KR20110079350A - 이미지 센서 및 이의 제조방법 - Google Patents
이미지 센서 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110079350A KR20110079350A KR1020090136368A KR20090136368A KR20110079350A KR 20110079350 A KR20110079350 A KR 20110079350A KR 1020090136368 A KR1020090136368 A KR 1020090136368A KR 20090136368 A KR20090136368 A KR 20090136368A KR 20110079350 A KR20110079350 A KR 20110079350A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sensing region
- silicon wafer
- type impurity
- light sensing
- pixel circuit
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims 21
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
- H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14636—Interconnect structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
- H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14689—MOS based technologies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
이미지 센서 및 이의 제조방법이 개시된다. 이미지 센서는 실리콘 웨이퍼; 상기 실리콘 웨이퍼 상에 형성되는 화소 회로부; 상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 인접하여 형성되며, 제 1 컬러의 광을 센싱하는 제 1 센싱 영역; 상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 제 1 센싱 영역 상에 형성되며, 제 2 컬러의 광을 센싱하는 제 2 센싱 영역; 및 상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 제 2 센싱 영역 및 상기 화소 회로부 사이에 형성되고, 제 3 컬러의 광을 센싱하는 제 3 센싱 영역을 포함한다.
이미지, 센서, BSI
Description
실시예는 이미지 센서 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 차세대 이미지 센서로서 씨모스 이미지 센서가 주목을 받고 있다. 씨모스 이미지 센서는 제어회로 및 신호처리회로 등을 주변회로로 사용하는 씨모스 기술을 이용하여 단위 화소의 수량에 해당하는 모스 트랜지스터들을 반도체 기판에 형성함으로써 모스 트랜지스터들에 의해 각 단위 화소의 출력을 순차적으로 검출하는 스위칭 방식을 채용한 소자이다. 즉, 씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.
씨모스 이미지 센서는 씨모스 제조 기술을 이용하므로 적은 전력 소모, 적은 포토공정 스텝에 따른 단순한 제조공정 등과 같은 장점을 갖는다. 또한, 씨모스 이미지 센서는 제어회로, 신호처리회로, 아날로그/디지털 변환회로 등을 이미지 센서 칩에 집적시킬 수가 있으므로 제품의 소형화가 용이하다는 장점을 갖고 있다. 따라서, 씨모스 이미지 센서는 현재 디지털 정지 카메라(digital still camera), 디지 털 비디오 카메라 등과 같은 다양한 응용 부분에 널리 사용되고 있다.
실시예는 향상된 해상도 및 센싱 효율을 가지고, 용이하게 제조될 수 있는 이미지 센서 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 이미지 센서는 실리콘 웨이퍼; 상기 실리콘 웨이퍼 상에 형성되는 화소 회로부; 상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 인접하여 형성되며, 제 1 컬러의 광을 센싱하는 제 1 센싱 영역; 상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 제 1 센싱 영역 상에 형성되며, 제 2 컬러의 광을 센싱하는 제 2 센싱 영역; 및 상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 제 2 센싱 영역 및 상기 화소 회로부 사이에 형성되고, 제 3 컬러의 광을 센싱하는 제 3 센싱 영역을 포함한다.
일 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법은 실리콘 웨이퍼 상에 화소 회로부를 형성하는 단계; 상기 실리콘 웨이퍼의 하부를 제거하여, 얇은 실리콘 웨이퍼를 형성하는 단계; 상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 1 깊이로 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 제 1 센싱 영역을 형성하는 단계; 상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 2 깊이로 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 제 2 센싱 영역을 형성하는 단계; 및 상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 3 깊이로 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 제 3 센싱 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 이미지 센서는 하나의 픽셀에서 3개 이상의 컬러, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 광을 센싱할 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 이미지 센서는 높은 해상도를 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 이미지 센서는 하나의 픽셀에서 3개 이상의 컬러의 광을 센싱하기 때문에, 픽셀의 면적을 증가시킬 수 있다. 실시예에 따른 이미지 센서는 제 1 센싱 영역, 제 2 센싱 영역 및 제 3 센싱 영역을 실리콘 웨이퍼에 형성하고, 실리콘 웨이퍼의 바닥면을 통하여 입사되는 광을 센싱한다.
