KR100859483B1 - 이미지 센서의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적층된 실리콘 에피층 사이의 영역에 각각 레드, 그린, 블루 신호를 인지할 수 있는 레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀로 구성된 포토다이오드를 형성하는 단계와, 상기 실리콘 에피층 상의 일부 영역에 제 1 금속배선을 형성하고, 상기 제 1 금속배선 상에 제 1 질화막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 질화막 상의 일부 영역에 제 1 MIM을 형성하는 단계와, 상기 실리콘 에피층, 상기 제 1 금속배선, 상기 제 1 질화막 및 상기 제 1 MIM 상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 층간 절연막 상에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 층간 절연막과 상기 제 1 층간 절연막을 관통하여 상기 제 1 질화막 상에 접촉하는 제 1 콘택을 형성하는 단계와, 상기 제 1 콘택을 포함하는 상기 제 2 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 2 금속 배선을 형성하는 단계와, 상기 제 2 층간 절연막과 상기 제 2 금속 배선상에 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 3 층간 절연막 상에 제 4 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 4 층간 절연막과 상기 제 3 층간 절연막을 관통하여 상기 제 2 금속 배선과 접촉하는 제 2 콘택을 형성하는 단계와, 상기 포토다이오드에 대응하는 위치의 상기 제 4 층간 절연막 상의 일부 영역에 다수의 제 1 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이미지 센서, 더블 마이크로렌즈(double microlens)
Description
도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
200 : 실리콘 에피층 201 : 레드 픽셀
202 : 그린 픽셀 203 : 블루 픽셀
210 : 제 1 층간 절연막 211 : 제 1 금속배선
212 : 제 1 질화막 213 : 제 1 MIM
220 : 제 2 층간 절연막 230 : 제 1 콘택
240 : 제 3 층간 절연막 241 : 제 2 금속배선
250 : 제 4 층간 절연막 260 : 제 2 콘택
270 : 제 1 마이크로렌즈 280 : 제 5 층간 절연막
281 : 제 3 금속배선 282 : 제 2 질화막
282 : 제 2 MIM 290 : 제 6 층간 절연막
300 : 제 3 콘택 310 : 패시베이션 산화막
311 : 제 4 금속 배선 320 : 제 2 마이크로렌즈
본 발명은 이미지 센서(image sensor)의 제조방법에 관한 것으로, 특히 마이크로렌즈를 개선함으로써 광의 집광 효율을 높여 이미지 센서의 성능을 향상시킬 수 있는 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기적인 신호로 변환시키는 반도체 장치로써, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서 소자와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서 소자로 크게 나눌 수 있다. CCD 소자는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 캐패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 소자이다.
반면, CMOS 이미지 센서는 조사되는 빛을 감지하는 포토다이오드부와 감지된 빛을 전기적인 신호로 처리하여 데이터화하는 CMOS 로직 회로부로 구성되는데, 포토다이오드의 수광량이 많을수록 이미지 센서의 광 감도(photo sensitivity) 특성이 양호해진다.
광 감도를 높이기 위해서 이미지 센서의 전체 면적 중에서 포토다이오드의 면적이 차지하는 비율(fill factor)을 크게 하거나, 포토다이오드 이외의 영역으로 입사되는 광의 경로를 변경하여 포토다이오드로 집속시켜 주는 기술이 사용된다. 집속 기술의 대표적인 예가 마이크로렌즈를 형성하는 것인데, 이것은 포토다이오드 상부에 광 투과율이 좋은 물질로 통상적으로 볼록형 마이크로렌즈를 만들어 입사광의 경로를 굴절시켜 보다 많은 양의 빛을 포토다이오드 영역으로 조사하는 방법이다. 이 경우 마이크로렌즈의 광축과 수평한 빛이 마이크로렌즈에 의해서 굴절되어 광축상의 일정 위치에서 그 초점이 형성된다.
도 1은, 종래 기술에 따른 이미지 센서를 나타낸 구조 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 적층된 실리콘 에피층(100)의 픽셀 영역에 각각 레드(red) 픽셀(110), 그린(green) 픽셀(111), 블루(blue) 픽셀(112) 신호를 인지할 수 있는 포토다이오드(photodiode, PD)를 형성하고, 로직 영역에 다수의 금속 배선, 콘택 및 신호처리를 위한 소자를 구비한 다수의 층간 절연막을 형성할 수 있다.
