KR20100079177A - Cmos image sensor and its fabrication mehod - Google Patents

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KR20100079177A
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Abstract

PURPOSE: A CMOS image sensor and a manufacturing method thereof are provided to improve the image quality by forming a color filter array and photo diode in device isolation area. CONSTITUTION: A photo diode(206) is formed under the bottom surface of a trench defining the device isolation area of a semiconductor substrate(200). A color filter layer(208) is formed into the form filling in the trench. A BEOL layer(210) is formed on the top of the semiconductor substrate in which the color filter layer is formed. A micro lens(212) is formed by coping with on the top of the BEOL layer with the photo diode and color filter layer.

Description

씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법{CMOS IMAGE SENSOR AND ITS FABRICATION MEHOD}CMOS image sensor and its manufacturing method {CMOS IMAGE SENSOR AND ITS FABRICATION MEHOD}

본 발명은 씨모스 이미지 센서를 제조하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 칼라 필터 어레이와 포토 다이오드를 포함하는 씨모스 이미지 센서를 제조하는데 적합한 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for manufacturing a CMOS image sensor, and more particularly to a CMOS image sensor and a method for manufacturing the CMOS image sensor comprising a color filter array and a photodiode.

잘 알려진 바와 같이, 이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 전하 결합 소자(CCD : charge coupled device)는 개개의 MOS(metal-oxide-silicon) 커패시터가 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되어 이송되는 소자이며, 씨모스 이미지 센서(CIS)는 제어 회로(control circuit) 및 신호 처리 회로(signal processing circuit)를 주변 회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 픽셀(pixel) 수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이를 이용하여 순차적으로 출력을 검출하는 스위칭 방식의 소자이다.As is well known, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and a charge coupled device (CCD) is a location in which individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors are very close to each other. Is a device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor, and the CMOS image sensor (CIS) uses a CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as peripheral circuits. It is a switching device that makes as many MOS transistors and uses them to sequentially detect outputs.

특히, 씨모스 이미지 센서는 외부의 빛 입자를 포토 다이오드(photo diode)가 받아들이는 감도(sensitivity)에 특성이 좌우되는데, 이러한 감도는 마이크로 렌즈(microlens)와 포토 다이오드 사이의 거리 및 막질 특성에 기인한다.In particular, the CMOS image sensor is characterized by the sensitivity of the photodiode to the external light particles, which is due to the distance and film quality between the microlens and the photodiode. do.

한편, 종래의 씨모스 이미지 센서를 제조하는 과정에 대해 설명하면, 반도체 기판 상에 제어와 신호처리를 위한 회로, 포토 다이오드 구동을 위한 트랜지스터 등의 관련 소자를 형성한 후에, 그 상부에 층간 절연막(예를 들면, PMD : pre metal dielectric layer)을 형성하고, 층간 절연막 상에 다층 금속 배선을 형성하며, 다층 금속 배선이 형성된 반도체 기판 상부에 층간 절연막(IMD : inter metal dielectric layer)을 형성한 후 그 상부에 보호 산화막과 보호 질화막을 포함하는 보호막(passivation layer)을 형성한 후 평탄화시키고, 이에 대한 어닐링 공정을 통해 소결 과정을 수행한다.Meanwhile, a process of manufacturing a conventional CMOS image sensor will be described. After forming a related element such as a circuit for control and signal processing and a transistor for driving a photodiode on a semiconductor substrate, an interlayer insulating film ( For example, a PMD (pre metal dielectric layer) is formed, a multi-layer metal wiring is formed on the interlayer insulating film, and an inter metal dielectric layer (IMD) is formed on the semiconductor substrate on which the multi-layer metal wiring is formed. A passivation layer including a passivation layer and a passivation layer is formed on the upper portion and planarized, and a sintering process is performed through an annealing process.

이 후, 보호막 상에 칼라 이미지 구현을 위한 칼라 필터를 형성하는 칼라 필터 어레이(CFA : color filter array) 공정을 수행하고, 그 상부에 마이크로 렌즈의 균일한 형성을 위한 오버 코팅막(over coating layer)을 형성하며, 오버 코팅막 상에 각 칼라 필터에 대응하는 마이크로 렌즈(micro lens)를 형성한다.Thereafter, a color filter array (CFA) process is performed to form a color filter for implementing a color image on the passivation layer, and an over coating layer for uniform formation of a microlens is formed thereon. And a micro lens corresponding to each color filter is formed on the overcoating film.