따라서, 실시예에 따른 이미지 센서는 픽셀 당 입사된 광의 양을 증가시킬 수 있고, 향상된 센싱 효율을 가진다.
또한, 실시예에 따른 이미지 센서는 컬러필터 및 에피텍셜층 등을 형성시킬 필요가 없고, 배선들을 용이하게 배치시킬 수 있으므로, 용이하게 제조될 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 웨이퍼, 기판, 패턴, 영역 또는 층 등이 각 웨이퍼, 기판, 패턴, 영역 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 이미지 센서는 실리콘 웨이퍼(100), 화소 회로부(200), 청색 광 센싱 영역(300), 녹색 광 센싱 영역(400), 적색 광 센싱 영역(500) 및 렌즈부(600)를 포함한다.
상기 실리콘 웨이퍼(100)는 플레이트 형상을 가지며, 실리콘으로 이루어진다. 상기 실리콘 웨이퍼(100)는 광이 통과할 정도로 매우 얇은 두께를 가진다. 또한, 상기 실리콘 웨이퍼(100)는 서로 대향되는 상면(101) 및 바닥면(102)을 가진다.
상기 실리콘 웨이퍼(100)에는 소자 분리막(110)이 형성될 수 있다. 상기 소자 분리막(110)은 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 상면(101)에 형성되며, STI공정에 의해서 형성될 수 있다.
상기 화소 회로부(200)는 상기 실리콘 웨이퍼(100) 상에 배치된다. 상기 화소 회로부(200)는 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 상면(101)에 형성된다.
상기 화소 회로부(200)는 상기 청색 광 센싱 영역(300), 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 및 상기 적색 광 센싱 영역(500)을 구동하기 위한 소자들을 포함한다. 예를 들어, 상기 화소 회로부(200)는 다수 개의 트랜지스터들(210, 220, 230...), 다수 개의 절연층들(240) 및 다수 개의 금속배선들(250)을 포함한다.
상기 트랜지스터들(210, 220, 230...)은 상기 청색 광 센싱 영역(300)과 연결되는 제 1 트랜스퍼 트랜지스터(210), 상기 녹색 광 센싱 영역(400)과 연결되는 제 2 트랜스퍼 트랜지스터(220) 및 상기 적색 광 센싱 영역(500)과 연결되는 제 3 트랜스퍼 트랜지스터(230) 등일 수 있다.
또한, 상기 트랜지스터들(210, 220, 230...)은 상기 제 1 트랜스퍼 트랜지스터(210), 상기 제 2 트랜스퍼 트랜지스터(220) 및 상기 제 3 트랜스퍼 트랜지스터(230)와 연결되며, 상기 청색 광 센싱 영역(300), 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 및 상기 적색 광 센싱 영역(500)을 구동하는 트랜지스터들일 수 있다.
상기 트랜지스터들(210, 220, 230...)은 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 상면(101)에 형성된다. 상기 트랜지스터들(210, 220, 230...)은 게이트, 소오스 및 드레인을 포함할 수 있다. 상기 게이트는 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 상면(101)에 형성되고, 상기 소오스 및 상기 드레인은 상기 실리콘 웨이퍼(100)에 고능도의 n형 불순물이 주입되어 형성된다.
상기 절연층들(240)은 상기 트랜지스터들(210, 220, 230...)을 덮으며, 상기 반도체 기판(100) 상에 형성된다. 상기 금속배선들(250)은 상기 절연층들(240) 사이 및/또는 내측에 배치된다. 상기 금속배선들(250)은 상기 트랜지스터들(210, 220, 230...)의 게이트 전극 및 드레인과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 화소 회로부(200) 상에는 상기 화소 회로부(200) 및 상기 실리콘 웨이퍼(100)를 지지하기 위한 지지기판이 더 배치될 수 있다.
상기 청색 광 센싱 영역(300)은 상기 실리콘 웨이퍼(100) 내측에 형성된다. 상기 청색 광 센싱 영역(300)은 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 바닥면(102)에 인접하여 형성된다. 더 자세하게, 상기 청색 광 센싱 영역(300)은 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 바닥면(102)을 통하여 n형 불순물이 제 1 깊이로 주입되어 형성될 수 있다.
n형 불순물의 예로선 알루미늄, 붕소, 갈륨 또는 인듐 등을 들 수 있다.
상기 청색 광 센싱 영역(300)은 청색 광을 센싱한다. 즉, 상기 청색 광 센싱 영역(300)은 약 430㎚ 내지 약 470㎚의 파장대의 광을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 청색 광 센싱 영역(300)은 청색 광을 입력받아 전하를 생성할 수 있다.
상기 청색 광 센싱 영역(300)은 제 1 플러그(310)를 통하여, 상기 제 1 트랜스퍼 트랜지스터(210)의 소오스(211)와 연결된다. 이에 따라서, 상기 제 1 트랜스퍼 트랜지스터(210)의 드레인은 부유 확산층을 이룬다.
상기 제 1 플러그(310)는 고농도의 n형 불순물이 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 소정의 영역에 주입되어 형성된다. 상기 제 1 플러그(310)는 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 일부 또는 전부를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 녹색 광 센싱 영역(400)은 상기 실리콘 웨이퍼(100) 내측에 형성된다. 상기 녹색 광 센싱 영역(400)은 상기 청색 광 센싱 영역(300) 및 상기 적색 광 센싱 영역(500) 사이에 형성된다. 더 자세하게, 상기 녹색 광 센싱 영역(400)은 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 바닥면(102)을 통하여 n형 불순물이 제 2 깊이로 주입되어 형성될 수 있다. 상기 제 2 깊이는 상기 제 1 깊이보다 더 크다.
상기 녹색 광 센싱 영역(400)은 녹색 광을 센싱한다. 즉, 상기 녹색 광 센싱 영역(400)은 약 500㎚ 내지 약 560㎚의 파장대의 광을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 녹색 광 센싱 영역(400)은 녹색 광을 입력받아 전하를 생성할 수 있다.
상기 녹색 광 센싱 영역(400)은 제 2 플러그(410)를 통하여, 상기 제 2 트랜스퍼 트랜지스터(220)의 소오스(221)와 연결된다. 이에 따라서, 상기 제 2 트랜스 퍼 트랜지스터(220)의 드레인은 부유 확산층을 이룬다.
상기 제 2 플러그(410)는 고농도의 n형 불순물이 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 소정의 영역에 주입되어 형성된다. 상기 제 2 플러그(410)는 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 일부 또는 전부를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 적색 광 센싱 영역(500)은 상기 실리콘 웨이퍼(100) 내측에 형성된다. 상기 적색 광 센싱 영역(500)은 상기 녹색 광 센싱 영역(400)상에 형성된다. 즉, 상기 적색 광 센싱 영역(500)은 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 및 상기 화소 회로부(200) 사이에 개재된다.
상기 적색 광 센싱 영역(500)은 적색 광을 센싱한다. 즉, 상기 적색 광 센싱 영역(500)은 약 590㎚ 내지 약 630㎚의 파장대의 광을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 적색 광 센싱 영역(500)은 적색 광을 입력받아 전하를 생성할 수 있다.
상기 적색 광 센싱 영역(500)은 제 3 플러그(510)를 통하여, 상기 제 3 트랜스퍼 트랜지스터(230)의 소오스(231)와 연결된다. 이에 따라서, 상기 제 3 트랜스퍼 트랜지스터(230)의 드레인은 부유 확산층을 이룬다.
