KR20240082676A - 이미지 센싱 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 기술의 일 실시예에 따른 이미지 센싱 장치는 제 1 컬러를 갖는 복수의 제 1 컬러 필터들, 제 2 컬러를 갖는 복수의 제 2 컬러 필터들, 제 3 컬러를 갖는 복수의 제 3 컬러 필터들, 제 4 컬러를 갖는 복수의 제 4 컬러 필터들 및 상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 사이에 위치하여 컬러 필터들 사이의 크로스토크를 방지하는 그리드 구조물을 포함하되, 상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 중 일부 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높이가 낮게 형성되고, 나머지 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높이가 높게 형성될 수 있다.
Description
본 발명은 이미지 센싱 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이미지 센서(image sensor)는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 소자이다. 최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, PCS(Personal Communication System), 비디오 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로보트 등 다양한 분야에서 집적도 및 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다.
본 발명의 실시예는 화이트(white) 컬러 필터들을 포함하는 이미지 센싱 장치에서 화이트 컬러 필터들에 다른 컬러들이 혼색되는 것을 방지하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱 장치는 제 1 컬러를 갖는 복수의 제 1 컬러 필터들, 제 2 컬러를 갖는 복수의 제 2 컬러 필터들, 제 3 컬러를 갖는 복수의 제 3 컬러 필터들, 제 4 컬러를 갖는 복수의 제 4 컬러 필터들 및 상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 사이에 위치하여 컬러 필터들 사이의 크로스토크를 방지하는 그리드 구조물을 포함하되, 상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 중 일부 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높이가 낮게 형성되고, 나머지 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높이가 높게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱 장치 제조 방법은 광전변환영역들을 포함하는 반도체 기판 위에 그리드 구조물을 형성하는 단계 및 상기 그리드 구조물 사이의 공간들에서 서로 다른 공간들에 제 1 내지 제 4 컬러 필터들을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 중 일부 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 낮은 높이로 형성되고, 나머지 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높은 높이로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱 장치는 화이트 컬러 필터들에 다른 컬러들이 혼색되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예들에 따른 이미지 센싱 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 2는 도 1의 픽셀 어레이에서 픽셀들이 배치된 평면 구조를 예시적으로 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 픽셀 어레이에서 A-A' 절취선을 따라 절단된 단면 구조의 일 실시예를 보여주는 도면.
도 4a 내지 도 4f는 도 3에서의 그리드 구조물을 형성하는 과정을 예시적으로 보여주는 공정 단면도들.
도 2는 도 1의 픽셀 어레이에서 픽셀들이 배치된 평면 구조를 예시적으로 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 픽셀 어레이에서 A-A' 절취선을 따라 절단된 단면 구조의 일 실시예를 보여주는 도면.
도 4a 내지 도 4f는 도 3에서의 그리드 구조물을 형성하는 과정을 예시적으로 보여주는 공정 단면도들.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예들에 따른 이미지 센싱 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 이미지 센싱 장치는 픽셀 어레이(pixel array, 100), 로우 드라이버(row driver, 200), 상관 이중 샘플러(correlated double sampler, CDS, 300), 아날로그-디지털 컨버터(analog digital converter, ADC, 400), 출력 버퍼(output buffer, 500), 컬럼 드라이버(column driver, 600) 및 타이밍 컨트롤러(timing controller, 700)를 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(100)는 로우(row) 방향 및 컬럼(column) 방향으로 연속적으로 배열된 복수의 유닛 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 유닛 픽셀들은 외부에서 입사된 광을 광전변환하여 입사광에 대응되는 전기 신호(픽셀 신호)를 생성할 수 있다. 복수의 유닛 픽셀들은 레드 컬러(R), 그린 컬러(G), 블루 컬러(B) 및 화이트 컬러(W)의 컬러 필터들을 포함할 수 있다.