위와 같이, 다수의 소자를 포함하는 실리콘 에피층(100) 상에 하부 층간 절연막(120)을 형성한다. 이때, 하부 층간 절연막(120)의 로직 영역 상에 하부 금속 배선(121), 질화막(122) 및 MIM(123)이 구비될 수 있다.
이어서, MIM(123), 질화막(122) 및 하부 금속 배선(121)을 포함한 하부 층간 절연막(120) 상에 상부 층간 절연막(130)을 형성한다.
이어서, 상부 층간 절연막(130)과 하부 층간 절연막(120)을 관통하여 질화막(122) 상에 접촉하는 콘택(140)을 형성한다.
이어서, 콘택(140)을 포함한 상부 층간 절연막(130) 상에 수분이나 외부로부터 물리적인 충격으로부터 소자를 보호하기 위하여 패시베이션 산화막(150)을 형성하고, 패시베이션 산화막(150)의 로직 영역에 콘택(140)과 접촉하는 상부 금속 배 선(160)을 형성한다.
그 후, 외부의 빛을 받아 신호를 형성하는 포토다이오드(PD)와 패시베이션 산화막(150) 가장 상부에 생성될 마이크로렌즈(Microlens)(170) 와의 간격을 줄이기 위해서 포토다이오드(PD)의 픽셀 영역의 패시베이션 산화막(150) 일부를 어레이 패터닝하고 에치 공정을 진행한다.
이어서, 마이크로렌즈(170)를 형성하기 위한 포토레지스트막 코팅시 웨이퍼 전면에 포토레지스트를 고르게 형성시키기 위해서는 픽셀 영역의 바닥 면 경사를 줄여 평탄화를 만드는 공정 단계가 중요하다.
현재 사용하는 종래 기술의 경우, 어레이 에치 후 픽셀 가장자리 부분과 중간 부분이 두께의 차이를 보이는 균일성에 문제점이 나타나며, 어레이 에치를 통한 평탄화와, 후속의 마이크로렌즈를 형성하기 위해 양 옆의 벽멱에 52˚의 기울기를 주어 에치를 해야하는 어려운 점이 있다. 또한, 어레이 에치의 조건이 달라짐에 따라 볼록함(toplogy)의 차이에 따른 마이크로 렌즈 두께, 곡률 반경, 마이크로렌즈 구현 균일성, 렌즈와 렌즈 사이의 간격 등의 문제가 있다.
전술한 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 마이크로렌즈를 개선함으로써 광의 집광 효율을 높여 이미지 센서의 성능을 향상시킬 수 있는 이미지 센서의 제조 방을 을 제공하는데 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 적층된 실리콘 에피층 사이의 영역에 각각 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 신호를 인지할 수 있는 레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀로 구성된 포토다이오드를 형성하는 단계와, 상기 실리콘 에피층 상의 일부 영역에 제 1 금속배선을 형성하고, 상기 제 1 금속배선 상에 제 1 질화막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 질화막 상의 일부 영역에 제 1 MIM(Metal Insulator Metal)을 형성하는 단계와, 상기 실리콘 에피층, 상기 제 1 금속배선, 상기 제 1 질화막 및 상기 제 1 MIM 상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 층간 절연막 상에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 층간 절연막과 상기 제 1 층간 절연막을 관통하여 상기 제 1 질화막 상에 접촉하는 제 1 콘택을 형성하는 단계와, 상기 제 1 콘택을 포함하는 상기 제 2 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 2 금속 배선을 형성하는 단계와, 상기 제 2 층간 절연막과 상기 제 2 금속 배선상에 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 3 층간 절연막 상에 제 4 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 4 층간 절연막과 상기 제 3 층간 절연막을 관통하여 상기 제 2 금속 배선과 접촉하는 제 2 콘택을 형성하는 단계와, 상기 포토다이오드에 대응하는 위치의 상기 제 4 층간 절연막 상의 일부 영역에 다수의 제 1 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 4 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 3 금속배선을 형성하고, 상기 제 3 금속배선 상에 제 2 질화막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 질화막 상의 일부 영역에 제 2 MIM(Metal Insulator Metal)을 형성하는 단계와, 상기 제 4 층간 절연막, 상기 제 3 금속배선, 상기 제 2 질화막 및 상기 제 2 MIM 상에 제 5 