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KR102657686B1 - 이미지 센서 및 제조방법 - Google Patents

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KR102657686B1 KR1020190055434A KR20190055434A KR102657686B1 KR 102657686 B1 KR102657686 B1 KR 102657686B1 KR 1020190055434 A KR1020190055434 A KR 1020190055434A KR 20190055434 A KR20190055434 A KR 20190055434A KR 102657686 B1 KR102657686 B1 KR 102657686B1
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Abstract

본 발명은 이미지 센서(1)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 픽셀 영역에 형성되는 전하 저장소자(130)의 상측에 예를 들어 금속물질로 이루어지는 쉴드부(40)를 배치하여 상기 전하 저장소자(130) 측으로 입사되는 광을 차폐함으로써, 상기 전하 저장소자(130)에 유입된 누설 전하를 포함하는 전하값을 리드아웃하여 이미지 결과에 악영향을 주는 것을 미연에 방지 가능하도록 하는 이미지 센서(1)에 관한 것이다.

Description

이미지 센서 및 제조방법{AN IMAGE SENSOR AND THE METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 이미지 센서(1)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 픽셀 영역에 형성되는 전하 저장소자(130)의 상측에 예를 들어 금속물질로 이루어지는 쉴드부(40)를 배치하여 상기 전하 저장소자(130) 측으로 입사되는 광을 차폐함으로써, 상기 전하 저장소자(130)에 유입된 누설 전하를 포함하는 전하값을 리드아웃하여 이미지 결과에 악영향을 주는 것을 미연에 방지 가능하도록 하는 이미지 센서(1)에 관한 것이다.
이미지 센서는 피사체로부터 비롯된 광학 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 장치이다. 촬영 장치에서 렌즈로 입사된 빛을 전기적으로 변환하여 이미지를 생성하는 이미지 센서로는 CCD(Charge-Coupled Device)와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구분될 수 있다. 이러한 이미지 센서는 노광 개시 및 종료에 의하여 광량을 조절하는 셔터 동작으로 적정 노출을 유지한다. 광량을 조절하는 셔터로는 동작 방식에 따라 롤링 셔터(Rolling Shutter)와 글로벌 셔터(Global Shutter)로 구분된다.
롤링 셔터 방식의 경우, 한 프레임 내의 각 행의 광소자(예컨대, 포토 다이오드)들에 의해 광전 변환된 신호가 순차적으로 선택되는 한 행씩 플로팅 확산 영역으로 전달되어 해당 픽셀의 영상신호가 출력된다.
이와 달리, 글로벌 셔터 방식은 한 프레임 내의 모든 광소자들에 의해 광전 변환된 전체 신호가 한 번에 플로팅 확산 영역으로 전달된 후, 순차적으로 선택되는 행에서 해당 픽셀의 영상신호가 출력된다.
도 1은 종래의 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도인바, 이하에서는 도 1을 참고하여 일반적인 글로벌 셔터 이미지 센서(9)의 구조 및 문제점에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1을 참고하면, 먼저 포토다이오드(910)에 노광이 개시되면 상기 포토다이오드(910)는 입사광을 전하로 변환시켜 축적시킨다. 그 후, 제1 제어 신호에 의하여 제1 게이트(920)가 턴 온 상태가 되어, 포토다이오드(910)에 축적된 전하가 제1 플로팅 확산 영역(930)으로 이동하여 임시 저장된다. 그 후 제1 제어 신호가 턴 오프 되고, 소정 시간 경과 후 제2 제어 신호에 의해 제2 게이트(940)가 턴 온 되어, 제1 플로팅 확산 영역(930)에 저장된 전하가 제2 플로팅 확산 영역(950)으로 이동한다. 그리고 상기 제2 플로팅 확산 영역(950)은 제1 플로팅 확산 영역(930)에 저장된 전하를 순차적으로 리드아웃한다.
이 때 포토다이오드(910)에 광이 입사되는 과정에서, 입사광의 회절 및 난반사에 의하여 제1 플로팅 확산 영역(930)으로 누설 전하가 의도치 않게 유입되는 경우가 발생한다. 또한, 단위 픽셀(P1) 별 제1 플로팅 확산 영역(930)으로 유입되는 광 량은 리드아웃되는 시간에 대략 비례하여 증가한다. 따라서 제1 플로팅 확산 영역(930)으로 유입된 누설 전하량은 리드아웃 시간이 길어질수록 많아진다. 그리고 제2 플로팅 확산 영역(950)의 리드아웃 동작 수행 시, 제1 플로팅 확산 영역(930)에 유입된 누설 전하를 포함하는 총 전하값을 리드아웃한다. 이는 의도치 않은 광 정보 수광 및 리드아웃에 의하여 글로벌 셔터 이미지 센서의 PLS(Parastic Light Sensitivity) 특성에 악영향을 주게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명의 발명자들은 전하 저장소자 측으로 유입되는 광 차폐를 위한, 다양한 형상을 가지는, 쉴드부를 포함하는 신규의 이미지 센서(1)에 대하여 제시하고자 한다.
