KR20060011410A - Cmos image sensor with improved focusing ability and fabricating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시모스 이미지센서 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 픽셀 어레이의 중앙부분에 비해 엣지부분의 활성영역 높이를 높여줌으로써 픽셀어레이의 엣지부분에서 관찰되었던 촛점거리 부족으로 인한 이미지 왜곡을 방지할 수 있는 발명이다. 이를 위한 본 발명은, 복수개의 단위화소로 이루어진 픽셀 어레이를 구비한 시모스 이미지센서의 제조방법에 있어서, 상기 픽셀 어레이의 중심부분에 대응하는 반도체 기판의 높이보다 상기 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 대응하는 반도체 기판의 높이가 더 높은 반도체 기판을 준비하는 단계; 상기 반도체 기판 상에 트렌치 형성을 위한 제 2 마스크를 형성하되, 상기 반도체 기판의 표면 높이에 대응하는 높이를 갖는 제 2 마스크를 형성하는 단계; 상기 제 2 마스크를 이용한 식각공정을 진행하여 반도체 기판내에 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치를 매립하는 소자분리용 절연막을 전체 구조상에 형성하는 단계; 상기 픽셀 어레이의 중심부분에 형성된 상기 제 2 마스크의 표면이 노출될 때 까지 화학기계연마를 진행하는 단계; 상기 제 2 마스크를 제거하여 픽셀 어레이의 중심부분의 활성영역보다 더 높은 표면 높이를 갖는 활성영역을 상기 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 형성하는 단계; 상기 활성영역에 포토다이오드를 형성하는 단계; 및 상기 포토다이오드에 대응하는 칼라필터와 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
The present invention relates to a CMOS image sensor and a method of manufacturing the same. In particular, by increasing the height of the active area of the edge portion compared to the center portion of the pixel array, it is possible to prevent image distortion due to lack of focal length observed at the edge portion of the pixel array. It is an invention. In accordance with an aspect of the present invention, a method for manufacturing a CMOS image sensor having a pixel array including a plurality of unit pixels includes: a semiconductor corresponding to an edge portion of the pixel array rather than a height of a semiconductor substrate corresponding to a central portion of the pixel array; Preparing a semiconductor substrate having a higher height; Forming a second mask for trench formation on the semiconductor substrate, wherein forming a second mask having a height corresponding to a surface height of the semiconductor substrate; Forming a trench in the semiconductor substrate by performing an etching process using the second mask; Forming a device isolation insulating film filling the trench on the entire structure; Performing chemical mechanical polishing until the surface of the second mask formed at the central portion of the pixel array is exposed; Removing the second mask to form an active region at an edge portion of the pixel array, the active region having a higher surface height than the active region in the central portion of the pixel array; Forming a photodiode in the active region; And forming a color filter and a microlens corresponding to the photodiode.
시모스 이미지센서, 픽셀어레이, 촛점거리, 포토다이오드, 마이크로렌즈CMOS image sensor, pixel array, focal length, photodiode, microlens
Description
도1a는 통상적인 시모스 이미지센서의 디바이스 레이아웃,1A is a device layout of a conventional CMOS image sensor,
도1b는 종래기술에 따른 시모스 이미지센서의 픽셀어레이에서 중심부분과 엣지부분에서 포커싱 능력차이를 도시한 단면도면,Figure 1b is a cross-sectional view showing the difference in focusing ability in the center portion and the edge portion of the pixel array of the CMOS image sensor according to the prior art,
도1c는 복수개의 단위화소로 구성된 픽셀 어레이를 도시한 평면도1C is a plan view showing a pixel array composed of a plurality of unit pixels
도2a 내지 도2h는 본 발명의 일실시예에 따른 시모스 이미지센서 제조공정을 도시한 공정단면도.
Figures 2a to 2h is a cross-sectional view showing a CMOS image sensor manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
21 : 기판21: substrate
22 : 제 1 마스크22: first mask
23 : 산화영역23: oxidation zone
24a : 픽셀어레이의 가장자리 부분에 형성된 제 2 마스크24a: second mask formed at the edge of the pixel array
24b : 픽셀어레이의 중심 부분에 형성된 제 2 마스크24b: second mask formed in the center portion of the pixel array
25 : 트렌치 25: trench
26 : 소자분리막
26: device isolation film
본 발명은 시모스(CMOS) 이미지센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 픽셀어레이의 중심부분과 가장자리 부분에서 활성영역의 높이를 달리하여 형성함으로써 포커싱 능력을 향상시킨 발명이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMOS image sensor and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention improves the focusing capability by forming different active heights in the central and edge portions of a pixel array.
