KR100789609B1 - 이미지 센서 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
이미지 센서 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 이미지 센서는 기판상에 형성된 액티브 영역에 배치되며 입사된 광에 대응하는 신호를 발생하는 복수개의 화소들, 액티브 영역 주변에 형성된 주변 영역에 배치된 더미 화소들, 액티브 영역 및 주변 영역을 덮고, 액티브 영역에서는 제1 두께를 갖고 주변 영역에서는 제1 두께보다 낮은 제2 두께를 갖는 층간 절연막, 액티브 영역에 배치되며, 각 화소에 대응하여 형성된 제1 컬러필터, 제2 컬러필터 및 제3 컬러필터를 포함하는 컬러필터들, 주변 영역에 대응하는 층간 절연막 상에 배치되며, 컬러필터의 상면과 실질적으로 동일한 높이로 형성된 광 차단 부재 및 컬러필터들 및 광 차단 부재 상에 형성된 평탄막을 포함하는 이미지 센서를 제공한다. 액티브 영역에 배치된 화소에 대응하는 컬러필터들 및 액티브 영역을 감싸는 주변 영역에 배치된 광 차단 부재의 단차를 제거하여 컬러필터들 및 광 차단 부재를 덮는 평탄막의 두께를 감소시켜 평탄막에 의한 광 손실을 최소화하는 장점을 갖는다.
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서의 평면도이다.
도 2는 도 1의 액티브 영역에 배치된 복수개의 화소들 중 하나를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소의 레이아웃도이다.
도 4는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 이미지 센서의 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 이미지 센서의 상면에 마이크로 렌즈를 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 12들은 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
본 발명은 이미지 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지 센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전 기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로써, 크게, 전하 결합 소자(charge coupled device: CCD)와 씨모스(CMOS; Complementary Metal Oxide Silicon) 이미지 센서(Image Sensor)로 구분된다.
전하 결합 소자(charge coupled device: CCD)는 빛의 신호를 전기적 신호로 변환하는 복수개의 포토 다이오드(Photo diode; PD)가 매트릭스 형태로 배열되고, 매트릭스 형태로 배열된 각 수직 방향의 포토 다이오드 사이에 형성되어 각 포토 다이오드에서 생성된 전하를 수직방향으로 전송하는 복수개의 수직 방향 전하 전송 영역(Vertical charge coupled device; VCCD)과, 각 수직 방향 전하 전송 영역에 의해 전송된 전하를 수평방향으로 전송하는 수평방향 전하전송영역(Horizontal charge coupled device; HCCD) 및 수평방향으로 전송된 전하를 센싱하여 전기적인 신호를 출력하는 센스 증폭기(Sense Amplifier)를 구비하여 구성된 것이다.
그러나, 이와 같은 CCD는 구동 방식이 복잡하고, 전력 소비가 클 뿐만 아니라, 다단계의 포토 공정이 요구되므로 제조 공정이 복잡한 단점을 갖고 있다.
또한, 전하 결합 소자는 제어회로, 신호처리회로, 아날로그/디지털 변환회로(A/D converter) 등을 전하 결합 소자 칩에 집적시키기가 어려워 제품의 소형화가 곤란한 단점을 갖는다.
최근에는 전하 결합 소자의 단점을 극복하기 위한 차세대 이미지 센서로서 씨모스 이미지 센서가 주목을 받고 있다. 씨모스 이미지 센서는 제어회로 및 신호처리회로 등을 주변회로로 사용하는 씨모스 기술을 이용하여 단위 화소의 수량에 해당하는 모스 트랜지스터들을 반도체 기판에 형성함으로써 모스 트랜지스터들에 의해 각 단위 화소의 출력을 순차적으로 검출하는 스위칭 방식을 채용한 소자이다. 즉, 씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.
씨모스 이미지 센서는 씨모스 제조 기술을 이용하므로 적은 전력 소모, 적은 포토공정 스텝에 따른 단순한 제조공정 등과 같은 장점을 갖는다. 또한, 상기 씨모스 이미지 센서는 제어회로, 신호처리회로, 아날로그/디지털 변환회로 등을 씨모스 이미지 센서 칩에 집적시킬 수가 있으므로 제품의 소형화가 용이하다는 장점을 갖고 있다. 따라서, 씨모스 이미지 센서는 현재 디지털 정지 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라 등과 같은 다양한 응용 부분에 널리 사용되고 있다.
일반적인 씨모스 이미지 센서는 각각 광량을 디텍팅 하는 복수개의 화소들을 포함하며 각 화소들은 포토 다이오드, 포토 다이오드를 구동하기 위한 복수개의 트랜지스터, 포토 다이오드를 덮는 층간 절연막, 층간 절연막 상에 배치되며 포토 다이오드와 대응하는 곳에 형성된 삼색 컬러필터 및 삼색 컬러필터들의 상면에 배치된 평탄막 및 평탄막 상에 배치되며 삼색 컬러필터들과 대응하는 마이크로 렌즈들을 포함한다.
한편, 상술된 씨모스 이미지 센서의 화소들은 액티브 영역에 배치되고, 액티브 영역의 주변에는 광을 차단하는 광 차단 영역이 형성된다. 광 차단 영역에서 입사광을 차단하기 위해서는 삼색 컬러필터를 상호 겹치게 배치된다.
그러나, 광 차단 영역으로 입사되는 광을 차단하기 위해 삼색 컬러필터를 층간 절연막 상에 겹치게 배치할 경우, 주변 영역에서 겹치게 배치된 컬러필터들은 액티브 영역에서의 삼색 컬러필터들보다 높게 돌출된다.
이후, 평탄막은 주변 영역에 겹치게 배치된 삼색 컬러필터들이 덮이도록 배치되기 때문에 평탄막의 두께가 크게 증가될 수밖에 없고 이로 인해 평탄막에 의하여 포토 다이오드로 입사되는 광의 일부가 손실되어 포토 다이오드로 입사되는 광량이 크게 감소되는 문제점을 발생한다.
본 발명의 하나의 목적은 포토 다이오드로 입사되는 광량의 손실을 감소시킨 이미지 센서를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 이미지 센서의 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 하나의 목적을 구현하기 위한 이미지 센서는 기판상에 형성된 액티브 영역에 배치되며 입사된 광에 대응하는 신호를 발생하는 복수개의 화소들, 액티브 영역 주변에 형성된 주변 영역에 배치된 더미 화소들, 액티브 영역 및 주변 영역을 덮고, 액티브 영역에서는 제1 두께를 갖고 주변 영역에서는 제1 두께보다 낮은 제2 두께를 갖는 층간 절연막, 액티브 영역에 배치되며, 각 화소에 대응하여 형성된 제1 컬러필터, 제2 컬러필터 및 제3 컬러필터를 포함하는 컬러필터들, 주변 영역에 대응하는 층간 절연막 상에 배치되며, 컬러필터의 상면과 실질적으로 동일한 높이로 형성된 광 차단 부재 및 컬러필터들 및 광 차단 부재 상에 형성된 평탄 막을 포함하는 이미지 센서를 제공한다.
본 발명의 다른 목적을 구현하기 위한 이미지 센서의 제조 방법은 기판상에 형성된 액티브 영역에 입사된 광에 대응하는 신호를 발생하는 복수개의 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소 및 액티브 영역의 주변에 배치된 주변 영역에 더미 화소들을 형성하는 단계, 제1 내지 제3 화소들 및 더미 화소들을 덮는 제1 두께를 갖는 층간 절연막을 형성하는 단계, 층간 절연막 중 주변 영역에 대응하는 부분을 패터닝 하여 주변 영역에 대응하는 층간 절연막을 제1 두께보다 낮은 제2 두께로 패터닝하는 단계, 주변 영역에 제1 광 차단 부재 및 제1 화소에 제1 컬러필터를 형성하는 단계, 제1 광 차단 부재 상에 제2 광 차단 부재를 형성 및 제2 화소에 제2 컬러필터를 형성하는 단계, 제3 화소들에 제3 컬러필터를 형성하는 단계 및 동일한 평면상에 형성된 제2 광 차단 부재, 제1 내지 제3 컬러필터들 상에 평탄막을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서 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.
이미지 센서(
Image
Sensor
)
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서(100)는 액티브 영역(active region;AR) 및 액티브 영역(AR)의 주변에 배치된 주변 영역(peripheral region, PR)을 포함한다.
도 2는 도 1의 액티브 영역에 배치된 복수개의 화소들 중 하나를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 화소의 레이아웃도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 이미지 센서(100)의 액티브 영역(AR)에는 복수개의 화소(Pixel)들이 기판상에 배치된다. 각 화소(P)들은 입사된 외부광의 광량을 디텍팅하여 출력한다.
각 화소(P)는 외부의 광을 감지하는 포토 다이오드(PD) 및 포토 다이오드(PD)에 저장된 전하들의 전송 및/또는 출력 등을 제어하는 복수개의 트랜지스터들을 포함한다. 본 실시예에서, 이미지 센서(100)의 화소(P)는, 예를 들어, 4개의 트랜지스터들을 포함하는 경우에 대해 설명한다.
화소(P)는 광을 감지하는 포토 다이오드(PD), 트랜스퍼 트랜지스터(Tx), 리셋 트랜지스터(Rx), 셀렉트 트랜지스터(Sx) 및 억세스 트랜지스터(Ax)를 포함한다.
포토 다이오드(PD)에는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx) 및 리셋 트랜지스터(Rx)가 직렬로 접속된다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 소오스는 포토 다이오드(PD)와 접속하고, 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 드레인은 리셋 트랜지스터(Sx)의 소오스와 접속한다. 리셋 트랜지스터(Sx)의 드레인에는 전원 전압(Vdd)이 인가된다.
트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 드레인은 부유 확산층(FD, floating diffusion) 역할을 한다. 부유 확산층(FD)은 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 게이트에 접속된다. 셀렉트 트랜지스터(Sx) 및 억세스 트랜지스터(Ax)는 직렬로 접속된다. 즉, 셀렉트 트 랜지스터(Sx)의 소오스와 억세스 트랜지스터(Ax)의 드레인은 서로 접속한다. 억세스 트랜지스터(Ax)의 드레인 및 리셋 트랜지스터(Rx)의 소오스에는 전원 전압(Vdd)이 인가된다. 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 드레인은 출력단(Out)에 해당하고, 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 게이트에는 선택 신호(Row)가 인가된다.
상술한 구조의 이미지 센서(100)의 화소(P)의 동작을 간략히 설명한다. 먼저, 리셋 트랜지스터(Rx)를 턴 온(turn on)시켜 부유 확산층(FD)의 전위를 상기 전원 전압(Vdd)과 동일하게 한 후에, 리셋 트랜지스터(Rx)를 턴 오프(turn off)시킨다. 이러한 동작을 리셋 동작이라 정의한다.
외부의 광이 포토 다이오드(PD)에 입사되면, 포토 다이오드(PD)내에 전자-홀 쌍(EHP; electron-hole pair)들이 생성되어 신호 전하들이 포토 다이오드(PD)내에 축적된다. 이어서, 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)가 턴 온됨에 따라 포토 다이오드(PD)내 축적된 신호 전하들은 부유 확산층(FD)으로 출력되어 부유 확산층(FD)에 저장된다. 이에 따라, 부유 확산층(FD)의 전위는 포토 다이오드(PD)에서 출력된 전하의 전하량에 비례하여 변화되고, 이로 인해 억세스 트랜지스터(Ax)의 게이트의 전위가 변한다. 이때, 선택 신호(Row)에 의해 셀렉트 트랜지스터(Sx)가 턴 온되면, 데이타가 출력단(Out)으로 출력된다. 데이타가 출력된 후에, 화소(P)는 다시 리셋 동작을 수행한다. 각 화소(P)는 이러한 과정들을 반복하여 광을 전기적 신호로 변환시켜 출력한다.
도 4는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 주변 영역(PR)에는 더미 화소(dummy pixel, DP)들 이 배치된다. 더미 화소(DP)들은 액티브 영역(AR)에 배치된 화소(P)와 실질적으로 동일한 구성 및 배치를 갖는다. 더미 화소(DP)들은 액티브 영역(AR) 및 주변 영역(PR)에서 단차가 발생하는 것을 억제한다.
화소(P) 및 더미 화소(DP)가 형성된 기판 상에는 액티브 영역(AR) 및 주변 영역(PR)을 덮는 층간 절연막(10a, 10b, 10c)들이 형성된다. 액티브 영역(AR)에 대응하는 최상층 층간 절연막(10c)은 제1 두께(T1)를 갖고 주변 영역(PR)에 대응하는 최상층 층간 절연막(10c)은 제1 두께(T1)보다 얇은 제2 두께(T2)를 갖는다.
한편, 액티브 영역(AR)에는 컬러필터(C1,C2,C3)들이 배치된다. 구체적으로, 각 컬러필터(C1,C2,C3)들은 제1 컬러필터(C1), 제2 컬러필터(C2) 및 제3 컬러필터(C3)로 이루어지고, 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들 중 하나는 각 화소(P)마다 배치된다. 본 실시예에서, 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들은 모두 동일한 두께(T3)를 갖는다.
주변 영역(PR)에는 광 차단 부재(20)가 배치된다. 본 실시예에서, 광 차단 부재(20)는 주변 영역(PR)으로 입사된 광을 반사 또는 흡수하여, 주변 영역(PR)으로 입사된 광이 액티브 영역(AR)으로 입사되는 것을 방지한다.
본 실시예에서, 광 차단 부재(20)의 두께(T4) 및 주변 영역(PR)에서의 층간 절연막(20)의 제2 두께(T2)를 합한 두께는 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들 중 어느 하나 및 액티브 영역(AR)에서의 층간 절연막(20)의 제1 두께(T1)을 합한 두께와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들 및 광 차단 부재(20)의 상면은 평탄하다.
이와 같이 주변 영역(PR)에 대응하는 층간 절연막(20)의 두께를 감소시키고, 두께가 감소된 부분에 광 차단 부재(20)를 형성함으로써, 광 차단 부재(20) 및 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들의 상면의 단차를 제거할 수 있다.
본 실시예에서, 광 차단 부재(20)는, 제1 광 차단 부재(22) 및 제2 광 차단 부재(24)를 포함하고, 제2 광 차단 부재(24)는 제1 광 차단 부재(22) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 제1 광 차단 부재(22)는, 예를 들어, 제1 컬러필터(C1)이고, 제2 광 차단 부재(24)는 제2 컬러필터(C2)일 수 있다. 본 실시예에서, 광 차단 부재(20)를, 예를 들어, 제1 컬러필터(C1) 및 제2 컬러필터(C2)를 중첩하여 형성할 경우, 층간 절연막(20)의 1 두께(T1) 및 제2 두께(T2)의 편차는 제1 광 차단 부재(22) 및 제2 광 차단 부재(24)를 합한 두께와 실질적으로 동일하다.
본 실시예에서, 광 차단 부재(20)의 제2 광 차단 부재(24)가 제1 컬러필터(C1)일 경우, 제2 광 차단 부재(24)와 인접한 액티브 영역(AR)에는 제1 컬러필터(C1)와 다른 제3 컬러필터(C3)가 배치된다. 이와 다르게, 제2 광 차단 부재(24)와 인접한 액티브 영역(AR)에는 제1 컬러필터(C1)와 다른 제2 컬러필터(C2)가 배치되어도 무방하다.
이와 다르게, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 광 차단 부재(24)가 제3 컬러필터(C3)일 경우 제2 광 차단 부재(24)와 접한 액티브 영역(AR)에 제3 컬러필터(C3)를 배치할 수도 있다.
한편, 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들 및 광 차단 부재(20)의 상면에는 평탄막(30)이 배치된다. 본 실시예에서, 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들 및 광 차단 부재(20)들은 단차를 갖지 않기 때문에 평탄막(30)은 매우 얇은 두께로 형성할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 이미지 센서의 상면에 마이크로 렌즈를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 평탄막(30)의 상면에는 복수개의 마이크로 렌즈(40)들이 배치된다. 마이크로 렌즈(40)들은 액티브 영역(AR)의 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들과 대응하여 형성된다.
본 실시예에서, 주변 영역(PR)에는 마이크로 렌즈(40)를 형성하지 않아도 무방하다. 이와 다르게, 주변 영역(PR)에 더미 마이크로 렌즈(dummy micro lens;45)들을 형성하여도 무방하다.
이미지 센서의 제조 방법(
Method
Of
Manufacturing
the
Image
Sensor
)
도 7 내지 도 12들은 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 7을 참조하면, 기판상에 형성된 액티브 영역(AR)에는 입사된 광의 광량을 디텍팅하는 화소(P)가 형성되고 이와 함께 액티브 영역(AR)의 주변에 배치된 주변 영역(PR)에는 더미 화소(DP)가 형성된다. 본 실시예에서, 화소(P)들은 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)들로 이루어진다.
화소(P)들 및 더미 화소(DP)가 형성된 후, 기판상에는 적어도 한 층의 층간 절연막이 형성된다. 본 실시예에서 기판상에는 3층 구조로 층간 절연막(10a, 10b, 10c)들이 형성된다. 이때, 각 층간 절연막(10a, 10b, 10c) 사이에는 화소(P)들과 연결된 금속 배선 구조물이 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 각 층간 절연막(10a, 10b, 10c)들은 제1 두께(T1)를 갖는다.
이어서, 최상층 층간 절연막(10c) 상에는 포토레지스트 필름(미도시)이 형성된다. 본 실시예에서, 포토레지스트 필름이 형성된 후, 포토레지스트 필름은 노광 공정 및 현상 공정을 포함하는 포토 공정에 의하여 패터닝 되어 최상층 층간 절연막(10c) 상에는 포토레지스트 패턴(12)이 형성된다. 포토레지스트 패턴(12)에 의하여 액티브 영역(AR)은 가려지고 주변 영역(PR)은 노출된다.
이어서, 최상층 층간 절연막(10c)은 포토레지스트 패턴(12)을 식각 마스크로 이용하여 패터닝된다. 이때, 최상층 층간 절연막(10c)은 건식 식각 될 수 있고, 이 결과, 주변 영역(PR)에 대응하는 최상층 층간 절연막(10c)은 제1 두께보다 낮은 제2 두께(T2)를 갖는다.
이어서, 최상층 층간 절연막(10c)을 덮은 포토레지스트 패턴(12)은 애싱 공정/스트립 공정에 의하여 최상층 층간 절연막(10c)으로부터 제거된다.
도 8을 참조하면, 최상층 층간 절연막(10c)가 패터닝 된 후, 최상층 층간 절연막(10c) 상에는, 예를 들어, 제1 컬러필터 물질을 포함하는 제1 컬러필터층이 형성되고, 제1 컬러필터층은 패터닝되어 최상층 층간 절연막(10c)의 액티브 영역(AR) 상에는 제1 컬러필터(C1)이 형성된다. 본 실시예에서, 제1 컬러필터(C1)는 제2 화소(P2)와 대응하는 위치에 형성된다.
한편, 제1 컬러필터층을 패터닝하여 액티브 영역(AR) 상에 제1 컬러필터(C1) 을 형성할 때, 주변 영역(PR)에는 제1 광 차단 부재(22)가 형성된다. 본 실시예에서, 제1 광 차단 부재(22)는 제1 컬러필터층을 패터닝하여 형성된다. 이때, 제1 광 차단 부재(22)의 두께는 제1 컬러필터(C1)의 두께와 동일하고, 최상층 층간 절연막(10c)의 제1 두께(T1) 및 제2 두께(T2)의 편차는 제1 컬러필터(C1)의 두께와 실질적으로 동일하다.
도 9를 참조하면, 제1 컬러필터(C1) 및 제1 광 차단 부재(22)가 형성된 후, 최상층 층간 절연막(10c)에는 제2 컬러필터 물질을 포함하는 제2 컬러필터층이 형성되고, 제2 컬러필터층은 패터닝되어 최상층 층간 절연막(10c)의 액티브 영역(AR) 상에는 제2 컬러필터(C2)가 형성된다. 본 실시예에서, 제2 컬러필터(C2)는 제1 화소(P1)와 대응하는 위치에 형성된다.
한편, 제2 컬러필터층을 패터닝하여 액티브 영역(AR) 상에 제2 컬러필터(C2)을 형성할 때, 주변 영역(PR)에는 제2 광 차단 부재(24)가 함께 형성되어 광 차단 부재(20)가 제조된다.
본 실시예에서, 제2 광 차단 부재(24)는 제2 컬러필터층을 패터닝하여 형성된다. 이때, 제2 광 차단 부재(24)의 두께는 제2 컬러필터(C2)의 두께와 동일하다.
도 10을 참조하면, 제2 컬러필터(C2) 및 제2 광 차단 부재(24)가 형성된 후, 최상층 층간 절연막(10c)에는 제2 컬러필터 물질을 포함하는 제2 컬러필터층이 형성되고, 제3 컬러필터층은 패터닝되어 최상층 층간 절연막(10c)의 액티브 영역(AR) 상에는 제3 컬러필터(C3)가 형성된다. 본 실시예에서, 제3 컬러필터(C3)는 제3 화소(P3)와 대응하는 위치에 형성된다.
도 11을 참조하면, 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들 및 광 차단 부재(20)가 형성된 후, 기판상에는 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들 및 광 차단 부재(20)를 덮는 평탄막(30)이 형성된다. 본 실시예에서, 평탄막(30)은 제1 내지 제3 컬러필터(C1,C2,C3)들 및 광 차단 부재(20)들이 단차를 갖지 않기 때문에 매우 얇은 두께로 형성할 수 있고, 이로 인해 평탄막(30)의 두께 증가에 따라 제1 내지 제3 화소(P1,P2,P3)들로 입사되는 광량의 감소를 방지할 수 있다.
도 12를 참조하면, 평탄막(30)이 형성된 후, 평탄막(30) 상에는 전면적에 걸쳐 감광성 유기막이 형성된 후 감광성 유기막은 패터닝되어 액티브 영역(AR)에는 마이크로 렌즈(40)가 형성된다. 본 실시예에서, 마이크로 렌즈(40)들은 제1 내지 제3 화소(P1,P2,P3)들에 대응하여 형성되어 이미지 센서(100)가 제조된다.
한편, 주변 영역(PR)에는 더미 마이크로 렌즈(45)가 형성되며, 더미 마이크로 렌즈(45)는 경우에 따라서 주변 영역(PR)에 형성되지 않아도 무방하다.
상술한 바에 의하면, 액티브 영역에 배치된 화소에 대응하는 컬러필터들 및 액티브 영역을 감싸는 주변 영역에 배치된 광 차단 부재의 단차를 제거하여 컬러필터들 및 광 차단 부재를 덮는 평탄막의 두께를 감소시켜 평탄막에 의한 광 손실을 최소화하는 장점을 갖는다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부 터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (12)
- 기판상에 형성된 액티브 영역에 배치되며 입사된 광에 대응하는 신호를 발생하는 복수개의 화소들;상기 액티브 영역 주변에 형성된 주변 영역에 배치된 더미 화소들;상기 액티브 영역 및 상기 주변 영역을 덮고, 상기 액티브 영역에서는 제1 두께를 갖고 상기 주변 영역에서는 상기 제1 두께보다 낮은 제2 두께를 갖는 층간 절연막;상기 액티브 영역에 배치되며, 상기 각 화소에 대응하여 형성된 제1 컬러필터, 제2 컬러필터 및 제3 컬러필터를 포함하는 컬러필터들;상기 주변 영역에 대응하는 상기 층간 절연막 상에 배치되어 상기 액티브 영역의 층간 절연막과 동일한 높이로 형성된 제1 광 차단 부재;상기 제1 광 차단 부재 상에 배치되어 상기 컬러필터의 상면과 동일한 높이로 형성된 제2 광 차단 부재; 및상기 컬러필터들 및 상기 광 차단 부재 상에 형성된 평탄막을 포함하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광 차단 부재는 상기 제1 내지 제3 컬러필터 중 적어도 어느 하나와 동일한 물질로 형성된 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 광 차단 부재는 제1 컬러필터이고, 상기 제1 컬러필터와 접한 액티브 영역의 컬러필터는 제2 컬러필터인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 광 차단 부재 및 상기 제2 광 차단 부재와 접한 액티브 영역의 컬러필터는 제1 컬러필터이고, 상기 제1 광 차단 부재는 제2 컬러필터인 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 평탄막 중 상기 액티브 영역 상에는 상기 화소에 대응하는 마이크로 렌즈들이 배치된 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제5항에 있어서, 상기 평탄막 중 상기 주변 영역 상에는 상기 더미 화소에 대응하는 더미 마이크로 렌즈(dummy micro lens)들이 배치된 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 기판상에 형성된 액티브 영역에 입사된 광에 대응하는 신호를 발생하는 복수개의 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소 및 상기 액티브 영역의 주변에 배치된 주변 영역에 더미 화소들을 형성하는 단계;상기 제1 내지 제3 화소들 및 상기 더미 화소들을 덮는 제1 두께를 갖는 층간 절연막을 형성하는 단계;상기 층간 절연막 중 상기 주변 영역에 대응하는 부분을 패터닝 하여 상기 주변 영역에 대응하는 상기 층간 절연막을 상기 제1 두께보다 낮은 제2 두께로 패터닝하는 단계;상기 주변 영역에 제1 광 차단 부재 및 상기 제1 화소에 제1 컬러필터를 형성하는 단계;상기 제1 광 차단 부재 상에 제2 광 차단 부재를 형성 및 상기 제2 화소에 제2 컬러필터를 형성하는 단계;상기 제3 화소들에 제3 컬러필터를 형성하는 단계; 및동일한 평면상에 형성된 상기 제2 광 차단 부재, 상기 제1 내지 제3 컬러필터들 상에 평탄막을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제1 두께 및 상기 제2 두께의 차이는 상기 제1 광 차단 부재의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제2 광 차단 부재 및 상기 제2 컬러필터는 인접하게 배치된 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제2 광 차단 부재 및 상기 제2 컬러필터는 상호 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 화소들과 대응하는 상기 평탄막 상에는 마이크로 렌즈들이 배치된 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 더미 화소들과 대응하는 상기 평탄막 상에는 더미 마이크로 렌즈들이 배치된 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
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