KR20060108160A

KR20060108160A - Image sensor

Info

Publication number: KR20060108160A
Application number: KR1020050030355A
Authority: KR
Inventors: 노재섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2006-10-17

Abstract

이미지 센서(image sensor)가 제공된다. 이미지 센서는 반도체 기판, 반도체 기판 내에 형성되고, 입사광에 대응하여 전하를 축적하는 다수의 광전 변환부, 다수의 광전 변환부 주변에 형성된 지지체, 반도체 기판 상에 형성되고, 다수의 광전 변환부에 대응되는 영역에 다수의 오목홈을 구비하는 절연막, 다수의 오목홈을 채우도록 형성되어 입사광을 광전 변환부에 집광하되, 입사광의 파장에 따라 서로 다른 굴절각을 갖는 이너 렌즈를 포함한다.An image sensor is provided. The image sensor is formed in a semiconductor substrate, a semiconductor substrate, and includes a plurality of photoelectric conversion units that accumulate charge in response to incident light, a support formed around the plurality of photoelectric conversion units, formed on the semiconductor substrate, and correspond to a plurality of photoelectric conversion units. An insulating film having a plurality of concave grooves in a region to be formed, and is formed to fill a plurality of concave grooves to collect incident light into the photoelectric conversion unit, and includes an inner lens having different refractive angles according to the wavelength of the incident light.

이미지 센서, 이너 렌즈, 광전 변환 효율, 감도 Image sensor, inner lens, photoelectric conversion efficiency, sensitivity

Description

Image sensor

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 블록도이다.1 is a block diagram of an image sensor according to an exemplary embodiment.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 화소의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a unit pixel of an image sensor according to an exemplary embodiment.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 화소와 지지체의 위치 관계를 개략적으로 설명한 레이아웃도이다. 3 is a layout diagram schematically illustrating a positional relationship between a unit pixel and a support of an image sensor according to an exemplary embodiment.

도 4는 도 3의 IV-IV' 및 IV'-IV''를 따라 절단한 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV 'and IV'-IV' 'of FIG.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of an image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 이미지 센서 10 : 화소 배열부1: image sensor 10: pixel array

20 : 타이밍 제너레이터 30 : 로우 디코더20: timing generator 30: low decoder

40 : 로우 드라이버 50 : 상관 이중 샘플러40: low driver 50: correlated double sampler

60 : 아날로그 디지털 컨버터 70 : 래치부60: analog-to-digital converter 70: latch portion

80 : 컬럼 디코더 100 : 단위 화소80: column decoder 100: unit pixel

110 : 광전 변환부 110R : 레드 광전 변환부110: photoelectric converter 110R: red photoelectric converter

110G : 그린 광전 변환부 110B : 블루 광전 변환부110G: green photoelectric converter 110B: blue photoelectric converter

120 : 전하 검출부 130 : 전하 전송부120: charge detection unit 130: charge transfer unit

140 : 리셋부 150 : 증폭부140: reset unit 150: amplification unit

160 : 선택부 210 : 지지체160: selection unit 210: support

214a : 제1 층간 절연막 214b : 제2 층간 절연막214a: first interlayer insulating film 214b: second interlayer insulating film

214c : 오목홈 218R, 218G, 218B : 이너 렌즈214c: concave groove 218R, 218G, 218B: inner lens

본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이미지 재현 특성이 향상된 이미지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor, and more particularly to an image sensor with improved image reproduction characteristics.

이미지 센서(image sensor)는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 소자이다. 최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로보트 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다. An image sensor is an element that converts an optical image into an electrical signal. Recently, with the development of the computer industry and the communication industry, the demand for improved image sensors in various fields such as digital cameras, camcorders, personal communication systems (PCS), gaming devices, security cameras, medical micro cameras, robots, etc. is increasing. have.

이미지 센서의 단위 화소는 입사광을 광전 변환하여 광량에 대응하는 전하를 광전 변환부에 축적하고, 읽기 동작(read-out operation)을 통해서 영상 신호를 재생하게 된다. 그런데, 이미지 센서의 단위 화소는 입사광에 대한 감도를 높이기 위해, 광전 변환부 이외의 영역으로 입사하는 광의 경로를 변경하여 광전 변환부로 집광하는 이너 렌즈(inner lens)를 구비할 수 있다. 이너 렌즈는 단위 화소가 형성된 반도체 기판 상에 형성된 다수의 절연막, 즉 층간 절연막(InterLayer Dielectric; ILD) 또는 금속층간 절연막(InterMetallic Dielectric; IMD) 사이에 형성될 수 있다. The unit pixel of the image sensor photoelectrically converts incident light, accumulates charges corresponding to the amount of light, and reproduces an image signal through a read-out operation. However, in order to increase sensitivity to incident light, the unit pixel of the image sensor may include an inner lens that changes the path of light incident to a region other than the photoelectric conversion unit and condenses the photoelectric conversion unit. The inner lens may be formed between a plurality of insulating layers formed on the semiconductor substrate on which the unit pixel is formed, that is, an interlayer dielectric (ILD) or an intermetallic dielectric (IMD).

