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KR20180027852A - 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20180027852A
KR20180027852A KR1020160115029A KR20160115029A KR20180027852A KR 20180027852 A KR20180027852 A KR 20180027852A KR 1020160115029 A KR1020160115029 A KR 1020160115029A KR 20160115029 A KR20160115029 A KR 20160115029A KR 20180027852 A KR20180027852 A KR 20180027852A
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bonding pad
insulating layer
substrate
forming
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한창훈
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주식회사 디비하이텍
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Abstract

후면 조사형 이미지 센서는, 포토 다이오드가 형성된 기판과, 상기 기판의 전면 상에 형성된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에 형성된 본딩 패드와, 상기 제1 절연층 및 상기 본딩 패드 상에 형성된 제2 절연층을 포함한다. 상기 본딩 패드의 중앙 부위는 상기 기판 및 상기 제1 절연층을 관통하는 개구에 의해 상기 기판의 후면 방향으로 노출되며, 상기 본딩 패드의 가장자리 부위는 상기 제1 및 제2 절연층들에 의해 지지된다.

Description

후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법{Backside illuminated image sensor and method of manufacturing the same}
본 발명의 실시예들은 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지 센서는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환하는 반도체 소자로서, 전하결합소자(charge coupled device; CCD)와 씨모스 이미지 센서(CMOS image sensor; CIS)로 구분될 수 있다.
씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성하고 스위칭 방식으로 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출함으로써 이미지를 형성할 수 있다. 상기 씨모스 이미지 센서는 전면 조사형 이미지 센서와 후면 조사형 이미지 센서로 구분될 수 있다.
상기 전면 조사형 이미지 센서는, 포토 다이오드들이 형성된 기판, 상기 기판의 전면 상에 형성된 트랜지스터들, 상기 기판의 전면 상에 형성된 배선층들, 상기 배선층들 상에 형성된 차광 패턴들과 패시베이션층, 및 상기 패시베이션층 상에 형성된 컬러 필터층과 마이크로렌즈 어레이를 포함할 수 있다.
상기 후면 조사형 이미지 센서는 상기 전면 조사형 이미지 센서에 비하여 개선된 수광 효율을 가질 수 있다. 일 예로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0135627호(공개일자: 2012.12.17)에는, 기판의 후면 상에 형성된 차광 패턴들과 절연층, 상기 차광 패턴들과 절연층 상에 형성된 패시베이션층, 및 상기 패시베이션층 상에 형성된 컬러 필터층과 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 후면 조사형 이미지 센서가 개시되어 있다.
상기 후면 조사형 이미지 센서는 상기 절연층 상에 형성된 본딩 패드를 포함할 수 있으며, 상기 본딩 패드 상에 상기 패시베이션층이 형성될 수 있다. 상기 본딩 패드는 상기 기판을 관통하는 수퍼 콘택을 통해 상기 기판의 전면 상에 형성된 배선층들과 연결될 수 있다. 그러나, 상기 본딩 패드의 두께가 상대적으로 얇은 경우 상기 와이어 본딩 공정을 수행하는 동안 상기 본딩 패드가 손상되거나 상기 기판으로부터 박리되는 문제점이 발생될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0135627호 (공개일자: 2012.12.17)
본 발명의 실시예들은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개선된 본딩 패드를 포함하는 후면 조사형 이미지 센서와 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 후면 조사형 이미지 센서는, 포토 다이오드가 형성된 기판과, 상기 기판의 전면 상에 형성된 절연층과, 상기 절연층 상에 형성된 본딩 패드를 포함할 수 있으며, 상기 본딩 패드는 상기 기판 및 상기 절연층을 관통하여 형성된 개구에 의해 노출될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후면 조사형 이미지 센서는 상기 절연층 상에 형성된 금속 배선층을 더 포함할 수 있으며, 상기 본딩 패드는 상기 금속 배선층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후면 조사형 이미지 센서는, 상기 절연층과 상기 본딩 패드 및 상기 금속 배선층 상에 형성되며 상기 본딩 패드를 노출시키는 제2 개구를 갖는 제2 절연층과, 상기 제2 개구에 의해 노출된 상기 본딩 패드 상에 형성되는 제2 본딩 패드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 본딩 패드의 가장자리 부위는 상기 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후면 조사형 이미지 센서는 상기 제2 절연층 상에 형성된 제2 금속 배선층을 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 본딩 패드는 상기 제2 금속 배선층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후면 조사형 이미지 센서는, 상기 제2 절연층과 상기 제2 본딩 패드 및 상기 제2 금속 배선층 상에 형성되며 상기 제2 본딩 패드를 노출시키는 제3 개구를 갖는 제3 절연층과, 상기 제3 개구에 의해 노출된 상기 제2 본딩 패드 상에 형성된 제3 본딩 패드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후면 조사형 이미지 센서는, 상기 제3 절연층 상에 형성된 제3 금속 배선층과, 상기 제3 절연층과 상기 제3 본딩 패드 및 상기 제3 금속 배선층 상에 형성된 제4 절연층을 