한국등록특허 KR 제10-0849509호 '글로벌 셔터 구동 방식의 이미지 센서를 이용한 입력 장치'
앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명은 전하 저장소자의 상측으로 입사되는 광 차폐를 위하여, 예를 들어 금속물질로 이루어지는 쉴드부를 배치함으로써, 플로팅 확산 영역이 해당 전자 저장소자에 유입된 누설 전하를 포함하는 총 전하값을 리드아웃하여 기생 수감 감도(Parasitic Light Sensitivity; PLS) 특성에 악영향을 주는 것을 미연에 방지 가능하도록 하는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 쉴드부가 반도체 층 상으로부터 예를 들어 실질적으로 연직방향으로 상방 연장되는 측벽부 및 해당 측벽부의 상 측에서 예를 들어 실질적으로 수평 연장되는 지붕 형상의 루프부를 구비함으로써 전하 저장소자의 개방된 상부면을 모두 커버 가능하도록 하는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전술한 측벽부를 통해, 루프부가 스토리지 게이트 또는 반도체 층(또는 절연층)과 면 접촉되지 않고 해당 구성과 이격 위치되도록 하여 암전류 발생 가능성을 낮추도록 하는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 쉴드부가 전하 저장소자 뿐만 아니라, 스토리지 게이트의 상 측도 커버하도록 구성함으로써, 입사된 광이 해당 스토리지 게이트를 가로질러 전하 저장소자로 유입되는 것을 방지하도록 하는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 루프부의 측면 말단부들이 측벽부의 상부면 측 방향 최외곽부보다 외측으로 둘출되도록 하여, 공정 오차에 의하여 측벽부와 루프부 간 유격이 발생하는 것을 미연에 방지하도록 하는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 쉴드부의 측벽부를 우물 형상의 웰 구조부로 대체하여, 제조 공정의 편의 및 더욱 확실한 차폐 기능을 수행 가능하도록 하는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 웰 구조부 상의 루프부가 스토리지 게이트의 상측 일부 또는 전부 커버 가능하도록 함으로써, 해당 스토리지 게이트를 통해 전하 저장소자로 유입될 수 있는 광 이동 경로를 일부 또는 전부 차단 가능하도록 하는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 절연층을 다층막으로 형성하여 반도체 층과 상부 구성들 간 확실한 절연을 도모하도록 하는 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서는 내측에 광전 변환소자 및 전하 저장소자를 포함하는 반도체 층; 상기 반도체 층 상의 스토리지 게이트; 상기 반도체 층 상의 상부 절연막; 픽셀 영역 내 상기 상부 절연막 상의 컬러필터부; 입사하는 광이 대응 화소 내 광전 변환소자로 포커싱되도록 하는, 상기 컬러필터부 상의 렌즈부; 및 상기 상부 절연막 내에서, 상기 전하 저장소자의 상측으로의 광 유입을 차폐하기 위하여 상기 전하 저장소자의 상 측에 위치하는 쉴드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 쉴드부는 상기 전하 저장소자의 상 측에서, 상기 반도체 층 상으로부터 상방 연장 형성되는 측벽부; 및 상기 측벽부의 상 측에 배치되어 상부로부터 입사되는 광을 차폐하는 지붕 형상의 루프부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 측벽부는 상기 전하 저장소자의 개방된 상부면을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 측벽부는 실질적으로 다각 테두리형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 루프부는 상기 측벽부의 상측을 커버하도록 상기 측벽부의 상단부와 밀착 형성되며, 그 측면 말단부가 상기 측벽부의 상부면 최외곽부보다 외측으로 돌출되도록 연장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 루프부는 상기 측벽부의 상단부로부터 상방 이격된 위치에서 실질적으로 수평 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서는 내측에 광전 변환소자 및 전하 저장소자를 포함하는 반도체 층; 상기 반도체 층 상의 스토리지 게이트; 상기 반도체 층 상부 표면을 따라 연장되는 절연층; 상기 절연층 상의 상부 절연막; 픽셀 영역에서 상기 상부 절연막 상에 형성되는 컬러필터부; 입사하는 광이 대응 화소 내 광전 변환소자로 포커싱되도록 하는, 상기 컬러필터부 상의 렌즈부; 및 상기 상부 절연막 내에서, 상기 전하 저장소자의 상측으로의 광 유입을 차폐하기 위하여, 실질적으로 수평 연장되는 부분과 함께 실질적으로 수직 연장되는 부분을 포함하는 쉴드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 쉴드부는 상기 전하 저장소자의 상 측에서, 상기 절연층으로부터 실질적으로 수직 연장되는 측벽부; 및 상기 측벽부의 상 측에 배치되어 상부로부터 입사되는 광을 차폐하기 위하여 실질적으로 수평 연장되는 루프부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 절연층은 산화막 및 질화막, 또는 산화막 및 질화막 및 산화질화막이 적층된 다층막으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 측벽부는 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 전하 저장소자와 인접한 측 스토리지 게이트의 외측면과 인접한 측으로부터 제1 방향을 따라 상방 연장되는 일 측벽부; 및 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 스토리지 게이트와 먼 측 전하 저장소자의 경계에 또는 경계 측과 인접한 측에 제1 방향을 따라 상방 연장되는 타 측벽부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 측벽부는 상기 스토리지 게이트의 상부면으로부터 제1 방향을 따라 상방 연장되는 일 측벽부; 및 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 스토리지 게이트와 먼 측 전하 저장소자의 경계에 또는 경계 측과 인접한 측에 제1 방향을 따라 상방 연장되는 타 측벽부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 쉴드부는 상기 전하 저장소자 및 스토리지 게이트를 모두 커버 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 측벽부는 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 전하 저장소자와 먼 측 스토리지 게이트의 외측면과 인접한 측에서 제1 방향을 따라 상방 연장되는 일 측벽부; 및 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 스토리지 게이트와 먼 측 전하 저장소자의 경계에 또는 경계 측과 인접한 측에 제1 방향을 따라 상방 연장되는 타 측벽부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서는 내측에 광전 변환소자 및 전하 저장소자를 포함하는 반도체 층; 상기 반도체 층 상의 스토리지 게이트; 상기 반도체 층 상의 상부 절연막; 픽셀 영역에서, 상기 상부 절연막 상에 형성되는 컬러필터부; 상기 컬러필터부 상의 렌즈부; 및 상기 상부 절연막 내에서, 상기 전하 저장소자의 상측으로의 광 유입을 차폐하기 위하여 상기 전하 저장소자 상에 형성되는 쉴드부;를 포함하고, 상기 쉴드부는 상기 전하 저장소자의 개방된 상부면 전체를 덮은 우물 형상의 웰 구조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서에 구비되는 상기 쉴드부는 상기 웰 구조부의 상부면에 수평 방향으로 연장되는 루프부;를 추가로 포함하며, 상기 루프부는 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 스토리지 게이트 상측 일부 또는 전부 커버 가능하도록 연장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서 제조방법은 반도체 층 내에 광전 변환소자 및 전하 저장소자를 형성하는 단계; 상기 반도체 층 상에 스토리지 게이트를 형성하는 단계; 상기 반도체 층 상부면 및 스토리지 게이트 외면을 따라 절연층을 증착시키는 단계; 상기 절연층 상에 제1 높이까지 제1 절연막을 증착시키는 단계; 상기 절연막에 홀을 형성하는 단계; 상기 홀 내 금속물질을 채워 측벽부 또는 웰구조부를 형성하는 단계; 상기 제1 절연막 상에 루프부를 형성하는 단계; 및 상기 제1 절연막 및 루프부 상에 제2 높이까지 제2 절연막을 증착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서 제조방법에서, 상기 루프부 형성단계는 상기 측벽부 또는 웰구조부 형성 직후 상기 제1 절연막 상에 희생층을 증착시키는 단계; 상기 희생층에 루프부가 형성될 위치와 대응되는 측을 식각하는 단계; 및 상기 희생층의 식각된 위치에 금속물질을 채우는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서 제조방법에서, 상기 루프부 형성단계는 루프부가 형성될 측을 식각 시, 희생층의 두께보다 얇은 두께를 식각하여, 형성된 루프부가 하측 측벽부 또는 웰구조부와 맞닿지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이미지 센서 제조방법에서, 상기 루프부 형성단계는 상기 제1 절연막 상에 금속물질을 형성하고, 그 후 상기 금속물질을 식각하여 루프부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 전하 저장소자의 상측으로 입사되는 광 차폐를 위하여, 예를 들어 금속물질로 이루어지는 쉴드부를 배치함으로써, 플로팅 확산 영역이 해당 전자 저장소자에 유입된 누설 전하를 포함하는 총 전하값을 리드아웃하여 기생 수감 감도(Parasitic Light Sensitivity; PLS) 특성에 악영향을 주는 것을 미연에 방지 가능하도록 하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 쉴드부가 반도체 층 상으로부터 예를 들어 실질적으로 연직방향으로 상방 연장되는 측벽부 및 해당 측벽부의 상 측에서 예를 들어 실질적으로 수평 연장되는 지붕 형상의 루프부를 구비함으로써 전하 저장소자의 개방된 상부면을 모두 커버 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전술한 측벽부를 통해, 루프부가 스토리지 게이트 또는 반도체 층(또는 절연층)과 면 접촉되지 않고 해당 구성과 이격 위치되도록 하여 암전류 발생 가능성을 낮추도록 하는 효과가 도출된다.
또한, 본 발명은 쉴드부가 전하 저장소자 뿐만 아니라, 스토리지 게이트의 상 측도 커버하도록 구성함으로써, 입사된 광이 해당 스토리지 게이트를 가로질러 전하 저장소자로 유입되는 것을 방지하도록 하는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명은 루프부의 측면 말단부들이 측벽부의 상부면 측 방향 최외곽부보다 외측으로 둘출되도록 하여, 공정 오차에 의하여 측벽부와 루프부 간 유격이 발생하는 것을 미연에 방지하도록 하는 효과를 보인다.
또한, 본 발명은 쉴드부의 측벽부를 우물 형상의 웰 구조부로 대체하여, 제조 공정의 편의 및 더욱 확실한 차폐 기능을 수행 가능하도록 하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 웰 구조부 상의 루프부가 스토리지 게이트의 상측 일부 또는 전부 커버 가능하도록 함으로써, 해당 스토리지 게이트를 통해 전하 저장소자로 유입될 수 있는 광 이동 경로를 일부 또는 전부 차단 가능하도록 하는 효과를 보인다.
또한, 본 발명은 절연층을 다층막으로 형성하여 반도체 층과 상부 구성들 간 확실한 절연을 도모하도록 하는 효과가 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 종래의 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쉴드부가 구비된 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고;
도 3은 도 2에 따른 쉴드부의 평면도이고;
도 4는 도 2의 이미지 센서에서, 루프부가 측벽부와 이격되어 형성되도록 구성된 것을 보여주는 단위 픽셀 영역 단면도이고;
도 5는 도 4에 따른 쉴드부의 평면도이고;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쉴드부가 구비된 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고;
도 7은 도 4에 따른 쉴드부의 평면도이고;
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쉴드부가 구비된 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고;
도 9는 도 8에 따른 쉴드부의 평면도이고;
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고;
도 11은 도 9에 따른 쉴드부의 평면도이고;
도 12 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 제조방법에 대한 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며 청구범위에 기재된 사항을 기준으로 해석되어야 한다. 또한, 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 참고적으로 제공되는 것일 뿐이다.
이하 명세서 내용에 있어서, 일 구성요소가 타 구성요소의 "위(On)", "상", "상측" 또는 "상부"에 배치 또는 위치한다고 지칭하는 것은, 일 구성요소가 타 구성요소의 상부 표면에 접촉되어 위치하는 것과 아울러, 타 구성요소 층과 일정 거리 이격되어 배치되는 것을 모두 포함하는 개념이다. 그리고 일 구성요소가 타 구성요소와 이격되어 배치되는 경우에는 양 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 더 배치될 수 있다. 또한, 일 구성요소가 "타 구성요소 상에 직접" 배치되는 경우 또는 "바로 위"에 배치되는 경우에는 양 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 배치될 수 없다.
