KR101013552B1 - 이미지 센서 모듈 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
이미지 센서 모듈 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 이미지 센서 모듈은 하면에 홈들이 형성된 투명 기판, 상기 각 홈들 내부에 배치된 투명한 집광부를 갖는 집광 부재, 상기 각 집광부들 상에 배치된 컬러 필터들, 상기 각 컬러 필터들 상에 배치되며 상기 각 컬러 필터들을 통과한 광의 광량에 대응하는 광 전자를 발생하는 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 유닛들, 상기 각 포토 다이오드 유닛들을 덮는 절연 부재 및 상기 절연 부재 상에 배치되며 상기 각 포토 다이오드 유닛들과 전기적으로 연결된 입/출력 단자들을 포함한다.
Description
본 발명은 이미지 센서 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지 센서(image sensor)는 아날로그 신호인 광을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자이다.
이미지 센서는 반도체 기판상에 광을 입사 받아 광량에 대응하는 광 전하를 생성하는 포토 다이오드들, 각 포토 다이오드들로부터 출력된 광 전하에 대응하는 전기적 신호를 출력하는 구동 유닛들, 각 포토 다이오드들 상에 배치된 컬러필터들 및 각 컬러필터들 상에 배치된 렌즈 유닛을 포함한다.
이미지 센서는 반도체 기판상에 포토 다이오드를 형성하고, 포토 다이오드 상에 컬러필터를 형성 및 컬러필터 상에 렌즈 유닛을 형성하는 공정에 의하여 제조된다.
그러나, 상술한 방법에 의하여 이미지 센서를 제조할 경우, 포토 다이오드, 컬러필터 및 렌즈 유닛이 파티클 등과 같은 오염물질에 의하여 오염되어 이미지 센서의 특성이 감소 되는 문제점을 갖는다.
본 발명의 하나의 목적은 포토 다이오드, 컬러필터 및 렌즈 유닛의 오염을 방지한 이미지 센서 모듈을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 이미지 센서 모듈은 하면에 홈들이 형성된 투명 기판, 상기 각 홈들 내부에 배치된 투명한 집광부를 갖는 집광 부재, 상기 각 집광부들 상에 배치된 컬러 필터들, 상기 각 컬러 필터들 상에 배치되며 상기 각 컬러 필터들을 통과한 광의 광량에 대응하는 광 전자를 발생하는 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 유닛들, 상기 각 포토 다이오드 유닛들을 덮는 절연 부재 및 상기 절연 부재 상에 배치되며 상기 각 포토 다이오드 유닛들과 전기적으로 연결된 입/출력 단자들을 포함한다.
이미지 센서 모듈의 상기 투명 기판은 투명 유리 기판, 투명 석영 기판 및 투명 합성 수지 기판들 중 어느 하나를 포함한다.
이미지 센서 모듈의 상기 각 홈들에 의하여 형성된 상기 투명 기판의 내측면들은 곡면을 갖는다.
이미지 센서 모듈의 상기 각 집광부들은 볼록 렌즈 형상을 갖는다.
이미지 센서 모듈의 상기 집광 부재는 상기 각 집광부들의 사이에 대응하는 상기 하면 상에 배치되며 상기 각 집광부들과 연결된 연결부를 더 포함한다.
이미지 센서 모듈의 상기 각 집광부들 및 상기 연결부는 투명한 단결정 실리콘을 포함한다.
이미지 센서 모듈의 상기 각 포토 다이오드 유닛은 상기 연결부 상에 형성되며 복수개의 구동 트랜지스터들을 갖는 구동 유닛을 포함한다.
이미지 센서 모듈은 상기 각 집광부들의 사이에 대응하는 상기 투명 기판의 상기 하면을 덮는 반도체막을 더 포함한다.
이미지 센서 모듈은 상기 반도체막 상에 형성되며 복수개의 구동 트랜지스터들을 갖는 포토 다이오드 구동 유닛을 포함한다.
이미지 센서 모듈의 상기 반도체막은 단결정 실리콘막을 포함한다.
이미지 센서 모듈은 상기 컬러필터들 및 상기 포토다이오드 사이에 개재된 투명한 평탄화막을 더 포함한다.
이미지 센서 모듈은 상기 평탄화막 상에 배치되며, 매트릭스 형태로 배치된 상기 각 컬러필터들 사이에 배치된 격자 형상의 블랙 매트릭스 패턴을 더 포함한다.
이미지 센서 모듈의 상기 포토 다이오드는 상기 각 컬러필터 상에 직접 배치된다.
이미지 센서 모듈은 상기 투명 기판의 상면 상에는 오목한 오목부가 형성되고, 오목부상에 배치되는 렌즈를 더 포함한다.
이미지 센서 모듈은 상기 렌즈를 노출하는 개구를 갖고 상기 투명 기판을 감싸는 홀더를 더 포함한다.
이미지 센서 모듈의 상기 입/출력 단자에는 각각 접속 부재가 접속된다.
본 발명에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 방법은 투명기판의 하면에 홈들을 형성하는 단계, 상기 각 홈들 내부에 채워진 투명한 집광부들을 갖는 집광 부재를 형성하는 단계, 상기 각 집광부들 상에 컬러 필터들을 형성하는 단계, 상기 각 컬러 필터들 상에 상기 각 컬러 필터들을 통과한 광의 광량에 대응하는 센싱 신호를 출력하는 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 유닛들을 형성하는 단계, 상기 각 포토 다이오드 유닛들을 덮는 절연 부재를 형성하는 단계 및 상기 절연 부재 상에 상기 각 포토 다이오드 유닛들과 전기적으로 연결된 입/출력 단자들을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 홈들을 형성하는 단계는 상기 하면 상에 복수개의 개구들이 매트릭스 형태로 형성된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로서 이용하여 상기 하면으로부터 상기 투명기판을 곡면 형태로 식각하는 단계를 포함한다.
