KR20100052615A - 이미지 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 실시예에 따른 이미지 센서는 전기접합영역 및 트랜지스터와, 상기 전기접합 영역 또는 트랜지스터를 연결하는 배선을 갖는 제 1 기판; 및 상기 제 1 기판 상에 형성되는 포토 다이오드;가 포함되고, 상기 제 1 기판의 상부에는 빛을 반사하기 위한 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
제안되는 이미지 센서에 의해서, 단위 픽셀들 사이의 영역으로 입사되는 빛이 포토 다이오드 영역으로 수광되지 않는 경우라도, 상기 반사막에 의하여 반사됨으로써, 포토 다이오드 영역으로 재입사가 가능해지고, 이로 인하여 포토 다이오드의 수광 능력이 향상되는 장점이 있다.
이미지 센서
Description
실시예는 이미지 센서 및 그 제조방법에 관하여 개시한다.
종래기술에 따른 씨모스 이미지 센서는 포토다이오드가 트랜지스터와 수평으로 배치되는 구조이다.
물론, 종래기술에 의한 수평형의 씨모스 이미지 센서에 의해 CCD 이미지센서의 단점이 해결되기는 하였으나, 종래기술에 의한 수평형의 씨모스 이미지 센서에는 여전히 문제점들이 있다.
즉, 종래기술에 의한 수평형의 씨모스 이미지 센서에 의하면 포토 다이오드와 트랜지스터가 기판상에 상호 수평으로 인접하여 제조된다. 이에 따라, 포토 다이오드를 위한 추가적인 영역이 요구되며, 이에 의해 필팩터(fill factor) 영역을 감소시키고 또한 레졀류션(Resolution)의 가능성을 제한하는 문제가 있다.
또한, 종래기술에 의한 수평형의 씨모스 이미지센서에 의하면 포토 다이오드와 트랜지스터를 동시에 제조하는 공정에 대한 최적화를 달성하는 점이 매우 어려운 문제가 있다. 즉, 신속한 트랜지스터 공정에서는 작은 면저항(low sheet resistance)을 위해 샐로우 정션(shallow junction)이 요구되나, 포토 다이오드에는 이러한 샐로우 정션(shallow junction)이 적절하지 않을 수 있다.
또한, 종래기술에 의한 수평형의 씨모스 이미지센서에 의하면 추가적인 온칩(on-chip) 기능들이 이미지센서에 부가되면서 단위화소의 크기가 이미지센서의 센서티버티(sensitivity)를 유지하기 위해 증가되거나 또는 포토다이오드를 위한 면적이 픽셀사이즈를 유지하기 위해 감소되야한다.
그런데, 픽셀사이즈가 증가되면 이미지센서의 레졀류션(Resolution)이 감소하게되며, 또한, 포토 다이오드의 면적이 감소되면 이미지센서의 센서티버티(sensitivity)가 감소하는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예는 회로(circuitry)와 포토다이오드의 새로운 집적을 제공할 수 있는 이미지센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
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.
또한, 실시예는 레졀류션(Resolution)과 센서티버티(sensitivity)가 함께 개선될 수 있는 이미지 센서 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 실시예에 따른 이미지 센서는 전기접합영역 및 트랜지스터와, 상기 전기접합 영역 또는 트랜지스터를 연결하는 배선을 갖는 제 1 기판; 및 상기 제 1 기판 상에 형성되는 포토 다이오드;가 포함되고, 상기 제 1 기판의 상부에는 빛을 반사하기 위한 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법은 제 1 기판에 배선을 포함하는 회로(circuitry)를 형성하는 단계; 및 상기 배선 상에 포토 다이오드를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 제 1 기판에 회로를 형성하는 단계는, 상기 제 1 기판에 전기접합영역과 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 전기접합영역 또는 트랜지스터를 연결하기 위한 메탈을 형성하는 단계와, 상기 메탈 상에 층간 절연막과 반사막을 형성하는 단계와, 상기 메탈과 포토 다이오드 사이를 연결하기 위한 메탈컨택을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이미지 센서의 제조방법은 제 1 기판에 배선을 포함하는 회로(circuitry)를 형성하는 단계; 및 상기 배선 상에 포토 다이오드를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 제 1 기판에 회로를 형성하는 단계는, 상기 제 1 기판에 전기접합영역과 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 전기접합영역과 트랜지스터 상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 층간 절연막상에 메탈층 및 반사막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 메탈층 및 반사막을 선택적으로 식각하여, 상기 전기접합영역 또는 트랜지스터를 연결하기 위한 메탈과 반사막을 형성하는 단계와, 상기 반사막 상에 제 2 층간 절연막을 형성하고, 상기 제 2 층간 절연막내에 컨택홀을 형성하여 상기 메탈과 연결되기 위한 메탈컨택을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 이미지 센서 및 그 제조 방법에 의해서, 단위 픽셀들 사이의 영역으로 입사되는 빛이 포토 다이오드 영역으로 수광되지 않는 경우라도, 상기 반사막 에 의하여 반사됨으로써, 포토 다이오드 영역으로 재입사가 가능해지고, 이로 인하여 포토 다이오드의 수광 능력이 향상되는 장점이 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.
그리고, 본 발명의 실시예에 대한 상세한 설명을 위하여 이미지 센서를 구성하는 각 부분이 일부 확대되어 도시되니, 이 점 참조할 필요가 있다.
< 제 1 실시예>
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이미지 센서의 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 이미지 센서는 배선(150)과 회로(circuitry)(120)가 형성된 제 1 기판(100)과, 상기 배선(150)과 접촉하면서 상기 제 1 기판(100)상에 형성된 포토 다이오드(210)를 포함한다.
그리고, 상기 제 1 기판(100)의 회로(120)는 상기 제 1 기판(100)에 형성된 전기접합영역(140)과 복수의 트랜지스터들을 포함한다.
상기 포토 다이오드(210)는 결정형 반도체층(crystalline semiconductor layer)(210a)(도 3 참조)에 형성될 수 있다. 이 경우, 포토 다이오드가 회로(circuitry)의 상측에 위치하는 수직형의 포토 다이오드를 채용하면서 포토다이오드를 결정형 반도체층(crystalline semiconductor layer) 내에 형성함으로써 포토다이오드 내의 디펙트를 방지할 수 있다.
특히, 상기 포토 다이오드(210)상측에 형성되는 마이크로 렌즈에 의해 집광된 빛이 상기 포토 다이오드(210)영역으로 입사되지 않는 경우가 발생할 수 있는데, 이를 위하여 상기 포토 다이오드(210) 영역 하측에는 가시광선 영역의 파장을 갖는 빛을 반사시키기 위한 반사막(170)이 마련되어 있다.
상기 반사막(170)의 형성 방법등에 대해서는 아래에서 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 1의 도면 부호 중 미설명 도면 부호는 이하 제조방법에서 설명하기로 한다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 제 1 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법을 설명한다.
우선, 도 2와 같이 배선(150)과 회로(120)가 형성된 제 1 기판(100)을 준비한다.
예를 들어, 제 2 도전형 제 1 기판(100)에 소자 분리막(110)을 형성하여 액티브 영역을 정의하고, 상기 액티브 영역에 트랜지스터를 포함하는 회로(120)를 형성한다. 여기서, 상기 회로(120)는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)(121), 리셋 트랜지스 터(Rx)(123), 드라이브 트랜지스터(Dx)(125), 실렉트 랜지스터(Sx)(127)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 기판(100)내에 플로팅디퓨젼영역(FD)(131), 소스/드레인영역(133, 135, 137)을 포함하는 이온주입영역(130)을 형성한다.
그리고, 실시예의 전기접합영역(140)은 제 1 도전형 웰(141) 또는 제 1 도전형 에피층 상에 형성된 제 2 도전형 이온주입층(143), 상기 제 2 도전형 이온주입층(143) 상에 형성된 제 1 도전형 이온주입층(145)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 PN 정션(junction)(140)은 도 2와 같이 P0(145)/N-(143)/P-(141) Junction 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 도 2와 같이 4T CIS 구조에서 포토다이오드(Photodiode) 역할을 하는 P0/N-/P- Junction(140)을 제1 기판(Si Sub)(100)에 형성시킨 이유는 다음과 같다.
N+ Junction인 FD(131) Node와 달리, P0/N-/P- Junction(140)은 인가전압이 모두 전달되지 않고 일정 전압에서 핀치오프(Pinch-off) 된다. 이 전압을 피닝 볼티지(Pinning Voltage)이라 부르며, 피닝 볼티지(Pinning Voltage)는 P0(145) 및 N-(143) 도핑(Doping) 농도에 의존한다.
구체적으로, 포토 다이오드(Photodiode)(210)에서 생성된 전자는 P0/N-/P- Junction(140)으로 이동하게 되며 Tx(121) 온(On) 시 FD(131) Node로 전달되어 전압으로 변환된다.
P0/N-/P- Junction(140)의 전압의 최대값은 피닝 볼티지(Pinning Voltage)가 되고 FD(131) Node 전압의 최대값은 Vdd- Rx(123) Vth(문턱전압)이 되므로 Tx(131) 양단간 전위차로 인해 차지 쉐어링(Charge Sharing) 없이 칩(Chip) 상부의 포토다이오드(Photodiode)(210)에서 발생한 전자가 FD(131) Node로 덤핑(Dumping) 될 수 있다.
따라서, 실시예에 의하면 N+ Junction으로 연결된 경우와 달리 새츄레이션 시그널(Saturation Signal) 및 감도 하락 등의 문제를 피할 수 있다.
그 다음으로, 상기 제 1 기판(100) 상에 층간 절연층을 형성하고, 배선(150)을 형성할 수 있다. 상기 배선(150)은 제 1 메탈컨택(151a), 제 1 메탈(151), 제 2 메탈(152), 제 3 메탈(153) 및 후속되는 공정에서 형성되는 제 4 메탈컨택(154a)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 각각의 메탈 및 메탈컨택을 형성하는 과정은 공지의 기술에 의해 수행될 수 있으며, 다만, 상기 제 3 메탈(153)을 형성한 다음에 반사막(170)을 형성하기 위한 공정이 진행되므로, 상기 제 3 메탈(153)을 형성한 다음에 형성되는 층간 절연막(160)에 대해서는 별도의 도면부호를 병기하였다.
즉, 도시된 바와 같이, 상기 제 3 메탈(153)을 형성한 다음에는, 상기 기판(100)상에 층간 절연막(160)을 소정 두께 형성하고, 상기 층간 절연막(160)상에 빛을 반사시키기 위한 반사막(170)을 형성한다.
상기 반사막(170)은 은(Ag)과 같이 가시광선 영역의 파장을 갖는 빛을 반사시키기 위한 물질로 이루어지며, 가시광선을 반사하는데 이용될 수 있는 기타 금속 및 비금속 재료도 물론 사용될 수 있다.
그 다음, 도 3을 참조하면, 상기 제 3 메탈(153)을 상측에 형성될 포토 다이오드와 전기적으로 연결하기 위한 제 4 메탈컨택을 형성하기 위한 공정을 진행한다.
즉, 상기 제 3 메탈(153)상에 형성되어 있는 층간 절연막(160)과 반사막(170)을 선택적으로 식각한 다음 메탈을 갭필함으로써, 제 4 메탈컨택(154a)을 형성한다.
그 다음, 도 4를 참조하면, 제 2 기판(200) 상에 결정형 반도체층(crystalline semiconductor layer)(210a)을 형성한다. 이러한 결정형 반도체층(210a)에 포토 다이오드가 형성됨으로써 포토다이오드 내의 디펙트를 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2 기판(200) 상에 에패택시얼에 의해 결정형 반도체층(210a)을 형성한다. 그리고, 제 2 기판(200)과 결정형 반도체층(210a)의 경계에 수소이온을 주입하여, 상기 제 2 기판(200)의 상부에 수소이온 주입층을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 수소이온의 주입은 포토다이오드 형성을 위한 이온주입 후에 진행될 수도 있다.
그 다음, 도 5를 참조하면, 결정형 반도체층(210a)내에 복수의 이온주입 공정을 진행함으로써, 빛의 수광에 따른 전기적인 신호를 발생시키는 포토 다이오드(210)를 형성한다.
즉, 상기 결정형 반도체층(210a) 하부에 제 1 도전형의 불순물이 주입되어 있는 제 1 불순물 영역(216)을 형성한다. 예를 들어, 상기 결정형 반도체층(210a) 상부에 마스크 없이 블랭킷으로 제 2 기판(200) 전면에 이온주입하여 고농도의 P형 불순물 영역(216)을 형성할 수 있다.
그 다음, 상기 제 2 불순물 영역(212) 상측에 제 2 도전형의 불순물이 주입되어 있는 제 2 불순물 영역(214)을 형성한다. 예를 들어, 상기 1 불순물 영역(216)의 상부에 마스크 없이 블랭킷으로 제 2 기판(200) 전면에 제 2 도전형의 불순물을 주입하여 저농도 N형 불순물 영역(214)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 저농도 제 1 불순물 영역(214)은 약 1.0~2.0 ㎛의 정션뎁스(junction depth)로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 도전형 불순물 영역(214) 상측에 고농도 제 2 도전형의 불순물이 주입되어 있는 제 3 불순물 영역(212)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 도전형의 불순물이 주입되어 있는 제 2 불순물 영역(214) 상측에 하측에 마스크 없이 블랭킷으로 제 2 기판(200) 전면에 이온주입하여 고농도 N+형 불순물 영역(212)을 더 형성함으로써 오믹컨택에 기여할 수 있다.
그 다음, 도 6을 참조하면, 상기 포토다이오드(210)와 상기 배선(150)이 접촉하도록 상기 제 1 기판(100)과 상기 제 2 기판(200)을 본딩(bonding)한다.
예를 들어, 상기 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)을 본딩하기 전에 플라즈마에 의한 액티베이션에 의해 본딩되는 면의 표면에너지를 높임으로써 본딩을 진행할 수 있다.
그리고, 상기 제 2 기판(200)에 대해 열처리를 진행함으로써, 기판(200)에 수소이온이 주입되어 있는 영역을 수소기체층(미도시)으로 변하게 할 수 있다.
그 다음, 도 7을 참조하면, 수소기체층을 기준으로 제 2 기판(200)을 하부면을 블레이드를 이용하여 제거함으로써, 상기 포토 다이오드(210)가 노출되도록 한다.
그리고, 상기 포토 다이오드(210)를 픽셀별로 분리하는 식각을 진행하고, 필셀간 절연층(미도시)으로 식각된 부분을 채울 수 있다. 이후, 상부전극(미도시), 컬러필터(미도시) 등의 공정을 진행한다.
개시되는 제 1 실시예의 이미지 센서에 의해서, 단위 픽셀들 사이의 영역으로 입사되는 빛이 포토 다이오드 영역으로 수광되지 않는 경우라도, 상기 반사막(170)에 의하여 반사됨으로써, 포토 다이오드 영역으로 재입사가 가능해지고, 이로 인하여 포토 다이오드의 수광 능력이 향상되는 장점이 있다.
<제 2 실시예>
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이미지 센서의 구성을 보여주는 도면이다.
제 2 실시예에 따른 이미지 센서는 역시 배선(150)과 회로(circuitry)(120)가 형성된 제 1 기판(100)과, 상기 배선(150)과 접촉하면서 상기 제1 기판(100)상에 형성된 포토다이오드(220)를 포함한다.
그리고, 도면에는 단위 픽셀의 단일 포토 다이오드가 도시되어 있지만, 단위 픽셀들 사이의 영역으로 투과된 빛을 반사하기 위한 반사막(370)이 상기 배선(150)을 구성하는 메탈의 상부면에 마련된다.
그리고, 상기 제 1 기판(100)의 회로(120)는 상기 제 1 기판(100)에 형성된 전기접합영역(140)과 복수의 트랜지스터들을 포함한다.
제 2 실시예는 상기 제 1 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있다.
한편, 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예와 달리 포토다이오드(220)가 비정질층에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 포토다이오드(220)는 상기 배선(150)과 전기적으로 연결되는 진성층(intrinsic layer)(223) 및 상기 진성층(223) 상에 형성된 제 1 도전형의 물질이 주입되어 있는 제 1 도전형 전도층(225)을 포함한다.
제 2 실시예는 상기 배선(150)과 진성층(223) 사이에 형성된 제 2 도전형의 물질이 주입된 제 2 도전형 전도층(221)을 더 포함할 수 있다.
특히, 상기 배선(150)과 제 2 도전형 전도층(221)사이에는 가시광선 대역의 파장을 갖는 빛을 반사시키기 위한 반사막(170)이 형성되어 있으며, 상기 반사막(170)에 의해 반사된 빛은 상기 포토 다이오드(220) 영역으로 입사된다.
이하, 제 2 실시예에서 포토다이오드(220) 형성방법을 설명한다.
제 2 실시예는 상기 제 1 실시예와 달리 기판간의 본딩에 의한 것이 아니라 배선(150)을 포함하는 회로(120)가 형성된 제1 기판(100) 상에 포토다이오드(220)를 증착 등의 방법에 형성한다.
예를 들어, 상기 배선(150)과 접촉하도록 상기 제1 기판(100) 상에 제 2 도전형 물질이 주입된 제 2 도전형 전도층(221)을 형성한다. 한편, 경우에 따라서는 상기 제 2 도전형 전도층(221)이 형성되지 않고 이후의 공정이 진행될 수도 있다.
상기 제 2 도전형 전도층(221)은 제 2 실시예에서 채용하는 PIN 다이오드의 N층의 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 제 2 도전형 전도층(221)은 N 타입 도전형 전도층일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 2 도전형 전도층(221)은 N 도핑된 비정질 실리콘(n-doped amorphous silicon)을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기 제 2 도전형 전도층(221)은 비정질 실리콘에 게르마늄, 탄소, 질소 또는 산소 등을 첨가하여 a-Si:H, a-SiGe:H, a-SiC, a-SiN:H a-SiO:H 등으로 형성될 수도 있다.
상기 제 2 도전형 전도층(221)은 화학기상증착(CVD) 특히, PECVD 등에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 도전형 전도층(221)은 실란가스(SiH4)에 PH3, P2H5 등을 혼합하여 PECVD에 의해 비정질 실리콘으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 제 2 도전형 전도층(221) 상에 진성층(intrinsic layer)(223)을 형성한다. 상기 진성층(223)은 본 발명의 실시예에서 채용하는 PIN 다이오드의 I층의 역할을 할 수 있다.
상기 진성층(223)은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 진성층(223)은 화학기상증착(CVD) 특히, PECVD 등에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 진성층(223)은 실란가스(SiH4) 등을 이용하여 PECVD에 의해 비정질 실리콘으로 형성될 수 있다.
그 후, 상기 진성층(223) 상에 제 1 도전형 전도층(225)을 형성한다. 상기 제 1 도전형 전도층(225)은 상기 진성층(223)의 형성과 연속공정으로 형성될 수 있 다. 상기 제 1 도전형 전도층(225)은 제 2 실시예에서 채용하는 PIN 다이오드의 P층의 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 제 1 도전형 전도층(225)은 P 타입 도전형 전도층일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 도전형 전도층(225)은 P 도핑된 비정질 실리콘(p-doped amorphous silicon)을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 도전형 전도층(225)은 화학기상증착(CVD) 특히, PECVD 등에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 전도층(225)은 실란가스(SiH4)에 보론 등을 혼합하여 PECVD에 의해 비정질 실리콘으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 도전형 전도층(225) 상에 상부전극(240)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부전극(240)은 빛의 투과성이 높고 전도성이 높은 투명전극으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부전극(240)은 ITO(indium tin oxide) 또는 CTO(cardium tin oxide) 등으로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 이미지센서 및 그 제조방법에 의하면 회로(circuitry)와 포토다이오드의 수직형 집적을 제공할 수 있다.
<제 3 실시예>
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이미지 센서의 구성을 보여주는 도면이다.
도 9에 도시된 제 3 실시예의 이미지 센서는, 포토 다이오드 영역의 하측에서 광을 반사시키기 위한 부재로서 반사막(370)이 메탈 패턴의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 1 내지 도 7에서 개시한 사항과 동일한 사항들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 하며, 다만 상기 제 3 메탈(153)의 형성과 함께 상기 반사막(370)을 형성한다.
여기서, 상기 반사막(370)은 가시광선 대역의 파장 빛을 반사시키기 위한 금속 또는 비금속의 물질로 이루어지고, 상기 제 3 메탈(153)을 제조하기 위한 메탈층을 층간 절연막(미도시)상에 형성한 다음에는 상기 메탈층상에 반사막(370)을 형성한다.
그리고, 상기 메탈층을 부분 식각하여 메탈 패턴을 형성하기 위한 공정에서, 상기 반사막(370)도 함께 식각되도록 하여, 상기 반사막(370)이 상기 메탈(153)상부면에 위치하도록 한다.
이러한 이미지 센서에 의해서, 단위 픽셀간의 사이 영역으로 입사된 빛이 상기 반사막(370)에 의하여 반사된 다음, 다시 포토 다이오드 측으로 이동할 수 있어 광감도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이미지 센서의 구성을 보여주는 도면.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이미지센서의 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이미지 센서의 구성을 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이미지 센서의 구성을 보여주는 도면.
Claims (11)
- 전기접합영역 및 트랜지스터와, 상기 전기접합 영역 또는 트랜지스터를 연결하는 배선을 갖는 제 1 기판; 및상기 제 1 기판 상에 형성되는 포토 다이오드;가 포함되고,상기 제 1 기판의 상부에는 빛을 반사하기 위한 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 기판에는 상기 전기접합영역 또는 트랜지스터를 전기적으로 연결하기 위한 메탈과, 상기 메탈 상에 형성되는 층간 절연막 및 상기 메탈과 포토 다이오드 사이를 연결하는 메탈컨택이 포함되고,상기 반사막은 상기 층간 절연막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 2 항에 있어서,상기 메탈컨택은 상기 반사막 및 층간 절연막을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 기판에는 상기 전기접합영역 또는 트랜지스터를 전기적으로 연결하기 위한 메탈과, 상기 메탈 상에 형성되는 층간 절연막 및 상기 메탈과 포토 다이오드 사이를 연결하는 메탈컨택이 포함되고,상기 반사막은 상기 메탈의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 4 항에 있어서,상기 메탈컨택은 상기 반사막을 관통하여 상기 메탈에 연결되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,상기 포토 다이오드는 상기 제 1 기판과 본딩된 결정형 반도체층(crystalline semiconductor layer) 내에 상기 배선과 전기적으로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제 1 기판에 배선을 포함하는 회로(circuitry)를 형성하는 단계; 및상기 배선 상에 포토 다이오드를 형성하는 단계;를 포함하고,상기 제 1 기판에 회로를 형성하는 단계는,상기 제 1 기판에 전기접합영역과 트랜지스터를 형성하는 단계와,상기 전기접합영역 또는 트랜지스터를 연결하기 위한 메탈을 형성하는 단계 와,상기 메탈 상에 층간 절연막과 반사막을 형성하는 단계와,상기 메탈과 포토 다이오드 사이를 연결하기 위한 메탈컨택을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 메탈컨택을 형성하는 단계는, 상기 층간 절연막과 반사막 내에 컨택홀을 형성하고, 상기 컨택홀 내에 상기 메탈컨택을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 전기접합영역을 형성하는 단계는 PN 정션(junction)을 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 1 기판에 배선을 포함하는 회로(circuitry)를 형성하는 단계; 및상기 배선 상에 포토 다이오드를 형성하는 단계;를 포함하고,상기 제 1 기판에 회로를 형성하는 단계는,상기 제 1 기판에 전기접합영역과 트랜지스터를 형성하는 단계와,상기 전기접합영역과 트랜지스터 상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와,상기 제 1 층간 절연막상에 메탈층 및 반사막을 순차적으로 형성하는 단계 와,상기 메탈층 및 반사막을 선택적으로 식각하여, 상기 전기접합영역 또는 트랜지스터를 연결하기 위한 메탈과 반사막을 형성하는 단계와,상기 반사막 상에 제 2 층간 절연막을 형성하고, 상기 제 2 층간 절연막내에 컨택홀을 형성하여 상기 메탈과 연결되기 위한 메탈컨택을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 메탈과 반사막을 형성하는 단계는, 상기 반사막이 상기 메탈의 상부면에 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
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