KR20080079490A - 배면 조명 이미지 센서 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
배면 조명 이미지 센서 및 그 제조방법이 제공된다. 이 방법은 화소영역 및 스크라이브 라인 영역을 갖는 반도체기판을 준비하는 것을 포함한다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 얼라인 키를 형성한다. 상기 화소영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 포토다이오드를 형성한다. 상기 반도체기판의 배면(back side)을 연마(grinding)한다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 배면을 식각하여 상기 얼라인 키 영역 보다 넓은 영역의 트렌치를 형성한다. 이때, 상기 얼라인 키 및 상기 트렌치 바닥면 사이에 일정 두께의 상기 반도체기판이 잔존하도록 식각한다. 상기 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키 신호를 감지한다.
배면 조명 이미지 센서(back side illuminated image sensor), 얼라인 키, 장파장, 포토다이오드, 컬러 필터, 마이크로 렌즈
Description
도 1은 종래의 이미지 센서를 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 배면 조명 이미지 센서의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
본 발명은 반도체소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 배면 조명 이미지 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 모듈로서 그 영상 신호를 저장 및 전송, 디스플레이 장치로 표시하기 위하여 사용된다. 상기 이미지 센서에는 실리콘 반도체를 기반으로 한 고체 촬상 소자(Charge Coupled Device; CCD)와 씨모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor; CIS)로 크게 분류될 수 있다. 통상, 상기 고체 촬상 소자(CCD)는 씨모스 이미지 센서(CIS)에 비하여 노이즈가 적으며 이미지 품질이 우수하고, 동일 화소급의 씨모스 이미지 센서 보다 크기가 작다고 알려져 있다. 한편, 상기 씨모스 이미지 센 서(CIS)는 대체적으로 고체 촬상 소자에 비하여 생산 단가가 낮고, 소비 전력이 적게 소모되며, 주변 회로의 칩들과의 통합이 용이하다고 알려져 있다. 상기 이미지 센서를 이용하여 제조된 전자 제품들(예를 들어, 디지털 카메라, 카메라폰등)에 있어서, 최상의 화질을 구현 할 수 있느냐는 상기 제품들의 성능을 결정하는데 중요한 척도로서 판단될 수 있다. 상기 전자 제품들의 화질은 이미지 센서의 광감도 특성에 의하여 좌우될 수 있다.
도 1은 종래의 이미지 센서를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 반도체기판(1)은 수광 영역(I) 및 상기 수광 영역(I)을 둘러싸는 차광 영역(Ⅱ)을 가질 수 있다. 상기 차광 영역(Ⅱ)의 반도체기판 상에 상기 수광 영역(I)의 반도체기판을 노출시키는 개구부를 갖는 차광막(5)이 제공된다. 상기 차광막(5)은 상기 차광 영역(Ⅱ) 내로 입사하는 빛을 차단하는 역할을 할 수 있다. 상기 차광막(5)을 갖는 반도체기판 상에 제1 층간절연막(15)이 제공된다. 상기 제1 층간 절연막(15) 상에 컬러 필터(color filter layer; 20)가 제공된다. 상기 컬러 필터(20) 상에 평평한 상부면을 갖는 제2 층간 절연막(25)이 제공된다. 상기 제2 층간 절연막(25) 상에 집광 렌즈 역할을 하는 마이크로 렌즈(30)가 제공된다. 이 경우에, 상기 마이크로 렌즈(30)는 상기 수광 영역(A)의 반도체기판 상부에 위치할 수 있다. 상기 마이크로 렌즈(30) 내로 입사하는 빛은 상기 수광 영역(I)의 반도체기판 상으로 집광될 수 있다.
최근, 이미지 센서의 소형화 및 고화소화 경향에 따라 상기 이미지 센서 내에 포함된 각 픽셀(pixel)의 크기가 작아지고 있다. 이에 따라, 이미지 센서의 광 감도가 떨어지고, 소정 조도하에서 선명한 화상을 구현하는 것을 어렵게 한다. 다시 말하면, 상기 마이크로 렌즈(30)를 통과한 빛이 상기 수광 영역(I)의 반도체기판에 집광되는 량이 감소됨으로 인하여 이미지 센서의 광감도 특성이 저하될 수 있다. 특히, 픽셀 사이즈가 작아짐에 따라 금속 배선들이 광감도 특성을 저하시키는 주된 요인으로 나타나고 있다.
따라서, 최근에는 배면 조명 씨모스 이미지 센서(backside illuminated CMOS image sensor;BI CIS)란 형태로 상기 광감도 특성 저하 문제를 극복하고자 노력하고 있다. 배면 조명(backside illumination)을 실행하기 위해서는 웨이퍼의 배면(backside)을 연마(grinding)한 후 웨이퍼의 배면에 컬러필터(color filter) 및 마이크로 렌즈(micro lens)를 형성해야 한다. 이때, 상기 컬러필터 및 마이크로 렌즈를 수광 영역에 일치되도록 형성하기 위해서는 웨이퍼 얼라인먼트(alignment)가 필수적이다. 현재는 앞면(front side) 공정에서 스크라이브 라인에 형성된 얼라인 키 패턴을 이용하기 위해 웨이퍼의 배면을 연마한 후 그 상부에 포토마스크를 형성하고, 이어 상기 얼라인 키가 노출될때까지 상기 웨이퍼의 배면을 식각한다. 이때, 얼라인 키 패턴의 정밀도를 유지하기 위해서는 실리콘 과 키 패턴의 고선택비 에치를 진행해야 하는 어려움이 있다. 만약, 선택비가 낮은 경우 상기 얼라인 키 패턴이 상기 실리콘 식각 시 동시에 식각되어 정확한 얼라인먼트가 불가능하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배면 조명 이미지 센서를 제작하는 데 있어 웨이퍼 배면에 컬러 필터 및 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 얼라인먼트를 정확하면서도 간단하게 하기에 적합한 배면 조명 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 배면 조명 이미지 센서가 제공된다. 상기 배면 조명 이미지 센서는 화소영역 및 스크라이브 라인 영역을 갖고, 그 배면(back side)이 연마(grinding)된 반도체기판을 구비한다. 상기 화소영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 포토다이오드가 배치된다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 얼라인 키가 배치된다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 배면에 상기 얼라인 키 영역 보다 넓은 영역으로 트렌치가 배치된다. 이때, 상기 얼라인 키는 상기 트렌치 바닥면 하부에 배치된다.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 포토다이오드를 갖는 상기 반도체기판 앞면(front side) 상에 층간절연막이 배치될 수 있다. 또한, 상기 화소영역의 상기 층간절연막 내부에 금속 배선들이 배치될 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 화소영역의 상기 반도체기판 배면(back side)에 컬러 필터가 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(color filter) 상에 마이크로 렌즈(micro lens)가 배치될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 컬러 필터 및 상기 마이크로 렌즈는 상기 포토다이오드에 정렬되어 배치될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 얼라인 키는 상기 반도체기판 내부에 배치된 절연막 패턴일 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면에 어미자 패턴이 배치될 수 있다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 배면에 상기 어미자 패턴 영역 보다 넓은 영역으로 제 2 트렌치가 배치될 수 있다. 이때, 상기 어미자 패턴은 상기 제 2 트렌치 바닥면 하부에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 배면 조명 이미지 센서의 제조방법이 제공된다. 이 방법은 화소영역 및 스크라이브 라인 영역을 갖는 반도체기판을 준비하는 것을 포함한다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 얼라인 키를 형성한다. 상기 화소영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 포토다이오드를 형성한다. 상기 반도체기판의 배면(back side)을 연마(grinding)한다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 배면을 식각하여 상기 얼라인 키 영역 보다 넓은 영역의 트렌치를 형성한다. 이때, 상기 얼라인 키 및 상기 트렌치 바닥면 사이에 일정 두께의 상기 반도체기판이 잔존하도록 식각한다. 상기 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키 신호를 감지한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 반도체기판의 배면(back side)을 연마(grinding)하기 전에, 상기 포토다이오드를 갖는 상기 반도체기판 앞면(front side) 상에 층간절연막 및 금속 배선들을 형성할 수 있다. 이때, 상기 금속 배선들은 상기 화소 영역에 형성될 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키 신호를 감지한 후, 상기 화소영역의 상기 반도체기판 배면(back side) 상에 컬러 필터를 형성할 수 있다. 이어, 상기 컬러 필터(color filter) 상에 마이크로 렌 즈(micro lens)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 컬러 필터 및 상기 마이크로 렌즈는 상기 장파장을 이용한 얼라인먼트에 의해 상기 포토다이오드에 정렬되도록 형성될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 얼라인 키를 형성하는 것은 상기 반도체기판 앞면 내부에 트렌치를 형성하고, 상기 트렌치를 채우는 절연막 패턴을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 얼라인 키를 형성함과 동시에 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면에 어미자 패턴을 형성할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 얼라인 키 영역 보다 넓은 영역의 트렌치를 형성함과 동시에 상기 어미자 패턴 영역 보다 넓은 영역의 제 2 트렌치를 형성할 수 있다. 상기 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키 신호를 감지한 후, 상기 화소영역의 상기 반도체기판 배면(back side) 상에 컬러 필터 및 상기 제 2 트렌치 내부에 아들자 패턴을 형성할 수 있다. 이어, 상기 제 2 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 어미자 패턴의 신호를 감지하여 상기 아들자 패턴과의 중첩도를 측정할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 장파장은 600nm 이상의 파장일 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전 달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 배면 조명 이미지 센서의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 화소영역(A) 및 스크라이브 라인 영역(B)을 갖는 반도체기판을 준비한다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 얼라인 키(103a) 및 어미자 패턴(103b)을 형성한다. 상기 얼라인 키(103a) 및 상기 어미자 패턴(103b)을 형성하는 방법을 구체적으로 설명하면, 상기 반도체기판(100) 앞면 내부에 트렌치를 형성할 수 있다. 이어, 상기 트렌치를 채우는 절연막 패턴을 형성할 수 있다. 도시하지 않았지만, 상기 얼라인 키(103a)를 형성함과 동시에 상기 화소영역(A)에 트렌치 소자분리막이 형성될 수 있다. 상기 소자분리막은 화소 활성영역들(pixel active region)을 한정한다.
상기 화소영역(A)의 상기 반도체기판(100) 앞면(front side)에 포토다이오드(105)를 형성한다. 상기 포토다이오드(105)는 상기 반도체기판(100) 내부에 N형의 깊은 불순물 영역(N-type deep impurity region) 및 상기 깊은 불순물 영역의 표면에 P형 얕은 불순물 영역으로 형성될 수 있다. 상기 포토다이오드(105)를 형성하기 전에, 상기 반도체기판(100) 앞면 상에 상기 포토다이오드(105)에 전기적으로 접속되는 복수개의 화소 트랜지스터들(도시하지 않음)을 형성할 수 있다.
상기 포토다이오드(105)를 갖는 기판 상에 제1 층간절연막(110)을 형성할 수 있다. 상기 제1 층간절연막(110) 상에 제 1 배선들(115)을 형성할 수 있다. 상기 제 1 배선들(115)은 상기 화소 트랜지스터들을 서로 전기적으로 연결시키는 국부배선들(local interconnections)일 수 있다. 상기 제 1 배선들(115)을 갖는 기판 상에 제2 층간절연막(120)을 형성할 수 있다. 이어, 상기 제2 층간절연막(120) 상에 제 2 배선들(125)을 형성할 수 있다. 상기 제 2 배선들(125)은 상기 화소 트랜지스터들의 게이트 전극들에 전기적으로 접속된 제어 라인들(control lines)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 라인들은 워드라인들(word lines), 리셋 라인들(reset lines) 및 전송 라인들(transfer lines)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 배선들(125)을 갖는 기판 상에 제3 층간절연막(130)을 형성할 수 있다. 이어, 상기 제3 층간절연막(130) 상에 제 3 배선들(135)을 형성할 수 있다. 상기 제 3 배선들(135)을 갖는 기판 상에 패시베이션막(140)을 형성할 수 있다. 상기 패시베이션막(140)은 차례로 적층된 플라즈마 산화막 및 플라즈마 질화막으로 형성할 수 있다. 상기 패시베이션막(140)은 외부의 습기(external moisture)가 상기 이미지 센서의 내부 회로(internal circuits)로 침투하는 것을 방지하기 위하여 형성한다.