일반적으로, 이미지센서라 함은 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 이중에서 전하결합소자(CCD : charge coupled device)는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, 시모스(Complementary MOS) 이미지센서는 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수 만큼의 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. Among them, a charge coupled device (CCD) includes individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors. A device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while being in close proximity to each other. Complementary MOS image sensors use CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits. A device employing a switching scheme that creates MOS transistors as many as pixels and sequentially detects outputs using the MOS transistors.
도1a는 통상적인 시모스 이미지센서의 디바이스 레이아웃을 도시한 도면으로 시모스 이미지센서가 전체적으로 어떻게 구성되었는지를 대략적으로 도시한 도면이다. FIG. 1A is a diagram illustrating a device layout of a conventional CMOS image sensor, and schematically illustrates how the CMOS image sensor is configured as a whole.
이를 참조하면, 통상적인 시모스 이미지센서는 수십내지 수백만개의 단위화 소(Unit Pixel 이라고도 함, 이하 픽셀이라고도 함.)가 모여서 구성된 픽셀어레이에서 빛을 수광하여 이를 전기적인 신호로 바꾸어서 이미지재현에 사용한다.Referring to this, a conventional CMOS image sensor receives light from a pixel array composed of tens or millions of unit pixels (also referred to as unit pixels, hereinafter referred to as pixels), and converts the light into an electrical signal for use in image reproduction. .
도1a에는 이러한 픽셀 어레이를 구동하는 디코더/픽셀 드라이버가 도시되어 있으며, 또한 시모스 이미지센서의 각종 동작을 콘트롤하는 제어 레지스터 및 노리회로 블록이 도시되어 있다.Fig. 1A shows a decoder / pixel driver for driving such a pixel array, and a control register and no circuit block for controlling various operations of the CMOS image sensor.
그리고, 픽셀 어레이에서 생성된 전기신호는 아날로그 신호이므로, 이를 디지탈 신호로 변환하기 위한 아날로그 디지탈 변환부 블록(ADC 블록)이 도1a에 도시되어 있으며, 이러한 ADC 블록의 출력은 라인버퍼를 통해 출력되어 최종적으로 이미지 재현에 사용된다. In addition, since the electrical signal generated in the pixel array is an analog signal, an analog digital converter block (ADC block) for converting the signal into a digital signal is shown in FIG. 1A, and the output of the ADC block is output through a line buffer. Finally, it is used for image reproduction.
도1b는 종래기술에 따른 시모스 이미지센서에서 픽셀 어레이의 단면을 대략적으로 도시한 단면도면으로 이를 참조하여 종래기술의 문제점을 살펴본다.1B is a cross-sectional view schematically illustrating a cross section of a pixel array in a CMOS image sensor according to the prior art, and looks at the problems of the prior art with reference to this.
우선 종래기술에 따른 시모스 이미지센서의 구성은 다음과 같다.First, the configuration of the CMOS image sensor according to the prior art is as follows.
먼저, 반도체 기판(11)에는 빛을 수광하여 이를 전기적인 신호로 변환시키는 포토다이오드(12)가 형성되어 있으며, 이러한 포토다이오드는 단위픽셀마다 하나씩 형성되어 있어, 픽셀 어레이 전체로는 수십 내지 수백만개가 형성되어 있다.First, a
그리고, 이러한 포토다이오드(12) 상부에는 다층의 층간절연막, 다층의 금속배선 및 페시베이션막 등이 형성되어 있으며, 도1b에서는 이를 하나의 층간절연막(13)으로 간략히 표시하였다. In addition, a multi-layered interlayer insulating film, a multi-layered metal wiring, a passivation film, and the like are formed on the
그리고 전술한 층간절연막(13) 상부에는 입사하는 빛으로부터 색을 분리해내는 칼라필터(14)가 형성되어 있으며, 칼라필터 상부에는 표면의 평탄화를 위한 평 탄화막(15)이 형성되어 있다.A
또한, 평탄화막(15) 상부에는 좀더 빛을 효과적으로 집광하기 위한 마이크로렌즈(16)가 각각의 단위화소마다 하나씩 구비되어 있다.In addition, an upper portion of the
이러한 구성까지가 대략적인 칩 레벨의 구성이다. This configuration is an approximate chip level configuration.