한편, 일 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 본 명세서에 명기된 단계 또는 동작이 기재된 순서와 상이하게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 기능 또는 동작이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며, 거꾸로 수행될 수도 있음에 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쉴드부가 구비된 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고; 도 3은 도 2에 따른 쉴드부의 평면도이고; 도 4는 도 2의 이미지 센서에서, 루프부가 측벽부와 이격되어 형성되도록 구성된 것을 보여주는 단위 픽셀 영역 단면도이고; 도 5는 도 4에 따른 쉴드부의 평면도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(1)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2를 참고하면, 본 발명은 이미지 센서(1)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 픽셀 영역에 형성되는 전하 저장소자(130)의 상측에 예를 들어 금속물질로 이루어지는 쉴드부(40)를 배치하여 상기 전하 저장소자(130) 측으로 입사되는 광을 차폐함으로써, 상기 전하 저장소자(130)에 유입된 누설 전하를 포함하는 전하값을 리드아웃하여 이미지 결과에 악영향을 주는 것을 미연에 방지 가능하도록 하는 이미지 센서(1)에 관한 것이다. 여기에서 픽셀 영역은 외부로부터 입사되는 광을 흡수하는 영역이며, 다수의 단위 픽셀 영역들로 이루어지는 것이 일반적이다.
상기 이미지 센서(1)는 반도체 층(10), 절연층(20), 층간절연막(30), 쉴드부(40), 컬러필터부(50) 및 렌즈부(60)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(1)에 있어서, 개별 단위 픽셀 영역의 구조에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 단위 픽셀 영역의 하 측에는 반도체 층(10)이 형성된다. 이러한 반도체 층(10)은 예를 들어 에피텍셜(Epitaxial) 층으로 이루어질 수 있으며, 각 단위 픽셀 영역들에 공통적으로 적용되는 구성이다. 반도체 층(10)은 예를 들어 기판 상에 형성된 저농도의 P형 층일 수 있다. 그리고 반도체 층(10) 내에는 활성 영역(Active Region)을 규정하기 위하여 소자분리막(미도시)이 형성될 수 있으며 이러한 소자분리막은 예를 들어 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 통하여 형성될 수 있다.
개별 단위 픽셀 영역에서, 반도체 층(10)은 광전 변환소자(110) 및 전하 저장소자(130)를 포함할 수 있고, 상기 광전 변환소자(110) 및 전하 저장소자(130)는 상호 이격되어 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서 광전 변환소자(110)는 입사광에 응답하여 전하를 생성하는 구성으로, 포토 다이오드(Photo Diode), 포트 게이트(Photo Gate), 포토 트랜지스터(Photo Transistor) 등 공지된 또는 공지될 임의의 다양한 구성으로 이루어질 수 있으며, 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다. 이러한 광전 변환소자(110)는 트랜지스터(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 전하 저장소자(130)는 광전 변환소자(110)에 축적된 전하를 저장하는 구성이다. 이러한 전하 저장소자(130)는 예를 들어 스토리지 다이오드(Storage Diode)일 수 있다. 전하 저장소자(130)는 광전 변환소자(110)가 입사광의 흡수하고 그에 따라 발생시킨 전하를 임시적으로 저장한다. 그 후 플로팅 확산부(미도시)가 리드아웃 타이밍에 따라 전하 저장소자(130)에 저장된 전하를 순차적으로 리드아웃할 수 있다. 광전 변환소자(110) 및 전하 저장소자(130)는 반도체 층(10)의 상부면에 접하여 위치할 수 있으나 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다. 그리고 전하 저장소자(130)는 후술할 스토리지 게이트(150)와 인접하여, 또는 상기 스토리지 게이트(150)의 저부와 부분 중첩된 위치에 형성될 수 있다.
반도체 층(10)의 일 측에, 바람직하게 상기 반도체 층(10)의 상부면 상에 스토리지 게이트(150)가 형성된다. 이러한 스토리지 게이트(150)는 그 저면이 전하 저장소자(130)와 일부 중첩되도록 위치할 수도 있다. 스토리지 게이트(150)에 제어신호가 인가되면, 광전 변환소자(110)에 축적된 전하를 전하 저장소자(130) 측으로 저장되도록 한다. 또한, 스토리지 게이트(150)는 게이트 전극(151)을 포함하며, 게이트 전극(151) 및 반도체 층(10) 표면 사이에는 게이트 절연막이 형성될 수 있다. 이러한 게이트 절연막은 실리콘 산화막, 고유전막, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으며, ALD, CVD, 또는 PVD 공정에 의하여 형성될 수 있고 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다.
반도체 층(10)의 상부 표면을 따라 절연층(20)이 형성되며, 이러한 절연층(20)은 반도체 층(10)을 보호하기 위한 보호층에 해당한다. 절연층(20)은 반도체 층(110) 및 후술할 쉴드부(40) 사이에 형성되어, 상기 반도체 층(110) 및 쉴드부(40) 사이를 절연시킬 수 있다. 상기 절연막(20)은 예를 들어 다층막으로 형성될 수 있고, 예를 들어 산화막과 질화막이 적층된 적층막으로 이루어질 수 있다. 또는, 산화막, 질화막 그리고 산화질화막이 적층되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 절연층(20)을 다층막으로 형성함으로써, 반도체 층(110) 및 쉴드부(40) 간 더욱 확실한 절연상태를 유지할 수 있다. 또한, 절연층(20)은 스토리지 게이트(150)의 표면을 따라 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다.
