KR100238922B1 - 고상 영상 픽업 장치 - Google Patents
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Abstract
고상 영상 픽업 장치에 있어서, 고용융점 금속막은 광전기 변환 소자의 개구영역을 규정하는 광 차폐막으로서 셀 부분 영역(광전기 변환부)에 사용되고, 고용융점 금속으로 피복되는 알루미륨 막은 와이어링으로서 주변 영역에 사용된다.
Description
제1a도 및 제1b도는 종래의 기술을 보여주는 단면도.
제2도 및 제3도는 종래 기술의 문제점을 보여주는 단면도.
제4a도 및 제4b도는 본 발명의 제1실시예에 대한 단면도.
제5도는 제1a도 및 제1b도의 실시예의 효과를 설명하는 단면도.
제6a도 및 제6b도는 본 발명의 제2실시예를 보여주는 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
2 : p형 웰 3 : n 전도형 광전기 변환 영역
4 : n 전도형 전하 전달 영역 8 : 알루미늄 와이어링
본 발명은 고상 영상 픽업 장치(solid-state image pickup device) 예를 들면, 고상 영상 센서에 관한 것으로 특히 고상 영상 픽업 장치의 와이어링들을 형성하는 금속막과 광 차폐막들의 구조에 관한 것이다.
제 1(a) 및 1(b)도를 참조하면, 셀 부분 영역(광전기 변환부)과 주변 영역의 단면도가 도시되어 있다. 이 도면에서는, 참조번호(1)는 n형 반도체 기판을 가리키고, (2)는 상기 기판에 형성된 p형 웰을 가리키며, (3)은 p 형 웰(2)에 형성된 n 전도형 광전기 변환 영역을 가리키고, (4)는 p형 웰(2)에 또한 형성된 n 전도형 전하 전달 영역을 가리키며, (5)는 고농도로 p형 도펀트를 도핑함으로써 소자들 사이에 형성되는 소자 분리 영역을 가리키고, (6)은 p형 웰(2)상에 형성된 절연막을 가리키고, (7)은 전하 리드아웃 전극으로서 또한 작용하는 폴리실리콘으로 형성된 전하 전달 전극을 가리키고, (8)은 주변 영역상에 형성된 알루미늄 와이어링을 가리키며, (8b)는 광전기 변환 영역(3) 위의 개구 또는 홀(hall)을 갖는 알루미늄 광 차폐막을 가리킨다.
칼라 필터막(10) 및 마이크로렌즈(11) 등은 제 2 도에 도시된 바와같이 고상 영상 픽업 장치 위에 형성된다.
알루미늄 박막은 앞서 언급한 종래의 고상 영상 픽업 장치내의 광 차폐막으로서 사용된다. 알루미늄 박막은 충분한 광 차폐 성능을 갖도록 약 0.8㎛ 정도의 두께를 가져야만 한다. 광전기 변환 소자의 개구 폭은 고상 영상 픽업 장치의 고밀도 집적이 최근에 현저히 발전되어온 관계로 줄어들었다. 380,000 픽셀들을 갖고 있으며 1/3 인치 튜브와 호환하는 장치는 2㎛ 보다 크지 않은 개구폭을 갖고 있다. 개구 영역이 감소된 경우 상기 장치의 감도가 낮아지지 않도록 하기 위해 제 2 도에 도시되어 있듯이 광전기 변환 소자상에 마이크로렌즈(11)를 형성함으로써, 입사광을 집광하는 것이 필수적이다. 그러나, 종래의 알루미늄막이 광 차폐막으로서 사용된다면, 광차폐막(8b)의 상단측(8ba)내에 형성된 개구의 영역은, 알루미늄 박막의 두께가 광 차폐막의 개구의 치수보다 더 크기 때문에, 막(8b)의 하단측(8bb)내의 개구 영역과 같게 될 것이다. 즉, 개구는 전하 전달 전극(7)의 두께를 포함해 알루미늄 막의 전체 높이(보통 1㎛보다 낮음)를 따라서 좁은 폭으로 형성될 것이다. 따라서, 마이크로렌즈(11)의 주변으로부터의 입사광은 알루미늄 광 차폐막(8b)의 개구의 엣지(edge) 근처에서 반사되어 상기 장치의 감도를 떨어뜨린다.