이후에 이러한 시모스 이미지센서 칩이 실제 제품에 적용될 경우에는, 도1b에 도시된 바와같이 픽셀 어레이 전체를 커버하는 매크로 렌즈(macro lens)(17)까지 칩 외부에 적용되어 핸드폰이나 디지탈 카메라에 사용된다.When the CMOS image sensor chip is applied to a real product, the
결국, 입사하는 빛은 매크로렌즈(17)와 마이크로렌즈(16)를 통과하여 최종적으로 포토다이오드(12)로 입사하는 바, 픽셀 어레이의 중심부분과 가장자리 부분에서 빛의 집광효율에 있어 문제점이 있었다. As a result, the incident light passes through the
즉, 매크로 렌즈를 아무리 정교하게 제작하였다 하더라도, 픽셀어레이의 가장자리 부분으로 입사하는 입사광은 다소의 경사각을 가지고 입사하게 되며, 그 결과 픽셀어레이의 가장자리 부분에서는 촛점거리가 짧아지는 문제점을 갖게 된다.That is, no matter how precisely the macro lens is manufactured, incident light incident on the edge portion of the pixel array is incident at a slight inclination angle, and as a result, the focal length is shortened at the edge portion of the pixel array.
결과적으로, 픽셀어레이의 중심부분에서는 빛이 거의 수직으로 입사하게 되어 이미지 왜곡이 거의 없는 반면에, 픽셀 어레이의 가장자리 부분에서는 촛점거리가 짧아지게 되어 포토다이오드로의 효율적인 집광이 불가능하므로, 선명한 이미지를 얻을 수 없게 된다. As a result, light is incident almost vertically at the center of the pixel array and there is almost no image distortion. On the other hand, the focal length is shortened at the edges of the pixel array, which makes it impossible to efficiently collect light into the photodiode. You won't get it.
도1c는 수십 내지 수백만개의 단위화소(픽셀)이 모여서 이루어진 픽셀 어레이를 도시한 평면도면으로, 진한색으로 표시된 최외각 지역과 그 외의 중심부분으로 나눌 수 있음을 알 수 있다.
1C is a plan view showing a pixel array composed of tens to millions of unit pixels (pixels), which can be divided into the outermost region shown in dark colors and other central portions.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 픽셀 어레이의 가장자리 부분에서 촛점거리 부족으로 인한 이미지 왜곡 현상을 제거한 시모스 이미지센서 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a CMOS image sensor and a method of manufacturing the same, which eliminates image distortion caused by insufficient focal length at the edge of the pixel array.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수개의 단위화소로 이루어진 픽셀 어레이를 구비한 시모스 이미지센서의 제조방법에 있어서, 상기 픽셀 어레이의 중심부분에 대응하는 반도체 기판의 높이보다 상기 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 대응하는 반도체 기판의 높이가 더 높은 반도체 기판을 준비하는 단계; 상기 반도체 기판 상에 트렌치 형성을 위한 제 2 마스크를 형성하되, 상기 반도체 기판의 표면 높이에 대응하는 높이를 갖는 제 2 마스크를 형성하는 단계; 상기 제 2 마스크를 이용한 식각공정을 진행하여 반도체 기판내에 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치를 매립하는 소자분리용 절연막을 전체 구조상에 형성하는 단계; 상기 픽셀 어레이의 중심부분에 형성된 상기 제 2 마스크의 표면이 노출될 때 까지 화학기계연마를 진행하는 단계; 상기 제 2 마스크를 제거하여 픽셀 어레이의 중심부분의 활성영역보다 더 높은 표면 높이를 갖는 활성영역을 상기 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 형성하는 단계; 상기 활성영역에 포토다이오드를 형성하는 단계; 및 상기 포토다이오드에 대응하는 칼라필터와 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 포함하여 이루어 진다.The present invention for achieving the above object, in the method for manufacturing a CMOS image sensor having a pixel array consisting of a plurality of unit pixels, the edge of the pixel array than the height of the semiconductor substrate corresponding to the central portion of the pixel array Preparing a semiconductor substrate having a higher height of the semiconductor substrate corresponding to the portion; Forming a second mask for trench formation on the semiconductor substrate, wherein forming a second mask having a height corresponding to a surface height of the semiconductor substrate; Forming a trench in the semiconductor substrate by performing an etching process using the second mask; Forming a device isolation insulating film filling the trench on the entire structure; Performing chemical mechanical polishing until the surface of the second mask formed at the central portion of the pixel array is exposed; Removing the second mask to form an active region at an edge portion of the pixel array, the active region having a higher surface height than the active region in the central portion of the pixel array; Forming a photodiode in the active region; And forming a color filter and a microlens corresponding to the photodiode.