상기 집광 부재를 형성하는 단계는 상기 하면 상에 투명한 반도체 물질을 증착하여 상기 홈들을 덮는 반도체막을 형성하는 단계 및 상기 반도체막을 열처리하여 투명한 단결정 실리콘막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 포토 다이오드 유닛을 형성하는 단계는 상기 투명한 단결정 실리콘막 상에 복수개의 구동 트랜지스터들을 포함하는 구동 유닛을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 컬러필터를 형성하는 단계 및 상기 포토 다이오드 유닛을 형성하는 단 계 사이에, 상기 컬러필터를 덮는 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 집광 부재를 형성하는 단계 및 상기 컬러필터를 형성하는 단계 사이에,
상기 집광부의 사이에 대응하는 상기 투명 기판의 상기 하면 상에 반도체막을 형성하는 단계 및 상기 반도체막을 열처리하여 투명한 단결정 실리콘막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 포토 다이오드 유닛을 형성하는 단계는 상기 투명한 단결정 실리콘막 상에 복수개의 구동 트랜지스터들을 포함하는 구동 유닛을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 입/출력 단자들을 형성하는 단계 이전에, 상기 투명 기판의 상기 하면과 대향 하는 상면에 오목한 수납홈을 형성하는 단계 및 상기 수납홈에 렌즈를 장착하는 단계를 포함한다.
상기 렌즈를 선택적으로 노출하는 개구를 갖는 홀더를 상기 투명 기판상에 배치하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 투명 기판에 홈을 형성한 후 홈 내에 집광부를 형성하고, 집광부 상에 컬러필터를 형성 및 컬러필터 상에 포토 다이오드를 형성하여 이미지 센서 모듈의 각 구성 요소의 오염을 방지하고 이미지 센서 모듈의 사이즈를 보다 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 모 듈 및 이의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 이미지 센서 모듈은 하면에 홈들이 형성된 투명 기판, 각 홈들 내부에 배치된 투명한 집광부를 갖는 집광 부재, 각 집광부들 상에 배치된 컬러 필터들, 각 컬러 필터들 상에 배치되며 상기 각 컬러 필터들을 통과한 광의 광량에 대응하는 센싱 신호를 출력하는 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 유닛들, 각 포토 다이오드 유닛들을 덮는 절연 부재 및 절연 부재 상에 배치되며 각 포토 다이오드 유닛들과 전기적으로 연결된 입/출력 단자들을 포함한다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 모듈을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서 모듈(100)은 투명 기판(10), 집광 부재(20), 컬러 필터(30)들, 포토 다이오드 유닛(40)들, 절연 부재(50) 및 입/출력 단자(60)들을 포함한다.
투명 기판(10)은, 예를 들어, 상면(1) 및 상면(1)과 대향 하는 하면(2)을 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 투명 기판(10)은, 예를 들어, 우수한 광 투과율을 갖는 투명 유리 기판, 투명 석영 기판 및 투명 합성 수지 기판들 중 어느 하나일 수 있다.
투명 기판(10)의 하면(2)은 집광 영역(LCR)들 및 집광 영역(LCR)들의 사이에 배치된 주변 영역(PR)을 포함한다. 본 실시예에서, 집광 영역(LCR)들은 투명 기판(10)의 하면(2) 상에 매트릭스 형태로 배치된다.
본 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(100)의 해상도가 약 1,024×768일 경우, 투명 기판(10)의 하면(2) 상에는 약 1,024×768×3개의 집광 영역(LCR)들이 매트릭스 형태로 배치된다.
각 집광 영역(LCR)들에 대응하는 투명 기판(10)의 하면(2) 상에는 복수개의 홈(3)들이 배치된다. 각 홈(3)들은, 평면상에서 보았을 때, 사각형 형상을 갖고, 각 홈(3)들은, 단면에서 보았을 때, 곡면 형상을 갖는다.
집광 부재(20)는 투명 기판(10)의 하면(2) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 집광 부재(20)는 집광부(22) 및 연결부(24)를 포함한다.
집광부(22)는 투명 기판(10)의 하면(2) 상에 배치된 각 홈(3)들 내에 배치되며, 집광부(22)는 홈(3)의 형상과 대응하는 형상을 갖는다. 집광부(22)는, 예를 들어, 볼록 렌즈 형상을 갖는다.
연결부(24)는 투명 기판(10)의 하면(2)의 주변 영역(PR)에 배치되며, 연결부(24)는 각 홈(3)들 내에 채워진 집광부(22)와 일체로 연결된다. 집광부(22) 및 연결부(24)를 갖는 집광 부재(20)의 상면(21)은 평탄면을 갖는다.
본 실시예에서, 집광 부재(20)의 집광부(22) 및 연결부(24)는 각각 투명한 단결정 실리콘을 포함할 수 있다.
컬러 필터(30)들은 집광 부재(20)의 각 집광부(22) 상에 배치된다. 본 실시 예에서, 컬러 필터(30)들은 백색광으로부터 적색 파장의 광을 통과시키는 적색 컬러필터(R), 백색광으로부터 녹색 파장의 광을 통과시키는 녹색 컬러필터(G) 및 백색광으로부터 청색 파장의 광을 통과시키는 청색 컬러필터(B)를 포함한다. 컬러 필터(30)에 포함되는 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(R,G,B)들은 감광 물질 및 염료, 감광물질 및 안료를 포함할 수 있다.
집광 부재(20) 상에는 평탄화막(25)이 배치된다. 평탄화막(25)은 유기막일 수 있고, 평탄화막(25)은 집광 부재(20) 상에 배치된 컬러 필터(30)들을 덮을 수 있다.
포토 다이오드 유닛(40)은 구동 유닛(42) 및 포토 다이오드(44)을 포함한다.
포토 다이오드(44)는 각 컬러 필터(30)들과 대응하는 평탄화막(25) 상에 배치된다. 포토 다이오드(44)는 각 컬러 필터(30)들을 통과한 광의 광량에 대응하는 광 전자를 발생한다.