픽셀 어레이(100)는 로우 선택신호, 리셋 신호 및 전송 신호와 같은 구동 신호들을 로우 드라이버(200)로부터 제공받을 수 있다. 유닛 픽셀들은 구동 신호가 수신되면 활성화되어 로우 선택신호, 리셋 신호 및 전송 신호에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
로우 드라이버(200)는 타이밍 컨트롤러(700)와 같은 제어 회로로부터 제공되는 제어 신호들에 근거하여 유닛 픽셀들을 동작시킬 수 있다.
상관 이중 샘플러(300)는 상관 이중 샘플링(CDS: correlated double sampling) 방식을 사용하여 유닛 픽셀들의 원치 않는 오프셋(offset) 값들을 제거할 수 있다. 상관 이중 샘플러(300)는 기준 신호와 픽셀 신호를 상관 이중 샘플링(CDS) 신호로서 아날로그-디지털 컨버터(400)에 출력할 수 있다.
아날로그-디지털 컨버터(400)는 상관 이중 샘플러(300)로부터 수신되는CDS 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
출력 버퍼(500)는 아날로그-디지털 컨버터(300)로부터 제공되는 각각의 컬럼 단위의 데이터를 타이밍 컨트롤러(170)의 제어에 따라 일시 저장할 수 있다.
컬럼 드라이버(600)는 타이밍 컨트롤러(700)의 제어에 따라 출력 버퍼(500)의 컬럼을 선택하고, 선택된 출력 버퍼(500)의 컬럼에 일시 저장된 데이터를 순차적으로 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(700)는 로우 드라이버(200), 아날로그-디지털 컨버터(400), 출력 버퍼(500) 및 컬럼 드라이버(600)의 동작들을 제어하기 위한 신호들을 생성할 수 있다.
도 2는 도 1의 픽셀 어레이에서 픽셀들이 배치된 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 픽셀 어레이(100)는 복수의 서브 픽셀 블록들(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW)을 포함할 수 있다. 서브 픽셀 블록들(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW)은 2×2 형태로 인접하게 배열될 수 있으며, 2×2 형태로 배열된 서브 픽셀 블록들(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW)이 X 방향 및 Y 방향으로 연속적으로 배열될 수 있다.
서브 픽셀 블록들(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW) 각각은 복수의 유닛 픽셀들이 N×N(N은 2이상의 자연수) 형태로 인접하게 배열된 구조를 포함할 수 있다. 각 유닛 픽셀은 입사된 광을 변환하여 입사광에 대응되는 전기 신호(픽셀 신호)를 생성할 수 있다.
본 실시예에서, 각 서브 픽셀 블록(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW)은 4개의 유닛 픽셀들이 2×2 형태로 인접하게 배열되는 구조를 가질 수 있다. 이때, 각 서브 픽셀 블록(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW)은 서로 다른 2가지 컬러의 컬러 필터들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 서브 픽셀 블록(PB_RW)은 제 1 대각선 방향(XY 방향)으로 인접하게 배치되며 레드(red) 컬러 필터를 포함하는 2개의 레드 컬러 픽셀들 및 제 1 대각선 방향과 교차되는 제 2 대각선 방향(-XY 방향)으로 인접하게 배치되며 화이트(white) 컬러 필터를 포함하는 2개의 화이트 컬러 픽셀들을 포함할 수 있다. 서브 픽셀 블록들(PB_GWr, PB_GWb)은 각각 제 1 대각선 방향으로 인접하게 배치되며 그린(green) 컬러 필터를 포함하는 2개의 그린 컬러 픽셀들 및 제 2 대각선 방향으로 인접하게 배치되며 화이트(white) 컬러 필터를 포함하는 2개의 화이트 컬러 픽셀들을 포함할 수 있다. 서브 픽셀 블록(PB_BW)은 제 1 대각선 방향으로 인접하게 배치되며 블루(blue) 컬러 필터를 포함하는 2개의 블루 컬러 픽셀들 및 제 2 대각선 방향으로 인접하게 배치되며 화이트(white) 컬러 필터를 포함하는 2개의 화이트 컬러 픽셀들을 포함할 수 있다.
