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KR20100021228A - Method for manufacturing image sensor of semiconductor device - Google Patents

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KR20100021228A
KR20100021228A KR1020080080026A KR20080080026A KR20100021228A KR 20100021228 A KR20100021228 A KR 20100021228A KR 1020080080026 A KR1020080080026 A KR 1020080080026A KR 20080080026 A KR20080080026 A KR 20080080026A KR 20100021228 A KR20100021228 A KR 20100021228A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image sensor
color filter
manufacturing
metal pad
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020080080026A
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Korean (ko)
Inventor
이귀덕
Original Assignee
주식회사 동부하이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동부하이텍 filed Critical 주식회사 동부하이텍
Priority to KR1020080080026A priority Critical patent/KR20100021228A/en
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    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
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Abstract

종래의 이미지 센서 제조 방법에서는, 각각의 컬러 필터들이 서로 상이한 두께로 형성되기 때문에, 마이크로 렌즈 공정을 진행하기 전에 이러한 두께 차를 보상하기 위해 평탄화층을 반드시 형성하여야 하며, 이로 인해 빛이 포토 다이오드에 도달하기까지 투과해야 하는 층(layer)의 수가 증가하게 되어 빛의 손실을 가져온다는 문제가 있다. 이에 본 발명은, 빛이 포토 다이오드에 도달하기까지 거쳐야 하는 층의 수를 줄여 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Silicon) 이미지 센서의 감도를 향상시킬 수 있으며, CMOS 이미지 센서 제조에 필요한 층의 개수를 줄임으로써 전체 공정 기간을 단축시킬 수 있는 이미지 센서 제조 방안을 마련코자 한다.In the conventional image sensor manufacturing method, since the respective color filters are formed with different thicknesses, a flattening layer must be formed to compensate for the thickness difference before proceeding with the microlens process, so that light is applied to the photodiode. There is a problem in that the number of layers that must pass through to reach is increased, resulting in the loss of light. Accordingly, the present invention can improve the sensitivity of a complementary metal-oxide-silicon (CMOS) image sensor by reducing the number of layers that light must pass through the photodiode, and reduce the number of layers required for manufacturing a CMOS image sensor. In order to reduce the overall process period, an image sensor manufacturing method will be prepared.

Description

반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING IMAGE SENSOR OF SEMICONDUCTOR DEVICE}Method for manufacturing image sensor of semiconductor device {METHOD FOR MANUFACTURING IMAGE SENSOR OF SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 소자의 이미지 센서 제조 기술에 관한 것으로, 특히 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Silicon) 이미지 센서의 감도를 개선하고 공정 과정을 줄이는데 적합한 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for manufacturing an image sensor of a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing an image sensor of a semiconductor device suitable for improving the sensitivity of a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Silicon) image sensor and reducing a process.

일반적으로, 이미지 센서라 함은 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 이중 전하결합소자(CCD : Charge Coupled Device)는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 캐패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 소자이다. 더욱이, CMOS(Complementary MOS) 이미지 센서는 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소 수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. In a dual charge coupled device (CCD), individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors are very different from each other. A device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while in close proximity. Furthermore, CMOS (Complementary MOS) image sensors use CMOS technology, which uses control circuits and signal processing circuits as peripheral circuits, to make MOS transistors as many as the number of pixels, and to sequentially output them using them. It is a device that adopts a switching method for detecting output.

이러한 다양한 이미지 센서를 제조함에 있어서, 이미지 센서의 감광도(photo sensitivity)를 증가시키기 위한 노력들이 진행되고 있는바 그 중 하나가 집광 기술이다. 예컨대, CMOS 이미지 센서는 빛을 감지하는 광감지 소자부분과, 감지된 빛을 전기적신호로 처리하여 데이터화하는 CMOS 논리 회로부분으로 구성되어 있는데, 광감도를 높이기 위해서는 전체 이미지 센서 면적에서 광감지 소자부분의 면적이 차지하는 비율(이를 통상 'Fill Factor'라 한다)을 크게 하려는 노력이 진행되고 있지만, 근본적으로 논리 회로부분을 제거할 수 없기 때문에 제한된 면적 하에서 이러한 노력에는 한계가 있다.In manufacturing such various image sensors, efforts are being made to increase the photo sensitivity of the image sensor, and one of them is a light condensing technology. For example, the CMOS image sensor is composed of a light sensing element portion that senses light and a CMOS logic circuit portion that processes the detected light into an electrical signal to make data. Efforts have been made to increase the area occupied (commonly called 'Fill Factor'), but there is a limit to such efforts under a limited area because the logic circuit part cannot be removed.

한편, 종래 CMOS 이미지 센서 제조 공정에서는 논리 회로 영역에 금속 패드를 형성하고 그 결과물에 외부의 수분 및 스크래치로부터 소자를 보호하기 위하여 소자 보호막을 증착하고 이를 식각하여 금속 패드의 오픈 공정을 수행한 후에 광감지 소자 영역에 컬러 필터 어레이(Color Filter Array)를 형성하게 된다.On the other hand, in the conventional CMOS image sensor manufacturing process to form a metal pad in the logic circuit area and to protect the device from the external moisture and scratches on the resultant to deposit a device protective film and etching it to perform an open process of the metal pad after optical The color filter array is formed in the sensing element region.

이하에서는, 도 1a 내지 도 1g를 참조하여, 종래 기술에 의한 CMOS 이미지 센서 제조 과정을 간략히 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of manufacturing a CMOS image sensor according to the prior art will be briefly described with reference to FIGS. 1A to 1G.

도면에서 도면 부호 A는 광감지 소자 영역, B는 논리 회로 영역을 나타낸 것이다.In the drawing, reference numeral A denotes a photosensitive device region, and B denotes a logic circuit region.

먼저 도 1a에 도시된 바와 같이, 이미지 센서의 단위화소간의 전기적인 절연을 위하여 필드 절연막(미도시함)과, 필드 절연막 사이에 적어도 하나이상의 광감지 소자(미도시함) 및 논리 회로(미도시함)가 형성된 반도체 기판(1) 상부에 절연막(10)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a field insulating film (not shown) and at least one photosensitive device (not shown) and a logic circuit (not shown) are provided between the field insulating films for electrical insulation between the unit pixels of the image sensor. The insulating film 10 is formed on the semiconductor substrate 1 on which the semiconductor substrate 1 is formed.

결과물 전면에 금속 물질을 증착하고 이를 패터닝하여 기판(1)의 논리 회로 영역(B)의 절연막(10) 상부에 금속 패드(102)를 형성한다. 이때 금속 패드(102) 상/하부에는 티타늄질화막(TiN)과 같은 반사방지막(101)이 증착될 수도 있다.A metal material is deposited on the entire surface of the resultant and patterned to form a metal pad 102 on the insulating film 10 of the logic circuit region B of the substrate 1. In this case, an anti-reflection film 101 such as titanium nitride (TiN) may be deposited on and under the metal pad 102.

그 다음 금속 패드(102)가 형성된 결과물 전면에 외부의 수분 및 스크래치로부터 소자를 보호하기 위하여 소자 보호막(104, 106)을 증착한다. 이때, 소자 보호막은, 예를 들어 TEOS(Tetraethylorthosilicate)박막(104)과 USG(Undoped Silicate Glass)막(106)이 적층된 구조일 수 있다.Then, device protection films 104 and 106 are deposited on the entire surface of the resultant metal pad 102 to protect the device from external moisture and scratches. In this case, the device passivation layer may have, for example, a structure in which a TEOS (Tetraethylorthosilicate) thin film 104 and an USG (Undoped Silicate Glass) film 106 are stacked.

이어서 도 1b에 도시된 바와 같이, 광감지 소자 영역(A)을 마스킹하고 식각 공정을 진행하여 소자 보호막(106, 104) 및 반사방지막(101)이 식각되어 금속 패드(102) 표면 일부가 드러나는 오픈 영역(108)을 형성한다. 이때 오픈 영역(108)은 이후 패키지 공정시 와이어 본딩이 이루어질 금속 패드(102) 표면을 노출시키기 위한 것이다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, the photosensitive device region A is masked and subjected to an etching process to open the device protective layers 106 and 104 and the anti-reflection film 101 by etching to expose a part of the surface of the metal pad 102. Area 108 is formed. At this time, the open area 108 is for exposing the surface of the metal pad 102 to be wire bonded during the packaging process.

그 다음 도 1c에 도시된 바와 같이, 단차 극복 및 접착(adhesion)을 좋게 하기 위하여 광감지 소자 영역(A)의 소자 보호막(106) 상부에 제 1 평탄화층(110)을 얇게 형성한다. 이러한 제 1 평탄화층(110)의 목적은, 후속되는 컬러 필터의 코팅을 원활하게 하고 이미지 센서의 구동 및 응답력을 최대화하기 위함이다.Next, as shown in FIG. 1C, the first planarization layer 110 is thinly formed on the device protection layer 106 of the photosensitive device region A in order to overcome the step difference and improve adhesion. The purpose of this first planarization layer 110 is to facilitate the coating of subsequent color filters and to maximize the drive and response of the image sensor.

계속해서 도 1d에 도시된 바와 같이, 광감지 소자 영역(A)의 제 1 평탄화층(110) 상부에 컬러 필터 어레이를 형성한다. 이때 컬러 필터 어레이 제조 공정은 제 1 평탄화층(110) 상부에 염색된 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상하여 광감지 소자 영역(A)의 일부에 청색, 녹색, 적색의 컬러 필터(112a, 112b, 112c)를 어레이 형태로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, a color filter array is formed on the first planarization layer 110 in the photosensitive device region A. FIG. At this time, the color filter array manufacturing process is applied to the photoresist dyed on the first planarization layer 110, exposed and developed to a part of the photosensitive device region (A) blue, green, red color filters 112a, 112b, 112c) is formed in the form of an array.

그런 다음, 도 1e에서는, 컬러 필터(112a, 112b, 112c)가 형성된 광감지 소자 영역(A) 전면에 포토레지스트(도시 생략)를 도포하고 노광 및 현상으로 이를 패터닝하여 컬러 필터(112a, 112b, 112c)를 둘러싼 형태로 제 2 평탄화층(114)을 두껍게 형성한 후, 컬러 필터(112a, 112b, 112c)의 코팅을 원활하게 하기 위해 사용된 제 1 평탄화층(110)중 금속 패드(102) 영역의 제 1 평탄화층을 제거하는 O2 애싱(ashing)을 실시한다. 이때, 제 2 평탄화층(114)의 코팅 목적은, 컬러 필터 및 마이크로 렌즈를 보호하기 위함이다.Then, in FIG. 1E, a photoresist (not shown) is applied to the entire surface of the photosensitive device region A on which the color filters 112a, 112b, and 112c are formed, and patterned by exposure and development to color filter 112a, 112b, After the thickening of the second planarization layer 114 in the form surrounding the 112c, the metal pad 102 of the first planarization layer 110 used to smooth the coating of the color filters 112a, 112b and 112c. O 2 ashing is performed to remove the first planarization layer of the region. At this time, the purpose of coating the second planarization layer 114 is to protect the color filter and the micro lens.

이후 도 1f에서는, 마이크로 렌즈 형성을 위한 포토레지스트(도시 생략)를 도포하고 노광 및 현상으로 이를 패터닝하여 마이크로 렌즈 포토레지스트 패턴(116)을 형성한다.1F, a photoresist (not shown) for forming a microlens is applied and patterned by exposure and development to form a microlens photoresist pattern 116.

끝으로 도 1g에서는, 열처리 공정을 실시하여 상기 마이크로 렌즈 포토레지스트 패턴(116)을 리플로우(reflow)시켜 제 2 평탄화층(114) 상부에 광을 집약시켜주는 반구형 마이크로렌즈(118)를 형성함으로써 CMOS 이미지 센서의 제조 공정을 완료한다.Finally, in FIG. 1G, a heat treatment process is performed to reflow the microlens photoresist pattern 116 to form a hemispherical microlens 118 that concentrates light on the second planarization layer 114. Complete the manufacturing process of the CMOS image sensor.

그런데 종래의 이미지 센서 제조 방법은, 도 1d에 도시한 바와 같이, 각각의 컬러 필터, 즉 청색, 녹색, 적색의 컬러 필터들이 서로 상이한 두께로 형성되기 때문에, 마이크로 렌즈 공정을 진행하기 전에 이러한 두께 차를 보상하기 위해 평탄화층을 반드시 형성하여야 하며, 이로 인해 빛이 포토 다이오드에 도달하기까지 투과해야 하는 층(layer)의 수가 증가하게 되어 빛의 손실을 가져온다는 문제가 있다.However, in the conventional image sensor manufacturing method, as shown in FIG. 1D, each color filter, that is, blue, green, and red color filters are formed to have different thicknesses. In order to compensate for this problem, a planarization layer must be formed, which increases the number of layers through which light passes through the photodiode, resulting in a loss of light.

결과적으로, 종래의 공정 기술에서는 CMOS 이미지 센서의 감도가 저하될 수밖에 없다.As a result, in the conventional process technology, the sensitivity of the CMOS image sensor is inevitably lowered.

이에 본 발명은, 빛이 포토 다이오드에 도달하기까지 거쳐야 하는 층의 수를 줄여 CMOS 이미지 센서의 감도를 향상시킬 수 있는 이미지 센서 제조 방안을 마련코자 한다.Accordingly, the present invention is to provide a method of manufacturing an image sensor that can improve the sensitivity of the CMOS image sensor by reducing the number of layers to pass through the light reaches the photodiode.

또한 본 발명은, CMOS 이미지 센서 제조에 필요한 층의 개수를 줄임으로써 전체 공정 기간을 단축시킬 수 있는 이미지 센서 제조 방안을 마련코자 한다.In addition, the present invention is to provide an image sensor manufacturing method that can shorten the overall process period by reducing the number of layers required for the CMOS image sensor manufacturing.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 반도체 기판의 논리 회로 영역에 금속 패드를 형성하는 과정과, 상기 금속 패드가 형성된 결과물 전면에 소자 보호막을 증착하는 과정과, 상기 소자 보호막을 식각하여 상기 금속 패드의 표면 일부가 드러나는 오픈 영역을 형성하는 과정과, 상기 반도체 기판의 광감지 소자 영역에 컬러 필터를 형성하는 과정과, 리플로우 공정을 적용하여 상기 컬러 필터를 반구형 마이크로 렌즈로 형성하는 과정을 포함하는 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법을 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a process of forming a metal pad in a logic circuit region of a semiconductor substrate, a process of depositing a device protective film on an entire surface of the resultant product on which the metal pad is formed, and etching the device protective film Forming an open area in which a part of the surface of the metal pad is exposed, forming a color filter in the photosensitive device region of the semiconductor substrate, and forming a color filter as a hemispherical micro lens by applying a reflow process. It provides a method for manufacturing an image sensor of a semiconductor device comprising a process.

본 발명에 의하면, 빛이 포토 다이오드에 도달하기까지 거쳐야 하는 층의 개수를 줄임으로써, CMOS 이미지 센서의 이미지 감도를 개선하고 공정의 단순화를 꾀할 수 있다.According to the present invention, by reducing the number of layers that light must pass through to the photodiode, the image sensitivity of the CMOS image sensor can be improved and the process can be simplified.

본 발명의 기술 요지는, 반도체 기판의 광감지 소자 영역에 컬러 필터를 형성하고, 컬러 필터 자체에 리플로우(reflow) 공정을 적용하여 광 집약을 위한 각각의 반구형 마이크로 렌즈를 형성함으로써, 빛이 포토 다이오드에 도달하기까지 거쳐야 하는 층의 개수를 줄여 CMOS 이미지 센서의 이미지 감도를 개선하고 공정의 단순화를 구현한다는 것으로, 이러한 기술 사상으로부터 본 발명의 목적으로 하는 바를 용이하게 달성할 수 있을 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The technical gist of the present invention is to form a color filter in a photosensitive device region of a semiconductor substrate, and to apply a reflow process to the color filter itself to form respective hemispherical microlenses for light concentration, whereby light By reducing the number of layers to reach the diode to improve the image sensitivity of the CMOS image sensor and implement the process simplification, it will be easy to achieve the object of the present invention from this technical idea.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 이미 지 센서 제조 과정을 예시한 공정 단면도로서, 도면에서 도면 부호 A는 광감지 소자 영역, B는 논리 회로 영역을 나타낸다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a process of fabricating an image sensor of a semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention, wherein A represents a photosensitive device region and B represents a logic circuit region.

이하, 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 본 발명에 따른 이미지 센서, 예컨대 CMOS 이미지 센서 제조 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, a process of manufacturing an image sensor, for example, a CMOS image sensor, according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2E.

먼저 도 2a에 도시된 바와 같이, 이미지 센서의 단위화소간의 전기적인 절연을 위하여 필드 절연막(미도시함)과, 필드 절연막 사이에 적어도 하나이상의 광감지 소자(미도시함) 및 논리 회로(미도시함)가 형성된 반도체 기판(2) 상부에 절연막(20)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, a field insulating film (not shown) and at least one light sensing element (not shown) and a logic circuit (not shown) are provided between the field insulating films for electrical insulation between unit pixels of the image sensor. The insulating film 20 is formed on the semiconductor substrate 2 on which the semiconductor substrate 2 is formed.

결과물 전면에 금속 물질을 증착하고 이를 패터닝하여 기판(2)의 논리 회로 영역(B)의 절연막(20) 상부에 금속 패드(202)를 형성한다. 이때 금속 패드(202) 상/하부에는 티타늄질화막(TiN)과 같은 반사방지막(201)이 증착될 수도 있다.A metal material is deposited on the entire surface of the resultant and patterned to form a metal pad 202 on the insulating film 20 in the logic circuit region B of the substrate 2. In this case, an anti-reflection film 201 such as titanium nitride (TiN) may be deposited on and under the metal pad 202.

그 다음 금속 패드(202)가 형성된 결과물 전면에 외부의 수분 및 스크래치로부터 소자를 보호하기 위하여 소자 보호막(204, 206)을 증착한다. 이때, 소자 보호막은, 예를 들어 TEOS(Tetraethylorthosilicate)박막(204)과 USG(Undoped Silicate Glass)막(206)이 적층된 구조일 수 있다.Then, device protection layers 204 and 206 are deposited on the entire surface of the resultant metal pad 202 to protect the device from external moisture and scratches. In this case, the device protection layer may have, for example, a structure in which a TEOS (Tetraethylorthosilicate) thin film 204 and an USG (Undoped Silicate Glass) film 206 are stacked.

이어서 도 2b에 도시된 바와 같이, 광감지 소자 영역(A)을 마스킹하고 식각 공정을 진행하여 소자 보호막(206, 204) 및 반사방지막(201)이 식각되어 금속 패드(202) 표면 일부가 드러나는 오픈 영역(208)을 형성한다. 이때 오픈 영역(208)은 이후 패키지 공정시 와이어 본딩이 이루어질 금속 패드(202) 표면을 노출시키기 위한 것이다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, the photosensitive device region A is masked and an etching process is performed to open the device protective layers 206 and 204 and the anti-reflection film 201 to expose portions of the surface of the metal pad 202. Area 208 is formed. In this case, the open area 208 is for exposing the surface of the metal pad 202 to be wire bonded during the packaging process.

그 다음 도 2c에 도시된 바와 같이, 단차 극복 및 접착(adhesion)을 좋게 하기 위하여 광감지 소자 영역(A)의 소자 보호막(206) 상부에 제 1 평탄화층(210)을 얇게 형성한다. 이러한 제 1 평탄화층(210)의 목적은, 후속되는 컬러 필터의 코팅을 원활하게 하고 이미지 센서의 구동 및 응답력을 최대화하기 위함이다.Next, as shown in FIG. 2C, the first planarization layer 210 is thinly formed on the device protection film 206 of the photosensitive device region A in order to overcome the step difference and improve adhesion. The purpose of this first planarization layer 210 is to facilitate the coating of subsequent color filters and to maximize the driving and response of the image sensor.

계속해서 도 2d에 도시된 바와 같이, 광감지 소자 영역(A)의 제 1 평탄화층(210) 상부에 컬러 필터 어레이를 형성한다. 이때, 컬러 필터 어레이 제조 공정은, 제 1 평탄화층(210) 상부에 염색된 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상하여 광감지 소자 영역(A)의 일부에 청색, 녹색, 적색의 컬러 필터(212a, 212b, 212c)를 어레이 형태로 형성하는 과정을 포함한다. 도 2에서 알 수 있듯이, 각각의 컬러 필터(212a, 212b, 212c)는 서로 상이한 두께, 예컨대 청색 컬러 필터(212a)보다 녹색 컬러 필터(212b)가 두껍게 형성되며, 녹색 컬러 필터(212b)보다 적색 컬러 필터(212c)가 더 두껍게 형성됨을 알 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, a color filter array is formed on the first planarization layer 210 of the photosensitive device region A. Referring to FIG. In this case, the color filter array manufacturing process may be performed by applying, exposing and developing the dyed photoresist on the first planarization layer 210 to apply a blue, green, and red color filter 212a to a part of the photosensitive device region A. 212b and 212c) to form an array. As can be seen in FIG. 2, each of the color filters 212a, 212b, and 212c has a different thickness, for example, a green color filter 212b is formed thicker than the blue color filter 212a, and is red than the green color filter 212b. It can be seen that the color filter 212c is formed thicker.

그런 다음, 도 2e에서는, 종래와 같이 평탄화층을 형성하는 공정 과정 없이, 컬러 필터(212a, 212b, 212c) 자체에 리플로우(reflow) 공정을 적용하여 광 집약을 위한 각각의 반구형 마이크로 렌즈(218a, 218b, 218c)를 형성한다.Then, in FIG. 2E, each of the hemispherical microlenses 218a for light aggregation is applied by applying a reflow process to the color filters 212a, 212b, and 212c itself without the process of forming the planarization layer as in the related art. , 218b, 218c.

도 2e에서 알 수 있듯이, 각각의 컬러 필터(212a, 212b, 212c)에 대해 직접 리플로우 공정을 적용하기 때문에, 각각의 반구형 마이크로 렌즈(218a, 218b, 218c)는, 각각의 청색, 녹색 적색의 컬러 필터(212a, 212b, 212c)의 두께 차이에 비례하여 각기 상이한 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.As can be seen in FIG. 2E, since the direct reflow process is applied to each of the color filters 212a, 212b, and 212c, each hemispherical microlens 218a, 218b, and 218c has its own blue, green, red color. It is characterized by being formed in different thicknesses in proportion to the thickness difference of the color filters (212a, 212b, 212c).