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 5 층간 절연막 상에 제 6 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 6 층간 절연막과 상기 제 5 층간 절연막을 관통하여 상기 제 2 질화막과 접촉하는 제 3 콘택을 형성하는 단계와, 상기 제 3 콘택을 포함하는 상기 제 6 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 4 금속 배선을 형성하는 단계와, 상기 제 6 층간 절연막과 상기 제 4 금속 배선 상에 패시베이션 산화막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 마이크로 렌즈에 대응하는 위치의 상기 패시베이션 산화막 상의 일부 영역에 다수의 제 2 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 1 마이크로렌즈 및 상기 제 2 마이크로렌즈는 포토레지스트 물질을 이용하여 볼록형 마이크로렌즈로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 4 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 3 금속배선을 형성하고, 상기 제 3 금속배선 상에 제 2 질화막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 질화막 상의 일부 영역에 제 2 MIM(Metal Insulator Metal)을 형성하는 단계와, 상기 제 4 층간 절연막, 상기 제 3 금속배선, 상기 제 2 질화막 및 상기 제 2 MIM 상에 제 5 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 5 층간 절연막 상에 제 6 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 6 층간 절연막과 상기 제 5 층간 절연막을 관통하여 상기 제 2 질화막과 접촉하는 제 3 콘택을 형성하는 단계와, 상기 제 3 콘택을 포함하는 상기 제 6 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 4 금속 배선을 형성하는 단계와, 상기 제 6 층간 절연막과 상기 제 4 금속 배선 상에 패시베이션 산화막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 마이크로 렌즈에 대응하는 위치의 상기 패시베이션 산화막 상의 일부 영역에 다수의 제 2 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 1 마이크로렌즈 및 상기 제 2 마이크로렌즈는 포토레지스트 물질을 이용하여 볼록형 마이크로렌즈로 형성하는 것이 바람직하다.
삭제
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 자세히 설명한다.
본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 실리콘 반도체 기판(미도시)상에 다수의 포토다이오드를 구비한 실리콘 에피층(200)을 형성하고, 실리콘 에피층(200) 상에 다수의 금속 배선, 콘택 및 신호처리를 위한 소자를 구비한 다수의 층간 절연막을 형성할 수 있다.
구체적으로, 적층된 실리콘 에피층(200) 사이의 영역, 즉 중앙부분에 각각 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 신호를 인지할 수 있는 레드 픽셀(201), 그린 픽셀(202), 블루 픽셀(203)로 구성된 포토다이오드(photodiode, PD)를 형성한다.
이후, 상기 실리콘 에피층(200) 상의 일부 영역, 즉 외측부에 제 1 금속배선(211)을 형성한다.
즉, 제 1 금속 배선(211)을 형성하기 위하여 실리콘 에피층(200)의 외측부 일부 영역에 대해 선택적으로 소정의 패터닝 및 에치 공정을 수행하고, 그 위에 구리를 포함하는 금속을 증착하여 제 1 금속배선(211)을 형성한다.
또한, 상기 제 1 금속배선(211) 상에 제 1 질화막(212)을 형성하고, 상기 제 1 질화막(212) 상의 일부 영역, 즉 외측부에 제 1 MIM(Metal Insulator Metal)(213)을 형성한다. 이때, 제 1 질화막(212)은 확산 방지막의 기능을 한다. 또한, 제 1 MIM(213)은 금속 사이에 절연체가 있는 것을 의미하며 캐패시터의 기능을 하게 된다.
이후, 상기 실리콘 에피층(200), 상기 제 1 금속배선(211), 상기 제 1 질화막(212) 및 상기 제 1 MIM(213) 상에 제 1 층간 절연막(210)을 형성한다. 여기서, 제 1 층간 절연막(210)은 절연 물질인 TEOS(Tetra Ethly Ortho Silicate) 물질로 증착한다.
또한, 상기 제 1 층간 절연막(210) 상에 제 2 층간 절연막(220)을 형성한다.