상기 제 3 플러그(510)는 고농도의 n형 불순물이 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 소정의 영역에 주입되어 형성된다. 상기 제 3 플러그(510)는 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 일부 또는 전부를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 청색 광 센싱 영역(300) 및 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 사이에는 p형 도전형 불순물이 주입되어 형성되는 제 1 배리어층(710)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 및 상기 적색 광 센싱 영역(500) 사이에 는 p형 도전형 불순물이 주입되어 형성되는 제 2 배리어층(720)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 청색 광 센싱 영역(300), 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 및 상기 적색 광 센싱 영역(500)의 주위에는 크로스 토크(cross talk)를 방지하는 배리어 월(730)이 형성될 수 있다. 상기 배리어 월(730)은 p형 도전형 불순물이 주입되어 형성될 수 있고, 상기 실리콘 웨이퍼(100)를 관통하여 형성될 수 있다.
p형 불순물의 예로서는 질소 또는 인 등을 들 수 있다.
상기 렌즈부(600)는 상기 실리콘 웨이퍼(100) 아래에 배치된다. 상기 렌즈부(600)는 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 바닥면(102)에 배치된다. 상기 렌즈부(600)는 입사돠는 광을 집광한다.
상기 렌즈부(600) 및 상기 실리콘 웨이퍼(100) 사이에는 산화물층(610)이 개재될 수 있으며, 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 바닥면(102)에는 p-형 불순물이 주입되어, 표면처리층(103)이 형성될 수 있다.
실시예에 따른 이미지 센서는 하나의 픽셀에서 3개 이상의 컬러의, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 광을 센싱할 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 이미지 센서는 높은 해상도를 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 이미지 센서는 하나의 픽셀에서 3개 이상의 컬러의 광을 센싱하기 때문에, 픽셀의 면적을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 청색 센싱 영역, 상기 녹색 센싱 영역 및 상기 적색 센싱 영역은 상기 실리콘 웨이퍼(100)에 형성되고, 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 바닥면(102)을 통하여 입사되는 광을 센싱한다.
따라서, 실시예에 따른 이미지 센서는 픽셀 당 입사된 광의 양을 증가시킬 수 있고, 향상된 센싱 효율을 가진다.
또한, 실시예에 따른 이미지 센서는 컬러필터 및 에피텍셜층 등을 형성시킬 필요가 없고, 상기 금속배선들(250)을 용이하게 배치시킬 수 있으므로, 용이하게 제조될 수 있다.
도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 이미지 센서를 제조방법에 따른 공정을 도시한 단면도들이다. 본 제조 방법에 설명에 있어서, 앞서 설명한 이미지 센서를 참조한다. 즉, 앞선 이미지 센서에 대한 설명은 본 제조 방법에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 2를 참조하면, 실리콘 웨이퍼(100a) 상에 화소 회로부(200)가 형성된다. 상기 화소 회로부(200)는 이온 주입 공정, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition;CVD) 공정 또는 물리 기상 증착(physical vapor deposition;PVD) 공정 등과 같은 증착 공정 및 마스크 공정 등과 같은 패터닝 공정에 의해서 형성된다.
또한, 상기 화소 회로부(200)가 형성되기 전에, 상기 실리콘 웨이퍼(100a)에는 STI 공정 등에 의해서, 소자 분리막(110)이 형성될수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 실리콘 웨이퍼(100a)는 그라인딩 공정 등에 의해서, 하부가 절단된다. 즉, 상기 실리콘 웨이퍼(100a)의 하부가 제거되고, 얇은 실리콘 웨이퍼(100)가 형성된다.
이때, 상기 화소 회로부(200) 상에 지지기판이 부착된 후, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼(100)가 그라인딩 공정 등에 의해서 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼(100)에 고농도의 n형 불순물이 특정 위치에, 특정 깊이로 주입되어, 제 1 플러그(310), 제 2 플러그(410) 및 제 3 플러그(510)가 형성된다. 이때, 상기 제 1 플러그(310), 상기 제 2 플러그(410) 및 상기 제 3 플러그(510)는 각각 제 1 트랜스퍼 트랜지스터(210)의 소오스, 제 2 트랜스퍼 트랜지스터(220)의 소오스 및 제 3 트랜스퍼 트랜지스터(230)의 소오스에 중첩될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼(100)에 제 1 깊이로, n형 불순물이 제 1 깊이로 주입되어, 청색 광 센싱 영역(300)이 형성된다. 이때, 상기 청색 광 센싱 영역(300)은 상기 제 1 플러그(310)와 중첩된다.