절연층(20) 상에는 상부 절연막(30)이 형성된다. 상부 절연막(30)은 반도체 층(10)을 보호하기 위한 보호층(Passivation Layer)일 수 있으며 반도체 층(10)을 예를 들어 컬러필터부(50)로부터 절연시킬 수 있다. 그리고 상부 절연막(30)은 광 산란 및 반사 등을 방지하기 위하여 굴절율이 서로 다른 물질이 순차적으로 적층된 다층막으로 형성될 수도 있다. 이러한 절연막은 IMD(Inter Metal Dielectrics)용 절연막으로, 예를 들어 SOG(Spin On Glass)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate)막 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 상부 절연막(30)에는 쉴드부(40)가 형성되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 쉴드부(40)를 설명하기에 앞서, 일반적인 글로벌 셔터 이미지 센서의 동작방식 및 문제점에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1을 참고하면, 먼저 포토다이오드(910)에 노광이 개시되면 상기 포토다이오드(910)는 입사광을 전하로 변환시켜 축적시킨다. 그 후, 제1 제어 신호에 의하여 제1 게이트(920)가 턴 온 상태가 되어, 포토다이오드(910)에 축적된 전하가 제1 플로팅 확산 영역(930)으로 이동하여 임시 저장된다. 그 후 제1 제어 신호가 턴 오프 되고, 소정 시간 경과 후 제2 제어 신호에 의해 제2 게이트(940)가 턴 온 되어, 제1 플로팅 확산 영역(930)에 저장된 전하가 제2 플로팅 확산 영역(950)으로 이동한다. 그리고 상기 제2 플로팅 확산 영역(950)은 제1 플로팅 확산 영역(930)에 저장된 전하를 순차적으로 리드아웃한다.
이 때 포토다이오드(910)에 광이 입사되는 과정에서, 입사광의 회절 및 난반사에 의하여 제1 플로팅 확산 영역(930)으로 누설 전하가 의도치 않게 유입되는 경우가 발생한다. 또한, 단위 픽셀 영역 별 제1 플로팅 확산 영역(930)으로 유입되는 광 량은 리드아웃되는 시간에 대략 비례하여 증가한다. 따라서 제1 플로팅 확산 영역(930)으로 유입된 누설 전하량은 리드아웃 시간이 길어질수록 많아진다. 그리고 제2 플로팅 확산 영역(950)의 리드아웃 동작 수행 시, 제1 플로팅 확산 영역(930)에 유입된 누설 전하를 포함하는 총 전하값을 리드아웃한다. 이는 의도치 않은 광 정보 수광 및 리드아웃에 의하여 글로벌 셔터 이미지 센서의 PLS(Parasitic Light Sensitivity) 특성에 악영향을 주게 된다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서(1)는 상부 절연막(30)에 쉴드부(40)를 형성하여 전하 저장소자(130) 측으로 의도치 않은 광 정보가 유입되는 것을 방지하는데 그 특징이 있다. 이러한 쉴드부(40)는 예를 들어 광을 투과시키지 않는 금속물질로 이루어질 수 있으며, 텅스텐(Tungsten; W)으로 이루어지는 것이 바람직하나 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다.
또한, 쉴드부(40)가 입사광 차단을 위하여 반도체 층(10) 및/또는 스토리지 게이트(150)와 전면 밀착되어 형성되는 경우, 열적 원인 또는 절연성 불량 등에 의하여 암전류(Dark Current)가 발생할 가능성을 배제할 수 없다. 본 발명의 일 실시예에 따른 쉴드부(40)는 후술할 루프부(430)가 반도체 층(10) 및 스토리지 게이트(150)와 밀착되는 것을 방지 가능하도록 하기 위해 반도체 층(10) 및/또는 스토리지 게이트(150)와 소정 거리 이격되도록 한다. 이러한 쉴드부(40)는 예를 들어 실질적으로 수평 연장되는 구성과 수직 연장되는 구성을 포함하여, 전하 저장소자(130) 측으로 입사하는 광을 차폐할 수 있다. 도 2를 참고하면, 쉴드부(40)는 광전 변환소자(110)와 오버랩되지 않으며, 상세하게 설명하면 상기 광전 변환소자(110)와 상하 방향으로 오버랩되지 않을 수 있다.
이를 위하여, 쉴드부(40)는 측벽부(410) 및 루프부(430)를 포함할 수 있다.
측벽부(410)는 전하 저장소자(130)의 상 측, 예를 들어 전하 저장소자(130)의 상부 테두리부와 인접한 위치에서, 상부 절연막(30) 내에서 소정 높이 상방 연장되어 형성되는 구성이다. 즉 측벽부(410)는 전하 저장소자(130)의 상 측을 둘러싸도록 형성된다. 또한, 측벽부(410)는 실질적으로 연직 방향으로 상방 연장될 수도, 상방 연장됨에 따라 특정 방향으로 기울어져 형성될 수도 있으며 이에 제한이 있는 것은 아니다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 측벽부(410)는 그 저면이 반도체 층(10) 또는 절연층(20) 상부면과 밀착되도록 형성될 수 있다. 또는, 도 4 및 도 5를 참고하면, 그 저면이 상기 절연층(20)과 소정 거리 이격된 높이에 형성될 수도 있고 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다. 또한, 측벽부(410)는 전하 저장소자(130)의 전 테두리부와 인접하여 상방 연장되도록 하며, 예를 들어 그 평면형상이 다각 테두리형, 더욱 상세하게는 사각 테두리형으로 형성될 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐이며, 상기 측벽부(410)는 전하 저장소자(130) 측으로의 입사광을 차단하는데 적절한 임의의 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같은 측벽부(410)에 따라 후술할 루프부(430)가 반도체 층(10) 및 스토리지 게이트(150)와 밀착되는 것을 최대한 방지함과 동시에, 측 방향을 따라 입사되는 광을 미연에 차단 가능하다. 즉, 전하 저장소자(130)의 상 측에 루프부(430)만 배치하는 경우, 상기 루프부(430)의 하부 전 측면이 개방된 상태를 유지하기 때문에 전하 저장소자(130) 측으로의 입사광을 완벽하게 차단하는 것이 불가능하다. 예를 들어, 전하 저장소자(130)와 인접한 측에 형성되는 금속 배선층(미도시) 등에 의하여 입사광이 회절되어 루프부(430)의 하 측으로 광이 유입될 가능성이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이미지 센서(1)는 루프부(430)의 하 측에 별도의 측벽부(410)를 구비하여 이와 같은 문제점을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단위 픽셀 영역 내에서, 제1 측벽(411)이 전하 저장소자(130)와 인접한 측 스토리지 게이트(150)의 외측면과 인접한 측으로부터 제1 방향을 따라 상방 연장되며, 상기 제1 측벽(411)과 대향하는 제2 측벽(413)는 스토리지 게이트(150)와 먼 측 전하 저장소자(130)의 경계에 또는 경계와 인접한 측에서 제1 방향을 따라 상방 연장된다(도 2 참고). 나머지 측벽부들은 제1 측벽(411) 및 제2 측벽(413)의 말단부들을 상호 연결하도록 제2 방향을 따라 상방 연장된다. 그리고, 제1 측벽(411)은 상기 스토리지 게이트(130)의 외측면과 밀착되어 형성될 수도 소정 거리 이격되어 형성될 수도 있으며 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다.
