KR20150123686A - 내장형 컬러 필터들을 가진 후면 조사식 이미지 센서들을 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

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춘하오 초우
융룽 수
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Abstract

반도체 이미지 센서는 제1면 및 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 기판을 포함한다. 기판의 제1면 위에 상호 연결 구조체가 배치된다. 복수의 방사 감지 영역들이 기판에 위치한다. 방사 감지 영역들은 제2면으로부터 기판에 입사하는 방사를 감지하도록 구성된다. 방사 감지 영역들은 복수의 간격들에 의해 분리된다. 복수의 방사 차단 구조체들이 기판의 제2면 위에 배치된다. 방사 차단 구조체들 각각은 간격들 각각과 정렬된다. 복수의 컬러 필터들이 방사 차단 구조체들 사이에 배치된다.

Description

내장형 컬러 필터들을 가진 후면 조사식 이미지 센서들을 형성하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR FORMING BACK SIDE ILLUMINATED IMAGE SENSORS WITH EMBEDDED COLOR FILTERS}
광(light)과 같은 방사(radiation)를 감지하는 데에 반도체 이미지 센서들이 이용된다. 상보형 금속산화반도체(Complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS) 이미지 센서 (CMOS image sensor; CIS)들 및 전하결합 장치(charge-coupled device; CCD) 센서들은 디지털 스틸 카메라 또는 휴대폰 카메라 애플리케이션들과 같은 여러 애플리케이션들에서 광범위하게 이용된다. 이 장치들은 기판을 향하여 투사되는 방사를 흡수(즉, 감지)하고 감지된 방사를 전기 신호들로 변환하기 위해, 기판의 픽셀들(포토 다이오드들 및 트랜지스터들을 포함할 수 있음)의 어레이(array)를 이용한다.
후면 조사식(back side illuminated; BSI) 이미지 센서 장치는 이미지 센서 장치의 한 유형이다. 이 BSI 이미지 센서 장치들은 후면으로부터의 광을 검출하도록 동작 가능하다. 전면 조사식(front side illuminated; FSI) 이미지 센서 장치들과 비교하면, BSI 이미지 센서 장치들은, 특히 저조도(low light) 조건들 하에서, 성능이 개선되었다. 그러나, BSI 이미지 센서 장치들을 제조하는 종래의 방법들은 BSI 이미지 센서 장치들에 대한 어떤 결점들을 여전히 야기할 수 있다. 예를 들어, 종래의 BSI 이미지 센서들의 제조는 일반적으로 차광(light-blocking) 금속 그리드(grid) 위의 평면 상에 컬러 필터 어레이를 형성한다. 그러나, 금속 그리드 위의 컬러 필터 어레이의 배치는, 광이 원하는(desired) 픽셀에 의해 검출될 수 있기 이전에 그 광에 대한 더 긴 광로(optical path)를 야기한다. 임의의 정렬 불량(misalignment)은 인접한 픽셀들 사이에서 바람직하지 않은 크로스톡(cross-talk)을 초래할 수 있기 때문에, 금속 그리드 위의 컬러 필터 어레이의 배치는 컬러 필터 어레이와 금속 그리드 사이의 정확한 정렬을 또한 필요로 한다.
따라서, 기존의 BSI 이미지 센서 장치들은 그들의 의도된 목적들에는 일반적으로 적합한 데 반하여, 모든 측면에서 전적으로 만족스럽지는 않다.
반도체 이미지 센서는 제1면 및 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 기판을 포함한다. 기판의 제1면 위에 상호 연결 구조체가 배치된다. 복수의 방사 감지 영역들이 기판에 위치한다. 방사 감지 영역들은 제2면으로부터 기판에 입사하는 방사를 감지하도록 구성된다. 방사 감지 영역들은 복수의 간격들에 의해 분리된다. 복수의 방사 차단 구조체들이 기판의 제2면 위에 배치된다. 방사 차단 구조체들 각각은 간격들 각각과 정렬된다. 복수의 컬러 필터들이 방사 차단 구조체들 사이에 배치된다.
본 발명의 양상들은 첨부된 도면들과 함께 읽었을 때 이하의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준 관행에 따라, 여러 피쳐(feature)들은 일정한 비율로 도시되지 않는다. 사실상, 여러 피쳐들의 치수(dimension)들은 논의의 명확성을 위해 임의로 증가 또는 감소될 수 있다.
도 1 내지 도 13은 일부 실시예들에 따른 여러 제조 단계들에서의 이미지 센서 장치의 일부분에 관한 단순화된 부분 단면 측면도이다.
도 14는 일부 실시예들에 따른 이미지 센서 장치를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하의 개시는 제공된 주제에 관한 상이한 피쳐들을 구현하기 위한, 여러 상이한 실시예들 또는 예시들을 제공한다. 본 발명을 단순화하기 위해 컴포넌트들 및 배열들에 관한 특정한 예시들이 이하에서 기술된다. 이들은, 물론, 단지 예시들일 뿐이며 제한하기 위한 것이 아니다. 예를 들어, 이하의 설명에서 제2 피쳐 위의 또는 제2 피쳐 상의 제1 피쳐의 형성은, 제1 피쳐와 제2 피쳐가 직접 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함할 수 있고, 제1 피쳐와 제2 피쳐가 직접 접촉하지 않을 수 있도록, 제1 피쳐와 제2 피쳐 사이에 추가적인 피쳐들이 형성될 수 있는 실시예들을 또한 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 여러 예시들에서 참조 번호들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이 반복은 간단함과 명확함을 위한 것이며 그것 자체가 논의되는 여러 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계에 영향을 주지는 않는다.
또한, "아래의", "밑의", "하부의", "위의", "상부의" 등과 같은, 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에 도시된 바와 같은 하나의 요소(element) 또는 피쳐와 다른 요소(들) 또는 피쳐(들) 간의 관계를 기술하기 위한 설명의 편의를 위해 여기에서 이용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에 도시된 지향(orientation)에 추가하여, 사용 또는 작동 중인 장치의 상이한 지향들을 포괄하는 것을 목적으로 한다. 장치는 다른 방법으로 지향될 수 있고(90도 회전되거나 또는 다른 지향들로) 여기에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술어들은 그에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
도 1 내지 도 13은 본 발명의 양상들에 따른 여러 제조 단계들에서의 BSI 이미지 센서 장치(30)의 단순화된 개략적인 부분 단면 측면도이다. 이미지 센서 장치(30)는 이미지 센서 장치(30)의 후면을 향하는 (광과 같은) 방사의 강도를 감지 및 기록하기 위한 픽셀들의 어레이 또는 그리드를 포함한다. 이미지 센서 장치(30)는 CCD, CMOS 이미지 센서(CIS), 능동픽셀 센서(active-pixel sensor; APS), 또는 수동픽셀 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서 장치(30)는, 픽셀들을 위한 작동 환경을 제공하고 픽셀들과의 외부 커뮤니케이션을 지원하기 위해 픽셀들의 그리드에 인접하여 제공되는 추가적인 회로 및 입출력들을 또한 포함한다. 도 2 내지 도 6은 본 발명의 독창적인 개념들에 관한 더 나은 이해를 위해 단순화되었으며 일정한 비율로 도시되지 않을 수 있다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서 장치(30)는 장치 기판(32)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 장치 기판(32)은 붕소(boron)와 같은 p형 도펀트(dopant)로 도핑된 실리콘 물질(예를 들어 p형 기판)을 포함한다. 다른 방법으로, 장치 기판(32)은 다른 적절한 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치 기판(32)은 인(phosphorous) 또는 비소(arsenic)와 같은 n형 도펀트로 도핑된 실리콘(n형 기판)을 포함할 수 있다. 장치 기판(32)은 게르마늄 및 다이아몬드와 같은 다른 기초 반도체들을 또한 포함할 수 있다. 장치 기판(32)은 복합 반도체 및/또는 합금 반도체를 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 장치 기판(32)은 에피택셜(epitaxial)층 (epi layer)을 포함할 수 있고, 성능 개선을 위해 스트레인(strain)될 수 있으며, 실리콘 온 인슐레이터(silicon-on-insulator; SOI) 구조체를 포함할 수 있다.
장치 기판(32)은 전면(전면부라고도 함)(34) 및 후면(후면부라고도 함)(36)을 갖는다. 장치 기판(32)은 약 100 미크론(㎛) 내지 약 3000㎛의 범위에 있는 초기 두께(38)를 또한 갖는다. 본 실시예에서, 초기 두께(38)는 약 500㎛ 내지 약 1000㎛의 범위에 있다.
방사 감지 영역들, 예를 들어, 픽셀들(40, 41, 및 42)이 장치 기판(32)에 형성된다. 픽셀들(40 내지 42)은, 후면(36)으로부터 장치 기판(32)을 향하여 투사되는 입사광(43)과 같은, 방사(또는 방사파들)를 감지하도록 구성된다. 광(43)은 후면(36)(또는 후면부)를 통과하여 장치 기판(32)에 입사하고 하나 이상의 픽셀들(40 내지 42)에 의해 검출된다. 픽셀들(40 내지 42) 각각은 본 실시예에서 포토다이오드를 포함한다. 다른 실시예에서, 픽셀들(40 내지 42)은 고정층(pinned layer) 포토다이오드들, 포토게이트들, 리셋(reset) 트랜지스터들, 소스 팔로워(source follower) 트랜지스터들, 및 트랜스퍼(transfer) 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 픽셀들(40 내지 42)은 방사 검출 장치들 또는 광센서들이라고 또한 언급될 수 있다.
픽셀들(40 내지 42)은 상이한 접합 깊이들, 두께들, 너비들 등을 갖도록 서로 다를 수 있다. 간단함을 위해, 오직 3개의 픽셀들(40 내지 42)만이 도 1에 도시되지만, 임의의 수의 픽셀들이 장치 기판(32)에 구현될 수 있다. 도시된 실시예에서, 픽셀들(40 내지 42)은 전면(34)으로부터 장치 기판(32) 상에 주입 공정(46)을 수행하는 것에 의해 형성된다. 주입 공정(46)은 장치 기판(32)을 붕소와 같은 p형 도펀트로 도핑하는 것을 포함한다. 대안의 실시예에서, 주입 공정(46)은 장치 기판(32)을 인 또는 비소와 같은 n형 도펀트로 도핑하는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 픽셀들(40 내지 42)은 확산 공정에 의해 또한 형성될 수 있다.
픽셀들(40 내지 42)은 장치 기판(32)에 있는 복수의 간격(gap)들에 의해 서로 분리된다. 예를 들어, 간격(45)은 픽셀(40)을 그 픽셀(40)의 왼쪽에 있는 인접한 픽셀(미도시)로부터 분리시키고, 간격(46)은 픽셀들(40 및 41)을 분리시키고, 간격(47)은 픽셀들(41 및 42)을 분리시킨다. 물론, 간격들(45 내지 47)은 장치 기판(32)에 있는 보이드(void)들 또는 오픈 스페이스들이 아니지만, 그들은 인접한 픽셀들(40 내지 42) 사이에 위치한 장치 기판(32)의 영역들이다.
도 1을 계속해서 참조하면, 픽셀들(40 내지 42)은 픽셀 영역(52)(또는 픽셀 어레이 영역)이라고 하는 이미지 센서 장치(30)의 영역에 형성된다. 픽셀 영역(52)에 추가하여, 이미지 센서(30)는 주변 영역(54) 및 본딩 패드 영역(56)을 또한 포함할 수 있다. 비록 이 영역들(52, 54, 및 56)이 여기에서 일정한 비율로 도시되어 있지 않으며 장치 기판(32)보다 위 또는 아래로 수직으로 연장될 수 있다 할지라도, 도 1의 점선들은 이 영역들(52, 54, 및 56) 사이의 대략적인 경계들을 표시한다.
주변 영역(54)은 광학적으로 어둡게 유지될 필요가 있는 장치들(60 및 61)을 포함한다. 예를 들어, 본 실시예의 장치(60)는 주문형 반도체(application-specific integrated circuit; ASIC) 장치 또는 시스템-온-칩(system-on-chip; SOC) 장치와 같은 디지털 장치일 수 있다. 장치(61)는 이미지 센서 장치(30)에 대한 광의 세기의 기준치를 확립하는 데에 이용되는 참조 픽셀일 수 있다.
본딩 패드 영역(56)은, 이미지 센서 장치(30)와 외부 장치들 사이의 전기적 연결이 확립될 수 있도록 하기 위해, 이미지 센서 장치(30)의 하나 이상의 본딩 패드들(여기에서는 미도시)이 추후 공정 단계에서 형성될 영역을 포함한다. 우선, 본딩 패드 영역(56)은 얕은 트렌치 장치격리(shallow trench isolation; STI)(58)와 같은, 격리 구조체를 포함할 수 있다. STI(58)는 주변 영역(54)으로 부분적으로 연장된다. STI(58)의 한 기능은, 그것이 본딩 패드 영역(56)에 형성될 전도성 패드로부터 장치 기판(32)의 실리콘을 절연시키는 데에 도움이 된다는 것이며, 이는 이하에서 더욱 상세하게 논의될 것이다.
간단함을 위해 여기에는 비록 도시되지 않았지만, 이미지 센서 장치(30)는 스크라이브 라인(scribe line) 영역을 또한 포함할 수 있다. 스크라이브 라인 영역은, 하나의 반도체 다이(die)(예를 들어, 본딩 패드 영역(56), 주변 영역(54), 및 픽셀 영역(52)을 포함하는 반도체 다이)를 인접한 반도체 다이(미도시)로부터 분리시키는 영역을 포함한다. 다이들이 패키징되어 집적 회로 칩들로 판매되기 이전에 인접한 다이들을 분리시키기 위한 추후의 제조 공정에서 스크라이브 라인 영역이 그것을 통해 절단된다. 스크라이브 라인 영역은 각 다이에 있는 반도체 장치들이 손상되지 않는 방식으로 절단된다.
이제 도 2를 참조하면, 장치 기판(32)의 전면(34) 위에 상호 연결 구조체(65)가 형성된다. 상호 연결 구조체(65)는, 이미지 센서 장치(30)의 여러 도핑 피쳐들, 회로, 및 입출력 사이의 상호 연결(예를 들어, 와이어링)을 제공하는 복수의 패터닝된 유전층들 및 도전층들을 포함한다. 상호 연결 구조체(65)는 층간 유전체(interlayer dielectric; ILD) 및 다층 상호 연결(multilayer interconnect; MLI) 구조체를 포함한다. MLI 구조체는 콘택(contact)들, 비아(via)들, 금속 라인들을 포함한다. 도해를 위해, 복수의 전도성 라인들(66) 및 비아들/콘택들(68)이 도 2에 도시되는데, 도시된 전도성 라인들(66) 및 비아들/콘택들(68)은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 전도성 라인들(66) 및 비아들/콘택들(68)의 실제 배치 및 구성은 설계 요건에 따라 달라질 수 있다.
MLI 구조체는, 알루미늄 상호 연결이라고 하는, 알루미늄, 알루미늄/실리콘/구리 합금, 티타늄, 질화 티타늄, 텅스텐, 폴리실리콘, 금속 실리사이드, 또는 이들의 조합들과 같은, 전도성 물질들을 포함할 수 있다. 알루미늄 상호 연결은, 물리적 기상증착(physical vapor deposition; PVD)(또는 박막증착), 화학적 기상증착(chemical vapor deposition; CVD), 원자층 증착(atomic layer deposition; ALD), 또는 이들의 조합들을 포함하는 공정에 의해 형성될 수 있다. 알루미늄 상호 연결을 형성하기 위한 다른 제조 기술들은, 수직 연결(예를 들어, 비아들/콘택들(68)) 및 수평 연결(예를 들어, 전도성 라인들(66))을 위해 전도성 물질들을 패터닝하도록 포토리소그래피 공정 및 에칭을 포함할 수 있다. 다른 방법으로, 구리 다층 상호 연결이 금속 패턴들을 형성하는 데에 이용될 수 있다. 구리 상호 연결 구조체는 구리, 구리 합금, 티타늄, 질화 티타늄, 탄탈륨, 질화 탄탈륨, 텅스텐, 폴리실리콘, 금속 실리사이드, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 구리 상호 연결 구조체는 CVD, 박막증착, 도금, 또는 다른 적절한 공정들을 포함하는 기술에 의해 형성될 수 있다.
도 2를 계속해서 참조하면, 상호 연결 구조체(65)의 전면(34) 위에 버퍼층(70)이 형성된다. 본 실시예에서, 버퍼층(70)은 실리콘 산화물과 같은 유전 물질을 포함한다. 다른 방법으로, 버퍼층(70)은 실리콘 질화물을 선택적으로 포함할 수 있다. 버퍼층(70)은 CVD, PVD, 또는 다른 적절한 기술들에 의해 형성될 수 있다. 버퍼층(70)은 CMP 공정에 의해 매끄러운 표면을 형성하도록 평탄화된다.
그 후에, 장치 기판(32)의 후면(36)에 관한 공정이 수행될 수 있도록 하기 위해, 버퍼층(70)과 상호 연결 구조체(65)를 통해 캐리어 기판(80)이 장치 기판(32)에 본딩된다. 본 실시예의 캐리어 기판(80)은 장치 기판(32)과 유사하며 실리콘 물질을 포함한다. 다른 방법으로, 캐리어 기판(80)은 유리 기판 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수 있다. 캐리어 기판(80)은, 분자력 - 직접 본딩 또는 광학 퓨전 본딩이라고 알려진 기술 - 에 의해, 또는 금속 확산 또는 양극 본딩과 같은 당업계에 알려진 다른 본딩 기술들에 의해, 장치 기판(32)에 본딩될 수 있다.
우선, 버퍼층(70)은 장치 기판(32)과 캐리어 기판(80) 사이에 전기적 격리를 제공한다. 캐리어 기판(80)은, 장치 기판(32) 안에 형성된 픽셀들(40 내지 42)과 같은, 장치 기판(32)의 전면(34) 상에 형성된 여러 피쳐들에 대한 보호를 제공한다. 캐리어 기판(80)은 기계적인 견고함과, 이하에서 논의되는 바와 같은 장치 기판(32)의 후면(36)에 관한 공정을 위한 지지대를 또한 제공한다. 본딩 이후에, 장치 기판(32) 및 캐리어 기판(80)은 본딩 강도를 향상시키기 위해 선택적으로 어닐링될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 캐리어 기판(80)이 장치 기판(32)에 본딩된 이후에, 후면(36)으로부터 장치 기판(32)을 얇게 하기 위해 시닝(thinning) 공정(100)이 그 후 수행된다. 시닝 공정(100)은 기계적 그라인딩 공정 및 화학적 시닝 공정을 포함할 수 있다. 기계적 그라인딩 공정 동안에 기판 물질의 상당량이 장치 기판(32)으로부터 우선 제거될 수 있다. 그 이후에, 화학적 시닝 공정은, 대략 수 미크론인 두께(110)로 장치 기판(32)을 더 얇게 하기 위해 장치 기판(32)의 후면(36)에 에칭 화학 물질을 도포할 수 있다. 일부 실시예에서, 두께(110)는 약 1㎛보다는 크지만 약 3㎛보다는 작다. 본 발명에 개시된 특정 두께들은 단지 예시들일 뿐이며, 애플리케이션의 유형 및 이미지 센서 장치(30)에 관한 설계 요건들에 따라 다른 두께들이 구현될 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 반사 방지 코팅(anti-reflective coating; ARC)층(130)이 장치 기판(32)의 후면(36) 위에 형성된다. 일부 실시예에서, ARC층(130)은 하이-k(high-k) 물질을 포함한다. 다른 실시예들에서, ARC층(130)은 다른 적절한 반사 방지 물질을 포함할 수 있다. 버퍼층(140)이 ARC층(130) 위에 형성된다. 일부 실시예들에서, 버퍼층(140)은 실리콘 산화물을 포함한다. 다른 실시예들에서, 버퍼층(140)은, 예를 들어 다른 유형의 유전 물질와 같은, 다른 적절한 물질을 포함할 수 있다. ARC층(130) 및 버퍼층(140)은 각각 당업계에 알려진 하나 이상의 증착 공정들을 통해 형성될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 본딩 패드 영역(56)이 "오픈(open)된다". 보다 상세하게는, STI(58)가 노출될 때까지, 본딩 패드 영역(56)에 있는 버퍼층(140), ARC층(130), 및 기판(32)의 일부분들을 제거하도록 하나 이상의 에칭 공정들이 수행될 수 있다. 한편, 픽셀 영역(52) 및 주변 영역(54)은 실질적으로 에칭되지 않은 채로 남는다.
이제 도 6을 참조하면, 예를 들어 하나 이상의 에칭 공정들에 의해, 본딩 패드 영역(56)의 STI(58)가 제거된다. 그러나, 주변 영역(54)이 에칭되지 않기 때문에, STI(58)의 일부분은 주변 영역(54)에 여전히 남는다. 예를 들어 하나 이상의 에칭 공정들에 의해, 본딩 패드 영역(56)에서 층간 유전 물질의 일부분이 또한 제거된다. 본딩 패드 영역(56)에서 STI(58)의 제거 및 층간 유전 물질의 제거는, 전도성 라인들 중 하나가 본딩 패드 영역(56)에서 노출되도록 한다.
이제 도 7을 참조하면, 본딩 패드 영역(56)에서 전도성 라인(66)의 노출된 표면 상에 전도성 패드(150)가 형성된다. 전도성 패드(150)는 하나 이상의 증착 및 패터닝 공정들에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전도성 패드(150)는 알루미늄을 포함한다. 다른 실시예들에서, 전도성 패드(150)는 다른 적절한 금속, 예를 들어 구리를 포함할 수 있다. 본딩 와이어(또는 다른 전기적 상호 연결 요소)가 추후 공정에서 전도성 패드(150)에 부착될 수 있고, 그에 따라 전도성 패드(150)는 본드 패드 또는 본딩 패드라고 또한 언급될 수 있다. 또한, 전도성 패드(150)가 전도성 라인(66) 상에 형성되기 때문에, 전도성 패드(150)는 전도성 라인(66)을 통해 전도성 라인(66) 및 나머지 상호 연결 구조체(65)에 전기적으로 연결된다. 즉, 적어도 부분적으로 전도성 패드(150)를 통해 외부 장치와 이미지 센서 장치(30) 사이에 전기적 연결이 확립될 수 있다.
본 발명에 관하여 도시된 실시예들에서, STI(58)의 윗면이 전도성 패드(150)의 윗면보다 이미지 센서 장치(30)의 후면(36)에 더 가깝게 위치하도록, 주변 영역(54)에 배치된 STI(58)의 일부분의 윗면보다 (후면(36)에 대하여) 더 높지 않게 전도성 패드(150)가 또한 형성된다. 다르게 말하면, 전도성 패드(150)의 윗면은 주변 영역(54)에 있는 STI(58)의 윗면과 동일한 레벨에 있거나 또는 그 아래에 있다. 이것은 (주변 영역(54)의) 장치 기판(32)이 전도성 패드(150)와 직접적인 물리적 접촉 상태가 되는 것을 방지하기 위한 것이다. 만약 전도성 패드(150)가 주변 영역에 있는 STI(58)보다 높게 형성된다면, 장치 기판(32)의 일부분이 전도성 패드(150)와 직접적인 물리적 접촉 상태가 될 것이며, 이는 바람직하지 않은 금속 확산을 야기할 수 있다. 여기에서는, 전도성 패드(150)를 STI(58)의 일부분보다 더 낮게 형성함으로써, 주변 영역(54)의 STI(58)의 일부분에 의해 전도성 패드(150)가 장치 기판(32)으로부터 절연되며, 그렇게 함으로써 금속 확산을 방지한다. 전도성 패드(150)는 두께(160)를 갖도록 형성된다. 일부 실시예들에서, 전도성 패드(150)가, 본딩 공정들이 추후에 수행되도록 적절히 처리할 수 있게 하기 위해, 두께(160)는 약 0.8 미크론 내지 약 4 미크론의 범위 내에 있도록 형성된다.
이제 도 8을 참조하면, 복수의 차광 구조체들(180 내지 183)(광 반사 구조체들이라고도 함)이 버퍼층(140) 위에 형성된다. 차광 구조체들(180 내지 183)은 하나 이상의 증착 및 패터닝 공정들에 의해 형성될 수 있다. 여러 실시예들에서, 차광 구조체들(180 내지 183)은 알루미늄과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 예를 들어 은, 크롬, 텅스텐, 니켈 등의 상이한 유형의 차광 또는 광 반사 물질들이 차광 구조체들(180 내지 183)을 구현하는 데에 이용될 수 있다.
예시로서, 차광 구조체들(180 내지 182)이 픽셀 영역(52)에 형성되며, 이 차광 구조체들(180 내지 182) 각각은 인접한 픽셀들(40 내지 42)을 분리시키는 간격들(45 내지 47) 각각과 수직으로 정렬된다. 예를 들어, 차광 구조체(180)는 픽셀(40)을 그것의 왼쪽에 위치한 픽셀(여기에는 미도시)로부터 분리시키는 간격(45)과 수직으로 정렬되고, 차광 구조체(181)는 픽셀들(40 및 41)을 분리시키는 간격(46)과 수직으로 정렬되며, 차광 구조체(182)는 픽셀들(41 및 42)을 분리시키는 간격(47)과 수직으로 정렬된다.
이러한 방식으로, 차광 구조체들(180 내지 182)은 크로스톡을 감소시킨다. 보다 상세하게는, 하나의 픽셀(예를 들어 픽셀(41))을 타겟으로 한 광이 하나 이상의 인접한 픽셀들(예를 들어 픽셀들(40 또는 42))로 확산될 때 크로스톡이 발생할 수 있다. 크로스톡은 공간 해상도의 저하, 전체 광 감도의 감소, 부족한 색 분해와 같이, 이미지 센서 성능에 부정적 영향을 끼칠 것이다. 따라서, 인접한 픽셀로 잘못 이동했을 광이 차광 구조체들(180 내지 182)에 의해 차단 및/또는 반사되도록 하기 위해, 차광 구조체들(180 내지 182)이 인접한 픽셀들 사이에서 구현되며, 그에 따라 크로스톡을 감소시킨다.
차광 구조체(183)가 주변 영역(54)에 형성된다. 차광 구조체(183)는 광학적으로 어둡게 유지되어야 할 디지털 장치(60) 또는 참조 픽셀(61)에 광이 도달하는 것을 실질적으로 차단할 수 있다.
차광 구조체들(180 내지 183)은 두께(185)를 갖도록 형성된다. 일부 실시예들에서, 차광 구조체들(180 내지 183)이 광을 충분히 차단시킬 수 있게 하기 위해, 두께(185)는 약 0.1 미크론 내지 약 5 미크론의 범위 내에 있도록 형성된다.
차광 구조체들(180 내지 183) 및 그 아래의 버퍼층(140)은 총괄하여 복수의 개구(opening)들(190 내지 192)의 경계를 나타냄을 알 수 있다. 이 개구들(190 내지 192)은 컬러 필터 어레이의 형성을 위해 보유된다. 즉, (이하에서 도 11을 참조하여 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이) 복수의 컬러 필터들이 개구들(190 내지 192)을 각각 채우도록 형성될 것이다.
도 8을 계속해서 참조하면, 전도성 패드(150)의 형성 이후의 차광 구조체들(180 내지 183)(즉, 금속 그리드)의 형성은 본 발명의 실시예들에 따른 특유의 제조 공정 흐름이다. 종래의 이미지 센서 제조 공정 흐름들에서, 금속 그리드 구조체는 일반적으로 전도성 본딩 패드가 형성되기 이전에 형성된다. 여기에서의 특유의 제조 공정 흐름은 이하에서 더욱 상세하게 논의될 몇몇 이점들을 제공한다.
이제 도 9를 참조하면, 패시베이션(passivation)층(200)이 형성된다. 패시베이션층(200)은 당업계에 알려진 적절한 증착 공정에 의해 형성될 수 있다. 패시베이션층(200)은 본딩 패드 영역(56)에 있는 전도성 패드(150) 위에, 주변 영역(54)에 있는 장치 기판(32)의 측벽과 층들(130 및 140) 상에, 그리고 차광 구조체들(180 내지 183) 각각의 둘레와 픽셀 영역(52)에 있는 버퍼층(140)의 노출면 상에 형성된다. 패시베이션층(200)은 그 아래의 여러 층들을 먼지, 습기 등과 같은 요소들로부터 보호한다. 일부 실시예들에서, 패시베이션층(200)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물 등과 같은 유전 물질을 포함한다. 일부 실시예들에서, 패시베이션층(200)은 정각(conformal) 방식으로 형성된다.
이제 도 10을 참조하면, 예를 들어 하나 이상의 에칭 공정들을 통해, 본딩 패드 영역(56)에 있는 패시베이션층(200)의 일부분이 제거된다. 본딩 패드 영역(56)에 있는 패시베이션층(200)의 부분적인 제거는 본딩 패드 영역(56)에 있는 전도성 패드(150)의 일부분을 노출시킨다. 패시베이션층(200)의 일부분이 제거된 이후에도 본딩 패드 영역(56)에 있는 전도성 패드(150) 상에 (부분들(200A 및 200B)과 같은) 패시베이션층(200)의 일부분들이 여전히 남아 있도록 하는 방식으로 패시베이션층(200)의 제거가 수행된다. 이것은 본딩 패드 영역(56)의 패시베이션층(200)을 완전히 제거할 이유가 없기 때문이다. 예를 들어, 패시베이션층(200)의 제거(즉, 패시베이션층(200)의 "개구")는, 전도성 패드(150)의 노출면이 본딩 와이어를 수용할 수 있을 만큼 충분히 넓어지게 하도록 수행되기만 하면 된다. 이에 따라, 본딩 패드 영역(56)의 패시베이션층(200)을 완전히 제거하는 것은 제조 공정들에 불필요하게 큰 부담을 주었을 것이다. 또한, 본딩 패드 영역(56)에 있는 패시베이션층(200)의 완전한 제거는, 장치 기판(32)의 측벽 표면, 층들(130 및 140), 및 차광 구조체(183) 위와 같이, 패시베이션층(200)이 필요한 곳에서, 패시베이션층(200)의 침식 또는 의도하지 않은 제거를 또한 야기할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같은 이유들로, 패시베이션층의 일부분들(200A 및 200B)이 전도성 패드(150) 상에 남겨질 것이며, 본딩 패드 영역(56)의 패시베이션층의 일부분들(200A 및 200B)의 존재는 본 발명 특유의 주목할 만한 특성들 중 하나이다. 다르게 말하면, 패시베이션층의 잔여 부분들(200A 및 200B)은 임의의 특정한 기능 또는 구조체적인 목적들을 제공하거나 또는 제공하지 않을 수 있기 때문에, 본딩 패드 영역(56)의 패시베이션층의 잔여 부분들(200A 및 200B)의 배치가 반드시 의도적이거나 또는 고의적인 것은 아니다. 오히려, 패시베이션층의 잔여 부분들(200A 및 200B)의 존재는, 전도성 패드(150)가 차광 구조체들(180 내지 183)이 형성되기 이전에 형성되는 본 발명 특유의 제조 공정 흐름의 부산물이다.
이제 도 11을 참조하면, 복수의 컬러 필터들(250 내지 252)이 개구들(190 내지 192)에 각각 형성된다. 일부 실시예들에서, 컬러 필터들(250 내지 252)은 유기 물질을 포함할 수 있고 하나 이상의 코팅 및 리소그래피 공정들에 의해 형성될 수 있다. 컬러 필터들(250 내지 252)은 상이한 컬러들과 또한 연관될 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터(250)는 적색광을 통과하게 할 수 있지만 광의 다른 컬러들은 모두 필터링할 것이고, 컬러 필터(251)는 녹색광을 통과하게 할 수 있지만 광의 다른 컬러들은 모두 필터링할 것이며, 컬러 필터(252)는 청색광을 통과하게 할 수 있지만 광의 다른 컬러들은 모두 필터링할 것이다.
컬리 필터들(250 내지 252)은, 차광 구조체들(180 내지 183) 상에 또는 위에 형성되기보다는, 오히려 차광 구조체들(180 내지 183)에 의해 경계가 나타나는 개구들(190 내지 192)에 매설 또는 내장되기 때문에, 매설 컬러 필터들(또는 매설 컬러 필터 어레이)이라고 언급될 수 있다. 이러한 방식으로, 컬러 필터들(250 내지 252)은 각각 픽셀들(40 내지 42)과 또한 수직으로 정렬된다. 즉, 컬러 필터들(250 내지 252)과 픽셀들(40 내지 42) 사이의 정렬은, 차광 구조체들(180 내지 182)이 인접한 픽셀들을 분리시키는 간격들(45 내지 47)과 수직으로 정렬된다는 사실에 적어도 부분적으로 기인한다. 이에 따라, 컬러 필터들(250 내지 252)이 픽셀들(40 내지 42)과 "자기정렬된다(self-aligned)"라고도 할 수 있다. 또한, 본 발명의 자기정렬된 컬러 필터들(250 내지 252)은 이미지 센서 장치(30)의 크로스톡 성능을 개선시킨다. 또한, 컬러 필터들(250 내지 252)이 이제 개구들(190 내지 192)에 "매설" 또는 "내장"된다는 사실은 컬러 필터들(250 내지 252)과 픽셀들(40 내지 42) 사이의 더 짧은 광로들을 또한 야기하며, 이는 픽셀들(40 내지 42)에서의 광의 수용력(reception)을 향상시킨다.
본딩 패드 영역(56)의 전도성 패드(150)에 본딩 와이어(265)가 또한 부착된다. 본딩 와이어(265)는 당업계에 알려진 와이어 본딩 공정을 이용하여 부착될 수 있다. 와이어 본딩 공정은, 본딩 와이어(265)의 일부분이 용융되어 본딩 볼(ball)(270)을 형성하는, 볼 본딩 공정을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 본딩 와이어(265) 및 본딩 볼(270)은 각각 금(gold)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 본딩 와이어(265) 및 본딩 볼(270)은 구리 또는 다른 적절한 금속을 포함할 수 있다. 본딩 볼(270)은 전도성 패드(150)의 노출면의 측면(lateral) 치수보다 더 작은 측면 치수를 갖는다.
도 1 내지 도 11을 참조하여 위에서 논의된 제조 공정 흐름에서, 패시베이션층(200)이 본딩 패드 영역(56)에서 우선 "오프되어" 전도성 패드(150)를 노출시키고, 그 후에 컬러 필터들(250 내지 252)이 형성된다. 이것은 "패드 우선(pad-first)" 공정 흐름이라고 언급될 수 있다. 다른 방법으로, 컬러 필터들(250 내지 252)이 우선 형성되고, 패시베이션층(200)이 본딩 패드 영역(56)에서 그 후에 "오픈되어" 전도성 패드(150)를 노출시킬 수 있다. 이것은, 도 12 및 도 13을 참조하여 이하에서 간단히 논의되는 바와 같이, "패드 마지막(pad-last)" 공정 흐름이라고 언급될 수 있다.
도 12를 참조하면, 도 9를 참조하여 위에서 논의된 "패드 우선" 공정 흐름에서 행해진 바와 같이, 패시베이션층(200)이 이미지 센서 장치(30)의 후면(36) 위에 형성되어 있다. 그러나, 본딩 패드 영역(56)의 패시베이션층(200)의 일부분을 제거하여 전도성 패드(150)의 일부분을 노출시키는 것 대신에, 우선 컬러 필터들(250 내지 252)이 개구들(190 내지 192)을 채우도록 형성된다. 다르게 말하면, 컬러 필터들(190 내지 192)이 전도성 패드(150)가 노출되기 이전에 형성된다.
이제 도 13을 참조하면, 컬러 필터들(250 내지 252)의 형성 이후에, 본딩 패드 영역(56)이 "오픈된다". 즉, 전도성 패드(150)의 일부분은, 예를 들어 당업계에 알려진 하나 이상의 에칭 공정들을 통해, 그 위의 패시베이션층(200)의 일부분을 제거하는 것에 의해 노출된다. 그 이후에, 전도성 패드(150)의 노출된 부분에 본딩 와이어(265)가 부착될 수 있다.
구체적으로 도시되지는 않았지만, 이미지 센서 장치(30)의 제조를 완료하기 위해 추가적인 공정들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 복수의 마이크로 렌즈들이 컬리 필터들(250 내지 252) 위에 형성될 수 있다. 마이크로 렌즈들은 기판(32)의 픽셀들(40 내지 42)을 향하여 광이 지향(direct) 및 집중(focus)되는 것을 돕는다. 마이크로 렌즈들은 여러 가지 배열들로 위치할 수 있고, 마이크로 렌즈들에 이용된 물질의 굴절률 및 센서 표면으로부터의 거리에 따라 여러 가지 형태들을 가질 수 있다. 추가적으로, 복수의 테스팅, 다이싱, 및 패키징 공정들이 또한 수행될 수 있다. 단순함을 위해, 이러한 추가적인 구조체들 및/또는 공정들은 여기에서 구체적으로 도시되거나 또는 상세하게 논의되지 않는다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따라 이미지 센서 장치를 제조하는 방법(500)을 나타낸 단순화된 흐름도이다. 방법(500)은, 그 안에 형성된 복수의 방사 감지 영역들을 포함하는 기판을 제공하는 단계(510)를 포함한다. 기판은 제1면 및 제2면을 갖는다. 기판의 제1면 위에 상호 연결 구조체가 형성될 수 있다. 기판(또는 반도체 이미지 센서 장치)은 픽셀 영역, 주변 영역, 및 본딩 패드 영역을 갖는다. 방사 감지 영역들은 픽셀 영역에 형성된다.
방법(500)은 기판의 제1면을 캐리어 기판에 본딩하는 단계(520)를 포함한다. 단계(520)는 기판과 캐리어 기판 사이에 상호 연결 구조체가 본딩되도록 수행된다.
방법(500)은 본딩 이후에 제2면으로부터 기판을 시닝하는 단계(530)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 시닝 단계(530)는 하나 이상의 화학적 및/또는 기계적 그라인딩 및 폴리싱 공정들을 포함한다.
방법(500)은 본딩 패드 영역에서 기판의 일부분들을 제거하는 단계(540)를 포함한다.
방법(500)은 기판의 일부분들이 제거된 이후에 본딩 패드 영역에서 본딩 패드를 형성하는 단계(550)를 포함한다.
방법(500)은 본딩 패드가 형성된 이후에 픽셀 영역 및 주변 영역에서 기판의 제2면 위에 복수의 차광 구조체들을 형성하는 단계(560)를 포함한다. 차광 구조체들은 금속 그리드라고도 또한 언급될 수 있다.
반도체 장치의 제조를 완료하기 위해 위에서 논의된 단계들(510 내지 560) 이전에, 동안에, 또는 이후에 추가적인 공정 단계들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 차광 구조체들이 형성된 이후에 기판의 제2면 위에 패시베이션층이 형성될 수 있으며, 여기에서 패시베이션층은 차광 구조체들 상에 및 본딩 패드 상에 형성된다. 그 이후에, 패시베이션층의 잔여 부분들이 본딩 패드 상에 여전이 남을 수 있긴 하지만, 본딩 패드 상에 배치된 패시베이션층의 일부분이 제거될 수 있고, 그에 의해 본딩 패드의 일부분을 노출시킬 수 있다. 본딩 패드의 노출 표면을 통해 본딩 패드에 본딩 와이어가 부착될 수 있다. 차광 구조체들 사이에 복수의 컬러 필터들이 또한 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본딩 패드 영역의 기판을 제거하는 단계(540)가 수행되기 이전에, 반사방지막(antireflective coating; ARC)층이 기판의 제2면 위에 형성될 수 있고, 버퍼층이 ARC층 위에 형성될 수 있다. 차광 구조체들이 버퍼층 위에 형성된다. 이미지 센서 제조를 완료하기 위해 추가적인 단계들이 수행될 수 있지만, 그들은 단순함을 위해 여기에서는 구체적으로 논의되지는 않는다.
상이한 실시예들은 다른 이점들을 제공할 수 있고, 모든 이점들이 반드시 여기에서 논의되는 것은 아니며, 모든 실시예들에 특정한 이점이 필요한 것은 아니지만, 위에서 논의된 본 발명의 실시예들은 종래 기술보다 유리한 점들을 제공한다. 보다 상세하게는, 종래의 BSI 이미지 센서 제조 공정 흐름들은 일반적으로 전도성 본딩 패드가 형성되기 이전에 후면에 금속 그리드(즉, 차광 또는 광 반사 구조체들)를 형성한다. 금속 그리드는 산화층과 같은 캡핑(capping)층에 의해 캡핑될 필요가 있다. 이 캡핑층은 후속 공정들에서 납작하게 만들어져야 하며, 본딩 패드가 형성되기 이전에 금속 그리드 위의 이 캡핑층을 제거하는 것은 어려울 것이다. 그 결과, 캡핑층의 평면 위에 컬러 필터들이 코팅되어야 한다. 즉, BSI 이미지 센서들에 대한 종래의 제조 공정 흐름은, 금속 그리드에 의해 부분적으로 경계가 나타나는 트랜치들 또는 개구들 내에 컬러 필터들이 내장되기보다는, 오히려 금속 그리드 상에 및 위에 컬러 필터들이 형성되는 것을 야기한다. 그에 따라, 종래의 BSI 이미지 센서들은, 컬러 필터들과 픽셀들 사이의 더 긴 광로 뿐만 아니라, 컬러 필터들과 금속 그리드 사이에 광이 빠져나올 수 있는 간격들을 갖는다. 또한, 금속 그리드 상의 및 위의 컬러 필터들의 배치는, 금속 그리드가 컬러 필터들(또는 더 정확하게는, 인접한 컬러 필터들을 분리시키는 간격들)과 정확하게 정렬되는 것을 필요로 한다. 위에서 논의한 바와 같은 이유로, 종래의 이미지 센서들은 크로스톡 문제들을 겪고/겪거나, 광 손실 또는 양자 효율의 면에서 저하된 성능을 갖는 경향이 있다.
반면에, 본 발명은 금속 그리드(즉, 차광 구조체들)가 후면 위에 형성되기 이전에 BSI 이미지 센서 장치의 본딩 패드 영역에 전도성 본딩 패드가 형성되는 특유의 제조 공정 흐름을 채택한다. 이 접근법은 컬러 필터들이 형성되는 개구들의 경계를 금속 그리드가 나타내도록 한다. 다르게 말하면, 본 발명의 실시예들에 따르면, 컬러 필터들은, 금속 그리드 위의 평면 상에 형성되기보다는, 오히려 금속 그리드에 의해 경계가 나타나는 개구들에 내장 또는 매설되도록 형성된다. 따라서, (금속 그리드가 컬러 필터들과 동일한 레벨에 있기 때문에) 금속 그리드는 인접한 픽셀로 광이 잘못 입사하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있으며, 그에 의해 크로스톡을 감소시킬 수 있다. 금속 그리드에 의해 경계가 나타나는 개구들 내에 컬러 필터들이 형성된다는 사실은 컬러 필터들이 "자기정렬"된다는 것을 또한 의미하며, 그에 의해 금속 그리드와 컬러 필터들 사이의 임의의 정렬 제한(constraint)들을 배제시킨다. 또한, 컬러 필터들과 픽셀들 사이의 더 짧은 광로는 광 수용력을 증가시키고 양자 효율을 향상시킨다. 또한, 본 발명의 실시예들에 관한 여러 단계들은, 컬러 필터들이 형성된 이후에 본딩 패드 영역에서 패시베이션층이 "오픈"될 수 있는, 패드 마지막 접근법과 호환 가능하다.
본 발명의 일 실시예는 반도체 이미지 센서 장치와 관련된다. 이미지 센서 장치는 제1면 및 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 기판을 포함한다. 기판의 제1면 위에 상호 연결 구조체가 배치된다. 복수의 방사 감지 영역들이 기판에 위치한다. 방사 감지 영역들은 제2면으로부터 기판에 입사하는 방사를 감지하도록 구성된다. 방사 감지 영역들은 복수의 간격들에 의해 분리된다. 복수의 방사 차단 구조체들이 기판의 제2면 위에 배치된다. 방사 차단 구조체들 각각은 간격들 각각과 정렬된다.
본 발명의 다른 실시예는 반도체 이미지 센서 장치와 관련된다. 이미지 센서 장치는 전면 및 전면에 대향하는 후면을 갖는 기판을 포함한다. 기판의 전면 위에 상호 연결 구조체가 배치된다. 복수의 픽셀들이 기판에 위치한다. 픽셀들은 각각 후면으로부터 기판에 입사하는 광을 검출하도록 구성된다. 기판의 후면 위에 하나 이상의 층들이 배치된다. 하나 이상의 층들 위에 복수의 광 반사 구조체들이 배치된다. 광 차단 구조체들은 각각 2개의 인접한 픽셀들 사이에 위치한 기판의 각 부분과 수직으로 정렬된다. 하나 이상의 층들 및 복수의 광 반사 구조체들은 총괄하여 복수의 개구들의 경계를 나타낸다. 복수의 컬러 필터들이 개구들에 배치된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 반도체 이미지 센서 장치를 제조하는 방법에 관련된다. 기판이 제공된다. 기판은 픽셀 영역, 주변 영역, 및 본딩 패드 영역을 포함한다. 픽셀 영역은 복수의 방사 감지 영역들을 포함한다. 기판의 제1면은 캐리어 기판에 본딩된다. 그 이후에, 기판은 제1면에 대향하는 제2면으로부터 시닝된다. 기판의 일부분들이 본딩 패드 영역에서 제거된다. 기판의 일부부들이 제거된 이후에 본딩 패드 영역에 본딩 패드가 형성된다. 본딩 패드가 형성된 이후에 픽셀 영역 및 주변 영역에서 기판의 제2면 위에 복수의 차광 구조체들이 형성된다.
전술한 내용은, 당업자가 본 발명의 양상들을 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위해 여러 실시예들에 관한 특징들의 개요를 서술한다. 당업자는 여기에 소개된 실시예들과 동일한 목적을 수행하고/수행하거나 동일한 이점들을 획득하기 위한 다른 공정들 및 구조체들을 설계 또는 수정하는 데에 있어서의 기본으로서 본 발명을 쉽게 이용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 당업자는, 그러한 균등 해석들이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 것과, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 여기에서 여러 가지 변형, 대체, 및 변경들을 만들 수 있다는 것을 인식해야 한다.

Claims (10)

  1. 반도체 이미지 센서 장치에 있어서,
    제1면 및 상기 제1면에 대향하는 제2면을 갖는 기판;
    상기 기판의 상기 제1면 위에 배치된 상호 연결 구조체;
    상기 기판에 위치한 복수의 방사 감지 영역(radiation-sensing region)들로서, 상기 방사 감지 영역들은 상기 제2면으로부터 상기 기판에 입사(enter)하는 방사를 감지하도록 구성되며, 상기 방사 감지 영역들은 복수의 간격들에 의해 분리되는 것인, 상기 복수의 방사 감지 영역들; 및
    상기 기판의 상기 제2면 위에 배치된 복수의 방사 차단 구조체들로서, 상기 방사 차단 구조체들 각각은 상기 간격들 각각과 정렬되는 것인, 상기 복수의 방사 차단 구조체들을
    포함하는, 반도체 이미지 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 이미지 센서 장치는 픽셀 영역, 주변 영역, 및 본딩 패드 영역을 포함하고,
    상기 방사 감지 영역들은 상기 픽셀 영역에 배치되며,
    상기 반도체 이미지 센서 장치는 상기 본딩 패드 영역에 배치된 전도성 패드를 더 포함하는 것인, 반도체 이미지 센서 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판의 상기 제2면 위에 배치된 패시베이션(passivation)층을 더 포함하고, 상기 패시베이션 층의 적어도 일부분이 상기 본딩 패드 영역에 배치되는 것인, 반도체 이미지 센서 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 본딩 패드 영역에 인접한 상기 주변 영역의 일부분에 배치된 유전 요소(element)를 더 포함하는, 반도체 이미지 센서 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 방사 차단 구조체들 사이에 배치된 복수의 컬러 필터들을 더 포함하는, 반도체 이미지 센서 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 방사 차단 구조체들은 각각 금속 물질을 포함하는 것인, 반도체 이미지 센서 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판의 상기 제2면 위에 배치된 하나 이상의 층들을 더 포함하고, 상기 방사 차단 구조체들은 상기 하나 이상의 층들 위에 배치되는 것인, 반도체 이미지 센서 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 층들은 반사방지막(antireflective coating; ARC)층 및 버퍼층을 포함하는 것인, 반도체 이미지 센서 장치.
  9. 반도체 이미지 센서 장치에 있어서,
    전면 및 상기 전면에 대향하는 후면을 갖는 기판;
    상기 기판의 상기 전면 위에 배치된 상호 연결 구조체;
    상기 기판에 위치한 복수의 픽셀들로서, 상기 픽셀들 각각은 상기 후면으로부터 상기 기판에 입사하는 광을 검출하도록 구성된 것인, 상기 복수의 픽셀들;
    상기 기판의 상기 후면 위에 배치된 하나 이상의 층들;
    상기 하나 이상의 층들 위에 배치된 복수의 광 반사 구조체들로서, 상기 광 반사 구조체들 각각은 2개의 인접한 픽셀들 사이에 위치한 상기 기판의 각 부분과 수직으로 정렬되고, 상기 하나 이상의 층들과 상기 복수의 광 반사 구조체들은 총괄하여 복수의 개구(opening)들을 한정하는 것인, 상기 복수의 광 반사 구조체들; 및
    상기 개구들에 배치된 복수의 컬러 필터들을 포함하는, 반도체 이미지 센서 장치.
  10. 반도체 이미지 센서 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    픽셀 영역, 주변 영역, 및 본딩 패드 영역을 갖는 기판을 제공하는 단계로서, 상기 픽셀 영역은 복수의 방사 감지 영역들을 포함하는 것인, 상기 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판의 제1면을 캐리어 기판에 본딩하는 단계;
    상기 본딩하는 단계 이후에, 상기 제1면에 대향하는 제2면으로부터 상기 기판을 시닝(thinning)하는 단계;
    상기 본딩 패드 영역에서 상기 기판의 일부분을 제거하는 단계;
    상기 기판의 일부분이 제거된 이후에 상기 본딩 패드 영역에 본딩 패드를 형성하는 단계; 및
    상기 본딩 패드가 형성된 이후에 상기 픽셀 영역 및 상기 주변 영역에서 상기 기판의 상기 제2면 위에 복수의 차광 구조체들을 형성하는 단계를
    포함하는, 반도체 이미지 센서 장치 제조 방법.
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