도 3을 참조하면, 상기 반도체기판(100)의 배면(back side)을 연마(grinding)한다. 그 결과, 두께가 얇아진 반도체기판(100')이 형성된다. 상기 반도체기판(100')의 배면에 포토레지스트막을 형성한다. 이어, 상기 포토레지스트막 을 패터닝하여 상기 얼라인 키(103b) 영역 및 상기 어미자 패턴(103b) 영역 보다 넓은 영역의 상기 반도체기판 배면을 노출시키는 개구부들(145a,145b)을 갖는 포토레지스트 패턴(145)을 형성한다. 이때, 상기 포토레지스트 포토공정은 스크라이브 라인 레티클을 이용하여 진행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(145)을 식각 마스크로 이용하여 상기 스크라이브 라인(B) 영역의 상기 반도체기판(100') 배면을 식각한다. 그 결과, 상기 얼라인 키(103a) 영역 보다 넓은 영역의 제 1 트렌치(150a)가 형성된다. 또한 이와 동시에, 상기 어미자 패턴(103b) 영역 보다 넓은 영역의 제 2 트렌치(150b)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 얼라인 키(103a) 및 상기 제 1 트렌치(150a) 바닥면 사이에 일정 두께의 상기 반도체기판(100')이 잔존하도록 식각한다. 상기 잔존하는 상기 반도체기판(100')의 두께는 장파장이 입사된 후 다시 반사될 수 있는 두께로 형성될 수 있다. 상기 장파장은 600nm 이상의 파장일 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1 트렌치(150a) 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키(103a) 신호를 감지(detect)한다. 상기 장파장은 600nm일 수 있다. 바람직하게는, 상기 장파장은 633nm일 수 있다. 이어, 상기 장파장을 이용한 얼라인먼트를 이용하여 상기 화소영역(A)의 상기 반도체기판(100') 배면(back side) 상에 컬러 필터(155)를 형성할 수 있다. 상기 장파장을 이용한 얼라인먼트에 의해 상기 컬러 필터(155)는 상기 포토다이오드(105)에 정렬되도록 형성할 수 있다. 이와 동시에, 상기 스크라이브 라인 영역(B)의 상기 제 2 트렌치(105b) 바닥면에 아들자 패턴(155')을 형성할 수 있다. 이어, 상기 제 2 트렌치(150b) 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 어미자 패턴(103b)의 신호를 감지하여 상기 아들자 패턴(155')과의 중첩도를 측정할 수 있다.
상기 컬러 필터(color filter)를 갖는 반도체기판(100') 배면 상에 마이크로 렌즈(micro lens;160)를 형성할 수 있다. 이때, 상기 마이크로 렌즈를 형성할 때에도 상기 제 1 트렌치(150a) 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키(103a) 신호를 감지(detect)하여 상기 마이크로 렌즈(160)가 상기 포토다이오드(105)에 정렬되도록 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 연마된 반도체기판(100') 배면에 상기 제 1 트렌치(150a)를 형성하고, 상기 컬러 필터(155) 및 상기 마이크로 렌즈(160)를 형성할 때 상기 제 1 트렌치(150a) 바닥면에 장파장을 입사시켜 그 내부의 상기 얼라인 키(103a)의 신호를 감지하여 상기 포토다이오드(105)에 정렬되도록 정확하게 얼라인먼트를 진행할 수 있다. 그 결과, 상기 포토다이오드(105) 상으로 입사하는 빛을 더욱 집광시킬 수 있다. 따라서, 상기 마이크로 렌즈(160)를 통과 한 후에, 상기 컬러 필터(155)를 통과하는 빛은 상기 포토다이오드(105) 상에 집광되어 상기 포토다이오드(105) 내에 생성되는 전하들의 양을 극대화시킬 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서들의 광감도(sensitivity) 특성을 향상시킬 수 있다.