이어서, 제 2 층간 절연막(220)과 제 1 층간 절연막(210)에 통공을 형성하고, 이를 관통하여 제 1 질화막(212) 상에 접촉하는 제 1 콘택(230)을 형성한다. 이때, 제 1 콘택(230)은 CVD 텅스텐 방식으로 형성할 수 있다.
이어서, 상기 제 1 콘택(230)을 포함하는 상기 제 2 층간 절연막(220) 상의 일부 영역에 제 2 금속 배선(241)을 형성한다.
또한, 상기 제 2 층간 절연막(220)과 상기 제 2 금속 배선(241)상에 제 3 층간 절연막(240)을 형성한다.
상기 제 3 층간 절연막(240) 상에 제 4 층간 절연막(250)을 형성한다.
상기 제 4 층간 절연막(250)과 상기 제 3 층간 절연막(240)을 관통하여 상기 제 2 금속 배선(241)과 접촉하는 제 2 콘택(260)을 형성한다. 상기 제 2 콘택(260)은 제 1 콘택(230)을 형성할 때와 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 포토다이오드(PD)에 대응하는 위치의 상기 제 4 층간 절연막(250) 상의 일부 영역, 즉 중앙부에 다수의 제 1 마이크로렌즈(270)를 형성한다.
이때, 제 1 마이크로렌즈(270)는 종래에 사용된 포토레지스트의 투과율과 같은 산화물질로 렌즈를 구현할 수 있다. 즉, 산화물질을 이용하여 제 4 층간 절연막(250) 상에 증착하고 에치 백(etch back) 기술을 이용하여 볼록한(topolgy) 형상의 제 1 마이크로렌즈(270)를 구현할 수 있다.
이후, 상기 실리콘 에피층(200) 상의 일부 영역, 즉 외측부에 제 1 금속배선(211)을 형성한다.
즉, 제 1 금속 배선(211)을 형성하기 위하여 실리콘 에피층(200)의 외측부 일부 영역에 대해 선택적으로 소정의 패터닝 및 에치 공정을 수행하고, 그 위에 구리를 포함하는 금속을 증착하여 제 1 금속배선(211)을 형성한다.
또한, 상기 제 1 금속배선(211) 상에 제 1 질화막(212)을 형성하고, 상기 제 1 질화막(212) 상의 일부 영역, 즉 외측부에 제 1 MIM(Metal Insulator Metal)(213)을 형성한다. 이때, 제 1 질화막(212)은 확산 방지막의 기능을 한다. 또한, 제 1 MIM(213)은 금속 사이에 절연체가 있는 것을 의미하며 캐패시터의 기능을 하게 된다.
이후, 상기 실리콘 에피층(200), 상기 제 1 금속배선(211), 상기 제 1 질화막(212) 및 상기 제 1 MIM(213) 상에 제 1 층간 절연막(210)을 형성한다. 여기서, 제 1 층간 절연막(210)은 절연 물질인 TEOS(Tetra Ethly Ortho Silicate) 물질로 증착한다.
또한, 상기 제 1 층간 절연막(210) 상에 제 2 층간 절연막(220)을 형성한다.
이어서, 제 2 층간 절연막(220)과 제 1 층간 절연막(210)에 통공을 형성하고, 이를 관통하여 제 1 질화막(212) 상에 접촉하는 제 1 콘택(230)을 형성한다. 이때, 제 1 콘택(230)은 CVD 텅스텐 방식으로 형성할 수 있다.
이어서, 상기 제 1 콘택(230)을 포함하는 상기 제 2 층간 절연막(220) 상의 일부 영역에 제 2 금속 배선(241)을 형성한다.
또한, 상기 제 2 층간 절연막(220)과 상기 제 2 금속 배선(241)상에 제 3 층간 절연막(240)을 형성한다.
상기 제 3 층간 절연막(240) 상에 제 4 층간 절연막(250)을 형성한다.
상기 제 4 층간 절연막(250)과 상기 제 3 층간 절연막(240)을 관통하여 상기 제 2 금속 배선(241)과 접촉하는 제 2 콘택(260)을 형성한다. 상기 제 2 콘택(260)은 제 1 콘택(230)을 형성할 때와 동일한 방법으로 형성할 수 있다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 포토다이오드(PD)에 대응하는 위치의 상기 제 4 층간 절연막(250) 상의 일부 영역, 즉 중앙부에 다수의 제 1 마이크로렌즈(270)를 형성한다.
