KR101053729B1 - 이미지 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 이미지 센서는 제 1 금속 배선을 구비하는 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 제 1 불순물 영역과 제 2 불순물 영역을 포함하는 본딩 실리콘; 상기 본딩 실리콘 상에 형성되는 제 1 층간 절연막; 상기 본딩 실리콘을 관통하여 상기 제 1 금속 배선과 연결되는 제 1 컨택 플러그; 상기 제 1 층간 절연막 상에 형성되는 제 2 층간 절연막; 상기 제 2 층간 절연막을 관통하여 상기 제 1 불순물 영역과 연결되는 제 2 컨택 플러그; 및 상기 제 2 층간 절연막 상에 형성되어, 상기 제 2 컨택 플러그와 연결되는 제 2 금속 배선;을 포함하고, 상기 제 1 컨택 플러그의 일측에는 상기 제 1 불순물 영역과의 아이솔레이션을 위한 절연막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
실시예의 이미지 센서에 의해서, 단위 픽셀을 구성하는 포토 다이오드영역에 있어서, 제 1 불순물 영역간에는 보다 효과적인 아이솔레이션이 이루어질 수 있으며, 제 2 불순물 영역에 대해서는 컨택 플러그와의 컨택이 정교하게 이루어질 수 있다.
이미지 센서
Description
실시예는 이미지 센서 및 그 제조방법에 관하여 개시한다.
일반적으로, 이미지 센서는 광학적 영상을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 크게 전하결합소자(charge coupled device:CCD)와 씨모스(CMOS : Complementary Metal Oxide Silicon) 이미지 센서로 구분된다.
씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써, 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.
기존의 CMOS 이미지 센서 제조 공정은, 포토 다이오드 형성 후 복수의 메탈 라인과 절연막을 포함하는 멀티 레이어 형성을 위한 화학기계적 연마 공정등이 수반된다.
이는, 포토 다이오드에서 칼라 필터등에 이르는 간격의 증가로 인한 광감도 저하 및 디펙트(defect) 증가로 인한 배드 픽셀의 증가를 야기한다.
본 발명의 실시예는 두 개의 칩을 이용하여 포토 다이오드 형성후 칼라필터 어레이와 마이크로 렌즈를 형성시키는 이미지 칩과, 이를 구동하는 드라이버 IC 및 기타 부가기능을 부여할 수 있는 로직 어레이로 구성되는 로직 칩으로 분리하여 이미지 칩과 로직 칩을 하나의 패드를 이용하여 3차원 집적할 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
그리고, 포토 다이오드 상부에서의 다수의 메탈 라인들이 생략되도록 함으로써, 포토 다이오드와 마이크로 렌즈 사이의 거리를 줄여 광경로를 획기적으로 감소시키고, 이로 인하여 광감도를 향상시킬 수 있는 이미지 센서 및 그 제조 방법을 제안한다.
실시예는, 단위 픽셀을 구성하는 포토 다이오드 영역간의 절연과 컨택이 효과적으로 수행될 수 있도록 하는 제조 방법에 대해서 제안하며, 예를 들어, 포토 다이오드 영역을 포함하는 본딩 실리콘에서 포토 다이오드 각각의 p+영역간의 절연을 실현하는 방법과, 포토 다이오드의 n+영역과 컨택 플러그간의 컨택이 효과적으로 실형될 수 있는 방법에 대해서 개시한다.
실시예에 따른 이미지 센서는 제 1 금속 배선을 구비하는 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 제 1 불순물 영역과 제 2 불순물 영역을 포함하는 본딩 실리콘; 상기 본딩 실리콘 상에 형성되는 제 1 층간 절연막; 상기 본딩 실리콘을 관통하여 상 기 제 1 금속 배선과 연결되는 제 1 컨택 플러그; 상기 제 1 층간 절연막 상에 형성되는 제 2 층간 절연막; 상기 제 2 층간 절연막을 관통하여 상기 제 1 불순물 영역과 연결되는 제 2 컨택 플러그; 및 상기 제 2 층간 절연막 상에 형성되어, 상기 제 2 컨택 플러그와 연결되는 제 2 금속 배선;을 포함하고, 상기 제 1 컨택 플러그의 일측에는 상기 제 1 불순물 영역과의 아이솔레이션을 위한 절연막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예의 이미지 센서의 제조 방법은 제 1 금속 배선이 형성된 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 상부면 실리콘을 본딩함으로써, 본딩 실리콘을 형성하는 단계; 상기 본딩 실리콘 내에 제 1 불순물 영역과 제 2 불순물 영역을 형성하는 단계; 상기 본딩 실리콘 상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 1 층간 절연막의 일부를 식각하여, 상기 본딩 실리콘의 표면 일부를 노출시키는 단계; 상기 본딩 실리콘에 대해서, 비등방성 식각공정을 수행하는 단계; 상기 본딩 실리콘 내부 및 상기 제 1 층간 절연막 상에 산화막을 증착하는 단계; 상기 제 1 금속 배선의 일부가 노출되도록 상기 산화막을 식각하는 단계; 상기 제 1 금속 배선과 연결되는 제 1 컨택 플러그를 형성하는 단계; 및 상기 제 1 층간 절연막을 관통하는 제 2 컨택 플러그를 형성하는 단계;를 포함한다.
제안되는 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, 포토 다이오드 영역을 관통하는 컨택 플러그 형성시에 웨트 에치에 의하여 본딩 실리콘이 식각됨으로써, 플라즈마 식각의 실시 횟수를 줄여 기판이나 포토 다이오드 영역에 디펙트가 발생하는 경우를 줄일 수 있다.
또한, 단위 픽셀을 구성하는 포토 다이오드영역에 있어서, 제 1 불순물 영역간에는 보다 효과적인 아이솔레이션이 이루어질 수 있으며, 제 2 불순물 영역에 대해서는 컨택 플러그와의 컨택이 정교하게 이루어질 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
그리고, 이하의 설명에서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 포토 다이오드 영역간의 절연과 컨택이 수행되는 구성을 상세히 도시한 도면이다.
참고로, 본 발명에 대한 설명은 포토 다이오드가 형성된 픽셀 영역에 대한 부분을 중심으로 설명하며, 하부 배선과 상부 배선이 형성되는 로직 영역은 상기의 픽셀 영역의 일측에 형성될 수 있으며, 다만 구체적으로 도시되지 않은 상태이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 실시예의 이미지 센서는 제 1 금속 배선(101)을 구비한 기판(100)을 포함하고, c-Si를 클레비지(cleavage)하여 트랜지스터등의 연산 부등이 구성되어 있는 상기 기판(100)에 본딩함으로써 본딩 실리콘(120)이 상기 기판(100) 상에 형성된다.
그리고, 상기 본딩 실리콘(120) 내에는 복수의 불순물 영역들로 이루어진 포토 다이오드가 형성되어 있으며, 상기 포토 다이오드는 상기 본딩 실리콘(120)의 상부측에 형성된 제 1 불순물 영역(121)과, 상기 본딩 실리콘(120)의 하부측에 형성된 제 2 불순물 영역(121)을 포함한다. 예를 들면, 상기 포토 다이오드는 상기 본딩 실리콘(120)의 하부측에 n+ 도전형의 불순물이 주입된 영역과, 상기 본딩 실리콘(120)의 상부측에 p+ 도전형의 불순물이 주입된 영역을 갖을 수 있다.
여기서, 상기 본딩 실리콘(120)내의 포토 다이오드는 전기적인 신호로서 전자(electron)을 사용할 것인지, 홀(hole)을 사용할 것인지는 그 실시예에 따라 다양하게 적용할 수 있을 것이다.
이와 관련하여, 도 1에 도시된 포토 다이오드는 p+ 영역을 실리콘의 상부측에 형성하고 n+ 영역을 실리콘의 하부측에 형성하여, 빛이 수광될 때 전자(electron)를 시그널로 사용하여 상기 n+영역으로 모여드는 전자들이 컨택 플러그 및 메탈 라인을 통하여 이동되도록 하는 것이다. 하지만, 그 반대로 시그널로서 홀(hole)을 이용하는 경우에는 불순물의 형성이 다르게 형성될 것임을 알 수 있다.
한편, 상기 본딩 실리콘(120)에는 각 픽셀 영역의 포토 다이오드 사이의 영역에 제 1 컨택 플러그(160)가 형성되어 있으며, 상기 제 1 컨택 플러그(160)의 일부 측면에는 포토 다이오드의 제 1 불순물 영역(121)간의 절연을 위한 절연막(140)이 형성되어 있으며, 상기 절연막(140)은 포토 다이오드의 제 2 불순물 영역(122) 에 인접한 영역에는 형성되어 있지 않다.
즉, 상기 상기 절연막(140)은 포토 다이오드의 제 1 불순물 영역(121)간의 아이솔레이션을 위한 역할의 수행과 함께, 상기 제 2 불순물 영역(122)간에는 제 1 컨택 플러그(160)에 의한 컨택이 수행되도록 상기 제 2 불순물 영역(122)의 측부에는 형성되지 않는다.
또한, 복수의 불순물 영역이 형성된 포토 다이오드를 구비하는 본딩 실리콘(120) 상측에는, 층간 절연을 위한 산화막(131)과 질화막(132)이 순차적으로 적층형성되어 있으며, 상기 산화막(131)과 질화막(132)에는 포토 다이오드의 제 1 불순물 영역(121)과의 컨택을 위한 제 2 컨택 플러그(180)가 관통하며, 상기 질화막(132) 상에는 층간 절연을 위한 층간 절연막(170)이 형성된다.
여기서, 상기 본딩 실리콘(120) 상에 형성되는 산화막(131) 또는 질화막(132)을 제 1 층간 절연막이라고 한다면, 상기 질화막(132)상에 형성되는 층간 절연막(170)을 제 2 층간 절연막이라고 할 수 있다.
또한, 상기 제 2 층간 절연막(170)상에는 상기 제 2 컨택 플러그(180)와의 전기적인 접속을 위한 제 2 금속 배선(190)이 형성된다.
그리고, 도시되어 있지는 않지만, 상기 제 2 금속 배선(190)의 상측에는, 보호막(passivation layer)이 더 형성될 수 있으며, 또한 상기 보호막 상부에는 칼라필터를 형성하고, 상기 칼라 필터 상측에는 광의 수광을 위한 마이크로 렌즈가 형성된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서에서는, 단위 픽셀을 구성하는 각 포토 다이오드간의 아이솔레인션 및 컨택이 수행되어야 하는데, 이에 대해서는 전술한 설명에 부연하기 위하여, 도 2를 참조하여 보기로 한다.
도 2에는 단위 픽셀을 구성하는 각각의 포토 다이오드가 제 1 컨택 플러그(160)를 중심으로 양측에 형성된 것이 도시되어 있으며, 포토 다이오드는 수광시에 홀 또는 전자를 시그널로서 발생시키기 위하여 제 1 불순물 영역(121)과 제 2 불순물 영역(122)을 포함한다.
전술의 예에서와 같이, 전자를 시그널로서 이용하는 경우에, 본딩 실리콘(120)내부에는 p+형 불순물이 주입되어 있는 제 1 불순물 영역(121)이 형성되어 있고, 상기 제 1 불순물 영역(121)의 형성 위치 아래에는 n+형 불순물이 주입되어 있는 제 2 불순물 영역(122)이 형성되어 있다.
빛의 수광시에, 포토 다이오드에서 발생하는 전자(electron)는 상기 제 2 불순물 영역(122) 및 제 1 컨택 플러그(160)를 통하여 상기 제 1 금속 배선(101)으로 이동하게 된다. 이로써, 빛의 수광에 따른 전기적인 신호가 전달된다.
다만, 여기서 단위 픽셀을 구성하는 포토 다이오드 각각의 제 1 불순물 영역(121)들간에는 아이솔레이션이 효과적으로 수행되어야 한다.
따라서, 상기 제 1 컨택 플러그(140)의 주변에 형성되어 있는 아이솔레이션 막으로서, 상기 절연막(140)은 상기 제 1 불순물 영역(121)을 중심으로 형성되어 있으며, 상기 제 2 불순물 영역(122)에 인접한 영역에는 형성되지 않도록 한다.
특히, 상기 절연막(140)은 효과적인 아이솔레이션을 위하여 그 일부가 상기 제 1 층간 절연막인 산화막(131)의 하측에까지 형성되어 있으며, 이로 인하여 상기 절연막(140)은 상기 산화막(131)의 하측영역에 위치하는 제 1 면(141)을 구비한다.
그리고, 상기 절연막(140)은 상기 제 1 불순물 영역(121)으로부터 제 2 불순물 영역(122)으로 갈수록 그 두께가 점차 작아지는 형상으로 제공되고, 이로 인하여 제 1 불순물 영역간의 아이솔레인션 및 제 2 불순물 영역간의 컨택이 효과적으로 이루어지도록 한다.
만약, 단위 픽셀의 포토 다이오드내의 제 1 불순물 영역간에 아이솔레이션이 적절히 수행되지 않을 경우에는, 도 15에 도시된 바와 같이, 제 1 불순물 영역이 컨택 플러그에 직접 연결되는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 제 2 불순물 영역간의 컨택이 적절히 수행되지 않을 경우에는, 도 14에 도시된 바와 같이, 제 2 불순물 영역이 컨택 플러그에 연결되지 않는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는, 상기 절연막의 형성에 의하여, 제 2 불순물 영역은 컨택 플러그에 컨택이 수행되고, 제 1 불순물 영역은 아이솔레이션되어 컨택 플러그에 직접 컨택되지 않게 된다.
본 발명의 실시예에 따라 그 유니포머티가 보장된 이미지 센서는 도 13에 도시된 바와 같이, 컨택 플러그의 하부에서 포토 다이오드의 n+영역과 컨택되고 컨택 플러그의 상부에서 포토 다이오드의 p+영역과는 아이솔레이션이 정확히 수행되는 것이다.
전술한 바와 같은 이미지 센서를 제조하는 방법에 대해서 상세히 살펴보도록 한다.
도 3 내지 도 10은 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 6에 대응하는 구성을 촬영한 이미지를 도시한 도면이고, 도 12는 도 7에 대응하는 구성을 촬영한 이미지를 도시한 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 제 1 금속 배선(101)을 구비한 기판(100)을 준비하고, 상기 기판(100) 상에 c-Si를 클레비지(cleavage)하여 연산부가 구성되어 있는 상기 기판(100)에 본딩하여 본딩 실리콘(120)을 형성한다.
그리고, 상기 본딩 실리콘(120) 내부에 포토 다이오드를 형성하기 위한 공정을 진행하며, 상기 본딩 실리콘(120) 내부에 제 1 도전형의 불순물이 주입된 제 1 불순물 영역(121)과, 제 2 도전형의 불순물이 주입된 제 2 불순물 영역(122)을 형성한다.
여기서, 상기 제 1 불순물 영역(121)은 상기 본딩 실리콘(120)내부의 상측에 형성하고, 상기 제 2 불순물 영역(122)은 상기 제 1 불순물 영역(121) 아래에 형성한다. 상기 제 1 불순물 영역(121)과 제 2 불순물 영역(122)사이의 영역에는 n-의 불순물 영역을 형성하거나 디플리션 레이어가 형성될 수 있다.
그 다음, 도 4를 참조하면, 포토 다이오드를 구비하는 상기 본딩 실리콘(120)상에 제 1 층간 절연막으로서, 산화막(131)과 질화막(132)을 증착 형성한다.
제 1 층간 절연막으로서, 상기 산화막(131)과 질화막(132)중 어느 하나만을 형성하는 것도 가능하며, 상기 산화막(131)은 SiH4를 1000Å의 두께로 형성하고, 상기 질화막(132) 역시 1000Å의 두께로 형성할 수 있다.
그 다음, 도 5를 참조하면, 상기 질화막(132)상에 포토 레지스트(미도시)를 도포하고, 포토 레지스트를 패터닝하여 제 1 컨택 플러그와 포토다이오드의 불순물 영역간의 아이솔레이션을 위한 절연막이 형성될 영역에 대해서 상기 질화막(132)의 일부가 노출되도록 한다.
그리고, 패터닝된 포토 레지스트를 식각 마스크로 이용하여 상기 질화막(132)과 산화막(131)을 식각하는 공정을 실시하여, 도시된 바와 같은 형태와 같이, 제 1 컨택 플러그 및 절연막이 형성될 영역에 대하여 상기 본딩 실리콘(120)의 일부를 노출시킨다.
그 다음, 도 6을 참조하면, 상기 질화막(132)과 산화막(131)의 일부 식각에 따라 그 일부가 노출되는 상기 본딩 실리콘(120)에 대해서 비등방성 에치 공정을 실시한다.
예컨대, 80℃의 KOH용액에서 대략 2초 내지 8초동안에 딥(dip)처리를 실시한다. 이 경우, 실리콘 표면([100]방향)에서 실리콘의 [111]방향으로 비등방성 식각이 발생된다. 따라서, 상기의 딥 처리 공정에서는 상기 실리콘의 [111]방향에 대해서 비등방성 식각을 발생시킬 수 있는 용액을 사용하며, 그 예가 KOH용액으로 설명되고 있다.
이러한 비등방성 식각 공정이 수행됨에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 본딩 실리콘(120)내부에 삼각 또는 피라미드 형상의 홀(135)이 형성된다. 여기서, 상기 홀(135)은 피라미드 형상으로 형성될 수 있는데, 그 이유는 상기의 비등방성 식각에 의하여 기판(100)의 일부가 상기 홀(135)에 의하여 노출될 수 있기 때문이다.
특히, 상기의 비등방성 식각 공정에 의하여, 상기 산화막(131)의 하부 일부면이 노출되며, 즉, 상기 본딩 실리콘(120)의 상부면 보다 잔여 산화막(131)의 하부면이 더 큰 사이즈로 남게 된다.
도 11에는, 이러한 구성의 사진에 대해 도시한 도면이 개시되어 있으며, 아주 미세한 크기의 홀이 형성되어 상기 기판(100)의 일부가 노출될 수 있다.
그 다음으로, 도 7을 참조하면, 상기 본딩 실리콘(120)내부 및 상기 질화막(132)상에 산화막(140)을 증착시키는 공정을 진행한다. 상기 산화막(140)은 SiO2가 사용될 수 있다.
여기서, 상기 산화막(140)이 제 1 층간 절연막으로서 역할을 수행하는 산화막(131)과 혼동될 수도 있겠으나, 구성요소의 명칭과 함께 기재되어 있는 도면부호를 통하여 그 식별이 용이할 것이다.
한편, 상기 본딩 실리콘(120) 내부 및 질화막(132)상에 산화막(140)을 증착 형성함에 있어서, 상기 산화막(140)은 800Å정도의 두께로 증착되도록 할 수 있다.
상기 산화막(140)의 증착에 의하여 상기 본딩 실리콘(120)내부에 형성된 홀(135)의 일부가 채워지게 되며, 이에 대한 사진 이미지의 도시 도면은 도 12에 첨부되어 있다.
그 다음, 도 8을 참조하면, 상기 본딩 실리콘(120) 내부 및 질화막(132)상에 형성된 산화막(140)에 대해서 식각 공정이 수행되며, 상기 산화막(140)의 식각 공정은 에치백 공정을 수행하여 균일한 두께로 식각이 수행된다. 여기서, 상기 산화막(140)의 식각 공정은 상기 본딩 실리콘(120)의 하측에 위치한 기판(100) 및 상기 기판(100) 내에 형성된 제 1 금속 배선(101)이 노출될 때까지 수행된다.
즉, 에치백 공정등에 의하여 상기 제 1 금속 배선(101)을 노출시키도록 한다.
상기 산화막(140)의 식각 공정에 의하여, 상기 제 1 금속 배선(101)과의 컨택을 위한 컨택 플러그가 위치할 수 있는 컨택홀(150)이 마련된다.
그리고, 상기 질화막(132)상에 형성된 산화막(140)을 제거하기 위한 식각 공정이 더 수행될 수 있으며, 이러한 산화막 제거 공정은 반드시 필요한 공정이 아니다.
그 다음, 도 9를 참조하면, 상기 본딩 실리콘(120) 및 기판(100)에 형성된 컨택홀(150) 내부에 제 1 컨택 플러그(160)를 형성한다. 상기 제 1 컨택 플러그(160)의 형성은 공지의 다양한 기술에서와 같이, 텅스텐등의 금속물질을 갭 필한 다음 평탄화 공정을 실시할 수 있다.
그 다음, 도 10을 참조하면, 상기 질화막(132) 및 제 1 컨택 플러그(160) 상에 절연막을 증착시켜, 제 2 층간 절연막(170)을 형성한다.
그리고, 상기 제 2 층간 절연막(170) 상에 포토 레지스트를 도포하여 패터닝한 다음, 제 2 층간 절연막(170) 및 제 1 층간 절연막(132,131)을 식각하여 제 2 컨택 플러그(180)를 형성할 컨택홀을 형성하고, 그 컨택홀 내부에 제 2 컨택 플러그(180)를 형성한다.
특히, 상기 제 2 컨택 플러그(170)은, 상기 본딩 실리콘(120)내의 포토 다이오드영역에서 제 1 불순물 영역(121)과 접속될 수 있도록 형성된다. 이는, 상기 포 토 다이오드에 대해서 리버스 바이어스를 인가하기 위함이다.
그리고, 상기 제 2 컨택 플러그(180)와 전기적으로 접속할 제 2 금속 배선(190)을 상기 제 2 층간 절연막(170)상에 형성한다. 상기 제 2 금속배선(190)의 형성에 대해서는, 공지의 다양한 기술들이 적용될 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도시되어 있지는 않지만, 상기 제 2 금속 배선(190)상에는 보호막을 형성하기 위한 공정이 더 수행될 수 있으며, 또한 상기 보호막 상에 컬러 필터층를 형성하는 공정과, 상기 컬러 필터층 상에 포토 레지스트를 도포하여 마이크로 렌즈를 형성하는 공정이 더 수행된다.
이러한 과정에 의하여, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서가 도 1과 같은 형태로 제조된다.
제안되는 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, 포토 다이오드 영역을 관통하는 컨택 플러그 형성시에 웨트 에치에 의하여 본딩 실리콘이 식각됨으로써, 플라즈마 식각의 실시 횟수를 줄여 기판이나 포토 다이오드 영역에 디펙트가 발생하는 경우를 줄일 수 있다.
또한, 단위 픽셀을 구성하는 포토 다이오드영역에 있어서, 제 1 불순물 영역간에는 보다 효과적인 아이솔레이션이 이루어질 수 있으며, 제 2 불순물 영역에 대해서는 컨택 플러그와의 컨택이 정교하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 포토 다이오드 영역간의 절연과 컨택이 수행되는 구성을 상세히 도시한 도면.
도 3 내지 도 10은 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 11은 도 6에 대응하는 구성을 촬영한 이미지를 도시한 도면.
도 12는 도 7에 대응하는 구성을 촬영한 이미지를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 절연막과 컨택 플러그를 보여주는 이미지를 나타내는 도면.
도 14 및 도 15는 컨택 플러그의 하부 및 상부에서 불량이 발생되는 경우를 예시적으로 보여주기 위한 도면.
Claims (11)
- 제 1 금속 배선을 구비한 기판;상기 기판 상에 위치하고, 상측에 형성된 제 1 불순물 영역과 하측에 형성된 제 2 불순물 영역을 포함하는 본딩 실리콘;상기 본딩 실리콘 상에 형성되는 제 1 층간 절연막;상기 본딩 실리콘을 관통하여 상기 제 1 금속 배선과 연결되는 제 1 컨택 플러그;상기 제 1 층간 절연막 상에 형성되는 제 2 층간 절연막;상기 제 2 층간 절연막을 관통하여 상기 제 1 불순물 영역과 연결되는 제 2 컨택 플러그;상기 제 2 층간 절연막 상에 형성되어, 상기 제 2 컨택 플러그와 연결되는 제 2 금속 배선; 및상기 제 2 금속 배선 상에 형성되는 컬러필터층과 마이크로 렌즈;를 포함하고,상기 제 1 컨택 플러그의 일측에는 상기 제 1 불순물 영역과의 아이솔레이션을 위한 절연막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 절연막의 일부는 상기 제 1 층간 절연막의 하부면 일부에 접하도록 형 성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 층간 절연막은 상기 본딩 실리콘 상에 형성되는 산화막과, 상기 산화막 상에 형성되는 질화막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 컨택 플러그와 상기 제 1 불순물 영역의 사이에 상기 절연막이 형성되고,상기 제 2 불순물 영역은 상기 제 1 컨택 플러그의 일부에 접하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 본딩 실리콘 내부의 제 1 불순물 영역은 p+형 불순물로 이루어지고, 상기 제 2 불순물 영역은 n+형 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 금속 배선이 형성된 기판을 준비하는 단계;상기 기판의 상부면에 실리콘을 본딩함으로써, 본딩 실리콘을 형성하는 단계;상기 본딩 실리콘 상측에 형성된 제 1 불순물 영역과 하측에 형성된 제 2 불순물 영역을 형성하는 단계;상기 본딩 실리콘 상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계;상기 제 1 층간 절연막의 일부를 식각하여, 상기 본딩 실리콘의 표면 일부를 노출시키는 단계;상기 본딩 실리콘에 대해서, 비등방성 식각공정을 수행하는 단계;상기 본딩 실리콘 내부 및 상기 제 1 층간 절연막 상에 산화막을 증착하는 단계;상기 제 1 금속 배선의 일부가 노출되도록 상기 산화막을 식각하는 단계;상기 제 1 금속 배선과 연결되는 제 1 컨택 플러그를 형성하는 단계; 및상기 제 1 층간 절연막을 관통하는 제 2 컨택 플러그를 형성하는 단계;를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 컨택 플러그를 형성하는 단계는, 상기 제 1 층간 절연막 상에 제 2 층간 절연막을 형성한 다음 상기 제 2 층간 절연막 및 제 1 층간 절연막의 일부를 식각하고, 상기 제 2 층간 절연막 및 제 1 층간 절연막을 관통하는 제 2 컨택 플러그를 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 2 컨택 플러그를 형성한 다음에는, 상기 제 2 층간 절연막 상에 상 기 제 2 컨택 플러그와 전기적으로 연결되기 위한 제 2 금속 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 2 컨택 플러그를 형성하는 단계는, 상기 제 1 불순물 영역이 형성된 본딩 실리콘의 일부를 노출하기 위한 상기 제 1 층간 절연막의 식각 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 본딩 실리콘에 대해서, 비등방성 식각공정을 수행하는 단계는, 실리콘의 [111]방향에 대해서 비등방성 식각 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기의 비등방성 식각 공정은 KOH 용액을 이용한 딥 처리 공정인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
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| KR20050117674A (ko) * | 2004-06-11 | 2005-12-15 | 이상윤 | 3차원 구조의 영상센서와 그 제작방법 |
| KR20060120260A (ko) * | 2006-08-25 | 2006-11-24 | 에스.오.아이. 테크 실리콘 온 인슐레이터 테크놀로지스 | 광검출장치 |
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2008
- 2008-11-11 KR KR1020080111421A patent/KR101053729B1/ko not_active IP Right Cessation
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