본 실시예에서는 비록 평탄화막(25) 상에 포토 다이오드(44)가 형성되는 것이 설명되고 있지만, 이와 다르게 포토 다이오드(44)는 컬러 필터(30) 상에 직접 형성되어도 무방하다.
구동 유닛(42)은 단결정 실리콘을 포함하는 집광 부재(20)의 연결부(24) 상에 형성된다. 따라서, 구동 유닛(42)은 컬러 필터(30)들과 동일한 평면상에 배치된다. 구동 유닛(42)은 단결정 실리콘을 이용하여 형성된 4 개 내지 6 개의 구동 트랜지스터들을 포함할 수 있고, 각 구동 유닛(42)들은 각 구동 유닛(42)들과 대응하는 각 포토 다이오드(44)들과 전기적으로 연결된다. 각 구동 유닛(42)들은 각 포토 다이오드(44)들로부터 발생 된 광 전자들에 대응하는 센싱 신호를 출력한다.
평탄화막(25) 상에는 블랙 매트릭스 패턴(27)이 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(27)은 매트릭스 형태로 배치된 포토 다이오드(44)들의 사이에 배치되며, 블랙 매트릭스 패턴(27)은, 평면상에서 보았을 때, 격자 형상을 갖는다. 블랙 매트릭스 패턴(27)으로서 사용될 수 있는 물질의 예로서는 크롬, 산화크롬 및 블랙 유기물 등을 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(27)은 포토 다이오드(44) 사이로 입사되는 광을 흡수하여 포토 다이오드(44)들 사이로 입사된 광에 의한 간섭을 방지한다.
절연 부재(50)는 평탄화막(25) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 절연 부재(50)는 유기막일 수 있고, 절연 부재(50)는 후술 될 입/출력 단자(60) 및 포토 다이오드(44)를 전기적으로 절연한다.
입/출력 단자(60)는 절연 부재(50) 상에 배치된다. 입/출력 단자(60)는 절연 부재(50)에 형성된 비아(미도시)를 이용하여 포토 다이오드 유닛(40)의 구동 유닛(42)과 전기적으로 접속되어 구동 유닛(42)으로부터 발생 된 센싱 신호를 출력한다.
각 입/출력 단자(60)에는 각각 접속 부재(65)가 접속될 수 있다. 접속 부재(65)는, 예를 들어, 낮은 용융점을 갖는 솔더를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(100)은 렌즈(70)를 더 포함할 수 있다. 렌즈(70)는 투명 기판(10)의 상면(1) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 렌즈(70)는 광을 집광하는 볼록 렌즈일 수 있다. 렌즈(70)를 투명 기판(10)의 상 면(1) 상에 배치하기 위하여 투명 기판(10)의 상면(1)에는 렌즈(70)를 수납하기에 적합한 오목한 렌즈 수납홈이 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 투명 기판(10)의 상면(1) 상에 렌즈(70)를 배치함으로써, 이미지 센서 모듈(100)의 사이즈를 크게 감소시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(100)은 렌즈(70) 이외의 부분으로 입사되는 광을 차단하기 위하여, 렌즈(70)를 노출 및 렌즈(70)를 고정하는 홀더(80)를 더 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 8들은 도 1에 도시된 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 이미지 센서 모듈을 제조하기 위하여 투명한 투명 기판(10)이 마련된다. 본 실시예에서, 투명 기판(10)은, 예를 들어, 투명한 유리 기판, 투명한 석영 유리 기판 및 투명한 합성 수지 기판 등일 수 있다. 투명 기판(10)은, 예를 들어, 상면(1) 및 하면(2)을 갖는 플레이트 형상을 갖는다.
투명 기판(10)의 하면(2)은 복수개가 매트릭스 형태로 배치된 집광 영역(LCR)들 및 집광 영역(LCR)들 사이에 배치된 주변 영역(PR)을 포함한다. 본 실시예에서, 이미지 센서 모듈의 해상도가 약 1,024×768일 경우, 투명 기판(10)의 하면(2) 상에는 약 1,024×768×3개의 집광 영역(LCR)들이 매트릭스 형태로 형성되고, 주변 영역(PR)들은 집광 영역(LCR)들의 사이에 형성된다.
투명 기판(10)의 하면(2)상에는, 예를 들어, 포토레지스트 패턴(9)이 형성된다. 포토레지스트 패턴(9)을 형성하기 위하여 투명 기판(10)의 하면(2) 상에는 포 토레지스트막이 스핀 코팅 공정 등에 의하여 형성된다.
포토레지스트막은 노광 공정 및 현상 공정을 포함하는 포토 공정에 의하여 패터닝 되어 주변 영역(PR)은 덮고 집광 영역(LCR)은 노출하는 포토레지스트 패턴(9)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 포토레지스트 패턴(9)이 하면(2)의 주변 영역(PR) 상에 형성된 후, 투명 기판(10)의 하면(2)은 포토레지스트 패턴(9)을 식각 마스크로서 이용하여 패터닝 되어, 투명 기판(10)의 하면(2)의 집광 영역(LCR)들에는 홈(3)이 형성된다.
본 실시예에서, 집광 영역(LCR)과 대응하는 투명 기판(10)의 하면(2)은 에천트를 이용하는 습식 식각 공정 또는 플라즈마를 이용하는 건식 식각 공정에 의하여 식각 된다.
홈(3)은, 평면상에서 보았을 때, 사각형 형상을 가질 수 있고, 홈(3)은, 단면상에서 보았을 때, 곡면 형상을 가질 수 있다. 홈(3)은 각 집광 영역(LCR)에 형성되고, 이미지 센서 모듈의 해상도가 약 1,024×768일 경우, 하면(2) 상에는 약 1,024×768×3개의 홈(3)들이 매트릭스 형태로 형성된다.