또한 본 발명은, 복수개의 단위화소로 이루어진 픽셀 어레이를 구비한 시모스 이미지센서에 있어서, 반도체 기판; 상기 반도체 기판에 형성되되, 상기 픽셀어레이의 중심부분에 형성된 활성영역보다 더 높은 표면 높이를 갖으며 상기 픽셀어레이의 가장자리 부분에 형성된 활성영역; 상기 활성영역에 각각 형성되되, 상기 픽셀어레이의 중심부분에 형성된 포토다이오드보다 더 높은 표면 높이를 갖으며 상기 픽셀어레이의 가장자리 부분에 형성된 포토다이오드; 상기 포토다이오드에 대응하는 형성된 칼라필터; 및 상기 칼라필터 상에 형성된 마이크로렌즈를 포함하여 이루어진다.
The present invention also provides a CMOS image sensor having a pixel array consisting of a plurality of unit pixels, comprising: a semiconductor substrate; An active region formed on the semiconductor substrate, the active region having a higher surface height than an active region formed at a central portion of the pixel array and formed at an edge portion of the pixel array; A photodiode formed in each of the active regions, the photodiode having a higher surface height than a photodiode formed at a central portion of the pixel array and formed at an edge of the pixel array; A formed color filter corresponding to the photodiode; And a microlens formed on the color filter.
본 발명에서는 픽셀 어레이의 중심부분과 픽셀 어레이의 가장자리 부분의 활성영역 높이를 달리하여 형성함으로써 종래의 문제점을 해결하였다. 즉, 본 발명에서는 픽셀어레이의 가장자리 부분에 형성되는 활성영역의 높이를 중심부보다 높여 주었다. 그 결과 픽셀 어레이의 가장자리 부분에서 발생하였던 촛점거리 부족을 보완할 수 있게 되어 이미지 왜곡이 없는 시모스 이미지 센서를 얻을 수 있었다.
In the present invention, the conventional problem is solved by forming different heights of the active region of the center portion of the pixel array and the edge portion of the pixel array. That is, in the present invention, the height of the active region formed at the edge of the pixel array is increased from the center portion. As a result, it was possible to compensate for the lack of focal length generated at the edge of the pixel array, thereby obtaining a CMOS image sensor without image distortion.
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 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.
도2a 내지 도2h는 본 발명에 따른 시모스 이미지센서 제조공정을 도시한 공정단면도로써 이를 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.2A to 2H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a CMOS image sensor according to the present invention.
먼저, 도2a에 도시된 바와같이 반도체 기판(21)의 일정영역만을 노출시키는 제 1 마스크(22)를 반도체 기판 상에 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, a
좀더 자세히 설명하면, 제 1 마스크(22)는 픽셀 어레이의 중심부분에서는 형성되지 않으며, 픽셀 어레이의 가장자리 부분만을 덮도록 형성된다. 도1a를 참조하면, 반도체 기판이 픽셀 어레이의 중앙지역, 외각지역으로 나뉘어져 있음을 알 수 있다. In more detail, the
여기서, 중앙지역 또는 중심지역은 용어상의 차이일 뿐, 픽셀 어레이의 가운데 부분을 일컫는 용어이며, 외곽지역 또는 가장자리 부분역시 마찬가지로 동일한 용어이다.Here, the central region or the central region is a term referring to the middle portion of the pixel array only as a difference in terms, and the outer region or the edge region is also the same term.
본 발명의 일실시예에서는 제 1 마스크로 실리콘 질화막(SiN)을 사용하였으며, 제 1 마스크의 두께는 500Å 이하로 설정하였다.In an embodiment of the present invention, a silicon nitride film (SiN) was used as the first mask, and the thickness of the first mask was set to 500 mW or less.
