다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 다층 구조의 금속 배선 사이에 마이크로 렌즈를 추가적으로 형성한다. 때문에, 이미지 센서의 마이크로 렌즈가 갖는 포커스 길이를 용이하게 조절할 수 있어 포토 다이오드 영역의 감도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 이미지 센서의 신뢰도를 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서를 나타내는 개략적인 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 12 : 포토 다이오드 영역
24 : 제1마이크로 렌즈 38 : 컬러 필터
40 : 제2마이크로 렌즈
Claims (4)
- 포토 다이오드 영역과, 다층 구조의 금속 배선 및 컬러 필터를 갖는 이미지 센서에 있어서,상기 다층 구조의 금속 배선 중간에 형성되는 제1마이크로 렌즈; 및상기 컬러 필터 상에 형성되는 제2마이크로 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 다층 구조의 금속 배선은 절연막과 금속 플러그 및 금속 플러그와 연결되는 금속 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제2항에 있어서, 상기 절연막은 저유전율(lok-k)을 갖는 박막이고, 상기 금속 플러그는 텅스텐 플러그이고, 상기 금속 패턴은 구리 패턴 또는 알루미늄 패턴인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 다층 구조의 금속 배선 중간에 형성되는 제3마이크로 렌즈 내지 제n마이크로 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
Priority Applications (1)
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| KR1020040033411A KR20050108207A (ko) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 이미지 센서 |
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| KR1020040033411A KR20050108207A (ko) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 이미지 센서 |
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| KR (1) | KR20050108207A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100769131B1 (ko) * | 2005-12-30 | 2007-10-23 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Ｃｍｏｓ 이미지 센서의 제조 방법 |
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2004
- 2004-05-12 KR KR1020040033411A patent/KR20050108207A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
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| KR100769131B1 (ko) * | 2005-12-30 | 2007-10-23 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Ｃｍｏｓ 이미지 센서의 제조 방법 |
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