도 4를 참조하면, 투명 기판(10)의 하면(2)에 홈(3)들이 형성된 후, 하면(2) 상에는 투명한 집광 부재(20)가 형성된다.
집광 부재(20)를 형성하기 위하여, 투명 기판(10)의 하면(2)에는 투명한 비정질 실리콘막 또는 투명한 폴리 실리콘막이 증착된다. 증착된 투명한 비정질 실리콘막 또는 투명한 폴리 실리콘막에는 레이저 어닐닝 공정이 수행되어 투명 기 판(10)의 하면(2) 상에는 투명한 단결정 실리콘막을 갖는 집광 부재(20)가 형성된다.
본 실시예에서, 투명한 단결정 실리콘막을 갖는 집광 부재(20) 중 홈(3)과 대응하는 부분은 집광부(22)로서 정의되고, 홈(3)들 사이의 하면(2)과 대응하는 부분은 집광부(22)들을 연결하는 연결부(24)로서 정의된다. 집광부(22)들은 홈(3)과 대응하는 형상을 갖는다. 예를 들어, 집광부(22)들은 볼록 렌즈 형상을 갖는다.
도 5를 참조하면, 투명 기판(10)의 하면(2) 상에 집광 부재(20)가 형성된 후, 집광 부재(20) 상에는 컬러 필터(30)들이 형성된다. 컬러 필터(30)들은 각각 집광 부재(20)의 집광부(22)와 대응하는 위치에 형성된다.
컬러 필터(30)들은 각각 백색광으로부터 적색 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 적색 컬러 필터(R), 백색광으로부터 녹색 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 녹색 컬러 필터(G) 및 백색광으로부터 청색 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 청색 컬러 필터(G)를 포함한다.
한편, 집광 부재(20)의 연결부(24) 상에는 후술 될 포토 다이오드 유닛(40)의 포토 다이오드(44)와 전기적으로 연결되는 구동 유닛(42)이 형성된다. 구동 유닛(42)은 복수개의 구동 트랜지스터들을 포함하며, 구동 트랜지스터들은 투명한 단결정 실리콘을 포함하는 연결부(24) 상에 형성된다. 구동 유닛(42)에는 신호가 입력되는 신호 입력 단자 및 신호가 출력되는 신호 출력 단자들이 각각 형성된다.
본 실시예에서, 구동 유닛(42)은 집광 부재(20)의 집광부(22) 상에 컬러 필터(30)들을 형성한 후 형성될 수 있다. 이와 다르게, 구동 유닛(42)은 집광부(22) 상에 컬러 필터(30)들을 형성한 후 연결부(24) 상에 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 컬러 필터(30) 및 포토 다이오드 유닛(40)의 구동 유닛(42)이 집광 부재(20) 상에 형성된 후, 집광 부재(20) 상에는 컬러 필터(30)들 및 구동 유닛(42)을 덮는 평탄화막(25)이 형성된다. 본 실시예에서, 평탄화막(25)은 유기막일 수 있고, 평탄화막(25)은 구동 유닛(42)의 신호 입력 단자를 노출하는 개구들을 포함한다.
평탄화막(25)이 집광 부재(20) 상에 형성된 후, 평탄화막(25) 상에는 포토 다이오드 유닛(40)의 포토 다이오드(44)가 형성된다.
포토 다이오드(44)를 형성하기 위하여, 평탄화막(25) 상에는 비정질 실리콘, 폴리 실리콘 및 단결정 실리콘들 중 어느 하나를 포함하는 반도체막이 형성된다. 반도체막은 포토리소그라피 공정에 의하여 패터닝 되어, 각 컬러 필터(30)들과 대응하는 위치에는 포토 다이오드(44)가 형성되고, 포토 다이오드(44)는 구동 유닛(42)의 신호 입력 단자와 전기적으로 연결된다.
한편, 평탄화막(25) 상에는 블랙 매트릭스 패턴(27)이 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(27)을 형성하기 위하여, 평탄화막(25) 상에는 크롬막, 산화크롬막 및 블랙 유기막 중 어느 하나인 불투명막이 형성되고, 불투명막은 포토리소그라피 공정에 의하여 패터닝 되어 매트릭스 형태로 배치된 포토 다이오드(44)의 사이에는 블랙 매트릭스 패턴(27)이 형성된다. 블랙 매트릭스 패턴(27)은, 평면상에서 보았을 때, 격자 형상을 갖는다. 블랙 매트릭스 패턴(27)은 포토 다이오드(44) 사이로 입사되는 광을 흡수하여 포토 다이오드(44)들 사이로 입사된 광에 의한 간섭을 방 지한다.
도 7을 참조하면, 평탄화막(25) 상에 포토 다이오드(44) 및 블랙 매트릭스 패턴(27)이 형성된 후, 평탄화막(25) 상에는 절연 부재(50)가 형성된다. 절연 부재(50)는 구동 유닛(42)의 신호 출력 단자를 노출하는 개구를 갖는다. 본 실시예에서, 절연 부재(50)는, 예를 들어, 유기막일 수 있다.
절연 부재(50) 상에는 입/출력 단자(60)들이 형성된다. 입/출력 단자(60)들은 각 구동 유닛(42)의 신호 출력 단자와 전기적으로 접속된다.
입/출력 단자(60)에는 접속 부재(65)가 전기적으로 접속된다. 접속 부재(65)는 솔더와 같은 저융점 금속을 포함하는 솔더볼일 수 있다.
도 8을 참조하면, 투명 기판(10)의 상면(1)은 식각 공정에 의하여 오목한 렌즈 수납홈이 형성될 수 있고, 렌즈 수납홈에는 렌즈(70)가 배치될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 렌즈(70) 이외의 부분으로 입사되는 광을 차단하기 위하여, 렌즈(70)를 노출 및 렌즈(70)를 고정하는 홀더(80)가 투명 기판(10)과 결합된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 모듈을 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 이미지 센서 모듈(200)은 투명 기판(110), 집광 부재(120), 반도체막(125), 컬러 필터(130)들, 포토 다이오드 유닛(140)들, 절연 부재(150) 및 입/출력 단자(160)들을 포함한다.
투명 기판(110)은, 예를 들어, 상면(111) 및 상면(111)과 대향 하는 하 면(112)을 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 투명 기판(110)은, 예를 들어, 우수한 광 투과율을 갖는 투명 유리 기판, 투명 석영 기판 및 투명 합성 수지 기판들 중 어느 하나일 수 있다.
투명 기판(110)의 하면(112)은 집광 영역(LCR)들 및 집광 영역(LCR)들의 사이에 배치된 주변 영역(PR)을 포함한다. 본 실시예에서, 집광 영역(LCR)들은 투명 기판(110)의 하면(112) 상에 매트릭스 형태로 배치된다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(200)의 해상도가 약 1,024×768일 경우, 투명 기판(110)의 하면(112) 상에는 약 1,024×768×3개의 집광 영역(LCR)들이 매트릭스 형태로 배치된다.
각 집광 영역(LCR)들에 대응하는 투명 기판(110)의 하면(112) 상에는 복수개의 홈(113)들이 배치된다. 각 홈(113)들은, 평면상에서 보았을 때, 사각형 형상을 갖고, 각 홈(113)들은, 단면에서 보았을 때, 곡면 형상을 갖는다.
집광 부재(120)는 투명 기판(110)의 하면(112) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 집광 부재(120)는 집광부(122)를 포함한다.
집광부(122)는 투명 기판(110)의 하면(112) 상에 배치된 각 홈(113)들 내에 배치되며, 집광부(122)는 홈(113)의 형상과 대응하는 형상을 갖는다. 집광부(122)는, 예를 들어, 볼록 렌즈 형상을 갖는다. 집광부(122)는 곡면부 및 평탄부를 갖는다.
본 실시예에서, 집광 부재(120)의 집광부(122)는 투명한 물질을 포함할 수 있다.
반도체막(125)은 투명 기판(110)의 하면(112) 중 집광 부재(120)의 집광부(122)가 형성되지 않은 부분에 배치된다. 본 실시예에서, 반도체막(125)은, 예를 들어, 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 반도체막(125)은 아몰퍼스 실리콘 또는 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 반도체막(125)은 투명한 단결정 실리콘을 포함할 수 있다.
컬러 필터(130)들은 집광 부재(120)의 각 집광부(122) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 컬러 필터(130)들은 백색광으로부터 적색 파장의 광을 통과시키는 적색 컬러필터(R), 백색광으로부터 녹색 파장의 광을 통과시키는 녹색 컬러필터(G) 및 백색광으로부터 청색 파장의 광을 통과시키는 청색 컬러필터(B)를 포함한다. 컬러 필터(30)에 포함되는 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(R,G,B)들은 감광 물질 및 염료, 감광물질 및 안료를 포함할 수 있다.
집광 부재(120) 상에는 평탄화막(126)이 배치된다. 평탄화막(126)은 유기막일 수 있고, 평탄화막(126)은 집광 부재(120) 상에 배치된 컬러 필터(130)들을 덮을 수 있다.
포토 다이오드 유닛(140)은 포토 다이오드(144) 및 구동 유닛(142)을 포함한다.
포토 다이오드(144)는 각 컬러 필터(130)들과 대응하는 평탄화막(125) 상에 배치된다. 포토 다이오드(144)는 각 컬러 필터(130)들을 통과한 광의 광량에 대응하는 광 전자를 발생한다.
본 실시예에서는 비록 평탄화막(125) 상에 포토 다이오드(144)가 형성되는 것이 설명되고 있지만, 이와 다르게 포토 다이오드(144)는 컬러 필터(130) 상에 직접 형성되어도 무방하다.
구동 유닛(142)은 반도체막(125) 상에 형성된다. 구동 유닛(142)은 단결정 실리콘을 이용하여 형성된 4 개 내지 6 개의 구동 트랜지스터들을 포함할 수 있고, 각 구동 유닛(142)들은 각 구동 유닛(142)들과 대응하는 각 포토 다이오드(144)들과 전기적으로 연결된다. 각 구동 유닛(142)들은 각 포토 다이오드(144)들로부터 발생 된 광 전자들에 대응하는 센싱 신호를 출력한다.
평탄화막(126) 상에는 블랙 매트릭스 패턴(127)이 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(127)은 매트릭스 형태로 배치된 포토 다이오드(144)의 사이에 배치되며, 블랙 매트릭스 패턴(127)은, 평면상에서 보았을 때, 격자 형상을 갖는다. 블랙 매트릭스 패턴(127)으로서 사용될 수 있는 물질의 예로서는 크롬, 산화크롬 및 블랙 유기물 등을 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(127)은 포토 다이오드(144) 사이로 입사되는 광을 흡수하여 포토 다이오드(144)들 사이로 입사된 광에 의한 간섭을 방지한다.
절연 부재(150)는 평탄화막(126) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 절연 부재(150)는 유기막일 수 있고, 절연 부재(150)는 후술 될 입/출력 단자(160) 및 포토 다이오드(144)를 전기적으로 절연한다.
입/출력 단자(160)는 절연 부재(150) 상에 배치된다. 입/출력 단자(160)는 절연 부재(150)에 형성된 비아(미도시)를 이용하여 포토 다이오드 유닛(140)의 구동 유닛(142)과 전기적으로 접속되어 구동 유닛(142)으로부터 발생 된 센싱 신호를 출력한다.
각 입/출력 단자(160)에는 각각 접속 부재(165)가 접속될 수 있다. 접속 부재(165)는, 예를 들어, 낮은 용융점을 갖는 솔더를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(200)은 렌즈(170)를 더 포함할 수 있다. 렌즈(170)는 투명 기판(110)의 상면(111) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 렌즈(170)는 광을 집광하는 볼록 렌즈일 수 있다. 렌즈(170)를 투명 기판(110)의 상면(111) 상에 배치하기 위하여 투명 기판(110)의 상면(111)에는 렌즈(170)를 수납하기에 적합한 오목한 렌즈 수납홈이 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 렌즈(170)를 투명 기판(110)의 상면(111) 상에 배치함으로써, 이미지 센서 모듈(200)의 사이즈를 크게 감소 시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(200)은 렌즈(170) 이외의 부분으로 입사되는 광을 차단하기 위하여, 렌즈(170)를 노출 및 렌즈(170)를 고정하는 홀더(180)를 더 포함할 수 있다.
도 10 내지 도 16들은 도 9에 도시된 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 10을 참조하면, 이미지 센서 모듈을 제조하기 위하여 투명한 투명 기판(110)이 마련된다. 본 실시예에서, 투명 기판(110)은, 예를 들어, 투명한 유리 기판, 투명한 석영 유리 기판 및 투명한 합성 수지 기판 등일 수 있다. 투명 기판(110)은, 예를 들어, 상면(111) 및 하면(112)을 갖는 플레이트 형상을 갖는다.
투명 기판(110)의 하면(112)은 복수개가 매트릭스 형태로 배치된 집광 영 역(LCR)들 및 집광 영역(LCR)들 사이에 배치된 주변 영역(PR)을 포함한다. 본 실시예에서, 이미지 센서 모듈의 해상도가 약 1,024×768일 경우, 투명 기판(110)의 하면(112) 상에는 약 1,024×768×3개의 집광 영역(LCR)들이 매트릭스 형태로 형성되고, 주변 영역(PR)들은 집광 영역(LCR)들의 사이에 형성된다.
투명 기판(110)의 하면(112)상에는, 예를 들어, 포토레지스트 패턴(119)이 형성된다. 포토레지스트 패턴(119)을 형성하기 위하여 투명 기판(110)의 하면(112) 상에는 포토레지스트막이 스핀 코팅 공정 등에 의하여 형성되고, 포토레지스트막은 노광 공정 및 현상 공정을 포함하는 포토 공정에 의하여 패터닝 되어 주변 영역(PR)은 덮고 집광 영역(LCR)은 노출하는 포토레지스트 패턴(119)이 형성된다.
도 11을 참조하면, 포토레지스트 패턴(119)이 하면(112)의 주변 영역(PR) 상에 형성된 후, 투명 기판(110)의 하면(112)은 포토레지스트 패턴(119)을 식각 마스크로서 이용하여 패터닝 되어 투명 기판(110)의 하면(112)의 집광 영역(LCR)들에는 홈(113)이 형성된다. 본 실시예에서, 집광 영역(LCR)과 대응하는 투명 기판(110)의 하면(112)은 에천트를 이용하는 습식 식각 공정 또는 플라즈마를 이용하는 건식 식각 공정에 의하여 식각 된다. 홈(113)은, 평면상에서 보았을 때, 사각형 형상을 가질 수 있고, 홈(113)은, 단면상에서 보았을 때, 곡면 형상을 가질 수 있다. 홈(113)은 각 집광 영역(LCR)에 형성되고, 이미지 센서 모듈의 해상도가 약 1,024×768일 경우, 하면(112) 상에는 약 1,024×768×3개의 홈(113)들이 형성된다.
도 12를 참조하면, 투명 기판(110)의 하면(112)에 홈(113)들이 형성된 후, 하면(112) 상에는 투명한 집광부(122)들을 갖는 집광 부재(120)가 형성된다.
집광 부재(120)를 형성하기 위하여, 투명 기판(110)의 하면(112)에는 투명한 물질이 형성되어 투명 기판(110)의 하면(112) 상에는 홈(113)들을 채우는 투명 필름이 형성된다. 투명 필름은 투명 기판(110)과 다른 광 굴절률을 갖는 합성 수지 또는 유기물 등일 수 있다.
홈(113)들을 채운 투명 필름은 에치백 식각 공정 또는 연마 공정에 의하여 투명 기판(110)의 하면(112)이 노출될 때까지 식각 되어 투명 기판(110)의 하면(112)에 형성된 각 홈(113)들 내에는 집광부(122)들이 형성된다. 집광부(122)들은 볼록 렌즈 형상을 갖는다.
도 13을 참조하면, 각 홈(113)들 내에 집광부(122)들이 형성된 후, 집광부(122)들의 사이에 대응하는 투명 기판(110)의 하면(112)의 주변 영역(PR) 상에는 반도체막(125)이 형성된다.
반도체막(125)을 형성하기 위해서, 투명 기판(110)의 하면(112) 상에는 전면적에 걸쳐 아몰퍼스 실리콘막 또는 폴리 실리콘막 등이 증착되고, 아몰퍼스 실리콘막 또는 폴리 실리콘막은 포토리소그라피 공정에 의하여 패터닝 되어 하면(112)의 주변 영역(PR)에는 반도체막(125)이 형성된다. 본 실시예에서, 반도체막(125)에 포함된 아몰퍼스 실리콘막 또는 폴리 실리콘막은 레이저 빔 등에 의하여 열처리 되어 단결정 실리콘으로 결정화될 수 있다.
반도체막(125)이 주변 영역(PR) 상에 형성된 후, 반도체막(125) 상에는 복수개의 구동 트랜지스터들을 포함하는 후술 될 포토 다이오드 유닛(140)의 구성 요소인 구동 유닛(142)이 형성된다. 구동 유닛(142)들은 각 집광부(122)와 인접한 위치 에 형성된다. 각 구동 유닛(142)들은 신호 입력 단자 및 신호 출력 단자를 포함한다.
도 14를 참조하면, 투명 기판(110)의 하면(112) 상에 집광부(122)를 갖는 집광 부재(120) 및 구동 유닛(142)들이 형성된 후, 집광 부재(120) 상에는 컬러 필터(130)들이 형성된다. 컬러 필터(130)들은 각각 집광 부재(120)의 집광부(122)와 대응하는 위치에 형성된다.