여기에서 '제1 방향'이란 도시된 도면에서 전후 방향을, '제2 방향'이란 좌우 방향을 지칭하는 것으로 이해한다. 즉, 일 실시예에 따른 제1 측벽(411)는 전하 저장소자(130) 만을 둘러싸도록 구성되며 스토리지 게이트(150)를 둘러싸도록 형성되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쉴드부가 구비된 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고; 도 7은 도 4에 따른 쉴드부의 평면도이다.
다른 실시예에 따르면, 단위 픽셀 영역 내에서, 제1 측벽(411)가 스토리지 게이트(150)의 상면 상으로부터 제1 방향을 따라 상방 연장되고, 제2 측벽(413)이 전하 저장소자(130)의 경계에 또는 경계와 인접한 측에 제1 방향을 따라 상방 연장되도록 할 수 있다(도 6 및 도 7 참고). 이는 스토리지 게이트(150)의 저부가 전하 저장소자(130)와 일부 중첩되어 위치하는 경우, 제1 측벽(411)의 용이한 형성을 도모할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쉴드부가 구비된 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고; 도 9는 도 8에 따른 쉴드부의 평면도이다.
또 다른 실시예에 따르면, 단위 픽셀 영역 내에서, 제1 측벽(411)이 전하 저장소자(130)와 먼 측 스토리지 게이트(150)의 외측면과 인접한 측으로부터 제1 방향을 따라 상방 연장될 수 있다(도 8 및 도 9 참고). 더욱 상세하게는, 상기 제1 측벽(411)이 전하 저장소자(130)와 먼 측 스토리지 게이트(150)의 외측면과, 상기 전하 저장소자(130)와 멀어지는 방향으로 소정 거리 이격된 측에서 제1 방향을 따라 상방 연장된다. 또한, 제2 측벽(413)은 전하 저장소자(130)의 경계에 또는 경계와 인접한 측에 제1 방향을 따라 상방 연장될 수 있다. 이와 같은 측벽부(410)는 전하 저장소자(130) 뿐만 아니라 스토리지 게이트(150) 역시 둘러싸도록 형성된다. 즉, 스토리지 게이트(150) 측으로 입사된 광이 상기 스토리지 게이트(150)를 가로질러 전하 저장소자(130)로 유입되는 것을 방지 가능한 이점이 발생한다.
도 2 내지 도 9를 참고하면, 루프부(430)는 측벽부(410)의 상 측에 배치되어 그 상부로부터 입사되는 광을 차단하는 지붕 형상의 구성이다. 예를 들어 상기 루프부(430)는 실질적으로 수평 연장되는 구성일 수 있다. 이러한 루프부(430)는 측벽부(410)를 커버하도록 상기 측벽부(410)의 상단부와 밀착되어 형성될 수 있다. 또는, 측벽부(410)의 상단부로부터 소정 거리 상방 이격되어 형성될 수도 있다. 그리고, 루프부(430) 측면 말단부들이 측벽부(410)의 상부면 측방향 최외곽부들보다 외측으로 돌출되도록 연장 형성될 수도 있으나, 상기 측벽부(410)의 상부면 내측과 인접한 위치까지만 연장 형성될 수도 있으며 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다. 다만, 루프부(430) 형성 공정에서, 상기 측벽부(410)의 상부면 내측과 인접한 위치까지만 연장 형성되도록 형성하는 경우, 공정 오차에 의하여 상기 측벽부(410)와 루프부(430) 간 유격이 발생할 가능성을 배제할 수 없으므로 루프부(430) 측면 말단부들이 측벽부(410)의 최외곽부들보다 외측으로 돌출되도록 연장 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
도 2를 참고하면, 컬러필터부(50)는 상기 픽셀 영역에서 상기 상부 절연막(30) 상에 형성되는 구성으로, 후술할 렌즈부(60)를 통해 입사된 광이 상기 컬러필터부(50)의 대응하는 컬러 필터(R, G, B)에 의하여 필요한 색광만 선택되고, 선택된 색광은 대응하는 화소의 광전 변환소자(110)로 입사한다.
렌즈부(60)는 컬러필터부(50) 상에 형성되어 입사광이 대응하는 화소 내 수광 소자(110)로 포커싱(Focusing) 되도록 하는 마이크로 렌즈로 이루어지는 구성이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 단위 픽셀 영역 단면도이고; 도 11은 도 9에 따른 쉴드부의 평면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서(1')에 대하여 설명하도록 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서(1')는 전술한 이미지 센서(1)와 쉴드부(40, 40')의 구조만을 달리하기 때문에, 중복되는 내용은 생략하도록 한다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서(1')의 쉴드부(40')는 웰(Well) 구조부(410') 및 루프부(430')를 포함할 수 있다. 상기 루프부(430')는 전술한 루프부(430)와 동일 구성이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
웰 구조부(410')는 전하 저장소자(130')의 개방된 상부면 전체를 덮는 우물 형상의 구성이다. 즉, 다각 테두리의 내측이 모두 채워진 구성에 해당한다. 여기에서 전하 저장소자(130')의 '개방된 상부면'이란, 상기 전하 저장소자(130')의 상부면 중 스토리지 게이트(150)와 중첩되지 않는 측을 의미한다. 이와 같이, 측벽부(410) 대신 웰 구조부(410')를 활용하는 경우 그 형성 공정이 간소화될 수 있다. 즉, 측벽부(410) 형성시 예를 들어 사각 테두리형의 홀을 형성하여야 하는 반면, 웰 구조부(410') 형성시 테두리 내부가 모두 개방된, 예를 들어 사각 기둥 형상의 홀을 형성하는 것으로 족하다. 또한, 측벽부(410) 형성시 개방된 내부 간격이 좁은 홀을 형성하여야 하는 반면, 웰 구조부(410') 형성시 상대적으로 넓은 홀을 형성할 수 있는 공정상의 이점이 발생한다.
