KR20100030795A - 이미지센서 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 이미지센서는 기판에 형성된 이미지감지부; 상기 이미지감지부 상에 형성된 층간절연층; 및 상기 층간절연층 상에 형성된 비구면 마이크로렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
마이크로렌즈, 구면수차

Description

이미지센서 및 그 제조방법{Image Sensor and Method for Manufacturing thereof}
실시예는 이미지센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이미지센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체소자로서, 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD)와 씨모스(CMOS) 이미지센서(Image Sensor)(CIS)로 구분된다.
종래기술에 의하면, CIS 마이크로렌즈(Micro Lens)는 감광막(Photo Resistor)을 이용하여 패터닝(Patterning) 한 후, 베이크(Bake)공정을 통하여 리플로우(Reflow)시켜 완만한 곡선의 렌즈를 만든다.
하지만, 광학 특성상, 볼록렌즈의 경우 빛이 렌즈의 중심과 경계면에서의 굴절율이 다르기 때문에, 포토다이오드(Photodiode) 표면에 정확하게 상이 맺지 않는 현상인 구면 수차가 발생하게 된다.
실시예는 구면수차를 방지할 수 있는 이미지센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 이미지센서는 기판에 형성된 이미지감지부; 상기 이미지감지부 상에 형성된 층간절연층; 및 상기 층간절연층 상에 형성된 비구면 마이크로렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법은 기판에 이미지감지부를 형성하는 단계; 상기 이미지감지부 상에 층간절연층을 형성하는 단계; 및 상기 층간절연층 상에 비구면 마이크로렌즈를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면, 마이크로렌즈(Micro Lens) 이중코팅(Double Coating)공정을 통해 비구면 렌즈(Lens)를 제작하여 구면수차를 개선할 수 있다. 즉, 실시예에 의하면 마이크로렌즈(Micro Lens) 모양(Shape)을 변경하여 구면 수차의 발생을 억제하여 마이크로렌즈(Micro Lens)에서 굴절된 빛이 정확히 포토다이오드(Photodiode)에 포커싱(Focusing) 되도록 할 수 있다.
이하, 실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/아래(on/under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/아래는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
본 발명은 씨모스 이미지센서(CIS)에 한정되는 것이 아니며, CCD 이미지센서 등 마이크로렌즈가 필요한 모든 이미지센서에 적용이 가능하다.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 이미지센서의 단면도이다.
실시예에 따른 이미지센서는 기판(100)에 형성된 이미지감지부(110); 상기 이미지감지부(110) 상에 형성된 층간절연층(120); 및 상기 층간절연층(120) 상에 형성된 비구면 마이크로렌즈(140);를 포함할 수 있다.
상기 비구면 마이크로렌즈(140)는, 하부 마이크로렌즈(142) 상에 형성된 상부 마이크로렌즈(144)를 포함할 수 있다.
실시예에서 이미지감지부(110)는 포토다이오드일 수 있으나 이에 한정되는 것이 아니고 포토게이트, 포토다이오드와 포토게이트의 결합형태 등이 될 수 있다.
실시예에 따른 이미지센서에 의하면, 마이크로렌즈(Micro Lens) 이중코팅(Double Coating)공정을 통해 비구면 렌즈(Lens)를 제작하여 구면수차를 개선할 수 있다. 즉, 실시예에 의하면 마이크로렌즈(Micro Lens) 모양(Shape)을 변경하여 구면 수차의 발생을 억제하여 마이크로렌즈(Micro Lens)에서 굴절된 빛이 정확히 포토다이오드(Photodiode)에 포커싱(Focusing) 되도록 할 수 있다.
도 1에서 미설명 부호는 이하 제조방법에서 설명한다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법을 설명한다.
우선, 기판(100)에 이미지감지부(110)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 이온주입에 의해 포토다이오드를 형성할 수 있다. 한편, 상기 기판(100)에는 상기 이미지감지부(110)로 부터 발생한 전자정보를 전달하거나 읽는 리드아웃 회로(미도시)가 형성될 수 있다.
이후, 상기 이미지감지부(110) 상에 층간절연층(120)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 이미지감지부(110)와 리드아웃 회로 상에 TEOS로 층간절연층을 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 상기 층간절연층(120) 상에 컬러필터층(130)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 원색(RGB) 또는 보색(CMYG)의 컬러필터층이 형성될 수 있다. 이후, 컬러필터층(130) 상에 평탄화층(미도시)이 더 형성될 수 있다
이하, 상기 컬러필터층(130) 또는 층간절연층(120) 상에 비구면 마이크로렌즈(140)를 형성하는 방법을 설명한다.
먼저, 상기 컬러필터층(130) 또는 층간절연층(120) 상에 하부 마이크로렌즈 패턴(142a)을 형성한다. 예를 들어, 음성감광막(Negative PR)을 이용하여 PEP 공정을 진행하여 하부 마이크로렌즈 패턴(142a)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 하부 마이크로렌즈 패턴(142a)은 음성 감광막이기 때문에 노광 후 경화되어 있다.
다음으로, 도 3과 같이 상부 마이크로렌즈 감광막(144a)을 상기 하부 마이크로렌즈 패턴(142a) 상에 형성한다.
다음으로, 도 4와 같이 상기 상부 마이크로렌즈 감광막(144a)을 이용하여 PEP 공정을 진행하여 상부 마이크로렌즈 패턴(144b)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 상부 마이크로렌즈 감광막(144a)이 음성감광막(Negative PR)이므로 하부 마이크로렌즈 패턴(142a)에 영향을 주지 않고 패터닝이 가능하다.
이때, 상기 상부 마이크로렌즈 패턴(144b)은 상기 하부 마이크로렌즈 패턴(142a)보다 수평 폭이 좁게 형성됨으로써 비구면 마이크로렌즈를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5와 같이 상부 마이크로렌즈 패턴(144b)과 하부 마이크로렌즈 패턴(142a)에 리플로우 공정을 진행하여 비구면 마이크로렌즈(140)를 형성할 수 있다.
상기 비구면 마이크로렌즈(140)는, 하부 마이크로렌즈(142) 상에 형성된 상부 마이크로렌즈(144)를 포함할 수 있다.
실시예에 의하면 상기 리플로우 공정에 의해 상부 마이크로렌즈 패턴(144b)과 하부 마이크로렌즈 패턴(142a)의 중심부(Center) 영역의 모양은 거의 변화 없고, 에지(Edge)부분이 퍼지는 특성이 있기 때문에 비구면 마이크로렌즈(140)를 형성할 수 있다.
도 6는 실시예에 따른 이미지센서의 효과를 나타내는 도면이다.
실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면, 마이크로렌즈(Micro Lens) 모양(Shape)을 변경하여 구면 수차의 발생을 억제하여 마이크로렌즈(Micro Lens)에서 굴절된 빛이 정확히 포토다이오드(Photodiode)에 포커싱(Focusing) 되도 록 할 수 있다. 즉, 실시예에 의하면 마이크로렌즈(Micro Lens) 이중코팅(Double Coating)공정을 통해 비구면 렌즈(Lens)를 제작하여 구면수차를 개선할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 청구항의 권리범위에 속하는 범위 안에서 다양한 다른 실시예가 가능하다.
도 1는 실시예에 따른 이미지센서의 단면도.
도 2 내지 도 5는 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법의 공정단면도.
도 6는 실시예에 따른 이미지센서의 효과를 나타내는 도면.

Claims (11)

  1. 기판에 형성된 이미지감지부;
    상기 이미지감지부 상에 형성된 층간절연층; 및
    상기 층간절연층 상에 형성된 비구면 마이크로렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 비구면 마이크로렌즈는,
    하부 마이크로렌즈 상에 형성된 상부 마이크로렌즈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하부 마이크로렌즈와 상부 마이크로렌즈는 음성감광막을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 마이크로렌즈는 상기 하부 마이크로렌즈 보다 수평 폭이 좁은 것을 특징으로 하는 이미지센서.
  5. 기판에 이미지감지부를 형성하는 단계;
    상기 이미지감지부 상에 층간절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 층간절연층 상에 비구면 마이크로렌즈를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 비구면 마이크로렌즈를 형성하는 단계는,
    하부 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 단계;
    상기 하부 마이크로렌즈 패턴 상에 상부 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 상부 마이크로렌즈 패턴과 상기 하부마이크로렌즈 패턴에 리플로우 공정을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 하부 마이크로렌즈 패턴은 음성감광막을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 하부 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 단계에서,
    상기 하부 마이크로렌즈 패턴은 노광에 의해 경화되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 상부 마이크로렌즈 패턴은 음성감광막을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 상부 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 단계에서,
    상기 상부 마이크로렌즈 패턴은 노광에 의해 경화되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
  11. 제5 항에 있어서,
    상기 상부 마이크로렌즈 패턴을 형성하는 단계에서,
    상기 상부 마이크로렌즈 패턴은 상기 하부 마이크로렌즈 패턴보다 수평 폭이 좁은 것을 특징으로 하는 이미지센서의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160029643A (ko) * 2014-09-04 2016-03-15 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 구비한 전자장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5702625B2 (ja) 2011-02-22 2015-04-15 ソニー株式会社 撮像素子、撮像素子の製造方法、画素設計方法および電子機器
KR102160237B1 (ko) * 2014-03-19 2020-09-28 에스케이하이닉스 주식회사 마이크로 렌즈를 갖는 이미지 센서

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3678348A (en) * 1970-11-23 1972-07-18 Communications Transistor Corp Method and apparatus for etching fine line patterns in metal on semiconductive devices
JP3708112B2 (ja) * 2003-12-09 2005-10-19 シャープ株式会社 マイクロレンズアレイ付き表示パネルの製造方法および表示装置
US7642117B2 (en) * 2005-12-28 2010-01-05 Dongbu Hitek Co., Ltd. CMOS image sensor
KR100801850B1 (ko) * 2006-11-13 2008-02-11 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법
US7611922B2 (en) * 2006-11-13 2009-11-03 Dongbu Hitek Co., Ltd. Image sensor and method for manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160029643A (ko) * 2014-09-04 2016-03-15 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서, 그 제조방법 및 이를 구비한 전자장치

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