이후, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼(100)에 제 2 깊이로, n형 불순물이 제 2 깊이로 주입되어, 녹색 광 센싱 영역(400)이 형성된다. 이때, 상기 녹색 광 센싱 영역(400)은 상기 제 2 플러그(410)와 중첩된다.
이후, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼(100)에 제 3 깊이로, n형 불순물이 제 3 깊이로 주입되어, 적색 광 센싱 영역(500)이 형성된다. 이때, 상기 적색 광 센싱 영역(500)은 상기 제 3 플러그(510)와 중첩된다.
도 6을 참조하면, 상기 청색 광 센싱 영역(300) 및 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 사이에 p형 불순물이 주입되어, 제 1 배리어층(710)이 형성된다.
또한, 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 및 상기 적색 광 센싱 영역(500) 사이에 p형 불순물이 주입되어, 제 2 배리어층(720)이 형성된다.
또한, 상기 청색 광 센싱 영역(300), 상기 녹색 광 센싱 영역(400) 및 상기 적색 광 센싱 영역(500)의 둘레에 p형 불순물이 주입되어, 배리어 월(730)이 형성된다.
도 7을 참조하면, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼(100)의 바닥면(102)에 매우 얕은 깊이로 p형 불순물이 주입되어, 표면처리층(103)이 형성된다. 상기 표면처리층(103)에 주입된 p형 불순물에 의해서, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼(100)의 바닥면(102)의 댕글링 본드(dangling bond)를 제거한다. 즉, 상기 표면처리층(103)은 상기 p형 불순물에 의해서, 안정된 표면을 가진다.
이후, 상기 표면처리층(103) 아래에 산화물이 증착되어, 산화물층(610)이 형성된다.
이후, 상기 산화물층(610) 아래에 렌즈부(600)가 형성된다.
이와 같이, 향상된 해상도 및 센싱 효율을 가지는 이미지 센서가 용이하게 제조될 수 있다.
본 실시예에서 p형 불순물 및 n형 불순물은 도전형 불순물의 종류를 지칭한 것으로 이에 한정되지 않고, 서로 반대로 사용될 수 있다. 즉, 상기 청색 광 센싱 영역(300), 녹색 광 센싱 영역(400), 적색 광 센싱 영역(500), 제 1 내지 제 3 플러그(310, 410, 510)에는 p형 불순물이 사용될 수 있고, 상기 제 1 배리어층(710), 상기 제 2 배리어층(720) 및 상기 배리어 월(730)에는 n형 불순물이 사용될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 이미지 센서를 제조방법에 따른 공정을 도시한 단면도들이다.
Claims (9)
- 실리콘 웨이퍼;상기 실리콘 웨이퍼 상에 형성되는 화소 회로부;상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 인접하여 형성되며, 제 1 컬러의 광을 센싱하는 제 1 센싱 영역;상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 제 1 센싱 영역 상에 형성되며, 제 2 컬러의 광을 센싱하는 제 2 센싱 영역; 및상기 실리콘 웨이퍼 내측에, 상기 제 2 센싱 영역 및 상기 화소 회로부 사이에 형성되고, 제 3 컬러의 광을 센싱하는 제 3 센싱 영역을 포함하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼 아래에 배치되는 렌즈를 포함하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 화소 회로부는상기 제 1 센싱 영역과 연결되는 제 1 트랜지스터;상기 제 2 센싱 영역과 연결되는 제 2 트랜지스터; 및상기 제 3 센싱 영역과 연결되는 제 3 트랜지스터를 포함하는 이미지 센서.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 센싱 영역을 상기 제 1 트랜지스터에 연결시키 고, 상기 실리콘 웨이퍼의 일부 또는 전부를 관통하는 제 1 플러그;상기 제 2 센싱 영역을 상기 제 2 트랜지스터에 연결시키고, 상기 실리콘 웨이퍼의 일부를 관통하는 제 2 플러그; 및상기 제 3 센싱 영역을 상기 제 3 트랜지스터에 연결시키고, 상기 실리콘 웨이퍼의 일부를 관통하는 제 3 플러그를 포함하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 센싱 영역 및 상기 제 2 센싱 영역 사이에 개재되는 제 1 배리어층; 및상기 제 2 센싱 영역 및 상기 제 2 센싱 영역 사이에 개재되는 제 2 배리어층을 포함하고,상기 제 1 센싱 영역, 상기 제 2 센싱 영역 및 상기 제 3 센싱 영역은 제 1 도전형 불순물을 포함하고,상기 제 1 배리어층 및 상기 제 2 배리어층은 제 2 도전형 불순물을 포함하는 이미지 센서.