각 서브 픽셀 블록(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW)에 포함되는 레드 컬러 필터, 그린 컬러 필터 및 블루 컬러 필터를 기준으로 볼 때, 서브 픽셀 블록들(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW)은 베이어 패턴으로 배열될 수 있다. 또한, 픽셀 어레이(100)를 전체적으로 볼 때, 레드 컬러 필터, 그린 컬러 필터 및 블루 컬러 필터들이 서로 인접하지 않도록 레드 컬러 필터, 그린 컬러 필터 및 블루 컬러 필터들 사이에 화이트 컬러 필터가 위치할 수 있다.
컬러 필터들 사이에는 그리드 구조물(140)이 위치할 수 있다. 그리드 구조물(140)은 광흡수층으로서 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그리드 구조물(140)은 텅스텐을 포함할 수 있다.
이러한 컬러 필터들에서, 화이트 컬러 필터는 그리드 구조물(140) 보다 낮은 높이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 레드 컬러 필터들, 그린 컬러 필터들 및 블루 컬러 필터들은 그리드 구조물(140) 보다 높은 높이로 형성되는 반면에, 화이트 컬러 필터는 그리드 구조물(140) 보다 낮은 높이로 형성될 수 있다.
도 3은 도 2의 픽셀 어레이에서 A-A' 절취선을 따라 절단된 단면 구조의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 픽셀 어레이(100)는 기판층(110), 반사 방지층(120), 컬러 필터층(130), 그리드 구조물(140) 및 렌즈층(150)을 포함할 수 있다.
기판층(110)은 기판(112), 광전변환영역들(114) 및 소자분리 구조물들(116)을 포함할 수 있다. 기판층(110)은 제 1 면 및 제 1 면의 반대편에 위치하는 제 2 면을 포함할 수 있다. 이때, 제 1 면은 외부에서 광이 입사되는 면을 나타낼 수 있다.
기판(112)은 단결정(Single crystal)의 실리콘을 포함하는 반도체 기판을 포함할 수 있다. 기판(112)은 P형 불순물을 포함할 수 있다.
광전변환영역들(114)는 각 유닛 픽셀에 대응되게 반도체 기판(112) 내부에 형성될 수 있다. 광전변환영역들(114)은 컬러 필터층(130)에 의해 필터링되어 입사된 가시광을 광전변환하여 광전하를 생성할 수 있다. 광전변환영역들(114)은 N형 불순물을 포함할 수 있다.
소자분리 구조물(116)은 기판(112) 내에서 인접한 유닛 픽셀들의 광전변환영역들(114) 사이에 형성되어 광전변환영역들(114)을 아이솔레이션시킬 수 있다. 소자분리 구조물(116)은 BDTI(Back Deep Trench Isolation) 또는 FDTI(Front Deep Trench Isolation)와 같은 트렌치 구조를 포함할 수 있다. 또는 소자분리 구조물(116)은 기판(112)에 고농도의 불순물(예를 들어, P형 불순물)이 주입된 정션 아이솔레이션 구조를 포함할 수 있다.
반사 방지층(120)은 기판층(110)의 제 1 면 위에 위치할 수 있으며, 기판층(110)의 제 1 면으로 입사되는 광이 광전변환영역(114)에 원활히 도달할 수 있도록 광의 반사를 방지할 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(120)은 컬러 필터층(130)과 기판층(110) 간의 굴절률 차이를 보상하여 컬러 필터(130)를 통과하는 광이 효과적으로 기판층(110) 내부로 입사되도록 할 수 있다. 반사 방지층(120)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산화질화막, 또는 고유전막(예를 들어, 하프늄 산화막, 알루미늄 산화막)을 포함할 수 있다.