한편, 도 1은 종래에 따라 포토 다이오드 및 칼라 필터 어레이를 갖는 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a CMOS image sensor having a photo diode and a color filter array according to the related art.

도 1을 참조하면, 소자 분리막(102)과 포토 다이오드(104)가 형성된 기판(100) 상부에 단위 화소(pixel)를 이루는 청색(blue), 적색(red), 녹색(green) 등의 칼라 필터 어레이(108a, 108b, 108c)가 배치되어 있으며, 그 상부에 오버 코팅막(110)이 형성되어 있고, 칼라 필터 어레이(108)와 오버랩되는 영역의 상부에 볼록 형상의 마이크로 렌즈(112)가 형성되어 있다. 여기에서, 게이트 전극 및 광차 단막 등을 미도시하였으며, 이는 절연막(106) 하부의 포토 다이오드(104)와 오버랩되지 않는 영역에 배치되며, BEOL층(back end of layers, 106)은 예를 들면, 금속층, 절연층, 금속 콘택 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, color filters such as blue, red, and green forming unit pixels on the substrate 100 on which the device isolation layer 102 and the photodiode 104 are formed. The arrays 108a, 108b, and 108c are disposed, an overcoating film 110 is formed thereon, and convex microlenses 112 are formed on the region overlapping with the color filter array 108. have. Here, a gate electrode, a light blocking single layer, and the like are not shown, which is disposed in an area not overlapping with the photodiode 104 under the insulating film 106, and the BEOL layer (back end of layers, 106) is, for example, Metal layers, insulating layers, metal contacts, and the like.

이러한 씨모스 이미지 센서는 포토 다이오드(104) 이외의 영역으로 입사하는 빛을 굴절시켜서 포토 다이오드(104)로 모이도록 하고 있으며, 오버 코팅막(110)은 칼라 필터 어레이(108a, 108b, 108c) 형성 후 마이크로 렌즈(112)의 패턴 형성이 용이하도록 하기 위한 평탄화층을 의미한다. 그리고, 칼라 필터 어레이(108a, 108b, 108c)를 사용하게 되면 광의 사용 효율이 떨어지므로, 상대적으로 광감도가 감소한다. 이를 보상하기 위해 마이크로 렌즈(112)를 사용하고 있으며, 마이크로 렌즈(112)는 포토레지스트를 사용하여 사각형 형태로 패터닝한 다음, 열을 이용하여 패터닝된 포토레지스트를 녹임(reflow)으로써 유동성을 발생시켜 표면 장력에 의한 구면체가 되도록 하는 원리를 이용한다.The CMOS image sensor refracts light incident to a region other than the photodiode 104 to collect the photodiode 104. The overcoating layer 110 is formed after the color filter arrays 108a, 108b, and 108c are formed. It means a planarization layer for facilitating the pattern formation of the microlens 112. In addition, when the color filter arrays 108a, 108b, and 108c are used, the light use efficiency decreases, so that the light sensitivity is relatively decreased. To compensate for this, the microlens 112 is used, and the microlens 112 is patterned in a square shape using photoresist, and then generates fluidity by reflowing the patterned photoresist using heat. It uses the principle to make spherical body by surface tension.

하지만, 상술한 바와 같은 씨모스 이미지 센서는 마이크로 렌즈(112)의 하부에 칼라 필터 어레이(108a, 108b, 108c)가 위치하게 되기 때문에 칼라 필터 어레이(108a, 108b, 108c)를 통과한 빛이 인접 픽셀로 입사되는 확률이 높아지므로, 이미지 품질 저하가 발생할 수 있으며, 픽셀 크기가 작아짐에 따라 더욱 그 품질이 저하되는 문제점이 있고, 씨모스 이미지 센서의 픽셀 구조 상 포토 다이오드(104) 가 소자 분리막(102)의 가장자리로부터 가깝기 때문에 암전류(dark current)에 취약해지는 문제점이 있다.However, in the CMOS image sensor as described above, since the color filter arrays 108a, 108b, and 108c are positioned under the microlens 112, light passing through the color filter arrays 108a, 108b and 108c is adjacent to each other. Since the probability of incident on the pixel increases, image quality may deteriorate, and as the pixel size decreases, the quality deteriorates. The photodiode 104 of the CMOS image sensor has a device isolation film ( There is a problem of being vulnerable to dark current because it is close to the edge of 102.

이에 따라, 본 발명은 소자 분리 영역에 컬러 필터 어레이와 포토 다이오드를 형성함으로써, 이미지 품질을 향상시킬 수 있는 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to provide a CMOS image sensor and a method of manufacturing the same by forming a color filter array and a photodiode in the device isolation region, thereby improving the image quality.

일 관점에서 본 발명은, 반도체 기판의 소자 분리 영역을 정의하는 트렌치의 하부 표면 아래에 형성되는 포토 다이오드와, 상기 트렌치를 매립하는 형태로 형성된 칼라 필터층과, 상기 칼라 필터층이 형성된 상기 반도체 기판의 상부에 형성되는 BEOL층과, 상기 BEOL층의 상부에 상기 포토 다이오드 및 칼라 필터층에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈를 포함하는 씨모스 이미지 센서를 제공한다.In one aspect, the present invention provides a photodiode formed under a lower surface of a trench defining an isolation region of a semiconductor substrate, a color filter layer formed to fill the trench, and an upper portion of the semiconductor substrate on which the color filter layer is formed. It provides a CMOS image sensor including a BEOL layer formed on, and a micro lens formed on the BEOL layer corresponding to the photodiode and the color filter layer.

다른 관점에서 본 발명은, 반도체 기판의 소자 분리 영역에 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 형성된 트렌치의 하부 표면 아래에 포토 다이오드를 형성하는 단계와, 상기 트렌치를 매립하는 형태로 상기 포토 다이오드 상에 칼라 필터층을 형성하는 단계와, 상기 칼라 필터층이 형성된 상기 반도체 기판의 상부에 BEOL층을 형성하는 단계와, 상기 형성된 BEOL층의 상부에 상기 포토 다이오드 및 칼라 필터층에 대응하는 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method of forming a trench in an isolation region of a semiconductor substrate, forming a photodiode under the lower surface of the formed trench, and filling the trench with a collar on the photodiode. Forming a filter layer, forming a BEOL layer on the semiconductor substrate on which the color filter layer is formed, and forming a micro lens corresponding to the photodiode and color filter layer on the formed BEOL layer; It provides a method for manufacturing a CMOS image sensor.

본 발명은, BEOL층의 하부에 포토 다이오드를 형성하고, 절연층의 상부에 칼라 필터 어레이와 마이크로 렌즈를 형성하는 종래 방법과는 달리, 반도체 기판의 소자 분리 영역에 형성된 트렌치의 하부 표면 아래에 포토 다이오드를 형성하고, 트렌치를 매립하는 형태로 칼라 필터층을 형성함으로써, 컬러 필터층을 소자 분리 영역에 형성하여 컬러 필터층을 통과한 빛의 R, G, B 성분이 트렌치 하부 표면 아래, 즉 컬러 필터층 아래에 형성된 포토 다이오드에 그대로 입사되기 때문에, 인접 픽셀간 크로스톡(crosstalk)현상을 방지할 수 있어 이미지 품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, unlike the conventional method of forming a photodiode under the BEOL layer and forming a color filter array and a micro lens on the insulating layer, the photodiode is formed below the lower surface of the trench formed in the device isolation region of the semiconductor substrate. By forming a diode and forming a color filter layer to fill the trench, a color filter layer is formed in the element isolation region so that the R, G, and B components of the light passing through the color filter layer are below the trench lower surface, that is, below the color filter layer. Since it is incident on the formed photodiode as it is, crosstalk between adjacent pixels can be prevented and image quality can be improved.

또한, 포토 다이오드가 소자 분리 영역의 트렌치 하부 표면 아래에 형성되기 때문에 소자 분리 영역에 의한 암전류(dark current) 특성이 개선되어 소자 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the photodiode is formed under the trench lower surface of the device isolation region, the dark current characteristic due to the device isolation region is improved, thereby improving device characteristics.

본 발명은, 반도체 기판의 소자 분리 영역에 형성된 트렌치의 하부 표면 아래에 포토 다이오드를 형성하고, 트렌치를 매립하는 형태로 칼라 필터층을 형성하고, 그 상부에 BEOL층을 형성한 후에, BEOL층의 상부에 포토 다이오드와 칼라 필터층에 대응하는 마이크로 렌즈를 형성한다는 것이며, 이러한 기술적 수단을 통해 종래 기술에서의 문제점을 해결할 수 있다.According to the present invention, a photodiode is formed under a lower surface of a trench formed in an isolation region of a semiconductor substrate, a color filter layer is formed in a form of filling a trench, and a BEOL layer is formed thereon, followed by an upper portion of the BEOL layer. It is to form a micro lens corresponding to the photodiode and the color filter layer in the above, it is possible to solve the problems in the prior art through such technical means.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명한 다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 포토 다이오드 및 칼라 필터층을 포함하는 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도이다. 이하에서는, 게이트 전극을 포함하는 픽셀 트랜지스터의 형성 과정을 생략하여 설명한다.2 is a cross-sectional view illustrating a CMOS image sensor including a photodiode and a color filter layer according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, a process of forming the pixel transistor including the gate electrode will be omitted.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 씨모스 이미지 센서에서는 반도체 기판(200)의 소자 분리 영역에 소자 분리막 형태로 칼라 필터층(208)이 형성되고, 칼라 필터층(208)의 하부에 포토 다이오드(206)가 형성되며, 칼라 필터층(208)을 포함하는 반도체 소자(200)의 상부에 BEOL층(210)이 형성되며, BEOL층(210)의 상부에 포토 다이오드(206) 및 칼라 필터층(208)에 각각 대응하여 마이크로 렌즈(212)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, in the CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, a color filter layer 208 is formed in an element isolation layer in an element isolation region of a semiconductor substrate 200, and a photo is formed under the color filter layer 208. The diode 206 is formed, and the BEOL layer 210 is formed on the semiconductor device 200 including the color filter layer 208, and the photodiode 206 and the color filter layer (above the BEOL layer 210). Micro lenses 212 may be formed to correspond to 208, respectively.

여기에서, 포토 다이오드(204)는 예를 들면, 이온 주입 공정 등을 통해 소자 분리용 트렌치 하부 표면 아래에 형성되며, 칼라 필터층(208)은 예를 들면, 칼라 필터 어레이 공정 등을 통해 각 단위 화소에 따른 칼라 필터로 구성될 수 있으며, BEOL층(210)은 예를 들면, 금속층, 절연층, 금속 콘택 등을 포함할 수 있다.Here, the photodiode 204 is formed below the lower surface of the trench for device isolation through, for example, an ion implantation process, and the color filter layer 208 is, for example, each unit pixel through, for example, a color filter array process. It may be composed of a color filter according to, the BEOL layer 210 may include, for example, a metal layer, an insulating layer, a metal contact.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시 예에 따라 포토 다이오드 및 칼라 필터층을 포함하는 씨모스 이미지 센서를 제조하는 과정을 나타낸 공정 순서도이다.3A to 3E are flowcharts illustrating a process of manufacturing a CMOS image sensor including a photodiode and a color filter layer, according to an exemplary embodiment.

도 3a를 참조하면, 반도체 기판(200) 상에 질화막(202)을 증착한 후에, 소자 분리 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴(미도시됨)에 따라 식각하여 소자 분리 영 역의 반도체 기판(200)을 노출시킨 후에, 패터닝된 질화막(202)을 하드마스크로 하여 반도체 기판(200)을 식각하여 트렌치(204)를 형성한다.Referring to FIG. 3A, after the nitride film 202 is deposited on the semiconductor substrate 200, the semiconductor substrate 200 of the device isolation region is etched by etching a photoresist pattern (not shown) defining the device isolation region. After exposing the trench, the trench 204 is formed by etching the semiconductor substrate 200 using the patterned nitride layer 202 as a hard mask.

그리고, 트렌치(204)가 형성된 반도체 기판(200)의 상부에 대해 예를 들면, 이온 주입 공정(ion implant process) 등을 통해 도 3b에 도시한 바와 같이 트렌치(204)의 하부 표면 아래에 포토 다이오드(206)를 형성한다. 이 후, 질화막(202)을 소정의 애싱 공정 또는 식각 공정을 통해 제거할 수 있다.Then, a photodiode is formed below the lower surface of the trench 204 as shown in FIG. 3B through, for example, an ion implant process for the upper portion of the semiconductor substrate 200 on which the trench 204 is formed. 206 is formed. Thereafter, the nitride film 202 may be removed through a predetermined ashing process or an etching process.

또한, 트렌치(204)의 하부 표면 아래에 포토 다이오드(206)이 형성된 반도체 기판(200)의 트렌치(204)에 칼라 필터 어레이 공정을 통해 도 3c에 도시한 바와 같이 칼라 필터층(208)을 각각 형성한다. 이러한 칼라 필터층(208)은 각 단위 화소에 따라 각각 다른 색상을 갖도록 구분된 복수의 칼라 필터로 구성되는데, 예를 들어 단위 화소의 칼라 필터는 RGB(red, green, black) 중 하나의 색상을 가지며, 칼라 색상을 구현하지 않는 경우 칼라 필터 및 칼라 필터 어레이는 형성하지 않을 수도 있다.In addition, through the color filter array process, the color filter layers 208 are formed in the trenches 204 of the semiconductor substrate 200 in which the photodiode 206 is formed below the lower surface of the trenches 204, respectively. do. The color filter layer 208 is composed of a plurality of color filters divided to have different colors according to each unit pixel. For example, the color filter of the unit pixel has one color of RGB (red, green, black). In the case of not implementing color, the color filter and the color filter array may not be formed.