즉, 도 2e는 본 실시예의 가장 큰 특징으로서, 컬러 필터(212a, 212b, 212c) 를 형성한 후 각각의 컬러 필터에 대해 리플로우 공정을 바로 적용하여, 평탄화층이나 추가적인 마스크 패턴을 사용하지 않고 마이크로 렌즈를 형성하도록 구현하였다.That is, FIG. 2E is the biggest feature of the present embodiment. After the color filters 212a, 212b, and 212c are formed, a reflow process is directly applied to each color filter, without using a planarization layer or an additional mask pattern. It was implemented to form a micro lens.

이로 인해 본 발명은, 종래와 같은 평탄화층, 포토레지스트 패턴 등이 필요치 않기 때문에 공정 과정이 대폭 줄어들게 되며, 빛이 투과해야 하는 전체 층의 개수가 크게 줄어들어 빛의 손실을 최소화할 수 있는 이미지 센서를 구현할 수 있을 것이다.As a result, the present invention eliminates the need for a flattening layer, a photoresist pattern, and the like, thereby greatly reducing the number of layers, and greatly reducing the total number of layers through which light must pass, thereby minimizing light loss. Could be implemented.

한편, 지금까지 본 발명의 실시예에 대해 상세히 기술하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 국한되는 것은 아니며, 후술하는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주 내에서 당업자로부터 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.Meanwhile, the embodiments of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims below. to be.

도 1a 내지 도 1g는 종래의 반도체 소자의 이미지 센서 제조 과정을 나타낸 공정 단면도,1A to 1G are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing an image sensor of a conventional semiconductor device;

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 이미지 센서 제조 과정을 예시한 공정 단면도.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing an image sensor of a semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention.

Claims (4)

반도체 기판의 논리 회로 영역에 금속 패드를 형성하는 과정과,Forming a metal pad in a logic circuit region of the semiconductor substrate, 상기 금속 패드가 형성된 결과물 전면에 소자 보호막을 증착하는 과정과,Depositing a device protection film on the entire surface of the resultant metal pad formed thereon; 상기 소자 보호막을 식각하여 상기 금속 패드의 표면 일부가 드러나는 오픈 영역을 형성하는 과정과,Etching the device protection layer to form an open area in which a part of the surface of the metal pad is exposed; 상기 반도체 기판의 광감지 소자 영역에 컬러 필터를 형성하는 과정과,Forming a color filter in the photosensitive device region of the semiconductor substrate; 리플로우 공정을 적용하여 상기 컬러 필터를 반구형 마이크로 렌즈로 형성하는 과정Process of forming the color filter into a hemispherical micro lens by applying a reflow process 을 포함하는 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법.Image sensor manufacturing method of a semiconductor device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컬러 필터를 형성하는 과정은,Forming the color filter, 상기 반도체 기판의 광감지 소자 영역에 염색된 포토레지스트를 도포하는 과정과,Applying a dyed photoresist to the photosensitive device region of the semiconductor substrate; 상기 포토레지스트를 노광 및 현상하여 상기 광감지 소자 영역의 일부에 각각 청색, 녹색, 적색의 컬러 필터를 어레이(array) 형태로 형성하는 과정Exposing and developing the photoresist to form blue, green, and red color filters in an array form on a part of the photosensitive device region, respectively. 을 포함하는 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법.Image sensor manufacturing method of a semiconductor device comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 각각의 청색, 녹색, 적색의 컬러 필터는, 서로 상이한 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법.Each of the blue, green, and red color filters is formed with a different thickness from each other. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 반구형 마이크로 렌즈는, 상기 각각의 청색, 녹색 적색의 컬러 필터의 두께 차이에 비례하여 각기 상이한 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 이미지 센서 제조 방법.The hemispherical microlenses are formed with different thicknesses in proportion to the thickness differences of the respective blue and green red color filters.
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KR20190128877A (en) * 2018-05-09 2019-11-19 삼성전자주식회사 Image sensor and electronic device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190128877A (en) * 2018-05-09 2019-11-19 삼성전자주식회사 Image sensor and electronic device
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