제 3 도에 도시된 바와 같이, 노출될 영역(13)이외의 영역(14)은, 음의 포토 레지스트(photoresist)가 종래의 알루미늄 광 차폐막을 이용하여 고상 영상 픽업 장치내의 칼라 필터의 염색 매트릭스(12)가 될 때, 알루미늄 광 차폐막(8b)의 표면상에서의 광의 무작위한 반사에 기인하여 노출된다. 이러한 결과로서 패터닝 (patterning) 정밀성이 떨어진다.
힐러크(hillock)라 불리는 돌출부는 알루미늄 와이어링 또는 알루미늄 광 차폐막상에 형성될 수 있다. 이것은 제품의 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 종래의 고상 영상 픽업 장치의 상술한 결점을 해결하는 것이다.
본 발명에 따르면, 고상 영상 픽업 장치에서, 고용융점 금속막은 광전기 변환 소자의 개구 영역을 규정하는 광차폐막으로서 셀 부분영역(광전기 변환부)에서 사용되고, 고용융점 금속으로 피복되는 알루미늄 막은 와이어링으로서 주변 영역에서 사용된다.
본 발명의 실시예는 도면을 참고로 설명될 것이다.
제 4(a) 및 4(b)도를 참조하면, 본 발명의 고상 영상 픽업 장치의 제1실시예의 셀 부분 영역과 이 셀 부분의 주변 영역이 도시되어 있다. 제 4(a) 및 4(b)도에 도시되어 있듯이, p형 웰(2)은 n형 반도체 기판(1)상에 형성된다. n 전도형 광전기 변환 영역(3), n 전도형 전하 전달 영역(4), 및 p 전도형 고농도 도핑된 영역인 소자 분리 영역(5)은 p형 웰(2)의 표면 영역내에 형성된다. 폴리실리콘으로 만들어진 전하 전달 전극(7)은 반도체 기판 위의 셀 부분내의 절연막(6)을 통해서 이 절연막(6)내에 형성된다. 알루미늄 와이어링(8)은 반도체 기판위의 셀 영역의 주변 영역내의 절연층(6)상에 형성된다. 알루미늄 와이어링(8)을 피복하는 텅스텐 박막(9) 및 광전기 변환 소자의 개구를 규정하는 텡스텐 광차폐막(9a)이 주변 및 셀 영역에 각각 형성된다.
텅스텐 박막(9)이 광 차폐막으로서 사용되면, 약 0.4㎛의 두께를 갖는 박막(9)은 충분한 광 차폐 능력을 제공할 수 있다. 따라서, 이러한 구조에서, 광 차폐막의 상단면의 높이는 종래의 광 차폐막 보다 낮게 만들어질 수 있고, 상단면상의 개구 영역은 종래의 것보다 더 넓게 만들어질 수 있다. 그러므로, 칼라 필터층(10)과 마이크로렌즈(11)가 본 실시예의 고상 영상 픽업 장치상에 형성되어 있을 때에, 마이크로렌즈(11)의 주변으로부터의 광은, 제 5 도에 도시된 바와같이 광 차폐막상에서 반사되는 것이 방지된다.
텅스텐과 같은 고용융점 금속은 알루미늄의 광반사 계수의 약 1/4 의 반사계수를 갖고 있기 때문에 텅스텐 박막을 광 차폐막으로서 사용한다면 칼라 필터 염색 매트릭스의 패터닝시에 원하지 않는 부분의 영역은 빛에 노출되지 않는다. 이는 패터닝을 정밀하게 실행할 수 있게 해준다.
주변 영역내의 와이어링이 고용융점 금속으로 알루미늄막을 피복함으로써 제조되기 때문에, 알루미늄 막은 고용융점 금속을 패터닝하기 위한 에칭 단계에서 에치되는 것이 방지된다. 텅스텐 박막은 알루미늄 와이어링상에서 유지되어, 알루미늄 와이어링상에 힐러크(hillock)가 형성되는 것을 방지하기 위하여, 패터닝 단계 후에, 보호막으로서 작용한다.