한편, 종래의 이너 렌즈는 입사광의 파장에 따라 광전 변환되는 위치가 다름에도 불구하고, 입사광의 파장에 무관하게 동일한 굴절각을 갖는다. 따라서, 종래의 이미지 센서는 특정 파장에 대해서 광전 변환 효율을 높일 수 있으나, 모든 입사광에 대한 광전 변환 효율을 최적화시킬 수 없었다.On the other hand, the conventional inner lens has the same refractive angle regardless of the wavelength of the incident light, although the position where the photoelectric conversion is different depending on the wavelength of the incident light. Therefore, the conventional image sensor can increase the photoelectric conversion efficiency for a specific wavelength, but could not optimize the photoelectric conversion efficiency for all incident light.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이미지 재현 특성이 향상된 이미지 센서를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an image sensor with improved image reproduction characteristics.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는 반도체 기판, 반도체 기판 내에 형성되고, 입사광에 대응하여 전하를 축적하는 다수의 광전 변환부, 다수의 광전 변환부 주변에 형성된 지지체, 반도체 기판 상에 형성되고, 다수의 광전 변환부에 대응되는 영역에 다수의 오목홈을 구비하는 절연막, 다수의 오목홈을 채우도록 형성되어 입사광을 광전 변환부에 집광하되, 입사광의 파장에 따라 서로 다른 굴절각을 갖는 이너 렌즈를 포함한다.The image sensor according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is formed in the semiconductor substrate, the semiconductor substrate, a plurality of photoelectric conversion unit for accumulating charge in response to incident light, a support formed around the plurality of photoelectric conversion unit And an insulating film formed on the semiconductor substrate and having a plurality of concave grooves in a region corresponding to the plurality of photoelectric conversion parts, and formed to fill the plurality of concave grooves to focus incident light on the photoelectric conversion part, depending on the wavelength of the incident light. It includes an inner lens having different refractive angles.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 나아가, N형 또는 P형은 예시적인 것이며, 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Thus, well-known device structures and well-known techniques in some embodiments are not described in detail in order to avoid obscuring the present invention. Furthermore, N-type or P-type are exemplary, and each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device)와 이미지 센서를 포함한다. 여기서, CCD는 이미지 센서에 비해 잡음(noise)이 적고 화질이 우수하지만, 고전압을 요구하며 공정 단가가 비싸다. 이미지 센서는 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝(scanning) 방식으로 구현 가능하다. 또한, 신호 처리 회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능하며, CMOS 공정 기술을 호환하여 사용할 수 있어 제조 단가를 낮출 수 있다. 전력 소모 또한 매우 낮아 배터리 용량이 제한적인 제품에 적용이 용이하다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 이미지 센서로 이미지 센서를 예시하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 그대로 CCD에도 적용될 수 있음은 물론이다.An image sensor according to embodiments of the present invention includes a charge coupled device (CCD) and an image sensor. Here, the CCD has less noise and better image quality than the image sensor, but requires a high voltage and a high process cost. The image sensor can be easily driven and implemented by various scanning methods. In addition, since the signal processing circuit can be integrated on a single chip, the product can be miniaturized, and the CMOS process technology can be used interchangeably to reduce the manufacturing cost. Its low power consumption makes it easy to apply to products with limited battery capacity. Therefore, hereinafter, an image sensor will be described with an image sensor of the present invention. However, the technical idea of the present invention can be applied to the CCD as it is.

본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서는 도 1 내지 도 5을 참조함으로써 잘 이해될 수 있을 것이다.An image sensor according to embodiments of the present invention may be well understood by referring to FIGS. 1 to 5.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 화소의 회로도이다.1 is a block diagram of an image sensor according to an exemplary embodiment. 2 is a circuit diagram of a unit pixel of an image sensor according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(1)는 화소 배열부(10), 타이밍 제너레이터(timing generator; 20), 로우 디코더(row decoder; 30), 로우 드라이버(row driver; 40), 상관 이중 샘플러(Correlated Double Sampler, CDS; 50), 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, ADC; 60), 래치부(latch; 70), 컬럼 디코더(column decoder; 80) 등을 포함한다.Referring to FIG. 1, an image sensor 1 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a pixel array unit 10, a timing generator 20, a row decoder 30, and a row driver. 40), a correlated double sampler (CDS) 50, an analog to digital converter (ADC) 60, a latch 70, a column decoder 80, and the like. do.

화소 배열부(10)은 2차원적으로 배열된 다수의 단위 화소를 포함한다. 다수의 단위 화소들은 광학 영상을 전기 신호로 변환하는 역할을 한다. 화소 배열부(10)는 로우 드라이버(40)로부터 화소 선택 신호(ROW), 리셋 신호(RST), 전하 전송 신호(TG) 등 다수의 구동 신호를 수신하여 구동된다. 또한, 변환된 전기적 신호는 수직 신호 라인를 통해서 상관 이중 샘플러(50)에 제공된다. The pixel array unit 10 includes a plurality of unit pixels arranged in two dimensions. A plurality of unit pixels serve to convert an optical image into an electrical signal. The pixel array unit 10 is driven by receiving a plurality of driving signals such as a pixel selection signal ROW, a reset signal RST, a charge transfer signal TG, and the like from the row driver 40. The converted electrical signal is also provided to the correlated double sampler 50 via a vertical signal line.

도 2를 참조하여 단위 화소(100)를 설명하면, 단위 화소(100)는 광전 변환부(110), 전하 검출부(120), 전하 전송부(130), 리셋부(140), 증폭부(150), 선택부(160)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 단위 화소(100)가 도 2에서와 같이 4개의 트랜지스터 구조로 이루어진 경우를 도시하고 있으나, 3개 또는 5개의 트랜지스터 구조로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 2, the unit pixel 100 will be described. The unit pixel 100 includes a photoelectric converter 110, a charge detector 120, a charge transfer unit 130, a reset unit 140, and an amplifier 150. ), And a selection unit 160. In the exemplary embodiment of the present invention, the unit pixel 100 has a four transistor structure as shown in FIG. 2, but may have three or five transistor structures.

광전 변환부(110)는 입사광을 흡수하여, 광량에 대응하는 전하를 축적하는 역할을 한다. 광전 변환부(110)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터 (photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(Pinned Photo Diode; PPD) 및 이들의 조합이 가능하다.The photoelectric converter 110 absorbs incident light and accumulates charges corresponding to the amount of light. The photoelectric converter 110 may be a photo diode, a photo transistor, a photo gate, a pinned photo diode (PPD), and a combination thereof.