다음에, 포토 다이오드(206) 및 칼라 필터층(208)이 형성된 반도체 기판(200)의 상부에 도 3d에 도시한 바와 같이 BEOL층(210)을 형성한다. 여기에서, BEOL층(210)은 예를 들면, 금속층, 절연층, 금속 콘택 등을 포함할 수 있으며, 각각 정의된 영역에 형성시킬 수 있다.Next, a BEOL layer 210 is formed on the semiconductor substrate 200 on which the photodiode 206 and the color filter layer 208 are formed, as shown in FIG. 3D. Here, the BEOL layer 210 may include, for example, a metal layer, an insulating layer, a metal contact, and the like, and may be formed in respective defined regions.

이러한 BEOL층(210)을 형성하는 과정에 대해 설명하면, 포토 다이오드(206) 및 칼라 필터층(208)이 형성된 반도체 기판(200)의 상부에 화학적 기상 증착법(CVD : chemical vapor deposition) 등을 이용하여 예를 들면 TEOS(tetra ethyl ortho silicate), USG(undoped silcate glass), BPSG(boron phosphorus silicate glass), PSG(phosphorus silicate glass) 등의 절연 물질을 증착한 후, 그 상부를 화학적 기계적 연마 공정(CMP : chemical mechanical polishing) 등으로 평탄화하여 절연층을 형성한 후에, 전기적 연결을 위한 금속 콘택 정의 영역의 절연층을 패터닝하고, 패터닝된 콘택홀 내부를 금속 물질로 매립한 후 그 상부를 화학적 기계적 연마 공정(CMP) 등을 통해 평탄화하여 금속 콘택을 형성하며, 그 상부에 금속 물질을 증착한 후 금속 콘택과 연결되는 금속층을 패터닝하여 형성하는 과정을 필요에 따라 적어도 1회 이상 반복 수행하여 형성할 수 있다.The process of forming the BEOL layer 210 will be described using chemical vapor deposition (CVD) on the semiconductor substrate 200 on which the photodiode 206 and the color filter layer 208 are formed. For example, after depositing an insulating material such as tetra ethyl ortho silicate (TEOS), undoped silcate glass (USG), boron phosphorus silicate glass (BPSG), or phosphorus silicate glass (PSG), the upper part is subjected to a chemical mechanical polishing process (CMP). : After forming the insulating layer by planarizing (chemical mechanical polishing) or the like, patterning the insulating layer of the metal contact defining region for electrical connection, filling the inside of the patterned contact hole with a metal material and then chemical mechanical polishing Forming a metal contact by planarizing (CMP) or the like, depositing a metal material thereon, and patterning and forming a metal layer connected to the metal contact at least 1 Or more can be formed by performing repetition.

이어서, BEOL층(210)이 형성된 반도체 기판(200)의 상부에 소자 분리 영역에 형성된 포토 다이오드(206) 및 칼라 필터층(208)에 대응하며, 각각의 포토 다이오드(206) 및 칼라 필터층(208)보다 상대적으로 넓은 영역에 패턴이 남도록 포토리소그래피 공정(예를 들면, 노광 공정, 현상 공정 등)을 수행하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 이에 대한 리플로우 공정을 통해 도 3e에 도시한 바와 같이 마이크로 렌즈(212)를 형성한다.Subsequently, the photodiode 206 and the color filter layer 208 formed in the device isolation region on the semiconductor substrate 200 on which the BEOL layer 210 is formed, respectively, correspond to the photodiode 206 and the color filter layer 208. A photoresist pattern is formed by performing a photolithography process (for example, an exposure process, a developing process, etc.) so that the pattern remains in a relatively wide area, and then, as shown in FIG. The lens 212 is formed.

따라서, 본 발명에서는 소자 분리 영역에 트렌치를 형성하고, 트렌치 하부 표면 아래에 포토 다이오드를 형성하며, 형성된 트렌치를 매립하는 칼라 필터층을 형성함으로써, 칼라 필터층을 통과한 빛이 그대로 포토 다이오드에 입사되기 때문에 이미지 품질을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, since a trench is formed in the device isolation region, a photodiode is formed under the trench lower surface, and a color filter layer filling the formed trench is formed, light passing through the color filter layer is incident on the photodiode as it is. Image quality can be improved.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the foregoing description, various embodiments of the present invention have been described and described. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various changes without departing from the technical spirit of the present invention. It will be readily appreciated that branch substitutions, modifications and variations are possible.

도 1은 종래에 따라 포토 다이오드 및 칼라 필터 어레이를 갖는 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a CMOS image sensor having a photo diode and a color filter array according to the related art;

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 포토 다이오드 및 칼라 필터층을 포함하는 씨모스 이미지 센서를 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view of a CMOS image sensor including a photodiode and a color filter layer according to an exemplary embodiment of the present invention;

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시 예에 따라 포토 다이오드 및 칼라 필터층을 포함하는 씨모스 이미지 센서를 제조하는 과정을 나타낸 공정 순서도.3A to 3E are flowcharts illustrating a process of manufacturing a CMOS image sensor including a photodiode and a color filter layer, according to an exemplary embodiment.

Claims (7)

반도체 기판의 소자 분리 영역을 정의하는 트렌치의 하부 표면 아래에 형성되는 포토 다이오드와,A photodiode formed under the lower surface of the trench defining an isolation region of the semiconductor substrate, 상기 트렌치를 매립하는 형태로 형성된 칼라 필터층과,A color filter layer formed in the form of filling the trench; 상기 칼라 필터층이 형성된 상기 반도체 기판의 상부에 형성되는 BEOL층과,A BEOL layer formed on the semiconductor substrate on which the color filter layer is formed; 상기 BEOL층의 상부에 상기 포토 다이오드 및 칼라 필터층에 대응하여 형성되는 마이크로 렌즈Micro lens formed on the BEOL layer corresponding to the photodiode and color filter layer 를 포함하는 씨모스 이미지 센서.CMOS image sensor comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토 다이오드는, 상기 트렌치에 대한 임플런트 공정을 통해 형성되는 씨모스 이미지 센서.The photodiode, CMOS image sensor is formed through an implant process for the trench. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 BEOL층은, 금속층, 절연층 및 금속 콘택을 포함하는 씨모스 이미지 센서.The BEOL layer, CMOS image sensor comprising a metal layer, an insulating layer and a metal contact. 반도체 기판의 소자 분리 영역에 트렌치를 형성하는 단계와,Forming a trench in the isolation region of the semiconductor substrate, 상기 형성된 트렌치의 하부 표면 아래에 포토 다이오드를 형성하는 단계와,Forming a photodiode under the lower surface of the formed trench; 상기 트렌치를 매립하는 형태로 상기 포토 다이오드 상에 칼라 필터층을 형성하는 단계와,Forming a color filter layer on the photodiode in the form of filling the trench; 상기 칼라 필터층이 형성된 상기 반도체 기판의 상부에 BEOL층을 형성하는 단계와,Forming a BEOL layer on the semiconductor substrate on which the color filter layer is formed; 상기 형성된 BEOL층의 상부에 상기 포토 다이오드 및 칼라 필터층에 대응하는 마이크로 렌즈를 형성하는 단계Forming a microlens corresponding to the photodiode and the color filter layer on the formed BEOL layer 를 포함하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.Method of manufacturing a CMOS image sensor comprising a. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 트렌치를 형성하는 단계는, 상기 반도체 기판의 상부에 질화막을 형성하고, 상기 질화막을 패터닝한 후, 이를 마스크로 상기 반도체 기판을 식각하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.The forming of the trench may include forming a nitride film on the semiconductor substrate, patterning the nitride film, and etching the semiconductor substrate with the mask. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 포토 다이오드를 형성하는 단계는, 상기 트렌치에 대한 임플런트 공정 을 수행한 후 상기 질화막을 제거하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.The forming of the photodiode may include removing the nitride layer after performing an implant process on the trench. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 상기 BEOL층은, 금속층, 절연층 및 금속 콘택을 포함하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.The BEOL layer is a method of manufacturing a CMOS image sensor comprising a metal layer, an insulating layer and a metal contact.
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KR20150043064A (en) * 2013-10-14 2015-04-22 한국전자통신연구원 Method for manufacturing array-type antenna-coupled detector
US20220013917A1 (en) * 2012-09-16 2022-01-13 Shalom Wertsberger Continuous resonance trap refractor based assembly

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