KR20050020408A - 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흔히 반도체 Al, Ti, W 및 Cu와 같은 금속 물질은 빛을 대부분 반사시키는 특성을 가지고 있는데, 포토 다이오드 주위에 이러한 반사 특성을 갖는 물질을 적용함으로써, 포토 다이오드를 벗어나는 빛을 반사시켜 다시 포토 다이오드를 집광할 수 있게 하여 감도를 향상시킬 수 있는 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법을 제공하는 것이다. 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법은 포토 다이오드를 형성하는 단계와, 프리메탈 유전체층을 형성한 후, 포토 다이오드를 개방하도록 소정의 트렌치 형상을 갖도록 프리메탈 유전층을 패터닝하는 단계와, 금속막을 트렌치의 측면에 증착하는 단계와, IMD 층, 패시베이션 층을 순차적으로 형성하는 단계와, 컬러 필터를 형성한 후, 포토레지스트와 같은 유기물질층을 평탄화층으로 형성하는 단계와, 평탄화층 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 시모스(CMOS; complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서(image sensor)의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 시모스 이미지 센서의 포토 다이오드 주위로 반사율이 높은 물질을 적용하여 포토 다이오드를 벗어나는 빛을 반사시켜 포토 다이오드 쪽으로 입사시킴으로써, 픽셀 크기의 증가 없이 감도(sensitivity)를 향상시키기 위한 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법에 관한 것이다.
시모스 이미지 센서의 집적도를 높이기 위해서는 픽셀 크기를 감소시키는 것이 효율적이다. 그러나, 픽셀 사이즈를 감소시킬 경우 마이크로 렌즈의 반경 감소에 따른 초점 거리가 짧아지게 되고 포토 다이오드로 입사되는 빛의 양이 감소하게 된다.
이럴 경우, 시모스 이미지 센서의 감도는 포토 다이오드로 입사되는 빛의 양에 비례하기 때문에 감도가 감소하게 되는 원인이 된다.
따라서, 포토 다이오드로 입사되는 빛의 양을 최대화하는 방법이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 주목적은 흔히 반도체 Al, Ti, W 및 Cu와 같은 금속 물질은 빛을 대부분 반사시키는 특성을 가지고 있는데, 포토 다이오드 주위에 이러한 반사 특성을 갖는 물질을 적용함으로써, 포토 다이오드를 벗어나는 빛을 반사시켜 다시 포토 다이오드를 집광할 수 있게 하여 감도를 향상시킬 수 있는 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 픽셀 크기에 관계없이 빛의 집광성이 향상되어 높은 감도 특성을 유지할 수 있는 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 기판 상에 포토 다이오드를 형성하는 단계와, 프리메탈 유전체층을 형성한 후, 포토 다이오드를 개방하도록 소정의 트렌치 형상을 갖도록 프리메탈 유전층을 패터닝하는 단계와, 금속막을 트렌치의 측면에 증착하는 단계와, IMD 층, 패시베이션 층을 순차적으로 형성하는 단계와, 컬러 필터를 형성한 후, 포토레지스트와 같은 유기물질층을 평탄화층으로 형성하는 단계와, 평탄화층 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법을 설명하기 위한 단면도를 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 시모스 이미지 센서 소자의 포토 다이오드(102) 주변에 반사 특성이 우수한 금속막(104)을 적용시키는 방법은 다음과 같다.
먼저, 기판(100) 상에 포토 다이오드(102)를 형성하고, 그리고 나서 프리메탈 유전체층(108)을 형성한 후, 포토 다이오드(102)를 개방하도록 소정의 트렌치를 갖도록 상기 프리메탈 유전체층(108)을 패터닝한다. 이어서, 금속막(104)을 트렌치의 측면에 증착한다. 다음 단계로, 층간 유전체(IMD; inter metal dielectric) 층(110, 112), 패시베이션 층(114)을 순차적으로 형성한다.
이어서, 컬러 필터(118)를 형성한 후, 포토레지스트와 같은 유기물질층(116)을 평탄화층으로 형성한다.
마지막으로, 마이크로 렌즈(120)를 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 포토 다이오드(102) 주변에 금속막(104)을 형성함으로써, 마이크로 렌즈(120)로부터 포토 다이오드(102)로 입사되는 빛의 양을 최대화하여 시모스 이미지 센서의 감도를 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 고집적화를 위한 픽셀 크기의 감소에 따른 즉, 마이크로 렌즈(120)의 반경 감소로 인한 초점 거리의 짧아짐으로 인한 감도의 특성의 저하를 방지할 수도 있다.
본 발명을 본 명세서 내에서 몇몇 바람직한 실시예에 따라 기술하였으나, 당업자라면 첨부한 특허 청구 범위에서 개시된 본 발명의 진정한 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 많은 변형 및 향상이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 시모스 이미지 센서 반도체 소자에 있어서, 포토 다이오드 주변에 반사율이 뛰어난 금속막을 형성하는 것으로써 마이크로 렌즈로부터 포토 다이오드로 입사되는 빛의 양을 최대화하여 감도를 향상시킬 수 있으며, 고집적화에 따른 픽셀 크기 감소시에도, 즉 마이크로 렌즈 크기에 관계 없이 높은 감도를 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법을 설명하기 위한 단면도를 도시한다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100 : 실리콘 기판 102 : 포토 다이오드
104 : 금속막 106 : 필드 산화막
108 : 프리메탈 유전체막 110, 112 : IMD 층
114 : 패시베이션 116 : 평탄화층
118 : 컬러 필터 120 : 마이크로 렌즈
Claims (3)
- 기판 상에 포토 다이오드를 형성하는 단계와,프리메탈 유전체층을 형성한 후, 상기 포토 다이오드를 개방하도록 소정의 트렌치 형상을 갖도록 상기 프리메탈 유전층을 패터닝하는 단계와,금속막을 트렌치의 측면에 증착하는 단계와,IMD 층, 패시베이션 층을 순차적으로 형성하는 단계와,컬러 필터를 형성한 후, 포토레지스트와 같은 유기물질층을 평탄화층으로 형성하는 단계와,상기 평탄화층 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 금속막은 반사율이 뛰어난 Al, Ti, W 또는 Cu와 같은 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 금속막이 실리사이드 막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법.
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| KR1020030058341A KR20050020408A (ko) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법 |
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| KR1020030058341A KR20050020408A (ko) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | 시모스 이미지 센서의 감도 향상 방법 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100683391B1 (ko) * | 2005-04-29 | 2007-02-15 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 시모스 이미지센서 및 그의 제조방법 |
| WO2021056988A1 (zh) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | 神盾股份有限公司 | 集成光学传感器及其制造方法 |
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2003
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