더 포함할 수 있으며, 상기 제3 본딩 패드는 상기 제3 금속 배선층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판은 제1 도전형을 갖고, 상기 포토 다이오드는 제2 도전형을 가질 수 있으며, 상기 기판의 전면과 상기 포토 다이오드 사이에는 상기 제1 도전형을 갖는 전면 피닝층이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판의 후면과 상기 포토 다이오드 사이에는 상기 제1 도전형을 갖는 후면 피닝층이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후면 조사형 이미지 센서는, 상기 기판의 후면 상에 형성된 컬러 필터와, 상기 컬러 필터 상에 형성된 마이크로렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후면 조사형 이미지 센서는, 상기 기판의 후면 상에 형성된 반사 방지층과, 상기 반사 방지층 상에 형성된 차광 패턴과, 상기 반사 방지층 및 상기 차광 패턴 상에 형성된 패시베이션층을 더 포함할 수 있으며, 상기 컬러 필터는 상기 패시베이션층 상에 형성되며, 상기 개구는 상기 패시베이션층 및 상기 반사 방지층을 관통하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후면 조사형 이미지 센서는, 상기 컬러 필터와 상기 패시베이션층 사이에 형성된 제5 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 후면 조사형 이미지 센서 제조 방법은, 기판 내에 포토 다이오드를 형성하는 단계와, 상기 기판의 전면 상에 절연층을 형성하는 단계와, 상기 절연층 상에 본딩 패드를 형성하는 단계와, 상기 본딩 패드를 노출시키기 위하여 상기 기판 및 상기 절연층을 관통하는 개구를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 절연층 상에 금속 배선층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 본딩 패드는 상기 금속 배선층과 동시에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 절연층과 상기 본딩 패드 및 상기 금속 배선층 상에 상기 본딩 패드를 노출시키는 제2 개구를 갖는 제2 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제2 개구에 의해 노출된 상기 본딩 패드 상에 제2 본딩 패드를 형성하는 단계와, 상기 제2 절연층 상에 제2 금속 배선층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 제2 절연층과 상기 제2 본딩 패드 및 상기 제2 금속 배선층 상에 상기 제2 본딩 패드를 노출시키는 제3 개구를 갖는 제3 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제3 개구에 의해 노출된 상기 제2 본딩 패드 상에 제3 본딩 패드를 형성하는 단계와, 상기 제3 절연층 상에 제3 금속 배선층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 기판의 후면 상에 반사 방지층을 형성하는 단계와, 상기 반사 방지층 상에 차광 패턴을 형성하는 단계와, 상기 반사 방지층 및 상기 차광 패턴 상에 패시베이션층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 개구는 상기 패시베이션층 및 상기 반사 방지층을 관통하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 패시베이션층과 상기 개구 및 상기 본딩 패드의 표면들 상에 패드 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 패드 보호층 상에 컬러 필터를 형성하는 단계와, 상기 컬러 필터 상에 마이크로렌즈를 형성하는 단계와, 상기 본딩 패드가 노출되도록 상기 패드 보호층의 일부를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 패시베이션층 상에 컬러 필터를 형성하는 단계와, 상기 컬러 필터 상에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 개구는 상기 마이크로렌즈를 형성한 후 상기 패시베이션층과 상기 반사 방지층을 관통하여 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 후면 조사형 이미지 센서는, 포토 다이오드가 형성된 기판과, 상기 기판의 전면 상에 형성된 절연층과, 상기 절연층 상에 형성된 본딩 패드를 포함할 수 있으며, 상기 본딩 패드는 상기 기판 및 상기 절연층을 관통하는 개구에 의해 노출될 수 있다. 또한, 상기 절연층 및 상기 본딩 패드 상에는 제2 절연층이 형성될 수 있다.
특히, 상기 본딩 패드의 후면 중앙 부위는 상기 개구에 의해 노출될 수 있으며, 상기 본딩 패드의 가장자리 부위는 상기 제1 및 제2 절연층들에 의해 안정적으로 지지될 수 있다. 따라서, 상기 개구를 통해 상기 본딩 패드의 후면 상에 와이어를 본딩하는 동안 상기 본딩 패드의 손상 및 박리가 충분히 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 조사형 이미지 센서를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2 내지 도 16은 도 1에 도시된 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 조사형 이미지 센서를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 조사형 이미지 센서(100)는, 포토 다이오드(120)가 형성된 기판(102)과, 상기 기판(102)의 전면 상에 형성된 제1 절연층(130)과, 상기 제1 절연층(130) 상에 형성된 제1 본딩 패드(134)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 본딩 패드(134)는 상기 기판(102) 및 상기 제1 절연층(130)을 관통하여 형성된 제1 개구(132)에 의해 상기 기판(102)의 후면 방향으로 노출될 수 있다.
상기 제1 개구(132)는 상기 제1 본딩 패드(134)의 후면 부위를 부분적으로 노출시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 개구(132)는 상기 제1 본딩 패드(134)의 후면 중앙 부위를 노출시킬 수 있도록 상기 제1 본딩 패드(134)보다 좁은 폭을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 본딩 패드(134)는 약 40㎛ 내지 약 120㎛ 정도의 폭을 가질 수 있으며, 상기 제1 개구(132)는 상기 제1 본딩 패드(134)의 약 50% 내지 90% 정도의 폭과 약 2㎛ 내지 약 4㎛ 정도의 깊이를 가질 수 있다.