컬러 필터층(130)은 반사 방지층(120) 위에 위치할 수 있으며, 렌즈층(150)을 통해 입사된 광에서 가시광을 필터링하여 대응되는 광전변환영역들(114)에 전달하는 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 예컨대, 컬러 필터층(130)은 레드 컬러의 가시광을 통과시키는 복수의 레드 컬러 필터들(130R), 그린 컬러의 가시광을 통과시키는 복수의 그린 컬러 필터들(130G), 블루 컬러의 가시광을 통과시키는 복수의 블루 컬러 필터들(130B) 및 모든 컬러의 가시광들을 통과시키는 복수의 화이트 컬러 필터들(130W)을 포함할 수 있다. 컬러 필터들(130R, 130G, 130B, 130W)은 유닛 픽셀마다 하나씩 대응되게 위치할 수 있다. 컬러 필터들(130R, 130G, 130B, 130W)은 반사 방지층(120) 위에서 그리드 구조물(140)에 의해 정의된 영역에 형성될 수 있다.
컬러 필터들(130R, 130G, 130B, 130W) 중 레드 컬러 필터들(130R), 그린 컬러 필터들(130G) 및 블루 컬러 필터들(130B)은 그리드 구조물(140) 보다 높이가 높게 형성되는 반면에, 화이트 컬러 필터(130W)는 그리드 구조물(140) 보다 높이가 낮게 형성될 수 있다. 예를 들어, 화이트 컬러 필터들(130W)의 상부면은 그리드 구조물(140)의 상부면 보다 낮게 위치할 수 있다.
그리드 구조물(140)은 기판층(110)의 제 1 면 위에서 컬러 필터들 사이에 위치하여 인접한 컬러 필터들 간의 크로스 토크를 방지할 수 있다. 그리드 구조물(140)은 소자분리 구조물(116)과 수직 방향으로 중첩되게 위치할 수 있다. 그리드 구조물(140)은 금속층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그리드 구조물(140)은 텅스텐을 포함할 수 있다.
렌즈층(150)은 오버 코팅층(152) 및 마이크로 렌즈들(154)을 포함할 수 있다. 오버 코팅층(152)은 컬러 필터층(130) 및 컬러 필터층(130)으로부터 노출된 그리드 구조물(140)을 덮도록 형성될 수 있다. 오버 코팅층(152)은 컬러 필터층(130)에 의해 발생될 수 있는 단차를 보상하기 위한 평탄화층의 역할을 수행할 수 있다. 마이크로 렌즈들(154)은 오버 코팅층(152) 위에 위치할 수 있다. 마이크로 렌즈들(154) 각각은 볼록렌즈 형태로 형성될 수 있으며, 유닛 픽셀 마다 형성될 수 있다. 마이크로 렌즈들(154)은 입사광을 대응되는 광전변환영역(114)에 집광시킬 수 있다. 오버 코팅층(152)과 마이크로 렌즈들(154)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3에서의 컬러 필터들을 형성하는 과정을 예시적으로 보여주는 공정 단면도들이다.
먼저 도 4a를 참조하면, 광전변환영역들 및 소자분리 구조물을 포함하는 기판층(110) 위에 반사 방지층(120)이 형성되고, 반사 방지층(120) 위에 그리드 구조물(140)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 반사 방지층(120) 위에 전체적으로 금속층이 형성된 후 그리드 구조물(140)이 형성될 영역을 정의하는 마스크 패턴(미도시)을 식각 마스크로 하여 금속층이 식각됨으로써 그리드 구조물(140)이 형성될 수 있다. 이때, 금속층은 텅스텐을 포함할 수 있다.
이어서, 반사 방지층(120) 및 그리드 구조물(140)을 덮도록 제 1 컬러 필터 물질층이 형성된 후 제 1 컬러 필터 물질층이 패터닝됨으로써 화이트 컬러 필터들(130W)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 컬러 필터 물질층은 안료(pigment)가 포함되지 않은 레지스트 물질을 포함할 수 있다. 제 1 컬러 필터 물질층은 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝될 수 있다.
이러한 화이트 컬러 필터들(130W)은 도 2의 서브 픽셀 블록들(PB_RW, PB_GWr, PB_GWb, PB_BW) 내에서 화이트 컬러 필터들이 형성되는 위치에 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 픽셀 어레이(100)의 컬러 필터들 중에서 화이트 컬러 필터들(130W)이 차지하는 비중(50%)이 가장 크기 때문에 화이트 컬러 필터들이 먼저 형성할 수 있다.
다음에 도 4b를 참조하면, 후속 공정에서 형성되는 다른 컬러의 컬러 필터들에 의한 혼색을 방지하기 위해, 화이트 컬러 필터들(130W)에 대한 표면 처리 공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 화이트 컬러 필터들(130W)에 대해 질소(N2) 가스를 이용한 디스컴(descum) 공정이 수행될 수 있다. 이러한 N2 디스컴(descum) 공정을 통해, 화이트 컬러 필터들(130W)의 상부 영역(upper portion)이 식각되어 제거될 수 있다.
다음에 도 4c를 참조하면, 화이트 컬러 필터들(130W) 사이의 일부 영역에 그린 컬러 필터들(130G)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(120), 화이트 컬러 필터들(130W) 및 그리드 구조물(140)을 덮도록 제 2 컬러 필터 물질층이 형성된 후 제 2 컬러 필터 물질층이 패터닝됨으로써 화이트 컬러 필터들(130W) 사이의 일부 영역에 그린 컬러 필터들(130G)이 형성될 수 있다.
이러한 그린 컬러 필터들(130G)은 도 2의 서브 픽셀 블록들(PB_GWr, PB_GWb) 내에서 그린 컬러 필터들이 형성되는 위치에 형성될 수 있다. 제 2 컬러 필터 물질층은 녹색 안료가 포함된 레지스트 물질을 포함할 수 있으며, 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝될 수 있다.
이어서, 그린 컬러 필터들(130G)에 대한 표면 처리를 위한 N2 디스컴 공정이 수행될 수 있다. 이러한 디스컴 공정에 의해 화이트 컬러 필터들(130W)의 상부 영역도 일부 함께 식각될 수 있다. 또한, 그린 컬러 필터들(130G)이 식각되면서 화이트 컬러 필터들(130W)의 상부면에는 그린 컬러 필터의 미세 잔사들(찌꺼기들)이 존재할 수 있다.
다음에 도 4d를 참조하면, 화이트 컬러 필터들(130W) 사이의 일부 영역에 레드 컬러 필터들(130R)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(120), 화이트 컬러 필터들(130W), 그린 컬러 필터들(130G) 및 그리드 구조물(140)을 덮도록 제 3 컬러 필터 물질층이 형성된 후 제 3 컬러 필터 물질층이 패터닝됨으로써 화이트 컬러 필터들(130W) 사이의 일부 영역에 레드 컬러 필터들(130R)이 형성될 수 있다.
이러한 레드 컬러 필터들(130R)은 도 2의 서브 픽셀 블록들(PB_RW) 내에서 레드 컬러 필터들이 형성되는 위치에 형성될 수 있다. 제 3 컬러 필터 물질층은 적색 안료가 포함된 레지스트 물질을 포함할 수 있으며, 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝될 수 있다.
이어서, 레드 컬러 필터들(130R)에 대한 표면 처리를 위한 N2 디스컴 공정이 수행될 수 있다. 이러한 디스컴 공정에 의해 화이트 컬러 필터들(130W) 및 그린 컬러 필터들(130G)의 상부 영역도 일부 함께 식각될 수 있다. 또한, 화이트 컬러 필터들(130W)의 상부면에는 그린 컬러 필터의 미세 잔사들과 레드 컬러 필터들의 미세 잔사들이 존재할 수 있다.
다음에 도 4e를 참조하면, 화이트 컬러 필터들(130W) 사이의 일부 영역에 블루 컬러 필터들(130B)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(120), 화이트 컬러 필터들(130W), 그린 컬러 필터들(130G), 레드 컬러 필터들(130R) 및 그리드 구조물(140)을 덮도록 제 4 컬러 필터 물질층이 형성된 후 제 4 컬러 필터 물질층이 패터닝됨으로써 화이트 컬러 필터들(130W) 사이의 일부 영역에 블루 컬러 필터들(130B)이 형성될 수 있다.
이러한 블루 컬러 필터들(130B)은 도 2의 서브 픽셀 블록들(PB_BW) 내에서 블루 컬러 필터들이 형성되는 위치에 형성될 수 있다. 제 4 컬러 필터 물질층은 청색 안료가 포함된 레지스트 물질을 포함할 수 있으며, 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝될 수 있다.
이어서, 블루 컬러 필터들(130B)에 대한 표면 처리를 위한 N2 디스컴 공정이 수행될 수 있다. 이러한 디스컴 공정에 의해 화이트 컬러 필터들(130W), 그린 컬러 필터들(130G) 및 레드 컬러 필터들(130R)의 상부 영역도 일부 함께 식각될 수 있다. 이때, 화이트 컬러 필터들(130W)의 상부면에는 다른 컬러 필터들의 미세 잔사들이 존재할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 컬러 필터들 중 마지막에 형성되는 블루 컬러 필터들(130B)에 대한 디스컴 공정을 진행할 때는, 화이트 컬러 필터들(130W) 상부면에 존재하는 미세 잔사들이 모두 제거될 수 있도록 다른 컬러 필터들에 대한 디스컴 공정시보다 충분히 오랜 시간 동안 디스컴 공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 4e에서와 같이, 화이트 컬러 필터들(130W)의 상부면이 그리드 구조물(140)의 상부면 보다 낮아질 때까지 디스컴 공정이 수행될 수 있다.
다음에 도 4f를 참조하면, 컬러 필터들(130R, 130G, 130B, 130W)을 덮도록 렌즈층(150)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터들(130R, 130G, 130B, 130W) 위에 컬러 필터들(130R, 130G, 130B, 130W) 간의 단차를 제거하기 위한 오버 코팅층(152)이 형성되고, 오버 코팅층(152) 위에 마이크로렌즈들(154)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 화이트 컬러 필터들(130W)이 다른 컬러 필터들(130R, 130G, 130B)에 비해 두께가 현저하게 얇게 형성되나, 화이트 컬러 필터들(130W) 위에는 오버 코팅층(152)이 상대적으로 두껍게 형성된다. 이처럼, 화이트 컬러 필터들(130W)의 두께가 얇아지는 것을 오버 코팅층(152)이 보상해줌으로써 화이트 컬러 필터를 포함하는 화이트 픽셀의 기능에는 별다른 문제가 없게 된다.
상술한 실시예에서는 예시적으로 컬러 필터들(R, G, B, W)이 도 2에서와 같이 배열되는 구조에 대해 설명하였으나, 화이트 컬러를 포함하는 다른 배열 구조에서도 컬러 필터들을 형성시 화이트 컬러에 다른 색이 혼색되는 것을 방지하기 위해 상술한 방법이 사용될 수 있음은 자명하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 픽셀 어레이
110: 기판층
120: 반사 방지층
130: 컬러 필터층
140: 그리드 구조물
150: 렌즈층
200: 로우 드라이버
300: 상관 이중 샘플러
400: 아날로그-디지털 컨버터
500: 출력 버퍼
600: 컬럼 드라이버
700: 타이밍 컨트롤러
110: 기판층
120: 반사 방지층
130: 컬러 필터층
140: 그리드 구조물
150: 렌즈층
200: 로우 드라이버
300: 상관 이중 샘플러
400: 아날로그-디지털 컨버터
500: 출력 버퍼
600: 컬럼 드라이버
700: 타이밍 컨트롤러
Claims (17)
- 제 1 컬러를 갖는 복수의 제 1 컬러 필터들;
제 2 컬러를 갖는 복수의 제 2 컬러 필터들;
제 3 컬러를 갖는 복수의 제 3 컬러 필터들;
제 4 컬러를 갖는 복수의 제 4 컬러 필터들; 및
상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 사이에 위치하여 컬러 필터들 사이의 크로스토크를 방지하는 그리드 구조물을 포함하되,
상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 중 일부 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높이가 낮게 형성되고, 나머지 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높이가 높게 형성되는 이미지 센싱 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높이가 낮게 형성되고, 상기 제 2 내지 제 4 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높이가 높게 형성되는 이미지 센싱 장치. - 청구항 2에 있어서, 상기 제 2 내지 제 4 컬러 필터들은
서로 다른 높이로 형성되는 이미지 센싱 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 제 1 컬러 필터들은 화이트 컬러 필터들이며,
상기 제 2 내지 제 4 컬러 필터들은 각각 레드 컬러 필터들, 그린 컬러 필터들 및 블루 컬러 필터들인 이미지 센싱 장치. - 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 컬러 필터들은
상기 제 2 내지 제 4 컬러 필터들이 서로 인접하지 않도록 상기 제 2 내지 제 4 컬러 필터들 사이에 위치하는 이미지 센싱 장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들은
제 1 대각선 방향으로 인접하게 배치된 복수의 상기 제 2 컬러 필터들 및 상기 제 1 대각선 방향과 교차되는 제 2 대각선 방향으로 인접하게 배치된 복수의 상기 제 1 컬러 필터들을 포함하는 제 1 그룹;
상기 제 1 대각선 방향으로 인접하게 배치된 복수의 상기 제 3 컬러 필터들 및 상기 제 2 대각선 방향으로 인접하게 배치된 복수의 상기 제 1 컬러 필터들을 포함하는 제 2 그룹과 제 3 그룹; 및
상기 제 1 대각선 방향으로 인접하게 배치된 복수의 상기 제 4 컬러 필터들 및 상기 제 2 대각선 방향으로 인접하게 배치된 복수의 상기 제 1 컬러 필터들을 포함하는 제 4 그룹을 포함하는 이미지 센싱 장치. - 청구항 6에 있어서, 상기 제 1 내지 제 4 그룹은
상기 제 2 내지 제 4 컬러들을 기준으로 베이어 패턴으로 배치되는 이미지 센싱 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 위에 위치하는 오버 코팅층을 더 포함하며,
상기 오버 코팅층 중 상기 제 1 컬러 필터들과 중첩되는 영역들이 상기 제 2 내지 제 3 컬러 필터들과 중첩되는 영역들보다 두껍게 형성되는 이미지 센싱 장치. - 반도체 기판(112) 위에 그리드 구조물(140)을 형성하는 단계; 및
상기 그리드 구조물에 의해 정의된 공간들에서 서로 다른 공간들에 제 1 내지 제 4 컬러 필터들을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 중 일부 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 낮은 높이로 형성되고, 나머지 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높은 높이로 형성되는 이미지 센싱 장치 제조 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 제 1 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 낮은 높이로 형성되고 상기 제 2 내지 제 4 컬러 필터들은 상기 그리드 구조물보다 높은 높이로 형성되는 이미지 센싱 장치 제조 방법. - 청구항 10에 있어서, 상기 제 1 컬러 필터들은
화이트 컬러 필터들인 이미지 센싱 장치 제조 방법. - 청구항 9에 있어서, 상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 위에 오버 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 이미지 센싱 장치 제조 방법.
- 청구항 9에 있어서,
상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들을 순차적으로 형성하는 단계는
상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들 각각에 대한 디스컴(descum) 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 이미지 센싱 장치 제조 방법. - 청구항 13에 있어서, 상기 제 4 컬러 필터들에 대한 디스컴 공정은
상기 제 1 내지 제 3 컬러 필터들에 대한 디스컴 공정 보다 오랜 시간 동안 수행되는 이미지 센싱 장치 제조 방법. - 청구항 14에 있어서, 상기 제 4 컬러 필터들에 대한 디스컴 공정은
상기 제 1 컬러 필터들의 높이가 상기 그리드 구조물의 높이보다 낮아질 때까지 수행되는 이미지 센싱 장치 제조 방법. - 청구항 13에 있어서, 상기 디스컴 공정은
질소(N2) 가스를 이용하여 수행되는 이미지 센싱 장치 제조 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 제 1 내지 제 4 컬러 필터들을 순차적으로 형성하는 단계는
화이트 컬러 필터들, 그린 컬러 필터들, 레드 컬러 필터들, 블루 컬러 필터들의 순서로 형성하는 이미지 센싱 장치 제조 방법.
Priority Applications (2)
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