이와 같은 웰 구조부(410')를 형성하는 경우, 루프부(430')를 구비하지 않을 수도 있다. 또한, 루프부(430')를 형성하는 경우, 예를 들어 상기 루프부(430')가 스토리지 게이트(150') 상측 일부 또는 전부 커버 가능하도록 함으로써 상기 스토리지 게이트(150')를 통해 전하 저장소자(130')로 유입될 수 있는 광 이동 루트를 일부 또는 전부 차단 가능하다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 제조방법에 대한 개략도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 이미지 센서 제조방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 12를 참고하면, 먼저 픽셀 영역에서 반도체 층(10)에 광전 변환소자(110) 및 전하 저장소자(130)를 형성한다. 그 후, 반도체 층(10) 상에 스토리지 게이트(150)를 형성한다. 이와 같은 구성들은 종래의 일반적인 공정을 적용하여 형성할 수 있으며 별도의 제한이 있는 것은 아니다.
그리고 반도체 층(10)의 상부면 및 스토리지 게이트(150) 외면을 따라 절연층(20)을 증착시킨다. 전술한 바와 같이 절연층(20)은 산화막 및 질화막으로 이루어지는 다층막으로 형성될 수 있으며, 산화질화막이 추가될 수도 있다.
도 13을 참고하면, 그 후 절연층(20) 상에 제1 높이(H1)까지 제1 절연막(310)을 증착시킨다. 이후, 절연막(310)에 홀(330)을 형성한다. 이러한 홀(330)은 예를 들어 사각 테두리형상으로, 제1 절연막(310) 상에 형성되는 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여, 식각 공정을 통해 이루어질 수 있다. 또는, 웰 구조부(430')를 형성하고자 하는 경우, 예를 들어 사각 테두리 내부가 모두 개방된 홀(330)을 형성한다.
도 14를 참고하면, 그리고 나서 홀(330) 내측 공간에 금속물질을 채워 측벽부(410) 또는 웰 구조부(410')를 형성한다. 도 15를 참고하면, 제1 절연막(310) 상에 희생층(Sacrificial Layer, 350)을 증착시킨다. 이러한 희생층(330)은 일 예로 TEOS 등일 수 있다. 그 후 희생층(350) 상에 형성되는 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여, 루프부(430)가 형성될 면을 식각한다. 그리고 나서, 식각된 위치에 금속물질을 채워 루프부(430)를 형성할 수 있다. 이 때 희생층(350)을 식각하는 두께에 따라 루프부(430)가 측벽부(410) 또는 웰 구조부(410')의 상부와 밀착되도록 하는 것을 결정할 수 있다. 즉, 루프부(430)가 형성되는 위치와 대응되는 측 희생층(350)의 전 두께를 식각하거나 그 미만의 두께를 식각하여 이를 결정할 수 있다. 그리고, 제1 절연막(310) 상에 제2 높이(H2)까지 제2 절연막(370)을 증착시킨다. 여기에서 제2 높이(H2)는 제1 높이(H1)보다 더 높은 위치를 의미한다.
또는, 이와 달리 제1 절연막(310) 상에 직접 금속물질을 형성하고, 그 후 상기 금속물질을 식각한 이후 제2 절연막(330)을 제1 절연막(310) 상에 증착시킬 수도 있다(도 16 참고). 이 때에는 루프부(430)의 저부가 측벽부(410) 또는 웰 구조부(410')의 상부와 이격되어 형성하는 것은 불가능하다.
그리고, 제2 절연막(330) 형성 전, 루프부(430)의 평탄화를 위하여 CMP 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
도 17을 참고하면, 그 후 일반적인 공정을 통하여 픽셀 영역에서 컬러필터부(50) 및 렌즈부(60)를 상부 절연막(30) 상에 순차적으로 형성한다. 상기 컬러필터부(50)를 형성한 이후 렌즈부(60) 형성 전 평탄화층(미도시)이 추가로 형성될 수도 있다. 또한, 렌즈부(60)가 형성된 이후 표면 잔류 물질 제거를 위한 별도의 공정이 수행될 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다.