도 5를 다시 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 배면 조명 이미지 센서를 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상기 배면 조명 이미지 센서는 화소영역(A) 및 스크라이브 라인 영역(B)을 갖고, 그 배면(back side)을 연마(grinding)된 반도체기판(100')이 구비된다. 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판(100') 앞면(front side)에 얼라인 키(103a) 및 어미자 패턴(103b)이 배치된다. 상기 화소영역(A)의 상기 반도체기판(100') 앞면(front side)에 포토다이오드(105)가 배치된다. 상기 포토다이오드(105)는 상기 반도체기판(100') 내부에 N형의 깊은 불순물 영역(N-type deep impurity region) 및 상기 깊은 불순물 영역의 표면에 형성된 P형 얕은 불순물 영역으로 구성될 수 있다.
상기 포토다이오드(105)를 갖는 상기 반도체기판(100') 앞면 상에 제1 층간절연막(110)이 배치될 수 있다. 상기 제1 층간절연막(110) 상에 제 1 배선들(115)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 배선들(115)은 상기 화소 트랜지스터들을 서로 전기적으로 연결시키는 국부배선들(local interconnections)일 수 있다. 상기 제 1 배선들(115)을 갖는 기판 상에 제2 층간절연막(120)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 층간절연막(120) 상에 제 2 배선들(125)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 배선들(125)은 상기 화소 트랜지스터들의 게이트 전극들에 전기적으로 접속된 제어 라인들(control lines)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 라인들은 워드라인들(word lines), 리셋 라인들(reset lines) 및 전송 라인들(transfer lines)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 배선들(125)을 갖는 기판 상에 제3 층간절연막(130)이 배치될 수 있다. 상기 제3 층간절연막(130) 상에 제 3 배선들(135)이 배치될 수 있다. 상기 제 3 배선들(135)을 갖는 기판 상에 패시베이션막(140)이 배치된다. 상기 패시베이션막(140)은 차례로 적층된 플라즈마 산화막 및 플라즈마 질화막일 수 있다. 상기 패시베이션막(140)은 외부의 습기(external moisture)가 상기 이미지 센서의 내부 회로(internal circuits)로 침투하는 것을 방지하기 위하여 배치될 수 있다.
상기 스크라이브 라인 영역(B)의 상기 반도체기판(100')의 배면에 상기 얼라인 키(103a) 영역 보다 넓은 영역으로 제 1 트렌치(150a)가 배치된다. 또한, 상기 스크라이브 라인 영역(B)의 상기 반도체기판(100')의 배면에 상기 어미자 패턴(103b) 영역 보다 넓은 영역으로 제 2 트렌치(150b)가 배치될 수 있다. 상기 얼라인 키(103a) 및 상기 어미자 패턴(103b)은 각각 상기 제 1 트렌치(150a) 및 상기 제 2 트렌치(150b)의 바닥면 하부에 배치된다. 다시 말해, 상기 얼라인 키(103a) 및 상기 제 1 트렌치(150a) 바닥면 사이에 일정 두께의 상기 반도체기판(100')이 잔존하고 또한, 상기 어미자 패턴(103b) 및 상기 제 2 트렌치(150b) 바닥면 사이에 일정 두께의 상기 반도체기판(100')이 잔존할 수 있다.
상기 화소영역(A)의 상기 반도체기판(100') 배면(back side) 상에 컬러 필터(155)가 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(155)는 상기 포토다이오드(105)에 정렬되도록 배치된다. 상기 스크라이브 라인 영역(B)의 상기 제 2 트렌치(105b) 바닥면에 아들자 패턴(155')이 배치될 수 있다. 상기 어미자 패턴(103b) 및 상기 아들자 패턴(155')을 이용하여 중첩도를 측정할 수 있다. 상기 컬러 필터(color filter)를 갖는 반도체기판(100') 배면 상에 마이크로 렌즈(micro lens;160)가 배치될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈(160)는 상기 포토다이오드(105)에 정렬되도록 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 연마된 반도체기판 배면의 스크라이브 라인 영역에 트렌치를 형성하고, 컬러 필터 및 마이크로 렌즈를 형성할 때 상기 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 그 내부의 얼라인 키의 신호를 감지하여 포토다이오드에 정렬되도록 정확하게 얼라인먼트를 진행할 수 있다. 그 결과, 상기 포토다이오드 상으로 입사하는 빛을 더욱 집광시킬 수 있다. 따라서, 이미지 센서들의 광감도(sensitivity) 특성을 향상시킬 수 있다.
Claims (15)
- 화소영역 및 스크라이브 라인 영역을 갖고, 그 배면(back side)이 연마(grinding)된 반도체기판;상기 화소영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 배치된 포토다이오드;상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 배치된 얼라인 키; 및상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 배면에 상기 얼라인 키 영역 보다 넓은 영역으로 배치된 트렌치를 포함하되, 상기 얼라인 키는 상기 트렌치 바닥면 하부에 배치된 배면 조명 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토다이오드를 갖는 상기 반도체기판 앞면(front side) 상에 배치된 층간절연막; 및상기 화소영역의 상기 층간절연막 내부에 배치된 금속 배선들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 화소영역의 상기 반도체기판 배면(back side)에 배치된 컬러 필터; 및상기 컬러 필터(color filter) 상에 배치된 마이크로 렌즈(micro lens)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서.
- 제 3 항에 있어서,상기 컬러 필터 및 상기 마이크로 렌즈는 상기 포토다이오드에 정렬되어 배치된 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 얼라인 키는 상기 반도체기판 내부에 배치된 절연막 패턴인 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면에 배치된 어미자 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서.
- 제 6 항에 있어서,상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 배면에 상기 어미자 패턴 영역 보다 넓은 영역으로 배치된 제 2 트렌치를 더 포함하되, 상기 어미자 패턴은 상기 제 2 트렌치 바닥면 하부에 배치된 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서.
- 화소영역 및 스크라이브 라인 영역을 갖는 반도체기판을 준비하고,상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 얼라인 키를 형성하고,상기 화소영역의 상기 반도체기판 앞면(front side)에 포토다이오드를 형성하고,상기 반도체기판의 배면(back side)을 연마(grinding)하고,상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 배면을 식각하여 상기 얼라인 키 영역 보다 넓은 영역의 트렌치를 형성하되, 상기 얼라인 키 및 상기 트렌치 바닥면 사이에 일정 두께의 상기 반도체기판이 잔존하도록 식각하고,상기 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키 신호를 감지하는 것을 포함하는 배면 조명 이미지 센서의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 반도체기판의 배면(back side)을 연마(grinding)하기 전에,상기 포토다이오드를 갖는 상기 반도체기판 앞면(front side) 상에 층간절연막 및 금속 배선들을 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 금속 배선들은 상기 화소 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키 신호를 감지한 후,상기 화소영역의 상기 반도체기판 배면(back side) 상에 컬러 필터를 형성하 고,상기 컬러 필터(color filter) 상에 마이크로 렌즈(micro lens)를 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 컬러 필터 및 상기 마이크로 렌즈는 상기 장파장을 이용한 얼라인먼트에 의해 상기 포토다이오드에 정렬되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 얼라인 키를 형성하는 것은상기 반도체기판 앞면 내부에 트렌치를 형성하고,상기 트렌치를 채우는 절연막 패턴을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 얼라인 키를 형성함과 동시에 상기 스크라이브 라인 영역의 상기 반도체기판 앞면에 어미자 패턴을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 얼라인 키 영역 보다 넓은 영역의 트렌치를 형성함과 동시에 상기 어미자 패턴 영역 보다 넓은 영역의 제 2 트렌치를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징 으로 하는 배면 조명 이미지 센서의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 얼라인 키 신호를 감지한 후,상기 화소영역의 상기 반도체기판 배면(back side) 상에 컬러 필터 및 상기 제 2 트렌치 내부에 아들자 패턴을 형성하고,상기 제 2 트렌치 바닥면에 장파장을 입사시켜 상기 어미자 패턴의 신호를 감지하여 상기 아들자 패턴과의 중첩도를 측정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 장파장은 600nm 이상의 파장인 것을 특징으로 하는 배면 조명 이미지 센서의 제조방법.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101495952B1 (ko) * | 2011-11-28 | 2015-02-25 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 후면 조명 이미지 센서에 대한 암 전류 감소 |
| CN111834385A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-10-27 | 上海华力微电子有限公司 | 背照式图像传感器及其制作方法 |
-
2007
- 2007-02-27 KR KR1020070019743A patent/KR20080079490A/ko not_active Application Discontinuation
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