전하 검출부(120)는 플로팅 확산 영역(FD; Floating Diffusion region)이 주로 사용되며, 광전 변환부(110)에서 축적된 전하를 전송받는다. 전하 검출부(120)는 기생 커패시턴스를 갖고 있기 때문에, 전하가 누적적으로 저장된다. 전하 검출부(120)는 증폭부(150)의 게이트에 전기적으로 연결되어 있어, 증폭부(150)를 제어한다.As the charge detector 120, a floating diffusion region (FD) is mainly used, and the charge accumulated in the photoelectric converter 110 is received. Since the charge detector 120 has a parasitic capacitance, charges are accumulated cumulatively. The charge detector 120 is electrically connected to the gate of the amplifier 150 to control the amplifier 150.

전하 전송부(130)는 광전 변환부(110)에서 전하 검출부(120)로 전하를 전송한다. 전하 전송부(130)는 일반적으로 1개의 트랜지스터로 이루어지며, 전하 전송 신호(TG)에 의해 제어된다. The charge transfer unit 130 transfers charges from the photoelectric conversion unit 110 to the charge detection unit 120. The charge transfer unit 130 generally includes one transistor and is controlled by a charge transfer signal TG.

리셋부(140)는 전하 검출부(120)를 주기적으로 리셋시킨다. 리셋부(140)의 소스는 전하 검출부(120)에 연결되고, 드레인은 Vdd에 연결된다. 또한, 리셋 신호(RST)에 응답하여 구동된다.The reset unit 140 periodically resets the charge detector 120. The source of the reset unit 140 is connected to the charge detector 120 and the drain is connected to Vdd. It is also driven in response to the reset signal RST.

증폭부(150)는 단위 화소(100) 외부에 위치하는 정전류원(도면 미도시)과 조합하여 소스 팔로워 버퍼 증폭기(source follower buffer amplifier) 역할을 하며, 전하 검출부(120)의 전압에 응답하여 변하는 전압이 수직 신호 라인(111)으로 출력된다. 소스는 선택부(160)의 드레인에 연결되고, 드레인은 Vdd에 연결된다.The amplifier 150 serves as a source follower buffer amplifier in combination with a constant current source (not shown) located outside the unit pixel 100, and changes in response to the voltage of the charge detector 120. The voltage is output to the vertical signal line 111. The source is connected to the drain of the selector 160 and the drain is connected to Vdd.

선택부(160)는 행 단위로 읽어낼 단위 화소(100)를 선택하는 역할을 한다. 선택 신호(ROW)에 응답하여 구동되고, 소스는 수직 신호 라인(111)에 연결된다.The selector 160 selects the unit pixel 100 to be read in units of rows. Driven in response to the select signal ROW, the source is coupled to a vertical signal line 111.

또한, 전하 전송부(130), 리셋부(140), 선택부(160)의 구동 신호 라인(131, 141, 161)은 동일한 행에 포함된 단위 화소들이 동시에 구동되도록 행 방향(수평 방향)으로 연장된다.In addition, the driving signal lines 131, 141, and 161 of the charge transfer unit 130, the reset unit 140, and the selector 160 may be driven in the row direction (horizontal direction) so that the unit pixels included in the same row are simultaneously driven. Is extended.

다시 도 1을 참조하면, 타이밍 제너레이터(20)는 로우 디코더(30) 및 컬럼 디코더(80)에 타이밍(timing) 신호 및 제어 신호를 제공한다.Referring back to FIG. 1, the timing generator 20 provides a timing signal and a control signal to the row decoder 30 and the column decoder 80.

로우 드라이버(40)는 로우 디코더(30)에서 디코딩된 결과에 따라 다수의 단위 화소들을 구동하기 위한 다수의 구동 신호를 화소 배열부(10)에 제공한다. 일반적으로 매트릭스 형태로 단위 화소가 배열된 경우에는 각 행별로 구동 신호를 제공한다. The row driver 40 provides the pixel array unit 10 with a plurality of driving signals for driving the plurality of unit pixels according to a result decoded by the row decoder 30. In general, when unit pixels are arranged in a matrix form, a driving signal is provided for each row.

상관 이중 샘플러(50)는 화소 배열부(10)에 형성된 전기 신호를 수직 신호 라인을 통해 수신하여 유지(hold) 및 샘플링한다. 즉, 특정한 기준 전압 레벨(이하, ‘잡음 레벨(noise level)’)과 형성된 전기적 신호에 의한 전압 레벨(이하, ‘신호 레벨’)을 이중으로 샘플링하여, 잡음 레벨과 신호 레벨의 차이에 해당하는 차이 레벨을 출력한다.The correlated double sampler 50 receives, holds, and samples an electrical signal formed in the pixel array unit 10 through a vertical signal line. That is, a specific reference voltage level (hereinafter referred to as "noise level") and a voltage level (hereinafter referred to as "signal level") by the formed electrical signal are sampled twice, corresponding to the difference between the noise level and the signal level. Output the difference level.

아날로그 디지털 컨버터(60)는 차이 레벨에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.The analog-to-digital converter 60 converts an analog signal corresponding to the difference level into a digital signal and outputs the digital signal.

래치부(70)는 디지털 신호를 래치(latch)하고, 래치된 신호는 컬럼 디코더(80)에서 디코딩 결과에 따라 순차적으로 영상 신호 처리부(도면 미도시)로 출력된다.The latch unit 70 latches the digital signal, and the latched signal is sequentially output from the column decoder 80 to the image signal processor (not shown) according to the decoding result.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 화소와 지지체의 위치 관계를 개략적으로 설명한 레이아웃도이다. 도 4는 도 3의 IV-IV' 및 IV'-IV'' 를 따라 절단한 단면도이다. 여기서, 도 4는 설명의 편의상 IV-IV'을 따라 절단한 단면도와 IV'-IV''를 따라 절단한 단면도를 연결하여 표시한다.3 is a layout diagram schematically illustrating a positional relationship between a unit pixel and a support of an image sensor according to an exemplary embodiment. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV 'and IV'-IV' 'of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV 'and sectional view taken along the line IV'-IV' for convenience of description.

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는 다수의 단위 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 광학 영상을 전기 신호로 변환한다. 도면에는 표시하지 않았으나, 입사광은 컬러 필터를 통과하여 광전 변환부에 도달하므로, 소정 영역의 파장에 해당하는 입사광에 대응하여 전하가 축적된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서는 도 3에서와 같이 베이어(Bayer) 형으로 컬러 필터를 배치하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 베이어형 컬러 필터 어레이(Color Filter Array; CFA)는 그린(green)이 전체 필터의 반 이상을 차지한다. 사람의 눈은 그린에 대해 더 민감하게 반응하므로, 그린의 정확도가 더 중요하기 때문이다.In the image sensor according to the exemplary embodiment, a plurality of unit pixels are arranged in a matrix to convert an optical image into an electrical signal. Although not shown, incident light passes through the color filter and reaches the photoelectric conversion unit, and thus charges are accumulated in response to incident light corresponding to a wavelength of a predetermined region. In particular, in one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a color filter is arranged in a Bayer type, but is not limited thereto. Bayer-type color filter arrays (CFAs) have more than half of the green filter green. The human eye is more sensitive to the green, so the accuracy of the green is more important.

우선 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는 반도체 기판(101, 103), 깊은 웰(deep well; 102), 제1 분리웰(104), 소자 분리 영역(106), 광전 변환부(110R, 110G, 110B), 전하 검출부(120), 전하 전송부(130), 절연막 구조물(200)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 광전 변환부(110R, 110G, 110B)로 핀드 포토다이오드(Pinned Photo Diode; PPD)를 사용하여 설명한다. First, referring to FIG. 4, an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention may include a semiconductor substrate 101 and 103, a deep well 102, a first separation well 104, a device isolation region 106, The photoelectric converters 110R, 110G, and 110B include the charge detector 120, the charge transmitter 130, and the insulating film structure 200. In an embodiment of the present invention, a pinned photo diode (PPD) is used as the photoelectric conversion units 110R, 110G, and 110B.

반도체 기판(101, 103)은 제1 도전형(예를 들어, N형)이고, 하부 및 상부 기판 영역(101, 103)을 포함한다. 즉, 하부 및 상부 기판 영역(101, 103)은 반도체 기판(101, 103) 내의 소정 깊이에 형성되는 제2 도전형(예를 들어, P형)의 깊은 웰(102)에 의해 정의된다. The semiconductor substrates 101 and 103 are of the first conductivity type (eg, N-type) and include lower and upper substrate regions 101 and 103. That is, the lower and upper substrate regions 101 and 103 are defined by the deep well 102 of the second conductivity type (eg, P type) formed at a predetermined depth in the semiconductor substrates 101 and 103.

깊은 웰(102)은 하부 기판 영역(101)의 깊은 곳에서 생성된 전하들이 광전 변환부(110R, 110G, 110B)로 흘러 들어오지 않도록 포텐셜 베리어(potential barrier)를 형성하고, 전하와 홀의 재결합(recommbination) 현상을 증가시키는 역할을 한다. 따라서, 전하들의 랜덤 드리프트(random drift)에 의한 화소간 크로스토크 현상을 줄일 수 있다.The deep well 102 forms a potential barrier to prevent charges generated deep in the lower substrate region 101 from flowing into the photoelectric converters 110R, 110G, and 110B, and recommbination of the charges and holes. ) Increases the phenomenon. Therefore, cross-pixel crosstalk due to random drift of charges can be reduced.

깊은 웰(102)은 예를 들어, 반도체 기판(101, 103)의 표면으로부터 3 내지 12㎛ 깊이에 최고 농도를 가지며 1 내지 5㎛의 층 두께를 형성하도록 형성될 수 있다. 여기서, 3 내지 12㎛는 실리콘 내에서 적외선 또는 근적외선의 흡수 파장의 길이(absorption length of red or near infrared region light)와 실질적으로 동일하다. 여기서, 깊은 웰(102)의 깊이는 반도체 기판(101, 103)의 표면으로부터 얕을수록 확산 방지 효과가 크므로 크로스토크가 작아지나, 광전자 변환부(110R, 110G, 110B)의 영역 또한 얕아지므로 깊은 곳에서 광전 변환 비율이 상대적으로 큰 장파장(예를 들어, 레드 파장)을 갖는 입사광에 대한 감도가 낮아질 수 있다. 따라서, 입사광의 파장 영역에 따라 깊은 웰(102)의 형성 위치는 조절될 수 있다.The deep well 102 may be formed to have a highest concentration at a depth of 3 to 12 μm from the surfaces of the semiconductor substrates 101 and 103 and to form a layer thickness of 1 to 5 μm, for example. Here, 3 to 12 μm is substantially the same as the absorption length of red or near infrared region light in silicon. Here, since the depth of the deep well 102 is shallower from the surfaces of the semiconductor substrates 101 and 103, the diffusion prevention effect is larger, so that the crosstalk is smaller, but the area of the optoelectronic converters 110R, 110G, and 110B is also shallower. In depth, sensitivity to incident light having a long wavelength (eg, a red wavelength) having a relatively large photoelectric conversion ratio may be lowered. Therefore, the formation position of the deep well 102 can be adjusted according to the wavelength region of the incident light.

소자 분리 영역(106)은 상부 기판 영역(103) 내에 형성되어 활성 영역을 정의한다. 소자 분리 영역(106)은 일반적으로 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)방법을 이용한 FOX(Field OXide) 또는 STI(Shallow Trench Isolation)가 될 수 있다. An isolation region 106 is formed in the upper substrate region 103 to define the active region. The device isolation region 106 may be, for example, Field Oxide (FOX) or Shallow Trench Isolation (STI) using a LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) method.