이때, 제 1 마이크로렌즈(270)는 종래에 사용된 포토레지스트의 투과율과 같은 산화물질로 렌즈를 구현할 수 있다. 즉, 산화물질을 이용하여 제 4 층간 절연막(250) 상에 증착하고 에치 백(etch back) 기술을 이용하여 볼록한(topolgy) 형상의 제 1 마이크로렌즈(270)를 구현할 수 있다.
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다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 층간 절연막(250) 상의 일부 영역에 제 3 금속배선(281)을 형성하고, 상기 제 3 금속배선(281) 상에 제 2 질화막(282)을 형성한다. 상기 제 2 질화막(282) 상의 일부 영역에 제 2 MIM(Metal Insulator Metal)(283)을 형성한다.
또한, 상기 제 4 층간 절연막(250), 상기 제 3 금속배선(281), 상기 제 2 질화막(282) 및 상기 제 2 MIM(283) 상에 제 5 층간 절연막(280)을 형성한다.
이후, 상기 제 5 층간 절연막(280) 상에 제 6 층간 절연막(290)을 형성한다.
또한, 상기 제 6 층간 절연막(290)과 상기 제 5 층간 절연막(280)을 관통하여 상기 제 2 질화막(282)과 접촉하는 제 3 콘택(300)을 형성한다.
또한, 상기 제 3 콘택(300)을 포함하는 상기 제 6 층간 절연막(290) 상의 일부 영역에 제 4 금속 배선(311)을 형성한다.
이어서, 상기 제 6 층간 절연막(290)과 상기 제 4 금속 배선(311) 상에 패시베이션 산화막(310)을 형성한다.
다음으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마이크로 렌즈(270)에 대응하는 위치의 상기 패시베이션 산화막(310) 상의 일부 영역, 즉 중앙부에 다수의 제 2 마이크로렌즈(320)를 형성한다.
이때, 제 2 마이크로렌즈(320)를 형성시, 제 1 마이크로렌즈(270)와 동일한 마스크로 사용함으로써 제 2 마이크로렌즈(320)를 위한 추가 마스크 제작 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 제 4 층간 절연막(250), 상기 제 3 금속배선(281), 상기 제 2 질화막(282) 및 상기 제 2 MIM(283) 상에 제 5 층간 절연막(280)을 형성한다.
이후, 상기 제 5 층간 절연막(280) 상에 제 6 층간 절연막(290)을 형성한다.
또한, 상기 제 6 층간 절연막(290)과 상기 제 5 층간 절연막(280)을 관통하여 상기 제 2 질화막(282)과 접촉하는 제 3 콘택(300)을 형성한다.
또한, 상기 제 3 콘택(300)을 포함하는 상기 제 6 층간 절연막(290) 상의 일부 영역에 제 4 금속 배선(311)을 형성한다.
이어서, 상기 제 6 층간 절연막(290)과 상기 제 4 금속 배선(311) 상에 패시베이션 산화막(310)을 형성한다.
다음으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마이크로 렌즈(270)에 대응하는 위치의 상기 패시베이션 산화막(310) 상의 일부 영역, 즉 중앙부에 다수의 제 2 마이크로렌즈(320)를 형성한다.
이때, 제 2 마이크로렌즈(320)를 형성시, 제 1 마이크로렌즈(270)와 동일한 마스크로 사용함으로써 제 2 마이크로렌즈(320)를 위한 추가 마스크 제작 비용을 절감할 수 있다.
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따라서, 제 1 마이크로렌즈(270) 및 제 2 마이크로렌즈(320)의 더블 마이크로렌즈(double microlens)를 형성함으로써, 외부의 빛을 받아 신호를 형성하는 포토다이오드(PD)와 패시베이션 산화막 가장 상부에 생성될 마이크로렌즈와의 간격을 줄이기 위해서 포토다이오드(PD) 픽셀 영역의 패시베이션 산화막 일부를 어레이 패터닝하고 에치 공정을 진행하던 마이크로렌즈 형성부의 평탄화 공정이 필요없어짐으로 인하여 경사 에치를 통한 감도 향상 공정 없이 렌즈의 두께 및 곡률 반경 조절이 용이하면서도 픽셀 영역의 감도를 효과적으로 유지할 수 있다.