상기 기판(102)은 제1 도전형을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(102)은 P형 에피택시얼층(106)을 포함할 수 있다. 상기와 다르게, 상기 기판(102)으로는 P형 기판이 사용될 수도 있다.
상기 포토 다이오드(120)는 상기 기판(102) 내에 형성될 수 있으며 제2 도전형을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 포토 다이오드(120)는 상기 기판(102) 내에 형성된 N형 불순물 영역을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판(102)의 전면과 상기 포토 다이오드(120) 사이에는 제1 도전형을 갖는 전면 피닝층(122)이 형성될 수 있으며, 상기 기판(102)의 후면과 상기 포토 다이오드(120) 사이에는 제1 도전형을 갖는 후면 피닝층(124)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전면 및 후면 피닝층들(122, 124)은 P형 불순물 영역들일 수 있다.
상기와 다르게, 상기 기판(102)으로서 N형 에피택시얼층 또는 N형 기판이 사용되는 경우, 상기 포토 다이오드(120)는 P형 불순물 영역을 포함할 수 있으며, 상기 전면 및 후면 피닝층들(122, 124)로서 N형 불순물 영역들이 사용될 수 있다.
상기 포토 다이오드(120)와 소정 거리 이격된 기판(102)의 전면 부위에는 제2 도전형을 갖는 고농도 불순물 영역(126)이 형성될 수 있으며, 예를 들면, 상기 기판(102)의 전면 부위에는 N형 고농도 불순물 영역(126)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 포토 다이오드(120)와 상기 고농도 불순물 영역(126) 사이의 상기 기판(102)의 전면 부위 상에는 게이트 구조물이 형성될 수 있다. 상기 게이트 구조물은 상기 기판(102)의 전면 부위 상에 형성된 게이트 절연막(110)과, 상기 게이트 절연막(110) 상에 형성된 게이트 전극(112) 및 상기 게이트 전극(112)의 측면들 상에 형성된 게이트 스페이서(114)를 포함할 수 있다.
상기 고농도 불순물 영역(126)은 상기 후면 조사형 이미지 센서(100)가 4T (또는 4보다 많은 수의 트랜지스터) 레이아웃인 경우 플로팅 확산 영역으로 기능할 수 있으며, 이와 다르게 3T (또는 3보다 작은 수의 트랜지스터) 레이아웃인 경우 상기 포토 다이오드(120)를 리셋 회로에 연결하기 위한 활성 영역으로서 기능할 수 있다. 또한, 상기 게이트 전극(112)은 4T 레이아웃의 경우 전송 게이트로 사용될 수 있으며, 3T 레이아웃의 경우 리셋 게이트로서 사용될 수 있다.
상기 제1 절연층(130) 상에는 상기 포토 다이오드(120)와 전기적으로 연결된 제1 금속 배선층(136)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 본딩 패드(134)와 상기 제1 금속 배선층(136)은 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(130) 상에 제1 금속층(미도시)을 형성한 후 상기 제1 금속층을 패터닝함으로써 상기 제1 본딩 패드(134)와 상기 제1 금속 배선층(136)이 형성될 수 있다.
상기 제1 절연층(130)과 상기 제1 본딩 패드(134) 및 상기 제1 금속 배선층(136) 상에는 상기 제1 본딩 패드(134)의 전면 부위를 부분적으로 노출시키는 제2 개구(142; 도 6 참조)를 갖는 제2 절연층(140)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 개구(142)에 의해 노출된 상기 제1 본딩 패드(134) 상에는 제2 본딩 패드(144)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 절연층(140) 상에는 상기 제2 본딩 패드(144)와 동일한 물질로 이루어지는 제2 금속 배선층(146)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(140) 상에 제2 금속층(미도시)을 형성한 후 상기 제2 금속층을 패터닝함으로써 상기 제2 본딩 패드(144)와 상기 제2 금속 배선층(146)이 형성될 수 있다.
상기 제2 절연층(140)과 상기 제2 본딩 패드(144) 및 상기 제2 금속 배선층(146) 상에는 상기 제2 본딩 패드(144)의 전면 부위를 부분적으로 노출시키는 제3 개구(152; 도 8 참조)를 갖는 제3 절연층(150)이 형성될 수 있으며, 상기 제3 개구(152)에 의해 노출된 상기 제2 본딩 패드(144) 상에는 제3 본딩 패드(154)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제3 절연층(150) 상에는 상기 제3 본딩 패드(154)와 동일한 물질로 이루어지는 제3 금속 배선층(156)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 절연층(150) 상에 제3 금속층(미도시)을 형성한 후 상기 제3 금속층을 패터닝함으로써 상기 제3 본딩 패드(154)와 상기 제3 금속 배선층(156)이 형성될 수 있다. 추가적으로, 상기 제3 절연층(150)과 상기 제3 본딩 패드(154) 및 상기 제3 금속 배선층(156) 상에는 제4 절연층(160)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 절연층들(130, 140, 150, 160)은 실리콘 산화물로 이루어질 수 있으며, 상기 제1, 제2 및 제3 본딩 패드들(134, 144, 154)과 상기 제1, 제2 및 제3 금속 배선층들(136, 146, 156)은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 제1 본딩 패드(134)는 종래의 본딩 패드와 비교하여 충분히 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 본딩 패드(134)는 약 1500Å 내지 2500Å 정도의 두께를 가질 수 있고, 상기 제2 본딩 패드(144)는 약 2000Å 내지 3500Å 정도의 두께를 가질 수 있으며, 상기 제3 본딩 패드(154)는 약 4000Å 내지 6000Å 정도의 두께를 가질 수 있다.
상기 기판(102)의 후면 상에는 반사 방지층(170)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 방지층(170)은 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다. 상기 반사 방지층(170) 상에는 상기 후면 조사형 이미지 센서(100)의 크로스토크를 감소시키기 위한 차광 패턴(172)이 형성될 수 있으며, 상기 반사 방지층(170) 및 상기 차광 패턴(172) 상에는 패시베이션층(174)이 형성될 수 있다.
상기 제1 개구(132)는 상기 패시베이션층(174)과 상기 반사 방지층(170)을 관통하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 개구(132)는 상기 패시베이션층(174), 상기 반사 방지층(170), 상기 기판(102) 및 상기 제1 절연층(130)을 관통할 수 있으며, 이를 통해 상기 제1 본딩 패드(134)가 상기 기판(102)의 후면 방향으로 노출될 수 있다.
한편, 상기 패시베이션층(174) 상에는 제5 절연층(180)이 형성될 수 있다. 상기 제5 절연층(180) 상에는 컬러 필터(190)가 형성될 수 있으며, 상기 컬러 필터(190) 상에는 마이크로렌즈(192)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제5 절연층(180)은 상기 패시베이션층(174)과 상기 제1 개구(132) 및 상기 제1 개구(132)에 의해 노출된 상기 제1 본딩 패드(134)의 표면들 상에 형성될 수 있으며, 상기 컬러 필터(190)와 상기 마이크로렌즈(192)를 형성하는 동안 상기 제1 본딩 패드(134)를 보호하기 위한 패드 보호층으로서 기능할 수 있다. 또한, 상기 컬러 필터(190)와 상기 마이크로렌즈(192)를 형성한 후 상기 제5 절연층(180)은 상기 제1 개구(132)를 통해 상기 제1 본딩 패드(134)가 노출되도록 부분적으로 제거될 수 있다. 예를 들면, 상기 제5 절연층(180)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산질화물로 이루어질 수 있다.
상기 제1 본딩 패드(134)에는 상기 제1 개구(132)를 통해 와이어(200)가 본딩될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 본딩 패드(134) 상에는 솔더볼 또는 솔더 범프가 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 개구(132)는 상기 제1 본딩 패드(134)보다 좁은 폭을 가질 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 본딩 패드(134)의 가장자리 부위는 상기 제1 절연층(130)과 제2 절연층(140) 사이에 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 본딩 패드(134)가 안정적으로 유지될 수 있다.
또한, 상기 제1 본딩 패드(134) 상에 상기 제2 및 제3 본딩 패드들(144, 154)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 및 제3 본딩 패드들(144, 154)의 가장자리 부위들은 상기 제2, 제3 및 제4 절연층들(140, 150, 160)에 의해 견고하게 지지될 수 있다. 결과적으로, 와이어 본딩 공정을 수행하는 동안 상기 제1 본딩 패드(134)의 손상 및 박리가 충분히 방지될 수 있다.
도 2 내지 도 16은 도 1에 도시된 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 기판(102)의 전면 부위에 후면 조사형 이미지 센서(100)의 액티브 영역을 정의하기 위한 소자 분리 영역(108)을 형성할 수 있다. 상기 기판(102)은 실리콘 벌크 기판(104)과 상기 실리콘 벌크 기판(104) 상에 형성된 제1 도전형의 에피택시얼층(106)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(102)은 P형 에피택시얼층(106)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 기판(102)으로는 P형 실리콘 기판이 사용될 수도 있다.
상기 소자 분리 영역(108)은 실리콘 산화물로 이루어질 수 있으며 얕은 트렌치 소자 분리(Shallow trench isolation; STI) 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(102)의 전면 부위 즉 상기 P형 에피택시얼층(106)의 전면 부위에 얕은 트렌치를 형성하고 실리콘 산화물로 상기 얕은 트렌치를 매립함으로써 상기 소자 분리 영역(108)이 형성될 수 있다.
상기 액티브 영역 상에는 게이트 절연막(110)과 게이트 전극(112)이 형성될 수 있으며, 상기 게이트 전극(112)의 측면들 상에는 게이트 스페이서(114)가 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(112)은 4T 레이아웃의 경우 전송 게이트로 사용될 수 있으며, 3T 레이아웃의 경우 리셋 게이트로서 사용될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 기판(102)의 전면 상에는 소스 팔로워 게이트 및 선택 게이트가 상기 게이트 전극(112)과 동시에 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 기판(102) 내에 제2 도전형을 갖는 포토 다이오드(120)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 P형 에피택시얼층(106) 내에 N형 포토 다이오드(120)를 형성할 수 있으며, 상기 N형 포토 다이오드(120)는 이온 주입 공정에 의해 형성된 N형 불순물 영역일 수 있다. 이어서, 상기 기판(102)의 전면 즉 상기 P형 에피택시얼층(106)의 전면과 상기 포토 다이오드(120) 사이에 제1 도전형을 갖는 전면 피닝층(122)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(102)의 전면과 상기 N형 포토 다이오드(120) 사이에는 이온 주입 공정을 통해 P형 전면 피닝층(122)이 형성될 수 있으며, 상기 P형 전면 피닝층(122)은 P형 불순물 영역일 수 있다. 상기 N형 포토 다이오드(120)와 P형 전면 피닝층(122)은 후속하는 급속 열처리 공정에 의해 활성화될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 포토 다이오드로(120)부터 소정 간격 이격되도록 상기 기판(102)의 전면 부위에 제2 도전형을 갖는 고농도 불순물 영역(126)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 포토 다이오드(120)로부터 소정 간격 이격되도록 상기 기판(102)의 전면 부위에 N형 고농도 불순물 영역(126)이 이온 주입 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 고농도 불순물 영역(126)은 4T 레이아웃의 경우 플로팅 확산 영역으로서 기능할 수 있으며, 3T 레이아웃의 경우 리셋 회로에 연결되는 활성 영역으로서 기능할 수 있다.
한편, 상기 포토 다이오드(120)와 상기 고농도 불순물 영역(126)은 상기 게이트 전극(112)의 양측에 각각 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 기판(102)의 전면 상에는 제1 절연층(130)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 절연층(130) 상에는 제1 본딩 패드(134)와 제1 금속 배선층(136)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(130)은 실리콘 산화물로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 본딩 패드(134)와 상기 제1 금속 배선층(136)은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 도전성 금속으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 제1 본딩 패드(134)와 상기 제1 금속 배선층(136)은 동시에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 절연층(130) 상에 제1 금속층(미도시)을 형성한 후 상기 제1 금속층을 패터닝함으로써 상기 제1 본딩 패드(134)와 상기 제1 금속 배선층(136)이 획득될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 절연층(130)과 상기 제1 본딩 패드(134) 및 상기 제1 금속 배선층(136) 상에 제2 절연층(140)을 형성할 수 있으며, 이어서 상기 제2 절연층(140)을 패터닝하여 상기 제1 본딩 패드(134)를 노출시키는 제2 개구(142)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 본딩 패드(134)의 중앙 부위가 상기 제2 개구(142)에 의해 노출될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 본딩 패드(134)의 가장자리 부위는 상기 제1 절연층(130)과 제2 절연층(140) 사이에 배치될 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 본딩 패드(134)가 매우 안정적으로 상기 제1 및 제2 절연층들(130, 140)에 의해 지지될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제2 개구(142)에 의해 노출된 상기 제1 본딩 패드(134) 상에 제2 본딩 패드(144)를 형성하고, 상기 제2 절연층(140) 상에 제2 금속 배선층(146)을 형성할 수 있다. 상기 제2 본딩 패드(144)와 상기 제2 금속 배선층(146)은 동시에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 절연층(140)과 상기 제2 개구(142) 및 상기 제1 본딩 패드(134)의 표면들 상에 제2 금속층(미도시)을 형성하고, 이어서 상기 제2 금속층을 패터닝함으로써 상기 제2 본딩 패드(144)와 상기 제2 금속 배선층(146)을 획득할 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이 상기 제2 본딩 패드(144)의 가장자리 부위는 상기 제2 절연층(140) 상에 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제2 절연층(140)과 상기 제2 본딩 패드(144) 및 상기 제2 금속 배선층(146) 상에 제3 절연층(150)을 형성할 수 있으며, 이어서 상기 제3 절연층(150)을 패터닝하여 상기 제2 본딩 패드(144)를 노출시키는 제3 개구(152)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 본딩 패드(144)의 중앙 부위가 상기 제3 개구(152)에 의해 노출될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 본딩 패드(144)의 가장자리 부위는 상기 제2 절연층(140)과 제3 절연층(150) 사이에 배치될 수 있다. 결과적으로, 상기 제2 본딩 패드(144)가 매우 안정적으로 상기 제2 및 제3 절연층들(140, 150)에 의해 지지될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제3 개구(152)에 의해 노출된 상기 제2 본딩 패드(144) 상에 제3 본딩 패드(154)를 형성하고, 상기 제3 절연층(150) 상에 제3 금속 배선층(146)을 형성할 수 있다. 상기 제3 본딩 패드(154)와 상기 제3 금속 배선층(156)은 동시에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 절연층(150)과 상기 제3 개구(152) 및 상기 제2 본딩 패드(144)의 표면들 상에 제3 금속층(미도시)을 형성하고, 이어서 상기 제3 금속층을 패터닝함으로써 상기 제3 본딩 패드(154)와 상기 제3 금속 배선층(156)을 획득할 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이 상기 제3 본딩 패드(154)의 가장자리 부위는 상기 제3 절연층(150) 상에 배치될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제3 절연층(150)과 상기 제3 본딩 패드(154) 및 상기 제3 금속 배선층(156) 상에 제4 절연층(160)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 본딩 패드(154)는 상기 제3 절연층(150)과 제4 절연층(160)에 의해 매우 안정적으로 지지될 수 있다.
특히, 상기 제1, 제2 및 제3 본딩 패드들(134, 144, 154)의 중앙 부위들이 서로 연결될 수 있으며, 또한 상기 제1, 제2 및 제3 본딩 패드들(134, 144, 154)의 가장자리 부위들이 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 절연층들(130, 140, 150, 160)에 의해 견고하게 지지될 수 있으므로, 후속하는 와이어 본딩 공정에서 상기 제1 본딩 패드(134)의 손상 및/또는 박리가 충분히 방지될 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 기판(102)의 두께를 감소시키기 위한 백그라인딩 공정 또는 화학적 기계적 연마 공정이 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 백그라인딩 공정에 의해 상기 벌크 실리콘 기판(104)이 제거될 수 있으며, 이에 따라 상기 에피택시얼층(106)이 잔류될 수 있다. 또한, 상기 백그라인딩 공정을 수행한 후 상기 기판(102) 후면 상의 오염을 제거하기 위한 습식 식각 공정이 추가적으로 수행될 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 기판(102)의 후면과 상기 포토 다이오드(120) 사이에 제1 도전형을 갖는 후면 피닝층(124)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 이온 주입 공정을 통해 상기 기판(102)의 후면과 상기 포토 다이오드(120) 사이에 P형 후면 피닝층(124)이 형성될 수 있으며, 상기 P형 후면 피닝층(124)은 레이저 어닐 공정을 통해 활성화될 수 있다.
상기와 다르게, 상기 후면 피닝층(124)은 상기 포토 다이오드(120)보다 먼저 형성될 수도 있다. 예를 들면, 이온 주입 공정을 통해 상기 후면 피닝층(124)을 형성한 후 상기 후면 피닝층(124) 상에 상기 포토 다이오드(120)가 형성될 수 있으며, 상기 포토 다이오드(120) 상에 상기 전면 피닝층(122)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 후면 피닝층(124)은 상기 포토 다이오드(120) 및 전면 피닝층(122)과 함께 급속 열처리 공정을 통해 활성화될 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 기판(102)의 후면 상에 반사 방지층(170)이 형성될 수 있으며, 상기 반사 방지층(170) 상에 차광 패턴(172)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 반사 방지층(170)은 실리콘 질화물로 이루어질 수 있으며, 상기 차광 패턴(172)은 텅스텐과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 차광 패턴(172)은 상기 후면 조사형 이미지 센서(100)의 크로스토크를 개선하기 위해 포토 다이오드들(120) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 반사 방지층(170) 및 상기 차광 패턴(172) 상에 패시베이션층(174)이 형성될 수 있다. 상기 패시베이션층(174)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘산질화물 등으로 이루어질 수 있으며 평탄화층으로서 기능할 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 패시베이션층(174), 상기 반사 방지층(170), 상기 기판(102) 및 상기 제1 절연층(130)을 부분적으로 식각하여 상기 제1 본딩 패드(134)의 후면 부위를 부분적으로 노출시키는 제1 개구(132)를 형성할 수 있다. 특히, 상기 제1 개구(132)는 상기 제1 본딩 패드(134)의 후면 중앙 부위를 노출시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 본딩 패드(134)의 후면 가장자리 부위는 상기 제1 절연층(130)에 의해 지지될 수 있다.
상기 제1 개구(132)는 상기 제1 본딩 패드(134)보다 좁은 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 본딩 패드(134)는 약 40㎛ 내지 약 120㎛ 정도의 폭을 가질 수 있으며, 상기 제1 개구(132)는 상기 제1 본딩 패드(134)의 약 50% 내지 90% 정도의 폭과 약 2㎛ 내지 약 4㎛ 정도의 깊이를 가질 수 있다.
도 15를 참조하면, 상기 패시베이션층(174)과 상기 제1 개구(132) 및 상기 제1 본딩 패드(134)의 표면들 상에 균일한 두께를 갖는 제5 절연층(180)이 형성될 수 있다. 상기 제5 절연층(180)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있으며 화학기상증착 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제5 절연층(180)은 후속하는 컬러 필터(190; 도 16 참조) 및 마이크로 렌즈(192; 도 16 참조) 형성 공정에서 상기 제1 본딩 패드(134)를 보호하기 위한 패드 보호층으로서 기능할 수 있다.
도 16을 참조하면, 상기 제5 절연층(180) 상에 컬러 필터(190)와 마이크로 렌즈(192)가 순차적으로 형성될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 컬러 필터(190)와 마이크로 렌즈(192)를 형성한 후 상기 제1 본딩 패드(134)가 노출되도록 상기 제5 절연층(180)이 부분적으로 제거될 수 있다. 이어서, 상기 제1 본딩 패드(134) 상에 와이어(200)가 본딩되거나 솔더볼 또는 솔더 범프가 형성될 수 있다.
그러나, 상기한 바와 다르게, 상기 제1 개구(132)는 상기 컬러 필터(190)와 상기 마이크로 렌즈(192)를 형성한 후에 형성될 수도 있다. 이 경우 상기 제5 절연층(180)은 생략될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 후면 조사형 이미지 센서(100)는, 포토 다이오드(120)가 형성된 기판(102)과, 상기 기판(102)의 전면 상에 형성된 제1 절연층(130)과, 상기 제1 절연층(130) 상에 형성된 제1 본딩 패드(134)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 본딩 패드(134)는 상기 기판(102) 및 상기 제1 절연층(130)을 관통하는 제1 개구(132)에 의해 부분적으로 노출될 수 있다.
상기 제1 절연층(130) 및 상기 제1 본딩 패드(134) 상에는 상기 제1 본딩 패드(134)의 중앙 부위를 노출시키는 제2 개구(142)를 갖는 제2 절연층(140)이 형성될 수 있으며, 상기 노출된 제1 본딩 패드(134) 및 상기 제2 절연층(140) 상에는 제2 본딩 패드(144)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 절연층(140) 및 상기 제2 본딩 패드(144) 상에는 상기 제2 본딩 패드(144)의 중앙 부위를 노출시키는 제3 개구(152)를 갖는 제3 절연층(150)이 형성될 수 있으며, 상기 노출된 제2 본딩 패드(144) 및 상기 제3 절연층(150) 상에는 제3 본딩 패드(154)가 형성될 수 있다. 추가적으로, 상기 제3 절연층(150) 및 상기 제3 본딩 패드(154) 상에는 제4 절연층(160)이 형성될 수 있다.
결과적으로, 상기 제1, 제2 및 제3 본딩 패드들(134, 144, 154)의 중앙 부위들은 서로 연결될 수 있으며, 상기 제1, 제2 및 제3 본딩 패드들(134, 144, 154)의 가장자리 부위들은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 절연층들(130, 140, 150, 160)에 의해 매우 견고하게 지지될 수 있다. 따라서, 상기 제1 개구(132)에 의해 노출된 상기 제1 본딩 패드(134) 상에 와이어(200)를 본딩하는 동안 상기 제1 본딩 패드(134)의 손상 또는 박리가 충분히 방지될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 후면 조사형 이미지 센서 102 : 기판
104 : 벌크 실리콘 기판 106 : 에피택시얼층
108 : 소자 분리 영역 110 : 게이트 절연막
112 : 게이트 전극 114 : 게이트 스페이서
120 : 포토 다이오드 122 : 전면 피닝층
124 : 후면 피닝층 126 : 고농도 불순물 영역
130 : 제1 절연층 132 : 제1 개구
134 : 제1 본딩 패드 136 : 제1 금속 배선층
140 : 제2 절연층 142 : 제2 개구
144 : 제2 본딩 패드 146 : 제2 금속 배선층
150 : 제3 절연층 152 : 제3 개구
154 : 제3 본딩 패드 156 : 제3 금속 배선층
160 : 제4 절연층 170 : 반사 방지층
172 : 차광 패턴 174 : 패시베이션층
180 : 제5 절연층 190 : 컬러 필터
192 : 마이크로렌즈 200 : 와이어

Claims (20)

  1. 포토 다이오드가 형성된 기판;
    상기 기판의 전면 상에 형성된 절연층; 및
    상기 절연층 상에 형성된 본딩 패드를 포함하되,
    상기 본딩 패드는 상기 기판 및 상기 절연층을 관통하여 형성된 개구에 의해 노출되는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연층 상에 형성된 금속 배선층을 더 포함하며,
    상기 본딩 패드는 상기 금속 배선층과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 절연층과 상기 본딩 패드 및 상기 금속 배선층 상에 형성되며 상기 본딩 패드를 노출시키는 제2 개구를 갖는 제2 절연층; 및
    상기 제2 개구에 의해 노출된 상기 본딩 패드 상에 형성되는 제2 본딩 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 본딩 패드의 가장자리 부위는 상기 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 절연층 상에 형성된 제2 금속 배선층을 더 포함하며,
    상기 제2 본딩 패드는 상기 제2 금속 배선층과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 절연층과 상기 제2 본딩 패드 및 상기 제2 금속 배선층 상에 형성되며 상기 제2 본딩 패드를 노출시키는 제3 개구를 갖는 제3 절연층; 및
    상기 제3 개구에 의해 노출된 상기 제2 본딩 패드 상에 형성된 제3 본딩 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3 절연층 상에 형성된 제3 금속 배선층; 및
    상기 제3 절연층과 상기 제3 본딩 패드 및 상기 제3 금속 배선층 상에 형성된 제4 절연층을 더 포함하며,
    상기 제3 본딩 패드는 상기 제3 금속 배선층과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판은 제1 도전형을 갖고,
    상기 포토 다이오드는 제2 도전형을 가지며,
    상기 기판의 전면과 상기 포토 다이오드 사이에는 상기 제1 도전형을 갖는 전면 피닝층이 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기판의 후면과 상기 포토 다이오드 사이에는 상기 제1 도전형을 갖는 후면 피닝층이 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판의 후면 상에 형성된 컬러 필터; 및
    상기 컬러 필터 상에 형성된 마이크로렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기판의 후면 상에 형성된 반사 방지층;
    상기 반사 방지층 상에 형성된 차광 패턴; 및
    상기 반사 방지층 및 상기 차광 패턴 상에 형성된 패시베이션층을 더 포함하며,
    상기 컬러 필터는 상기 패시베이션층 상에 형성되며, 상기 개구는 상기 패시베이션층 및 상기 반사 방지층을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  12. 제11항에 있어서, 상기 컬러 필터와 상기 패시베이션층 사이에 형성된 제5 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서.
  13. 기판 내에 포토 다이오드를 형성하는 단계;
    상기 기판의 전면 상에 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층 상에 본딩 패드를 형성하는 단계; 및
    상기 본딩 패드를 노출시키기 위하여 상기 기판 및 상기 절연층을 관통하는 개구를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 절연층 상에 금속 배선층을 형성하는 단계를 더 포함하되,
    상기 본딩 패드는 상기 금속 배선층과 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 절연층과 상기 본딩 패드 및 상기 금속 배선층 상에 상기 본딩 패드를 노출시키는 제2 개구를 갖는 제2 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제2 개구에 의해 노출된 상기 본딩 패드 상에 제2 본딩 패드를 형성하는 단계; 및
    상기 제2 절연층 상에 제2 금속 배선층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 절연층과 상기 제2 본딩 패드 및 상기 제2 금속 배선층 상에 상기 제2 본딩 패드를 노출시키는 제3 개구를 갖는 제3 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제3 개구에 의해 노출된 상기 제2 본딩 패드 상에 제3 본딩 패드를 형성하는 단계; 및
    상기 제3 절연층 상에 제3 금속 배선층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 기판의 후면 상에 반사 방지층을 형성하는 단계;
    상기 반사 방지층 상에 차광 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 반사 방지층 및 상기 차광 패턴 상에 패시베이션층을 형성하는 단계를 더 포함하되,
    상기 개구는 상기 패시베이션층 및 상기 반사 방지층을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 패시베이션층과 상기 개구 및 상기 본딩 패드의 표면들 상에 패드 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 패드 보호층 상에 컬러 필터를 형성하는 단계;
    상기 컬러 필터 상에 마이크로렌즈를 형성하는 단계; 및
    상기 본딩 패드가 노출되도록 상기 패드 보호층의 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서의 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 패시베이션층 상에 컬러 필터를 형성하는 단계; 및
    상기 컬러 필터 상에 마이크로렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 개구는 상기 마이크로렌즈를 형성한 후 상기 패시베이션층과 상기 반사 방지층을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 조사형 이미지 센서 제조 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190124963A (ko) 2018-04-27 2019-11-06 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR20200030851A (ko) 2018-09-13 2020-03-23 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR20200091254A (ko) * 2019-01-22 2020-07-30 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR20200091252A (ko) * 2019-01-22 2020-07-30 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018186211A (ja) * 2017-04-27 2018-11-22 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
KR20190118726A (ko) * 2018-04-11 2019-10-21 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
US11037908B2 (en) 2019-07-25 2021-06-15 Sandisk Technologies Llc Bonded die assembly containing partially filled through-substrate via structures and methods for making the same
KR102572413B1 (ko) * 2019-08-28 2023-08-30 양쯔 메모리 테크놀로지스 씨오., 엘티디. 3차원 메모리 장치 및 그 제조 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100076520A (ko) * 2008-12-26 2010-07-06 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그의 제조방법
KR20100080224A (ko) * 2008-12-31 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 후면 수광 이미지센서의 제조방법
KR20110013222A (ko) * 2009-07-29 2011-02-09 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 알루미늄 구리 공정을 위한 시모스 이미지 센서 빅 비아 본딩 패드 응용
KR20120135627A (ko) 2011-06-07 2012-12-17 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP2014099563A (ja) * 2012-11-15 2014-05-29 Canon Inc 固体撮像装置の製造方法
JP2014116472A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Canon Inc 固体撮像装置およびその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6026964A (en) 1997-08-25 2000-02-22 International Business Machines Corporation Active pixel sensor cell and method of using
US7154137B2 (en) 2004-10-12 2006-12-26 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor and pixel having a non-convex photodiode
KR101738532B1 (ko) 2010-05-25 2017-05-22 삼성전자 주식회사 상부 고농도 p 영역을 포함하는 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP5513326B2 (ja) 2010-09-07 2014-06-04 キヤノン株式会社 撮像素子及び撮像装置
KR102153147B1 (ko) 2015-12-10 2020-09-08 주식회사 디비하이텍 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR20170092911A (ko) 2016-02-04 2017-08-14 주식회사 동부하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100076520A (ko) * 2008-12-26 2010-07-06 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그의 제조방법
KR20100080224A (ko) * 2008-12-31 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 후면 수광 이미지센서의 제조방법
KR20110013222A (ko) * 2009-07-29 2011-02-09 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 알루미늄 구리 공정을 위한 시모스 이미지 센서 빅 비아 본딩 패드 응용
KR20120135627A (ko) 2011-06-07 2012-12-17 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP2014099563A (ja) * 2012-11-15 2014-05-29 Canon Inc 固体撮像装置の製造方法
JP2014116472A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Canon Inc 固体撮像装置およびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190124963A (ko) 2018-04-27 2019-11-06 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR20200030851A (ko) 2018-09-13 2020-03-23 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR20200091254A (ko) * 2019-01-22 2020-07-30 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법
KR20200091252A (ko) * 2019-01-22 2020-07-30 주식회사 디비하이텍 후면 조사형 이미지 센서 및 그 제조 방법

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