또한, 소자 분리 영역(106)의 하부에는 제2 도전형(예를 들어, P⁺형)의 제1 분리웰(isolation well; 104)이 형성될 수 있다. 제1 분리웰(104)은 다수의 포토 다이오드(112R, 112G, 112B)를 서로 분리하는 역할을 한다. 포토 다이오드(112R, 112G, 112B)간 수평 방향의 크로스토크를 줄이기 위해, 제1 분리웰(104)은 포토 다이오드(112R, 112G, 112B)의 생성 깊이와 실질적으로 동일하거나 보다 더 깊게 생성될 수 있다. In addition, a first isolation well 104 of a second conductivity type (eg, P ⁺ type) may be formed under the device isolation region 106. The first separation well 104 separates the plurality of photodiodes 112R, 112G, and 112B from each other. To reduce crosstalk in the horizontal direction between the photodiodes 112R, 112G, and 112B, the first separation well 104 may be created substantially the same as or deeper than the resulting depth of the photodiodes 112R, 112G, and 112B. have.

광전 변환부(110R, 110G, 110B)는 N⁺형의 포토 다이오드(112R, 112G, 112B), P⁺⁺⁺형의 피닝층(pinning layer; 114R, 114G, 114B), 포토 다이오드(112R, 112G, 112B) 하부의 상부 기판 영역(103)을 포함한다.The photoelectric conversion units 110R, 110G, and 110B include N ⁺ type photodiodes 112R, 112G and 112B, a P ⁺⁺⁺ type pinning layer 114R, 114G, and 114B, and photodiodes 112R and 112G. And upper substrate region 103 under 112B.

포토 다이오드(112R, 112G, 112B)는 입사광에 대응하여 생성된 전하가 축적되고, 피닝층(114R, 114G, 114B)은 상부 기판 영역(103)의 영역에서 열적으로 생성된 EHP(Electron-Hole Pair)를 줄임으로써 암전류를 방지하는 역할을 한다. 즉, 상부 기판 영역(103)의 표면의 댕글링 본드에서 열적으로 생성된(thermally generated) EHP 중에서, 양전하는 P⁺⁺⁺형의 피닝층(114R, 114G, 114B)을 통해서 접지된 기판으로 확산되고, 음전하는 피닝층(114R, 114G, 114B)을 확산하는 과정에서 양전하와 재결합하여 소멸된다.Charges generated in response to incident light are accumulated in the photodiodes 112R, 112G, and 112B, and the pinning layers 114R, 114G, and 114B are thermally generated in the region of the upper substrate region 103. ) To prevent dark current. That is, in the EHP thermally generated at the dangling bond of the surface of the upper substrate region 103, the positive charge diffuses through the P ⁺⁺⁺ type pinning layers 114R, 114G, 114B to the grounded substrate. The negative charges recombine with the positive charges in the process of diffusing the pinning layers 114R, 114G, and 114B, and disappear.

포토 다이오드(112R, 112G, 112B)는 깊은 웰(102)로부터 소정 거리 이격되어 형성되므로, 포토 다이오드(112R, 112G, 112B) 하부의 상부 기판 영역(103)을 광전 변환하는 영역으로 사용할 수 있다. 이와 같은 광전 변환부(110R, 110G, 110B) 하부의 상부 기판 영역(130)은 레드 파장의 입사광과 같이 다수의 광전 변환부(110R, 110G, 110B)에 입사되는 입사광 중 가장 긴 파장의 입사광에 대응하여 전하를 축적할 수 있다.Since the photodiodes 112R, 112G, and 112B are formed spaced apart from the deep well 102 by a predetermined distance, the upper substrate regions 103 under the photodiodes 112R, 112G, and 112B can be used as regions for photoelectric conversion. The upper substrate region 130 under the photoelectric converters 110R, 110G, and 110B may be provided with incident light having the longest wavelength among the incident light incident on the photoelectric converters 110R, 110G, and 110B, such as incident light having a red wavelength. Corresponding charge can be accumulated.

절연막 구조물(200)은 제1 층간 절연막(214a), 지지체(210), 제2 층간 절연막(214b), 이너 렌즈(218R, 218G, 218B), 하부 컨택(212), 하부 배선 라인(220), 제1 금속층간 절연막(224), 제1 비아 컨택(222), 배선 라인(230), 제2 금속층간 절연막(234), 광 차폐막(240)을 포함한다.The insulating film structure 200 may include a first interlayer insulating film 214a, a support 210, a second interlayer insulating film 214b, inner lenses 218R, 218G, and 218B, a lower contact 212, a lower wiring line 220, and the like. The first interlayer insulating layer 224, the first via contact 222, the wiring line 230, the second interlayer insulating layer 234, and the light shielding layer 240 are included.

제1 층간 절연막(214a)은 반도체 기판(101, 103) 상에 형성되고, 산화막으로 이루어 지거나, 산화막 및 질화막의 복합막으로 형성될 수 있다. 제1 층간 절연막(214a)은 1000 내지 3000Å의 두께를 갖는다. The first interlayer insulating film 214a may be formed on the semiconductor substrates 101 and 103 and formed of an oxide film or a composite film of an oxide film and a nitride film. The first interlayer insulating film 214a has a thickness of 1000 to 3000 GPa.

지지체(210)는 제1 층간 절연막(214a) 상의 광전 변환부(110R, 110G, 110B) 주변에 형성되어, 광전 변환부(110R, 110G, 110B)에 입사되는 광의 진로를 방해하지 않는다. 즉, 지지체(210)는 도 3에서와 같이 광전 변환부(110R, 110G, 110B)를 써라운딩하도록 형성될 수도 있고, 광전 변환부(110R, 110G, 110B)의 일부에만 형성될 수도 있다. 또한, 도면에서는 지지체(210)가 1층으로 형성되어 있으나, 2층 이상으로 형성하여 이너 렌즈(218R, 218G, 218B)의 굴곡을 조절하여 굴절각을 조절할 수 있다. 지지체(210)는 다수의 광전 변환부(110R, 110G, 110B) 사이의 화소간 크로스 토크(crosstalk)를 억제하는 광차폐막 역할을 할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The support 210 is formed around the photoelectric conversion parts 110R, 110G and 110B on the first interlayer insulating layer 214a and does not interfere with the path of light incident on the photoelectric conversion parts 110R, 110G and 110B. That is, the support 210 may be formed to surround the photoelectric converters 110R, 110G, and 110B as shown in FIG. 3, or may be formed only on a part of the photoelectric converters 110R, 110G, and 110B. In addition, although the support 210 is formed in one layer in the drawing, the refractive angle may be adjusted by adjusting the bending of the inner lenses 218R, 218G, and 218B by forming two or more layers. The support 210 may serve as a light shielding film for suppressing crosstalk between pixels between the photoelectric converters 110R, 110G, and 110B, but is not limited thereto.

또한, 지지체(210)는 제2 층간 절연막(214b)에 오목홈(213c)을 형성하는 리플로우(reflow) 공정을 견딜 수 있도록 녹는점이 높아야 한다. 예를 들어, 철(Fe)보다 녹는점(1535℃)이 높은 고융점 금속으로 형성될 수 있다. 고융점 금속의 예로는, 텅스텐(3400℃), 레늄(3147℃), 탄탈(2850℃), 몰리브덴(2620℃), 니오브(1950 ℃), 바나듐(1717℃), 하프늄(2227℃), 지르코늄(1900℃), 티탄(1800℃)을 들 수 있고, 바람직하게는 텅스텐을 사용할 수 있다. In addition, the support 210 must have a high melting point to withstand the reflow process of forming the concave groove 213c in the second interlayer insulating film 214b. For example, it may be formed of a high melting point metal having a higher melting point (1535 ° C.) than iron (Fe). Examples of high melting point metals include tungsten (3400 ° C), rhenium (3147 ° C), tantalum (2850 ° C), molybdenum (2620 ° C), niobium (1950 ° C), vanadium (1717 ° C), hafnium (2227 ° C) and zirconium (1900 degreeC) and titanium (1800 degreeC), Tungsten can be used preferably.

제2 층간 절연막(214b)은 제1 층간 절연막(214a)상에 형성되고, 광전 변환부(110R, 110G, 110B)에 대응되는 영역에 다수의 오목홈(214c)을 구비한다. 여기서, 제2 층간 절연막(214b)는 유동적인(flowable)한 절연 물질, 예를 들어, FOX(Flowable OXide), TOSZ(Tonen SilaZene), PR(PhotoResist), USG(Undoped Silica Glass), BSG(Borosilica Glass), PSG(PhosphoSilica Glass), BPSG(BoroPhosphoSilica Glass) 단일막 또는 이들의 적층막이 사용될 수 있다. 제2 층간 절연막(214b)는 2000 내지 5000Å의 두께를 갖는다.The second interlayer insulating film 214b is formed on the first interlayer insulating film 214a and includes a plurality of concave grooves 214c in regions corresponding to the photoelectric conversion parts 110R, 110G, and 110B. The second interlayer insulating layer 214b may be a flowable insulating material, for example, a flexible OXide (FOX), a Tonen SilaZene (TOSZ), a photoresist (PR), an undoped silica glass (USG), or a borosilica (BSG). Glass (PG), PhosphoSilica Glass (PSG), BoroPhosphoSilica Glass (BPSG) single film, or a laminated film thereof may be used. The second interlayer insulating film 214b has a thickness of 2000 to 5000 GPa.

형성 방법은 우선, BPSG와 같은 절연 물질을 스핀 코팅(spin coating) 방식을 이용하여 제1 층간 절연막(214a) 상에 도포한다. 그 후, 800 내지 900℃, 바람직하게는 850℃의 고온에서 리플로우(reflow)공정을 진행하여, 다수의 오목홈(214c)을 형성하여 제2 층간 절연막(214b)을 완성한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서는 광전 변환부(110R, 110G, 110B) 주변에 지지체(210)가 형성되어 있으므로, 별도의 공정 없이 리플로우 공정 만으로도 다수의 오목홈(214c)의 굴곡을 형성할 수 있다.In the forming method, an insulating material such as BPSG is first applied onto the first interlayer insulating film 214a by using a spin coating method. Thereafter, a reflow process is performed at a high temperature of 800 to 900 ° C, preferably 850 ° C to form a plurality of concave grooves 214c to complete the second interlayer insulating film 214b. In particular, in one embodiment of the present invention, since the support 210 is formed around the photoelectric converters 110R, 110G, and 110B, the curved portion of the plurality of concave grooves 214c may be formed only by the reflow process without a separate process. Can be.

이너 렌즈(218R, 218G, 218B)는 제2 층간 절연막(214b)의 오목홈(214c)을 채우도록 형성되어, 입사광을 광전 변환부(110R, 110G, 110B)로 집광하는 역할을 한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 이너 렌즈(218R, 218G, 218B)는 입사광의 파장에 따라 서로 다른 굴절각을 갖는다. 자세히 설명하면, 입사광의 파장이 길면 굴절각이 작고, 입사광의 파장이 짧으면 굴절각이 크다. 즉, 파장이 긴 레드 영역의 입사광은 실리콘과 같은 반도체 기판(101, 103)에서의 침투 깊이(penentration depth)가 크기 때문에 포토 다이오드(112R) 하부에서의 광전 변환 효율이 높고, 반대로 파장이 짧은 블루 영역의 입사광은 반도체 기판(101, 103)에서의 침투 깊이가 작기 때문에 포토 다이오드(112B)의 표면층에서 광전 변환 효율이 높다. 따라서, 광전 변환 효율이 가장 높은 영역으로 입사광을 집광시키기 위해서, 입사광의 파장에 따라 굴절각을 조절하게 된다. The inner lenses 218R, 218G, and 218B are formed to fill the concave grooves 214c of the second interlayer insulating film 214b, and serve to condense incident light to the photoelectric converters 110R, 110G, and 110B. In particular, the inner lenses 218R, 218G, and 218B according to one embodiment of the present invention have different refractive angles according to the wavelength of incident light. In detail, when the wavelength of incident light is long, the angle of refraction is small, and when the wavelength of incident light is short, the angle of refraction is large. That is, the incident light in the long red region has a high penetration depth in the semiconductor substrates 101 and 103 such as silicon, so that the photoelectric conversion efficiency under the photodiode 112R is high, and conversely, blue is short. Since the incident light in the region has a small penetration depth in the semiconductor substrates 101 and 103, the photoelectric conversion efficiency is high in the surface layer of the photodiode 112B. Therefore, in order to focus incident light in the region with the highest photoelectric conversion efficiency, the angle of refraction is adjusted according to the wavelength of the incident light.

본 발명의 일 실시예에서는 제2 층간 절연막(214b)의 오목홈(214c)을 굴절율이 서로 다른 물질로 채워, 입사광의 파장에 따라 서로 다른 굴절각을 형성한다. 스넬의 법칙(Snell's Law)이라 불리는 수학식 1을 참조하면, 입사각(θ₁)과 굴절각(θ₂, θ₃, θ₄)의 sin값의 비율은 각각, 이너 렌즈(218R, 218G, 218B)의 굴절율(n₂, n₃, n₄)과 제2 층간 절연막(214b)의 굴절율(n₁)의 비율에 해당한다. 즉, 동일한 입사각(θ₁)에 대한 굴절각(θ₂, θ₃, θ₄)은 θ₂ ≤ θ₃ ≤ θ₄이어야 하므로, 제2 층간 절연막(214b)의 굴절율(n1)에 대한 굴절율(n₂, n₃, n₄)은 n₂ ≥ n₃ ≥ n₄ 이어야 한다. In an embodiment of the present invention, the recess grooves 214c of the second interlayer insulating layer 214b are filled with materials having different refractive indices, thereby forming different refractive angles according to wavelengths of incident light. Referring to Equation 1 called Snell's Law, the ratio of the sin value between the incident angle θ ₁ and the refraction angles θ ₂ , θ ₃ , and θ ₄ is the inner lenses 218R, 218G, and 218B, respectively. Corresponds to the ratio of the refractive indices n ₂ , n ₃ , n _{4 to} the refractive index n ₁ of the second interlayer insulating film 214b. That is, since the refractive angles θ ₂ , θ ₃ , and θ ₄ with respect to the same incident angle θ ₁ should be θ ₂ ≤ θ ₃ ≤ θ ₄ , the refractive index n with respect to the refractive index n1 of the second interlayer insulating film 214b ₂ , n ₃ , n ₄ ) must be n ₂ ≥ n ₃ ≥ n ₄ .

자세히 설명하면, 레드 영역의 파장의 입사광에 대응하여 전하를 축적하는 광전 변환부(이하, '레드 광전 변환부'; 110R)에 대응되는 이너 렌즈(218R)의 굴절율(n₂)은, 그린 및 블루 영역의 파장의 입사광에 대응하여 전하를 축적하는 광전 변 환부(이하, '그린 광전 변환부', '블루 광전 변환부'; 110G, 110B)에 대응되는 이너 렌즈(218G, 218B)의 굴절율(n₃, n₄)보다 크다. 또한, 그린 광전 변환부(110G)에 대응되는 이너 렌즈(218G)의 굴절율(n₃)은 블루 광전 변환부(110B)에 대응되는 이너 렌즈(218B)의 굴절율(n₄)보다 크다. 예를 들어, 레드 광전 변환부(110R)에 대응하는 이너 렌즈(218R)에 굴절율이 2.5 인 SiON을 사용하면, 그린 및 블루 광전 변환부(110G, 110B)에 대응하는 이너 렌즈(218G, 218B)에는 굴절율 2.0 인 SiN을 사용할 수 있다.In detail, the refractive index n ₂ of the inner lens 218R corresponding to the photoelectric conversion unit (hereinafter, referred to as a “red photoelectric conversion unit” 110R) that accumulates electric charges corresponding to incident light having a wavelength in the red region is green and Refractive indices of inner lenses 218G and 218B corresponding to photoelectric conversion parts (hereinafter, 'green photoelectric conversion parts' and 'blue photoelectric conversion parts' 110G and 110B) that accumulate charge in response to incident light having a wavelength in the blue region ( n ₃ , n ₄ ). In addition, the refractive index n ₃ of the inner lens 218G corresponding to the green photoelectric conversion unit 110G is larger than the refractive index n ₄ of the inner lens 218B corresponding to the blue photoelectric conversion unit 110B. For example, when SiON having a refractive index of 2.5 is used for the inner lens 218R corresponding to the red photoelectric converter 110R, the inner lenses 218G and 218B corresponding to the green and blue photoelectric converters 110G and 110B are used. SiN having a refractive index of 2.0 can be used.

하부 컨택(212)은 제1 층간 절연막(214a) 내의 소정 부위에 형성되어 전하 검출부(120)와 하부 배선 라인(220)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. The lower contact 212 is formed at a predetermined portion of the first interlayer insulating layer 214a to electrically connect the charge detector 120 and the lower wiring line 220.

하부 배선 라인(220)은 제1 금속층간 절연막(224) 상의 소정 부위에 형성되어 하부 컨택(212)과 전기적으로 연결되고, 구리, 알루미늄과 같은 금속 물질로 형성된다.The lower wiring line 220 is formed at a predetermined portion on the first interlayer insulating layer 224 to be electrically connected to the lower contact 212 and is formed of a metal material such as copper or aluminum.

제1 금속층간 절연막(224)은 제2 층간 절연막(214b) 상에 형성되고, 산화막 으로 이루어 지거나, 산화막 및 질화막의 복합막으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 금속층간 절연막(224)은 5000 내지 7000Å으로 형성될 수 있다.The first interlayer insulating film 224 may be formed on the second interlayer insulating film 214b, and may be formed of an oxide film or a composite film of an oxide film and a nitride film. Here, the first interlayer insulating film 224 may be formed to 5000 to 7000 Å.

제1 비아 컨택(222)은 제1 금속층간 절연막(224) 내의 소정 부위에 형성되어 하부 배선 라인(220)과 배선 라인(230)을 전기적으로 연결한다.The first via contact 222 is formed in a predetermined portion of the first interlayer insulating layer 224 to electrically connect the lower wiring line 220 and the wiring line 230.

배선 라인(230)은 제1 금속층간 절연막(224) 상의 소정 부위에 구리, 알루미늄과 같은 금속 물질로 형성되어, 소정의 신호를 전달한다.The wiring line 230 is formed of a metal material such as copper or aluminum at a predetermined portion on the first interlayer insulating layer 224 to transmit a predetermined signal.

제2 금속층간 절연막(234)은 제1 금속층간 절연막(224) 상에 형성되고, 산화막으로 이루어 지거나, 산화막 및 질화막의 복합막으로 형성될 수 있다. The second interlayer insulating film 234 may be formed on the first interlayer insulating film 224, and may be formed of an oxide film or a composite film of an oxide film and a nitride film.

광 차폐막(240)은 제2 금속층간 절연막(234) 상에 형성되고, 광전 변환부(110R, 110G, 110B)에 대응하는 어퍼쳐(aperture)를 구비할 수 있다. 여기서, 어퍼쳐는 광전 변환부의 면적과 동일하거나 클 수 있다.The light shielding layer 240 may be formed on the second interlayer insulating layer 234 and may include an aperture corresponding to the photoelectric conversion units 110R, 110G, and 110B. Here, the aperture may be equal to or larger than the area of the photoelectric conversion portion.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는 입사광의 각 파장에 따라 집광되는 위치를 조절함으로써, 모든 입사광에 대한 광전 변환 효율을 최적화시킬 수 있다. 따라서, 입사광에 대한 감도를 개선하고, 색재현성을 개선할 수 있다. 또한, 지지체를 광차폐막으로써 사용함으로써, 입사된 광이 해당 단위 화소가 아닌 인접한 단위 화소의 광전 변환부로 전달되는 광학적 크로스토크(optical crosstalk)를 줄일 수 있다.Therefore, the image sensor according to the exemplary embodiment of the present invention may optimize the photoelectric conversion efficiency for all incident light by adjusting the location where the light is collected according to each wavelength of the incident light. Therefore, sensitivity to incident light can be improved and color reproducibility can be improved. In addition, by using the support as a light shielding film, it is possible to reduce optical crosstalk in which incident light is transmitted to the photoelectric conversion unit of the adjacent unit pixel instead of the unit pixel.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다. 도 4와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.5 is a cross-sectional view of an image sensor according to another exemplary embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the components substantially the same as in FIG. 4, and a detailed description of the components will be omitted.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서는 레드 및 그린 광전 변환부(110R, 110G)에 대응되는 이너 렌즈(218R, 218G)의 굴절율은 블루 광전 변환부(110B)에 대응되는 이너 렌즈(218B)의 굴절율보다 크다. 이는 레드, 그린 파장의 입사광에 비해서 블루 파장의 입사광에 대한 감도가 떨어지므로, 블루 광전 변환부(110B)에 대응되는 이너 렌즈(218B)의 굴절율을 조절하여 블루 파장의 입사광에 대한 감도를 향상시키기 위함이다.In the image sensor according to another exemplary embodiment, the refractive indexes of the inner lenses 218R and 218G corresponding to the red and green photoelectric converters 110R and 110G may correspond to the inner lens 218B corresponding to the blue photoelectric converters 110B. It is larger than the refractive index of. Since the sensitivity of the incident light of the blue wavelength is lower than that of the incident light of the red and green wavelengths, the sensitivity of the inner wavelength of the inner lens 218B corresponding to the blue photoelectric converter 110B is adjusted to improve the sensitivity of the incident light of the blue wavelength. For sake.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상기한 바와 같은 이미지 센서에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다. According to the image sensor as described above has one or more of the following effects.

첫째, 입사광의 각 파장에 따라 집광되는 위치를 조절함으로써, 모든 입사광에 대한 광전 변환 효율을 최적화시킬 수 있다. First, the photoelectric conversion efficiency for all incident light can be optimized by adjusting the location of the light collected according to each wavelength of the incident light.

둘째, 입사광에 대한 감도를 개선하고, 색재현성을 개선할 수 있다. Second, the sensitivity to incident light can be improved, and color reproducibility can be improved.

셋째. 지지체를 광차폐막으로써 사용함으로써, 입사된 광이 해당 단위 화소가 아닌 인접한 단위 화소의 광전 변환부로 전달되는 광학적 크로스토크(optical crosstalk)를 줄일 수 있다.third. By using the support as a light shielding film, it is possible to reduce optical crosstalk in which incident light is transmitted to the photoelectric conversion unit of the adjacent unit pixel instead of the unit pixel.

Claims

Semiconductor substrates;

A plurality of photoelectric conversion parts formed in the semiconductor substrate and accumulating charges in response to incident light;

A support formed around the plurality of photoelectric conversion parts;

An insulating film formed on the semiconductor substrate and having a plurality of concave grooves in regions corresponding to the plurality of photoelectric conversion parts; And

And an inner lens formed to fill the plurality of concave grooves to condense the incident light to the photoelectric converter, and having an inner lens having different refractive angles according to the wavelength of the incident light.

The method of claim 1,

The inner lens has a smaller refractive angle as the wavelength of incident light increases.

The method of claim 1,

The inner lens is formed of a material having a different refractive index according to the wavelength of the incident light.

The method of claim 3, wherein

The plurality of photoelectric conversion parts include red, green, and blue photoelectric conversion parts that accumulate charge in response to incident light having a wavelength in a red region, a wavelength in a green region, and a wavelength in a blue region,

The refractive index of the inner lens corresponding to the red photoelectric converter is greater than the refractive index of the inner lens corresponding to the green and blue photoelectric converter.

The method of claim 4, wherein

The refractive index of the inner lens corresponding to the green photoelectric converter is greater than the refractive index of the inner lens corresponding to the blue photoelectric converter.

The method of claim 3, wherein

The refractive index of the inner lens corresponding to the blue photoelectric conversion unit is smaller than the refractive index of the inner lens corresponding to the green and red photoelectric conversion unit.