지금까지 본 발명의 구체적인 구현예를 도면을 참조로 설명하였지만 이것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균적 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이고 발명의 기술적 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정하여지며, 도면을 참조로 설명한 구현예는 본 발명의 기술적 사상과 범위 내에서 얼마든지 변형하거 나 수정할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 더블 마이크로렌즈(double microlens)를 형성함으로써, 외부의 빛을 받아 신호를 형성하는 포토다이오드(PD)와 패시베이션 산화막 가장 상부에 생성될 마이크로렌즈와의 간격을 줄이기 위해서 포토다이오드(PD) 픽셀 영역의 패시베이션 산화막 일부를 어레이 패터닝하고 에치 공정을 진행하던 마이크로렌즈 형성부의 평탄화 공정이 필요없어짐으로 인하여 경사 에치를 통한 감도 향상 공정 없이 렌즈의 두께 및 곡률 반경 조절이 용이하면서도 픽셀 영역의 감도를 효과적으로 유지할 수 있다.
또한, 동일한 면적의 픽셀 영역에 마이크로렌즈를 형성할 경우, 어레이 에치 벽면의 경사에 의한 면적 손실을 막고, 동일한 면적에 더 작고 많은 셀(cell) 을 형성함으로써 칩의 크기를 줄이는 효과가 있다.
Claims (4)
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- 적층된 실리콘 에피층 사이의 영역에 각각 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 신호를 인지할 수 있는 레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀로 구성된 포토다이오드를 형성하는 단계와,상기 실리콘 에피층 상의 일부 영역에 제 1 금속배선을 형성하고, 상기 제 1 금속배선 상에 제 1 질화막을 형성하는 단계와,상기 제 1 질화막 상의 일부 영역에 제 1 MIM(Metal Insulator Metal)을 형성하는 단계와,상기 실리콘 에피층, 상기 제 1 금속배선, 상기 제 1 질화막 및 상기 제 1 MIM 상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 1 층간 절연막 상에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 2 층간 절연막과 상기 제 1 층간 절연막을 관통하여 상기 제 1 질화막 상에 접촉하는 제 1 콘택을 형성하는 단계와,상기 제 1 콘택을 포함하는 상기 제 2 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 2 금속 배선을 형성하는 단계와,상기 제 2 층간 절연막과 상기 제 2 금속 배선상에 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 3 층간 절연막 상에 제 4 층간 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 4 층간 절연막과 상기 제 3 층간 절연막을 관통하여 상기 제 2 금속 배선과 접촉하는 제 2 콘택을 형성하는 단계와,상기 포토다이오드에 대응하는 위치의 상기 제 4 층간 절연막 상의 일부 영역에 다수의 제 1 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 4 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 3 금속배선을 형성하고, 상기 제 3 금속배선 상에 제 2 질화막을 형성하는 단계와,상기 제 2 질화막 상의 일부 영역에 제 2 MIM(Metal Insulator Metal)을 형성하는 단계와,상기 제 4 층간 절연막, 상기 제 3 금속배선, 상기 제 2 질화막 및 상기 제 2 MIM 상에 제 5 층간 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 5 층간 절연막 상에 제 6 층간 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 6 층간 절연막과 상기 제 5 층간 절연막을 관통하여 상기 제 2 질화막과 접촉하는 제 3 콘택을 형성하는 단계와,상기 제 3 콘택을 포함하는 상기 제 6 층간 절연막 상의 일부 영역에 제 4 금속 배선을 형성하는 단계와,상기 제 6 층간 절연막과 상기 제 4 금속 배선 상에 패시베이션 산화막을 형성하는 단계와,상기 제 1 마이크로 렌즈에 대응하는 위치의 상기 패시베이션 산화막 상의 일부 영역에 다수의 제 2 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 마이크로 렌즈 및 상기 제 2 마이크로 렌즈는포토레지스트 물질을 이용하여 볼록형 마이크로렌즈로 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
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| KR20040008924A (ko) * | 2002-07-19 | 2004-01-31 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이중 마이크로렌즈를 구비한 시모스 이미지센서 및 그제조방법 |
| KR20060020852A (ko) * | 2004-09-01 | 2006-03-07 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 시모스 이미지센서 및 그의 제조방법 |
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