KR20140112793A - 이미지 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20140112793A
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이윤기
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이덕형
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삼성전자주식회사
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Abstract

이미지 센서 및 그 제조 방법에서, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대인 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 부위의 내부에 포토다이오드가 형성되는 반도체층이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층 상에, 수소 침투를 위한 결정질의 반사 방지막이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층 부위에는 상기 반도체층 표면의 결함 부위와 결합된 수소들이 포함되어 있는 수소 함유 영역이 구비된다. 상기 제2 면의 반도체 층에는 구동 트랜지스터들 및 배선이 구비된다. 상기 반사 방지막 상에는 컬러 필터 및 마이크로 렌즈가 구비된다. 상기 이미지 센서는 암전류가 감소되고 백점 현상이 개선된다.

Description

이미지 센서 및 그 제조 방법{Image Sensor and method of manufacturing the same}
본 발명은 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 후면 수광형 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에, 포토다이오드로 입사되는 광의 광량을 증가시키기 위하여 기판의 후면으로 광이 입사되는 후면 수광형 이미지 센서(Backside illumination image sensor)가 도입되고 있다. 상기 후면 수광형 이미지 센서는 암 전류(dark current)가 증가되거나 백점(white spot)발생 등의 문제가 생길 수 있다.
본 발명의 목적은 우수한 특성을 갖는 이미지 센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 이미지 센서의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서는, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대인 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 부위의 내부에 포토다이오드가 형성되는 반도체층이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층 상에, 수소 침투를 위한 결정질의 반사 방지막이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층 부위에는 상기 반도체층 표면의 결함 부위와 결합된 수소들이 포함되어 있는 수소 함유 영역이 구비된다. 상기 제2 면의 반도체 층에는 구동 트랜지스터들 및 배선이 구비된다. 상기 반사 방지막 상에는 컬러 필터 및 마이크로 렌즈가 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사 방지막은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 반사 방지막은 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물, 란탄 산화물, 란탄 알루미늄 산화물, 란탄 하프늄 산화물, 하프늄 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물 및 지르코늄 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사 방지막은 음전하 특성, 양전하 특성 또는 중성의 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 면의 반도체층 부위에 P형 불순물이 도핑된 불순물 영역을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사 방지막 상에 보호막을 더 포함할 수 있다. 상기 보호막은 실리콘 산화물, 실리콘 산 질화물, 실리콘 질화물 및 탄화 실리콘으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법으로, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대인 제2 면을 포함하는 반도체층에서, 상기 제1 면의 반도체층 부위의 내부에 포토다이오드를 형성한다. 상기 제2 면의 반도체층에 구동 트랜지스터들 및 배선을 형성한다. 상기 제1 면의 반도체층 상에, 수소 침투를 위한 결정질의 반사 방지막을 형성한다. 상기 제1 면의 반도체층 부위에 수소를 포함하는 반응물을 주입시켜, 상기 반도체층 표면의 결함 부위와 결합된 수소들이 포함되어 있는 수소 함유 영역을 형성한다. 또한, 상기 반사 방지막 상에 컬러 필터 및 마이크로 렌즈를 형성한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사 방지막은 증착 단계에서 결정질 상태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사 방지막은 화학 기상 증착법, 물리 기상 증착법 또는 원자층 적층법으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 수소 함유 영역을 형성하기 위하여, 상기 수소를 포함하는 반응 가스를 주입하는 공정은 플라즈마 처리 공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 수소 함유 영역을 형성하기 위하여, 상기 수소를 포함하는 반응 가스를 주입하는 공정은 0 내지 400도의 온도에서 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 수소를 포함하는 반응 가스를 주입하는 공정을 수행한 이 후에, 열처리, 표면 박막 증착 처리 또는 UV 처리를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 면의 반도체층 부위에 P형 불순물을 도핑하여 불순물 영역을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사 방지막 상에 보호막을 형성할 수 있다.
설명한 것과 같이, 본 발명에 따른 이미지 센서는 광이 수광되는 면의 반도체층의 결함에 의해 발생되는 암 전류가 매우 감소된다. 따라서, 상기 이미지 센서는 우수한 전기적 특성을 갖는다. 또한, 상기 이미지 센서는 간단한 공정을 통해 제조될 수 있다.
도 1은 CMOS 이미지 센서를 구성하는 단위 픽셀의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 도 2에 도시된 수광형 이미지 센서의 일부를 확대 도시한 것이다.
도 4a 내지 도 4f는 도 2에 도시된 후면 수광형 이미지 센서의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 후면 수광형 이미지 센서의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 후면 수광형 이미지 센서의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 후면 수광형 이미지 센서의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 11은 샘플 1, 비교 샘플 1 및 2에서의 암전류 특성을 각각 나타낸다.
도 12는 샘플 1, 비교 샘플 1 및 2에서의 백점 발생 특성을 각각 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 대상체, 기판, 각 층(막), 영역, 전극 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 전극, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 대상체나 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 CMOS 이미지 센서를 구성하는 단위 픽셀의 회로도이다.
상기 각 단위 픽셀들은 액티브 픽셀 영역 내에 구비된다.
도 1을 참조하면, 단위 픽셀은 광을 감지하는 포토다이오드(62, PD), 포토다이오드(62)에 집속된 광자들을 플로팅 확산영역(FD)으로 전송하는 전송 트랜지스터(52), 플로팅 확산영역(FD)을 리셋시키는 리셋 트랜지스터(54), 플로팅 확산영역(FD)에 전달된 광자들에 대응되는 전기신호를 생성하는 드라이브 트랜지스터(56) 및 단위 픽셀에서 변환된 전기신호를 외부로 전달하는 선택 트랜지스터(58)를 구비한다.
전송 트랜지스터(52)는 전송제어신호(Tx), 리셋 트랜지스터(54)는 리셋제어신호(Rx), 선택 트랜지스터(58)는 선택제어신호에 의해 동작이 제어된다. 광을 수신하는 방향에 따라 일반적인 CMOS 이미지센서와 후면 수광형 CMOS 이미지센서를 구별할 수 있다.
일반적인 CMOS 이미지센서의 경우 각 픽셀로 입사되는 광이 배선들에 의해 차단될 수 있어 광 효율이 다소 떨어진다. 반면에, 후면 수광형 CMOS이미지센서의 경우에는 광의 입사면에 해당하는 액티브 픽셀 영역 상에 배선들이 구비되지 않으므로, 상기 액티브 픽셀 영역 전체에서 광을 수광할 수 있다. 때문에, 광 효율이 상대적으로 양호하다.
실시예 1
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 나타내는 단면도이다. 도 3a 및 도 3b는 각각 도 2에 도시된 수광형 이미지 센서의 일부를 확대 도시한 것이다.
도 3a는 반사 방지막으로 양전하 특성 또는 중성 특성을 갖는 물질을 사용하였을 때의 수광형 이미지 센서를 나타낸다. 도 3b는 반사 방지막으로 음전하 특성을 갖는 물질을 사용하였을 때의 수광형 이미지 센서를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 상기 후면 수광형 이미지 센서는, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대인 제2 면을 갖는 반도체층(100a)을 포함한다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위의 내부에 포토다이오드(104, PD)가 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 상에는 반사 방지막(114)이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에는 수소 함유 영역(116)이 구비된다. 상기 제2 면의 반도체층(100a)에는 구동 트랜지스터들(106) 및 배선(110)이 구비된다. 또한, 상기 반사 방지막(114) 상에는 컬러 필터(120) 및 마이크로 렌즈(122)가 구비된다.
상기 반도체층(100a)은 연마된 반도체 기판을 포함할 수 있다. 또한, 상기 반도체층(100a)은 에피택셜 성장 공정을 등을 통해 형성된 막일 수 있다. 상기 반도체층(100a)은 수 내지 수십 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 반도체층(100a)의 제1 면은 광을 수광하는 면이며 반도체층의 후면일 수 있다. 또한, 상기 반도체층(100a)의 제2 면은 상기 반도체층(100a)의 전면일 수 있다. 상기 포토다이오드들(104)은 상기 반도체층(100a) 내부에 위치하며, 상기 제1 면과 인접하게 위치할 수 있다. 각각의 포토다이오드들(104)은 단위 픽셀들을 구성하는 요소가 된다. 상기 단위 픽셀들을 구성하는 포토다이오드들(104)은 소자 분리막(102)에 의해 서로 고립될 수 있다.
상기 반사 방지막(114)은 수소가 상기 반도체층(100a)의 제1 면 부위로 용이하게 침투될 수 있는 구조의 막으로 사용될 수 있다. 따라서, 상기 반사 방지막(114)은 결정질의 막으로 사용될 수 있다. 즉, 상기 결정질의 반사 방지막(114)을 사용하는 경우, 상기 반사 방지막(114)을 통해 수소가 상기 반도체층(100a)의 제1 면 부위로 용이하게 확산되어 상기 반도체층(100a) 내로 침투될 수 있다. 반면에, 상기 반사 방지막이 비정질의 막으로 사용되는 경우에는, 수소가 상기 비정질의 반사 방지막을 거의 침투하지 못한다. 따라서, 상기 수소는 상기 반도체층(100a)의 제1 면 부위로 거의 확산되지 못하게 된다. 이와같이, 상기 비정질의 반사 방지막은 수소의 침투를 억제하기 때문에, 상기 비정질의 반사 방지막을 사용하는 것은 바람직하지 않다.
상기 반사 방지막(114)은 높은 광투과도를 갖는 물질막으로 사용될 수 있다. 상기 반사 방지막(114)은 입사되는 광의 반사를 방지하면서 수소를 침투시키기에 유리한 물질로 사용할 수 있다. 그러므로, 상기 반사 방지막(114)의 전하 특성은 한정되지 않는다. 즉, 상기 반사 방지막(114)은 양전하 특성, 음전하 특성 또는 중성 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
그러나, 상기 반도체층(100a)의 제1 면에서 발생되는 암전류를 억제하기 위해서는 상기 반사 방지막(114)은 음전하 특성을 갖는 것이 더 바람직하다. 도 3b에 도시된 것과 같이, 상기 반사 방지막(114)이 음전하 특성을 갖게되면, 상기 반사 방지막(114)의 음전하에 의해 상기 반사 방지막(114)과 접하는 반도체층(100a) 부위에는 홀이 축적되어 홀 축적 영역(130)이 생기게 된다. 따라서, 상기 반도체층(100a)의 제1 면의 결함 부위에서 생성되는 전자들은 상기 홀 축적 영역(130)의 홀들에 의해 상쇄되어 상기 포토다이오드(104)로 암전류가 유입되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 도 3a에 도시된 것과 같이, 상기 반사 방지막(114)이 양전하 특성 또는 중성 특성을 갖는 물질을 포함하는 경우에는 상기 홀 축적 영역(130)이 구비되지 않을 수 있다.
상기 반사 방지막(114)은 결정질의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 결정질의 금속 산화물은 음전하 특성을 가질 수 있다. 상기 반사 방지막(114)으로 사용될 수 있는 물질의 예로는 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물, 란탄 산화물, 란탄 알루미늄 산화물, 란탄 하프늄 산화물, 하프늄 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 지르코늄 산화물 등을 들 수 있다.
상기 반사 방지막(114)은 1500Å 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 반사 방지막(114)이 1500Å 보다 두꺼우면, 상기 반사 방지막(114)을 통해 상기 제1 면의 반도체층(100a)으로 수소를 침투시키는 것이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 포토다이오드(104)로 입사하는 광의 투과도가 감소될 수 있다.
상기 수소 함유 영역(116)에 포함되는 수소들은 상기 제1 면의 반도체층(100a)의 결함 부위와 결합되어 있다. 상기 결함 부위는 댕글링 본드, 격자 결함(Lattice mismatch) 등을 포함할 수 있다. 이와같이, 상기 수소 함유 영역(116)에 포함된 수소들은 댕글링 본드 또는 실리콘 결핍(vacancy) 부위와 결합하여 실리콘-수소(Si-H) 결합 상태가 된다. 따라서, 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위의 결함이 치유된다. 이 때, 상기 결함 부위와 결합되는 수소는 단원자 상태일 수 있다.
상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위의 결함의 수에 따라 상기 수소 함유 영역(116) 내에 포함된 수소들의 양도 달라진다. 상기 반도체층(100a) 표면의 결함이 많을 경우, 상기 수소 함유 영역(116) 내에 포함되는 수소의 양도 증가된다.
상기 수소 함유 영역(116)이 구비됨으로써, 상기 제1 면의 반도체층(100a)의 결함이 치유된다. 즉, 본 실시예에 따른 이미지 소자는 상기 수소 함유 영역(116)에서의 수소 결합에 의해, 상기 제1 면의 반도체층(100a)의 결함 자체가 거의 없는 구조를 가진다. 따라서, 상기 결함 부위에서 발생되는 전자에 의해 발생되는 암전류를 감소시킬 수 있다.
일반적인 구조의 이미지 소자의 경우, 상기 반도체층(100a) 표면에 생성되어 있는 다수의 결함이 그대로 유지된다. 그러나, 본 실시예에 따른 이미지 소자는 암 전류 발생의 소오스가 되는 상기 반도체층(100a) 표면의 결함이 대부분 제거되기 때문에, 상기 일반적인 구조의 이미지 소자에 비해 암 전류 감소 효과가 매우 크다. 또한, 백점(white spot) 발생과 같은 불량도 매우 감소될 수 있다.
상기 컬러 필터(120) 및 마이크로 렌즈들(122)은 상기 포토다이오드들(104)과 각각 대응하도록 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(120) 및 마이크로 렌즈(122)들은 외부로부터 입사되는 광이 상기 포토다이오드(104)로 제공되도록 한다. 한편, 상기 컬러 필터들(120)과 반도체층(100a)의 제1 면 사이에는 배선 구조물이나 트랜지스터와 같은 소자들이 구비되지 않는다. 이에따라, 상기 마이크로 렌즈(122)로부터 상기 포토다이오드(104)까지 광의 이동거리가 감소되며, 상기 배선 구조물이나 트랜지스터들에 의한 광의 난반사 및 가려짐 등이 없으므로 높은 수광 효율 및 광 감도를 갖게된다.
상기 반도체층(100a)의 전면인 제2 면에는 각 픽셀들에 포함되는 상기 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 변환 트랜지스터 및 선택 트랜지스터와 같은 트랜지스터들(106)이 구비될 수 있다. 또한, 주변 회로를 구성하는 트랜지스터들이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 면의 반도체층(100a)에는 상기 트랜지스터들을 덮는 층간 절연막(108)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 층간 절연막(108) 내에는 배선(110)들이 구비될 수 있다. 상기 배선(110)들은 저저항을 갖는 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 이미지 소자는 상기 제1 면의 반도체층 부위에 P형 불순물이 도핑된 불순물 영역이 구비되지 않는다. 그러므로, 상기 P형 불순물 자체의 결함에 의해 생기는 백점 불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 면의 반도체층의 결함이 감소되어 암 전류 발생이 억제된다. 따라서, 본 실시예에 따른 이미지 소자는 매우 우수한 특성을 가질 수 있다.
도 4a 내지 도 4f는 도 2에 도시된 후면 수광형 이미지 센서의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 반도체 물질을 포함하는 반도체 기판(100)이 제공된다. 상기 반도체 기판(100)은 벌크 반도체 기판, SOI 기판을 포함할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만 상기 반도체 기판(100) 상에 에피택셜 성장 공정을 수행하여 반도체막을 형성할 수도 있다. 상기 반도체 기판(100)은 하부 표면(backside surface)인 제1 면과 상부 표면(frontside surface)인 제2 면을 포함한다.
상기 반도체 기판(100)의 제2 면에 소자 분리막(102)을 형성하여 액티브 영역 및 소자 분리 영역을 구분한다. 예를 들면 STI(Shallow Trench Isolation)공정을 이용하여 상기 반도체 기판(100)에 트렌치들을 형성하고, 상기 트렌치들 내에 절연 물질을 채워넣어 소자 분리막(102)을 형성할 수 있다.
상기 액티브 영역의 상기 반도체 기판(100)의 제2 면으로 불순물을 주입하여 포토다이오드들(104)을 형성한다. 상기 포토다이오드들(104)은 복수의 이온주입 마스크를 이용하여 수 회의 이온 주입 공정을 통해 형성될 수 있다.
상기 반도체 기판(100)의 제2 면 상에 게이트 절연막 및 게이트 도전막을 형성하고 이를 패터닝하여 게이트 전극을 형성한다. 상기 게이트 전극 양측으로 불순물 영역을 형성함으로써 트랜지스터들(106)을 형성한다. 상기 트랜지스터들(106)은 각 픽셀들을 구성하는 상기 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 변환 트랜지스터 및 선택 트랜지스터 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 트랜지스터들(106)은 주변 회로를 구성하는 트랜지스터일 수 있다.
상기 방법에서는 포토다이오드(104)를 형성한 다음 트랜지스터(106)를 형성하였으나, 이들이 형성되는 순서는 제한을 두지 않으며 적절히 변경할 수 있다. 상기 공정들을 수행함으로써, 이미지 센서에서 요구되는 트랜지스터들이 모두 형성된다.
도 4b를 참조하면, 상기 트랜지스터들(106)을 덮는 층간 절연막(108)을 형성한다. 상기 층간 절연막(108) 내에는 배선들(110)을 형성한다.
상기 배선들(110)은 다층 배선으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 배선들(110)은 저저항을 갖는 금속 또는 금속 합금으로 형성될 수 있다. 상기 배선들(110)은 사진 식각 공정을 이용한 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다. 이와는 다른 예로, 상기 배선들(110)은 다마신 공정을 통해 형성할 수도 있다.
상기 배선들(110)의 적층 층수 및 구조의 제한을 두지 않으며, 소자 설계에 따라 다양한 층수 및 구조로 적용될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 상기 층간 절연막(108) 상부 표면에 상기 반도체 기판(100)을 지지하는 지지 기판(112)을 부착한다. 이 후, 상기 반도체 기판(100)의 두께가 감소되도록 상기 반도체 기판(100)의 제1 면 부위를 그라인딩 한다. 상기 그라인딩 공정을 수행함으로써, 상기 반도체 기판(100)은 수㎛의 두께를 갖는 반도체층(100a)이 된다.
상기 반도체층(100a)의 제2 면에는 구동 트랜지스터(106) 및 배선(110)이 구비되며, 상기 반도체층(100a)의 제1 면에 인접하여 포토다이오드들(104)이 구비된다. 상기 반도체층(100a)의 제1 면의 표면에는 댕글링 본드, 격자 결함 등과 같은 결함이 생성되어 있을 수 있다.
후속 공정에서는 상기 반도체층(100a)의 제1 면에서 공정들이 수행된다. 따라서, 이하에서 설명하는 도 4d 내지 도 4f는 기판의 제1 면이 상부에 위치하도록 도시하였다.
도 4d를 참조하면, 상기 반도체층(100a)의 제1 면(101b) 상에 반사 방지막(114)을 형성한다.
상기 반사 방지막(114)은 수소가 상기 반도체층(100a)의 제1 면 부위로 용이하게 침투될 수 있는 구조의 막으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 반사 방지막(114)은 결정질의 막으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사 방지막(114)은 높은 광투과도를 갖는 물질막으로 사용될 수 있다.
상기 반사 방지막(114)은 화학 기상 증착법, 물리 기상 증착법 또는 원자층 적층법 등으로 형성할 수 있다.
상기 반사 방지막(114)은 증착 단계에서 결정질의 막으로 형성될 수 있다. 즉, 비정질의 막을 결정질로 바꾸기 위한 별도의 결정화 과정을 수행하지 않는다. 그러므로, 상기 결정화 과정에서 기 형성된 포토다이오드(104), 구동 소자(106) 및 배선들(110)이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사 방지막(114)을 형성하는 공정은 400도 이하의 온도에서 수행할 수 있다. 예를들어, 상기 반사 방지막(114)을 형성하는 공정은 50도 내지 400도의 온도 범위 내에서 수행할 수 있다. 상기 반사 방지막(114)을 형성하는 공정을 400도보다 높은 온도에서 수행하는 경우, 기 형성된 소자들이 열화될 수 있다. 한편, 상기 반사 방지막(114)을 형성하는 공정을 50도보다 낮은 온도에서 수행하는 경우, 결정질의 막을 형성하는 것이 용이하지 않을 수 있다.
상기 반사 방지막(114)은 결정질의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 반사 방지막(114)으로 사용될 수 있는 물질의 예로는 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물, 란탄 산화물, 란탄 알루미늄 산화물, 란탄 하프늄 산화물, 하프늄 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 지르코늄 산화물 등을 들 수 있다.
한편, 상기 반사 방지막(114)은 양전하 특성, 음전하 특성 또는 중성 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 반사 방지막(114)은 음전하 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 반사 방지막(114)이 음전하 특성을 갖는 경우, 상기 반사 방지막(114)과 인접하는 반도체층 표면 부위에는 홀이 축적되어 홀 축적 영역(도 3, 130)이 생길 수 있다.
상기 반사 방지막(114)은 1500Å 이하의 두께로 형성할 수 있다.
도 4e를 참조하면, 상기 반사 방지막(114)이 형성되어 있는 상기 제1 면의 반도체층(100a)에 수소를 포함하는 반응물을 주입하여 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에 수소 함유 영역(116)을 형성한다. 상기 반사 방지막(114)을 형성한 다음에 상기 수소 함유 영역(116)을 형성함으로써, 상기 반도체층(100a) 내의 수소들이 아웃개싱 되는 것을 억제하고 수소 결합을 증가시킬 수 있다.
상기 수소를 포함하는 반응물을 주입하는 공정은 수소 플라즈마 처리 공정을 포함한다. 상기 수소 플라즈마 처리 공정은 400도 이하의 온도에서 수행할 수 있다. 또한, 상기 수소 플라즈마 처리 공정은 상온 또는 저온의 온도에서도 가능하다. 일 예로, 상기 수소 플라즈마 처리 공정은 0 내지 400도의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 수소 플라즈마 처리 공정을 400도 이상의 온도에서 수행하는 경우, 기 형성된 소자들이 열화될 수 있다. 또한, 상기 수소 플라즈마 처리 공정을 0도 이하의 온도에서 수행하는 경우 플라즈마 생성 및 수소 결합이 용이하지 않을 수 있다.
상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에 침투된 수소는 상기 제1 면의 반도체층(100a)의 결함 부위와 결합될 수 있다. 즉, 상기 제1 면의 반도체층(100a)에 포함되는 댕글링 본드, 격자 결함(Lattice mismatch) 등과 수소가 결합하여, 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위의 결함이 치유될 수 있다. 상기 제1 면의 반도체층(100a)의 결함 부위와 수소가 강하게 결합되기 위해서는, 상기 결합된 수소는 단원자 상태일 수 있다. 또한, 상기 수소 플라즈마 처리 공정 시에 적어도 하나의 불활성 가스를 더 포함할 수 있다. 상기 불활성 가스의 예로는 Ar, He, Kr, Ne 등을 들수 있다.
상기 수소를 포함하는 반응물의 예로는 수소(H2), 수증기(H2O), 과수(H2O2) 등을 들 수 있다. 예를들어, 상기 수소를 포함하는 반응물을 수증기로 사용하는 경우, 상기 수소 플라즈마 처리 공정에서 단원자 상태의 수소가 용이하게 생성될 수 있다. 또한, 상기 수증기에 포함되는 산소는 상기 반사 방지막으로 제공되는 금속 산화물의 산소 베이컨시(vacancy) 부위와 결합될 수 있다. 따라서, 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위의 결함이 수소와 결합하여 대부분 치유될 수 있다.
상기 수소 함유 영역(116)을 형성한 이 후에, 열처리, 표면 박막 증착 처리 또는 UV 처리를 더 수행할 수 있다. 상기 후속 처리 공정을 통해 상기 수소 결합이 더욱 촉진될 수 있다.
도 4f를 참조하면, 상기 반사 방지막(114) 상에 컬러 필터(120)와 마이크로 렌즈(122)를 순차적으로 형성한다.
설명한 것과 같이, 본 실시예의 경우 상기 제1 면의 반도체층 부위에 P형 불순물을 주입하는 공정이 수행되지 않는다. 때문에, 상기 P형 불순물을 주입하는 공정 시에 발생될 수 있는 실리콘 표면의 결함을 억제할 수 있다. 또한, 상기 제1 면의 반도체층의 결함이 수소 함유 영역의 수소에 의해 큐어링되기 때문에, 암전류 발생이 억제된다. 따라서, 본 실시예에 따른 이미지 소자는 매우 우수한 특성을 가질 수 있다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
이하에서 설명하는 후면 수광형 이미지 센서는 반사 방지막 상에 추가적으로 보호막이 구비되는 것을 제외하고는 실시예 1의 후면 수광형 이미지 센서와 동일하다.
도 5를 참조하면, 상기 후면 수광형 이미지 센서는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대인 제2 면을 포함하는 반도체층(100a)이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위의 내부에 포토다이오드(104)가 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 상에는 반사 방지막(114)이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에는 수소 함유 영역(116)이 구비된다. 상기 제2 면의 반도체층(100a)에는 구동 트랜지스터들(106) 및 배선(110)이 구비된다. 상기 반도체층(100a), 포토다이오드(104), 반사 방지막(114), 수소 함유 영역(116), 구동 트랜지스터들(106) 및 배선(110)은 상기 실시예 1의 후면 수광형 이미지 센서에서 설명한 것과 동일하다.
상기 반사 방지막(114) 상에는 보호막(118)이 구비된다. 상기 보호막(118)은 흡습을 방지하는 역할을 할 수 있다. 상기 보호막(118)은 실리콘 산화물, 실리콘 산 질화물, 실리콘 질화물 및 탄화 실리콘으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 보호막(118)은 하부에 위치하는 반사 방지막(114)의 스트레스, 유전율, 전하 특성, 누설 전류 특성 등을 고려하여 막의 물질 및 막의 두께가 조절될 수 있다. 상기 보호막(118)이 구비됨으로써, 이미지 센서의 신뢰성이 높아질 수 있다.
상기 보호막(118) 상에 컬러 필터(120) 및 마이크로 렌즈(122)가 구비된다.
본 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 면의 반도체층의 결함이 수소 함유 영역의 수소에 의해 큐어링되기 때문에, 암전류 발생이 억제된다. 따라서, 매우 우수한 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 보호막에 의해 높은 신뢰성을 가질 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 후면 수광형 이미지 센서의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
먼저, 도 4a 내지 도 4e를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 도 4e에 도시된 구조를 형성한다.
도 6을 참조하면, 상기 반사 방지막(114) 상에 보호막(118)을 형성한다.
상기 보호막(118)은 화학 기상 증착법, 물리 기상 증착법 또는 원자층 적층법 등으로 형성할 수 있다. 상기 보호막(118)을 형성하는 공정은 400도 이하의 온도에서 수행할 수 있다. 일 예로, 상기 보호막(118)은 50 내지 400도 범위 내의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 보호막(118)을 형성하는 공정을 400도 이상의 온도에서 수행하는 경우, 기 형성된 소자들이 열화될 수 있다. 또한, 상기 보호막(118)을 형성하는 공정을 50도 이하의 온도에서 수행하는 경우 막의 형성이 용이하지 않다.
이 후, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 보호막(118) 상에 컬러 필터(120)와 마이크로 렌즈(122)를 순차적으로 형성한다.
본 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 면의 반도체층의 결함이 수소 함유 영역의 수소에 의해 큐어링되기 때문에, 암전류 발생이 억제된다. 따라서, 매우 우수한 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 보호막이 형성됨으로써 높은 신뢰성을 가질 수 있다.
실시예 3
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
이하에서 설명하는 후면 수광형 이미지 센서는 불순물 영역이 추가되는 것을 제외하고는 실시예 1의 후면 수광형 이미지 센서와 동일하다.
도 7을 참조하면, 상기 후면 수광형 이미지 센서는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대인 제2 면을 포함하는 반도체층(100a)이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위의 내부에 포토다이오드(104)가 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 상에는 반사 방지막(114)이 구비된다. 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에는 수소 함유 영역(116)이 구비된다. 상기 제2 면의 반도체층(100a)에는 구동 트랜지스터들(106) 및 배선(110)이 구비된다. 또한, 상기 반사 방지막(114) 상에는 컬러 필터(120) 및 마이크로 렌즈(122)가 구비된다. 상기 각 부재들은 상기 실시예 1의 후면 수광형 이미지 센서에서 설명한 것과 동일하다.
상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에는 P형 불순물이 도핑된 불순물 영역(124)이 구비된다. 상기 P형 불순물은 붕소를 포함할 수 있다. 상기 불순물 영역(124)은 상기 제1 면의 반도체층(100a) 표면 아래에 위치할 수 있다. 상기 불순물 영역(124)은 저농도의 불순물 농도를 가질 수 있다. 상기 불순물 영역(124)에 포함되는 P형 불순물은 상기 제1 면의 반도체층(100a)의 결함 부위에서 발생되는 전자와 재결합(recombination)하는 홀로써 제공될 수 있다.
그러나, 상기 제1 면의 반도체층(100a)의 결함 부위는 수소 결합에 의해 대부분 큐어링된 상태이므로 상기 제1 면의 반도체층(100a)의 결함 부위에서 발생되는 전자가 거의 없다. 때문에, 상기 불순물 영역(124)에 포함되는 P형 불순물은 암전류 감소를 위한 보조적인 역할만 하게 된다. 따라서, 상기 P형 불순물 농도는 매우 감소될 수 있다.
상기 수소 함유 영역(116)과 불순물 영역(124)은 서로 구분되는 별도의 영역이 아닐 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 수소 함유 영역(116) 내에 상기 불순물 영역(124)이 포함되어 있을 수 있다. 이와는 다른 예로, 도시하지는 않았지만, 상기 불순물 영역(124) 내에 수소 함유 영역(116)이 포함될 수도 있다.
본 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 면의 반도체층의 결함이 수소 함유 영역의 수소에 의해 큐어링되기 때문에, 암전류 발생이 억제된다. 또한, 암전류를 억제하기 위하여 보조적으로 상기 제1 면의 반도체층 부위에 불순물 영역이 구비된다. 따라서, 매우 우수한 특성을 가질 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 후면 수광형 이미지 센서의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
먼저, 도 4a 내지 도 4c를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 도 4c에 도시된 구조를 형성한다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에 P형 불순물을 이온주입하여 불순물 영역(124)을 형성한다. 상기 P형 불순물은 붕소를 포함할 수 있다. 상기 이온 주입 공정에서 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에 결함이 발생되지 않도록 한다. 이를 위하여, 상기 불순물 영역(124)의 불순물 농도를 감소시킬 수 있다.
계속하여, 도 4d 내지 도 4f를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행한다. 따라서, 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 불순물 영역(124)을 포함하는 후면 수광형 이미지 센서를 완성한다.
본 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 면의 반도체층의 결함이 수소 함유 영역의 수소에 의해 큐어링되기 때문에, 암전류 발생이 억제된다. 또한, 불순물 영역을 형성하는 공정에서의 제1 면의 반도체층 부위의 결함을 최소화할 수 있다. 따라서, 매우 우수한 특성을 가질 수 있다.
실시예 4
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 나타내는 단면도이다.
이하에서 설명하는 후면 수광형 이미지 센서는 보호막이 추가되는 것을 제외하고는 실시예 3의 후면 수광형 이미지 센서와 동일하다.
도 9를 참조하면, 후면 수광형 이미지 센서에서, 반도체층(100a), 포토다이오드(104), 반사 방지막(114), 수소 함유 영역(116), 구동 트랜지스터들(106), 배선(110), 불순물 영역(124), 컬러 필터(120) 및 마이크로 렌즈(122)를 포함하는 각 부재들은 상기 실시예 3의 후면 수광형 이미지 센서에서 설명한 것과 동일하다.
도 9에 도시된 것과 같이, 상기 반사 방지막(114) 상에 보호막(118)이 구비된다. 즉, 상기 보호막(118)은 상기 반사 방지막(114)과 컬러 필터(120) 사이에 개재된다.
상기 보호막(118)은 실리콘 산화물, 실리콘 산 질화물, 실리콘 질화물 및 탄화 실리콘으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 면의 반도체층의 결함이 수소 함유 영역의 수소에 의해 큐어링되기 때문에, 암전류 발생이 억제된다. 또한, 보호막이 구비됨으로써 신뢰성이 향상된다.
도 10은 도 9에 도시된 후면 수광형 이미지 센서의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
먼저, 도 4a 내지 도 4c를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 도 4c에 도시된 구조를 형성한다.
이 후, 도 8을 참조로 설명한 것과 같이, 상기 제1 면의 반도체층(100a) 부위에 P형 불순물을 이온주입하여 불순물 영역(124)을 형성한다.
계속하여, 도 4d 및 도 4e를 참조로 설명한 것과 동일한 공정을 수행하여, 반사 방지막(114) 및 수소 함유 영역(116)을 형성한다.
도 10을 참조하면, 상기 반사 방지막(114) 상에 보호막(118)을 형성한다.
상기 보호막(118)은 화학 기상 증착법, 물리 기상 증착법 또는 원자층 적층법 등으로 형성할 수 있다. 상기 보호막(118)을 형성하는 공정은 50 내지 400도의 온도에서 수행할 수 있다.
이 후, 도 9에 도시된 것과 같이, 상기 보호막(118) 상에 컬러 필터(120)와 마이크로 렌즈(122)를 순차적으로 형성한다.
본 실시예에 따른 이미지 센서는 제1 면의 반도체층의 결함이 수소 함유 영역의 수소에 의해 큐어링되기 때문에, 암전류 발생이 억제된다. 따라서, 매우 우수한 특성을 가질 수 있다.
특성 실험을 위한 샘플
샘플 1
본 발명의 실시예 1에 따른 후면 수광형 이미지 센서를 형성하였다.
후면 수광형 이미지 센서에서 반사 방지막은 결정질의 하프늄 산화물을 사용하였다. 상기 반사 방지막 하부의 기판 표면 부위에는 수소 함유 영역이 구비된다.
비교 샘플 1
본 발명과 비교하기 위한 비교 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서를 형성하였다. 비교 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서에서 반사 방지막은 비정질의 실리콘 질화물을 사용하였다. 상기 반사 방지막 하부의 기판 표면 부위에는 P형 불순물이 도핑된 불순물 도핑 영역이 구비된다. P형 불순물은 붕소를 포함한다.
비교 샘플 2
본 발명과 비교하기 위한 비교 샘플 2의 후면 수광형 이미지 센서를 형성하였다. 비교 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서에서 반사 방지막은 비정질의 하프늄 산화물을 사용하였다. 상기 반사 방지막 하부의 기판 표면 부위에는 P형 불순물이 도핑된 불순물 도핑 영역이 구비된다. P형 불순물은 붕소를 포함한다.
암전류 특성 비교
상기 샘플 1, 비교 샘플 1 및 2에 대하여 각각 암전류를 측정하였다. 상기 비교 샘플 1에서 측정된 암 전류 값을 100으로 두었을 때, 비교 샘플 2 및 샘플 1에서 측정된 암 전류 값을 각각 정규화된 값(Normalized Value)으로 나타내었다.
도 11은 샘플 1, 비교 샘플 1 및 2에서의 암전류 특성을 각각 나타낸다.
도 11에서 Y축의 값은 비교 샘플 1에서 측정된 암 전류 값을 100으로 두었을 때의 정규화된 값이다.
도 11을 참조하면, 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 약 25 정도의 값을 갖는다. 그러므로, 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 비교 샘플 1의 약 1/4 정도의 암 전류가 흐르는 것을 알 수 있었다. 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 비교 샘플 1과 비교할 때 약 75%의 암 전류 개선 효과를 기대할 수 있다.
상기 비교 샘플 2의 후면 수광형 이미지 센서는 약 50 정도의 값을 갖는다. 그리고, 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 약 25 정도의 값을 갖는다. 그러므로, 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 비교 샘플 2의 약 1/2 정도의 암 전류가 흐르는 것을 알 수 있었다. 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 비교 샘플 2와 비교할 때 약 50%의 암 전류 개선 효과를 기대할 수 있다.
이와같이, 본 발명에 따른 이미지 센서는 암전류 발생이 억제됨을 알 수 있었다.
백점 발생 비교
상기 샘플 1, 비교 샘플 1 및 2에 대하여 각각 백점 발생 개수를 측정하였다. 상기 비교 샘플 1에서 측정된 백점 발생 개수를 100으로 두었을 때, 비교 샘플 2 및 샘플 1에서 측정된 백점 발생 개수를 각각 정규화된 값으로 나타내었다.
도 12는 샘플 1, 비교 샘플 1 및 2에서의 백점 발생 특성을 각각 나타낸다.
도 12에서 Y축의 값은 비교 샘플 1에서 측정된 백점 발생 개수를 100으로 두었을 때의 정규화된 값(Normalized Value)이다.
도 12를 참조하면, 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 약 15 정도의 값을 갖는다. 그러므로, 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 비교 샘플 1의 약 15/100 정도로 백점이 발생됨을 알 수 있었다. 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 비교 샘플 1과 비교할 때 약 85%의 백점 감소 효과를 기대할 수 있다.
상기 비교 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 약 50 정도의 값을 갖는다. 그리고, 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 약 15 정도의 값을 갖는다. 그러므로, 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 비교 샘플 2의 약 3/10 정도의 백점이 발생됨을 알 수 있었다. 상기 샘플 1의 후면 수광형 이미지 센서는 비교 샘플 2와 비교할 때 약 70%의 암 전류 개선 효과를 기대할 수 있다.
이와같이, 본 발명에 따른 이미지 센서는 백점 현상이 개선됨을 알 수 있었다.
상기 설명한 것과 같이, 본 발명에 의하면 암전류 발생 및 백점 불량이 억제되는 이미지 센서를 제공할 수 있다. 상기 이미지 센서는 컴퓨터, 디지털 카메라, 3차원카메라, 휴대폰, PDA, 스캐너, 차량용 네비게이션, 비디오 폰, 감시 시스템, 자동 포커스 시스템, 추적 시스템, 동작 감지 시스템, 이미지 안정화 시스템 등에 이용될 수 있다.
100a : 반도체층 102 : 소자 분리막
104 : 포토다이오드 106 : 트랜지스터
108 : 층간 절연막 110 : 배선
114 : 반사 방지막 116 : 수소 함유 영역
118 : 보호막 120 : 컬러 필터
122 : 마이크로 렌즈 124 : 불순물 영역
130 : 홀 축적 영역

Claims (10)

  1. 제1 면 및 상기 제1 면과 반대인 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면 부위의 내부에 포토다이오드가 형성되는 반도체층;
    상기 제1 면의 반도체층 상에, 수소 침투를 위한 결정질의 반사 방지막;
    상기 제1 면의 반도체층 부위에 구비되고, 상기 반도체층 표면의 결함 부위와 결합된 수소들이 포함되어 있는 수소 함유 영역; 및
    상기 제2 면의 반도체 층에 구비되는 구동 트랜지스터들 및 배선; 및
    상기 반사 방지막 상에 구비되는 컬러 필터 및 마이크로 렌즈를 포함하는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지막은 금속 산화물을 포함하는 이미지 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지막은 음전하 특성, 양전하 특성 또는 중성의 특성을 갖는 물질인 이미지 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 면의 반도체층 부위에 P형 불순물이 도핑된 불순물 영역을 더 포함하는 이미지 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지막 상에 보호막을 더 포함하는 이미지 센서.
  6. 제1 면 및 상기 제1 면과 반대인 제2 면을 포함하는 반도체층에서, 상기 제1 면의 반도체층 부위의 내부에 포토다이오드를 형성하는 단계;
    상기 제2 면의 반도체층에 구동 트랜지스터들 및 배선을 형성하는 단계;
    상기 제1 면의 반도체층 상에, 수소 침투를 위한 결정질의 반사 방지막을 형성하는 단계;
    상기 제1 면의 반도체층 부위에 수소를 포함하는 반응물을 주입시켜, 상기 반도체층 표면의 결함 부위와 결합된 수소들이 포함되어 있는 수소 함유 영역을 형성하는 단계; 및
    상기 반사 방지막 상에 컬러 필터 및 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 반사 방지막은 증착 단계에서 결정질 상태로 형성되는 이미지 센서의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 수소 함유 영역을 형성하기 위하여, 상기 수소를 포함하는 반응 가스를 주입하는 공정은 플라즈마 처리 공정을 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 수소 함유 영역을 형성하기 위하여, 상기 수소를 포함하는 반응 가스를 주입하는 공정은 0 내지 400도의 온도에서 수행하는 이미지 센서의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 반사 방지막 상에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
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