- 실리콘 웨이퍼 상에 화소 회로부를 형성하는 단계;상기 실리콘 웨이퍼의 하부를 제거하여, 얇은 실리콘 웨이퍼를 형성하는 단계;상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 1 깊이로 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 제 1 센싱 영역을 형성하는 단계;상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 2 깊이로 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 제 2 센싱 영역을 형성하는 단계; 및상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 3 깊이로 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 제 3 센싱 영역을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 깊이는 상기 제 1 깊이보다 더 크고, 상기 제 3 깊이는 상기 제 2 깊이보다 더 큰 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에, 제 2 도전형 불순물을 주입하여, 상기 제 1 센싱 영역 및 상기 제 2 센싱 영역 사이에 제 1 배리어층을 형성하는 단계; 및상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에, 제 2 도전형 불순물을 주입하여, 상기 제 2 센싱 영역 및 상기 제 3 센싱 영역 사이에 제 2 배리어층을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 상기 제 1 센싱 영역과 상기 화소 회로부를 연결하는 제 1 플러그를 형성하는 단계;상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 상기 제 2 센싱 영역과 상기 화소 회로부를 연결하는 제 2 플러그를 형성하는 단계; 및상기 얇은 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 제 1 도전형 불순물을 주입하여, 상기 제 3 센싱 영역과 상기 화소 회로부를 연결하는 제 3 플러그를 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090136368A KR20110079350A (ko) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 이미지 센서 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090136368A KR20110079350A (ko) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 이미지 센서 및 이의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110079350A true KR20110079350A (ko) | 2011-07-07 |
Family
ID=44918733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090136368A KR20110079350A (ko) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | 이미지 센서 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20110079350A (ko) |
-
2009
- 2009-12-31 KR KR1020090136368A patent/KR20110079350A/ko not_active Application Discontinuation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220190022A1 (en) | Image sensors | |
| KR100758321B1 (ko) | 포토다이오드 영역을 매립한 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| USRE46123E1 (en) | Solid-state image sensor and method of manufacturing the same | |
| KR101550067B1 (ko) | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 | |
| TWI497702B (zh) | Solid state camera device | |
| KR101443438B1 (ko) | 후방 조명식 ｃｍｏｓ 이미지 센서 | |
| KR100778856B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서의 제조방법 | |
| US7592196B2 (en) | Method for fabricating a CMOS image sensor | |
| KR20080062045A (ko) | 시모스 소자 및 그 제조 방법 | |
| KR100710204B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR20170084519A (ko) | 이미지 센서 | |
| KR20180027852A (ko) | 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| US20230005981A1 (en) | Solid-state image sensor and electronic device | |
| JP2008166818A (ja) | イメージセンサ及びその製造方法 | |
| KR20200091252A (ko) | 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| CN208570610U (zh) | 背照式图像传感器 | |
| US20160099279A1 (en) | Image sensor with deep well structure and fabrication method thereof | |
| KR20110079350A (ko) | 이미지 센서 및 이의 제조방법 | |
| TWI796083B (zh) | 影像感測器及其製造方法 | |
| KR20170100225A (ko) | 격리 구조물 및 이를 포함하는 이미지 센서 | |
| KR20100074497A (ko) | 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 | |
| KR20100025873A (ko) | 혼색 방지 불순물 격리 구조를 갖는 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR20090070786A (ko) | 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| KR20070069832A (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| KR101241473B1 (ko) | 반도체 소자 및 반도체 소자의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |