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KR20120120669A - Cmos image sensor - Google Patents

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KR20120120669A
KR20120120669A KR1020110038391A KR20110038391A KR20120120669A KR 20120120669 A KR20120120669 A KR 20120120669A KR 1020110038391 A KR1020110038391 A KR 1020110038391A KR 20110038391 A KR20110038391 A KR 20110038391A KR 20120120669 A KR20120120669 A KR 20120120669A
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KR
South Korea
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light receiving
substrate
region
image sensor
receiving element
Prior art date
Application number
KR1020110038391A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
임연섭
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이하이닉스 주식회사 filed Critical 에스케이하이닉스 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A CMOS image sensor is provided to improve a throughput by enhancing the design margin of a metal wire, a color filter, and a lens. CONSTITUTION: A V-shaped groove(11A) is formed on the surface of a substrate(11). A light receiving device(13) is formed on the substrate to correspond to the V-shaped groove. An interlayer dielectric layer(14) is formed on the light receiving device. A metal wire(15) is formed on the interlayer dielectric layer. A color filter(17) is formed on the metal wire. A lens is formed on the color filter.

Description

ＣＭＯＳ 이미지 센서{CMOS IMAGE SENSOR}CMOS image sensor {CMOS IMAGE SENSOR}

본 발명은 반도체 장치의 제조 기술에 관한 것으로, 특히 쉐이딩(shading)을 개선할 수 있는 CMOS 이미지 센서에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD This invention relates to the manufacturing technique of a semiconductor device. Specifically, It is related with the CMOS image sensor which can improve shading.

이미지 센서는 광학영상(optical image)을 전기신호로 변환시키는 반도체 장치로 CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor, CIS)가 많이 사용되고 있다. CMOS 이미지 센서는 각 픽셀(Pixel)은 피사체에 대응부분에서 복사되는 광을 수광소자 예컨대, 포토다이오드(Photo Diode, PD)를 이용하여 전기신호로 변환시키는 방법을 사용한다.An image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and a CMOS image sensor (CIS) is widely used. In the CMOS image sensor, each pixel uses a method of converting light radiated from a corresponding portion to a subject into an electrical signal using a light receiving element, for example, a photo diode (PD).

CMOS 이미지 센서의 쉐이딩(shading) 특성은 랜즈(module lens)의 CRA(Chip Ray Angle)조건에 따라 수광소자의 중심부에는 수직 입사하고, 중심부에서 가장자리로 멀어질수록 거리에 비례하는 경사입사조건에 의해 결정된다. 즉, 종래에는 경사입사조건에 의하여 수광소자의 중심부보다 가장자리가 더 어둡게 인식되는 쉐이딩이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 쉐이딩은 이미지 센서에서 GrGb 차이를 증가시키는 문제점을 유발하고, GrGb 차이가 증가할수록 격자 무늬형태의 불량 및 노이즈(noise)가 증가하는 문제점이 발생한다. Shading characteristics of CMOS image sensors are vertically incident on the center of the light-receiving element according to the CRA (Chip Ray Angle) condition of the module lens, and are inclined by the inclined incident condition that is proportional to the distance from the center to the edge. Is determined. That is, in the related art, there is a problem that shading occurs in which the edge is darker than the center of the light receiving element due to the oblique incident condition. Such shading causes a problem of increasing the GrGb difference in the image sensor, and the problem of the lattice defect and noise increases as the GrGb difference increases.

상기와 같은 쉐이딩을 방지하기 위하여 랜즈 및 컬러필터를 경사입사조건에 비례하여 일정 수준 수광소자의 중심부에서 가장자리 방향으로 쉬프트(shift)시키는 방법이 도입되었으나, 이미지 센서의 집적도가 증가함에 따라 랜즈 및 컬러필터를 경사입사조건에 따라 쉬프트시키더라도 경사입사조건에 따른 포커싱(forcusing)을 제어하는데 한계가 있다.
In order to prevent the shading as described above, a method of shifting the lens and the color filter from the center of the light receiving element to the edge direction in proportion to the inclined incident conditions has been introduced. Even if the filter is shifted according to the oblique incident condition, there is a limit in controlling the focusing according to the oblique incident condition.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 쉐이딩 특성을 개선할 수 있는 CMOS 이미지 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a CMOS image sensor capable of improving shading characteristics.

상기 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 다수의 수광소자가 형성된 기판; 및 상기 수광소자에 대응하여 상기 기판에 형성된 V자형 홈을 포함하는 CMOS 이미지 센서를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate including a plurality of light receiving elements; And a V-shaped groove formed in the substrate corresponding to the light receiving element.

또한, 본 발명의 CMOS 이미지 센서는 상기 기판에 형성된 인접한 상기 수광소자 사이를 분리시키는 소자분리막; 상기 기판상에 형성된 층간절연막; 상기 소자분리막 상부의 상기 층간절연막 상에 형성된 금속배선; 상기 층간절연막 상에 형성되어 상기 금속배선을 덮는 보호막; 상기 수광소자에 대응하도록 상기 보호막 상에 형성된 컬러필터; 및 상기 수광소자에 대응하도록 상기 컬러필터 상에 형성된 랜즈를 더 포함할 수 있다.
In addition, the CMOS image sensor of the present invention comprises a device isolation film for separating the adjacent light receiving element formed on the substrate; An interlayer insulating film formed on the substrate; A metal wiring formed on the interlayer insulating film over the device isolation film; A passivation layer formed on the interlayer insulating layer to cover the metal wiring; A color filter formed on the passivation layer so as to correspond to the light receiving element; And a lens formed on the color filter so as to correspond to the light receiving element.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면에 따른 본 발명은 다수의 제1영역과 상기 제1영역을 감싸는 제2영역을 구비한 기판; 상기 제1영역의 기판에 형성된 V자형 홈; 및 상기 제1영역의 기판에 형성된 다수의 수광소자를 포함하는 CMOS 이미지 센서를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate including a plurality of first regions and a second region surrounding the first region; A V-shaped groove formed in the substrate of the first region; And a plurality of light receiving elements formed on the substrate of the first region.

또한, 본 발명의 CMOS 이미지 센서는 상기 기판에 형성되어 인접한 상기 수광소자 사이를 분리시키는 소자분리막; 상기 기판상에 형성된 층간절연막; 상기 제2영역의 층간절연막 상에 형성된 금속배선; 상기 층간절연막 상에 형성되어 상기 금속배선을 덮는 보호막; 상기 수광소자에 대응하도록 상기 보호막 상에 형성된 컬러필터; 및 상기 수광소자에 대응하도록 상기 컬러필터 상에 형성된 랜즈를 더 포함할 수 있다.
In addition, the CMOS image sensor of the present invention is formed on the substrate to separate the separation between the adjacent light receiving element; An interlayer insulating film formed on the substrate; A metal wiring formed on the interlayer insulating film of the second region; A passivation layer formed on the interlayer insulating layer to cover the metal wiring; A color filter formed on the passivation layer so as to correspond to the light receiving element; And a lens formed on the color filter so as to correspond to the light receiving element.

상술한 과제 해결 수단을 바탕으로 하는 본 발명은, V자형 홈을 구비하여 CMOS 이미지 센서의 쉐이딩을 개선함으로써, GrGb 차이를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 이를 통해, 본 발명은 금속배선, 컬러필터 및 랜즈 형성마진을 향상시켜 공정상의 쓰루풋을 개선할 수 있으며, 제조수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention based on the problem solving means described above has the effect of reducing the GrGb difference by improving the shading of the CMOS image sensor by providing a V-shaped groove. Through this, the present invention can improve the throughput of the process by improving the metal wiring, color filter and lens formation margin, there is an effect that can improve the manufacturing yield.

또한, 본 발명은 CMOS 이미지 센서의 동작특성 측면에서 쉐이딩을 개선함으로써, 신호대 잡음비(Signal to noise ratio, SNR), 다이나믹레인지(Dynamic Range) 및 GrGb 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다. 이를 통해, 본 발명은 CMOS 이미지 센서의 포화전류를 증가시키기 위한 수광소자의 면적 확보 및 금속배선의 설계상 마진을 확보할 수 있기 때문에 CMOS 이미지 센서의 설계마진을 확보할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention has an effect of improving the shading in terms of operating characteristics of the CMOS image sensor, thereby improving signal to noise ratio (SNR), dynamic range, and GrGb characteristics. Through this, the present invention can secure the design margin of the CMOS image sensor because it is possible to secure the area of the light receiving element for increasing the saturation current of the CMOS image sensor and the design margin of the metal wiring.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 CMOS 이미지 센서를 도시한 단면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제2실시예에 따른 CMOS 이미지 센서를 도시한 도면.1 is a cross-sectional view showing a CMOS image sensor according to a first embodiment of the present invention.
2A and 2B show a CMOS image sensor according to a second embodiment of the present invention.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.

후술할 본 발명은 쉐이딩(shading) 특성을 개선할 수 있는 CMOS 이미지 센서를 제공한다. 이를 위해, 본 발명은 수광소자의 중심부 및 가장자리에서의 경사입사조건에 따른 쉐이딩을 완화시키기 위하여 수광소자가 형성되는 기판에 V자형 홈을 형성하는 것이 특징이다.
The present invention to be described later provides a CMOS image sensor capable of improving shading characteristics. To this end, the present invention is characterized in that the V-shaped groove is formed in the substrate on which the light receiving element is formed in order to alleviate the shading caused by the oblique incident conditions at the center and the edge of the light receiving element.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 CMOS 이미지 센서를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a CMOS image sensor according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 기판(11)에 형성된 V자형 홈(11A), V자형 홈(11A)에 대응하여 기판(11)에 형성된 수광소자(13), 기판(11)에 형성되어 인접한 수광소자(13) 사이를 분리시키는 소자분리막(12), 기판(11)상에 형성된 층간절연막(14), 층간절연막(14) 상에 형성된 금속배선(15), 층간절연막(14) 상에 형성되어 금속배선(15)을 덮는 보호막(15), 보호막(15) 상에 형성된 컬러필터(17) 및 컬러필터(17) 상에 형성된 랜즈(18)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the light receiving element 13 formed on the substrate 11 and the substrate 11 corresponding to the V-shaped groove 11A and the V-shaped groove 11A formed in the substrate 11 are adjacent to each other. Formed on the device isolation film 12 separating the light receiving elements 13, the interlayer insulating film 14 formed on the substrate 11, the metal wiring 15 formed on the interlayer insulating film 14, and the interlayer insulating film 14. And a protective film 15 covering the metal wiring 15, a color filter 17 formed on the protective film 15, and a lens 18 formed on the color filter 17.

기판(11)에 형성된 V자형 홈(11A)은 경사입사조건에 따른 수광소자(13)의 중심부 및 가장자리에서의 쉐이딩을 개선하는 역할을 수행하는 것으로, 기판(11)의 결정성에 따른 식각률의 차이를 이용한 습식식각을 통해 형성할 수 있다. 쉐이딩 특성은 랜즈(18)의 CRA(Chip Ray Angle)조건에 따라 수광소자(13)의 중심부에는 수직 입사하고, 중심부에서 가장자리로 멀어질수록 거리에 비례하는 경사입사조건에 의해 결정되며, 금속배선(15)의 의하여 결정되는 수광소자(13)의 개구면적을 고려하여 중심부와 가장자리의 높이차이(T)가 300Å 내지 800Å 범위를 가질 수 있다. The V-shaped groove 11A formed in the substrate 11 serves to improve the shading at the center and the edge of the light receiving element 13 according to the inclined incident condition, and the difference in the etching rate according to the crystallinity of the substrate 11. It can be formed through the wet etching using. Shading characteristics are determined by the inclined incident condition which is vertically incident on the center of the light receiving element 13 according to the CRA (Chip Ray Angle) condition of the lens 18 and the distance from the center to the edge is proportional to the distance. Considering the opening area of the light receiving element 13 determined by (15), the height difference T between the center and the edge may be in the range of 300 kV to 800 kV.

수광소자(13)는 포토다이오드(Photo Diode)일 수 있으며, 포토다이오드는 기판(11)에 불순물을 이온주입하여 형성할 수 있다. 인접한 수광소자(13) 사이를 분리시키는 소자분리막(12)은 STI(Shallow Trench Isolation) 공정으로 형성할 수 있다. 층간절연막(14)은 기판(11) 전면에 형성되어 V자형 홈(11A)에 기인한 단차를 제거하는 역할을 수행한다. 금속배선(15)은 신호전달을 위한 것으로, 수광소자(13)의 개구면적을 확보하기 위해 소자분리막(12) 상부에 위치하도록 형성한다. 컬러필터(17)는 피사체의 컬러이미지를 획득하기 위한 것으로, 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)로 구성될 수 있다. 랜즈(18)는 각각의 수광소자(13)에 대응하도록 배치되어 집광부재로 작용하며, 반구형태를 갖는다. The light receiving element 13 may be a photo diode, and the photodiode may be formed by ion implanting impurities into the substrate 11. The isolation layer 12 separating the adjacent light receiving elements 13 may be formed by a shallow trench isolation (STI) process. The interlayer insulating film 14 is formed on the entire surface of the substrate 11 to remove the step caused by the V-shaped groove 11A. The metal wire 15 is used for signal transmission and is formed to be positioned above the device isolation layer 12 to secure the opening area of the light receiving element 13. The color filter 17 is for acquiring a color image of a subject and may be composed of red, green, and blue. The lens 18 is disposed to correspond to each light receiving element 13 to act as a light collecting member, and has a hemispherical shape.

상술한 구조를 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 CMOS 이미지 센서는 V자형 홈(11A)을 구비하여 쉐이딩을 개선함으로써, GrGb 차이를 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 금속배선(15), 컬러필터(17) 및 랜즈(18) 형성마진을 향상시켜 공정상의 쓰루풋(throughput)을 개선할 수 있으며, 제조수율을 향상시킬 수 있다. The CMOS image sensor according to the first embodiment of the present invention having the above-described structure includes a V-shaped groove 11A to improve shading, thereby reducing the GrGb difference. Through this, it is possible to improve the throughput in the process by improving the formation margin of the metal wiring 15, the color filter 17 and the lens 18, it is possible to improve the manufacturing yield.

또한, CMOS 이미지 센서의 동작특성 측면에서 쉐이딩을 개선함으로써, 신호대 잡음비(Signal to noise ratio, SNR), 다이나믹레인지(Dynamic Range) 및 GrGb 특성을 개선할 수 있다. 이를 통해, 포화전류를 증가시키기 위한 수광소자(13)의 면적 확보 및 금속배선(15)의 설계상 마진을 확보할 수 있기 때문에 CMOS 이미지 센서의 설계마진을 확보할 수 있다.
In addition, by improving shading in terms of operating characteristics of a CMOS image sensor, signal to noise ratio (SNR), dynamic range, and GrGb characteristics can be improved. As a result, the design margin of the CMOS image sensor may be secured because the area of the light receiving element 13 and the design margin of the metal wiring 15 may be secured to increase the saturation current.

한편, 최근에는 CMOS 이미지 센서는 좀 더 저렴하면서도 더 좋은 이미지 품질을 요구하는 시장의 요구에 부응하기 위하여 점점 더 작은 크기의 픽셀을 고해상도 센서에 사용하고 있다. 그런데, 작은 크기의 픽셀은 수광소자의 크기가 작다는 것을 의미하고, 크기가 작은 수광소자는 받아들일 수 있는 광량도 작다는 것을 의미한다. 즉, 받아들일 수 있는 광량이 작다는 것은 광에 의하여 생성 및 흡수되는 전자의 수가 줄어든다는 것을 의미하기 때문에 결과적으로 양질의 이미지를 획득하는데 한계가 있다는 것을 의미한다. 이를 해결하기 위하여 CMOS 이미지 센서의 픽셀에 사용되는 트랜지스터를 바로 인접한 픽셀들과 공유하여 사용함으로써 상대적으로 수광소자의 면적을 증가시킬 수 있는 공유(Shared) 픽셀 구조가 도입되었다. 상술한 공유 픽셀 구조를 사용하면 같은 면적의 픽셀에서 수광소자의 면적을 증가시킬 수 있기 때문에 받아들일 수 있는 광량이 증가하여 이미지 품질을 향상시킬 수 있다. On the other hand, CMOS image sensors have recently used smaller and smaller pixels in high resolution sensors to meet market demands for cheaper and better image quality. However, the small size of the pixel means that the size of the light receiving element is small, and the small size of the light receiving element means that the amount of light that is acceptable is also small. That is, the small amount of acceptable light means that the number of electrons generated and absorbed by the light is reduced, which means that there is a limit in obtaining a good quality image. In order to solve this problem, a shared pixel structure, which can increase the area of a light receiving element, has been introduced by sharing a transistor used in a pixel of a CMOS image sensor with adjacent pixels. Using the above-described shared pixel structure can increase the area of the light receiving element in the same area of the pixel, thereby increasing the amount of light that can be received, thereby improving image quality.

하지만, 공유 픽셀 구조를 갖는 CMOS 이미지 센서에서도 경사입사조건에 의해 쉐이딩 특성이 열화되는 바, 본 발명의 제2실시예에서는 공유 픽셀 구조를 갖는 CMOS 이미지 센서에 본 발명의 기술사상을 적용한 경우를 예시하여 설명한다. However, even in a CMOS image sensor having a shared pixel structure, the shading characteristics are deteriorated due to inclined incident conditions. In the second embodiment of the present invention, the technical concept of the present invention is applied to a CMOS image sensor having a shared pixel structure. Will be explained.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제2실시예에 따른 CMOS 이미지 센서를 도시한 도면으로, 도 2a는 평면도이고, 도 2b는 하나의 픽셀어레이영역을 도시한 단면도이다. 2A and 2B show a CMOS image sensor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view showing one pixel array region.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 다수의 제1영역(101)과 제1영역(101)을 감싸는 제2영역(102)을 포함하는 기판(21), 제1영역(1012)의 기판(21)에 형성된 V자형 홈(21A), 제1영역(101)의 기판(21)에 형성된 다수의 수광소자(23), 기판(21)에 형성되어 인접한 수광소자(23) 사이를 분리시키는 소자분리막(22), 기판(21)상에 형성된 층간절연막(24), 제2영역(102)의 층간절연막(24) 상에 형성된 금속배선(25), 층간절연막(24) 상에 형성되어 금속배선(25)을 덮는 보호막(26), 보호막(26) 상에 형성된 컬러필터(27) 및 각각의 수광소자(23)에 대응하도록 컬러필터(27) 상에 형성된 랜즈(28)를 포함한다. 2A and 2B, a substrate 21 including a plurality of first regions 101 and a second region 102 surrounding the first region 101, and a substrate of the first region 1012. V-shaped grooves 21A formed in 21, a plurality of light receiving elements 23 formed in the substrate 21 of the first region 101, and a plurality of light receiving elements 23 formed in the substrate 21 to separate the adjacent light receiving elements 23 from each other. Metal formed on the device isolation film 22, the interlayer insulating film 24 formed on the substrate 21, and the metal wiring 25 and the interlayer insulating film 24 formed on the interlayer insulating film 24 of the second region 102. A protective film 26 covering the wiring 25, a color filter 27 formed on the protective film 26, and a lens 28 formed on the color filter 27 so as to correspond to each light receiving element 23.

매트릭스 형태로 배치된 제1영역(101)은 다수의 수광소자(23)가 매트릭스 형태로 배치된 픽셀어레이영역으로 광이 투과할 수 있는 영역이고, 제2영역(102)은 주변회로영역으로 광이 투과되지 않는 영역이다.The first region 101 arranged in a matrix form is an area through which light can pass through the pixel array region in which a plurality of light receiving elements 23 are arranged in a matrix form, and the second region 102 transmits light into a peripheral circuit area. This is an area that is not transmitted.

제1영역(101)의 기판에 형성된 V자형 홈(21A)은 경사입사조건에 따라 제1영역 즉, 픽셀어레이영역의 중심부에 배치된 수광소자(23) 및 가장자리에 배치된 수광소자(23)에서의 쉐이딩을 개선하는 역할을 수행하는 것으로, 기판(21)의 결정성에 따른 식각률의 차이를 이용한 습식식각을 통해 형성할 수 있다. 쉐이딩 특성은 랜즈(28)의 CRA(Chip Ray Angle)조건에 따라 제1영역(101)의 중심부에 위치한 수광소자(23)에는 수직 입사하고, 제1영역(101)의 중심부에서 가장자리로 멀어질수록 거리에 비례하는 경사입사조건에 의해 결정되며, 제2영역(102) 즉, 금속배선(25)의 의하여 결정되는 제1영역(101)의 개구면적을 고려하여 중심부와 가장자리의 높이차이(T)가 300Å 내지 800Å 범위를 가질 수 있다. The V-shaped groove 21A formed in the substrate of the first region 101 has a light receiving element 23 disposed at the center of the first region, that is, a pixel array region, and a light receiving element 23 disposed at the edge according to the inclined incident condition. In order to improve the shading at, it may be formed by wet etching using the difference in the etching rate according to the crystallinity of the substrate 21. The shading characteristic is vertically incident on the light receiving element 23 located at the center of the first region 101 according to the chip ray angle (CRA) condition of the lens 28 and moves away from the center of the first region 101 to the edge. The height difference between the center and the edge T is determined by the inclined incident condition proportional to the recording distance, taking into consideration the opening area of the second region 102, that is, the first region 101 determined by the metal wiring 25. ) May range from 300 Hz to 800 Hz.

수광소자(23)는 포토다이오드(Photo Diode)일 수 있으며, 포토다이오드는 기판(21)에 불순물을 이온주입하여 형성할 수 있다. 인접한 수광소자(13) 사이를 분리시키는 소자분리막(22)은 STI(Shallow Trench Isolation) 공정으로 형성할 수 있다. 층간절연막(24)은 기판(21) 전면에 형성되어 V자형 홈(21A)에 기인한 단차를 제거하는 역할을 수행한다. 금속배선(25)은 신호전달을 위한 것으로, 다수의 수광소자(13)들로 이루어진 제1영역(101)의 개구면적을 확보하기 위해 제2영역(102)의 소자분리막(22) 상부에 위치하도록 형성한다. 컬러필터(27)는 피사체의 컬러이미지를 획득하기 위한 것으로, 각각의 수광소자(23)에 대응하여 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)로 구성될 수 있다. 랜즈(28)는 각각의 수광소자(23)에 대응하도록 배치되어 집광부재로 작용하며, 반구형태를 갖는다. The light receiving element 23 may be a photo diode, and the photodiode may be formed by ion implanting impurities into the substrate 21. The isolation layer 22 separating the adjacent light receiving elements 13 may be formed by a shallow trench isolation (STI) process. The interlayer insulating film 24 is formed on the entire surface of the substrate 21 to remove the step caused by the V-shaped groove 21A. The metal wire 25 is used for signal transmission and is positioned above the device isolation layer 22 of the second region 102 to secure the opening area of the first region 101 including the plurality of light receiving elements 13. To form. The color filter 27 is for acquiring a color image of an object, and may be composed of red, green, and blue corresponding to each light receiving element 23. The lens 28 is disposed to correspond to each light receiving element 23 to act as a light collecting member, and has a hemispherical shape.

상술한 구조를 갖는 본 발명의 제2실시예에 따른 CMOS 이미지 센서는 V자형 홈(21A)을 구비하여 쉐이딩을 개선함으로써, GrGb 차이를 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 금속배선(25), 컬러필터(27) 및 랜즈(28) 형성마진을 향상시켜 공정상의 쓰루풋(throughput)을 개선할 수 있으며, 제조수율을 향상시킬 수 있다. The CMOS image sensor according to the second embodiment of the present invention having the above-described structure includes a V-shaped groove 21A to improve shading, thereby reducing the GrGb difference. Through this, the throughput of the process can be improved by improving the formation margins of the metal wiring 25, the color filter 27 and the lens 28, and the manufacturing yield can be improved.

또한, 공유 픽셀 구조를 갖는 CMOS 이미지 센서의 동작특성 측면에서 쉐이딩을 개선함으로써, 신호대 잡음비(Signal to noise ratio, SNR), 다이나믹레인지(Dynamic Range) 및 GrGb 특성을 개선할 수 있다. 이를 통해, 포화전류를 증가시키기 위한 수광소자(23) 및 제1영역(101)의 면적 확보 및 금속배선(25)의 설계상 마진을 확보할 수 있기 때문에 CMOS 이미지 센서의 설계마진을 확보할 수 있다.
In addition, by improving shading in terms of operating characteristics of a CMOS image sensor having a shared pixel structure, signal to noise ratio (SNR), dynamic range, and GrGb characteristics may be improved. Through this, it is possible to secure the area of the light receiving element 23 and the first region 101 to increase the saturation current and to secure the design margin of the metal wiring 25, thereby securing the design margin of the CMOS image sensor. have.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내의 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
The technical idea of the present invention has been specifically described according to the above preferred embodiments, but it should be noted that the above embodiments are intended to be illustrative and not restrictive. In addition, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments within the scope of the technical idea of the present invention are possible.

11 : 기판 11A : V자형 홈
12 : 소자분리막 13 : 수광소자
14 : 층간절연막 15 : 금속배선
16 : 보호막 17 : 컬러필터
18 : 랜즈11: substrate 11A: V-shaped groove
12 device isolation film 13 light receiving device
14 interlayer insulating film 15 metal wiring
16: protective film 17: color filter
18: Lands

Claims (10)

다수의 수광소자가 형성된 기판; 및
상기 수광소자에 대응하여 상기 기판에 형성된 V자형 홈
을 포함하는 CMOS 이미지 센서.
A substrate on which a plurality of light receiving elements are formed; And
V-shaped groove formed in the substrate corresponding to the light receiving element
CMOS image sensor comprising a.
제1항에 있어서,
상기 기판에 형성된 인접한 상기 수광소자 사이를 분리시키는 소자분리막;
상기 기판상에 형성된 층간절연막;
상기 소자분리막 상부의 상기 층간절연막 상에 형성된 금속배선;
상기 층간절연막 상에 형성되어 상기 금속배선을 덮는 보호막;
상기 수광소자에 대응하도록 상기 보호막 상에 형성된 컬러필터; 및
상기 수광소자에 대응하도록 상기 컬러필터 상에 형성된 랜즈
를 더 포함하는 CMOS 이미지 센서.
The method of claim 1,
An isolation layer separating the adjacent light receiving elements formed on the substrate;
An interlayer insulating film formed on the substrate;
A metal wiring formed on the interlayer insulating film over the device isolation film;
A passivation layer formed on the interlayer insulating layer to cover the metal wiring;
A color filter formed on the passivation layer so as to correspond to the light receiving element; And
Lens formed on the color filter to correspond to the light receiving element
CMOS image sensor further comprising.
제1항에 있어서,
상기 수광소자는 포토다이오드를 포함하는 CMOS 이미지 센서.
The method of claim 1,
The light receiving element includes a photodiode CMOS image sensor.
제1항에 있어서,
상기 V자형 홈의 중심부와 가장자리의 높이차이는 300Å 내지 800Å 범위를 갖는 CMOS 이미지 센서.
The method of claim 1,
And a height difference between the center and the edge of the V-shaped groove is in the range of 300 Hz to 800 Hz.
다수의 제1영역과 상기 제1영역을 감싸는 제2영역을 구비한 기판;
상기 제1영역의 기판에 형성된 V자형 홈; 및
상기 제1영역의 기판에 형성된 다수의 수광소자
를 포함하는 CMOS 이미지 센서
A substrate having a plurality of first regions and a second region surrounding the first region;
A V-shaped groove formed in the substrate of the first region; And
A plurality of light receiving elements formed on the substrate of the first region
CMOS image sensor
제5항에 있어서,
상기 기판에 형성되어 인접한 상기 수광소자 사이를 분리시키는 소자분리막;
상기 기판상에 형성된 층간절연막;
상기 제2영역의 층간절연막 상에 형성된 금속배선;
상기 층간절연막 상에 형성되어 상기 금속배선을 덮는 보호막;
상기 수광소자에 대응하도록 상기 보호막 상에 형성된 컬러필터; 및
상기 수광소자에 대응하도록 상기 컬러필터 상에 형성된 랜즈
를 더 포함하는 CMOS 이미지 센서.
The method of claim 5,
An isolation layer formed on the substrate to separate the adjacent light receiving elements;
An interlayer insulating film formed on the substrate;
A metal wiring formed on the interlayer insulating film of the second region;
A passivation layer formed on the interlayer insulating layer to cover the metal wiring;
A color filter formed on the passivation layer so as to correspond to the light receiving element; And
Lens formed on the color filter to correspond to the light receiving element
CMOS image sensor further comprising.
제5항에 있어서,
상기 제1영역은 픽셀어레이영역을 포함하고, 상기 제2영역은 주변회로영역을 포함하는 CMOS 이미지 센서.
The method of claim 5,
And the first region includes a pixel array region and the second region includes a peripheral circuit region.
제5항에 있어서,
상기 제1영역은 매트릭스 형태로 배치된 구조를 갖고, 다수의 상기 수광소자는 상기 제1영역내에서 매트릭스 형태로 배치된 CMOS 이미지 센서.
The method of claim 5,
And the first region has a structure arranged in a matrix form, and the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix form within the first region.
제5항에 있어서,
상기 수광소자는 포토다이오드를 포함하는 CMOS 이미지 센서.
The method of claim 5,
The light receiving element includes a photodiode CMOS image sensor.
제5항에 있어서,
상기 V자형 홈의 중심부와 가장자리의 높이차이는 300Å 내지 800Å 범위를 갖는 CMOS 이미지 센서.The method of claim 5,
And a height difference between the center and the edge of the V-shaped groove is in the range of 300 Hz to 800 Hz.
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