컬러 필터(130)들은 각각 백색광으로부터 적색 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 적색 컬러 필터(R), 백색광으로부터 녹색 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 녹색 컬러 필터(G) 및 백색광으로부터 청색 파장의 광을 선택적으로 통과시키는 청색 컬러 필터(G)를 포함한다.
본 실시예에서는 비록 구동 유닛(142)들을 반도체막(125) 상에 형성한 후, 컬러 필터(130)를 집광부(122) 상에 형성하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 컬러 필터(130)를 집광부(122) 상에 형성한 후, 반도체막(125) 상에 구동 유닛(142)들을 형성하여도 무방하다.
도 15를 참조하면, 컬러 필터(130) 및 포토 다이오드 유닛(140)의 구동 유닛(142)이 집광 부재(120) 상에 형성된 후, 집광 부재(120) 상에는 컬러 필터(130)들 및 구동 유닛(142)을 덮는 평탄화막(126)이 형성된다. 본 실시예에서, 평탄화막(126)은 유기막일 수 있고, 평탄화막(126)은 구동 유닛(142)의 신호 입력 단자를 노출하는 개구들을 포함한다.
평탄화막(126)이 집광 부재(120) 상에 형성된 후, 평탄화막(126) 상에는 포 토 다이오드 유닛(140)의 나머지 구성 요소인 포토 다이오드(144)가 형성된다.
포토 다이오드(144)를 형성하기 위하여, 평탄화막(126) 상에는 비정질 실리콘, 폴리 실리콘 및 단결정 실리콘들 중 어느 하나를 포함하는 반도체막이 형성된다. 반도체막은 포토리소그라피 공정에 의하여 패터닝 되어, 각 컬러 필터(130)들과 대응하는 위치에는 포토 다이오드(144)가 형성되고, 포토 다이오드(144)는 구동 유닛(42)의 신호 입력 단자와 전기적으로 연결된다.
한편, 평탄화막(126) 상에는 블랙 매트릭스 패턴(127)이 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(127)을 형성하기 위하여, 평탄화막(126) 상에는 크롬막, 산화크롬막 및 블랙 유기막 중 어느 하나인 불투명막이 형성되고, 불투명막은 포토리소그라피 공정에 의하여 패터닝 되어 매트릭스 형태로 배치된 포토 다이오드(144)의 사이에는 블랙 매트릭스 패턴(127)이 형성된다. 블랙 매트릭스 패턴(127)은, 평면상에서 보았을 때, 격자 형상을 갖는다. 블랙 매트릭스 패턴(127)은 포토 다이오드(144) 사이로 입사되는 광을 흡수하여 포토 다이오드(144)들 사이로 입사된 광에 의한 간섭을 방지한다.
평탄화막(126) 상에 포토 다이오드(144) 및 블랙 매트릭스 패턴(127)이 형성된 후, 평탄화막(126) 상에는 절연 부재(150)가 형성된다. 절연 부재(150)는 구동 유닛(142)의 신호 출력 단자를 노출하는 개구를 갖는다. 본 실시예에서, 절연 부재(150)는, 예를 들어, 유기막일 수 있다.
도 16을 참조하면, 절연 부재(150) 상에는 입/출력 단자(160)들이 형성된다. 입/출력 단자(160)들은 각 구동 유닛(142)의 신호 출력 단자와 전기적으로 접속된 다.
입/출력 단자(160)에는 접속 부재(165)가 전기적으로 접속된다. 접속 부재(150)는 솔더와 같은 저융점 금속을 포함하는 솔더볼일 수 있다.
도 9를 다시 참조하면, 투명 기판(110)의 상면(111)은 식각 공정에 의하여 오목한 렌즈 수납홈이 형성될 수 있고, 렌즈 수납홈에는 렌즈(170)가 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 투명 기판(110)의 상면(111) 상에 렌즈 수납홈을 형성하고, 렌즈 수납홈에 렌즈(170)를 배치함으로써 이미지 센서 모듈(200)의 사이즈를 보다 감소시킬 수 있다.
한편, 렌즈(170) 이외의 부분으로 입사되는 광을 차단하기 위하여, 렌즈(170)를 노출 및 렌즈(170)를 고정하는 홀더(170)가 투명 기판(110)과 결합 된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 투명 기판에 홈을 형성한 후 홈 내에 집광부를 형성하고, 집광부 상에 컬러필터를 형성 및 컬러필터 상에 포토 다이오드를 형성하여 이미지 센서 모듈의 각 구성 요소의 오염을 방지하고 이미지 센서 모듈의 사이즈를 보다 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 모듈을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 8들은 도 1에 도시된 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 모듈을 도시한 단면도이다.
도 10 내지 도 16들은 도 9에 도시된 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
Claims (25)
- 하면에 홈들이 형성된 투명 기판;상기 각 홈들 내부에 배치된 투명한 집광부를 갖는 집광 부재;상기 각 집광부들 상에 배치된 컬러 필터들;상기 각 컬러 필터들 상에 배치되며 상기 각 컬러 필터들을 통과한 광의 광량에 대응하는 광 전자를 발생하는 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 유닛들;상기 각 포토 다이오드 유닛들을 덮는 절연 부재; 및상기 절연 부재 상에 배치되며 상기 각 포토 다이오드 유닛들과 전기적으로 연결된 입/출력 단자들을 포함하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 투명 기판은 투명 유리 기판, 투명 석영 기판 및 투명 합성 수지 기판들 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 각 홈들에 의하여 형성된 상기 투명 기판의 내측면들은 곡면을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 각 집광부들은 볼록 렌즈 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 집광 부재는 상기 각 집광부들의 사이에 대응하는 상기 투명 기판의 상기 하면 상에 배치되며 상기 각 집광부들과 연결된 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제5항에 있어서,상기 연결부는 투명한 단결정 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제6항에 있어서,상기 각 포토 다이오드 유닛은 상기 연결부 상에 형성되며 복수개의 구동 트랜지스터들을 갖는 구동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 각 집광부들의 사이에 대응하는 상기 투명 기판의 상기 하면 상에 배치된 반도체막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제8항에 있어서,상기 반도체막 상에 형성되며 복수개의 구동 트랜지스터들을 갖는 구동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제8항에 있어서,상기 반도체막은 단결정 실리콘막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 컬러필터들 및 상기 포토다이오드 사이에 개재된 투명한 평탄화막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제11항에 있어서,상기 평탄화막 상에 배치되며, 매트릭스 형태로 배치된 상기 각 컬러필터들 사이에 배치된 격자 형상의 블랙 매트릭스 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 포토 다이오드는 상기 각 컬러필터 상에 직접 배치된 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 투명 기판의 상면 상에는 오목한 오목부가 형성되고, 오목부상에 배치되는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제14항에 있어서,상기 렌즈를 노출하는 개구를 갖고 상기 투명 기판을 감싸는 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제1항에 있어서,상기 입/출력 단자에 접속되는 접속 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 투명기판의 하면에 홈들을 형성하는 단계;상기 각 홈들 내부에 채워진 투명한 집광부들을 갖는 집광 부재를 형성하는 단계;상기 각 집광부들 상에 컬러 필터들을 형성하는 단계;상기 각 컬러 필터들 상에 상기 각 컬러 필터들을 통과한 광의 광량에 대응 하는 센싱 신호를 출력하는 포토 다이오드들을 포함하는 포토 다이오드 유닛들을 형성하는 단계;상기 각 포토 다이오드 유닛들을 덮는 절연 부재를 형성하는 단계; 및상기 절연 부재 상에 상기 각 포토 다이오드 유닛들과 전기적으로 연결된 입/출력 단자들을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 홈들을 형성하는 단계는상기 하면 상에 복수개의 개구들이 매트릭스 형태로 형성된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로서 이용하여 상기 하면으로부터 상기 투명기판을 곡면 형태로 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 집광 부재를 형성하는 단계는상기 하면 상에 투명한 반도체 물질을 증착하여 상기 홈들을 덮는 반도체막을 형성하는 단계; 및상기 반도체막을 열처리하여 투명한 단결정 실리콘막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 포토 다이오드 유닛을 형성하는 단계는상기 투명한 단결정 실리콘막 상에 복수개의 구동 트랜지스터들을 포함하는 구동 유닛을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 컬러필터를 형성하는 단계 및 상기 포토 다이오드 유닛을 형성하는 단계 사이에,상기 컬러필터를 덮는 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 집광 부재를 형성하는 단계 및 상기 컬러필터를 형성하는 단계 사이에,상기 집광부의 사이에 대응하는 상기 투명 기판의 상기 하면 상에 반도체막을 형성하는 단계; 및상기 반도체막을 열처리하여 단결정 실리콘막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 포토 다이오드 유닛을 형성하는 단계는상기 투명한 단결정 실리콘막 상에 복수개의 구동 트랜지스터들을 포함하는 구동 유닛을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
- 제17항에 있어서,상기 입/출력 단자들을 형성하는 단계 이전에 상기 투명 기판의 상기 하면과 대향 하는 상면에 오목한 수납홈을 형성하는 단계; 및상기 수납홈에 렌즈를 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
- 제24항에 있어서,상기 렌즈를 선택적으로 노출하는 개구를 갖는 홀더를 상기 투명 기판상에 배치하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.
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|---|---|---|---|---|
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| US9337225B2 (en) * | 2013-09-13 | 2016-05-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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| CN103713415B (zh) * | 2013-12-27 | 2016-10-26 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 一种像素单元、显示装置及其驱动方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050043754A (ko) * | 2001-11-05 | 2005-05-11 | 미츠마사 코야나기 | 고체 영상센서 및 그 제조방법 |
| US20050275048A1 (en) | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Farnworth Warren M | Microelectronic imagers and methods of packaging microelectronic imagers |
| KR100573072B1 (ko) | 2004-04-27 | 2006-04-24 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 웨이퍼 후면에서 수광하는 시모스 이미지센서 및 그제조방법 |
| KR100741920B1 (ko) * | 2004-12-30 | 2007-07-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스(ｃｍｏｓ) 이미지 센서의 제조 방법 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6808960B2 (en) * | 2002-10-25 | 2004-10-26 | Omni Vision International Holding Ltd | Method for making and packaging image sensor die using protective coating |
| JP2004327773A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Renesas Technology Corp | 故障解析装置 |
| US20050045927A1 (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-03 | Jin Li | Microlenses for imaging devices |
| US20060057765A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Image sensor including multiple lenses and method of manufacture thereof |
| JP4486043B2 (ja) * | 2004-12-30 | 2010-06-23 | 東部エレクトロニクス株式会社 | Ｃｍｏｓイメージセンサー及びその製造方法 |
| JP4549195B2 (ja) * | 2005-01-19 | 2010-09-22 | キヤノン株式会社 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
| JP2007142207A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| KR100794309B1 (ko) * | 2006-08-11 | 2008-01-11 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 형성 방법 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050043754A (ko) * | 2001-11-05 | 2005-05-11 | 미츠마사 코야나기 | 고체 영상센서 및 그 제조방법 |
| KR100573072B1 (ko) | 2004-04-27 | 2006-04-24 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 웨이퍼 후면에서 수광하는 시모스 이미지센서 및 그제조방법 |
| US20050275048A1 (en) | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Farnworth Warren M | Microelectronic imagers and methods of packaging microelectronic imagers |
| KR100741920B1 (ko) * | 2004-12-30 | 2007-07-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스(ｃｍｏｓ) 이미지 센서의 제조 방법 |
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