1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서
10 : 반도체 층
110 : 광전 변환소자 130 : 전하 저장소자
150 : 스토리지 게이트 151 : 게이트 전극
20 : 절연층
30 : 상부 절연막
310 : 제1 절연막 330 : 홀
350 : 희생층 370 : 제2 절연막
40 : 쉴드부
410 : 측벽부
411 : 제1 측벽 413 : 제2 측벽
430 : 루프부
50 : 컬러필터부
60 : 렌즈부
1' : 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서
40' : 쉴드부
410' : 웰 구조부 430' : 루프부
H1 : 제1 높이 H2 : 제2 높이

Claims (19)

  1. 내측에 광전 변환소자 및 전하 저장소자를 포함하는 반도체 층;
    상기 반도체 층 상의 스토리지 게이트;
    상기 반도체 층 상의 상부 절연막;
    픽셀 영역 내 상기 상부 절연막 상의 컬러필터부;
    입사하는 광이 대응 화소 내 광전 변환소자로 포커싱되도록 하는, 상기 컬러필터부 상의 렌즈부; 및
    상기 상부 절연막 내에서, 상기 전하 저장소자의 상측으로의 광 유입을 차폐하기 위하여 상기 전하 저장소자의 상 측에 위치하는 쉴드부;를 포함하고,
    상기 쉴드부는
    상기 전하 저장소자의 상 측에서, 상기 반도체 층 상으로부터 상방 연장되는 측벽부; 및 상기 측벽부의 상 측에 배치되어 상부로부터 입사되는 광을 차폐하는 지붕 형상으로, 금속물질을 포함하는 루프부;를 포함하며,
    상기 쉴드부는
    상기 광전 변환소자와 오버랩되지 않고,
    상기 측벽부는
    단위 픽셀 영역 내에서, 상기 전하 저장소자와 인접한 측 스토리지 게이트의 외측면과 인접한 측으로부터 제1 방향을 따라 상방 연장되는 일 측벽부; 및 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 스토리지 게이트와 먼 측 전하 저장소자의 경계에 또는 경계 측과 인접한 측에 제1 방향을 따라 상방 연장되는 타 측벽부;를 포함하며,
    상기 루프부는
    그 측면 말단부가 상기 측벽부의 상부면 최외곽부보다 외측으로 돌출되도록 연장되는, 이미지 센서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 측벽부는
    상기 전하 저장소자의 개방된 상부면을 둘러싸도록 형성되는, 이미지 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 측벽부는
    실질적으로 다각 테두리형으로 형성되는, 이미지 센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 루프부는
    상기 측벽부의 상측을 커버하도록 상기 측벽부의 상단부와 밀착 형성되는, 이미지 센서.
  6. 제3항에 있어서, 상기 루프부는
    상기 측벽부의 상단부로부터 상방 이격된 위치에서 실질적으로 수평 연장 형성되는, 이미지 센서.
  7. 내측에 광전 변환소자 및 전하 저장소자를 포함하는 반도체 층;
    상기 반도체 층 상의 스토리지 게이트;
    상기 반도체 층 상부 표면을 따라 연장되는 절연층;
    상기 절연층 상의 상부 절연막;
    픽셀 영역에서 상기 상부 절연막 상에 형성되는 컬러필터부;
    입사하는 광이 대응 화소 내 광전 변환소자로 포커싱되도록 하는, 상기 컬러필터부 상의 렌즈부; 및
    상기 상부 절연막 내에서, 상기 전하 저장소자의 상측으로의 광 유입을 차폐하기 위하여, 실질적으로 수평 연장되는 부분과 함께 실질적으로 수직 연장되는 부분을 포함하는 쉴드부;를 포함하고,
    상기 쉴드부는
    상기 전하 저장소자의 상 측에서, 상기 반도체 층 상으로부터 상방 연장되는 측벽부; 및 상기 측벽부의 상 측에 배치되어 상부로부터 입사되는 광을 차폐하는 지붕 형상으로, 금속 물질을 포함하는 루프부;를 포함하며,
    상기 쉴드부는
    상기 광전 변환소자와 오버랩되지 않고,
    상기 측벽부는
    상기 스토리지 게이트의 상부면으로부터 제1 방향을 따라 상방 연장되는 일 측벽부; 및 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 스토리지 게이트와 먼 측 전하 저장소자의 경계에 또는 경계 측과 인접한 측에 제1 방향을 따라 상방 연장되는 타 측벽부;를 포함하고,
    상기 루프부는
    그 측면 말단부가 상기 측벽부의 상부면 최외곽부보다 외측으로 돌출되도록 연장되는, 이미지 센서.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 절연층은
    산화막 및 질화막, 또는 산화막 및 질화막 및 산화질화막이 적층된 다층막으로 형성되는, 이미지 센서.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 반도체 층 내에 광전 변환소자 및 전하 저장소자를 형성하는 단계;
    상기 반도체 층 상에 스토리지 게이트를 형성하는 단계;
    상기 반도체 층 상부면 및 스토리지 게이트 외면을 따라 절연층을 증착시키는 단계;
    상기 절연층 상에 제1 높이까지 제1 절연막을 증착시키는 단계;
    상기 절연막에 홀을 형성하는 단계;
    상기 홀 내 금속물질을 채워 측벽부를 형성하는 단계;
    상기 제1 절연막 및 상기 측벽부 상에 금속물질로 이루어지는 루프부를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연막 및 루프부 상에 제2 높이까지 제2 절연막을 증착시키는 단계;를 포함하며,
    상기 측벽부 및 루프부는
    상기 광전 변환소자와 오버랩되지 않고,
    상기 측벽부는
    상기 전하 저장소자의 상 측에서, 상기 반도체층으로부터 상방 연장되고,
    상기 측벽부는
    단위 픽셀 영역 내에서, 상기 전하 저장소자와 인접한 측 스토리지 게이트의 외측면과 인접한 측으로부터 제1 방향을 따라 상방 연장되는 일 측벽부; 및 단위 픽셀 영역 내에서, 상기 스토리지 게이트와 먼 측 전하 저장소자의 경계에 또는 경계 측과 인접한 측에 제1 방향을 따라 상방 연장되는 타 측벽부;를 포함하며,
    상기 루프부는
    그 측면 말단부가 상기 측벽부의 상부면 최외곽부보다 외측으로 돌출되도록 연장되는, 이미지 센서 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 루프부 형성단계는
    상기 측벽부 형성 직후 상기 제1 절연막 상에 희생층을 증착시키는 단계;
    상기 희생층에 루프부가 형성될 위치와 대응되는 측을 식각하는 단계; 및
    상기 희생층의 식각된 위치에 금속물질을 채우는 단계;를 포함하는, 이미지 센서 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 루프부 형성단계는
    루프부가 형성될 측을 식각 시, 희생층의 두께보다 얇은 두께를 식각하여, 형성된 루프부가 하측 측벽부와 맞닿지 않도록 하는, 이미지 센서 제조방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 루프부 형성단계는
    상기 제1 절연막 상에 금속물질을 형성하고, 그 후 상기 금속물질을 식각하여 루프부를 형성하는 것인, 이미지 센서 제조방법.
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