이와같이 제 1 마스크(22)를 형성한 이후에, 퍼니스(furnace)를 이용한 열 산화(thermal oxidation) 공정을 진행하게 되면, 제 1 마스크로 커버된 영역을 제외한 나머지 반도체 기판에는 도2b에 도시된 바와같이 산화막(23)이 형성된다. After the
여기서 산화막(23)의 두께는 1000Å 이하로 설정하였다. Here, the thickness of the
다음으로, 도2c에 도시된 바와같이 일반적인 산화막 식각제(oxide etchant)를 사용하여 산화막을 모두 제거한다. 본 발명의 일실시예에서는 산화막 식각제로 HF 수용액(1:10)을 사용하였으며, HF 수용액에 담그어 산화막을 제거하였다. 그 결 과 도2c에 도시된 바와같이 픽셀 어레이의 중앙부분은 낮게 형성되며, 픽셀 어레이의 가장자리 부분은 그 보다 높게 형성된다.Next, as shown in FIG. 2C, all oxides are removed using a general oxide etchant. In an embodiment of the present invention, an aqueous HF solution (1:10) was used as an oxide film etchant, and the oxide film was removed by dipping in an HF solution. As a result, as shown in FIG. 2C, the center portion of the pixel array is formed lower, and the edge portion of the pixel array is formed higher.
이와같이 HF 수용액을 이용한 산화막 식각 후에, 반도체 기판의 스트레스를 완화시키기 위하여 N2 어닐링을 실시함이 바람직하다. 본 발명의 일실시예에서는 급속열처리(Rapid Thermal Process)를 이용하여 1000℃ 에서 30 초 동안 N2 어닐링을 진행하였다. After the oxide film etching using the HF aqueous solution as described above, it is preferable to perform N2 annealing to relieve stress of the semiconductor substrate. In one embodiment of the present invention, N2 annealing was performed for 30 seconds at 1000 ℃ using a rapid thermal process (Rapid Thermal Process).
다음으로, 도2d에 도시된 바와같이 반도체 기판 상에 제 2 마스크(24a, 24b)를 형성한다. 본 발명의 일실시예에서는 제 2 마스크로 실리콘 질화막(SiN)을 사용하였다. Next, as shown in FIG. 2D,
여기서, 제 2 마스크는 트렌치 소자분리막(Shallow Trench Isolation : STI) 형성을 위한 마스크이며, 제 2 마스크로 커버되는 반도체 기판이 나중에 활성영역이 될 부분이다. Here, the second mask is a mask for forming a trench trench isolation (STI), and the semiconductor substrate covered with the second mask will be an active region later.
여기서, 픽셀 어레이의 중심부분에 형성된 제 2 마스크는 도면부호 24b이며, 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 형성된 제 2 마스크는 도면부호 24a 이다.Here, the second mask formed at the center of the pixel array is denoted by
또한, 도2d를 참조하면, 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 형성된 제 2 마스크(24a)는 픽셀 어레이의 중심부분에 형성된 제 2 마스크(24b) 보다 더 높게 형성되어 있음을 알 수 있다. 이는 반도체 기판의 단차때문임은 전술한 바와같다. 2D, it can be seen that the
그리고, 제 2 마스크(24)의 높이는 제1 산화막(23)을 제거한 트랜지 깊이 보다 500 ∼ 1000Å 정도 높게 설정함이 바람직하다.In addition, the height of the second mask 24 is preferably set to be about 500 to 1000 kPa higher than the depth of the transistor from which the
다음으로 도2e에 도시된 바와같이 제 2 마스크(24)를 이용한 기판 식각공정 을 진행하여 일정깊이의 트렌치(25)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 2E, a substrate etching process using the second mask 24 is performed to form a
이어서, 도2f에 도시된 바와같이 트렌치 소자분리막을 반도체 기판 상에 형성하되, 트렌치(25)를 매립할 정도로 충분히 두텁게 형성한다. 본 발명의 일실시예에서는 트렌치 소자분리막으로는 고밀도 플라즈마 산화막(High Density Plasma : HDP) 또는 O3-TEOS 등을 이용하였다.Subsequently, a trench isolation layer is formed on the semiconductor substrate as shown in FIG. 2F, but thick enough to fill the
또한, 트렌치 소자분리막(26)은 트렌치 깊이의 1.7 ∼ 2.0 배 두께로 증착한다. In addition, the
다음으로 도2g에 도시된 바와같이, 화학기계연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP)를 진행하여 표면을 평탄화 하되, 픽셀 어레이의 중심부분에 형성된 제 2 마스크(24b)의 표면이 드러날 때 까지 화학기계연마를 진행한다.Next, as illustrated in FIG. 2G, chemical mechanical polishing (CMP) is performed to planarize the surface, and chemical mechanical polishing is performed until the surface of the
전술한 화학기계연마시, 화학기계연마의 타겟은 픽셀 어레이의 중심부분에 형성된 제 2 마스크(24b)의 표면이 드러날 때 까지 화학기계연마를 진행한다.In the above-described chemical mechanical polishing, the target of the chemical mechanical polishing is subjected to chemical mechanical polishing until the surface of the
또는 화학기계연마시, 그 타겟은 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 형성된 제 2 마스크(24a)가 500 ∼ 1000Å 정도 남을 때 까지 진행할 수도 있다. Alternatively, during chemical mechanical polishing, the target may proceed until the
이와같은 화학기계연마가 완료된 다음, 남아있는 제 2 마스크(24a, 24b)를 제거하게 되면, 도2h에 도시된 바와같은 형태를 얻을 수 있다.After the chemical mechanical polishing is completed, the remaining
즉, 픽셀어레이의 중심부분에 형성된 활성영역은 그 높이가 낮으며, 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 형성된 활성영역은 중심부분보다 높은 표면을 갖고 있다.That is, the height of the active region formed in the center portion of the pixel array is low, and the active region formed in the edge portion of the pixel array has a surface higher than the center portion.
따라서, 이와같은 활성영역상에 포토다이오드, 칼라필터 및 마이크로렌즈 제조와 같은 일련의 공정을 진행하게 되면, 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 형성된 포토다이오드는 그 만큼 높은 위치에 형성될 것이며, 이는 곧 촛점거리 부족이라는 문제를 해결할 수 있게 한다.Therefore, if a series of processes such as photodiode, color filter and microlens manufacturing are performed on such an active area, the photodiode formed at the edge of the pixel array will be formed at such a high position, which is a focal length. It helps solve the problem of lack.
전술한 바와같이, 촛점거리 부족은 주로 픽셀 어레이의 가장자리 부분에서 많이 발생하는 현상으로, 포토다이오드까지 촛점이 형성되지 못하고 촛점거리가 짧아지는 문제점인데, 본 발명에서는 픽셀 어레이의 가장자리 부분에서 포토다이오드가 형성될 위치를 높임으로써 촛점거리 부족이라는 문제를 해결하였다. As described above, the lack of focal length is a phenomenon that occurs mainly at the edge portion of the pixel array. The focus is not formed until the photodiode and the focal length is shortened. In the present invention, the photodiode is formed at the edge portion of the pixel array. By raising the position to be formed, the problem of lack of focal length was solved.
이와같은 본 발명의 기술적 사상이 종래의 문제를 해결하는 원리는 도1b를 참조하면 쉽게 알 수 있다.The principle that the technical idea of the present invention solves the conventional problem can be easily seen with reference to Figure 1b.
또한, 본 발명의 일실시예에서는 픽셀어레이의 중심부분과 픽셀 어레이의 가장자리 부분과의 높이 차이가 1 단계로 되어 있으나, 이는 2 단계 이상의 다 단계로 조절할 수도 있다. In addition, in one embodiment of the present invention, the height difference between the center portion of the pixel array and the edge portion of the pixel array is one step, but this may be adjusted in two or more steps.
즉, 이미지센서의 렌즈 포커스 길이(focus length)에 따라, 픽셀 어레이의 중심부분에 형성되는 포토다이오드와 픽셀 어레이의 가장자리 부분에 형성되는 포토다이오드의 표면 높이를 다 단계로 조절할 수도 있다.That is, according to the lens focus length of the image sensor, the surface height of the photodiode formed at the center of the pixel array and the photodiode formed at the edge of the pixel array may be adjusted in multiple steps.
바람직하게는 픽셀 어레이의 최 외곽 쪽으로 갈 수록, 포토다이오드 표면의 높이를 단계적으로 높이는 것이 촛점거리 부족을 해결하는데 유리할 것이다.
Preferably stepping up the height of the photodiode surface toward the outermost side of the pixel array will be advantageous to address the lack of focal length.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식 을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and the present invention may be variously substituted, modified, and changed without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
본 발명을 시모스 이미지센서에 적용하면, 활성영역의 높이를 조절하는 간단한 공정을 통하여, 촛점거리 부족을 해결할 수 있어, 이미지 왜곡을 억제한 시모스 이미지센서를 얻을 수 있다.
When the present invention is applied to the CMOS image sensor, the shortage of the focal length can be solved through a simple process of adjusting the height of the active region, thereby obtaining a CMOS image sensor with suppressed image distortion.
Claims (4)
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KR101015527B1 (en) * | 2008-09-04 | 2011-02-16 | 주식회사 동부하이텍 | CMOS Image sensor and Method for fabricating of the same |
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