제 6(a) 및 6(b)도를 참조하면, 본 발명의 고상 영상 픽업 장치의 제 2 실시예의 셀 부분과 주변 영역들이 도시되어 있다. 이 실시예에서, 알루미늄 와이어링(8)이 알루미늄 박막을 패터닝함으로써 셀 부분의 주변 영역에 형성될 때, 이러한 알루미늄 와이어링의 형성과 동시에, 전하 전달 영역(4)에 대응하는 부분은 셀 부분 영역내의 알루미늄 광 차폐막(8a)과 함께 형성된다. 제 2 실시예는 서두를 제외하고 제 1 실시예와 실질적으로 동일하다. 본 실시예에서, 텅스텐 박막은 알루미늄 광 차폐막(8a)을 제공함으로써 더욱 얇게 만들 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 고상 영상 픽업 장치에서, 고용융점 금속막은 광전기 변환 소자의 개구를 규정하는 광 차폐막으로서 셀부분 영역에 사용되고, 알루미늄 와이어링은 주변 영역에서 고용융점 금속으로 피복된다. 그러므로, 마이크로렌즈의 주변으로부터의 입사광들은 광 차폐막상에서 반사되지 않으므로 감도의 감소가 방지된다.
텅스텐과 같은 고용융점 금속은 약 20% 의 광 반사 계수를 가지고 있는 한편 알루미늄은 90% 보다 적지 않은 계수를 갖고 있기 때문에, 본 발명에 따라, 칼라 필터의 패터닝시에 광 반사에 기인하는 패턴 왜곡들이 발생되는 것이 방지된다.
알루미늄 와이어링은 고용융점 금속막에 의해 보호되기 때문에, 힐러크가 성장되기 어려워 장치의 신뢰도가 증진된다.
Claims (5)
- 고상 영상 픽업 장치에 있어서, 광전기 변환부에 형성되어 입사광을 전기 신호들로 변환시키는 다수의 광전기 변환소자들과, 상기 광전기 변환부 외부의 반도체 기판상에 형성된 알루미늄 와이어링 들 및, 상기 알루미늄 와이어링들을 피복하는 상기 알루미늄 와이어링들용 보호막뿐만 아니라, 상기 광전기 변환부내의 상기 광전기 변환 소자들의 개구들을 형성하는 광 차폐막으로서 작용하는 고용융점 금속으로 이루어진 막으로서, 상기 막은 상기 알루미늄 와이어링들의 두께보다 얇은 두께를 가지며, 상기 알루미늄 와이어링들과 마주 대하는 제 1 표면과, 상기 제 1 면의 반대편에 있고 면 위에 알루미늄 막을 갖지 않는 제 2 표면을 구비하는, 상기 고상 영상 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광 차폐막을 형성하는 상기 고용융점 금속은 텅스텐인 고상 영상 픽업 장치.
- 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 광 차폐막은 0.4㎛ 의 두께를 갖는 고상 영상 픽업 장치.
- 고상 영상 픽업 장치에 있어서, 광전기 변환부에 형성되어 입사광을 전기 신호들로 변환시키는 다수의 광전기 변환소자들과, 상기 광전기 변환부 외부의 반도체 기판상에 형성된 알루미늄 와이어링 들 및, 상기 광전기 변환부내의 상기 광전기 변환 소자들의 개구들을 규정하며, 상기 알루미늄 와이어링들을 피복하는 광 차폐막으로서 작용하는 고용융점 금속으로 이루어진 막으로서, 상기 알루미늄 와이어링들의 두께보다 얇은 두께를 가지는 상기 고용융점 금속으로 이루어진 막과, 상기 광전기 변환부내의 전하 전달 영역의 위에 있는 고용융점 금속막 밑에 형성된 알루미늄 광 차폐막을 구비하는 고상 영상 픽업 장치.
- 고상 영상 픽업 장치에 있어서, 광전기 변환부에 형성되어 입사광을 전기 신호들로 변환시키는 다수의 광전기 변환소자들과, 상기 광전기 변환부 외부의 반도체 기판상에 형성된 알루미늄 와이어링 들 및, 상기 광전기 변환부내의 상기 광전기 변환 소자들의 개구들을 규정하며, 상기 알루미늄 와이어링들을 피복하는 광 차폐막으로서 작용하는 텅스텐으로 이루어지는 막으로서, 상기 알루미늄 와이어링들의 두께보다 얇은 두께를 가지는 상기 텅스텐으로 이루어진 막과, 상기 광전기 변환부내의 전하 전달 영역의 위에 있는 고용융점 금속막 밑에 형성된 알루미늄 광 차폐막을 구비하는 고상 영상 픽업 장치.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20081010 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |